The former industrial site of the Angarsk Metallurgical Plant (Svirsk, Russia) 10 years later: current geochemical state and interannual change analysis based on Earth remote sensing data

封面

如何引用文章

全文:

详细

   As part of proactive geoecological research, the purpose of which was to assess the impact of waste from the industrial site of the Vostsibelement plant on the ecosystem of the town of Svirsk (Irkutsk region), the authors discovered anomalies with strong arsenic and polymetallic contamination located 200 m north-west from the boundary of the industrial site of the “Vostsibelement” plant. Part of the contaminated site is the former industrial site of the Angarsk Metallurgical Plant, which was successfully remediated in 2009–2013. This raised the questions of a detailed study of the current environmental and geochemical situation at the site and identification of the processes causing the presence of significant contamination on the previously successively reclaimed site. To estimate the current geochemical state of the site, an environmental-geochemical survey, which was four times more detailed than the requirements of the state standard, was carried out, accompanied by rapid X-ray fluorescence analysis of samples. As a result, it was found out that on the area of more than 30 hectares,13 hectares of which belong to the former industrial site of the Angarsk Metallurgical Plant, the present pollution exceeded the standards for arsenic, lead, copper and zinc by tens and hundreds of times. At the same time, it was determined that the nature of pollution and the spatial localization of the main anomalies had changed relative to the initial situation in 2009: currently, pollution is concentrated in the peripheral areas of the industrial site and beyond and is chaotic in nature (pollutant concentrations in neighboring samples, even taken over a mesh of 50×50 m, may differ by hundreds of times). The sites reclaimed with soil removal feature no significant contamination. For a retrospective analysis of changes in the situation at the site during reclamation works in 2009–2013 and after their completion, until the summer of 2022, the analysis of Landsat and Sentinel satellite multispectral sensing data was applied. With a time resolution of no worse than one image per month, the materials in the visible and near-infrared range were analyzed. The normalized differential vegetation biomass index (NDVI) was chosen to be the main informative indicator as it clearly reflects the facts of changes in the surface type of the industrial site and allows to assess the vegetation development on the site, which is an important indirect indicator of the environmental and geochemical situation. As a result, a good convergence of geochemical and remote sensing data was established and it was shown that reclamation measures had been carried out to the required extent and gave a noticeable result: the measures taken to remove the polluted soil and deliver conditionally clean and conditionally fertile soil are clearly recorded. A positive geobotanical effect from these measures is noticeable since there is the change in the vegetation type and biomass increase in the reclaimed areas compared to peripheral areas left for self-overgrowth by native vegetation. It is shown that with the time this effect disappears and a single type of vegetation is formed on the area. However, no obvious facts of significant technogenic impact on the industrial site after the end of monitoring activities in 2016 according to multispectral satellite data were revealed. There was not any soil removal or delivery of large volumes of waste on the site. The vegetation developed synchronously with the background areas. Thus, the study reliably confirmed the fact of pollution and described it in detail, tracked the progress of reclamation measures and proved the presence of positive environmental effects. It also refuted the hypothesis about the possibility of secondary pollution as a result of obvious anthropogenic influence. At the same time, it is shown that geochemical studies of such objects conducted in accordance with current state standards can distort understanding about their condition, while greater methodological freedom of scientific research compared to the work within the framework of government assignments allows to reveal the chaotic nature of pollution in the peripheral areas of the area and beyond. But even the achieved detailed description definitely does not allow us to consider the ecological and geochemical characteristics of the object presented in the article as final as it seems necessary to thicken the sampling mesh at least by four times. The degree of probable “soft” gradual pollution of the industrial site due to the transfer and migration of pollutants from nearbyт objects (up to II hazard class), which can be sources of additional secondary pollution with all detected elements, also remains unexplored. Thus, the data obtained indicate the need for an additional set of engineering and environmentalт work that goes far beyond the scope of the proactive scientific research. The methodological conclusion from the work is the proof of the applied approach effectiveness and applicability to geoecological research, which can make it possible to assess the current situation quickly, reliably and at low cost as well as to analyze, confirm or refute the hypotheses about the development of the situation and therefore can be successfully used in other similar cases.

作者简介

O. Kachor

Irkutsk National Research Technical University

Email: olgakachor@geo.istu.edu
ORCID iD: 0000-0003-1889-9934

V. Trusova

Irkutsk National Research Technical University; A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS

Email: vvtrusova@geo.istu.edu
ORCID iD: 0000-0002-8168-9537

S. Gantimurova

Irkutsk National Research Technical University; A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS

Email: lanagant@geo.istu.edu
ORCID iD: 0009-0005-5978-7869

I. Goryachev

Irkutsk National Research Technical University

Email: ivan.goryachev@geo.istu.edu
ORCID iD: 0000-0002-5250-9410

Z. Ikramov

Irkutsk National Research Technical University

Email: ziyoviddin.ikramov1992@gmail.com
ORCID iD: 0009-0006-2708-0989

A. Parshin

Irkutsk National Research Technical University; A.P. Vinogradov Institute of Geochemistry SB RAS

Email: sarhin@geo.istu.edu
ORCID iD: 0000-0003-3733-2140

参考

  1. Петрова А.С. Реализация экологических проектов Госкорпорацией «Росатом» // Теоретическая и прикладная экология. 2023. № 4. С. 28–34. doi: 10.25750/1995-4301-2023-4-028-034. EDN: LQZLNV.
  2. Ашихмина Т.Я., Скугорева С.Г., Адамович Т.А., Товстик Е.В. Оценка состояния поверхностных водных объектов в районе полигона захоронения ядохимикатов // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 1. С. 104–111. doi: 10.25750/1995-4301-2021-1-104-111. EDN: YEGIGM.
  3. Дрегуло А.М., Родионов В.З. «Горячие точки» ХЕЛКОМ: животноводческий комплекс «Пашский» как объект накопленного вреда окружающей среде // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 4. С. 49–54. doi: 10.25750/1995-4301-2020-4-049-054. EDN: FSHOOV.
  4. Кондакова Л.В., Безденежных К.А., Ашихмина Т.Я. Альгологический анализ состояния почв в районе объекта «Марадыковский» после прекращения его функционирования // Теоретическая и прикладная экология. 2019. № 1. С. 23–29. doi: 10.25750/1995-4301-2019-1-023-029. EDN: ZSJTTV.
  5. Кузьмин М.И., Тарасова Е.Н., Мамонтова Е.А., Мамонтов А.А., Хомутова М.Ю. Воздействие сточных вод и атмосферных выбросов Байкальского целлюлозно-бумажного комбината (БЦБК) на озеро Байкал // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2013. № 28. С. 51–57. EDN: QJINMV.
  6. Nikanorov A.M., Reznikov S.A., Matveev A.A., Arakelyan V.S. Monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons in the Lake Baikal basin in the areas of intensive anthropogenic impact // Russian Meteorology and Hydrology. 2012. Vol. 37. Iss. 7. P. 477–484. doi: 10.3103/S1068373912070072. EDN: RFZUXT.
  7. Руш Е.А. Ртутное загрязнение р. Ангары в зоне действия химического комбината // Водоснабжение и санитарная техника. 2003. № 11. С. 21–24. EDN: PXIEQX.
  8. Якимова Н.Л., Соседова Л.М. Ретроспективный анализ ртутного загрязнения производственной среды в цехах ОАО «Усольехимпром» и «Саянскхимпласт» // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2009. № 5-6. С. 71–74. EDN: LLWIQL.
  9. Качор О.Л., Паршин А.В., Трусова В.В. Комплексный подход к геоэкологической оценке объектов накопленного вреда // Теоретическая и прикладная экология. 2022. № 4. С. 65–71. doi: 10.25750/1995-4301-2022-4-065-071. EDN: ADEBVY.
  10. Качор О.Л., Паршин А.В., Трусова В.В., Курина А.В. Установление масштабов негативного влияния промплощадки бывшего завода «Востсибэлемент» на объекты окружающей среды // Технологии переработки отходов с получением новой продукции : материалы IV Росс. науч.-практ. конф. с междунар. участием (г. Киров, 30 ноября 2022 г.). Киров: Изд-во ВятГУ, 2022. С. 247–250. EDN: ODGNBY.
  11. Баенгуев Б.А., Белоголова Г.А. Эколого-геохимическая оценка соединений мышьяка и свинца в техногенной почве г. Свирска // Современные направления развития геохимии : материалы Росс. конф. (с участием зарубежных ученых) (г. Иркутск, 21–25 ноября 2022 г.). Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 2022. С. 45–48. EDN: RCFLSB.
  12. Шаяхметов С.Ф., Меринов А.В., Меринов А.В., Журба О.М. Анализ распределения и накопления подвижных форм тяжелых металлов и мышьяка в почвах урбанизированной территории г. Свирска (Иркутская область) // Экология и промышленность России. 2023. Т. 27. № 9. С. 56–60. doi: 10.18412/1816-0395-2023-9-56-60. EDN: UYGORC.
  13. Баенгуев Б.А., Белоголова Г.А. Оценка загрязнения техногенных почв мышьяком в г. Свирске после ликвидации Ангарского металлургического завода // Строение литосферы и геодинамика: материалы ХХIX Росс. молодежн. конф. (г. Иркутск, 11–16 мая 2021 г.). Иркутск: Изд-во ИЗК СО РАН, 2021. С. 17–18. EDN: ZXGWJJ.
  14. Баенгуев Б.А., Белоголова Г.А., Чупарина Е.В., Просекин С.Н., Долгих П.Г., Пастухов М.В. Распределение содержания свинца и формы его соединений в техногенной почве г. Свирска (Южное Прибайкалье) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2022. Т. 333. № 8. С. 205–214. doi: 10.18799/24131830/2022/8/3670. EDN: KDNQGI.
  15. Баенгуев Б.А., Белоголова Г.А. Содержание мышьяка в почве на территории бывшего Ангарского металлургического завода г. Свирска после рекультивации нарушенных земель // Байкальская молодежная научная конференция по геологии и геофизике: материалы VI Росс. молодежн. науч. конф. (г. Улан-Удэ, 23–27 августа 2021 г.). Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2021. С. 8–10. doi: 10.31554/978-5-7925-0604-6-2021-8-10. EDN: JTUFEU.
  16. Богданов А.В., Качор О.Л. Технология переработки отвалов пирометаллургического производства // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2010. № 5. С. 136–144. EDN: OJDFDZ.
  17. Качор О.Л., Сидоров И.М., Чайка Н.В., Шатрова А.С. Мониторинг загрязнений снежного покрова района МО «Город Свирск» // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2013. № 10. С. 82–86. EDN: RGSXNR.
  18. Богданов А.В., Качор О.Л., Абаринова Н.Г. Обезвреживание мышьяксодержащих отходов горно-металлургической промышленности // Российский химический журнал. 2013. Т. 57. № 1. С. 75–78. EDN: UGDOUL.
  19. Богданов А.В., Качор О.Л., Федотов К.В., Чайка Н.В. Ликвидация последствий деятельности мышьякового производства горно-перерабатывающей промышленности // Экология и промышленность России. 2014. № 5. С. 31–35. EDN: SCDGJB.
  20. Кузьминова О.В., Пройдакова О.А., Янчук Т.М. Оценка степени загрязнения тяжелыми металлами компонентов природной среды г. Свирска (Иркутская область) // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2015. Т. 11. С. 81–92. EDN: TSXKOZ.
  21. Гребенщикова В.И., Кузьмин М.И., Дорошков А.А. Эколого-геохимические особенности городских экосистем Прибайкалья // Проблемы устойчивого развития региона : IX Школа-семинар молодых ученых России, посвященная 70-летию академика РАН Арнольда Кирилловича Тулохонова (г. Улан-Удэ, 03–07 июля 2019 г.). Улан-Удэ, 2019. С. 99–101.
  22. Качор О.Л., Чайка Н.В., Бальчинова Я.Э. Рекультивация земель, загрязненных мышьяком и тяжелыми металлами в МО «г. Свирск» // Образование России и актуальные вопросы современной науки : сб. ст. Всерос. науч.-практ. конф. (г. Пенза, 13–14 июня 2018 г.). Пенза: Изд-во ПГАУ, 2018. С. 145–151. EDN: XZWPTV.
  23. Бутырин М.В., Замащиков Р.В., Хуснидинов Ш.К. Оценка степени загрязнения природной среды, сельскохозяйственных растений и показатели здоровья населения г. Свирска Иркутской области // Вестник ИрГСХА. 2015. № 67. С. 17–24. EDN: TYCLBH.
  24. Меринов А.В., Алексеенко А.Н., Шаяхметов С.Ф., Журба О.М. Оценка содержания тяжелых металлов и полициклических ароматических углеводородов в почве г. Свирска Иркутской области // Гигиена и санитария. 2022. Т. 101. № 9. С. 1018–1022. doi: 10.47470/0016-9900-2022-101-9-1018-1022. EDN: DIEVTH.
  25. Grebenshchikova V.I., Efimova N.V., Doroshkov A.A. Chemical composition of snow and soil in Svirsk city (Irkutsk Region, Pribaikal’e) // Environmental Earth Sciences. 2017. Vol. 76. Iss. 20. P. 712. doi: 10.1007/s12665-017-7056-0. EDN: ZTKBBX.
  26. Кузьминова О.В., Димова Л.М., Янчук Т.М. Анализ загрязнения среды г. Свирска (Иркутской области) тяжелыми металлами с использованием метода географических информационных систем (ГИС) // Вопросы естествознания. 2014. № 2. С. 12–18. EDN: SNGFDT.
  27. Богданов А.В., Качор О.Л., Шатрова А.С., Чайка Н.В. Рекультивация земель, загрязненных отходами горно-перерабатывающей промышленности с использованием отходов целлюлозно-бумажной промышленности // Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. 2016. № 2. С. 96–102. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/rekultivatsiya-zemel-zagryaznennyh-othodami-gorno-pererabatyvayuschey-promyshlennosti-s-ispolzovaniem-othodov-tsellyulozno. EDN: WAXNER.
  28. Uvarova Yu.A., Baensch A.T., Verrall M., Cleverley J.S. Coupled XRF and XRD analyses for rapid and low-cost characterization of geological materials in the mineral exploration and mining industry // Explore. Newsletter for the Association of Applied Geochemists. 2014. Iss. 162. P. 1–14.
  29. Sarala P., Koskinen H. Application of the portable X-Ray Diffraction (pXRD) analyser in surficial geological exploration // Geologi. 2018. Vol. 70. Р. 58–68.
  30. González S.G., Cuervo V.G. Geotechnologies XRF and LIBS portable useful to characterize oil seep and oil-show drilling. 2018. 10 p.
  31. Демьянюк К.В., Хабуева Д.А., Бутакова Е.С., Качор О.Л. Оценка экологического состояния промплощадки бывшего завода «Востсибэлемент» // Перспективы развития горно-металлургической отрасли (Игошинские чтения) : материалы Росс. науч.-практ. конф. (г. Иркутск, 26 ноября 2021 г.). Иркутск: Изд-во ИРНИТУ, 2021. С. 71–75. EDN: JLZOBQ.
  32. Дубинин М. NDVI – теория и практика // GIS-Lab. 2002. Режим доступа: https://gis-lab.info/qa/ndvi.html (дата обращения: 20. 12. 2023).
  33. Раков Л.Т., Прокофьев В.Ю., Зорина Л.Д. Элементы-примеси в кварце месторождений золота Дарасунского рудного поля (Восточное Забайкалье, Россия): данные электронного парамагнитного резонанса // Геология рудных месторождений. 2019. Т. 61. № 2. С. 72–92. doi: 10.31857/S0016-777061272-92. EDN: PXUDXP.
  34. Михайлова О.С., Булаева Н.М., Мусихина Е.А. Мониторинг загрязнения тяжелыми металлами почвенного покрова территории города Свирска // Мониторинг. Наука и технологии. 2014. № 4. С. 34–40. EDN: TDXDAB.
  35. Ульянцева Ю.О. Об использовании космических изображений при изучении биомассы и продуктивности растительных сообществ в Крыму // Геополитика и экогеодинамика регионов. 2015. Т. 1. № 4. С. 61–66. EDN: WWSQDX.
  36. Степанов С.Ю., Петров Я.А., Сидоренко А.Ю. Геопространственный региональный анализ фотосинтетически активной биомассы по данным дистанционного зондирования Земли // Информационные технологии и системы: управление, экономика, транспорт, право. 2020. № 1. С. 186–194. EDN: OQRZFS.
  37. Галченко Ю.П., Калабин Г.В., Озарян Ю.А. Методика геоинформационного мониторинга природно-технических систем на основе данных дистанционного зондирования // Известия Тульского государственного университета. Науки о Земле. 2020. № 1. С. 68–78. doi: 10.46689/2218-5194-2020-1-1-68-78. EDN: TPYLOC.
  38. Кутявина Т.И., Рутман В.В., Ашихмина Т.Я. Дистанционный мониторинг зарастания высшей водной растительностью акватории эвтрофированного водохранилища // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 3. С. 36–40. doi: 10.25750/1995-4301-2020-3-036-040. EDN: XBXWKK.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML


Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名 4.0国际许可协议的许可

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».