Записки горного института, 2023, № 2

На обложке экспонат Горного музея – пирит – друза крупных кубических кристаллов на 

крупнозернистом пирите (месторождение Березовское, Свердловская обл., Урал, Россия). 

Пирит применялся для извлечения огня, служил сырьем для получения серной кислоты, 

серы, железного купороса, применяется для производства керамзитов, цементов, бетонов, 

при шахтной плавке. Пирит – один из самых распространенных в земной коре сульфидов.

Горный музей – третья в мире по величине естественно-научная экспозиция, имеет более 

230 тысяч экспонатов, среди которых драгоценные металлы и камни, уникальные коллекции 

минералов, руд, горных пород, палеонтологических остатков, метеоритов, собрание моделей 

и макетов горной и горнозаводской техники, изделия камнерезного и ювелирного искусства.

  

Научный журнал «Записки Горного института» с 1907 года 
издается Санкт-Петербургским горным университетом – первым 
высшим техническим учебным заведением России, основанным 
в 1773 году Указом Екатерины II как воплощение идей Петра I  
и М.В.Ломоносова о подготовке инженеров для развития горнозаводского 
дела.  

На базе Санкт-Петербургского горного университета работает 
Международный центр компетенций в горнотехническом образовании 
под эгидой ЮНЕСКО, способствующий активному взаимодействию 
журнала с международным научным сообществом.

Цель журнала – создание информационного пространства,  
в котором отечественные и зарубежные ученые смогут представить 
результаты теоретических и эмпирических исследований, 
посвященных проблемам минерально-сырьевого комплекса. 
Журнал привлекает ведущих специалистов к публикации научных 
статей и содействует их продвижению в международное 
научное пространство. 

Публикуемые статьи освещают вопросы геологии, геотехнологии 
и инженерной геологии, горного и нефтегазового дела, 
обогащения, энергетики, геоэкологии и безопасности жизнедеятельности, 
экономики сырьевых отраслей. 

Журнал индексируется Scopus (Q1), Web of Science Core 
Collection (ESCI), DOAJ Seal, RSCI, GeoRef, Google Scholar, 
РИНЦ, входит в белый список Министерства образования и науки 
РФ, приравнен к журналам из перечня ВАК категории К1.

Журнал выходит 6 раз в год. Средний срок до первого решения –  
1 месяц.

Статьи публикуются на безвозмездной основе. Перевод предос- 
тавляется автором. 

Санкт-Петербургский

горный университетет

Санкт-Петербургский

горный университетет

Международный 

центр компетенций

в горнотехническом 

образовании

под эгидой ЮНЕСКО
Записки Горного института

 

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
В.С.Литвиненко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ, ректор 
(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

ЗАМЕСТИТЕЛЬ ГЛАВНОГО РЕДАКТОРА
С.Г.Скублов, д-р геол.-минерал. наук, доцент, член Российского минералогического общества, эксперт Российского научного фонда и РАН (Санкт-Петербургский 
горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 

ОТВЕТСТВЕННЫЙ СЕКРЕТАРЬ
С.В.Купавых, канд. техн. наук, директор издательского дома «Записки Горного института» (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ

О.Е.Аксютин, д-р техн. наук, чл.-кор. РАН, член правления, начальник департамента (ПАО «Газпром», Москва, Россия)

А.А.Барях, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, директор (Пермский федеральный исследовательский центр УрО РАН, Пермь, Россия)

В.Н.Бричкин, д-р техн. наук, проректор по подготовке научных кадров (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

С.Г.Гендлер, д-р техн. наук, профессор, академик РАЕН, зав. кафедрой безопасности производств (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

О.М.Ермилов, д-р техн. наук, профессор, академик РАН, РАГН, зам. главного инженера по науке (ООО «Газпром добыча Надым» ПАО «Газпром», Надым, Россия)

В.П.Зубов, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой разработки месторождений полезных ископаемых (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

Г.Б.Клейнер, д-р экон. наук, профессор, чл.-кор. РАН, заместитель директора (Центральный экономико-математический институт РАН, Москва, Россия)

А.В.Козлов, д-р геол.-минерал. наук, член Российского минералогического общества, зав. кафедрой геологии и разведки месторождений полезных ископаемых 
(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

Ю.Б.Марин, д-р геол.-минерал. наук, профессор, чл.-кор. РАН, президент (Российское минералогическое общество, Санкт-Петербург, Россия)

В.А.Моренов, канд. техн. наук, доцент (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 

М.А.Пашкевич, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой геоэкологии (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 

Т.В.Пономаренко, д-р экон. наук, профессор, доцент (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

О.М.Прищепа, д-р геол.-минерал. наук, академик РАЕН, зав. кафедрой геологии нефти и газа (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

А.Г.Протосеня, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой строительства горных предприятий и подземных сооружений (Санкт-Петербургский горный университет, 
Санкт-Петербург, Россия)

В.Е.Сомов, д-р экон. наук, канд. техн. наук, академик РАЕН, директор (ООО «Кинеф», Кириши, Россия)

А.А.Тронин, д-р геол.-минерал. наук, директор (Санкт-Петербургский научно-исследовательский центр экологической безопасности РАН, Санкт-Петербург, Россия)

В.Л.Трушко, д-р техн. наук, профессор, академик Международной академии наук высшей школы, РАЕН, РАГН, МАНЭБ, зав. кафедрой механики

(Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия) 

П.С. Цветков, канд. экон. наук, начальник управления по публикационной деятельности (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

А.Е.Череповицын, д-р экон. наук, профессор, зав. кафедрой экономики, организации и управления (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

Я.Э.Шклярский, д-р техн. наук, профессор, зав. кафедрой общей электротехники (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

В.А.Шпенст, д-р техн. наук, профессор, декан энергетического факультета (Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия)

Олег Анцуткин, профессор (Технологический университет, Лулео, Швеция)

Габриэль Вейсс, д-р наук, профессор, проректор по научной и исследовательской деятельности (Технический университет, Кошице, Словакия)

Хал Гургенчи, профессор (Школа горного машиностроения Квинслендского университета, Брисбен, Австралия)

Эдвин Кроке, д-р наук, профессор (Институт неорганической химии Фрайбергской горной академии, Фрайберг, Германия)

Чжоу Фубао, д-р наук, профессор, вице-президент (Китайский горно-технологический университет, Пекин, Китай)

Чжао Юэмин, д-р наук, профессор, директор научного комитета (Китайский горно-технологический университет, Пекин, Китай)

Разделы

•Геология  •Геотехнология и инженерная геология
•Экономика сырьевых отраслей    •Энергетика

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ • 2023

У ч р е д и т е л ь  С а н к т - П е т е р б у р г с к и й  г о р н ы й  у н и в е р с и т е т

Свидетельство о регистрации ПИ № ФС77-70453 от 20.07.2017
Лицензия ИД № 06517 от 09.01.02

Редакция: начальник РИЦ В.Л.Лебедев, редакторы Е.С.Дрибинская, М.Г.Хачирова, В.Е.Филиппова, Л.В.Набиева

Компьютерная верстка В.И.Каширина, Н.Н.Седых

Издается с 1907 года

ISSN 2411-3336

е-ISSN 2541-9404

Адрес учредителя и редакции: 21-я линия, 2, Санкт-Петербург, Россия, 199106
Тел. +7 (812) 328-8416;        факс +7 (812) 327-7359; 
Е-mail: pmi@spmi.ru
Сайт журнала: pmi.spmi.ru

 Санкт-Петербургский горный университет, 2023
Подписано к печати 25.04.2023. Формат 60  84/8. Уч.-изд.л. 40.
Тираж 300 экз. Заказ 316. Отпечатано в РИЦ СПГУ.
Цена свободная.

ЗАПИСКИ
ГОРНОГО
ИНСТИТУТА

РЕЦЕНЗИРУЕМЫЙ
НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ
Том 260

Ответственные научные редакторы тома д-р техн. наук М.А.Пашкевич, канд. техн. наук А.С.Данилов (Санкт-Петербургский горный университет) 

 

 

Записки Горного института. 2023. Т. 260
Содержание

152

СОДЕРЖАНИЕ 

 
 

Пашкевич М.А., Данилов А.С. Слово редактора. Экологическая безопасность и устойчивое  

развитие ............................................................................................................................................................     153 

Пашкевич М.А., Алексеенко А.В., Нуреев Р.Р. Формирование экологического ущерба при 

складировании сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых ............................     155 

Семячков А.И., Почечун В.А., Семячков К.А. Гидрогеоэкологические условия техноген-

ных подземных вод в объектах размещения отходов ..............................................................................     168 

Бузмаков С.А., Санников П.Ю., Кучин Л.С., Игошева Е.А., Абдулманова И.Ф. Примене-

ние беспилотной аэрофотосъемки для диагностики техногенной трансформации природной 
среды при эксплуатации нефтяного месторождения ...............................................................................     180 

Ерзова В.А., Румынин В.Г., Никуленков А.М., Владимиров К.В., Судариков С.М.,  

Вилькина М.В. Прогноз миграции радионуклидов в подземных водах в зоне влияния строительного 
дренажа Ленинградской АЭС-2 .................................................................................................     194 

Легостаева Я.Б., Гололобова А.Г., Попов В.Ф., Макаров В.С. Геохимические свойства  

и трансформация микроэлементного состава почв при разработке коренных месторождений 
алмазов в Якутии ....................................................................................................................................     212 

Фархутдинов И.М., Хайруллин Р.Р., Соктоев Б.Р., Злобина А.Н., Чесалова Е.И., Фар-

хутдинов А.М., Ткачев А.В. Уран в антропогенных карбонатах на территории Уфы  ....................     226 

Поваров В.Г., Ефимов И.И. Применение модели UNIFAC в расчете физико-химических 

свойств экотоксикантов для технологических и экоаналитических целей........................................     238 

Кондрашева Н.К., Еремеева А.М. Получение биодизельного топлива из растительного 

сырья .........................................................................................................................................................     248 

Антонинова Н.Ю., Собенин А.В., Усманов А.И., Шепель К.В. Оценка возможности  

использования отходов железо-магниевого производства для очистки сточных вод от тяжелых 
металлов (Cd2+, Zn2+, Co2+, Cu2+) ..................................................................................................................     257 

Митракова Н.В., Хайрулина Е.А., Блинов С.М., Перевощикова А.А. Эффективность  

рекультивации кислых сульфатных почв в районах угледобычи  .........................................................     266 

Свергузова С.В., Сапронова Ж.А., Зубкова О.С., Святченко А.В., Шайхиева К.И.,  

Воронина Ю.С. Пыль электросталеплавильного производства как сырье для получения коагулянта .............................................................................................................................................................     
279 

Соколов И.В., Антипин Ю.Г., Рожков А.А., Соломеин Ю.М. Экогеотехнология добычи 

бедных руд с созданием условий для попутной утилизации отходов горного производства ..........     289 

Созина И.Д., Данилов А.С. Микробиологическая ремедиация нефтезагрязненных почв .......     297 

Герасимов А.М., Устинов И.Д., Зырянова О.В. Использование глиносодержащих отходов 

в качестве пуццолановых добавок ..............................................................................................................     313 

 

 

 

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С.153-154

© М.А.Пашкевич, А.С.Данилов, 2023 

153

Слово редактора 
 

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ 

 
В 2015 году государства-члены ООН приняли Повестку дня в области устойчивого развития 

на период до 2030 года. Ее цель заключается в обеспечении баланса экологических, социальных и 
экономических усилий мирового сообщества в целом и отдельных стран в частности. Глобальные 
задачи устойчивого развития направлены на обеспечение благополучия всего населения планеты, 
сохранение ее ресурсов и поддержание экологической безопасности, что приобретает особую актуальность 
в свете стремительного развития промышленности и все возрастающей антропогенной 
нагрузки на компоненты окружающей среды. Успех в достижении поставленных перед мировым 
сообществом целей в сфере устойчивого развития производственного сектора должен обеспечиваться 
комплексностью мер по мониторингу и оценке техногенного воздействия промышленных 
объектов, а также разработкой природоохранных технологий в области газо- и водоочистки, 
рекультивации земель и утилизации отходов. Это определяет высокую степень значимости проведения 
фундаментальных и прикладных исследований по рассмотренным темам. 

В настоящее время значительное внимание уделяется экологическому мониторингу всех ком-

понентов окружающей среды, а также антропогенных объектов и процессов, что обуславливается 
вектором развития науки и техники, и приводит к тому, что совершенствование современных 
«зеленых» технологий в данной области приобретает особую актуальность. 

Исследование воздействия горноперерабатывающей отрасли на биосферу проводится уче-

ными Санкт-Петербургского горного университета. В работе коллектива авторов под руководством 
М.А.Пашкевич (DOI: 10.31897/PMI.2023.32) комплексно рассмотрено формирование экологической 
катастрофы в районе длительной разработки, обогащения и металлургического передела 
медных сульфидных руд.  

В статье А.И.Семячкова с коллегами (DOI: 10.31897/PMI.2023.24) объекты размещения отходов (от-

валы и шламохранилища) рассматриваются в качестве источников эколого-экономического 
ущерба водной среде. Авторами было изучено одно из крупнейших хвостохранилищ на Среднем 
Урале, представляющее потенциальную экологическую и антропогенную угрозу за счет создания 
специфических гидрогеоэкологических условий на территории.  

В работе коллектива авторов из Пермского государственного национального исследователь-

ского университета под руководством С.А.Бузмакова (DOI: 10.31897/PMI.2023.22) рассмотрена необходимость 
расширения спектра наблюдений за развитием техногенных процессов на нефтяных 
месторождениях с помощью беспилотной аэрофотосъемки для выделения дешифровочных признаков, 
фиксирующих последствия техногенной трансформации природной среды. 

Исследования распределения природных и техногенных радионуклидов в подземных водах 

промышленной зоны г. Сосновый Бор проводили В.А.Ерзова, чл.-кор. РАН В.Г.Румынин с коллегами (
DOI: 10.31897/PMI.2022.27). По результатам анализа было выявлено загрязнение изотопами двух 
первых от поверхности водоносных горизонта, разработана трехмерная геологическая модель, а 
также созданы гидродинамическая и геомиграционные модели промышленной зоны предприятия 
атомной энергии. Моделирование показало, что за время эксплуатации Ленинградской АЭС-2 
не происходит захват загрязненных вод дренажной системой новой станции. 

Согласно результатам мониторинга почвенно-растительного покрова Накынского кимберли-

тового поля на территории Якутской алмазоносной провинции, Я.Б.Легостаева с коллегами 
(DOI: 10.31897/PMI.2023.35) выявили техногенное воздействие объектов добычи и переработки минерального 
сырья, имеющее полиэлементный характер, причем на локальных участках с высокой 
и очень высокой категорией загрязнения. 

И.М.Фархутдинов с коллегами (DOI: 10.31897/PMI.2023.4) приводят описание результатов анализа 

содержания урана в антропогенных карбонатах (накипи) на территории Уфы в зависимости от 
особенностей геологического строения территории (гипсы, известняки), типов водоснабжения, 
процессов водоподготовки при централизованном типе водоснабжения.  

 

 

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 153-154
© М.А.Пашкевич, А.С.Данилов, 2023 

154

 

Развитие аналитических методов качественного и количественного анализа различных эко-

токсикантов сталкивается с рядом трудностей в виде отсутствия информации об изомерах и гомологах 
уже изученных соединений. Данная проблема рассмотрена в работе В.Г.Поварова и 
И.И.Ефимова (DOI: 10.31897/PMI.2023.41). Авторы исследуют возможности модели UNIFAC для решения 
существующих проблем на примере расчета свойств реальных экотоксикантов. 

Обеспечение устойчивого развития регионов и рациональное использование природных 

ресурсов становится возможным за счет развития экотехнологий и внедрения инновационных 
методов охраны окружающей среды на производствах. 

Различные способы получения биодизельного топлива рассмотрены в работе Н.К.Кондраше-

вой и А.М.Еремеевой (DOI: 10.31897/PMI.2022.15). На основании исследований физико-химических 
свойств биодизельного топлива сделан вывод, что оптимальным способом его получения является 
переэтерификация растительных масел. 

Проблема загрязнения поверхностных и подземных вод тяжелыми металлами и способы 

очистки промышленных вод, содержащих ионы Cd2+, Zn2+, Co2+, Cu2+, рассмотрены Н.Ю.Антони-
новой с коллегами (DOI: 10.31897/PMI.2023.34). Были проведены исследования по перераспределению 
тяжелых металлов в системе «сточные воды – отходы» с использованием отходов железо-магниевого 
производства. 

Эффективность восстановления почвенного покрова на территории отработанного Кизелов-

ского угольного бассейна изучена с помощью агрохимических и геохимических методов Н.В.Мит-
раковой с коллегами (DOI: 10.31897/PMI.2023.31).  

В работе авторского коллектива под руководством С.В.Свергузовой (DOI: 10.31897/PMI.2023.23) 

рассмотрены инновационные подходы к утилизации пыли электродуговых сталеплавильных печей. 
По результатам анализа физико-химических свойств, химического и дисперсного составов 
пыли и микроструктуры поверхности сделан вывод о возможности использования данного вида 
отходов в качестве сырья для получения коагулянта, в результате применения которого достигнута 
высокая (95 %) эффективность очистки модельных растворов от ионов тяжелых металлов. 

И.В.Соколов с коллегами (DOI: 10.31897/PMI.2023.21) рассматривают актуальный вопрос утилиза-

ции максимально возможного объема отходов добычи и переработки бедных железных руд путем 
их размещения в специально сформированном выработанном пространстве. 

Разработка более экологически чистых, экономически выгодных, менее трудозатратных 

биологических методов ремедиации рассмотрена в работе И.Д.Созиной и А.С.Данилова 
(DOI: 10.31897/PMI.2023.8). В результате проведенных исследований были разработаны различные биопрепараты 
для рекультивации почв, загрязненных нефтепродуктами, на основе штаммов и консорциумов 
микроорганизмов, имеющие доказанную эффективность. 

В статье А.М.Герасимова с коллегами (DOI: 10.31897/PMI.2023.33) изучена возможность утилиза-

ции отходов обогащения различных руд путем использования их после предварительной термохимической 
обработки в качестве пуццолановых добавок к цементам и бетонам, в том числе к 
бетонным смесям.  

 

Ответственные научные редакторы тома д-р техн. наук М.А.Пашкевич, канд. техн. наук А.С.Данилов 

 

 

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167

© М.А.Пашкевич, А.В.Алексеенко, Р.Р.Нуреев, 2023

DOI: 10.31897/PMI.2023.32

155

Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0

Научная статья

Формирование экологического ущерба при складировании 

сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых

М.А.ПАШКЕВИЧ1, А.В.АЛЕКСЕЕНКО2, Р.Р.НУРЕЕВ1
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия
2 Университет ООН, Институт комплексного управления материальными потоками и природными ресурсами,

Дрезден, Германия 

Как цитировать эту статью: Пашкевич М.А., Алексеенко А.В., Нуреев Р.Р. Формирование экологического 
ущерба при складировании сульфидсодержащих отходов обогащения полезных ископаемых // Записки Горного 
института. 2023. Т. 260. С. 155-167. DOI: 10.31897/PMI.2023.32

Аннотация. Горноперерабатывающая отрасль является одной из самых сложных с точки зрения обеспечения 
экологической безопасности отраслей производства. На протяжении прошлого века Карабашский медеплавильный 
комбинат осуществлял обогащение сульфидных руд, в результате которого были образованы территории 
хвостового хозяйства площадью более 50 га. На сегодняшний день бесхозные хвостохранилища 
являются основным источником загрязнения природных водных объектов, воздуха и почвы в Карабашском 
городском округе. В статье комплексно рассмотрено воздействие на компоненты окружающей среды одного 
из старейших металлургических предприятий России – медеплавильного завода АО «Карабашмедь». Проведена 
оценка влияния инфильтрационных вод двух хвостохранилищ предприятия АО «Карабашмедь» на компоненты 
гидросферы. Отмечено, что вне зоны влияния отходов обогащения pH природной воды снижается до 
значений 4-5. Далее по течению реки находится хвостохранилище № 4, инфильтрационные воды которого снижают 
pH воды до 3-3,5. Приведены результаты инженерно-экологических изысканий – отбор проб воды и донных 
отложений руч. Рыжий и р. Сак-Элга, пробоподготовка и количественный анализ состава проб. Установлено, 
что в зоне влияния хвостов обогащения медных руд присутствуют значительные превышения предельно 
допустимых концентраций по ряду элементов.

Ключевые слова: загрязнение рек; донные отложения; металлы; техногенные наносы; окисление пирита; 
хвостохранилища

Поступила: 02.11.2022           Принята: 02.03.2023
Онлайн: 13.04.2023           Опубликована: 25.04.2023

Введение. Отходы добычи и переработки полезных ископаемых представляют серьезную 

угрозу для окружающей среды и здоровья человека, особенно на отработанных рудниках, где не 
были проведены природоохранные и рекультивационные работы [1-4], что сопоставимо с воздействием 
наиболее опасных отраслей промышленности [5, 6]. Естественное окисление сульфидных 
минералов при совместном воздействии на них воды и кислорода формирует кислые стоки с высоким 
содержанием сульфатов и ионов металлов в растворе, которые могут загрязнять как подземные, 
так и поверхностные воды [7, 8]. Наиболее часто такие стоки образуются при окислении 
в условиях гипергенеза сульфидов железа – пирита и, реже, пирротина [9]. Кислотные стоки являются 
источником значительного загрязнения окружающей среды во многих горнорудных провинциях, 
а применяемые методы снижения экологических последствий, как правило, являются дорогостоящими 
и трудоемкими. В некоторых случаях работы по снижению экологического ущерба 
могут привести ко вторичному загрязнению [10].

Техногенные экологические катастрофы при добыче и переработке сульфидных руд, такие 

как на притоке р. Гвадалквивир в Испании [11] со снижением pH с 8,5 до 4,5 и загрязнением воды 
шламовыми отходами, содержащими 0,6 % As, 1,2 % Pb и 0,8 % Zn, или излив 280 000 м3 кислых 
шахтных вод в Сычуаньской котловине в Китае [12] зарегистрированы и подробно изучены во 
многих регионах. Многолетняя техногенная нагрузка на окружающую среду в районе г. Карабаш 
привела к загрязнению и деградации прилегающих ландшафтов. В результате деятельности

ЗАПИСКИ ГОРНОГО ИНСТИТУТА

Journal of Mining Institute

Сайт журнала: pmi.spmi.ru

ISSN 2411-3336; е-ISSN 2541-9404

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167
© М.А.Пашкевич, А.В.Алексеенко, Р.Р.Нуреев, 2023

DOI: 10.31897/PMI.2023.32

156

Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0

предприятия АО «Карабашмедь» в районе его воздействия сложилась крайне негативная экологическая 
обстановка. С момента ввода предприятия в эксплуатацию в 1910 г. возникла значительная 
антропогенная нагрузка на все компоненты окружающей природной среды, обусловленная недостаточными 
мерами по обеспечению очистки отходящих газов и отсутствию налаженной системы 
переработки отходов обогащения медной руды. 

К 1989 г. состояние окружающей среды в зоне воздействия Карабашского медеплавильного 

комбината достигло уровня экологической катастрофы. Значительный выброс в атмосферный 
воздух диоксида серы (порядка 90 % от общей массы загрязняющих веществ) спровоцировал 
возникновение кислотных дождей, выжигающих почвенный покров. В связи с угнетением биоценоза 
и загрязнением почв и водоемов металлами в 1989 г. областным комитетом по охране природы 
и министром металлургии СССР было принято решение о вынужденной остановке медеплавильного 
производства в г. Карабаш.

Эта мера привела к прекращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух 

с территории предприятия и, как следствие, к улучшению экологической обстановки в районе [13]. 
Впервые за долгое время на западном склоне Золотой горы началось восстановление фитоценоза. 
В 1998 г. было принято решение о возобновлении работы реорганизованного медеплавильного 
производства (ЗАО «Карабашмедь»). Перезапуск производства вновь повлек за собой увеличение 
антропогенной нагрузки и негативно сказался на состоянии окружающей среды. Без современного 
газоочистного оборудования выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух вели к значительному 
превышению ПДК, а отсутствие налаженной системы переработки отходов провоцировало 
вторичное загрязнение атмосферы и гидросферы. Состав выбросов в атмосферный воздух 
показан на рис.1.

После реорганизации предприятия в 2004 г. началась усиленная разработка мероприятий по 

снижению негативного воздействия на окружающую среду, в первую очередь на атмосферный 
воздух. В числе прочих природоохранных мероприятий была произведена модернизация установок 
цикла медеплавления. В 2006 г. в производственный цикл были внедрены плавильные агрегаты 
Ausmelt (Австралия). Процесс ввода в эксплуатацию и пусконаладки нового оборудования 
занял три года, но первые результаты по снижению негативного воздействия на окружающую 
среду стали заметны с момента установки новых печей. Изменение объемов выбросов в атмосферный 
воздух различных загрязняющих веществ за период работы медеплавильного производства 
1907-2013 гг. можно наблюдать на рис.2.

Анализируя рис.2, можно отметить, что в результате многолетней деятельности предприятия 

в атмосферный воздух была выброшена значительная масса загрязняющих веществ – более 
14,5 млн т, из которых основную массу составляют диоксид серы, пыль неорганическая, оксид 
цинка. В период с 2007 по 2013 гг., что совпадает по времени с внедрением природоохранных 

Диоксид серы

91,3 %

Оксид цинка

1,6 %
Мышьяк

0,7 %

Свинец

и его соединения

0,7 %

Прочие
0,4 %

Пыль

неорганическая

(SiO2 < 20 %)

4,7 %

Оксид меди

0,5 %

Рис.1. Состав основных загрязняющих веществ, 

выбрасываемых в атмосферный воздух с 1907 по 2006 г.

1907-1918

1925-1969

1970

1971-1974

1975-1978

1979-1984

1985-1997

1998-2006

2007-2013

Масса выбросов 

в атмосферный воздух, т

SO2

Пыль неорганическая

ZnO

Pb

Аs

CuO

Рис.2. Объемы выбросов загрязняющих веществ 

в атмосферу за весь период работы медеплавильного 
производства на территории Карабашского городского 

округа Челябинской обл. (на 01.01.2014)

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167

© М.А.Пашкевич, А.В.Алексеенко, Р.Р.Нуреев, 2023

DOI: 10.31897/PMI.2023.32

157

Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0

мероприятий на производстве, наблюдается значительное сокращение выбросов диоксида серы 
(снижение в шесть раз), пыли (300 раз), оксида цинка (100 раз). 

Негативное воздействие медеплавильного производства на окружающую среду носит ком-

плексный характер [14]. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в ходе производственной деятельности 
в атмосферный воздух, аккумулируются в поверхностных водотоках, донных отложениях 
и почвах.

Почвенный покров в зоне воздействия предприятия существенно преобразован, вследствие 

выпадения кислотных атмосферных осадков наблюдается угнетение фитоценоза, вплоть до образования 
техногенных пустошей. В верхних слоях почвенного покрова аккумулируются металлы 
в подвижных и неподвижных формах. Подвижная форма металлов доступна для поглощения растительностью, 
вследствие чего наблюдаются значительные превышения содержания металлов 
в корневых системах, в частности по таким элементам как медь, цинк и свинец. Помимо аккумуляции 
элементов растительными системами, имеет место их крайне низкая скорость инфильтрации 
в толщу почвы с атмосферными осадками [15, 16].

В зависимости от ряда климатических условий потенциально опасная неподвижная форма 

металлов может переходить в подвижную и наоборот. Подвижная форма металлов представляет 
наибольшую опасность, так как в ней они наиболее доступны для живых организмов. Вследствие 
этого накопленный экологический ущерб может длительное время оказывать негативное влияние 
на растительный покров в зоне влияния предприятия. 

Многие исследователи изучали и анализировали влияние деятельности АО «Карабашмедь» 

на качество почвенного покрова в зоне воздействия предприятия. Результаты данных исследований 
представлены в табл.1.

Таблица 1

Исследования негативного воздействия медеплавильного предприятия на почвенный покров

Источник

Валовое содержание элементов, мг/кг

Cu
Zn
As
Cd
Pb
Cr
Ni
Fe

[17]
12200
–
–
–
–
–
–
196700

[18]
4383,2
–
–
27,3
2260,3
–
–
–

[19]
1066
10953,2
235,8
–
1233,6
700,9
991,5
46,5

[20]
4031,9
1882,4
724,7
19,1
1168,7
–
–
–

[21]
2569
2655,4
–
11,4
586,6
–
–
–

[22]
–
–
293,7
7,6
–
398,1
246,9
–

[23]
10720
3388
–
25
–
–
–
48750

[24]
4340
1877
493
12,7
900
313
280
4750

[25]
30
50
–
6
5
–
10
220

[26]
3100
–
–
–
1300
900
1200
–

[27]
637,5
3380
–
25,6
117,5
–
618
–

[28]
16416,4
6851,8
825,5
15,2
2146,3
1191,1
944,4
257288

Фоновая концентрация
20,56
17,2
–
1,1
6,3
–
7,8
–

ПДК*
3
23
2
2
6
6
4
–

* Предельно допустимые концентрации взяты на основании СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требо-

вания к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания».

На основании представленных результатов можно сделать вывод о том, что в зоне воздей-

ствия медеплавильного производства имеют место многократные превышения предельно допустимых 
концентраций в почвенном покрове по ряду элементов: медь, цинк, мышьяк, свинец, 
железо и др. Специфичный набор элементов явно указывает на то, что источником загрязнения 
выступает АО «Карабашмедь».

Помимо негативного воздействия на атмосферный воздух и почву, наблюдается загрязнение 

водного бассейна в зоне воздействия предприятия АО «Карабашмедь» и в районе складирования 
хвостов обогащения. Основными загрязнителями поверхностных водотоков, в первую очередь 
р. Сак-Элга и Аргазинского водохранилища, выступают дренажные воды хвостохранилищ,
ливневые и промышленные стоки предприятия, зона обрушения отработанного рудника «Сталинский» (
Тисовский), руч. Рыжий, сульфидно-силикатные отложения в речной пойме (рис.3).

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167
© М.А.Пашкевич, А.В.Алексеенко, Р.Р.Нуреев, 2023

DOI: 10.31897/PMI.2023.32

158

Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0

Инфильтруясь через массив хвостохранилища, дождевые и талые воды обогащаются потен-

циально токсичными элементами и далее разгружаются в водные объекты. На рассматриваемой 
территории одним из наиболее известных источников загрязнения является руч. Рыжий (рис.4, а),
воды которого характеризуются экстремально высоким содержанием металлов.

Ручей впадает в р. Сак-Элга и после этого за счет разницы в дебитах (соотношение от 1:12 до 

1:30 в зависимости от сезона) содержание металлов в воде снижается на два порядка.

Негативное влияние отходов обогащения и сточных производственных вод анализировалось 

многими авторами в различных исследованиях. Объектами наблюдения являлись руч. Рыжий, место
впадения ручья в р. Сак-Элга, шахтные воды, а также ряд озер и водохранилищ Челябинской обл. 
В результате разбавления кислых загрязненных вод руч. Рыжий с водой р. Сак-Элга, имеющей 
средние значения рН 7,5, происходит формирование щелочного гидролитического геохимического 
барьера, на котором металлы выпадают в осадок в гидроксидной форме и аккумулируются 
в донных отложениях. Концентрации металлов в донных отложениях многократно превышают 
ПДК и могут являться вторичными загрязнителями водных ресурсов. Результаты анализа различными 
авторами загрязнения водных ресурсов представлены в табл.2.

Рис.3. Карта-схема исследуемых объектов

C

Территория хвостохранилищ

Территория предприятия

Жилая зона

Пруд Богородский

Гора Золотая

Р. Сак-Элга

Руч. Рыжий

Зона обрушения 
рудника Сталинский

Точка отбора 
проб воды

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167

© М.А.Пашкевич, А.В.Алексеенко, Р.Р.Нуреев, 2023

DOI: 10.31897/PMI.2023.32

159

Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0

Таблица 2

Исследования негативного воздействия медеплавильного предприятия на водные ресурсы 

Источник
pH

Валовое содержание элементов, мг/л

Cu
Zn
Cd
Pb
Fe
Ni
As
SO4

[29] (руч. Рыжий) 
1,58
132,5
420,8
2,49
3,72
382,4
4,63
–
–

[29] (шахтные воды, 1994) 
2,1
24
350
–
–
70
–
0
3900

[29] (шахтные воды, 1997) 
2,5
35
100
–
–
170
–
0
6500

[29] (шахтные воды, 1998) 
2,7
13
0
–
–
0
–
–
2000

[29] (шахтные воды, 2000) 
6,6
0
0
–
–
0
–
–
500

[29] (шахтные воды, 2014, 70 м)
–
0,02
0,2
–
–
0,05
–
–
230

[30] (руч. Рыжий, 2008)
2
55
96
0,43
0,012
390
–
0,015
–

[31] (озера, 2001)
7,1
9,3
107
0,2
1,5
334
3,6
–
1557

[32] (р. Сак-Элга, 2014)
3,8
0,85
–
–
–
72,1
–
–
–

[33] (руч. Рыжий, 2014)
5,25
30
65
–
–
180
–
–
–

[34] (оз. Увильды, 2005)
–
12,4
12
–
–
–
–
–
–

[35] (руч. Рыжий, 2016)
2,7
51,34
167,39
1,1
1,38
629,15
3,42
0,62
–

[36] (руч. Рыжий, 2011)
–
75
100
0,8
0,1
700
-
0,01
–

[37] (руч. Рыжий, 2017)
–
45
40
1,3
1,2
42
0,9
-
–

[38] (дренажные воды, 2017)
–
87
47
–
–
1200
–
1,8
–

[24] (р. Сак-Элга, 2011)
2,4-2,7
58
87
–
1,5
375
–
–
–

[39] (дренажные воды, 2018)
2,03
458
543
–
–
5674
–
–
–

[40] (руч. Рыжий, 2014)
3
50
2
–
0,5
200
–
–
90

Фоновая концентрация
6,82
3,2
11,2
0,02
0,27
7,68
4,25
–
–

ПДК*
–
0,001
0,01
0,005
0,006
0,1
0,01
0,05
100

* Предельно допустимые концентрации взяты на основании Приказа Министерства сельского хозяйства РФ от 13 декабря

2016 г. № 552.

Помимо непосредственного негативного воздействия на компоненты среды через загрязнение 

атмосферного воздуха, на АО «Карабашмедь» существует проблема негативного воздействия на 
гидро- и литосферу от накопленных отходов обогащения медных руд. Производственный цикл 
производства меди включает в себя процессы обогащения медной руды методами флотации, в результате 
которой образуются огромные объемы хвостов обогащения, представляющие собой тонкодисперсную 
массу алюмосиликатного и сульфидного состава [41]. Отходы такого вида должны 
складироваться в специально оборудованные хвостохранилища. Хвосты являются постоянным источником 
вторичного загрязнения и нагрузки на компоненты ОС: пыление поверхностей усиливает 
нагрузку на атмосферный воздух и способствует миграции загрязняющих веществ, а отсутствие

Рис.4. Источники загрязнения: руч. Рыжий (а), хвостохранилище «Новое» (б)

а
б

Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 155-167
© М.А.Пашкевич, А.В.Алексеенко, Р.Р.Нуреев, 2023

DOI: 10.31897/PMI.2023.32

160

Статья опубликована в открытом доступе по лицензии CC BY 4.0

либо нарушение целостности гидрофильтрационных экранов способствует инфильтрации поллютантов 
с ливневыми стоками в почвы и гидросферные объекты.

В окрестностях г. Карабаш располагаются два хвостохранилища, оказывающие наиболее су-

щественную нагрузку на компоненты ОС: хвостохранилище № 3 (4,5 млн т накопленных отходов) 
и хвостохранилище № 4 – «Новое» (5,9 млн т накопленных отходов) (рис.4, б).

Круг исследований, посвященных химическому и фазовому составу хвостов обогащения, 

сильно ограничен. В связи с этим вопрос изучения состава хвостов на разных глубинах, а также 
динамики и характера процесса инфильтрации сточных вод остается открытым. В табл.3 приведены 
результаты анализов химического состава хвостов обогащения по данным различных исследователей.


Таблица 3

Исследования химического состава накопленных хвостов обогащения 

Источник

Валовое содержание элементов, мг/кг

Cu
Zn
Fe
As
Pb
Mn

[30]
370
330
77000
170
230
–

[36]
500
500
100000
100
250
–

[40]
2000
800
124000
–
–
–

[29]
1540
1572
337421
–
4116
435

[42]
1066,9
10953
–
235,8
1233
3374,8

[43]
370
390
–
–
–
–

[33]
6
10,4
220
–
1
–

ПДК*
3
23
–
2
6
60

* Предельно допустимые концентрации взяты на основании Сан-

ПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению 
безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды 
обитания».

Для снижения негативного воздействия накопленных отходов обогащения медного производ-

ства необходима разработка комплексных средозащитных мероприятий, в том числе проект рекультивации 
тел хвостохранилищ и очистки сточных вод [44]. 

Основными задачами статьи являются: актуальные мониторинговые исследования в зоне воз-

действия негативного воздействия на окружающую среду от накопленных отходов обогащения;
выявление закономерности распространения загрязняющих веществ от накопленных отходов обогащения; 
оценка возможности вторичной переработки накопленных отходов обогащения медных 
руд; определение зависимости увеличения концентрации полезных элементов к глубине хвосто-
хранилища; оценка возможности разработки комплексной системы средозащитных мероприятий 
на загрязненных территориях.

Методы. Техногенные массивы Карабашского медеплавильного комбината являются харак-

терным примером накопленного экологического вреда. Особый интерес представляют хвостохра-
нилища № 3 и 4. Рассматриваемые техногенные массивы представлены отходами обогащения
сульфидных медно-колчеданных руд. Состав отходов обогащения определяется минеральным составом 
руды, поступающей на обогатительную фабрику. Колчеданные месторождения, как правило, 
характеризуются множеством форм и типов залегания полезного ископаемого с вмещающими 
породами. Медно-колчеданные месторождения южноуральского региона представлены 
сульфидами железа, меди и цинка: пирит – 60-90 %, сфалерит – 0,2-25 %, халькопирит – 0,1-10 %. 
Второстепенные минералы представлены теннантитом, галенитом, магнетитом, гематитом, борнитом 
и др. Из нерудных минералов наиболее распространены кварц, серицит, хлорит, барит, кальцит. 

Исследуемые хвостохранилища № 3 и 4 формировались с 1958 по 1990 гг. с защитой в виде 

многоярусных дамб, высота которых составляет порядка 10 м. Для оценки потенциальной опасности 
сульфидсодержащих отходов были проведены мониторинговые исследования в районе расположения 
техногенных массивов Карабашского медеплавильного комбината. Хвостохранилище