Сандимиров С.С. ГИС-анализ техногенного загрязнения хибинских рек и озер в результате деятельности горного и обогатительного производства. ArcReview. 2004, №4 (31), с. 8

A rc R e v ie w | № 4 ( 3 1 ) за 2 0 0 4 го д . 4 (31) I 2004 ГИС-анализ техногенного загрязнения хибинских рек и озер в результате деятельности горного и обогатительного производства Сандимиров С .С ., Каш улин Н .А., Евдокимова Г .А ., Кошкин В.В. И н сти тут проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, г. Апатиты , e-mail: sa nd o in e p.ksc.ru В Мурманской об ласти, в Хибинах, работает О А О "А п а ти т" - одно из крупнейш их в мире предприятий по добыче и переработке апатито-неф елиновой руды. Его промплощ адки размещены на территории в несколько сотен квадратных километров вокруг городов Кировск и Апатиты , местами в 3 -5 км о т жилых кварталов. Огромное хозяйство - рудники, обогатительные фабрики, многочисленные и мощные цеха (ж елезнодорож ны й, автотранспортны й, ремонтные, энергоснабж ения и пароснабж ения) - объединено развитыми энергетической и транспортной инф раструктурам и. К сож алению , при нынешних технологиях горное и обогатительное производство побочными продуктами своей деяте льн ости загрязняет окруж ающ ую среду. В отвалах рудников складирую тся вскрышные и проходческие породы. Обогатительные фабрики имеют свои отвалы хвостов обогащ ения. При очень больших объемах производства О А О "А п а ти т" отходы его таковы , что общий объем отвалов, накопленных за 75 л е т работы этого флагмана отечественного производства удобрений, со ста в ля е т сотни миллионов кубометров. Разработка апатита-неф елиновы х месторождений Хибинского массива обусловли вает техногенное п оступление в окруж ающ ую среду ряда вещ еств: соединений азотной группы, ф осф ора, суль ф а то в , хлоридов, АІ, Sr, Fe, Мп, Zn, щелочных и щелочноземельных м еталлов, которые в повышенных концентрациях приобретаю т токсичны е свойства д ля водных организмов и человека. Важнейшей средой миграции химических элем ентов являю тся природные воды, и, всле дстви е этого, водные объекты оказываются приемниками и переносчиками всех типов загрязняющ их вещ еств, поступаю щ их о т площ адок горнотехнических работ. На О А О "А п а ти т" начато внедрение природоохранной программы, предусматривающ ей многоступенчатую очи стку карьерных и шахтных вод и ж идких отходов обогатительного производства. Специальными гидротехническими сооружениями производится постоянная откачка водопритоков из карьеров и ш ахт (р и с. 1). Карьерные и шахтные воды поступаю т сначала в пруды -отстойники, где происходит механическая очистка воды, а затем сбрасы ваю тся в прилегающ ие поверхностные водотоки. Вместе с тем, в результате деяте льн ости О А О "А п а ти т" еж егодно в гидросеть без очистки поступ а е т до 9 млн. м3 сточных вод, что сущ ественно ухудш ает качество поверхностных водных объектов, основными из которых в рассматриваемом районе я вляю тся: крупнейш ее на Кольском полуострове оз. Имандра, озера Большой и Малый Вудъявр, а такж е реки Белая, Ю кспоррйок, Саамская и Ж ем чуж ная. Питание рек и озер района в течение года смешанное (снеговое, дож девое и грунтовое ). Наибольших величин сто к дости га е т в весеннее половодье при интенсивном снеготаянии и одновременных ливневых осадках. Зимой питание рек в основном грунтовое. В целом водные услов и я бассейнов озер Большой и Малый Вудъявр отличаю тся высокими показателями стока и неустойчивым, сезонно изменяющимся режимом поверхностных вод. Оценка качества водных ресурсов По проекту « Г е о м о н и т о р и н г Х и б и н ы — 2 0 0 0 » были проанализированы и обобщены результаты исследований состояния поверхностных вод в районе хибинских апатито-неф елиновы х месторождений и дана оценка качества поверхностных вод района, а такж е выявлены закономерности миграции приоритетных загрязняющ их вещ еств от пло щ а до к горнотехнических работ О А О "А п а ти т" в поверхностных водах бассейна реки Белая. Объектами исследования на территориях, прилегающ их к действую щ им рудникам и обогатительным фабрикам О А О "А па ти т", являлись водосборы озер Большой Вудъявр и Имандра (рудники "Кировский" и "Ю кспор", хвостохранилищ а апатито-неф елиновы х обогатительных фабрик № 2 и № 3 ). Отбор проб производился на озерах Имандра и Большой Вудъявр, а такж е на реках Белая, Саамская, Ю кспоррйок, Ж ем чуж ная, Черная и ручье Кристальный. Пробы брали в период трех сезонов, характерных д ля гидрологических режимов объектов исследования: март; апрель-м ай; и ю нь-август, окггябрь. Химический анализ проводился по компонентам: pH, Н С 0 3 2 -, S Q 4 2 -, NH4-»-, N, Р, АІ, Fe, Мп, Sr, Ni. Дополнительно, в мае были взяты пробы д л я микробиологического анализа. О пределяли два наиболее важных критерия хозяйственно-бы тового (в том числе ф екального) загрязнения вод: общую численность сапрофитных бактерий и количество бактерий группы кишечной палочки (БГКП). Д л я анализа и более наглядного представления результатов исследований были использованы возможности ГИС в составе ArcView 3 и дополнительного м одуля Spatial Analyst. С целью избеж ать при интерполяции влияния данных из точе к отбора проб на притоки более высоких порядков, весь набор этих точе к был разбит на подмнож ества, соответствую щ ие гидрообъектам исследования (оз. Большой Вудъявр, р. Белая и - отдельно - ее притоки всех порядков). По этим подмножествам точе к отбора проб строились интерполяционные гриды д ля каж дого компонента анализа и каждого сезона. Из полученны х гридов буферами (определенной ширины д ля водотоков и по береговой линии - д ля озера), построенными д л я данных гидрообъектов, вырезались фрагменты и записы вались в отдельные темы. Фрагментарные темы объединялись в общ ую тем у распределения концентраций анализируемых компонентов по гидросети на всем исследуемом бассейне. Д л я отображения на карте по каж дому компоненту химического и бактериологического анализа конструировалась своя ле ген да , общая д ля всех сезонов. Всего было построено 35 тем атических карт, их примеры приведены на рис. 2 , 3 . Р и с . 2 .Распределение концентраций Sr в поверхностных водах (весеннее половодье: апрель-м ай). Р и с .3 . Распределение численности бактерий группы кишечной палочки (БГКП) в поверхностных водах (весеннее половодье: май). Результаты исследований Исследования показали, что антропогенное поступление перечисленных выше химических компонентов в водоемы, расположенные в районе горнотехнических работ и являю щ иеся непосредственными приемниками промышленных и хозяйственно-бы товы х сточных вод, привело к значительному (д л я некоторых компонентов - почти на порядок) увеличению как общего содерж ания э ти х компонентов, та к и их минеральных форм (по сравнению с природным содерж анием). Отработанный карьер Саамский («С а а м к а »).