Статья: Особенности вещественного состава свинцово-цинковых руд и их влияние на экологическое равновесие на примере месторождений

Химический состав одних и тех же минералов на отдельных месторождениях имеет индивидуальный характер и, в основном, зависит от состава рудоносных растворов и условий их формирования.

Классификация минералов по степени их экологической опасности, как естественных потенциальных источников загрязнения окружающей среды, находится на стадии разработки.

Подставляя в формулу Р. Моксхэма для определения коэффициента накопления микроэлементов в минералах вместо кларка элемента его ПДК в литосфере, получили новую формулу, которая и используется для определения коэффициента экологической опасности минерала, равного среднему содержанию изучаемой группы элементов, выраженному в ПДК:

,

где Сi – содержание элемента в минерале, г/т*.

По приведенным ниже формулам были рассчитаны коэффициенты экологической опасности основных рудообразующих минералов Садонского, Староцейского и Буронского месторождений:

,

где С - содержание элемента в минерале, г/т;

,

Z0 - суммарный коэффициент опасности;

n - количество проб.

Были получены следующие результаты (табл. 3):

- в рудах буронского типа наиболее опасными являются пирит, сфалерит и галенит (чрезвычайно опасные - ЧО);

- в рудах Старого Цея – пирит, галенит и сфалерит (ЧО);

- в рудах садонского типа – сфалерит, галенит и пирит (ЧО).

Таблица 3

Коэффициенты экологической опасности рудных минералов

Месторождение
Минерал	Бурон		Старый Цей		Садон
åKo	Zo	åKo	Zo	åKo	Zo
Галенит	517,61	506,61	639,35	628,35	723,87	712,87
Сфалерит	640,79	632,79	517,47	508,47	713,25	703,25
Пирит	2330,62	2319,62	1115,6	1104,6	515,21	504,21
Пирротин	97,08	88,08	39,76	30,76	24	16
Халькопирит	133,42	126,42	55,36	49,36	40,44	30,44

Таким образом, применяли два различных критерия для определения степени экологической опасности минералов, условный потенциал ионизации и коэффициент экологической опасности. С учетом распространенности исследуемых рудных минералов (см. табл. 2) в колчеданно-полиметаллических рудах буронского типа наиболее неустойчивыми и экологически опасными являются пирит и сфалерит , в рудах садонского типа – пирит и галенит; в полиметаллических рудах Старого Цея – сфалерит и пирит.

Негативное влияние сульфидов на окружающую среду

Руды полиметаллических месторождений Горной Осетии характеризуются относительно богатым спектром промышленно значимых элементов. Основными носителями примесей в рудах являются сульфиды, содержание которых определяет уровень концентрации рассеянных элементов.

Причем для значительной части примесных элементов их содержание в хвостах по сравнению с исходными рудами увеличивается на порядок и более.

Исследования и анализ данных по распределению различных элементов в продуктах обогащения показали, что подобная закономерность отчасти объясняется наличием некоторых количеств галенита и сфалерита, но, главным образом, присутствием в хвостах пирротина, пирита, халькопирита и других сульфидов (содержание которых не превышает 2 – 3 % от общего количества).

Среди отвальных продуктов различных обогатительных фабрик особой «железистостью» отличаются буронские хвосты, которые также характеризуются относительно высокими содержаниями кобальта и никеля. Это обусловлено, главным образом, наличием большого количества сульфидов (пирит, сфалерит и др.), составляющих основу руд, и, в меньшей мере, составом рудовмещающих пород.

Садонские хвосты содержат титан, германий и ванадий, которые находятся в примесной форме в сфалерите и сульфидах железа (пирите, пирротине и халькопирите). Расчет потенциальной экологической опасности данных сульфидов подтвердился.

Буронские хвосты отличаются набором примесных элементов, характерных для основных рудных минералов: пирита, пирротина, галенита и сфалерита. Теоретически опасность данных минералов также была рассчитана верно (см. табл. 3).

Таким образом, влияние сульфидов руд свинцово-цинковых месторождений Буронского рудного поля имеет двойственное направление: с одной стороны, неустойчивый характер основных рудных минералов – пирита, сфалерита и галенита создает благоприятные условия для образования активной серной кислоты, переводящей тяжелые металлы в подвижные формы. С другой стороны, как минералы-концентраторы ряда полезных примесей (кадмий, кобальт, мышьяк, индий, селен и др.), окисляясь, высвобождают тяжелые металлы, вызывая тем самым интенсивное загрязнение окружающей среды. Тем более что специфика экологических и гигиенических последствий техногенного загрязнения окружающей среды горно-промышленных территорий заключается в комплексности состава загрязняющих веществ, среди которых определяющую роль играют токсичные химические элементы. Токсичность химических элементов (и их соединений) зависит не только от их концентрации, а зачастую и от вида их нахождения в биосфере.

Заключение. Данные по параметрам распределения и запасам рудных тел с учетом форм их нахождения и вероятной подвижности в физико-химических условиях окружающей среды позволяют дать прогнозную оценку рудных месторождений как источников загрязнения.

* Дарчиева А.Е., Мелконянц Н.Г. Определение экологической опасности рудообразующих минералов в полиметаллических месторождениях Садонского рудного поля//Материалы к годичному собранию ВМО. М., 2002. С.50-52.