nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2021-44-4-471-484nznistu-184Research ArticleГеоэкологияGeoecologyЗагрязнение бассейна реки Джелтулак-1 при россыпной золотодобыче (Амурская область)Contamination of the Dzheltulak-1 river basin under alluvial gold mining (the Amur region)https://orcid.org/0000-0002-3023-7565РадомскаяВ. И.RadomskayaV. I.

Радомская Валентина Ивановна, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатории биогеохимии

г. Благовещенск

Valentina I. Radomskaya, Cand. Sci. (Chem.), Leading Researcher of the Laboratory of Biogeochemistry

Blagoveshchensk

radomskaya@ascnet.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8522-5510РадомскийС. М.RadomskiyS. M.

Радомский Сергей Михайлович, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Лаборатории рудогенеза

г. Благовещенск

Sergey M. Radomskiy, Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Researcher of the Ore Genesis Laboratory

Blagoveshchensk

rsm@ascnet.ruСегреневА. С.SegrenevA. S.

Сегренев Александр Сергеевич, младший научный сотрудник, руководитель Лаборатории элементного и химического анализа

г. Благовещенск

Alexander S. Segrenev, Junior Researcher, Head of the Laboratory for Elemental and Chemical Analysis

Blagoveshchensk

a-chemist@mail.ruКуликС. Я.KulikS. Y.

Кулик Софья Яновна, студентка

г. Санкт-Петербург

Sofya Ya. Kulik, Student

Saint Petersburg

Sofyanka20011@mail.ruИнститут геологии и природопользования ДВО РАНРоссияInstitute of Geology and Nature Management, Far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationРоссийский государственный педагогический университет им. А. И. ГерценаРоссияHerzen UniversityRussian Federation202128122021444471484Copyright © Радомская В.И., Радомский С.М., Сегренев А.С., Кулик С.Я., 20212021Радомская В.И., Радомский С.М., Сегренев А.С., Кулик С.Я.Radomskaya V.I., Radomskiy S.M., Segrenev A.S., Kulik S.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/184

Целью представленного исследования являлось изучение влияния россыпной золотодобычи на природную среду. Объектом исследования служили природные и природно-техногенные геосистемы реки Джелтулак-1 в Амурской области. Содержания основных катионов и микроэлементов в пробах воды определяли атомно-эмиссионным и масс-спектральным методами. Содержание микро- и породообразующих элементов в донных отложениях, почвах устанавливали рентгенофлуоресцентным методом на рентгеновском спектрометре XRF-1800 (Shimadzu, Япония). Результаты проведенных исследований свидетельствуют о том, что содержание железа, марганца, меди, алюминия, ванадия, молибдена, ртути и ионов аммония превышает рыбохозяйственные нормативы в значительной части проб поверхностных вод. Установлено негативное влияние отстойников на качество воды в реке Джелтулак-1 ниже по течению вследствие дренажа дамб. Наибольшие концентрации растворенных форм ртути отмечены в воде отстойников. Валовое содержание мышьяка в пробах донных отложений и почв выше санитарно-гигиенических нормативов в 2,7–14,5 раза. Для ртути – самого опасного поллютанта – детально проработаны распределения среди биогенных компонентов геохимического ландшафта. Выполнено разделение ртутного загрязнения почв по формам нахождения ртути на свободную, физически сорбированную, хемосорбированную, сульфидную и изоморфную формы. Показано, что свободная форма характерна для свежих ртутных загрязнений из-за использования запрещенных технологических схем обогащения золотосодержащих песков методом амальгамации.

The purpose of the introduced research is to study the environmental impact of placer gold mining. The object of the study is natural and natural-man-made geosystems of the Dzheltulak-1 river located in the Amur region. The content of the main cations and microelements in water samples was determined by atomic emission and mass spectral methods. The content of micro- and rock-forming elements in bottom sediments and soils was determined by X-ray fluorescence using XRF-1800 X-ray spectrometer (Shimadzu, Japan). The results of the conducted studies indicate that the contents of iron, manganese, copper, aluminum, vanadium, molybdenum, mercury and ammonium ions exceed commercial fishery standards in a significant part of the surface water samples. It is found out that settlement ponds negatively affect the water quality in the river Dzheltulak-1 downstream due to the dam drainage. The highest concentrations of dissolved forms of mercury were noted in the water of the settlement ponds. The gross content of arsenic in the samples of bottom sediments and soils exceeds sanitary and hygienic standards by 2.7–14.5 times. The distributions of mercury as the most dangerous pollutant among the biogenic components of geochemical landscape were worked out in detail. Mercury contamination of soils was classified according to the forms of mercury occurrence: free, physically sorbed, chemisorbed, sulfide and isomorphic. It has been shown that the free form is characteristic of fresh mercury contamination due to the use of prohibited technological schemes for gold-bearing sands separation by the amalgamation method.

загрязнение бассейна реки Джелтулак-1россыпная золотодобычаПриамурьеpollution of the Dzheltulak-1 river basinalluvial gold miningAmur regionReferencesЭйриш Л. В. Некоторые геолого-геоморфологические особенности формирования золотоносных россыпей Приамурья // Тихоокеанская геология. 2008. Т. 27. № 5. C. 104–114.Eirish L. V. Some geologic-geomorphological features of formation of gold-bearing placers in Priamurye. Tikhookeanskaya geologiya. 2008;27(5):104-114. (In Russ.).Бубнова М. Б. Способ интегральной оценки уровня загрязнения природной среды при эксплуатации месторождений цветных и редких металлов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2006. № 4. С. 86–91.Bubnova M. B. Method of integral assessment of the level of environmental pollution under development of nonferrous and rare metals deposits. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Gornyi zhurnal = News of the Higher Institutions. Mining Journal. 2006;4:86-91. (In Russ.).Зелинская Е. В., Горбунова О. И., Щербакова Л. М. Воздействие разработки россыпей на окружающую среду // Горный журнал. 1998. № 5. С. 27–28.Zelinskaya E. V., Gorbunova O. I., Shcherbakova L. M. Environmental impact of placer mining. Gornyi zhurnal. 1998;5:27-28. (In Russ.).Пашкевич М. А. Техногенные массивы и их воздействия на окружающую среду. СПб.: Изд-во СПГГИ, 2000. 229 с.Pashkevich M. A. Technogenic masses and their environmental impact. Saint Petersburg: Saint Petersburg Mining University; 2000. 229 p. (In Russ.).Саксин Б. Г. Прогнозная экологическая оценка регионального воздействия горных работ на окружающую природную среду при добыче цветных и редких металлов на востоке России // Тихоокеанская геология. 2008. Т. 27. № 5. С. 115–123.Saksin B. G. Forecast ecological evaluation of the regional effect of rare and non-ferrous metal mining on the environment in eastern Russia. Tikhookeanskaya geologiya. 2008;27(5):115-123. (In Russ.).Трубецкой К. Н., Галченко Ю. П., Бурцев Л. И. Экологические проблемы освоения недр при устойчивом развитии природы и общества. М.: Научтехлитиздат, 2003. 261 с.Trubetskoi K. N., Galchenko Yu. P., Burtsev L. I. Environmental problems of subsoil development in sustainable development of nature and society. Moscow: Nauchtekhlitizdat; 2003. 261 p. (In Russ.).Ngure V., Davies T, Kinuthia G., Sitati N., Shisia S., Oyoo-Okoth E. Concentration levels of potentially harmful elements from gold mining in Lake Victoria Region, Kenya: environmental and health implications // Journal of Geochemical Exploration. 2014. Vol. 144. P. 511–516. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2014.04.004.Ngure V., Davies T, Kinuthia G., Sitati N., Shisia S., Oyoo-Okoth E. Concentration levels of potentially harmful elements from gold mining in Lake Victoria Region, Kenya: environmental and health implications. Journal of Geochemical Exploration. 2014;144:511-516. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2014.04.004.Коваль А. Т., Павлова Л. М., Радомская В. И., Радомский С. М., Куимова Н. Г., Крылов А. В. Ртуть в экосистемах Приамурья // Вестник Дальневосточного отделения Российской академии наук. 2002. № 4. С. 94–103.Koval' A. T., Pavlova L. M., Radomskaya V. I., Radomskii S. M., Kuimova N. G., Krylov A. V. Mercury in ecosystems of the Amur Region. Vestnik Dal'nevostochnogo otdeleniya Rossiiskoi akademii nauk = Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. 2002;4:94-103. (In Russ.).Лапердина Т. Г., Тупяков А. В., Егоров А. И., Мельникова М. В., Аскарова О. Б., Банщиков В. А. [и др.]. Ртутное загрязнение окружающей среды в зонах влияния золотодобывающих предприятий Забайкалья // Химия в интересах устойчивого развития. 1995. Т. 3. № 1-2. С. 57–67.Laperdina T. G., Tupyakov A. V., Egorov A. I., Mel'nikova M. V., Askarova O. B., Banshchikov V A., et al. Mercury pollution of environment in the zones affected by gold mining enterprises of Transbaikalia. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya. 1995;3(1-2):57-67. (In Russ.).Коваль А. Т., Сидоров Ю. Ф., Нагорный В. А., Остапчук В. И. Техногенное загрязнение металлической ртутью районов золотодобычи Амурской области и Хабаровского края // Добыча золота. Проблемы и перспективы: доклады науч.-практ. семинара. Хабаровск, 1997. С. 347–352.Koval' A. T., Sidorov Yu. F., Nagornyi V. A., Ostapchuk V. I. Technogenic pollution by metallic mercury in gold mining areas of the Amur region and Khabarovsk krai. In: Dobycha zolota. Problemy i perspektivy: doklady nauchnoprakticheskogo seminara = Gold mining. Problems and prospects: reports of the scientific and practical seminar. Khabarovsk; 1997. p.347-352. (In Russ.).Yun S.-W., Kim D.-H., Kang D.-H., Son J., Lee S.- Y., Lee C.-K., et al. Effect of farmland type on the transport and spatial distribution of metal(loid)s in agricultural lands near an abandoned gold mine site: confirmation of previous observations // Journal of Geochemical Exploration. 2017. Vol. 181. P. 129–137. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.07.004.Yun S.-W., Kim D.-H., Kang D.-H., Son J., Lee S.- Y., Lee C.-K., et al. Effect of farmland type on the transport and spatial distribution of metal(loid)s in agricultural lands near an abandoned gold mine site: confirmation of previous observations. Journal of Geochemical Exploration. 2017; 181:129-137. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.07.004.Arifin Y. I., Sakakibara M., Takakura S., Jahja M., Lihawa F., Sera K. Artisanal and small-scale gold mining activities and mercury exposure in Gorontalo Utara Regency, Indonesia // Toxicological & Environmental Chemistry. 2020. Vol. 102. Iss. 10. P. 521–542. https://doi.org/10.1080/02772248.2020.1839074.Arifin Y. I., Sakakibara M., Takakura S., Jahja M., Lihawa F., Sera K. Artisanal and small-scale gold mining activities and mercury exposure in Gorontalo Utara Regency, Indonesia. Toxicological & Environmental Chemistry. 2020;102(10):521-542. https://doi.org/10.1080/02772248.2020.1839074.Mantey J., Nyarko K. B., Owusu-Nimo F., Awua K. A., Bempah C. K., Amankwah R. K., Akatu W. E., et al. Mercury contamination of soil and water media from different illegal artisanal small-scale gold mining operations (galamsey) // Heliyon. 2020. Vol. 6. Iss. 6. P. e04312. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04312.Mantey J., Nyarko K. B., Owusu-Nimo F., Awua K. A., Bempah C. K., Amankwah R. K., Akatu W. E., et al. Mercury contamination of soil and water media from different illegal artisanal small-scale gold mining operations (galamsey). Heliyon. 2020;6(6):e04312. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2020.e04312.Mashyanov N. R., Pogarev S. E., Panova E. G., Panichev N., Ryzhov V. Determination of mercury thermospecies in coal // Fuel. 2017. Vol. 203. P. 973–980. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.03.085.Mashyanov N. R., Pogarev S. E., Panova E. G., Panichev N., Ryzhov V. Determination of mercury thermospecies in coal. Fuel. 2017;203:973-980. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2017.03.085.Табаксблат Л. С., Бизяев Н. А. Гидрогеохимическая трансформация Липовского месторождения силикатного никеля (Средний Урал) в условиях регрессивной стадии его техногенеза // Литосфера. 2008. № 6. С. 73–81.Tabaksblat L. S., Bizyaev N. A. Hydrogeochemical transformation of Lipovsky silicate nickel deposit (Middle Urals) in conditions of its regressive stage technogenesis. Litosfera = Lithosphere (Russia). 2008;6:73-81. (In Russ.).Пахомов В. П. Охрана окружающей среды при разработке золотороссыпных месторождений // Колыма. 1986. № 10. С. 30–32.Pakhomov V. P. Environmental protection under development of gold-placer deposits. Kolyma. 1986;10:30-32. (In Russ.).Тейлор С. Р., Мак-Леннан С. М. Континентальная кора: ее состав и эволюция / пер. с англ. Р. Н. Соболева, Л. Т. Соболевой. М.: Мир, 1988. 384 с.Taylor S. R., McLennan S. М. The continental crust: its composition and evolution. 1988. 384 p. (Russ. ed.: Kontinental'naya kora: ee sostav i evolyutsiya. Moscow: Mir; 1988. 384 p.).Павлова Л. М., Радомская В. И., Юсупов Д. В. Высокотоксичные элементы в почвенном покрове на территории г. Благовещенска // Экология и промышленность России. 2015. Т. 19. № 5. С. 50–55.Pavlova L. M., Radomskaya V. I., Yusupov D. V. High-toxic elements in soil cover at the territory of Blagoveshchensk. Ekologiya i promyshlennost' Rossii = Ecology and Industry of Russia. 2015;19(5):50-55. (In Russ.).Павлова Л. М., Радомская В. И., Юсупов Д. В. Высокотоксичные элементы в снежном покрове на территории г. Благовещенска // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2015. № 1. С. 27–35.Pavlova L. M., Radomskaya V. I., Yusupov D. V. Highly toxic elements in snow cover in the Blagoveshchensk territory. Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya, gidrogeologiya, geokriologiya. 2015;1:27-35. (In Russ.).Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях / пер. с англ. Д. В. Гричук, Е. П. Янин. М.: Мир, 1989. 439 с.Kabata-Pendias A., Pendias H. Trace elements in soils and plants. 1989. 439 p. (Russ. ed.: Mikroelementy v pochvakh i rasteniyakh. Moscow: Mir; 1989. 439 p.).Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с.Izrael' Yu. A. Ecology and monitoring of environment condition. Moscow: Gidrometeoizdat; 1984. 560 p. (In Russ.).Робертус Ю. В., Рихванов Л. П., Ляпина Е. Е., Любимов Р. В., Юсупов Д. В., Осипова Н. А. Формы нахождения и переноса ртути в компонентах экосистем Горного Алтая // Химия в интересах устойчивого развития. 2018. Т. 26. № 2. С. 185–192. https://doi.org/10.15372/KhUR20180209.Robertus Yu. V., Rikhvanov l. P., Lyapina E. E., Lyubimov R. V., Yusupov D. V., Osipova N. A. Forms of Occurrence and Transfer of Mercury in Components of Ecosystems of Gorny Altai. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya. 2018;26(2):185-192. https://doi.org/10.15372/KhUR20180209. (In Russ.).Таусон В. Л., Гелетий В. Ф., Меньшиков В. И. Уровни содержания, характер распределения и формы нахождения ртути как индикаторы источников ртутного загрязнения природной среды // Химия в интересах устойчивого развития. 1995. Т. 3. № 1-2. С. 151–159.Tauson V. L., Geletii V. F., Men'shikov V. I. Content levels, distribution nature and forms of mercury as indicators of mercury pollution sources of environment. Khimiya v interesakh ustoichivogo razvitiya. 1995;3(1-2): 151-159. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.