Пузанова Т.А., Горлов А.А., Еремеева А.П., Кошовский Т.С., Лебедева С.В.,

Пузанова Т.А., Горлов А.А., Еремеева А.П., Кошовский Т.С., Лебедева С.В.,
Петрик М.М., Ткаченко О.В.
ПРОБЛЕМЫ ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ СЕВЕРОБАЙКАЛЬСКОГО
РЕГИОНА: ВЛИЯНИЕ ХОЛОДНИНСКОГО ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКОГО
МЕСТОРОЖДЕНИЯ НА АКВАЛЬНЫЕ ЛАНДШАФТЫ
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Географический
факультет
tkzv@ya.ru
В водосборной зоне Байкала расположено крупнейшее в России по запасам свинца и цинка
полиметаллическое месторождение Холоднинское. Месторождение на данный момент не
разрабатывается, однако оказывает влияние на Байкал путём попадания в него по речным
системам произвольно истекающих из разведочных штолен рудничных вод. В результате
проведения полевых работ была оценена степень загрязнения вод и донных отложений путём
отбора проб от источника загрязнения до озера Байкал, где определялось содержание
химических элементов, их распределение и характер миграции.
ВВЕДЕНИЕ.
Устойчивое
развитие
Северобайкальского
региона,
подразумевающее как повышение уровня жизни проживающего населения, так и
сохранение уникальной природной системы, возможно только при организации
системы научно обоснованного рационального природопользования. С одной
стороны, оно зависит от степени промышленного освоения территории, так как на
данный момент в регионе практически отсутствуют значимые предприятия, которые
могли бы составить собственный экономический базис; тем более, что существуют
все условия и ресурсы для подобного развития (в виде железнодорожной магистрали
БАМ и близлежащего крупнейшего Холоднинского полиметаллического
месторождения). С другой стороны, устойчивое развитие будет напрямую
определяться экологическим положением уникальных экосистем озера Байкал, так
как их благоприятное состояние уже само является важнейшим ресурсом развития и
фактором привлечения соответствующих инвестиций. Нетрудно заметить, что между
этими двумя составляющими устойчивого развития существует глубокое
противоречие, разрешению которого должны способствовать обоснованные прогнозы
как социально-экономического, так и экологического характера, проведённые на базе
учёта уже наблюдающейся обстановки. Ситуацию осложняет то, что территория
служит местом ведения традиционного хозяйства (оленеводство) малочисленных
коренных народов.
Соответственно, целью данной работы стала оценка современного
геохимического состояния аквальных ландшафтов Северного Прибайкалья и
выявление уже существующего загрязнения Байкала и его притоков от
Холоднинского свинцово-цинкового месторождения.
ИСТОРИЧЕСКАЯ
СПРАВКА.
Полиметаллическое
месторождение
Холоднинское, по запасам свинца и цинка относящееся к уникальному, было открыто
в 1968 году. Оно располагается в бассейне Байкала, в междуречье рек Тыя и
Холодная (притоки Байкала). Детальная разведка началась с 1972 года; в это время
был построен геологический посёлок Перевал, пробурено большое количество
поисковых скважин, а также пробито 2 горизонтальных штольни. Разработка
месторождения не началась, и в 1991 году все работы были остановлены без
проведения рекультивации территории [1].
Основное воздействие, которое сейчас продолжает оказывать месторождение на
окружающие ландшафты, состоит в следующем: из штолен вытекают ручьи
рудничных вод, обогащенные рудными и сопутствующими элементами (рис. 1),
которые попадают в реку Холодная, впадающую, в свою очередь, в залив Ангарский
Сор озера Байкал [2].
ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ. В
ходе полевых исследований были
отобраны пробы воды, донных
отложений и взвешенных наносов в
18 точках, сгруппированных по
следующим водным объектам: 1) в
источнике
загрязнения
–
штольневых ручьях; 2) в реке
Холодной вниз по течению для
оценки интенсивности разбавления
рудничных вод; 3) в заливе
Ангарский Сор и о. Байкал для
выявления степени аккумуляции
химических элементов; 5) в р. Тыя,
протекающей по месторождению, но не принимающей рудничные воды, для
обнаружения естественного уровня геохимического воздействия Холоднинского
месторождения на аквальные системы; 6) пробы в фоновых, незагрязнённых
объектах: р. Холодная до впадения штольневых ручьёв, р. Гясан-Дякит, источник
Пьяный Ключ (рис. 2).
В пробах было определено валовое содержание более 70 химических элементов
методами масс-спектральным с индуктивно-связанной плазмой (по методике МП-2 4)
и атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой (по методике НСАМ 487хс), а также проанализирован макрокомпонентный состав вод. Полученные
результаты сравнивались с выбранными фоновыми значениями, для оценки
опасности загрязнения использовались предельно допустимые концентрации (ПДК)
рыбохозяйственных нормативов [3] для воды и ПДК почв – для донных отложений.
Для вычисления абсолютного количества поступаемого количества тяжёлых
металлов из рудничных вод были измерены расходы воды в штольневых ручьях и
реках Тыя и Холодная. Среднегодовой суммарный расход штольневых ручьёв
составил около 200 л/сек.
Рис. 1. Рудничные воды, вытекающие из
заброшенной штольни (фото Петрик М.М.)
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ. Химический состав рудничных вод
формируется в результате процессов окисления минералов-сульфидов рудного тела, в
результате чего резко повышается их растворимость [4]. В ходе проведённых
исследований было подтверждена чрезвычайно высокая токсичность штольневых
вод из-за большой концентрации тяжёлых металлов. Обнаружено превышение ПДК
по 11 химическим элементам, содержание около 43 элементов превосходят фоновые
концентрации. Такие элементы, как Zn, Fe и Mn, характеризуются превышением
предельно допустимой концентрации в 1200, 160 и 85 раз соответственно [2].
Рис. 2. Карта-схема отбора проб
При впадении штольневых ручьёв в реку Холодная химический состав вод реки
сильно трансформируется, несмотря на то, что расход речных вод сильно
превосходит объём поступающих штольневых вод (таблица 1). Непосредственно
после впадения штольневых ручьёв в реке можно видеть превышение ПДК для 3х
элементов, остальные в результате разбавления находятся ниже допустимых уровней.
Вниз по течению реки Холодной её водность увеличивается, и соответственно
происходит дальнейшее разбавление загрязнённых вод верхнего течения. В нижнем
течении превышение ПДК химических элементов уже не обнаруживается, и воды
относятся к минимальному уровню загрязнения. Несколько превышены фоновые
концентрации для таких элементов, как Mn, Zn, Rb.
В озере Байкал и его заливе Ангарский Сор при исследовании микроэлементного
состава донных отложений не было выявлено геохимических ореолов, указывающих
на влияние повышенного привноса тяжёлых металлов рекой Холодная. Предельно
допустимые концентрации превышены для таких макроэлементов, как Al, Fe, Mn,
которые характеризуются достаточно высокой подвижностью в таёжных ландшафтах
и потому могут накапливаться в больших количествах в силу специфичности
регионального фона. Тем не менее, штольневые воды Холоднинского месторождения
вносят свою долю в повышение концентрации перечисленных химических элементов
в аквальных ландшафтах Байкала, и при долговременном функционировании этой
системы накопление химических элементов может привести к постоянному
превышению предельно допустимых концентраций.
Таблица 1. Изменение химического состава вод реки Холодная при попадании в неё
штольневых вод (пробы взяты в 50 м до и в 50 м после впадения)
химический
элемент
цинк
марганец
кадмий
железо
кобальт
уран
кальций
магний
Zn
Mn
Cd
Fe
Co
U
Са
Mg
река Холодная
кратность
превывпадения штольневых ручьёв шения, раз
выше
ниже
< 0,5 мкг/л
1,2 мгк/л
<0,007 мкг/л
12 мкг/л
0,028 мкг/л
0,061 мкг/л
7,2 мг/л
1,4 мг/л
250 мкг/л
27 мкг/л
0,12 мкг/л
110 мкг/л
0,15 мкг/л
0,14 мкг/л
9,9 мг/л
2,1 мг/л
> 500
22
> 17
9
5
2
1,4
1,5
содержание в
штольневом
ручье (при
впадении)
ПДК
(те же
едини
цы)
11000 мкг/л
1100 мкг/л
5,6 мкг/л
4300 мкг/л
4,8 мкг/л
3,6 мкг/л
120 мг/л
26 мг/л
10
10
5
100
1
180
40
Таким образом, современное воздействие Холоднинского месторождения
проявляется в: 1) загрязнении прилегающих к месторождению ландшафтов, по
которым протекают штольневые воды; 2) изменении химического состава реки
Холодной с превышением ПДК в верхнем течении; 3) повышенные содержания
тяжёлых металлов могут переходить в рыбные ресурсы, основные нерестилища
которых находятся в верхнем течении. Вниз по течению реки процессы осаждения и
разбавления приводят к снижению концентраций ниже предельно допустимых, и
влияние месторождение не сказывается.
Литература
1. Авдонин В.В., Бойцов В.Е., Григорьев В.М. Месторождения металлических
полезных ископаемых. М.: Академический проект, Трикста, 2005. – 720 с.
2. Отчет о результатах полевых исследований Географического факультета МГУ
http://www.geogr.msu.ru/cafedra/soils/practics/3/
3. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03 "Предельно допустимые
концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственнопитьевого
и
культурно-бытового
водопользования".
http://base.consultant.ru/cons/cgi/online.cgi?req=doc;base=LAW;n=72713
4. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея, 2000. – 768 с.
Puzanova T.A., Gorlov A.A., Eremeeva A.P., Koshovsky T.S., Lebedeva S.V.,
Petrik M.M., Tkachenko O.V.
PROBLEMS OF NATURE MANAGEMENT IN THE NORTH BAIKAL REGION:
IMPACT HOLODNINSKOE ORE DEPOZIT ON AQUATIC LANDSCAPES
Moscow state university named after M.V. Lomonosov, Faculty of Geography
Pyrite-polymetallic ore deposit “Holodninskoe” takes the 4th place on zinc and lead reserve in the
world. It is located in the catchment basin of Lake Baikal. The ore body has not been developed, but
a surface seepage of mine waters heavily contaminated by ore metals (namely by zink and lead) is
still observed. During the field work was evaluated the degree of pollution of waters and sediments
by sampling from its source to Lake Baikal. In the samples was determined by the content of
chemical elements, their distribution and migration patterns.