Использование природоподобных технологий активно внедряется в различные сферы деятельности человека. Очистка сточных вод горнопромышленного производства – одна из них. В работе на основе многолетних исследований воздействия разработки Сибайского медноцинковоколчеданного месторождения выполнена оценка эффективности геохимических барьеров по очистке воды от Cu, Zn, Cd на р. Карагайлы, используемой для стока подотвальных и карьерных вод. В основу исследований положены результаты определения содержания металлов в воде и донных осадках, форм металлов и величины pH. С использованием дискриминантного анализа выделены четыре гидрогеохимические обстановки, обусловленные изменением системы водопользования в течение последних 20 лет, показаны механизмы формирования и разрушения геохимических барьеров. Статистическое моделирование процессов перевода металлов в твердую фазу и осаждения на дно выполнено на основе многомерно-регрессионного анализа. Осаждение Cu вызвано адсорбцией свежеобразованными гидроксидами Fe, в меньшей степени – выпадением в составе сульфатов при повышении щелочности воды. Проявлен антагонизм к гидроксидам Mn, обусловленный разными физико-химическими условиями их осаждения. Механизмы аккумуляции Zn обусловлены, в большей мере, фазовыми переходами в составе сульфатов при повышении pH c образованием собственных минеральных фаз. Вторым менее значимым механизмом выступает адсорбция на свежеобразованных гидроксидах Mn, что соответствует представлениям о близких условиях осаждения гидроксидов металлов. Поведение Cd отражает промежуточные между Cu и Zn условия осаждения в реке. В одинаковой степени механизмами аккумуляции выступают гидроксиды Fe и водные сульфаты, но отсутствует антагонизм к Mn. Выполненная оценка эффективности геохимических барьеров в очистке речных вод свидетельствует о перспективности использования природоподобных технологий in situ в водотоках, каналах и других системах отведения воды. Разработанные статистические модели могут быть использованы при постановке экспериментальных исследований и проектировании искусственных геохимических барьеров.
На основе комплексных исследований территории разработки Сибайского медно- колчеданного месторождения установлены особенности изменения химического состава природных вод, показана специфика техногенной миграции рудных элементов в донных осадках реки и в почвах, а также вовлечения тяжелых металлов в биогеохимический круговорот. Выявлена степень трансформации природных геохимических процессов в условиях техногенеза. Определены ориентировочные размеры техногенных ореолов и потоков рассеяния рудных металлов. Даны рекомендации, направленные на снижение техногенной миграции элементов.
