Воздействие горнопромышленных техногенных систем на почву

Как в отечественной (Мотузова, Смирнова, 1983; Обухов и др., 1983; Несвижская, Соет, 1985; Фокин, 1986; Зырин, Черных, 1989; Первунина и др., 1989; Крупская, 1991, 1998; Елпатьевская, 1996; Грехнев, 1998; и др.), так и зарубежной литературе (Tiller et al., 1979; Khan, Frankland, 1983; Tao Zhan, 1986; Christensen, 1987 et al.) имеется много данных по содержанию и накоплению токсичных элементов в почвах различных горнопромышленных регионов. В почвах дальневосточных оловорудных месторождений (Ивашов, Пан, 1999; Ивашов, 1987; 2003) независимо от генетического типа оруденения содержание Sn, в том числе и в биогенном гумусовом горизонте, зависит от интенсивности оловянной минерализации. В почвах оно варьирует в широких пределах: от 0,0001 до 0,6% и превышает кларк до 600 раз (Виноградов, 1957). В нижележащих генетических горизонтах его содержание выше, что свидетельствует о биогенном накоплении Sn в почвах с глубиной.

Содержание рудных элементов (по данным Макаревич Р.А., сотрудницы лаборатории геохимии ТИГ РАН) в почвах (г. Солнечный, 6 анализов) изменяется в следующих пределах (%): Pb — 0,040-0,006, Zn — 0,073-0,085, Cu — 0,004-0,104, Cd до 0,0003, что превышает фоновые для Pb в 30-45, Cu в 5-50, Cd в 30 и Zn в 10 раз.

Грунтосмеси на отвалах штолен рудных месторождений обогащены железом и халькофильными элементами, содержание которых в 5-30 раз выше фонового уровня (Елпатьевская, 1995, 1996). Для многих металлов характерна высокая вариабельность содержания в субстрате, чем для макроэлементов. Особенно сильным разбросом концентраций отличаются Zn и Cd. В наиболее минерализованных участках отвалов сульфидная форма составляет, в процентах: для Fe — 13-23, Cu — 53-66, Zn и Cd — 82-88 от их валового количества. В то же время минерализованные породы обеднены таким важным биофильным элементом, как Mn. На состав формирующихся почв огромное влияние оказывают подотвальные воды. Здесь в непосредственной зависимости находятся состав элементов и их концентрации в этих водах. Важную роль играет образование глинистых минералов и гидроксидов Fe, которые обладают адсорбционными свойствами, и могут накапливать широкий спектр элементов, увеличивая их количество в образующихся почвах.

Биохимические исследования в окрестностях хвостохранилищ обогатительных фабрик позволяют говорить о глубоком вовлечении в геохимический круговорот тяжелых металлов. В частности, максимальной степенью поглощения характеризуются Al и Fe, затем идут элементы группы тяжелых металлов, в то время как биогенные микроэлементы стоят последними в этом ряду, т. е. их миграционная активность резко снижена, несмотря на относительно высокое содержание в грунтах. Одна из причин этого явления заключается в физико-химических свойствах грунтов отвалов. Так, высокая их кислотность (рН 4-5) определяет большую подвижность металлов и высокую степень накопления растениями. Коэффициент концентрации элементов может составлять: Pb — 2-7, Zn — 1,5-15, Cu — 7-27, Mo — 2-7 (Елпатьевская, 1996).