ИСТИНА

Определены основные черты пространственной геохимической неоднородности изучаемых районов и локализация природных и техногенных аномалий тяжелых металлов и металлоидов. Составлены моно- и полиэлементные геохимические карты, отражающие распределение химических элементов-загрязнителей в депонирующих средах. Сравнение уровней содержания поллютантов в нарушенных и фоновых ландшафтах позволило оценить геохимическую трансформацию и выполнить зонирование горнопромышленных ландшафтов по степени их загрязнения. Путем многофакторного регрессионного анализа определено влияние и выявлены ведущие природные и антропогенные факторы, контролирующие аккумуляцию тяжелых металлов и металлоидов в депонирующих средах. В районе Эрдэнэтского медно-молибденового месторождения содержание ТМ и металлоидов в фоновых почвах отражает геохимические особенности почвообразующих пород. Все пробы характеризуются повышенными концентрациями Se (КК 5,2–7), Mo (1,7–5,1), Sb (1,2–2,4), Sr (1,8–2,3), почвы на раннемезозойских порфировых интрузивах также обогащены W и As, а на триасовых вулканических и субвулканических интрузивах – W и Ba. Изменчивость содержания V, Cr, Co, Ni, Zn, Cd, Sn, Cs, Ba и Pb невысока (Cv=0÷31%), а Cu, Mo, Sb, W распределены крайне неравномерно – Cv=107÷287 %. Наибольшие концентрации V, Cr, Co, Ni, Zn и Sr отмечены в почвах, сформированных на гранодиоритовой и гранитовой свитах пермского селенгинского комплекса, а наименьшие – на триасовых вулканических и суб-вулканических интрузивах. Приоритетными элементами-загрязнителями почв во всех функциональных зонах, за исключением юрточной застройки, являются Mo, Cu и Se. Наиболее техногенно-нарушенными являются почвы промышленной зоны, где накапливаются Mo–Cu–Se–As–Sb–W, а значение суммарного показателя загрязнения почв Zc достигает 74,8; почвенный покров юрточной зоны трансформирован слабо. Оценка Zc выявила две контрастные аномалии: на территории ГОК «Эрдэнэт», где среднее Zc=106 с локальной аномалией в 1560 единиц, и в хвостохранилище (Zc=109). В поверхностном горизонте городских почв выделено три устойчивых парагенетических ассоциации, имеющие близкое пространственное распределение: Cu–Mo–As–Sb–Bi; V–Co–Cr–Ni; Zn–Cd–Pb–Sn. Их генезис обусловлен в основном почвообразующими породами, а набор элементов – петрохимическими особенностями Эрдэнэтского комплекса и техногенным воздействием. Первая и третья ассоциации образуют контрастные аномалии в промзоне, вторая характеризуется однородностью пространственного распределения элементов (Cv=18÷24 %) с минимальным содержанием в хвостохранилище. Наиболее значимым фактором влияющим на пространственное распределение ТМ и металлоидов в горнопромышленных ландшафтах является антропогенный, а именно приуроченность к функциональной зоне. На втором месте проявляется барьерная функция почв, а ландшафто-геохимические особенности территории на последнем. Наибольшие коэффициенты превышения по отношению к нормативам Монголии приурочены к промышленной зоне и составляют в среднем 8,6, 5,7, 3,8 для Mo, Cu и As соответственно. Более 35 км2, т.е. 1/5 всей исследуемой территории, имеет опасный и чрезвычайно опасный уровни загрязнения почв. Для всесторонней эколого-геохимической оценки горнопромышленных ландшафтов рекомендуется использовать 2 показателя полиэлементного загрязнения – Zc и ИПЗ. Первый дает представление о степени техногенной трансформации почв под антропогенным воздействием, второй – об экологической опасности загрязнения в условиях повышенного геохимического фона. Сопоставление значений Zc и ИПЗ в почвах города показало, что ИПЗ имеет более контрастное распределение и позволяет выявить участки с высоким содержанием наиболее токсичных элементов I класса опасности. На территории месторождения россыпного золота Заамар в нижнем течении р. Туул, правого притока р. Орхон, эколого-геохимический анализ горнопромышленных ландшафтов на 25-км участке долины показал, что интенсивный механогенез, включающий дражную переработку больших объемов пород с образованием отвалов, хвостов промывки и прудов-отстойников, приводит к изменению химического состава почв и ТПО. Геохимическая трансформация техногенных ландшафтов, обусловленная выносом с речным стоком тонких фракций, выражается как в увеличении, так и уменьшении содержания некоторых ТМ и металлоидов в ТПО и почвах с формированием локальных низкоконтрастных аномалий. По сравнению с фоновыми условиями почвы и ТПО на территории отвалов отличаются повышенным содержанием Zn–Ni–Sr с максимальными значениями Кс этих элементов до 2,8. Создаваемые при промышленной и кустарной разработке россыпного золота аквальные ландшафты прудов-отстойников представляют собой седиментационные геохимические барьеры, на которых осаждается широкая ассоциация ТМ и металлоидов с коэффициентами накопления Кс по отношению к среднему содержанию в донных отложениях остальных аквальных ландшафтов от 1,3 до 3. Во взвешенных наносах р. Туул на участке прииска аккумулируются Sn, As, Hg, Co, Pb, Ni, Cu, Cr, Zn, V, Sr, Ba, коэффициент Кс которых по сравнению с составом взвеси за пределами прииска составляет до 2,7. Основными параметрами почв, отвалов и донных отложений, контролирующими накопление As, Co, Cu, Mo, W, отличающихся наибольшей пространственной изменчивостью, являются их физико-химические свойства – количество оксидов Fe и величина pH. Mo и W накапливается в органо-минеральных формах, на что указывает корреляция их валовых концентраций с содержанием почвенного гумуса. Уровень содержания ТМ и металлоидов зависит также от степени техногенной нарушенности ландшафта, у Со отмечены максимальные концентрации в автономных ландшафтах. Превышения ПДК, установленных в Монголии для суглинистых почв, зафиксированы в техногенно нарушенных наземных и аквальных ландшафтах у As (в 100 % точек, средняя кратность превышения Ко=3,7, максимальная – до 9,3) и V (в 60 % точек, средняя Ко 1,1, до 1,5). Повсеместное превышение норматива для As зафиксировано в фоновых ландшафтах, что указывает на занижение ПДК этого элемента. Выявлено слабое загрязнение Hg речной взвеси и сильное, с превышением ПДК в 4,7 раза – донных отложений прудов. Накопление потенциально опасных ТМ и металлоидов может усилиться при внесении на рекультивируемых участках мелиорантов и органических удобрений, вызывающих увеличение содержания гумуса, оксидов Fe и Mn и величины pH и таким образом способствующих закреплению поллютантов в почвах и ТПО. В пределах г. Закаменска, где расположено вольфрамо-молибденовое месторождение, наиболее сильной техногенной нагрузке подверглись почвы промышленной и жилой зон с многоэтажной застройкой, где в число приоритетных элементов-загрязнителей входят Bi-W-Cd-Be-Pb-Mo-Sb и W-Bi-Cd-Pb-Be-Zn-Cu соответственно. Близкий набор поллютантов в этих зонах обусловлен повсеместным использованием отходов ДВМК в строительстве зданий, детских площадок, дорог, а также их активной дефляцией. В промышленной зоне наиболее сильно трансформированы почвы с высоким содержанием физического песка и кислой реакцией среды, а именно: в Барун-Нарынском (Zc=316), Зун-Нарынском (Zc=292), Джидинском (Zc=258), рекультивированном аварийном (Zc=485-721) хвостохранилищах и на Модонкульском месторождении (Zc=211). В остальных зонах наибольшие средние значения Zc приурочены к подчиненным позициям и к биогеохическому барьеру, емкость которого зависит от количества гумуса. Полученные геохимические данные свидетельствуют о критическом экологическом состоянии почвенного покрова города, являющимся следствием деятельности ДВМК. Наибольшую экологическую опасность представляют Pb, Sb и As. Почвы с чрезвычайно опасным уровнем загрязнения занимают половину площади города, которая практически не пригодна для жизни, и лишь 20 % можно считать условно чистой. Необходимы рекультивационные работы с изоляцией отходов Джидинского, Барун-Нарынского и Зун-Нарынского хвостохранилищ, а также Модонкульского месторождения и/или их фиторемедиация. Рекомендуется организация геохимического мониторинга почв и растительности в зоне влияния хвостохранилищ и месторождений. Путем анализа радиальной и латеральной дифференциации почв на изучаемых модельных территориях в бассейне р. Селенги по содержанию тяжелых металлов и металлоидов установлены закономерности катенарной и внутрипрофильной миграции и аккумуляции тяжелых металлов и металлоидов и выявлены основные типы и емкость техногенных барьеров – механических, физико-химических и биогеохимических – с прогнозом накопления поллютантов. Основные черты пространственной геохимической неоднородности изучаемых районов и локализация природных и техногенных аномалий тяжелых металлов и металлоидов определены на основе моно- и полиэлементных геохимических карт, составленных с помощью ГИС-технологий и отражающих распределение химических элементов-загрязнителей в депонирующих средах. Сравнение уровней содержания поллютантов в нарушенных и фоновых ландшафтах позволило оценить геохимическую трансформацию и выполнить зонирование горнопромышленных ландшафтов по степени их загрязнения. Путем многофакторного регрессионного анализа определено влияние и выявлены ведущие природные и антропогенные факторы, контролирующие аккумуляцию тяжелых металлов и металлоидов в депонирующих средах. Для обобщения полученных результатов разработана методика и выполнено комплексное геоинформационное ландшафтно-геохимическое картографирование изучаемых территорий, отражающее условия накопления и уровни загрязнения тяжелыми металлами в зависимости от комплекса природных и техногенных факторов. В результате эколого-геохимической оценки состояния природной среды горнопромышленных центров определены зоны с разной степенью загрязнения депонирующих сред и выявлены приоритетные загрязнители, обладающие повышенной экологической опасностью.

Определены основные черты пространственной геохимической неоднородности изучаемых районов и локализация природных и техногенных аномалий тяжелых металлов и металлоидов. Составлены моно- и полиэлементные геохимические карты, отражающие распределение химических элементов-загрязнителей в депонирующих средах. Сравнение уровней содержания поллютантов в нарушенных и фоновых ландшафтах позволило оценить геохимическую трансформацию и выполнить зонирование горнопромышленных ландшафтов по степени их загрязнения. Путем многофакторного регрессионного анализа определено влияние и выявлены ведущие природные и антропогенные факторы, контролирующие аккумуляцию тяжелых металлов и металлоидов в депонирующих средах. В районе Эрдэнэтского медно-молибденового месторождения содержание ТМ и металлоидов в фоновых почвах отражает геохимические особенности почвообразующих пород. Все пробы характеризуются повышенными концентрациями Se (КК 5,2–7), Mo (1,7–5,1), Sb (1,2–2,4), Sr (1,8–2,3), почвы на раннемезозойских порфировых интрузивах также обогащены W и As, а на триасовых вулканических и субвулканических интрузивах – W и Ba. Изменчивость содержания V, Cr, Co, Ni, Zn, Cd, Sn, Cs, Ba и Pb невысока (Cv=0÷31%), а Cu, Mo, Sb, W распределены крайне неравномерно – Cv=107÷287 %. Наибольшие концентрации V, Cr, Co, Ni, Zn и Sr отмечены в почвах, сформированных на гранодиоритовой и гранитовой свитах пермского селенгинского комплекса, а наименьшие – на триасовых вулканических и суб-вулканических интрузивах. Приоритетными элементами-загрязнителями почв во всех функциональных зонах, за исключением юрточной застройки, являются Mo, Cu и Se. Наиболее техногенно-нарушенными являются почвы промышленной зоны, где накапливаются Mo–Cu–Se–As–Sb–W, а значение суммарного показателя загрязнения почв Zc достигает 74,8; почвенный покров юрточной зоны трансформирован слабо. Оценка Zc выявила две контрастные аномалии: на территории ГОК «Эрдэнэт», где среднее Zc=106 с локальной аномалией в 1560 единиц, и в хвостохранилище (Zc=109). В поверхностном горизонте городских почв выделено три устойчивых парагенетических ассоциации, имеющие близкое пространственное распределение: Cu–Mo–As–Sb–Bi; V–Co–Cr–Ni; Zn–Cd–Pb–Sn. Их генезис обусловлен в основном почвообразующими породами, а набор элементов – петрохимическими особенностями Эрдэнэтского комплекса и техногенным воздействием. Первая и третья ассоциации образуют контрастные аномалии в промзоне, вторая характеризуется однородностью пространственного распределения элементов (Cv=18÷24 %) с минимальным содержанием в хвостохранилище. Наиболее значимым фактором влияющим на пространственное распределение ТМ и металлоидов в горнопромышленных ландшафтах является антропогенный, а именно приуроченность к функциональной зоне. На втором месте проявляется барьерная функция почв, а ландшафто-геохимические особенности территории на последнем. Наибольшие коэффициенты превышения по отношению к нормативам Монголии приурочены к промышленной зоне и составляют в среднем 8,6, 5,7, 3,8 для Mo, Cu и As соответственно. Более 35 км2, т.е. 1/5 всей исследуемой территории, имеет опасный и чрезвычайно опасный уровни загрязнения почв. Для всесторонней эколого-геохимической оценки горнопромышленных ландшафтов рекомендуется использовать 2 показателя полиэлементного загрязнения – Zc и ИПЗ. Первый дает представление о степени техногенной трансформации почв под антропогенным воздействием, второй – об экологической опасности загрязнения в условиях повышенного геохимического фона. Сопоставление значений Zc и ИПЗ в почвах города показало, что ИПЗ имеет более контрастное распределение и позволяет выявить участки с высоким содержанием наиболее токсичных элементов I класса опасности. На территории месторождения россыпного золота Заамар в нижнем течении р. Туул, правого притока р. Орхон, эколого-геохимический анализ горнопромышленных ландшафтов на 25-км участке долины показал, что интенсивный механогенез, включающий дражную переработку больших объемов пород с образованием отвалов, хвостов промывки и прудов-отстойников, приводит к изменению химического состава почв и ТПО. Геохимическая трансформация техногенных ландшафтов, обусловленная выносом с речным стоком тонких фракций, выражается как в увеличении, так и уменьшении содержания некоторых ТМ и металлоидов в ТПО и почвах с формированием локальных низкоконтрастных аномалий. По сравнению с фоновыми условиями почвы и ТПО на территории отвалов отличаются повышенным содержанием Zn–Ni–Sr с максимальными значениями Кс этих элементов до 2,8. Создаваемые при промышленной и кустарной разработке россыпного золота аквальные ландшафты прудов-отстойников представляют собой седиментационные геохимические барьеры, на которых осаждается широкая ассоциация ТМ и металлоидов с коэффициентами накопления Кс по отношению к среднему содержанию в донных отложениях остальных аквальных ландшафтов от 1,3 до 3. Во взвешенных наносах р. Туул на участке прииска аккумулируются Sn, As, Hg, Co, Pb, Ni, Cu, Cr, Zn, V, Sr, Ba, коэффициент Кс которых по сравнению с составом взвеси за пределами прииска составляет до 2,7. Основными параметрами почв, отвалов и донных отложений, контролирующими накопление As, Co, Cu, Mo, W, отличающихся наибольшей пространственной изменчивостью, являются их физико-химические свойства – количество оксидов Fe и величина pH. Mo и W накапливается в органо-минеральных формах, на что указывает корреляция их валовых концентраций с содержанием почвенного гумуса. Уровень содержания ТМ и металлоидов зависит также от степени техногенной нарушенности ландшафта, у Со отмечены максимальные концентрации в автономных ландшафтах. Превышения ПДК, установленных в Монголии для суглинистых почв, зафиксированы в техногенно нарушенных наземных и аквальных ландшафтах у As (в 100 % точек, средняя кратность превышения Ко=3,7, максимальная – до 9,3) и V (в 60 % точек, средняя Ко 1,1, до 1,5). Повсеместное превышение норматива для As зафиксировано в фоновых ландшафтах, что указывает на занижение ПДК этого элемента. Выявлено слабое загрязнение Hg речной взвеси и сильное, с превышением ПДК в 4,7 раза – донных отложений прудов. Накопление потенциально опасных ТМ и металлоидов может усилиться при внесении на рекультивируемых участках мелиорантов и органических удобрений, вызывающих увеличение содержания гумуса, оксидов Fe и Mn и величины pH и таким образом способствующих закреплению поллютантов в почвах и ТПО. В пределах г. Закаменска, где расположено вольфрамо-молибденовое месторождение, наиболее сильной техногенной нагрузке подверглись почвы промышленной и жилой зон с многоэтажной застройкой, где в число приоритетных элементов-загрязнителей входят Bi-W-Cd-Be-Pb-Mo-Sb и W-Bi-Cd-Pb-Be-Zn-Cu соответственно. Близкий набор поллютантов в этих зонах обусловлен повсеместным использованием отходов ДВМК в строительстве зданий, детских площадок, дорог, а также их активной дефляцией. В промышленной зоне наиболее сильно трансформированы почвы с высоким содержанием физического песка и кислой реакцией среды, а именно: в Барун-Нарынском (Zc=316), Зун-Нарынском (Zc=292), Джидинском (Zc=258), рекультивированном аварийном (Zc=485-721) хвостохранилищах и на Модонкульском месторождении (Zc=211). В остальных зонах наибольшие средние значения Zc приурочены к подчиненным позициям и к биогеохическому барьеру, емкость которого зависит от количества гумуса. Полученные геохимические данные свидетельствуют о критическом экологическом состоянии почвенного покрова города, являющимся следствием деятельности ДВМК. Наибольшую экологическую опасность представляют Pb, Sb и As. Почвы с чрезвычайно опасным уровнем загрязнения занимают половину площади города, которая практически не пригодна для жизни, и лишь 20 % можно считать условно чистой. Необходимы рекультивационные работы с изоляцией отходов Джидинского, Барун-Нарынского и Зун-Нарынского хвостохранилищ, а также Модонкульского месторождения и/или их фиторемедиация. Рекомендуется организация геохимического мониторинга почв и растительности в зоне влияния хвостохранилищ и месторождений.