ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РАЙОНА РАБОТ ТОО «КАЗЦИНК» (БУТАЧИХИНСКО-КЕДРОВСКИЙ БЛОК ЛЕНИНОГОРСКОГО РУДНОГО РАЙОНА, ВОСТОЧНЫЙ КАЗАХСТАН)
|
РЕФЕРАТ 3
Введение 8
1 Физико-географическая характеристика района 13
2 Геологическое строение района 16
2.1 История геологического развития 18
2.2 Стратиграфия 21
2.3 Магматизм и метаморфизм 26
2.3.1 Интрузивные и субвулканические образования 27
2.3.2 Метаморфические образования 30
2.4 Тектоника 33
2.5 Полезные ископаемые 36
2.5.1 Металлические полезные ископаемые 36
2.5.2 Контроль оруденения 39
2.5.3 Неметаллические полезные ископаемые 40
2.6 Геоморфология 40
2.7 Гидрогеологические условия района 41
3 Оценка влияния потенциально опасных промышленных работ на состояние
окружающей среды 44
3.1 Краткая характеристика комплекса производств 44
3.2 Необходимость проведения оценки воздействия на окружающую среду 45
3.3 Методика отбора проб: полевой этап 46
3.3.1 Методика отбора проб растительности 47
3.3.2 Методика отбора проб почв 48
3.3.3 Методика отбора проб поверхностных вод 49
3.4 Лабораторно-аналитические исследования: анализ проб на элементный состав 50
3.4.1 Принцип работы масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Agilent
7500cx 50
3.4.2 Методика измерений массовой концентрации химических элементов СТО-
ТГУ 048-2012 52
3.4.3 Методика измерений массовой концентрации химических элементов СТО-
ТГУ 151-2016 54
3.5 Геоэкологическое состояние района работ ТОО «Казцинк» 55
3.5.1 Результаты анализа почвенного покрова 56
3.5.2 Результаты анализа растительности 59
3.5.3 Результаты анализа поверхностных вод 61
3.5.4 Основные источники загрязнения 64
4 Рекомендуемые комплексные природоохранные мероприятия 67
Заключение 70
Список использованных источников и литературы 71
Приложение А Стратиграфическая схема, выделенная при съемке 1:200 000 и 1:50 000 масштабов 75
Введение 8
1 Физико-географическая характеристика района 13
2 Геологическое строение района 16
2.1 История геологического развития 18
2.2 Стратиграфия 21
2.3 Магматизм и метаморфизм 26
2.3.1 Интрузивные и субвулканические образования 27
2.3.2 Метаморфические образования 30
2.4 Тектоника 33
2.5 Полезные ископаемые 36
2.5.1 Металлические полезные ископаемые 36
2.5.2 Контроль оруденения 39
2.5.3 Неметаллические полезные ископаемые 40
2.6 Геоморфология 40
2.7 Гидрогеологические условия района 41
3 Оценка влияния потенциально опасных промышленных работ на состояние
окружающей среды 44
3.1 Краткая характеристика комплекса производств 44
3.2 Необходимость проведения оценки воздействия на окружающую среду 45
3.3 Методика отбора проб: полевой этап 46
3.3.1 Методика отбора проб растительности 47
3.3.2 Методика отбора проб почв 48
3.3.3 Методика отбора проб поверхностных вод 49
3.4 Лабораторно-аналитические исследования: анализ проб на элементный состав 50
3.4.1 Принцип работы масс-спектрометра с индуктивно-связанной плазмой Agilent
7500cx 50
3.4.2 Методика измерений массовой концентрации химических элементов СТО-
ТГУ 048-2012 52
3.4.3 Методика измерений массовой концентрации химических элементов СТО-
ТГУ 151-2016 54
3.5 Геоэкологическое состояние района работ ТОО «Казцинк» 55
3.5.1 Результаты анализа почвенного покрова 56
3.5.2 Результаты анализа растительности 59
3.5.3 Результаты анализа поверхностных вод 61
3.5.4 Основные источники загрязнения 64
4 Рекомендуемые комплексные природоохранные мероприятия 67
Заключение 70
Список использованных источников и литературы 71
Приложение А Стратиграфическая схема, выделенная при съемке 1:200 000 и 1:50 000 масштабов 75
Актуальность работы. Работа посвящена проблеме техногенного воздействия на состояние окружающей среды. В настоящее время разработка и эксплуатация новых промышленных объектов оказывает мощное влияние на все компоненты окружающей среды.
Цель работы - дать оценку геоэкологической обстановке района работ ТОО «Казцинк» на примере Бутачихинско-Кедровского блока Лениногорского рудного района Рудного Алтая, разработать рекомендации по предупреждению негативных последствий воздействия работ на окружающую среду.
Чтобы выполнить эту цель, необходимо решить следующие задачи:
1) Привести характеристику геологического состояния исследуемой территории, используя фондовые и литературные данные.
2) В зоне промышленных работ провести сбор материала для исследования на наличие тяжёлых металлов в компонентах окружающей среды.
3) Выполнить аналитические работы: спектральный количественный анализ масс-спектрометрическим методом с индуктивно связанной плазмой на 33 элемента, с целью выявления тяжёлых металлов.
4) Выделить основные источники и пути загрязнения объектов окружающей среды района работ.
5) Оценить экологическое состояние исследуемого района
6) Привести рекомендации по исключению деградации окружающей среды, либо максимально возможному снижению неблагоприятных воздействий на неё.
Объект исследований - район работ ТОО «Казцинк», входящий в состав Бутачихинско-Кедровского блока Лениногорского рудного района Рудного Алтая, является одним из крупнейших рудно-колчеданным поясом как для Казахстана, так и для России. Лениногорский рудный район, расположенный в центральной части Рудного Алтая, включает в себя девять промышленных колчеданно-полиметаллических (Тишинское, Шубинское, Старковское, Стрижковское, Гусляковское, Чекмарь, Успенское) и барит- полиметаллических (Риддер-Сокольное, Новолениногорское) месторождений и ряд рудопроявлений.
Предмет исследования - почвенный покров, растительность и поверхностные воды.
Практическая значимость заключается в использовании полученных результатов в отчетах по охране окружающей среды, а также при разработке программ
геоэкологического мониторинга на проектируемых промышленных объектах и модернизации программы на существующих предприятиях.
Научная новизна: обновлённые данные о состоянии компонентов окружающей среды в районе проведения работ ТОО «Казцинк».
Защищаемые положения:
1) Геоэкологическое состояние района зависит от процессов техногенного воздействия в результате поступления и трансформации загрязняющих веществ.
2) Состояние компонентов окружающей среды характеризуется, как превышающее предельно допустимые значения, что в свою очередь ведёт к деградации почвенных и растительных покровов, а также объектов гидросферы.
3) Прямого воздействия на здоровье населения не наблюдается.
Методика исследования включает обобщение имеющихся литературных и фондов материалов, полевой этап, включающий методики сбора и подготовки материала, лабораторно-аналитические исследования, включающие анализ имеющихся проб, статистический, сравнительный, графоаналитический методы. Анализ проб на элементный состав проводился с помощью метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) по методике СТО ТГУ 048-2012 - для почв и растений, СТО ТГУ 1512016 - для воды. Всего выполнены анализы на 44 химических элемента для почв и растительности и 60 элементов для водных объектов, из них выделено 4 тяжёлых металла, как имеющие наибольшее влияние на окружающую среду. При отборе проб использовался точечный метод.
Объём работ: для получения характеристики геоэкологического состояния Бутачихинско-Кедровского блока отобрано 9 проб с участка проведения работ, включающих по 3 образца почвенного и растительного покрова и 3 пробы поверхностных вод с водотоков и водоёмов района работ. Материалы собраны на 3 участках (Рисунок 7): на участке проведения горно-буровых работ и в 5 и 10 км от рабочего участка.
Публикации: по теме диссертации подано на публикацию в научных изданиях и журналах две научные статьи. Результаты исследований были представлены на XIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Геология в развивающемся мире" (г. Пермь) и Международной научнотехнической конференции «Геонауки 2020» (г. Иркутск) с заочным участием.
Центральная часть Рудного Алтая, являющаяся основной сферой деятельности ТОО «Казцинк», имеет более чем двухсотлетию истории разведки и разработки полиметаллических месторождений. Северо-западная часть ее представлена Лениногорским, юго-восточная - Зыряновским рудным районами. Бутачихинско- 10
Кедровский блок (БКБ) расположен в южной части Лениногорского рудного района и включает в себя структуры Бутачихинско-Кедровской зоны и прилегающие с юга и юго- запада участки, включая Березовское рудопроявление. Площадь Бутачихинско-Кедровской зоны является одной из наиболее изученных с поверхности структур Лениногорского района. Она исследована съемками и поисковыми работами в масштабе 1:50000 - 1:10000 с проходкой ширфов и картированных скважин по сети 400x100 м, на отдельных объектах - 100х25 м. Наиболее перспективные участки, составляющие до 40-50% площади, изучены через 400:800 м наклонными поисково-разведочными и поисково-структурными скважинами до глубин 1000:1200 м.
Геоэкологический мониторинг - неотъемлемая часть разработки промышленных объектов, а также при эксплуатации объектов - в зоне воздействия на промышленных площадках (в рабочей зоне), в пределах территории месторождений; при аварийных ситуациях на месторождении и буровых установках (контроль поверхностных вод, донных отложений, почвенного и растительного покрова).
Обязательность выполнения оценки воздействия на окружающую среду для любых видов хозяйственной и иной деятельности, которые могут оказать прямое или косвенное воздействие на окружающую среду и здоровье населения, регламентируется статьей 36 Экологического кодекса Республики Казахстан.
Оценка воздействия на окружающую среду (далее ОВОС) - процедура, в рамках которой оцениваются возможные последствия хозяйственной и иной деятельности для окружающей среды и здоровья человека, разрабатываются меры по предотвращению неблагоприятных последствий (уничтожения, деградации, повреждения и истощения естественных экологических систем и природных ресурсов), оздоровлению окружающей среды с учетом требований экологического законодательства Республики Казахстан.
Автор выражает благодарность:
- за помощь в проведение полевых работ, помощь в сборе материала и предоставление графических и литературных данных - производственным руководителям и консультантам, сотрудникам Управления геологоразведочных работ ТОО «Казцинк» - М.П. Половко, И.В. Чугунову, А. Бабаковой;
- за проведение аналитических исследований - сотрудникам ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» Денису Бабенкову, Евгении Рабцевич;
- сотрудникам кафедры динамической геологии канд. геол.-минерал. наук Игорю Викторовичу Афонину, канд. геол.-минерал. наук, доценту Наталии Владимировне Архиповой, Валерию Ивановичу Стреляеву.
- своему научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Валерию Петровичу Парначёву за вклад в формирование профессиональных взглядов и компетенций.
Цель работы - дать оценку геоэкологической обстановке района работ ТОО «Казцинк» на примере Бутачихинско-Кедровского блока Лениногорского рудного района Рудного Алтая, разработать рекомендации по предупреждению негативных последствий воздействия работ на окружающую среду.
Чтобы выполнить эту цель, необходимо решить следующие задачи:
1) Привести характеристику геологического состояния исследуемой территории, используя фондовые и литературные данные.
2) В зоне промышленных работ провести сбор материала для исследования на наличие тяжёлых металлов в компонентах окружающей среды.
3) Выполнить аналитические работы: спектральный количественный анализ масс-спектрометрическим методом с индуктивно связанной плазмой на 33 элемента, с целью выявления тяжёлых металлов.
4) Выделить основные источники и пути загрязнения объектов окружающей среды района работ.
5) Оценить экологическое состояние исследуемого района
6) Привести рекомендации по исключению деградации окружающей среды, либо максимально возможному снижению неблагоприятных воздействий на неё.
Объект исследований - район работ ТОО «Казцинк», входящий в состав Бутачихинско-Кедровского блока Лениногорского рудного района Рудного Алтая, является одним из крупнейших рудно-колчеданным поясом как для Казахстана, так и для России. Лениногорский рудный район, расположенный в центральной части Рудного Алтая, включает в себя девять промышленных колчеданно-полиметаллических (Тишинское, Шубинское, Старковское, Стрижковское, Гусляковское, Чекмарь, Успенское) и барит- полиметаллических (Риддер-Сокольное, Новолениногорское) месторождений и ряд рудопроявлений.
Предмет исследования - почвенный покров, растительность и поверхностные воды.
Практическая значимость заключается в использовании полученных результатов в отчетах по охране окружающей среды, а также при разработке программ
геоэкологического мониторинга на проектируемых промышленных объектах и модернизации программы на существующих предприятиях.
Научная новизна: обновлённые данные о состоянии компонентов окружающей среды в районе проведения работ ТОО «Казцинк».
Защищаемые положения:
1) Геоэкологическое состояние района зависит от процессов техногенного воздействия в результате поступления и трансформации загрязняющих веществ.
2) Состояние компонентов окружающей среды характеризуется, как превышающее предельно допустимые значения, что в свою очередь ведёт к деградации почвенных и растительных покровов, а также объектов гидросферы.
3) Прямого воздействия на здоровье населения не наблюдается.
Методика исследования включает обобщение имеющихся литературных и фондов материалов, полевой этап, включающий методики сбора и подготовки материала, лабораторно-аналитические исследования, включающие анализ имеющихся проб, статистический, сравнительный, графоаналитический методы. Анализ проб на элементный состав проводился с помощью метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) по методике СТО ТГУ 048-2012 - для почв и растений, СТО ТГУ 1512016 - для воды. Всего выполнены анализы на 44 химических элемента для почв и растительности и 60 элементов для водных объектов, из них выделено 4 тяжёлых металла, как имеющие наибольшее влияние на окружающую среду. При отборе проб использовался точечный метод.
Объём работ: для получения характеристики геоэкологического состояния Бутачихинско-Кедровского блока отобрано 9 проб с участка проведения работ, включающих по 3 образца почвенного и растительного покрова и 3 пробы поверхностных вод с водотоков и водоёмов района работ. Материалы собраны на 3 участках (Рисунок 7): на участке проведения горно-буровых работ и в 5 и 10 км от рабочего участка.
Публикации: по теме диссертации подано на публикацию в научных изданиях и журналах две научные статьи. Результаты исследований были представлены на XIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Геология в развивающемся мире" (г. Пермь) и Международной научнотехнической конференции «Геонауки 2020» (г. Иркутск) с заочным участием.
Центральная часть Рудного Алтая, являющаяся основной сферой деятельности ТОО «Казцинк», имеет более чем двухсотлетию истории разведки и разработки полиметаллических месторождений. Северо-западная часть ее представлена Лениногорским, юго-восточная - Зыряновским рудным районами. Бутачихинско- 10
Кедровский блок (БКБ) расположен в южной части Лениногорского рудного района и включает в себя структуры Бутачихинско-Кедровской зоны и прилегающие с юга и юго- запада участки, включая Березовское рудопроявление. Площадь Бутачихинско-Кедровской зоны является одной из наиболее изученных с поверхности структур Лениногорского района. Она исследована съемками и поисковыми работами в масштабе 1:50000 - 1:10000 с проходкой ширфов и картированных скважин по сети 400x100 м, на отдельных объектах - 100х25 м. Наиболее перспективные участки, составляющие до 40-50% площади, изучены через 400:800 м наклонными поисково-разведочными и поисково-структурными скважинами до глубин 1000:1200 м.
Геоэкологический мониторинг - неотъемлемая часть разработки промышленных объектов, а также при эксплуатации объектов - в зоне воздействия на промышленных площадках (в рабочей зоне), в пределах территории месторождений; при аварийных ситуациях на месторождении и буровых установках (контроль поверхностных вод, донных отложений, почвенного и растительного покрова).
Обязательность выполнения оценки воздействия на окружающую среду для любых видов хозяйственной и иной деятельности, которые могут оказать прямое или косвенное воздействие на окружающую среду и здоровье населения, регламентируется статьей 36 Экологического кодекса Республики Казахстан.
Оценка воздействия на окружающую среду (далее ОВОС) - процедура, в рамках которой оцениваются возможные последствия хозяйственной и иной деятельности для окружающей среды и здоровья человека, разрабатываются меры по предотвращению неблагоприятных последствий (уничтожения, деградации, повреждения и истощения естественных экологических систем и природных ресурсов), оздоровлению окружающей среды с учетом требований экологического законодательства Республики Казахстан.
Автор выражает благодарность:
- за помощь в проведение полевых работ, помощь в сборе материала и предоставление графических и литературных данных - производственным руководителям и консультантам, сотрудникам Управления геологоразведочных работ ТОО «Казцинк» - М.П. Половко, И.В. Чугунову, А. Бабаковой;
- за проведение аналитических исследований - сотрудникам ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» Денису Бабенкову, Евгении Рабцевич;
- сотрудникам кафедры динамической геологии канд. геол.-минерал. наук Игорю Викторовичу Афонину, канд. геол.-минерал. наук, доценту Наталии Владимировне Архиповой, Валерию Ивановичу Стреляеву.
- своему научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору Валерию Петровичу Парначёву за вклад в формирование профессиональных взглядов и компетенций.
Изучение воздействия поисково-разведочных работ на Бутачихинско-Кедровском блоке Лениногорского рудного района на компоненты природной среды позволило сделать выводы:
1) Территория Бутачихинско-Кедровского блока испытывает сильное техногенное воздействие, в результате чего происходят изменения компонентов окружающей среды.
2) Влияние на компоненты неравномерное, прослеживается зависимость от удалённости от рабочей площадки и наличия источников загрязнения вблизи точек отбора проб.
3) По содержанию тяжелых металлов в почвах наиболее подверженный загрязнению участок находится на расстоянии 10 км от участка проведения буровых работ. Здесь тем не менее отмечается превышение ПДК меди и цинка более, чем в 3 раза в почвах. Содержание свинца в почвах превышает ПДК в 1,4 раза в зоне проведения работ. По кадмию загрязнения не обнаружены. Причиной такой градации является наличие иных источников загрязнения почв, близкое расположение к дороге и городской среде.
4) В пробах поверхностных вод отмечается аналогичная тенденция. Медь и цинк также превышают значения ПДК в 13 и 6 раз соответственно. По содержанию кадмия и свинца превышения отсутствуют.
5) Растительный покров характеризуется превышением допустимых концентраций цинка и свинца: в среднем в 3 и в 10 раз соответственно. Содержание элементов в листьях и ветках неравномерно.
Исходя из выше сказанного, формируется вывод о том, что необходимо предусмотреть природоохранные мероприятия, обеспечивающие соответствие параметров работ на Бутачихинско-Кедровском блоке Лениногорского рудного района допустимым санитарно-гигиеническим и экологическим нормам. Деятельность обуславливает превышение допустимого влияния на компоненты окружающей среды и на социальноэкономические условия региона. Заключительным этапом работы стали рекомендации по проведению природоохранных мероприятий, которые существенно могут снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и не допустить деградации состояния её компонентов.
1) Территория Бутачихинско-Кедровского блока испытывает сильное техногенное воздействие, в результате чего происходят изменения компонентов окружающей среды.
2) Влияние на компоненты неравномерное, прослеживается зависимость от удалённости от рабочей площадки и наличия источников загрязнения вблизи точек отбора проб.
3) По содержанию тяжелых металлов в почвах наиболее подверженный загрязнению участок находится на расстоянии 10 км от участка проведения буровых работ. Здесь тем не менее отмечается превышение ПДК меди и цинка более, чем в 3 раза в почвах. Содержание свинца в почвах превышает ПДК в 1,4 раза в зоне проведения работ. По кадмию загрязнения не обнаружены. Причиной такой градации является наличие иных источников загрязнения почв, близкое расположение к дороге и городской среде.
4) В пробах поверхностных вод отмечается аналогичная тенденция. Медь и цинк также превышают значения ПДК в 13 и 6 раз соответственно. По содержанию кадмия и свинца превышения отсутствуют.
5) Растительный покров характеризуется превышением допустимых концентраций цинка и свинца: в среднем в 3 и в 10 раз соответственно. Содержание элементов в листьях и ветках неравномерно.
Исходя из выше сказанного, формируется вывод о том, что необходимо предусмотреть природоохранные мероприятия, обеспечивающие соответствие параметров работ на Бутачихинско-Кедровском блоке Лениногорского рудного района допустимым санитарно-гигиеническим и экологическим нормам. Деятельность обуславливает превышение допустимого влияния на компоненты окружающей среды и на социальноэкономические условия региона. Заключительным этапом работы стали рекомендации по проведению природоохранных мероприятий, которые существенно могут снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и не допустить деградации состояния её компонентов.
