Основные источники техногенного загрязнения природных вод

Предприятия ОАО «Апатит» расположены на территории водосборов оз. Имандра и Умбозера и относятся к основным источникам их загрязнения. Озеро Имандра загрязня­ется сточными водами обогатительной фабрики, перерабатывающей апатито-нефелиновую руду и расположенной на его берегу. Озеро Умбозеро - приемник загрязняющих веществ от рудников ОАО «Апатит», ведущих добычу руды способом открытой разработки место­рождений Ньоркпахк и Коашвинское. Основная масса загрязняющих веществ поступает в Умбозеро по р. Вуоннемйок, дренирующей площадки горнотехнических работ обоих ме­сторождений.

На участках горнодобывающих и горно-перерабатывающих предприятий Хибин­ских апатито-нефелиновых месторождений потоки загрязняющих веществ в природные воды от поверхностных техногенных источников формируются, главным образом, в ре­зультате следующих процессов: сброса, фильтрации и утечек сточных вод хвостохранилищ; просачивания карьерных и рудничных вод; поверхностного и подземного стока и территорий промышленных предприятий и горных отводов; при растворении и выщела­чивании массивов отвальных пород атмосферными осадками и выносе элементов подзем­ным и поверхностным стоком; неорганизованных смывов нефтепродуктов и технических масел, используемых транспортными средствами, с площадок горнотехнических работ.

В результате поступления из поверхностных техногенных накопителей сточных и дренажных вод, обогащенных фтором, сульфатами, нитратами, нитритами, фосфатами, взвешенными и поверхностно-активными веществами, нефтепродуктами, происходит из­менение химического состава природных вод. Наряду с изменением химического состава, в районах разработки месторождений полезных ископаемых наблюдается изменение гид­родинамического режима подземных вод: интенсивное понижение уровней подземных вод и резкое возрастание скоростей фильтрации; увеличение степени взаимосвязи поверх­ностных и подземных вод; появление новых областей питания и разгрузки водоносных горизонтов; изменение интенсивности инфильтрационного питания; усиление взаимосвя­зи между водоносными горизонтами посредством перетекания; обезвоживание верхних зон гидрогеологических структур, приводящих к значительному увеличению мощности зоны аэрации.

При разработке Хибинских апатитовых месторождений все вышеперечисленные факторы имеют место.

Основными объектами, оказывающими негативное влияние на состояние водных объектов Кировско-Апатитского промрайона, являются обогатительные фабрики с от­стойниками и хвостохранилищами, где складируются отходы апатит-нефелинового про­изводства.

Первая обогатительная фабрика была построена в 1931 году. С этого периода «хво­сты» обогащения стали сбрасываться без всякой очистки в оз. Имандра. На прилегающей акватории за этот период сформировалась техногенная залежь апатит-нефелиновых отхо­дов. Впоследствии на водосборе были построены отстойники, из которых в озеро посту­пала слегка осветленная часть отходов.

При строительстве АНОФ-2 был сооружен отстойник-накопитель путем отсечения залива от оз. Имандра. Ежедневно для своих нужд фабрика забирала из оз. Имандра 400 тыс. м чистой воды. В составе сточных вод в водоем вносились тысячи тонн взвешенных веществ, сульфатов, хлоридов, тонны фосфора, остаточные концентрации токсичных ор­ганических веществ, применяемых в процессе флотации тит-нефелиновых руд (окситилированные алкилфенолы, талловые масла).

В 1988 году введена в эксплуатацию первая очередь АНОФ-З, в 1991 - вторая, где используется более мощное, современное н производительное технологическое оборудо­вание, значительно выше уровень автоматизации и контроля технологических процессов, чем на АНОФ-2. В конце 1978 г. на АНОФ-2 введено частичное оборотное водоснабже­ние, которое позволило резко снизить объем загрязнения оз. Имандра. Количество взве­шенных веществ, поступающих в оз. Имандра в 1992 г. по сравнению с 1978 г. снизилось более чем в 10 раз (с 49 617 до 4 216 тонн/год), объем сброса сточных вод сократился бо­лее чем в 2 раза, а объем потребления свежей воды для технологического процесса - в 4 раза. Однако, в настоящее время, полный водооборот реализовать невозможно не только без неприемлемо резких снижений всех технологических и экономических показателей, но н по причине значительной доли риска для нормального функционирования предприя­тия.

Обогащение добываемых апатит-нефелиновых руд осуществляется флотационным методом, который был разработан вначале на АНОФ-1, а затем использовался на АНОФ-2 и АНОФ-З. Технологические схемы обогатительных фабрик практически одно­типны и включают в себя трехстадийное дробление (на АНОФ-2 - в открытом, на АНОФ-З - в замкнутом цикле), измельчение дробленой руды в шаровых мельницах с по­верочной классификацией, флотацию апатита (на АНОФ-2 - три перечистки чернового концентрата, на АНОФ-З - четыре перечистки), сгущение, фильтрацию, сушку апатито­вого концентрата, укладку хвостов (отходов) апатитовой флотации в хвостохранилища и водоподготовку оборотной воды перед ее очередным использованием в производстве.

В процессе обогащения используются такие реагенты, как омыленная смесь талловых масел, жидкое стекло, едкий натр, хлористый кальций, окситилированные алкилфе­нолы. Отходы основного апатитового производства перекачиваются системой гидро­транспорта в специальные хвостохранилища, под которые занимаются пониженные участки местности. Максимальная высота ограждающих дамб составляет: на АНОФ-2 - 65 м, АНОФ-З - 43 м.

В водах, высачиваемых и сбрасываемых из хвостохранилища АНОФ-2, по данным химических лабораторий ОТК ОАО «Апатит» и КГИЛЦ отмечаются повышенные содер­жания фтора до 26 мг/л (21 ПДК полифосфатов, взвешенных веществ, нефтепродуктов, фтора, марганца, бора, алюминия). Их минерализация достигает 1150 мг/л, а содержание сульфатов - 500 мг/л, натрия - 220 мг/л.

Грунтовые воды на территории, прилегающей к хвостоханилищу АНОФ-2, мак­симально загрязнены, их химический состав практически сравнялся с химическим соста­вом загрязняющих вод отстойника: их минерализация достигает 850 мг/л, в анионном со­ставе преобладают сульфаты, достигая 400 мг/л, содержание фтора - 12 мг/л, марганца - до 1,5 мг/л. Содержания нефтепродуктов и ПАВ в 2 - 3 раза превышают предельно допу­стимые концентрации.

Все апатит-нефелиновые месторождения, кроме Плато Расвумчорр и Ньорпахкского разрабатываются ниже уровня подземных вод с водоотливом, а Коашвинское место­рождение разрабатывается с применением карьерного водоотлива и скважин водопонижения.

Карьерные и рудничные воды образуются в результате попадания подземных и по­верхностных природных вод в горные выработки, где они подвергаются загрязнению в процессе добычи апатит-нефелиновой руды. Загрязнение карьерных и рудничных вод происходит, в основном, мелкодисперсными взвешенными частицами руды и вмещающих пород, которые образуются при дроблении пород взрывным способом, при работе про­ходческих и очистных комбайнов, бурении взрывных скважин и шпуров, при погрузоч­ных и транспортных работах. Быстрое протекание процессов растворения мелкодисперс­ных частиц обуславливает высокую концентрацию токсичных элементов в сточных водах карьеров и рудников. При добыче руды специальными сооружениями производится по­стоянная откачка рудничных и карьерных вод, которые либо поступают в отстойники (Коашвинский карьер, Юкспорское крыло Кировского рудника), где происходит частичное осаждение взвесей, либо без всякой очистки сбрасываются в прилегающие поверхностные водотоки. Сброс рудничных вод Расвумчоррского рудника происходит самотеком с про­изводительностью 400-450 м³/ч в русло р. Юкспоррйок и ручей Кристальный, являющий­ся притоком р. Юкспоррйок. Общая минерализация сбрасываемых вод составляет от 401 до 1127 мг/л; значения pH достигают 10,6 (ПДК-9), содержание фтора - 57 мг/л, нитратов -219 мг/л (4,9 ПДК), сульфатов - 380 мг/л, Na - 280 мг/л.

Сброс рудничных вод объединенного Кировского рудника происходит в р. Саам­ская с производительностью 2500 м³/ч. Рудничные воды содержат повышенные концен­трации нитратов (до 48 мг/л), фтора (до 17 мг/л), значения pH достигают 10,8, взвешенных веществ - 50 мг/л. Карьерные воды Восточного рудника по каналу поступают в отстойник №1 с производительностью 3500 м³/ч. Общая минерализация карьерных вод - 300 мг/л. Содержание NO₃, близкое к ПДК и составляет 38 мг/л, содержание фтора - 13,2 мг/л (11 ПДК). Пройдя систему очистки, состоящую из двух отстойников и каналов, воды имеют другой состав, их минерализация уменьшается до 100 мг/л, содержание фтора - до 3,0 мг/л, взвешенных веществ - до 2,9 мг/л.

Массивы отвальных пород, складируемых на территории промплощадок рудников, также являются важным источником поступления загрязняющих веществ в природные воды. Поступление загрязняющих веществ происходит от массивов отвальных пород дву­мя путями: 1) вследствие воздушного переноса тонкодисперсных частиц пород; 2) за счет подземного и поверхностного стока, формирующегося вследствие взаимодействия атмо­сферных осадков со складируемыми породами.

Концентрация химических элементов в водах, профильтровавшихся через толщу отвальных пород и, соответственно, степень их опасности для прилегающих водных объ­ектов, определяется скоростью растворения химических элементов, мощностью массива отвальных пород и скоростью просачивания атмосферных осадков.

Высота массивов отвальных пород на исследуемой территории в большинстве слу­чаев превышает 100 м, площадь, занимаемая отвалами, составляет более 1 км². По грану­лометрическому составу отвалы представляют собой смесь глыб (70%), дресвы (20%), песчаной (до 10%) и пылевато-глинистой фракций (1-10%). Выпадение атмосферных осадков на исследуемой территории оценивается величиной порядка 800-1000 мм/год.

Учитывая большую мощность и площадь отвалов, их гранулометрический состав и количество выпадающих атмосферных вод, можно сделать вывод, что после фильтрации, через массивы отвальных пород атмосферные воды приобретают повышенные концентра­ции F, Al, Sr, Mn, Al, Na и других элементов, становятся важным источником поступления загрязняющих веществ в природные воды.

Загрязнение атмосферного воздуха и природных вод происходит за счет пыления «хвостов» обогащения, проведения взрывных работ, транспортировки руды и концентра­та.

Помимо объектов горнодобывающей и обогатительной промышленности в районе имеются предприятия индустрии строительных материалов, деревообрабатывающей про­мышленности, ремонтно-механического профиля, пищевой и легкой промышленности.

Теплоснабжение г. Апатиты осуществляется за счет Апатитской ТЭЦ, работающей на угле, г. Кировска - за счет котельной города, работающей на мазуте. В районе имеются животноводческие фермы, птицефабрика.

СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ