Проблемы экогеологии Солигорского горнопромышленного района

Проявления геодинамических процессов. Важным аспектом эколого-геологической оценки Солигорского района является изучение трансформаций верхней части литосферы под влиянием новейших геодинамических процессов. С эндогенной геодинамикой связана активизация деструктивных явлений, влияющих на ход развития геологической среды. Вдоль линий тектонических нарушений (разломов, зон трещиноватости) отмечается заметное усиление экзогенных процессов (развитие просадок, заболачивание, эрозия), в том числе вызванных горнопромышленным фактором. Новейшей геодинамикой контролируется пространственное распределение сейсмических событий, приносящих значительный социально-экономический ущерб.

В результате интенсивной отработки калийных горизонтов Старобинского месторождения в земных недрах происходит перераспределение тектонических напряжений, что способствует образованию систем трещин в массивах горных пород, активизации газодинамических явлений, возникновению местных землетрясений.

По данным сейсмических исследований в течение последних 20 лет установлено, что сейсмособытия, происходящие в пределах Старобинской центриклинали Припятского прогиба, сконцентрированы в определенных областях, приуроченных к неотектонически активным дизъюнктивным нарушениям. Эпицентр землетрясения 10 мая 1978 г., находящийся вблизи г. Солигорска в районе д. Кулаки, контролируется фрагментом Червонослободского разлома. Интенсивность сотрясения земной поверхности достигала 4–5 баллов, а энергетический класс землетрясения К = 9,0–9,5. На пересечении Стоходско-Могилевского и Северо-Припятского разломов произошло землетрясение 2 декабря 1983 г. с энергетическим классом К = 9.

География землетрясений в Солигорском районе за период с января 1997 г. по сентябрь 1999 г. свидетельствует о связи сейсмособытий в первую очередь с Центральной и Южной тектоническими зонами. Цепочка микроземлетрясений (К = 7) отмечается в Северной тектонической зоне, которая ограничивает с севера шахтные поля 2-го и 3-го рудников ПО «Беларуськалий». Заслуживает внимания землетрясение, произошедшее 15 марта 1998 г. в районе пос. Погост. Данное событие, а также менее интенсивный повторный толчок на следующий день были зарегистрированы сейсмостанцией «Солигорск». Очаг сотрясений радиусом 1,5–2,0 км приурочен к зоне Стоходско-Могилевского разлома. Интенсивность сотрясаемости – около 5 баллов.

В зонах тектонических нарушений усиливаются техногенные процессы заболачивания, вызванные просадками земной поверхности в результате отработки калийных горизонтов Старобинского месторождения. Ландшафтный дизайн от компании Ландшафт 21 век на сайте landshaft21.ru

Основными техногенными процессами, определяющими изменения геологической среды в Солигорском промышленном районе, являются подземная отработка калийных горизонтов и складирование на поверхности земли отходов извлечения калийной соли из добытой руды. При переработке сильвинитовых руд на предприятиях ПО «Беларуськалий» около 75 % их объема переходит в отходы. Складирование на поверхности земли значительных объемов отходов обогащения (твердые галитовые – в солеотвалы, пульпообразные глинисто-солевые шламы – в шламохранилища) вызывает негативные изменения всех компонентов природной среды (рис. 5). Техногенные образования создали в районе г. Солигорска внушительный по размерам промышленный ландшафт, состоящий из солеотвалов (перепады высот до 115 м) и пространств шламохранилищ с ограждающими дамбами высотой до 15 м.

Техногенная нагрузка вызвала негативные изменения во всех компонентах геологической среды. Преобладают следующие процессы: загрязнение атмосферного воздуха, почвенного покрова, поверхностных и подземных вод; подтопление и заболачивание территории, техногенный соляной карст; осадочные деформации – осадки под солеотвалами (литификация и уплотнение пород в их основании); фильтрационная консолидация в накопителях твердых и жидких отходов; ветровая эрозия поверхности терриконов.

Выбросы из дымовых труб сильвинитовых обогатительных фабрик, вынос солей в результате ветровой эрозии солеотвалов, растворение солеотвалов под действием атмосферных осадков с образованием избыточных рассолов, а также отжатие из солеотвалов первичной рапы приводят к выпадению компонентов загрязнителей на поверхность почв. В засоленных почвах преобладают хлориды натрия, калия и кальция (NaCl, KCl, CaCl2), в менее засоленных – соли кальция (Ca(HCO3)2 и CaSO4). В результате газопылевых выбросов обогатительных фабрик и ветровой эрозии солеотвалов загрязнение распространяется на значительные территории, прилегающие к калийным комбинатам. Преобладающее в течение года направление ветра (западное и северо-западное) смещает ореол загрязнения в восточном направлении. Мощность осаждения солевых частиц составляет 100 г/га в сутки (в год мощность выбросов калийного комбината составляет примерно 600 т). Общая площадь засоленных почв около 900 га, из которых на долю загрязнения пылегазовыбросами приходится 85 %, остальная территория засолена рассолами солеотвалов.

Оседая на почве, пылегазовыбросы загрязняют солями и тяжелыми металлами верхний плодородный пахотный горизонт. Погодные условия и наличие растительности существенно сказываются на содержании хлоридов и других загрязняющих веществ в верхних слоях почвы. Максимальное загрязнение наблюдается весной, когда нет сплошного растительного покрова, а количество осадков минимальное. По этой причине оседающая из дымовых отходов солевая пыль и тяжелые металлы накапливаются на поверхности почвы.

Осенью выпадающие на поверхность почвы соли растворяются под действием осадков и мигрируют из верхних слоев в более глубокие. В результате минеральные заболоченные почвы в нижней части пахотного горизонта имеют пониженное содержание тяжелых металлов. Эта закономерность особенно хорошо выражена у дерново-глеевых суглинистых почв, для которых содержание тяжелых металлов в нижней части существенно ниже по сравнению с поверхностным слоем (0–5 см). На распределение тяжелых металлов по глубине влияют почвообразовательные процессы, нисходящие и восходящие водные потоки и т. д. В почвах с высокой степенью восприимчивости к загрязнению наличие мощного природного сорбента – торфа – допускает аккумуляцию практически всех химических элементов I и

II классов опасности (Pb, Cd, Cu, Zn, Ni, Co, Cr). Близость зеркала грунтовых вод и песчаное подстилание способствуют проявлению скользящей плоскости капиллярных вод и поднятию их каймы или на поверхность, или по направлению к верхнему корнеобитаемому почвенному горизонту. В результате наиболее активно процессы накопления протекают в верхней и нижней частях профиля. Среди почв с умеренной восприимчивостью основным аккумулятором загрязнителей является верхний горизонт. Отмеченные закономерности более четко выражаются при обобщении данных по генетическим типам почв. Содержание тяжелых металлов с глубиной преимущественно уменьшается для основных типов почв, но возрастает с увеличением степени заболоченности, т. е. для типов почв, характерных для пониженных элементов рельефа.

Для напорных вод первая категория защищенности обусловлена наличием первого местного водоупора мощностью более 10 м, или залегающих над ними суглинков мощностью более 30 м, или более 15 м при наличии глинистых прослоев общей мощностью более 1,5 м; вторая категория – мощностью первого местного водоупора 3–10 м, или вышележащих суглинков 30 м, или 15 м при наличии глинистых прослоев общей мощностью 1,5 м; третья категория соответствует меньшим значениям водоупорных пород или полному их отсутствию. Исходя из этого, грунтовые воды, а также напорные, залегающие под первым от поверхности местным водоупором (отложениями сожской морены), распространенные на исследуемой территории, отнесены к третьей категории защищенности.

Таким образом, сожский моренный горизонт не представляет надежной защиты от поверхностных загрязнений для нижележащего водоносного комплекса сожско-днепровских водно-ледниковых отложений.

Грунтовые воды в Солигорском районе распространены повсеместно и приурочены к болотным, озерно-аллювиальным, флювиогляциальным и внутриморенным отложениям. Критериями для определения степени естественной защищенности грунтовых вод, как упоминалось выше, являются мощность и фильтрационные свойства зоны аэрации. Маломощная зона аэрации (0–5 м), представленная в основном хорошо проницаемыми породами, не может защитить от загрязнения грунтовые воды. Этим обстоятельством объясняется значительный уровень их загрязнения продуктами деятельности человека. В колодцах, расположенных в пределах населенных пунктов, содержание нитратов, калия, кадмия, компонентов микробиологического загрязнения превышает ПДК в несколько раз.

Наиболее подвержены загрязнению грунтовые воды аллювиальных отложений, врезы долин, древние долины, где малые мощности зоны аэрации способствуют активности поверхностного и подземного стоков, питающих эти воды, одновременно загрязняя их тем, что собрано с территории водосборов. Установлен факт увеличения минерализации грунтовых вод от водоразделов к дренам. Загрязнение увеличивается во время обильных осадков. Во многие реки производится сброс недостаточно очищенных вод, а во время паводков создаются условия подпора грунтовых вод и происходит их питание за счет речных вод. Грунтовые воды озерно-аллювиальных отложений приурочены к замкнутым понижениям и перекрыты маломощной зоной аэрации (до 1,5 м), что создает благоприятные условия для боковой и вертикальной инфильтрации атмосферных осадков и увеличивает степень незащищенности этих вод.