ВОЗДЕЙСТВИЕ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ УРАНОДОБЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ (НА ПРИМЕРЕ СТЕПНОГОРСКОГО ГИДРО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ЗАВОДА РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН)

Аннотация. В статье затрагивается тема загрязнения окружающей среды радиоактивными и токсичными элементами главным образом в следствии высыхания хвостохранилища гидро-металлугического завода. Так же в статье произведен количественный и качественный анализ выбросов от хвостохранилища. В конце дан обобщенный вывод о возможных видах воздействия на –гидро, -атмо- и педосферу. Проблемы снижения уровня радиоактивности и необходимости проведения рекультивационных мероприятий на предприятиях урановой промышленности продолжает оставаться актуальной и в настоящее время, поэтому данная исследовательская работа будет полезна инженерам-экологам при планировании рекультивационных работ.

Добыча урана ведет к загрязнению радиоактивными элементами и влечет за собой экологические проблемы для природных ландшафтов. Особую опасность представляют отходы гидрометаллургических предприятий, накапливающихся в хвостохранилищах. В результате спада производства и, как следствие, уменьшения обводненной части поверхности хвостохранилища происходит образование пыльных пляжей, которые под действием эоловых процессов оказывают пагубное воздействие на прилегающие природные ландшафты.

Расположение Степногорского ГМЗ изначально приурочено к месторождению урановых руд. Добыча имеющихся полезных ископаемых ведет за собой изменение геоморфологических, геологических, гидро- и метео- условий, при чем это происходит не только в районе добычи, но и на приграничных территориях.

Деятельность ТОО «СГХК» связана с добычей урана и его переработкой с производством товарного регенерата методом подземного и кучного выщелачивания, а также с переработкой кристаллов урановых солей и растворов азотнокислых солей урана, поступающих от ЗАО НАК «Казатомпром», для получения готовой урановой закиси-окиси. На заводе так же запущена медно-молибденовая обогатительная фабрика.

Первичное антропогенное нарушение рельефа связано с образованием карьеров и возвышенностей из-за проведения горной добычи открытым путем. Терриконы, которые образуются в результате проведения разведывательных работ, делят на кратковременные и постоянные (стабильные). К кратковременным, непостоянным терриконам относят такие скопления пород, которые выдают на поверхность, а затем используют заново с целью засыпки данных выработок. Породы, извлекаемые с иных разведывательных выработок, складируются в постоянные отвалы, которые захватывают крупные участки территории.

Источником воздействия на природные ландшафты является 3 карты хвостохранилища Степногорского ГМЗ (Рис. 1).

Рисунок 1. Расположение карт Степногорского хвостохранилища с иллюстративными фото

Источник: составлено автором на основании [1]

Общая площадь земель, занимаемая хвостохранилищем, составляет 782 га:

• карта № 1 - 175 га,
• карта № 2 - 282 га,
• испарительная - 303 га

Источник загрязнения оказывает воздействие в результате пыления высохших участков карт хвостохранилища. Фактически высыхание хвостов происходит в короткие сроки за счет фильтрации и испарения. По мере удаления фильтрационной воды и осушения поверхности пляжа силы адгезии, отвечающие за сцепление поверхностей разнородных твёрдых и/или жидких тел, понижаются, и создаются условия для отрыва частиц от поверхности под напором ветра. Хвосты при жаркой погоде за 7 дней практически полностью теряют влажность. Таким образом, хвосты в короткие промежутки времени высыхают и при скорости ветра 2-5 м/с легко поддаются выветриванию [2].

Минеральный состав выдуваемой с хвостохранилища пыли идентичен минеральному и химическому составу хвостов карбонатной сорбции и включает в свой состав следующие элементы:

• пыль, содержащую менее 20 % двуокиси кремния
• оксиды алюминия
• оксиды железа
• неразличимы по составу взвешенные вещества (пыль).

Наиболее опасными элементами в хвостовых растворах являются молибден и мышьяк. Каждый литр желеобразной «пульпы», помимо мышьяка, молибдена, карбонатов, фосфора и других химических элементов содержит до 1 грамма активного урана, а также тория и радия (Влияние отходов ураноперерабатывающих…, 2012). В таблице 1 представлено содержание этих загрязняющих веществ в составе воды хвостохранилища.

Таблица 1.

Содержание загрязняющих веществ в воде хвостохранилища, 2007-2010 гг.

Источник: [1].

Анализ данных показал, что содержание радия превышает ПДК в 2 раза, молибдена более чем в 200 раз, мышьяка более чем в 500 раз.

Рост концентрации загрязняющих веществ и радионуклидов в сопредельных ландшафтах может быть связан с пылением обсохших пляжей на картах № 1 и испарительной.

Ниже приведены результаты измерений, когда водоемы объединены в группы и по каждой из них указан диапазон (min-max) изменений концентраций в долях ПДК (Табл. 2).

Таблица 2.

Содержание загрязняющих веществ в поверхностных водах водоемов, дамбовых и дренажных вод хвостохранилища

Источник: [3].

В условиях Северного Казахстана с открытых водных поверхностей испаряется до 600-800 мм в год. Отсутствие поступления воды в карты приведет к дальнейшему высыханию массы отходов и с течением времени - к увеличению поступления радона из хвостохранилища. Основное влияние, оказываемое на окружающую среду, проявляется через ветровую эрозию.

В настоящее время вокруг хвостохранилища сложилась критическая ситуация. Ее суть в том, что площадка хвостохранилища размером в 732 га и объемом мелкодисперсной радиоактивной пыли в 45 млн. тонн, может стать экологически безопасной только в случае ее постоянного обводнения [4].

По масштабам распространения загрязнения воздействие хвостохранилища на компоненты природной среды относится к местному типу загрязнения, предположительно, переходящее к региональному, характеризующемуся высоким содержанием загрязняющих веществ на площади более 100 км² Таким образом возможны следующие виды воздействия на окружающую среду:

Воздействие на атмосферный воздух.

В результате ветровой эрозии сухих пляжей хвостохранилища и аварийных проливов пульпы атмосферный воздух загрязняется долгоживущими радионуклидами. В воздух, вместе с пылью, поступают аэрозоли с избыточным содержанием радона и продуктов его распада.

Даже при умеренных скоростях ветра на дамбах хвостохранилища и с подветренной стороны на расстояниях до 50 м концентрации аэрозолей долгоживущих радионуклидов в атмосфере могут превышать предельно допустимый уровень.

Воздействие на гидросферу.

Происходит миграция радионуклидов из дренажных и дамбовых вод хвостохранилища в зону поверхностных и грунтовых вод.

Потери при фильтрации, высачивание промышленных сточных вод из-под дамб. Сбросы вод из карт хвостохранилища ведут к подъему горизонта грунтовых вод.

Имеют место быть утечки промышленных стоков, технологических кислот и вод из коммуникаций, зданий и сооружений ГМЗ.

Загрязняющий эффект при фильтрации жидкой фазы «хвостов», в которых основные загрязняющие компоненты - это сульфаты, молибден и мышьяк;

Водоемы промышленной зоны ГМЗ расположены, в основном, в районе бывшего рудного склада и участка кучного выщелачивания, что и обуславливает наличие в них максимальных концентраций урана и молибдена.

Воздействие на почвы.

На почвенный покров воздействует пыление пляжей, аварийные проливы пульпы, приведшее к загрязнению территории за пределами карт. Увеличение содержания радионуклидов в почвах зарегистрировано на расстоянии до 15 км от хвостохранилища.

Так, основное воздействие от хвостохранилища на окружающую среду оказывает ветровая эрозия подсыхающих пляжей карт № 1 и испарительной. Карта № 2, находящаяся в эксплуатации, заполнена водой и не пылит.

В результате миграции радионуклидов из хвостохранилища подземные и поверхностные воды, а вместе с ними и почва, и воздух загрязняются не только радиоактивными, но еще и токсичными веществами. Повышение содержания долгоживущих альфа-нуклидов в воздухе проявляется только при повышенных скоростях ветра А повышение концентрации продукта распада радона фиксируется преимущественно в сухую погоду и при низких скоростях ветра. Очевидно, что при средних и высоких скоростях ветра радон настолько быстро уносится за пределы зоны наблюдения, что продукты его распада не успевают прийти в равновесие, при этом должный уровень объемной активности не фиксируется. Таким образом радон и продукты его распада преимущественно образуются за пределами зоны наблюдения и, предполагается, там же дают повышенные значения объемной активности. В результате происходит неконтролируемое воздействие радона и распадающихся продуктов на окружающую среду.

Список литературы:

1. Софронова Л.И. Влияние отходов ураноперерабатывающих предприятий Северного Казахстана на состояние компонентов экосистем: автореф. дис. канд. биол. наук / Л.И. Софронова, 2012.- 19 с
2. Немировский А.В. Разработка метода формирования намывного хвостохранилища, устойчивого к ветровым потокам: дис. … канд. техн. наук / А.В. Немировский - М., 2016.- 131 с
3. Оценка воздействия на окружающую среду и здоровье населения для гидрометаллургического завода и сернокислотного цеха ТОО «СГХК», г. Степногорск (ЭКОС), 2005.
4. Казахстан: ядерные слушания в Степногорске. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.enwl.net.ru/2002/radiaton/04150519.PHP (дата обращения: 14.11.2017)