Геохимические особенности антропогенных карбонатных отложений в зоне влияния Алтайского горно-обогатительного комбината

Актуальность исследования. Горнодобывающая промышленность оказывает
комплексное влияние на окружающую среду и человека, в частности. В результате
функционирования горнодобывающих предприятий образуются искусственные
геологические объекты, известные как хвостохранилища, в которых аккумулировано
большое количество отходов с не извлечёнными минеральными компонентами. В
результате процессов гипергенеза (окисление, растворение, разложение, гидролиз)
происходит преобразование первичных рудных минералов во вторичные минеральные
формы, сопровождающееся миграцией химических элементов из тела хвостохранилища в
окружающую среду. Таким образом, происходит загрязнение различных компонентов
окружающей среды: атмосферы, педосферы, растительности, поверхностных и подземных
вод [70].
Актуальность работы также определяется малой изученностью антропогенных
карбонатных отложений в целом и их элементного и минерального состава в частности.
Полученная информация даёт возможность оценивать степень экологического
благополучия территории.
Цель работы: изучить геохимические особенности антропогенных карбонатных
отложений (накипи) в зоне влияния хвостохранилищ Алтайского горно-обогатительного
комбината (Алтайский край).
Задачи:
1. cистематизировать опубликованную информацию по ранее проведенным
исследованиям (как в России, так и за рубежом) в области разрабатываемого
научного направления;
2. обосновать геоэкологическую характеристику региона исследования;
3. произвести отбор проб антропогенных карбонатных отложений на
территории влияния хвостохранилищ;
4. оценить содержание и распределение тяжелых металлов, редких,
редкоземельных и радиоактивных элементов в антропогенных карбонатных
отложениях по данным инструментального нейтронно-активационного
анализа;
5. изучить особенности макроминерального состава антропогенных
карбонатных отложений методом порошковой рентгеновской
дифрактометрии;
6. выделить индикаторные химические элементы и геохимические показатели
в составе антропогенных карбонатов в зоне влияния хвостохранилищ в
сравнении с фоновыми показателями и другими аналогичными объектами.
Объектом исследования являются антропогенные карбонатные отложения
(накипь) природных пресных вод. Предметом исследования – их минеральный и
элементный состав. Территория исследования – Локтевский район Алтайского края.
Фактические материалы и методы исследования. В основу работы положены
образцы накипи, полученные в 2017 году. Общее количество проб антропогенных
карбонатных отложений из бытовой теплообменной аппаратуры с учетом фоновой
составляет 21. Кроме того, для сравнительной характеристики привлечены данные,
полученные ранее сотрудниками отделения геологии ИШПР ТПУ по хвостохранилищам в
Республике Бурятия и Кемеровской области.
Базовым аналитическим методом для определения элементного состава накипи
являлся инструментальный нейтронно-активационный анализ на 28 химических
элементов (ядерно-геохимическая лаборатория Международного инновационного научно-
образовательного центра (МИНОЦ) «Урановая геология» ТПУ, аналитики – с.н.с. А.Ф.
Судыко, Л.В. Богутская).
Минеральный состав образцов определялся методом рентгеновской
дифрактометрии на приборе Bruker D2 Phaser (лаборатория методов исследования
вещественного состава природных объектов МИНОЦ «Урановая геология» ГЭГХ ТПУ,
аналитик – Б.Р. Соктоев).
Полученные данные лабораторных анализов обрабатывали в программах Microsoft
Excel и Statistica, для работ с иллюстрациями использовалась программа Corel Draw 8.
Научная новизна:
 впервые получены оценки средних содержаний 27 химических элементов в
антропогенных карбонатных отложениях из зоны влияния хвостохранилищ
Алтайского горно-обогатительного комбината;
 выявлена геохимическая специализация накипи в зоне влияния хвостохранилищ
относительно фоновых показателей;
 установлена региональная геохимическая специализация данных отложений в
сравнении с аналогичными нерекультивированными хвостохранилищами;
 выявлены индикаторные химические элементы и геохимические показатели,
характеризующие влияние хвостохранилищ на элементный состав накипи
Практическая значимость.
Показано, что хвостохранилища Алтайского горно-обогатительного комбината
оказывают воздействие на объекты питьевого водоснабжения – полученные данные могут
быть использованы для оценки экологического влияния в эколого-геохимических
исследованиях на других хвостохранилищах.
Материалы, полученные в процессе выполнения работы, могут представлять
интерес для Министерства природных ресурсов и экологии Алтайского края.
Исходные данные используются при проведении занятий по курсам
«Экологический мониторинг», «Медицинская геология», а также при написании курсовых
и дипломных работ бакалаврами и магистрантами направления «Экология и
природопользование» Инженерной школы природных ресурсов ТПУ.
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены и
докладывались на XXI и XXII Международном научном симпозиуме студентов и
молодых ученых имени академика М.А. Усова (г. Томск, 2017, 2018 гг.).
Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному
руководителю, к.г.-м.н., старшему преподавателю Соктоеву Булату Ринчиновичу за
совместное обсуждение и обобщение материалов, ценные советы, всестороннюю
поддержку и помощь на всех этапах выполнения работы.
Автор благодарен А.Н. Злобиной, аспиранту отделения геологии ИШПР ТПУ,
принимавшей непосредственное участие в отборе проб; аналитикам А.Ф. Судыко и Л.В.
Богутской, без профессионального труда которых не состоялась бы эта работа; к.г.-м.н.,
доценту И.С. Соболеву за помощь в освоении методов математической статистики в
геоэкологии.