Работа посвящена проблемам загрязнения гидросферы Среднего Урала в результате воздействия кислых шахтных вод отработанных медных месторождений. Исследованы содержания макро- и микрокомпонентов в воде и донных отложениях в районе закрытого более 20 лет назад Левихинского медноколчеданного рудника, а также изменение их содержаний в цепи: выход шахтных вод (кислая среда) – нейтрализация (щелочная среда) – отстаивание (кислая среда) – среднее течение малой реки (слабокислая среда) – устье малой реки (нейтральная среда). Термодинамические расчеты показали, что кислые минерализованные воды пересыщены по отношению к минералам групп оксидов и оксид-гидроксидов. Сильнощелочная и слабощелочная воды пересыщены к минералам групп оксидов, оксид-гидроксидов, гидроксидов и сульфатов. Воды всех сред близки к равновесию либо недосыщены к гипсу. Наиболее интенсивные процессы осаждения металлов и сорбции донными отложениями происходят в околонейтральной среде: коэффициент распределения (CR) превышает n·10⁵ л/кг для Al, Fe, Cu и Pb. Выполненная оценка степени равновесия природно-техногенных вод к минералам позволила определить процессы вторичного минералообразования, формы миграции металлов в водных объектах и их влияние на окружающую среду. Полученные данные необходимы для обоснования мероприятий по улучшению состояния гидросферы.

По результатам антирейтинга регионов с экстремальным загрязнением водотоков в Свердловской обл. в последние годы фиксируется самое большое число загрязненных рек – более четверти всех высоких и экстремально высоких загрязнений. Одним из источников загрязнения природных водных объектов на Среднем Урале являются закрытые и затопленные медноколчеданные рудники, на которых продолжают формироваться и разгружаться на поверхность кислые шахтные воды. На нескольких из них организован сбор и двухступенчатая система очистки кислых вод, включающая нейтрализацию известковым молоком и отстаивание в пруде-осветлителе. Несмотря на идентичные схемы, при сбросе в водные объекты фиксируются разные показатели загрязняющих веществ. Цель работы – оценка эффективности применяемой системы очистки кислых шахтных вод и выявление параметров, влияющих на качество очищенных шахтных вод. Лабораторные исследования выполнялись с использованием методов пламенно-эмиссионной спектрометрии, пламенной атомно-абсорбционной, атомно-абсорбционной спектрометрии, масс-спектрометрии с ионизацией в индуктивно связанной плазме, потенциометрический и др. Установлено, что на Дегтярском руднике существующая система очистки шахтных вод позволяет значительно снизить концентрации большинства токсичных компонентов шахтных вод практически до нормативных показателей. На Левихинском руднике кратность превышения предельно допустимых концентраций достигает сотни и тысячи раз. Для достижения более высокой степени очистки необходимо, чтобы продолжительность пассивной очистки была достаточной для взаимодействия реагента с кислыми водами. Однако для обеспечения этой возможности потребуется создание каскада прудов площадью несколько тысяч гектаров. Если для Дегтярского рудника действующая двухступенчатая система является достаточно эффективной, то для Левихинского необходим переход на использование более современных систем, включающих три этапа очистки.