ИЗУЧЕНИЯ БИОГЕОХИМИЧЕСКОГО НАКОПЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОЧВАХ И РАСТЕНИЯХ ОТВАЛОВ СТАРОЙ ЗОЛОТОДОБЫЧИ ФАДЕЕВСКОГО УЗЛА (ПРИМОРЬЕ)

Медведев Е.И., Молчанов В.П.

Дальневосточный геологический институт ДВО РАН

Россия, Владивосток

Юг Дальнего Востока является одним из богатейших ресурсных регионов России с многовековой историей золотодобычи. За этот период времени из россыпных месторождений региона было добыто, по оценкам ряда специалистов, более 1000 т благородного металла. Интенсивная эксплуатация россыпных объектов привела к существенному истощению их первичных запасов и значительному загрязнению окружающей среды отходами горного и обогатительного производства. В них, помимо значительных количеств самородного золота и минералов платиновой группы, потерянных в процессе эксплуатации из-за несовершенства технологии обогащения, установлены высокие содержания ртути, намного превышающие предельно допустимые концентрации. Это связано с тем, что многие годы благородные металлы добывали с помощью технологий, основанных на применении ртути.

Ртуть относится к числу наиболее токсичных химических элементов и, поступая в окружающую среду в результате техногенного воздействия в количествах, превышающих естественный фон, резко обостряет экологическую обстановку. Для промышленно развитых территорий Приморья проблема загрязнения ртутью окружающей среды, как и для других регионов Дальнего Востока России, в последние десятилетия приобрела характер региональной экологической проблемы.

Благодаря своей уникальной способности находиться в разных фазовых состояниях и легко перераспределяться между ними, ртуть широко распространена во всех компонентах природной среды. В связи с этим данная проблема особо остро стоит в пределах густонаселенного юга Дальневосточного региона, где из экзогенных месторождений добывается золото с применением технической ртути уже в течение нескольких столетий, что привело к появлению большого числа техногенных россыпей протяженностью десятки километров и объёмами в сотни тысяч кубических метров. Они представляют немалую угрозу окружающей среде из-за присутствия значительных количеств технической ртути. Известно, что большая часть металлической ртути задерживается органическим веществом верхних почвенных горизонтов. Но в пределах крупнообъемных старых отвалов идет заражение ртутью подземных и поверхностных вод, почв, почвогрунтов, донных отложений и растительного покрова. При этом следует учитывать, что система почва-растение – основное звено пищевой цепи, в которой формируется поток минеральных компонентов, поглощаемых животными и человеком.

Растения, отражая видовые особенности накопления и содержания микроэлементов, несут, тем не менее, локальную окраску в виде преобладания в их составе элементов, которыми богаты почвы в районе произрастания, причем как жизненно необходимых, так и токсичных.

В результате биогеохимического перераспределения создаются обширные ореолы ртутного рассеяния, как в районах золотодобывающих предприятий, так и в местах, отдаленных от интенсивной производственной деятельности.

Объектами исследований выбраны техногенные россыпи Фадеевского узла, расположенного в пределах юго-западной части Приморского края. Самородное золото здесь извлекалось, согласно архивным данным, начиная с 17 века китайцами, а затем первыми русскими переселенцами. В начале 20 века французская горнодобывающая компания применяла при их эксплуатации многочерпачные паровые экскаваторы, действовала обогатительная фабрика. Весьма активно добыча золота развивалась и в послереволюционное время. В итоге более чем трехвековой эксплуатации в пределах узла сформировалось большое количество техногенных россыпей.

Ртуть, содержащаяся в техногенных отложениях, постоянно выводится на поверхность, и с взвесью, а также в парообразном состоянии мигрирует за пределы россыпей. В период дождей и таяния снегов тяжелые металлы, в том числе ртуть, попадают в реки и переносятся далее вниз по течению, расширяя очаг ртутного заражения, и негативно влияя на всю экосистему, включая растительный покров.

Первым полигоном для применения комплекса методов биогеохимического поиска и гидрометаллургического обогащения избраны россыпи рек Малая Нестеровка и Фадеевка. По экспертным оценкам количество привнесенной в окружающую среду техногенной ртути соотносилось с количеством добытого золота в пропорции 1:2. За многовековой период времени эксплуатации россыпей по оценке экспертов добыто более 1 т драгоценного металла и привнесено до 500 кг ртути. Анализ данных биогеохимического накопления общей ртути и некоторых микроэлементов показал, в соответствии с количественными характеристиками биологического поглощения, превышающими известные средние значения для растительности континентов (кларки, К_б), что исследуемые полигоны действительно не избежали антропогенного загрязнения. Биогеохимические исследования почвенного покрова и произрастающих на них растений позволили выявить растения – индикаторы, накапливающие ртуть. К ним отнесены, в первую очередь, клевер-люпин (К_б = 4,92) и леспедеца двухцветная (К_б = 2,46). Это позволило оконтурить места наибольшего распределения ртути и выявить биогеохимические аномалии, указывающие на наиболее зараженные участки старых отвалов. Указанные техногенные россыпи могут быть вовлечены в переработку с применением современных технологии переработки минерального сырья на основе пиро-гидрометаллургии и фторидного выщелачивания.