Воздействие на почву и горные породы.

При разработке полезных ископаемых и размещении отходов происходит изменение структуры почвы и ее химического состава. Строительство карьеров и проходка подземных выработок приводит к нарушению состояния горных массивов, деформации поверхности, изменению ландшафтов и развитию техногенных геологических процессов. При извлечении твердых полезных ископаемых формируется пустотное пространство. Подработанные толщи могут оседать и образовывать провалы на земной поверхности, вследствие чего возможно затопление горных выработок. В 1995 г. на Верхнекамском месторождении калийных солей произошло катастрофическое обрушение пород в горных выработках и оседание земной поверхности. Размеры мульды оседания 700 х 600 м совпали с размерами области обрушения в шахте (Г. П. Щербинина, 2004).

На долю горнодобывающей промышленности в нашей стране приходится около 70% всех отходов, расположенных на земной поверхности, так как в отвалы при существующих способах переработки попадает до 30%, а иногда до 90% добытого сырья (Э. И. Гагарина, 2003).

Так, в Ленинградской области на карьерах по добычи фосфоритов площадь отвалов составляет 20 км², объем вкрышной породы — 10⁸ м³. Здесь для добычи небольшой по мощности (до 5—10 м) слоя полезного сырья на дневную поверхность вынимаются и перемешиваются слои пород мощностью 20—30 м (Е. В. Абакумов, 2004). Отвалы техногенных пород подвергаются водной и ветровой эрозии, выветриванию и другим геологическим процессам.

Применяемые технологии при переработке и обогащении минерального сырья приводят к значительному органическому загрязнению образующихся отходов (табл. 2.6), а химические реагенты являются источником загрязнения отходов такими опасными соединениями, как ПАУ, нефтепродукты, фенолы, амины. В шламо- и хвостохранилищах при взаимодействии отходов с водой происходит разрушение органо-минеральных комплексов, повышается геохимическая подвижность поллютантов, поступающих со стоками в гидросферу (табл. 2.7).

Таблица 2.6

Уровень органического загрязнения отходов горнодобывающего производства (г/кг) по Б. А. Бачурину, Т. А. Одинцовой, 2004

Таблица 2.7

Водорастворимые органические соединения отходов горнодобывающих предприятий (по Б. А. Бачурину, Т. А. Одинцовой,2004)

Окончание табл. 2.7

В процессе бурения скважины природные комплексы загрязняются нефтью и нефтепродуктами, химическими реагентами, буровыми сточными водами, отработанным буровым раствором и шламом, выбуренной породой и горюче-смазочными материалами.

Объем отходов зависит от технологии проходки скважины, системы водопотребления и водоотведения и других факторов. По некоторым данным объем буровых сточных вод, отработанных растворов и бурового шлама при бурении скважин в Западной Сибири составляет соответственно 0,24; 0,2 и 0,18 м³ на 1 м проходки. Суммарный объем отходов превышает 25 млн м³ в год (В. Ж. Аренс).

В результате аварий, при сжигании нефти и газа, при прорывах нефтепроводов в почвы попадают тяжелые металлы и радиоактивные элементы, содержащиеся в нефти (табл. 2.8).

Почвы, пережившие техногенное воздействие, продолжают изменяться и могут привести к появлению вторичных продуктов, не связанных непосредственно с источником загрязнения. Стадии физико-химических трансформаций сменяются во времени.

Содержание микроэлементов в нефти и пластовых водах (по Н. С. Минигазимову, 2000)

Например, на угольных месторождениях Подмосковья при фильтрации атмосферных осадков через сульфидсодержащие отвалы вмещающих пород образуются высокоминерализованные кислые фильтрационные воды. В почвах (черноземы), куда сбрасываются эти воды, возникают следующие реакции:сернокислое засоление —> протонизация почвенного поглощающего комплекса —» закисление почв и грунтов —» гинсогенез —> декарбонатизация (разрушение карбонатного горизонта) —> карбонизация (накопление Сорг в верхней части профиля) —» уплотнение и т.д. (II. П. Солнцева, 2001).