«Захоронение твердых промышленных отходов башкирского зауралья на примере сибайского месторождения: использование результатов в учебно исследовательской работе»

Исходя из вышесказанного, предлагается рассмотреть в качестве объекта захоронения ТПО на примере Сибайского месторождения, являющегося крупнейшим как на территории РБ, так и в мире.

Цель исследования

Изучение захоронения твердых промышленных отходов Сибайского месторождения и его влияние на окружающую среду.

Задачи исследования

1. Дать физико-географическую характеристику района

исследования;

2. Дать характеристику твердым промышленным отходам Сибайского месторождения;

3. Изучить типы захоронения на Сибайском месторождении;

4. Выявить влияние захоронений Сибайского месторождения на окружающую среду;

5. Применить результаты исследований в школе;

6. Выдвинуть предложения и рекомендации по улучшению экологической ситуации на месторождении.

Научная новизна

Впервые проведен комплексный экологический анализ влияния захоронений ТПО на Сибайском месторождении, результаты которого дополняют и расширяют представления об экологической ситуации в Башкирском Зауралье.

Научно-практическая значимость работы

Результаты изучения захоронений ТПО Сибайского месторождения позволяют использовать материал для выявления механизмов биогеоморфологических изменений Земного шара вследствие антропогенного воздействия. Полученные результаты могут быть использованы: для оценки антропогенной нагрузки на биосферу; проведения мониторинга окружающей среды; проведения учебно-практических занятий со школьниками и студентами.

Публикации и апробация результатов исследований

Балягутдинова Л. К изучению проблем обращения с производственными отходами в Башкирском Зауралье // Материали за 10-а международна научна практична конференция, «Бъдещите изследвания», - 2018. Том 38. Биологии. София. «Бял ГРАД-БГ» ООД. - С. 8-13.

Объем и структура исследования

Диссертация изложена на 135 машинописных листах, включает разделы: введение, 6 глав, заключение, список литературы (101 источников: 77 опубликованных и 24 фондовых) и приложение.

1.2. Геологическое строение

В геологическом плане территория расположена на пересечении субмеридионального Западно-Магнитогорского вулканического пояса и субширотной Баймакско-Сибайской зоны. Пояс сложен горными породами допалеозойского и палеозойского возраста, с которыми связаны колчеданные руды (Звягинцев, 1936). Для большинства месторождений региона установлены аномальные концентрации свыше 40 химических элементов (Емлин, 1991). В изучаемом районе присутствуют две рудоносные зоны - Баймак-Бурибаевская смешанно-меднорудная (месторождения Юбилейное и Семеновское) и Красноуральско-Сибай-Гайская меднорудная

(месторождения Сибайское, Камаганское, Учалинское) (рис.2). Основные рудообразующие минералы Сибайского колчеданного месторождения - 6

Рисунок 1. Географическое положение Сибайского месторождения

пирит, пирротин, халькопирит и сфалерит. Пирит составляет 65-90% рудного вещества. В подчиненном количестве присутствуют галенит, арсенопирит, теннантит, борнит, мельниковит, магнетит, гематит, гринокит, энаргит, фрейбергит и киноварь. Основными элементами-индикаторами вторичных ореолов рассеяния выступают Cu, Zn, Cd, As и Hg (Емлин, 1991).

Сибайское месторождение относится к группе деформированных месторождений в массивных породах. Рудовмещающая контрастная натровая риолит-базальтовая формация среднедевонской карамалыташской свиты

образует Сибайскую деформированную вулканическую постройку, западная и восточная части которой опущены, а центральная приподнята и имеет форму вулканогенной горст-антиклинали. Месторождение располагается в восточной части последней (Денисов и др., 2008).

В рудовмещающей риолит-дацитовой толще выделено семь горизонтов слоистых вулканогенно-осадочных пород мощностью 0,5-6 м. В них обнаружена многочисленная фауна, в пределах рудных тел замещенная сульфидами. В контурах этих горизонтов - линзовидные биостромы мощностью 1-1,2 м и протяженностью 5-10 м. В биостромах ругозы, строматопоры, пелициподы, водоросли, располагающиеся в прижизненном положении. Концентрация фауны и флоры в Сибайской рудоносной постройке связана с продолжительной деятельностью гидротерм, как это хорошо видно в современном океане (Денисов и др., 2008).

Особенности строения и состава рудовмещающей толщи указывают на формирование ее в условиях неглубокого моря в результате вулканической деятельности центрального типа. Жерло вулкана располагалось на Старо- Сибайском участке. Субвулканические тела представлены дайками и штоками риолито-дацитовых и риолитовых порфиров. Дайки секут все породы и руды карамалыташской свиты и нет их в улутауской. Гипабиссальные интрузии габбродиабазов и диоритов послерудные, а габбро-диоритов и кварцевых диоритов дорудные. Иначе говоря, активная деятельность в пределах Сибайской горст-антиклинали была длительной и многократно возобновлялась. Это полигенный стратовулкан (Денисов и др., 2008). 

1) Сибайское месторождение расположено в восточной части Баймакского административного района к востоку от хребта Ирендык на Кизило-Уртазымской равнине в 550 км к юго-востоку от г. Уфа. Рельеф на территории имеет выровненный характер. Коренные породы представлены мощной толщей изверженных и плотных осадочных минералов. Климат района - континентальный. Среднегодовая температура - 1,8оС. Сумма положительных оптимальных температур - 2000-2300оС. Среднегодовое количество осадков - 401 мм. На территории зимой преобладают южные и юго-западные, а в весенне-летний сезон - юго-восточные ветры со средней скоростью - 3,8-4,1 м/с. По геоботаническому районированию территория относится к Зауральской степной зоне. Основной почвенный фон составляют почвы черноземного типа. Месторождение дренируется речкой Карагайлы, которая является крупным притоком реки Туяляс. В изучаемом районе присутствуют два рудоносных месторождения - Сибайское, Камаганское.

2) Сибайское месторождение с 1937 года разрабатывалось открытым способом добычи Баймакским медеплавильным заводом, с 1948 года - БМСК. Колчеданные руды месторождения представлены следующими 83

промышленными сортами: серно-колчеданные, медно-пирротиновые,

медные, медно-цинковые с преобладанием последних. Основные рудные минералы: пирит, сфалерит, халькопирит, пирротин, ковеллин, борнит, халькозин. Из нерудных минералов наиболее распространены кварц, кальцит, хлорит, серицит. Сибайская обогатительная фабрика введена в эксплуатацию в 1959 году производительностью 2500 тыс. т. руды в год. За время эксплуатации СОФ объем переработки руды составил 80 млн т. Основными типами захоронения являются отвалы вскрышных пород и хвостохранилища.

3) Отвалы вскрышных пород Сибайского рудника сложены породами основного (60%) и кислого (40%) состава (спилиты, брекчии и туфобрекчииспилитов, диабазы, кварцевые риолиты, риодациты и их туфы, серицит-кварцевые, хлорит-кварцевые и серицит-хлорит-кварцевые метасоматиты). По агрегатному состоянию они представлены на 70% скальными, на 20% полускальными выветрелыми, на 10% рыхлыми разностями.

Хвосты обогащения СОФ складированы в двух хвостохранилищах: старогоднем (0,5-1,0 км юго-западнее фабрики) площадью 23,5 га, эксплуатировавшимся в 1959-1965 гг. и новом (склон долины реки Карагайлы), состоящим из трех отсеков площадью 146,2 га, действующим с 1966 года. Они оборудованы специальной дренажной системой для отвода воды, а их дно и берега изолированы водонепроницаемым слоем из уплотненной глины, полимерных материалов или битума. Емкости первого и второго отсеков заполнены до проектного значения, текущие хвосты обогащения с 2001 года поступают в третий отсек.

4) Поскольку шламохранилища и отвалы являются открытыми сооружениями и не выполняются современные требования по гидроизоляции, то они являются источником загрязнения грунтовых вод, почвы и атмосферного воздуха.

Прежде всего, это обусловлено нарушением требований к захоронению токсичных веществ ТПО. Дополнительное загрязнение связано с 84

распространением подотвальных вод Сибайского рудника, опасность которых еще связана с тем, что они могут просачиваться в подземные источники водоснабжения г. Сибай. Наиболее ярко результаты загрязнению проявляются на уровне высших растений: идет интенсивное засоление почв и как следствие смена луговых сообществ на галофитные.

Объем валовых выбросов от передвижных и стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха г. Сибая в 2018 году составил 11,3 тыс.т. Основными источниками вредных выбросов в атмосферу являются: при добыче руд - взрывные работы, дробильное отделение, печь обжига извести, на ремонтно-механическом заводе - сталеплавильные печи, бегуны смешивания, термопечи, котельные установки. Выбросы вредных веществ с выхлопными газами автосамосвалов БелАЗ и других автомобилей достигают 1174,46 тонн в год.

5) Для выявления влияния различных концентраций растворов солей тяжелых металлов на живые объекты нами были проведены эксперименты с применением тест-объектов, оптимальным из которых для нас выявился кресс-салат (Lepidium sativum L). Для проведения эксперимента был взят раствор сульфат меди разной концентрации и отобраны семена кресс-салата. В результате проведенного эксперимента были проведены измерения длины стебля, корня, проростка. Наибольшее влияние на длину проростков и всхожесть семян кресс-салата оказали растворы с концентрациями 3% и 5%; наименьшее - концентрации 0,1 и 0,3%. Полученные результаты позволяют рекомендовать использование семян кресс-салата для биотестирования уровня загрязнения медью. Данную методику с успехом можно применять на школьных уроках биологии и экологии, на факультативных занятиях и в кружковой работе.

6) На протяжении долгого периода с 1965 г. разрабатывались десятки методов освоения отходов. Основной проблемой является то, что данные методы так и не дошли до практического применения. В отвалах и хвостохранилищах ГОК накоплено значительное количество металлов, 85

которые, с одной стороны, образуют техногенные месторождения полезных ископаемых, с другой - являются опасными источниками загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.

Для исключения загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и контакта хранилищ и отвалов с атмосферным воздухом необходимо провести инженерную и, в дальнейшем инженерно-биологическую рекультивацию по восстановлению и возвращению этих земель во вторичное хозяйственное пользование.