Оценка и снижение негативного воздействия сульфидных отходов при освоении месторождения озерное (стр. 3 )

Таблица 4. Регламент контроля экологических параметров компонентов природной среды на этапе предстроительного и строительного мониторинга

Компонент природной среды	Контролируемые параметры	Периодичность и средства контроля
Атмосферный воздух	Концентрации в воздухе: - NOx; SO2; CO2; углеводородов; взвешенных веществ. Метеопараметры: скорость ветра; направление ветра; температура; влажность воздуха.	Предстроительный мониторинг – 4 раза в год посезонно.
Строительный мониторинг - обеспечение постоянного контроля атмосферного воздуха путем установки газоанализаторов.
Растительный покров	- Общий контроль состояния растительности; - видовое разнообразие, густота растительного покрова, - нарушенность растительного покрова	Предстроительный мониторинг - 1 раз до начала освоения месторождения
Строительный мониторинг - ежесезонный контроль в период проведения строительных работ. Отбор проб и анализ в стационарной аналитической лаборатории.
Почвенный покров	- Морфологические особенности почвенного профиля; - концентрация загрязняющих веществ в органогенном почвенном горизонте (нефтепродукты, Zn, Pb, Cu, Cd, As); концентрация загрязняющих веществ в иллювиальном почвенном горизонте (нефтепродукты, Zn, Pb, Cu, Cd, As); - биологическая активность почвы ; - зоны переувлажнения, засоления и дефляции	Предстроительный мониторинг - 1 раз до начала строительных работ (фоновый мониторинг). Анализ в стационарной аналитической лаборатории.
Строительный мониторинг – ежесезонный контроль в период проведения строительных работ. Отбор проб и анализ в стационарной аналитической лаборатории.

Продолжение таблицы 4

Компонент природной среды	Контролируемые параметры	Периодичность и средства контроля
Поверхностные, подземные воды и донные отложения	Общие показатели: рН, температура; уровень вод, общая минерализация, БПК, содержание растворенного кислорода, содержание взвешенных веществ, химический состав вод (анионно-катионный состав, содержание Ca2+, Mg2+, HCO32-, SO42-, Cl-, K+, Na+), концентрации потенциально загрязняющих веществ: нефтепродуктов, СПАВ, отдельных элементов (Fe, Mn, Cu, Zn, Pb, Cd, As); показатели агрессивности	Предстроительный мониторинг – контроль во время 7 основных фаз водного режима до начала строительных работ.
Строительный мониторинг – ежегодный контроль во время 7 основных фаз водного режима. Отбор проб на пунктах контроля поверхностных и подземных вод, анализ проб в стационарной аналитической лаборатории.
Сточные воды	Объем сбрасываемых вод Качество сбрасываемых сточных вод: рН; концентрации нефтепродуктов; взвешенных веществ; соединений Fe и Mn; тяжелых металлов (Cu, Zn, Pb, Cd, As); БПКполн.; соединений азота; соединений фосфора; СПАВ; общая минерализация.	Строительный мониторинг - постоянный контроль параметров сбрасываемых вод с последующим анализом проб в стационарной аналитической лаборатории.

2. Класс опасности сульфидсодержащих отходов добычи, определяемый наличием значительного количества токсичных элементов (Pb, Zn, Cd, As), а также значениями формируемых кислотного потенциала и потенциала окисления, в связи с формированием кислых вод следует повысить с третьего или четвертого до первого.

Согласно проекту строительства отходы будущего ГОКа отнесены к IV и III классам опасности – соответственно малоопасные и умеренно опасные для окружающей природной среды (по нормативным методикам отходы добычи относятся к IVклассу опасности, а отходы обогащения - к III классу опасности) без учета содержаний в отходах соединений серы и тяжелых металлов, их миграционной способности.

В свою очередь, проведенные натурные наблюдения и экспериментальные исследования показали, что тяжелые металлы в кислотной, окислительной обстановке находятся (или переходят) в хорошо растворимые формы, что обеспечивает возможность миграции загрязняющих компонентов на значительные расстояния.

В результате оценки негативного воздействия техногенных массивов на поверхностные и подземные воды установлено, что формирование кислых дренажных вод и миграция загрязняющих компонентов определяется физико-химическими процессами метаморфизации инфильтрационных вод (растворение отходов, десорбция пород зоны аэрации).

Процесс образования кислых вод (скорость и пределы падения рН дренажных вод, вид зависимости концентрации ионов Н+ от времени рН = f (t)) определяется следующими факторами: гранулометрическим и минеральным составом отходов, концентрацией в них сульфидных минералов, активностью протекания биохимических процессов, содержанием в отходах нейтрализующих кислотность минералов и их типом (карбонаты, глинистые минералы).

Для прогноза формирования кислых дренажных вод применялся экспресс-метод кислотной индикации минеральных отходов.

Экспресс-метод определения риска формирования кислых дренажных вод базируется на определении:

·  кислотного потенциала породы (АР) – процентное содержание серной кислоты, формирующейся при химическом выветривании породы;

·  потенциала нейтрализации (NP) – содержание пород, нейтрализующих кислотность сульфидсодержащих пород;

·  коэффициентов потенциальной опасности кислотного заражения территории NNPк и NNP'к:

NNPк = AP – NP (5)

NNP'к = NP / AP (6)

В случае NNPк > 0 и NNP'к< 1 породы являются опасными по формированию кислых дренажных вод. Коэффициент корреляции между аналитическими данными, полученными экспресс-методом кислотной индикации, и натурными наблюдениями находится в диапазоне 0,9 – 0,97 в случае формирования породой высокого кислотного потенциала (АР >> NР), либо высокого потенциала нейтрализации (NР >> AР).

В результате оценки потенциальной опасности формирования кислых дренажных вод в техногенном отвале разведочной штольни месторождения Озерное на основе экспресс-метода выявлена высокая вероятность формирования кислых вод на территории складирования отходов добычи, причем вероятность равномерно увеличивается с глубиной залегания пород (таблица 5).

Таблица 5 – Результаты расчетов кислотного потенциала и потенциала нейтрализации для отходов добычи месторождения Озерное

№	Показатель	Глубина залегания образца, м
0	0,8	1,4	2,0	2,6
1	Sсульф, %	5,07	7,00	9,33	10,63	13,25
2	Кислотный потенциал АP, т/(103 т СаСО3)	15,6	21,9	29,2	33,2	41,4
3	Потенциал нейтрализации NP, т/(103 т СаСО3)	0	0,1	0,3	0,4	0,6
4	NNPк = AP – NP	15,6	21,8	28,9	32,8	40,8
5	NNP' = NP/AP	0	0,004	0,010	0,012	0,014

Возрастание величины кислотного потенциала отходов с увеличением глубины залегания происходит за счет сокращения доступа кислорода и наличия сульфидных соединений. Относительно низкий кислотный потенциал отходов залегающих в приповерхностных отложениях обусловлен уже свершившимся фактом окисления сульфидных руд и вымыванием тяжелых металлов.

Полевые исследования позволили установить степень вымываемости тяжелых металлов, находящихся в отвале разведочной выработки. Пробы отбирались с шагом 50 м по центру водотока, дренирующего отвал, и анализировались с помощью портативного рентгенофлуоресцентного спектрометра. Исследования проб донных отложений ручья показали наличие значительных содержаний тяжелых металлов в донных отложениях. Содержание свинца колеблется от 0,02 до 0,16 г/кг, цинка – от 0,02 до 0,8 г/кг, что в несколько раз превышает предельно допустимые значения. Проведенные исследования состава минеральных отходов с учетом климатических характеристик района расположения месторождения позволили установить, что из отвала ежегодно вымывается свинца – свыше 4,5 кг, цинка – свыше 7,5 кг.

Проведенные исследования позволяют с большой достоверностью смоделировать экологическую ситуацию при масштабной разработке месторождения Озерное. В результате будет произведена выемка большого объема окисленных руд и пустых сульфидных пород, находившихся до этого момента в восстановительной обстановке. Складирование сульфидсодержащих соединений на открытом воздухе обеспечит свободный доступ кислорода и атмосферной влаги, спровоцирует процессы окисления сульфидных минералов с образованием сульфатов тяжелых металлов. В результате указанных процессов произойдет образование и распространение вод с пониженным pH (2 - 3), выщелачивание цинка, свинца и других тяжелых металлов (рисунок 1).

Рисунок 1 - Зависимость способности сульфидных пород месторождения Озерное формировать кислоту от значений NP и AP

Уровень потенциальной техногенной нагрузки (рисунок 2) от складирования отходов при разработке месторождения Озерное, в связи с изменением их основных характеристик при хранении, позволяет отнести отходы окисленных руд, сульфидсодержащие отходы добычи к первому классу опасности для окружающей природной среды в соответствии со статьей 14 Федерального закона от 24 июня 1998 г. N 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» с изменениями на 9 мая 2005 года.