Специалисты ИНГГ СО РАН провели натурные и лабораторные эксперименты, которые позволили им более подробно изучить процессы, происходящие в районах складирования вредных промышленных отходов.
Основную часть работ выполнили сотрудники лабораторий геоэлектрохимии и эколого-экономического моделирования техногенных систем ИНГГ СО РАН, а также других научных подразделений Института: лаборатории электромагнитных полей и лаборатории геоэлектрики.
Талмовские пески и Салаирский ГОК
Под руководством заведующей лабораторией геоэлектрохимии д.г.-м.н. Светланы Борисовны Бортниковой специалисты изучили гидрохимические и газовые аномалии на сульфидном хвостохранилище Талмовские Пески (Кемеровская область), вмещающем отходы цианирования.
Ученые определили, что в глубине отвала увеличивается количество водорастворимых форм металлов, а к верхним слоям, напротив, возрастает газогенерация сероуглерода и диметилсульфида. В результате активного взаимодействия отходов с водой и газами в реке Малой Талмовой, в русле которой расположено хвостохранилище, формируются контрастные гидрохимические аномалии с высокими концентрациями металлов.
Исследование старшего научного сотрудника лаборатории геоэлектрохимии к.г.-м.н. Алексея Викторовича Еделева было посвящено оценке динамики взаимодействия вода–порода по подповерхностным и поверхностным проявлениям. Эти процессы были изучены на примере сульфидсодержащих отходов Салаирского горно-обогатительного комбината.
Специалистам удалось определить изменения в геоэлектрическом строении сульфидсодержащих хвостохранилищ и в концентрациях токсичных газов в зависимости от колебаний условий окружающей среды: температуры и влажности грунта и воздуха. Ночью при максимальном перепаде температур (в воздухе 14,1 °С, а в грунте 20,8 °С) происходило увеличение концентрации всех измеренных газов. По словам ученых ИНГГ СО РАН, локальные аномалии с наибольшим изменением электросопротивления связаны с зонами наиболее активного выделения газа.
Урской отвал
Исследуя Урской отвал
Также под руководством С.Б. Бортниковой были проведены натурные и лабораторные эксперименты по парогазовому переносу химических элементов в низкотемпературных условиях. Ученые исследовали элементный состав конденсатов, собранных на сульфидном отвале Урской (Кемеровская обл.). Выяснилось, что концентрации вредных элементов в конденсатах, собранных на отвале, существенно превышают фоновые значения.
В конденсатах лабораторных экспериментов с веществом отвала были определены многие химические элементы, включая цирконий, цезий, уран, золото, таллий. Специалисты установили, что наиболее подвижными элементами при переносе в парогазовой фазе являются щелочные (литий, цезий, натрий, калий), щелочноземельные (кальций, стронций), халькофильные металлы (ртуть, цинк, медь) и металлоиды (мышьяк, сурьма, селен).
Отстойник в поселке Вершино-Дарасунский
Работы в Забайкалье
Изыскания ведущего научного сотрудника лаборатории геоэлектрохимии к.г.-м.н. Наталии Викторовны Юркевич были посвящены гидрохимическим аномалиям в районе складирования сульфидных отходов золотодобычи (пос. Вершино-Дарасунский, Забайкальский край). Ученые исследовали состав поверхностных вод на территории хвостохранилища Дарасунского рудного узла.
Специалисты установили, что высокие содержания пирита, арсенопирита, блеклых руд в отходах обуславливают присутствие в потоках рассеяния тяжелых, благородных металлов и мышьяка. В растворенной части поверхностных вод реки Дарасун ниже по течению после складированных отходов и фабрики обнаружен широкий спектр химических элементов, концентрации которых превышают фоновые и кларковые содержания: медь, цинк, кадмий, свинец, золото, серебро, таллий, бериллий.
Все эти работы помогут ученым находить наиболее опасные участки хвостохранилищ и выработать новые рекомендации по устранению токсичных отвалов.
Результаты исследований были представлены на IV Всероссийской научной конференции с международным участием «Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами».
Текст под редакцией Павла Красина
Фото из архива ИНГГ СО РАН