Характер нарушенности почвенного покрова

Зона воздействия	Степень изменения	Характер нарушений
Прямого воздействия	Уничтоженные и сильно нарушенные почвы	Полное изъятие почв из ландшафта и земельного фонда, уничтожение почвенно-грунтового слоя, прекращение функционирования почвы
	Средне нарушенные почвы	Угнетение или редукция гумусового горизонта, уплотнение верхней части профиля, изменение физических свойств, водного режима; эрозия, дефляция
	Слабо нарушенные почвы	Загрязнение ТМ, НП, сажей, золой, бытовым, строительным мусором
Косвенного воздействия	Сильно загрязненные почвы	Сильное загрязнение почв ТМ, нефтепродуктами (ПДК более 3)
	Средне загрязненные почвы	Загрязнение почв ТМ, сажей, пылью (ПДК 2-3)
	Слабо загрязненные почвы	Загрязнение ТМ, сажей, пылью (ПДК 1-2)

Уничтожение почвенного покрова произойдет в зоне прямого воздействия: на участках, отведенных под разработку карьера, строительство хвостохранилища, пиритохранилища, обогатительной фабрики. Здесь будет полностью изъят из ландшафта почвенно-грунтовый слой на всю глубину распространения признаков почвообразования. После окончания работ и проведения рекультивационных мероприятий, на поверхности почвообразование начнется с нуля и наращивание профиля будет протекать не столько от литогенной основы (спланированная поверхность, представленная каменисто-суглинистой толщей, по параметрам не характерной для данного района), как у естественных почв, а с поверхности – от нанесенного при рекультивации почвенного слоя. На рекультивированных поверхностях формирование исходных почв с заданными свойствами маловероятно. Их экологическую нишу займут особые педогенные образования - техноземы, чьи свойства будут зависеть от свойств подстилающего грунта, а также от свойств нанесенного почвенно-плодородного слоя.

В зоне прямого воздействия почвенный покров также может быть подвергнут двум видам нарушений: снятие плодородного слоя и частичное нарушение функций и свойств. Снятие плодородного слоя предусматривается проводить при организации площадок под строительство. Здесь нарушение почвенного покрова происходит с поверхности, однако по степени воздействия аналогично полному уничтожению почвенного покрова. Рекультивация площадок также не способствует восстановлению исходных свойств почв, что опять-таки приведет к образованию техноземов.

Частичное нарушение свойств почв выразится в изменении морфологических, физических и химических свойств. Морфология почв изменится в связи с редукцией верхнего органогенного горизонта, из-за постоянного механического воздействия на него (ходьба, проезд автотранспорта, складирование) и прекращения нормального хода процессов гумусонакопления и гумусообразования. Механическое воздействие способствует изменению физических свойств, в первую очередь плотности. Самое сильное уплотнение произойдет в пределах гумусового и подгумусового горизонтов. Увеличение плотности приведет к потере структуры, нарушению агрегатного состава и, как следствие, порозности, водопроницаемости и водного режима почв в целом. Гранулометрический состав практически не испытает воздействия, кроме тех участков, где будет развиваться плоскостная и струйная эрозия (на очищенных от растительности площадках), а также дефляция лишенных органогенного горизонта почв. Рассмотренные изменения физических свойств повлекут за собой нарушение химических свойств. Чрезмерное уплотнение почвенного слоя способствует переходу почв от промывного режима к непромывному, что снизит интенсивность миграции веществ в почвенно-поровых растворах и трансформирует газовую фазу. Криогенный водный режим сохранится, в теплый период таяние мерзлых грунтов будет проходить интенсивнее, поэтому почвы будут перенасыщены влагой. В результате этого произойдет смена окислительных процессов на восстановительные, в почвах начнут развиваться процессы оглеения. Произойдет переход почв к глеевым, особенно на выровненных пространствах. В результате изменения водного режима несколько снизится вынос тяжелых металлов, однако эрозия и внутрипочвенный сток (хоть и затрудненный) все-таки будут осуществлять очищение почв.

Проводимые работы окажут воздействие также в виде загрязнения почв тяжелыми металлами (ТМ), нефтепродуктами (НП). Поступление тяжёлых металлов будет происходить вместе с пылегазовыбросами, НП - в результате неаккуратной эксплуатации транспорта, ремонтных и гаражных площадок, складов. Их поведение в почве будет зависеть от объема поступивших веществ и от глубины проникновения в почву. Учитывая сроки работы предприятия, интенсивность освоения, а также вполне вероятную возможность нарушения техники безопасности и правил эксплуатации, можно предположить, что загрязнение почв к окончанию работ на месторождении будет существенным, что переведет почвы в категорию сильнозагрязненных, с многократным превышением ПДК по ТМ и НП. Самоочищение в средней степени нарушенного почвенного покрова в зоне прямого воздействия затруднительно в связи с угнетением органогенного горизонта, который имеет депонирующую функцию для ТМ и нефтепродуктов. Однако осуществляться все-таки будет, но со скоростью существенно ниже скорости загрязнения.

В зоне косвенного воздействия окажутся почвы прилегающих к основным местам работ территорий. Их площадь составит 50 км². Влияние предприятия на почвенный покров будет уменьшаться в направлении от объектов и выражаться главным образом в двух видах воздействия: загрязнении почвенного покрова газопылевыбросами и загрязнении автотранспортом.

Загрязнение почв от работающего автотранспорта будет осуществляться, главным образом, вдоль дорог, посредством которых месторождение связано с посёлками и ж/д станцией Чита. Наибольшее загрязнение почв тяжелыми металлами и нефтепродуктами будет наблюдаться на расстоянии 10м от дорожного полотна. Сильное загрязнение свинцом, который присутствует в выхлопах автотранспорта, наблюдается обычно на расстоянии до 100 м от полотна. Степень загрязнения тяжелых металлов будет зависеть от интенсивности движения по дорогам, а потому ПДК по тяжелым металлам, особенно по свинцу, и нефтепродуктам может быть превышено уже в первый год работ. В течение рабочего периода содержание металлов в почвах будет очень высоким, но относительно стабильным. Стабильное содержание ТМ будет обеспечиваться за счет частичного депонирования органогумусовым горизонтом и естественного выноса металлов поверхностным и внутрипочвенным стоком, значительная часть будет поглощена растительностью. По мере удаления от дорог степень загрязнения будет уменьшаться, на расстоянии 100-200 м от полотна составит фоновое содержание.

Загрязнение почвенного покрова газопылевыбросами будет осуществляться через атмосферу. Проектом предусматривается, что производственные и технологические процессы, а также работающий транспорт, котельные, отопительные системы произведут ежегодные выбросы в атмосферу следующих веществ: пыль неорганическая с содержанием SiO₂ до 20 %, пыль неорганическая с содержанием SiO₂ 20-70 %, сажа, диоксид азота, оксид азота, сернистый ангидрид, окись углерода, бенз(а)пирен. Эти вещества будут осаждаться на поверхности почвы. Частично взвешенные вещества будут задерживаться растительностью (на участках сплошного развития лесной растительности поглощение будет максимальным; известно, что 1 га леса отфильтровывает 50-70 т пыли).

Попадающие на поверхность почвы вещества будут частично депонированы в мохово-торфянисто-перегнойном горизонте, остальная часть будет вовлечена в геохимический круговорот и вынесена за пределы почвенного профиля. Слабая и средняя буферность почв не способствует защите растительности от подвижных форм ТМ. Травянистый, кустарниковый и древесный опад, разложение мохово-лишайникового покрова будет способствовать возвращению содержащихся в них ТМ в почвы, т.е. металлы будут вовлечены в малый геохимический круговорот, который при условии отсутствия дальнейшего поступления веществ извне способствует через определенное время очищению ландшафта. Поступление токсичных веществ за годы эксплуатации месторождения способствует увеличению концентрации в почвах ТМ, превышающей ПДК максимум в 2-3 раза. Самоочищение ландшафтов займет приблизительное или меньшее количество времени, т.е. через 10-15 лет после окончания работ, при условии сохранения биоклиматических параметров территории и основных свойств почв (кислотность, емкость, гранулометрия), уровень концентрации металлов в почвах вернется к фоновому.

Загрязнение почв газопылевыбросами будет зависеть от направления ветров, метеорологической обстановки и происходит неравномерно.

В условиях штиля, в том числе и в период установления воздушных инверсий, загрязнение будет гораздо более интенсивным, поскольку взвешенные вещества накапливаются и постепенно осаждаются на почвенно-растительный слой на большой площади. По предварительным расчетам воздействию атмосферных выбросов в условиях штиля и инверсии будет подвержена вся территория рудника, до уровня распространения инверсионного слоя. Аналогичная ситуация, но локального характера, будет складываться в период установления туманов.

Таким образом, количество поступающих в почву веществ и степень загрязнения территории будет зависеть от повторяемости ветров преобладающих направлений, от повторяемости штилей и длительности установления инверсий, а также от интенсивности прохождения осадков, которые в значительной степени очищают атмосферу от загрязняющих веществ.

Наиболее часто штилевая погода и инверсии отмечаются в зимний период, поэтому наиболее активно загрязнение атмосферы на максимально большой площади будет отмечаться зимой. Однако в этот период прямое загрязнение почв осуществляться не будет, поскольку они находятся в мерзлом состоянии, все процессы, в том числе водной миграции растворов в них приостановлены. Основная часть веществ будет концентрироваться в снеговом покрове. Весенний сток талой воды будет происходить прежде, чем почва окончательно оттает, поэтому поступление загрязняющих веществ будет гораздо меньше, чем их поступило в атмосферу, т.е. зимнее и весеннее поступление загрязняющих веществ в почву будет минимальным или приближенным к нулю. Пик загрязнения почв приходится на летний период. Летом высока повторяемость ветров различного направления, но преобладают все-таки – западные, северо-западные и северные. Кроме того, на теплый период, приходится максимум туманов, отмечаются дни со штилевой погодой. Учитывая современную обстановку, при преобладании на территории ветров северного и северо-западного направления, наибольшее загрязнение почв газопылевыбросами будет происходить в долине Еравнинских озёр, включая и нижние части склонов долины, а также в южной и юго-восточной части района, до водораздельных пространств. Однако, частое прохождение фронтов и выпадение по их линии осадков, часто грозовых, способствует частичному удалению загрязняющих веществ за пределы почвенного профиля с поверхностным и внутрипочвенным стоком.

Таким образом, учитывая свойства почвенного покрова, интенсивность воздействия, пространственные характеристики района, можно сказать, что катастрофического и просто сильного загрязнения почв в зоне косвенного воздействия не произойдет. Скорее всего, уровень загрязнения будет умеренным. После окончания работ и прекращении функционирования антропогенных источников загрязнения, почвы, возможно, достаточно быстро пройдут период самоочищения, и состояние почвенного покрова не более чем через 10 лет вернется к фоновому.

Восстановление почвенного покрова обусловлено не длительностью восстановления, а степенью нарушенности. В зоне прямого влияния восстановление почвенного покрова, возможно, займет более 50 лет, поскольку на рекультивируемых территориях почвообразование фактически начнется заново. Нанесение на спланированную поверхность органогенного горизонта не способствует формированию исходных почв, существовавших на данной территории до начала разработки. Здесь начнется формирование нового типа почв – техноземов со специфическим комплексом свойств и режимов. Возможное восстановление исходных свойств и переход техноземов в категорию естественных для данной территории почв произойдет не ранее, чем через 100 лет. По имеющимся данным, средний возраст современных естественных почв составляет 5-10 тыс. лет. Легко представить какой срок займет полное восстановление почвенного покрова изученного региона до исходного состояния.

В зоне косвенного влияния сроки восстановления будут зависеть от степени воздействия и характера поступающих в почвы веществ, вовлеченности микроэлементов и токсичных компонентов в почвообразование, степени их подвижности в почве. Скорость самоочищения почв будет обусловлена кислотностью, содержанием гумуса, емкостью поглощения. Пространственно это будет выражаться в увеличении сроков самоочищения и восстановления почв в направлении к объектам инфраструктуры месторождения.

Природные геохимические аномалии в горнопромышленных районах связаны с процессами рассеивания химических элементов от разрабатываемых месторождений (геохимические ореолы рассеивания) и проявляются в виде повышенных концентраций, характерных для месторождения элементов, в почве, грунтах, подземных водах, растительности в районе месторождения.

Химический состав добываемых полезных ископаемых, извлекаемых пород вскрыши, сопутствующих добычи карьерных вод, характеризуется небольшими концентрациями различных химических элементов, входящих в состав горных масс. Однако их рассеивание при осуществлении различных технологических процессов добычи и складирования отходов добычи приводит к геохимическому загрязнению различных компонентов окружающей среды (почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух).

При проведённых инженерно-экологических изысканиях определено, что во всех отобранных пробах поверхностного слоя почвы содержание цинка, свинца, мышьяка, никеля, хрома и кобальта находится на уровне выше ПДК (согласно ГН 2.1.7.2041-06). Сравнивая содержание указанных выше элементов со средним содержанием в почвах мира (кларковые величины), обнаружено превышение над кларком по цинку, свинцу, мышьяку и кобальту.

Такое превышение содержаний химических элементов над ПДК результат не какого-либо техногенного загрязнения, а прямое следствие геологической рудной специализации Озёрного рудного узла. Так, сопровождающие месторождения рудопроявления и точки минерализации акцессорные минералы – это пирит, сфалерит и в меньшей степени галенит. Из нерудных минералов широко распространены карбонаты (кальцит, сидерит, доломит) и в подчиненном количестве кварц, слюдистые образования, вулканическое стекло и плагиоклазы. Отличительной особенностью рудных минералов является их свинцово-колчеданный состав при очень низком общем содержании меди. Руды Озерного месторождения характеризуются тесным взаимным прорастанием рудных минералов между собой, а также рудных минералов с нерудными. Для таких специализированных рудных районов должны быть разработаны местные, с учётом природных особенностей, нормативы содержания химических элементов в различных природных ландшафтах.

Расположение проектируемых объектов предприятия определено горно-геологическими условиями и техническими решениями, обуславливающими наименьшую техногенную нагрузку на объекты окружающей среды и представлено на ситуационном плане (Приложение 1).

В таблице 5.4 приведена характеристика объектов горного производства по видам геохимического воздействия на окружающую среду.

Таблица 5.4