НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследование геохимических особенностей миграции элементов в природных и природно-техногенных экосистемах, оценка потенциального геоэкологического риска загрязнения природной среды и разработка мероприятий ремедиации территорий при освоении месторождений полезных ископаемых.
Нарушение экологического равновесия в природе – накопление элементов в токсичных концентрациях в воздухе, почве, растительности, воде и живых организмах является следствием гипергенных и техногенных процессов. В связи с быстрым развитием промышленности увеличивается антропогенное воздействие на объекты окружающей среды, а именно – поступление загрязняющих веществ в окружающую среду. При освоении территорий происходит деградация почвенных ресурсов и увеличиваться площадь нарушенных или уничтоженных земель. Помимо механического нарушения поверхностного слоя ландшафта происходит перераспределение элементов в окружающей среде (воздухе, воде, почве и растениях), что приводит к их высокой и аномальной концентрации и образовании техногенных геохимических полей и ореолов с токсичным уровнем загрязнения. Промышленные зоны, являются наиболее значительным источником загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами и металлоидами. Знание закономерностей формирования техногенной системы и процессов, в ней происходящих, позволит управлять ими с помощью различных методов ремедиации ландшафтов, рекультивации земель и т.д.
ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
1) изучение динамики поведения различных веществ, включая потенциально токсичные элементы, в пределах техногенных и природных ландшафтов;
2) разработка моделей процессов гипергенной и техногенной миграции элементов в природно-техногенной системе;
3) определение элементов-индикаторов, представляющих техногенную и природную составляющую биогеохимических провинций;
4) детерминация биогеохимической специфики в системе “порода-почва-растение” в условиях техногенеза;
5) выявление элементов с наиболее высокой факторной нагрузкой, которые представляют «следы» вторичного загрязнения;
6) изучение процессов галогенеза в условиях поиска, разработки и добычи месторождений полезных ископаемых;
7) идентификация источников и очагов загрязнения, представляющих потенциальные геоэкологические риски, и оценка эколого-геохимического состояния территории.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЙ КОЛЛЕКТИВА В РАЗНЫЕ ГОДЫ ИЗЛОЖЕНЫ В ПУБЛИКАЦИЯХ
Методом многомерного статистического анализа на примере территории Далдынского кимберлитового поля (северо-западная Якутия) высокая вариабельность распространения микроэлементов из-за большого разброса содержаний, что связано с комплексностью естественных и техногенных воздействий. Установлено, что коэффициенты вариации микроэлементов в верхнем слое почв распределяются в порядке убывания: Zn˃Ni˃Mn˃Cr˃Co˃Pb˃Cd˃As. Методом главных компонент выявлены три ассоциации элементов с наибольшей степенью нагрузки на поверхностный слой почвы: F1 – Co, Cr, Ni и Zn; F2 – Cd; F3 – As и Mn. Источниками поступления Co, Cr и Ni являются карьер кимберлитовой трубки «Удачная» и хвостохранилище № 1, Zn – хвостохранилище № 1 и селитебная территория г. Удачный, As – полигон высокоминерализованных рассолов «Октябрьский».
Анализ серии индексов – загрязнения (PI), нагрузки загрязнения (PLI), коэффициента биоаккумуляции (BAF) при изучении миграции потенциально токсичных элементов (PTE) в системе почва-растение на территории горно-обогатительных комбинатов выявил, что отдельные виды растений-металлофитов можно использовать для диагностики загрязнения почв, так как высокие концентрации когерентных кимберлитам и долеритам PTE – Cr, Ni, Co, Cu, Mn, Zn способствуют эволюции их резистентности через защитный механизм в листьях Betula middendorffii T. и Duschekia fruticosa R. Установлено, что в качестве объектов биоиндикации при поисковых геолого-геохимических работах можно опираться на содержания этих элементов в листьях Duschekia fruticosa R.
На примере промышленной площадки Нюрбинского ГОКа проведен анализ состояния почвенного покрова за период активной промышленной эксплуатации коренных месторождений алмазов Накынского кимберлитового поля. Почвенный покров характеризуется полиэлементным составом природно-техногенных аномалий. На основе расчета суммарного показателя загрязнения почвенного покрова (Zc) выявлено пространственно-временное увеличение участков с высокой и очень высокой категорией загрязнения. Основными Zc-образующими элементами, определяющими высокий уровень загрязнения почв, являются Mn, Zn, Ni. Конфигурация поверхностных техногенных аномалий соответствует направлению господствующих ветров западного и северо-западного направлений.
Отличительной особенностью внутрипрофильного распределения подвижных форм микроэлементов в природных почвах северотаежных ландшафтов Западной Якутии – криоземах является биогенная аккумуляция в верхних органогенных горизонтах (AO, Аcr) – Ni, Mn и Cd и надмерзлотная в горизонте CR для подвижных форм Cr, Ni, Co, Mn, Cu.
В почвах и грунтах, подвергшихся техногенному воздействию объектов алмазодобычи, происходит перераспределение в составе подвижных форм микроэлементов и на первое место выступают элементы, типоморфные кимберлитам, с увеличением содержания подвижных форм практически всех определенных микроэлементов. Поэтому криоземы импактной зоны на сохранившихся участках леса характеризуются только поверхностной аккумуляцией подвижных форм Mn, Ni, Zn и Co. А грунты промышленной площадки отличаются аномально высокими концентрациями подвижных форм Mn, Zn, Ni, Cr, Co, As.
В зонах непосредственного прямого воздействия объектов инфраструктуры горно-обогатительных комбинатов на поверхности сосредотачивается большее количество мелкодисперсной глинистой фракции, характеризующейся повышенным содержанием ассоциаций Cr-Ni-Co и Cu-Mn, что и проявляется в аккумуляции этих элементов в верхних горизонтах почв и доминировании биогенного накопления.
В ходе пятилетнего изучения геоэкологического состояния горнодобывающих районов Якутии было выявлено только четыре образца с оксалатами кальция – уэдделлит (СаС2О4×2Н2О) и уэвеллит (СаС2О4×Н2О), появление которых связано с взаимодействием микобионтов с почвенными минералами и горными породами. Для образования оксалатов важную роль играют высокая влажность, pH и присутствие кальцийсодержащих минералов.
Сделано предположение, что оксалаты кальция являются продуктами инициального почвообразования или почвенными новообразованиями, маркирующими техногенное воздействие. Открытие уэдделлита и уэвеллита на территории Якутии (Россия) в условиях резко континентального криоаридного климата, вечной мерзлоты и таежной растительности расширяет ареал находок оксалатов и диапазон условий их образования.
СПИСОК ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ПРОЕКТУ ЗА 2019 – 2023 Г.Г.
- Gololobova A.G., Legostaeva Ya.B. An assessment of the impact of the mining industry on soil and plant contamination by potentially toxic elements in boreal forests // Forests. – 2023. – Vol. 14(8): 1641. https://doi.org/10.3390/f14081641
- Gololobova A., Legostaeva Y., Popov V., Makarov V., Shadrinova O. Geochemical Characteristics of Soils to the Impact of Diamond Mining in Siberia (Russia) // Minerals. – 2022. – Vol. 12. – N 12:1518. – DOI: 10.3390min12121518.
- Vasileva T.I., Legostaeva Ya.B. Calcium Oxalates in Soils within Disturbed Landscapes and Rock on the Territory of Yakutia (Russia), Formation Conditions in a Sharply Continental Cryoarid Climate // Minerals. – 2023. – 13(5). – 659. https://doi.org/10.3390/min13050659
- Легостаева Я.Б., Гололобова А.Г., Попов В.Ф., Макаров В.С. Полиэлементное загрязнение почвенного покрова при разработке коренных месторождений алмазов в Якутии // Записки Горного института – 2023. – Т. 260. – С. 212-225.
- Гололобова А.Г. Исследование пространственного распределения микроэлементов в почвах методом многомерного статистического анализа (на примере территории далдынского кимберлитового поля, северо-западная якутия) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов – 2023. – Т. 334. – № 03 – C. 89-103.
- Легостаева Я.Б., Гололобова А.Г. Донные отложения как индикатор геоэкологического состояния природных водотоков // Экология и промышленность России. – 2022. – Т.26. – №11. – С. 66-71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2022-11-66-71
- Васильева Т.И., Заякина Н.В., Легостаева Я.Б., Шадринова О.В. Находка уэдделлита в Западной Якутии // Записки российского минералогического общества. – 2022. – С. 70-78. https://doi.org/10.31857/S0869605522020095
- Gololobova A., Legostaeva Ya.B., Popov V.F., Makarov V., Shadrinova O. Geochemical characteristics of soils to the impact of diamond mining in Siberia (Russia) // Minerals. – 2022. – Т. 12. – № 12. – С. 1518.
- Сивцева Н.Е., Легостаева Я.Б., Шадрина Л.П. Опыт восстановления нарушенных земель на участках россыпных месторождений алмазов в Якутии // Наука и техника в Якутии. – 2022. – № 2 (43). – С. 90-94.
- Легостаева Я.Б., Журавлев А.И., Попов В.Ф., Шадринова О.В., Ноев Д.С. Инвентаризация нарушенных геологоразведочными работами земель Западной Якутии по данным дистанционного зондирования // Вестник Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. Серия: Науки о Земле. – 2022. – № 1 (25). – С. 40-45.
- Легостаева Я.Б., Руфова А.А. Анализ гидрохимического режима наиболее крупных озер города Якутска // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. – 2022. – Т. 27. – № 4. – С. 572-591.
- Legostaeva Y.B. Gololobova A.G. Long-term geochemical monitoring of the soil covers in the impact zone of diamond mining enterprises: a case study in the Nakyn kimberlite field, Russia // Environmental Monitoring and Assessment. – 2021. – Vol. 193. – № 6. – P. 337. https://doi.org/10.1007/s10661-021-09087-x.
- Легостаева Я.Б., Гололобова А.Г. Известия Томского политехнического университета. Особенности распределения микроэлементов в почвах фоновых и импактных зон на участках алмазодобычи на северо-западе сибирской платформы. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 9. – С. 142-153.
- Легостаева Я.Б., Гололобова А.Г. Анализ эколого-геохимического состояния почвенного покрова селитебных территорий Алданского золотоносного района Якутии // Экология урбанизированных территорий. – 2021. – № 1. – С. 47-54.
- Гололобова А.Г., Легостаева Я.Б. Экогеохимический мониторинг почвенного покрова на участках алмазодобычи в Западной Якутии // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2020. – Т. 331. – № 12. С. 146-157.
- Легостаева Я.Б., Гололобова А.Г. Особенности распределения микроэлементов в почвах фоновых и импактных зон на участках алмазодобычи на Северо-западе Сибирской платформы // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 9. – С. 142-153.
- Легостаева Я., Ксенофонтова М., Попов В. Геоэкологический мониторинг на территории подземных полигонов утилизации высокоминерализованных вод в Западной Якутии // Экология и промышленность России. 2019. № 23 (4). С. 58–63. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2019-4-58-63.
- Legostaeva Y.B., Кsenofontova M.I., Popov V.F. Geoecologic situation at site of drainage brine utilization during development of primary deposits in Yakutia // Eurasian Mining. 2019. №1. P. 43-48. https://doi.org/10.17580/em.2019.01.11.
КОМПЛЕКСНЫЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГОРНОГО КАРЬЕРА НИЖНЕСИНСКОГО ВЫСТУПА
Ранее геолого-геофизическими работами в пределах Нижнесинского выступа Южной субпровинции Якутской кимберлитовой провинции были установлены сочетания нескольких благоприятных геологических факторов для обнаружения на этой территории погребенного возмущающего объекта. Позже, в нижней…
Повышение квалификации по БПЛА
Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) используются в России и в мире для экологических и геоэкологических целей уже не один десяток лет. Первые БПЛА появились в Англии в 1933 году. Разработки российских…