Тип публикации: статья из журнала
Год издания: 2025
Идентификатор DOI: 10.21177/1998-4502-2025-17-2-1060-1071
Ключевые слова: geochemistry of techno genesis, mineral deposits, heavy metals, air pollution, soil pollution, hydrosphere pollution, tailings, element migration, mathematical modeling, environmental safety, месторождения полезных ископаемых, загрязнение атмосферы, загрязнение почв, загрязнение гидросферы, геохимия техногенеза, тяжелые металлы, хвостохранилища, миграция элементов, математическое моделирование, экологическая безопасность
Аннотация: В данной статье исследуются геохимические процессы техногенеза в районах разработки месторождений полезных ископаемых, сопровождающие формирование ореолов загрязнения в атмосфере, литосфере и гидросфере. Проведены полевые и лабораторные исследования в промышленных районах России с интенсивным воздействием добывающих и перерабатываюПоказать полностьющих предприятий, включающие анализ атмосферных выбросов, почвенно - грунтовых комплексов, поверхностных и подземных вод, донных осадков и техногенных образований. Использованы современные методы химического, минералогического и спектрального анализа, а также численное моделирование миграции тяжелых металлов и органических соединений в природных средах. Получены данные о значительном превышении предельно допустимых концентраций меди, цинка, свинца, кадмия и других элементов, а также об изменении кислотно - щелочного баланса и деградации почвенного покрова. Показано, что фильтрационные воды хвостохранилищ и мелкодисперсные аэрозоли являются основными источниками вторичного загрязнения, способными распространяться на значительные расстояния и сохраняться десятилетиями. Выявлены пространственно - временные закономерности техногенной миграции элементов и подтверждена сопоставимость полученных результатов с данными зарубежных исследований. Сделан вывод о необходимости комплексного геохимического подхода при оценке экологической безопасности горнодобывающей деятельности и разработке стратегий минимизации её негативных последствий. Introduction. This study investigates geochemical processes of techno genesis in mining regions, focusing on the formation of atmospheric, lithogenic, and hydro - chemical contamination halos caused by extraction and processing of mineral resources. The research emphasizes the long - term ecological risks of heavy metals and organic pollutants, highlighting their accumulation and migration in industrially impacted areas of Russia. Methods.Field sampling campaigns were conducted in major mining and metallurgical regions, including Norilsk, the Kola Peninsula, and the Leningrad phosphate basin. Air, soil, water, and bottom sediment samples were collected and analyzed using atomic absorption spectroscopy, ICP - MS, X - ray fluorescence, gas chromatography - mass spectrometry, and electron microscopy. Hydro - chemical measurements were complemented by pH and ion analyses. Numerical simulations based on finite element modeling in COMSOL Multiphysics reproduced the migration of contaminants under variable hydrogeological conditions. Statistical and geostatistical tools (PCA, correlation analysis, kriging) were applied to identify key factors and spatial distribution patterns. Results.The findings show significant exceedances of permissible concentrations of copper, zinc, lead, cadmium, and other elements in air, soils, and waters near industrial sites. Fine particulate matter (PM2-5) with high heavy metal content accounted for up to 35% of airborne dust. Soil degradation was evidenced by reduced humus content and increased acidity. Filtration waters from tailings ponds exhibited high concentrations of dissolved metals, with migration zones extending up to 12 km and persistence over decades. Hydro - chemical analysis revealed elevated levels of sulfates, nitrates, hydrocarbons, and PAHs. Modeling confirmed that contamination spread is controlled by both geochemical conditions and technological practices of mining. Conclusions.The study demonstrates that techno genic geochemistry in mining areas is characterized by high spatial and temporal variability, long - term ecological consequences, and substantial risks for natural ecosystems. The integrated approach combining field data, laboratory analysis, and modeling provides a reliable basis for developing environmentally justified strategies in mining regions. The results underline the importance of geochemical monitoring and comprehensive mitigation measures to ensure ecological safety and sustainable resource exploitation.
Журнал: Устойчивое развитие горных территорий
Выпуск журнала: Т. 17, № 2
Номера страниц: 1060-1071
ISSN журнала: 19984502
Место издания: Владикавказ
Издатель: Северо-Кавказский горно-металлургический институт