Главная
страница 1
Экологические последствия катастрофических аварий на хвостохранилищах Кыргызстана

И.А. Торгоев

Институт геомеханики и освоения недр НАН КР

Введение
Практически каждый год в различных странах происходят аварии на хвостохранилищах горнорудных предприятий и последствия этих аварий (разрушений) свидетельствуют о серьезной опасности подобных хранилищ для людей и компонентов окружающей среды [1,3]. Согласно опубликованным данным [5] в период с 1955 по 2010 гг. в мире зафиксировано 102 катастрофических аварий хвостохранилищ (рис.1), сопровождавшихся человеческими жертвами и причинившими колоссальный экономический и экологический ущерб.

Рис.1. Количество крупных аварий на хвостохранилищах за период 1955-2010 гг
Одной из последних подобных катастроф стало разрушение 4 октября 2010 г. хвостохранилища Алюминиевого завода Ajkai Timfoldgyar Zrt в Венгрии, в районе г. Айка. В результате разрушения плотины произошла утечка около 1 млн. м3 токсичного вещества - красного шлама, который образуется при производстве глинозема и представляет собой густую смесь, содержащую оксиды алюминия, железа, титана, а также щелочь и соединения тяжёлых металлов - мышьяка, ртути, свинца, хрома и кадмия. Площадь разлива составила порядка 40 км2, причём были затоплены три близлежащих города. Жертвами аварии стали 10 человек, около 150 пострадавших получили отравления и химические ожоги. Токсичный поток достиг реки Дунай. Анализы воды в этой трансграничной реке на третий день после прорыва шламов показали превышение содержания щёлочи, что создало угрозу всей экосистеме этой реки. Прямой экономический ущерб превысил 30 млн. Евро, но по мнению экспертов эта цифра не окончательна, т.к. она не включает стоимость работ по преодолению долгосрочных последствий экологической катастрофы.

К разряду подобных техногенных катастроф можно отнести аварии на хвостохранилищах в Кыргызстане, которые имели место в Майлуу-Суу (1958 г.), Ак-Тюзе (1964 г) и Сумсаре (1994). Эти катастрофы, также как и в Венгрии были связаны с разрушением удерживающих дамб хвостохранилищ, что в условиях горного рельефа сопровождалось формированием мощных «радиоактивноых» селевых потоков, вызвавших не только гибель десятков человек и разрушения в нижележащих густонаселённых районах, но и крупномасштабные загрязнения окружающей среды на территории Кыргызстана, Казахстана и Узбекистана радиоактивными и токсичными отходами [3].


Последствия аварии на хвостохранилище №7 в г Майлуу-Суу
В апреле 1958 г имела место катастрофическая авария на хвостохранилище № 7 в г. Майлуу-Суу, когда в результате неблагоприятного сочетания экстремальных атмосферных осадков и повышенной сейсмической активности весны 1958 г, была прорвана намывная дамба этого хранилища. В результате аварии в р. Майлысу было выброшено свыше 100 тыс. м3 радиоактивных «хвостов», которые распространились по руслу на расстояние 30 – 40 км и отложились на орошаемых сельскохозяйственных землях соседнего Узбекистана. При массовом выбросе в реку поступило около 8 тонн урана и десятки граммов радия, которые содержались как в жидкой, так и в твердой фазах хвостов. Авария, последствия которой устранялись много лет, привела не только к гибели десятков человек, но и к радиоактивному загрязнению воды и донных отложений реки, почвы, растительности, в пойме и на конусе выноса р. Майлысу. Об этом свидетельствуют результаты геоэкологическиех исследований, выполненных в последние годы [2,4]. .
Таблица 1. Степень воздействия отходов хвостохранилищ Майлуу-Суу на окружающую среду и человека


Степень

загрязнения

Почва

Вода

Растения


Биосубстраты человека

Ногти

Волосы

Сильное

Se, U

U, Se

Se

-

-

Среднее

Cr, Mo, Mn

Cr, As, Mn

U, Mo

Cr, As

Se, Cr

Слабое

Co, Ni, Zn, Pb

Cu

Ni, Zn

Sb, Fe, Mn,U

U

В табл. 1 приведены обобщённые результаты исследований образцов почвы, воды, растений и биосубстратов человека, отобранных в 2000-2002 гг. в окрестности хвостохранилищ Майлуу-Суу [2]. Результаты анализов свидетельствуют о том, что в почвах, воде и донных отложениях присутствуют радиоактивные элементы и тяжёлые металлы, концентрация которых в некоторых случаях многократно превышает ПДК. Установлено, что основными элементами загрязнителями компонентов окружающей среды, имеющими сквозной характер являются урае, селен и хром. Как показали исследования указанные элементы формируют широкие ареалы загрязнения не только вблизи хвостохранилищ в Майлуу-Суу, но и на значительном удалении от них, аккумулируясь в донных отложениях водотоков в зоне рассеяния стока р. Майлысу, на территории Узбекистана. Накопление значительных количеств тяжёлых металлов и радионуклидов в почве и донных отложениях на конусе выноса р. Майлысу связана с двумя типами их переноса: механическим (в том числе за счёт разрушения и переноса материала из хвостохранилищ) и миграцией элементов в растворах.

Следует отметить, что систематическими источниками загрязнения воды и донных отложений в районе Майлуу-Суу наряду с подземными водами являются поверхностные водотоки, вытекающие из хвостохранилищ и омывающие отвалы, расположенные непосредственно в русле рек и ручьёв (р Карагач, Кульмен-Сай), впадающих в р. Майлысу. Исследования проб воды из этих водотоков, выполненные в 2008 г., в рамках проекта № 2005.2004.9 «Снижение опасности, связанной с урановыми хвостохранилищами Майлуу-Суу», показали, что в воде содержатся повышенные концентрации U, Sr, Mo, As, SO4 [4].
Экологические последствия аварии на хвостохранилище №2 в Ак-Тюзе
В декабре 1964 г произошло катастрофическое сейсмосинхронное разрушение удерживающей дамбы хвостохранилища № 2 Ак-Тюзского рудника. К моменту катастрофы в нем было уложено свыше 1 млн. м3 "хвостов" переработки редкоземельных элементов. По химическому составу Ак-Тюзские хвосты были представлены солями тяжелых металлов с очень высоким содержанием свинца, цинка, меди, молибдена, мышьяка и бериллия. Кроме того, хвосты содержали повышенные концентрации кадмия, вольфрама, иттрия. Из радиоактивных элементов хвосты содержат высокие концентрации тория (800-7000 ppm) и циркона (1100-4800).

В результате трёх следующих друг за другом обрушений из хвостохранилища в реку Кичи-Кемин было выброшено около 600 тыс. м3 хвостов (или 60% его объема). Потоки хвостов, содержащие повышенные концентрации тория и тяжелых металлов, в виде радиоактивного селя распространились по руслу и долине р. Кичи-Кемин на расстояние до 40 км, вплоть до ее впадения в р. Чу на территории Казахстана. Отходы, заскладированные на участке площадью 22 Га, загрязнили сельскохозяйственные угодья, населенные пункты общей площадью 3600 Га. В населенных пунктах радиоактивные и токсичные (селен, кадмий) загрязнения разлились слоем от 5 до 60 см.

Последствия этой трансграничной катастрофы устранялись много лет, однако и в настоящее время, т.е. по прошествии почти 50 лет, они продолжают негативно сказываться на состоянии окружающей среды и здоровье населения, проживающего в Кичи-Кеминской долине. Об этом свидетельствуют результаты комплексных экологических исследований в долине р. Кичи-Кемин, выполненных в 2004 – 2006 гг. чешской фирмой "GeoMin". Результаты анализов показывают, что загрязнения воды, донных отложений, почвы и растительности в долине ниже хвостохранилища № 2 характеризуются пестрой ассоциацией различных элементов (тория, бериллия, свинца, цинка, кадмия, молибдена, сурьмы, мышьяка, редких металлов), половина из которых являются экотоксикантами [1]. В настоящее время одним из главных источников загрязнения в пойме р. Кичи-Кемин являются остатки хвостов, которые после аварии 1964 г сохранились по обоим берегам реки. При паводках эти загрязненные материалы попадают в реку, переносятся и откладываются на густонаселенных участках конуса выноса реки Кичи-Кемин, достигая территории Казахстана. Эти загрязнители переходят в другие компоненты окружающей среды и попадают в цепи питания, создавая угрозу здоровью населения, проживающего в низовьях реки, в поселках Ильичевское, Джаны-Джол, Кичи-Кемин, Боролдой, Михайловка и Енбек (Казахстан).

На рис. 2, заимствованном из заключительного отчета фирмы "ГЕОМИН" [4], представлен характер загрязнения речных (донных) осадков в р. Кичи-Кемин тяжелыми металлами (Pb, Zn), представляющими собой наиболее токсичные элементы и угрозу для здоровья людей. Как известно, речные осадки являются весьма чувствительным индикатором загрязнения окружающей среды, так как тяжелые металлы адсорбируются органической и илистой массой донных осадков. В случае изменения физико-химических условий (ph, Eh), они могут перемещаться и мигрировать в другие компоненты окружающей среды, включая биоту.

Как видно на графиках рис. 2, в верховьях реки, выше поселка Ак-Тюз (D76) и горно-обогатительного комплекса, содержание свинца соответствует местному природному фону (до 200 ppm). Скачкообразное повышение содержания Pb наблюдается ниже обогатительной фабрики, хвостохранилища № 1 (D83). Здесь следует отметить, что хвостохранилище № 1 эксплуатировалось на начальном этапе деятельности Ак-Тюзского рудника в 1942 – 1955 гг., когда из комплексной ассоциации полиметаллических руд, редких металлов и редкоземельных элементов извлекался только свинец. В этот период в отходы, хранящиеся в хвостохранилище № 1, попадало приблизительно 24% Pb, 96% Zn, 80% Sn, 100% Mo и 100% редкоземельных элементов. Этим объясняется скачкообразное возрастание свинца ниже фабрики и хвостохранилища № 1.

Рис. 2. Загрязнение донных отложений р. Кичи-Кемин свинцом и цинком
Высокие содержания свинца продолжают иметь место и ниже по течению, достигая пиковых значений на участке от хвостохранилища № 2 до населенного пункта Кордон (D106)). Это объясняется тем, что русло реки на этом участке было загрязнено хвостами, обрушившимися в реку после катастрофической аварии хвостохранилища № 2 в 1964 г. Повышенные содержания Pb, Zn и других тяжелых металлов продолжают иметь место на участке протяженностью около 16 км, от Кордона до западной окраины села Кичи-Кемин (D137). Суть в том, что долина на этом участке постепенно расширяется, течение реки из-за уменьшения уклона теряет свою скорость, и в речных осадках наблюдается аккумуляция тяжелых металлов. Ниже села Кичи-Кемин и до границы с Казахстаном D174) содержание Pb и Zn уменьшается, хотя и на этом участке встречаются места с аномально высокими содержаниями Pb, Zn и других тяжелых металлов [1,4].

Последствия массового обрушения хвостов из хвостохранилища № 2 четко зафиксированы в донных осадках р. Кичи-Кемин не только по повышенным содержаниям тяжелых металлов и редкоземельных элементов, но и радионуклидов ториевого (Th) ряда. Как известно, повышенная радиоактивность Ак-Тюзских руд связана с наличием в них торий-содержащих минералов (монацита, торита, ферриторита и циркона)..



На рис.3 показано распределение Th в речных осадках, из которого видно, что в незатронутых техногенным воздействием верховьях долины Кичи-Кемин, выше поселка Ак-Тюз, отмечается естественный стабильный фон (7 – 8 ppm). Сразу ниже обогатительной фабрики содержание Th начинает повышаться, достигая максимума на участке Кордон – западная окраина с. Кичи-Кемин. В сравнении с естественным фоном, содержание Th на этом участке повышено в 15 раз и остается высоким вплоть до впадения р. Кичи-Кемин в реку Чу.


Рис.3. Содержание тория в донных отложениях р. Кичи-Кемин на участке от пос. Ак-Тюз до границы с Казахстаном
До настоящего времени одним из главных источников загрязнения окружающей среды в пойме р. Кичи-Кемин являются остатки хвостов, которые после аварии 1964 г сохранились по обоим берегам реки на участке между хвостохранилищами №№ 2 и 3 и по неизвестным причинам не были удалены при проведении реабилитационных работ. Эти отходы находятся непосредственно на берегу реки, частично покрыты редкой растительностью. Под действием гравитационных и эрозионных процессов, а также при паводках, загрязненные материалы попадают в реку, которая на этом участке имеет большой уклон дна и, соответственно, скорость течения. Поэтому они переносятся дальше и затем откладываются (аккумулируются) на нижерасположенных участках долины р. Кичи-Кемин, переходят в другие компоненты окружающей среды (воду, почву, растения) и попадают в цепи питания, создавая угрозу здоровью населения, проживающего в этом районе.

Список литературы
1. Абрахам М. Геоэкологические изыскания и оценка экологических нагрузок и рисков в окрестностях горно-обогатительных комбинатов (Заключительный отчёт).- «ГЕОМИН», 2006 (Фонды МЧС КР)
2. Айтматова Дж.И., Апарин В.Б. Хвостохранилища радиоактивных отходов и их влияние на компоненты окружающей среды на территориях урановых рудников Майлуу-Суу и Чаркесар // Наука и новые технологии, 2003, №3.-с.71-82
3. Торгоев И.А., Алёшин Ю.Г. Геоэкология и отходы горнопромышленного комплекса Кыргызстана. Бишкек: ИЛИМ, 2009 – 239 с
4. Jung H.G., Himmelsbach T. Hydrogeochemical Groundwater Monitoring in Mailuu-Suu, Kyrgyz Republic. Final Report of Federal Institute for Geosciences and Natural Resources (BGR). Hannover, 2008.- 81 pp
5. WISE Uranium Project (2002). Cronology of major tailings dam failures (from 1960) http://www.antenna.nl/wise/uranium/mdaf.html


Смотрите также:
Экологические последствия катастрофических аварий на хвостохранилищах Кыргызстана
89.65kb.
1 стр.
Медико-экологические проблемы юга Кыргызстана Р. М. Тойчуев
676.27kb.
5 стр.
12. экологические проблемы восточного донбасса
194.9kb.
1 стр.
Тезисы Всероссийского совещания «Антропогенное воздействие на природу Севера и его экологические последствия»
28.71kb.
1 стр.
Графический редактор деревьев событий, построенных на основе продукционного подхода
22.43kb.
1 стр.
Научная студенческая конференция Социальные и экологические аспекты экономического развития мира «Причины, масштабы и последствия бедности. Американская бедность»
171.83kb.
1 стр.
Экологические последствия землетрясений
132.9kb.
1 стр.
Тезисы Всероссийского совещания «Антропогенное воздействие на природу Севера и его экологические последствия»
35.73kb.
1 стр.
Конкурс по набору блоггеров по проекту «Защита и продвижение прав внешних мигрантов из Кыргызстана»
11.01kb.
1 стр.
Защита в чрезвычайных ситуациях
178.62kb.
1 стр.
Медико санитарные последствия крупных производственных аварий и катастроф на железнодорожном транспорте
72.66kb.
1 стр.
Лекция 2 Экологические факторы, экологические ниши и жизненные формы
206.71kb.
1 стр.