СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................ 5
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ........................................................................ 19
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ........................... 26
2.1. Дюков Лог .................................................................................................................................... 28
2.2. Талмовские Пески ....................................................................................................................... 30
2.3. Урские отвалы .............................................................................................................................. 32
2.4. Комсомольское хвостохранилище ............................................................................................. 34
2.5. Шахтаминское хвостохранилище .............................................................................................. 38
2.6. Дарасунское хвостохранилище .................................................................................................. 41
ГЛАВА 3. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ........................................................ 44
3.1. Описание алгоритма полевых геохимических и геофизических исследований ................... 49
3.1.1. Геохимические и гидрохимические полевые исследования ......................................... 49
3.1.2. Газоаналитические полевые исследования ..................................................................... 50
3.1.3. Электротомография ........................................................................................................... 51
3.2. Схема исследований хвостохранилища Дюков Лог (г. Салаир, рис. 3.1) .............................. 53
3.3. Схема исследования хранилища Талмовские Пески (г. Салаир, рис. 3.2а) ........................... 55
3.4. Схема исследования Урских отвалов (пос. Урск, рис. 3.3) ..................................................... 57
3.5. Схема исследования Комсомольского хвостохранилища (пос. Комсомольск, рис. 3.4) ..... 62
3.6. Схема исследования Шахтаминского хвостохранилища, Забайкальский край (пос.
Вершино-Шахтаминский, рис. 3.5) ................................................................................................... 65
3.7. Схема исследования Дарасунского хвостохранилища (пос. Вершино-Дарасунский, рис. 3.6)
.............................................................................................................................................................. 66
3.8. Методы анализа состава вещества и растворов........................................................................ 69
3.8.1. Анализ химического состава и петрофизических характеристик твёрдого вещества 69
3.8.2. Анализ химического состава растворов .......................................................................... 70
3.8.3. Анализ состава газовой фазы методом ГХ-МС .............................................................. 70
3.9. Методы постановки, реализации и интерпретации экспериментов и расчётов .................... 71
3.9.1. Определение форм переноса элементов с водными потоками ..................................... 71
3.9.2. Определение форм переноса элементов с газовыми потоками .................................... 72
3.9.3. Термодинамическое моделирование химических форм нахождения химических
элементов в водных растворах ....................................................................................... 75
3.9.4. Построение карт гидрохимических аномалий ................................................................ 76
3.9.5. Эколого-экономические расчёты (ресурсы, ущербы, рентабельность переработки) . 77
3
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА СТРОЕНИЯ И СОСТАВА ТЕХНОГЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ
ПО ДАННЫМ ГЕОХИМИЧЕСКИХ И ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ .. 89
4.1. Дюков Лог .................................................................................................................................... 89
4.1.1. Состав вещества отходов .................................................................................................. 90
4.1.2. Состав водных вытяжек .................................................................................................... 96
4.1.3. Результаты эксперимента по измерению УЭС в отходах с различным
водонасыщением ............................................................................................................. 97
4.1.4. Связь геофизических данных и химического состава ................................................... 99
4.2. Талмовские Пески ..................................................................................................................... 102
4.2.1. Состав вещества отходов, водных вытяжек и поровых растворов............................. 102
4.2.2. Связь геофизических данных и химического состава ................................................. 108
4.3. Урские отвалы ............................................................................................................................ 111
4.3.1. Состав вещества отходов и поровых растворов ........................................................... 111
4.3.2. Связь геофизических данных и химического состава ................................................. 116
4.4. Комсомольское хвостохранилище ........................................................................................... 119
4.4.1. Состав вещества отходов ................................................................................................ 119
4.4.2. Связь геофизических данных и геохимического состава ............................................ 123
4.5. Шахтаминское хвостохранилище ............................................................................................ 129
4.5.1. Состав вещества............................................................................................................... 129
4.5.2. Связь геохимических и геофизических данных ........................................................... 131
4.5.3. Состав поровых растворов ............................................................................................. 132
4.6. Дарасунское хвостохранилище ................................................................................................ 134
4.6.1. Состав вещества отходов ................................................................................................ 134
4.6.2. Сопоставление геофизических и геохимических данных ........................................... 138
4.6.3. Состав поровых растворов ............................................................................................. 142
ГЛАВА 5. ОБОСНОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ МИГРАЦИИ ВЕЩЕСТВА ИЗ
ТЕХНОГЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ С ВОДНЫМИ И ГАЗОВЫМИ ПОТОКАМИ ... 146
5.1. Дюков Лог .................................................................................................................................. 146
5.2. Талмовские Пески ..................................................................................................................... 148
5.2.1. Состав подземных вод .................................................................................................... 148
5.2.2. Состав газов в поровом пространстве вещества отходов ............................................ 149
5.2.3. Состав аномалий в поверхностных водах ..................................................................... 151
5.3. Урские отвалы ............................................................................................................................ 155
5.3.1. Подземный дренаж .......................................................................................................... 155
4
5.3.2. Механизмы гипергенных преобразований твёрдого вещества, дренажный сток, гео- и
гидрохимические аномалии .......................................................................................... 156
5.3.3. Механизмы образования летучих серо-, селен- и углеродсодержащих соединений.
Сезонные и суточные колебания УЭС, температуры и газов ................................... 168
5.4. Комсомольское хвостохранилище ........................................................................................... 185
5.4.1. Состав поровых и грунтовых вод .................................................................................. 185
5.4.2. Состав газовых аномалий над поверхностью хвостохранилища ............................... 188
5.5. Шахтаминское хвостохранилище ............................................................................................ 192
5.5.1. Состав аномалий в поверхностных водах ..................................................................... 192
5.6. Дарасунское хвостохранилище ................................................................................................ 206
5.6.1. Состав аномалий в поверхностных водах ..................................................................... 206
5.6.2. Механизмы гиперкриогенной трансформации сульфидсодержащих отходов ......... 213
ГЛАВА 6. РАСЧЕТ ОБЪЕМОВ ТЕХНОГЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ, РЕСУРСОВ
ЦЕННЫХ И ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ЭКОЛОГИЧЕСКИХ УЩЕРБОВ И
РЕНТАБЕЛЬНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ....................................................................... 223
6.1. Дюков Лог .................................................................................................................................. 225
6.2. Талмовские Пески ..................................................................................................................... 227
6.3. Урские отвалы ............................................................................................................................ 231
6.3.1. Оценка ресурсов .............................................................................................................. 231
6.3.2. Оценка ущербов ............................................................................................................... 235
6.3.3. Технико-экономическое обоснование извлечения барита из Урских отвалов ......... 238
6.4. Комсомольское хвостохранилище ........................................................................................... 248
6.4.1. Оценка ресурсов .............................................................................................................. 248
6.4.2. Экономический расчёт экологического ущерба и рентабельности переработки
отходов с извлечением полезных компонентов ......................................................... 250
6.4.2. Ущерб окружающей среде от загрязнения земельных ресурсов вокруг территории
складированных отходов .............................................................................................. 251
6.4.3. Технико-экономический план работ по рекультивации техногенных объектов ...... 253
6.5. Шахтаминское хвостохранилище ............................................................................................ 254
6.6. Дарасунское хвостохранилище ................................................................................................ 256
6.7. Сравнительный анализ техногенных экосистем и реестр с оценкой ресурсов токсичных и
полезных компонентов..................................................................................................................... 258
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................................. 262
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ ............................................................ 264
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................. 270
