Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman63968510.47470/0016-9900-2019-98-9-917-922PROBLEM-SOLVING ARTICLESПРОБЛЕМНЫЕ СТАТЬИProblems of endogenous fires in the development of the ore deposits and the experience of the hygienic assessment of the emergency, the emission of sulfur-containing compoundsПроблемы эндогенных пожаров при разработках рудных месторождений и опыт гигиенической оценки аварийной ситуации, связанной с выбросами серосодержащих соединенийhttps://orcid.org/0000-0003-3510-2595BakirovA. B.БакировА. Б.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0001-7801-2675ValeevTimur K.ВалеевТимур Камилевич
Russian Federation
valeevtk2011@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4134-5828SuleimanovR. A.СулеймановР. А.
Russian Federation

MD, Ph.D., DSci., Head of the Environmental Medicine Department of Ufa Research Institute of Occupational Health and Human Ecology, Ufa, 450106, Russian Federation.

e-mail: rafs52@mail.ru

Доктор мед. наук, зав. отделом медицинской экологии ФБУН «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека», 450106, Уфа.

e-mail: rafs52@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-3091-8029RakhmatullinN. R.РахматуллинН. Р.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-1249-7328BaktybaevaZ. B.БактыбаеваЗ. Б.
Russian Federation
Ufa Research Institute of Occupational Health and Human EcologyФедеральное бюджетное учреждение науки «Уфимский научно-исследовательский институт медицины труда и экологии человека»Bashkir State Medical UniversityФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Башкирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации1509201998991792225102024Copyright ©; 2024, Bakirov A.B., Valeev T.K., Suleimanov R.A., Rakhmatullin N.R., Baktybaeva Z.B.Copyright ©; 2024, Бакиров А.Б., Валеев Т.К., Сулейманов Р.А., Рахматуллин Н.Р., Бактыбаева З.Б.2024Bakirov A.B., Valeev T.K., Suleimanov R.A., Rakhmatullin N.R., Baktybaeva Z.B.Бакиров А.Б., Валеев Т.К., Сулейманов Р.А., Рахматуллин Н.Р., Бактыбаева З.Б.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/639685

Introduction. In the development and operation of ore deposits, there is a risk of adverse effects from the occurrence of endogenous mine fires (spontaneous combustion of ore), as a result of which there are emissions of significant amounts of harmful and poisonous gas-dust impurities into the atmosphere. This study was conducted in connection with the current unfavorable sanitary and epidemiological situation in the city of Sibay of the Republic of Bashkortostan, due to the decay of sulfur-containing ore of the underground mine.

The purpose of the study is to assess the ecological and hygienic situation associated with air pollution by the decay products of the ore rock of the Sibai underground mine.

Material and methods. The assessment of the level of air pollution in residential areas of Sibai was carried out on the basis of the analysis of monitoring data of 4 independent laboratories (more than 40000 samples from atmospheric air). Calculations and assessment of public health risk were carried out in accordance with the Guidelines 2.1.10.1920-04. Statistical processing was carried out using the software “Microsoft Excel”.

Results. During the period of an intensive decay of the ore rock of the Sibay underground mine in the atmospheric air of some areas of the city, there were found concentrations of sulfur dioxide and hydrogen sulfide exceeding hygienic standards (maximum permissible concentration) by 30 or more times and 80 or more times correspondingly. The values of hazard indices in relation to the respiratory system when combined inhalation substances: hydrogen sulfide, sulfur dioxide, nitrogen oxide, nitrogen dioxide were ranging from 0,3 (acceptable risk) to 18,4 (high risk). Sulfur dioxide (the hazard ratio to 14.0) and hydrogen sulfide (the hazard ratio to 6.6) made the greatest contribution to the formation of a health risk.

Conclusion. There is a high tendency to spontaneous combustion – the emergence of endogenous fires for copper-pyrite deposits represented by pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite. The decay of the ore rock of the Sibay underground mine resulted in air pollution of residential areas with hydrogen sulfide and sulfur dioxide, which contributed to the formation of an increased non-carcinogenic risk to public health.

Введение. При разработке и эксплуатации рудных месторождений существует риск неблагоприятного воздействия от возникновения эндогенных рудничных пожаров (самовозгорание руды), вследствие которых происходят выбросы в атмосферу значительных количеств вредных и ядовитых газопылевых примесей. Данное исследование проведено в связи со сложившейся неблагоприятной санитарно-эпидемиологической обстановкой на территории города Сибай Республики Башкортостан вследствие тления серосодержащей рудной породы подземного рудника. Цель исследования – оценка эколого-гигиенической ситуации, связанной с загрязнением атмосферного воздуха продуктами тления рудной породы карьера Сибайского подземного рудника.

Материал и методы. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха селитебных территорий г. Сибая была проведена на основе анализа данных мониторинговых исследований 4 независимых лабораторий (более 40 000 проб атмосферного воздуха). Расчёты и оценка риска здоровью населения проводились в соответствии с Руководством 2.1.10.1920-04. Статистическая обработка осуществлялась с использованием программы «Microsoft Excel».

Результаты. В период интенсивного тления рудной породы Сибайского подземного рудника в атмосферном воздухе отдельных районов города обнаруживались концентрации химических веществ, превышающие гигиенические нормы (ПДКм.р.) в 30 и более раз – по диоксиду серы, 80 и более раз – по дигидросульфиду. Значения индексов опасности в отношении органов дыхания при комбинированном ингаляционном воздействии веществ: дигидросульфида, диоксида серы, оксида азота, диоксида азота колеблются в диапазоне от 0,3 (допустимый риск) до 18,4 (высокий риск). Наибольший вклад в формирование риска здоровью вносят диоксид серы (коэффициент опасности до 14) и дигидросульфид (коэффициент опасности до 6,6).

Заключение. Для медно-колчеданных месторождений, представленных пиритом, халькопиритом, пирротином, существует высокая склонность к самовозгоранию – возникновению эндогенных пожаров. Тление рудной породы Сибайского подземного рудника повлекло за собой загрязнение атмосферного воздуха селитебных территорий дигидросульфидом и диоксидом серы, что способствовало формированию повышенного неканцерогенного риска для здоровья населения.

heavy metalssulfur-containing compoundsatmospheric airpollutionSibai citypublic health riskhygienic assessmentтяжёлые металлысеросодержащие соединенияатмосферный воздухзагрязнениегород Сибайриск для здоровья населениягигиеническая оценкаBurceva I.G., Tihonova T.V. Socio-economic and ecological problems of mining industry of the Komi Republic. Ekonomicheskie i sotsial’nye peremeny: fakty, tendentsii, prognoz. 2015; 3 (39): 100–10. (in Russian)Бурцева И.Г., Тихонова Т.В. Социально-экономические и экологические проблемы горнорудной промышленности Республики Коми. Экономические и социальные перемены: факты, тенденции, прогноз. 2015; 3 (39): 100-10.Valeev T.K., Sulejmanov R.A., Bakty`baeva Z.B., Egorova N.N, Rahmatullin N.R., Davletnurov et al. Ecological-hygienic assessment of influence of mining industry on environmental quality and human health. Bezopasnost’ zhiznedeatel’nosti [Life Safety]. 2018; 5: 14–8. (in Russian)Валеев Т.К., Сулейманов Р.А., Бактыбаева З.Б., Егорова Н.Н, Рахматуллин Н.Р., Давлетнуров Н.Х. и др. Эколого-гигиеническая оценка влияния горнорудной промышленности на качество окружающей среды и здоровье населения. Безопасность жизнедеятельности. 2018; 5: 14-8.Sulfur ejection at Gaisky GOK. Available at: https://vgae.ru/news/events/1526-vybros-gaza-na-gayskom-goke.html (accessed 13 June 2019). (in Russian)Выброс серняка на Гайском ГОКе. Available at: https://vgae.ru/news/events/1526-vybros-gaza-na-gayskom-goke.htmlNurmadieva G.T., Zhetpisbaev B.A. The impact of the ecosystem on human health in the industrialized regions of Kazakhstan. Literature review. Nauka i zdravookhranenie. 2018; 4: 107–32. (in Russian)Нурмадиева Г.Т., Жетписбаев Б.А. Влияние экосистемы на здоровье человека в промышленно развитых регионах Казахстана. Обзор литературы. Наука и здравоохранение. 2018; 4: 107-32.Daukaev R.A., Sulejmanov R.A. Ekologo-hygienic estimation of influence of ferrous metallurgy enterprises on the environment of the territories of the Bashkir Zauralye. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2008; 7: 9–13. (in Russian)Даукаев Р.А., Сулейманов Р.А. Эколого-гигиеническая оценка влияния предприятий черной металлургии на окружающую среду территорий Башкирского Зауралья. Экология человека. 2008; 7: 9-13.Air pollution in the development of deposits. Available at: http://ekologyprom.ru/uchebnik-po-promyshlennoj-ekologii/113-zagryaznenie-atmosfernogo-vozduxa-pri-razrabotke.html (accessed 3 June 2019). (in Russian)Загрязнение атмосферного воздуха при разработке месторождений. Available at: http://ekologyprom.ru/uchebnik-po-promyshlennoj-ekologii/113-zagryaznenie-atmosfernogo-vozduxa-pri-razrabotke.htmlZvereva V.P. Environmental aspects of mining district, Dalnegorsk (Primorye). Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten’. 2005; 12(3): 570–8. (in Russian)Зверева В.П. Экологические аспекты горнорудной промышленности Дальнегорского района (Приморье). Горный информационно-аналитический бюллетень. 2005; 12 (3): 570-8.Kuzneczov V.S., Kolosov O.Yu. Reduction of environmental pollution during works on reclamation of waste rock dumps. Zapiski Gornogo instituta. 2013; 203: 137–41. (in Russian)Кузнецов В.С., Колосов О.Ю. Снижение загрязнения окружающей среды при проведении работ по рекультивации отвалов пустой породы. Записки Горного института. 2013; 203: 137-41.Maksimova A.M. The integration of environmental damage in the design of mining facilities Modernization. Modernizatsiya. Innovatsii. Razvitie. 2016; 3 (27): 125–30. (in Russian)Максимова А.М. Учёт экологического ущерба при проектировании горнорудных объектов. Модернизация. Инновации. Развитие. 2016; 3 (27): 125-30.Matvienko N.G., Voronyuk A.S. Fundamentals of safety of development of gas-bearing and prone to spontaneous combustion ore deposits. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten’. 2012; 1: 160–71. (in Russian)Матвиенко Н.Г., Воронюк А.С. Основы обеспечения безопасности освоения газоносных и склонных к самовозгоранию рудных месторождений. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2012; 1: 160-71.Sibay deposit (South Urals). Available at: https://studopedia.su/15_18462_mestorozhdenie-sibay-yuzh-ural.html (accessed 3 June 2019)Месторождение Сибай (Юж. Урал). Available at: https://studopedia.su/15_18462_mestorozhdenie-sibay-yuzh-ural.htmlMustafin A.G., Sabitova Z.Sh., Sharipov T.V. Ecological problems of mining region of Bashkir TRANS-Urals and ways of their solution. Vestnik Bashkirskogo universiteta. 2011; 1: 43–6. (in Russian)Мустафин А.Г., Сабитова З.Ш., Шарипов Т.В. Экологические проблемы горнорудного региона Башкирского Зауралья и пути их решения. Вестник Башкирского университета. 2011; 1: 43-6.The causes of mine fires and factors affecting the process of spontaneous combustion. Available at: https://helpiks.org/4-8810.html (accessed 14 June 2019). (in Russian)Причины возникновения рудничных пожаров и факторы, влияющие на процесс самовозгорания. Available at: https://helpiks.org/4-8810.htmlPyrite spontaneous combustion as applied to the conditions of the Oryol mine. Available at: https://scienceforum.ru/2017/article/2017035246 (accessed 14 June 2019). (in Russian)Самовозгорание пирита применительно условия Орловского рудника. Available at: https://scienceforum.ru/2017/article/2017035246Rezul`taty` issledovaniya prob vozduxa na territorii gorodskogo okruga g. Sibaj. Available at: https://sibay.bashkortostan.ru/presscenter/news/137356/ (accessed 3 June 2019). (in Russian)Результаты исследования проб воздуха на территории городского округа г. Сибай. Available at: https://sibay.bashkortostan.ru/presscenter/news/137356/Spontaneous combustion of organic and mineral substances and ensuring fire safety of rocks. Available at: http://uverenniy.ru/samovozgoranie-organicheskih-i-mineralenih-veshestv-i-obespech.html (accessed 10 June 2019). (in Russian)Самовозгорание органических и минеральных веществ и обеспечение пожаробезопасности горных пород. Available at: http://uverenniy.ru/samovozgoranie-organicheskih-i-mineralenih-veshestv-i-obespech.htmlSibayskoye copper-zinc pyrite deposit. Available at: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/ (accessed 3 June 2019). (in Russian)Сибайское медноцинковоколчеданное месторождение. Available at: https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Сибайское_медноцинковоколчеданное_ месторождениеStas` G.V., Smirnova E.A. Accidents and injuries at mining and metallurgical enterprises. Izvestiya TulGU. Nauki o Zemle. 2015; 1: 7–11. (in Russian)Стась Г.В., Смирнова Е.А. Аварийность и травматизм на горно-металлургических предприятиях. Известия ТулГУ. Науки о Земле. 2015; 1: 7-11.Sulejmanov R.A., Bakirov A.B., Valeev T.K., Raxmatullin N.R., Bakty`baeva Z.B., Daukaev R.A. et al. Health risk assessment of mining areas of Bashkortostan associated with the quality of drinking water supply. Analiz riska zdorov’yu [Health Risk Analysis]. 2016; 4: 64–71. (in Russian)Сулейманов Р.А., Бакиров А.Б., Валеев Т.К., Рахматуллин Н.Р., Бактыбаева З.Б., Даукаев Р.А. и др. Оценка риска здоровью населения горнорудных территорий Башкортостана, связанного с качеством питьевого водоснабжения. Анализ риска здоровью. 2016; 4: 64-71.Urazbaev S.S., Radchenko G.A., Shalamov V.M., Novomlincev A.M., Spivak V.S., Tojbazarov M.A. Spontaneous combustion of sulfide ores in open source development. Bezopasnost’ truda v promyshlennosti. [Occupational Safety in Industry]. 1974; June: 50–2. (in Russian)Уразбаев С.С., Радченко Г.А., Шаламов В.М., Новомлинцев А.М., Спивак В.С., Тойбазаров М.А. Самовозгорание сульфидных руд при открытой разработке. Безопасность труда в промышленности. 1974; июнь: 50-2.Ushakov A.S., Chmy`halova S.V. Detection of the influence of wastes from mining and processing plants on the environment and human health, taking into account their chemical composition. Gornyy informatsionno-analiticheskiy byulleten’. 2011; 8: 237–42. (in Russian)Ушаков А.С., Чмыхалова С.В. Выявление фактора влияния отходов горно-обогатительных комбинатов на состояние окружающей среды и здоровье человека с учётом их химического состава. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2011; 8: 237-42.Hasanova R.F., Semenova I.N., Suyundukov Ya.T., Rafikova Yu.S., Biktimerova G.Ya., Il`bulova G.R. et al. Environmental assessment of pollution of heavy metals in soils of industrial zones in the city of Sibay. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2017; 12 (212): 74–7. (in Russian)Хасанова Р.Ф., Семенова И.Н., Суюндуков Я.Т., Рафикова Ю.С., Биктимерова Г.Я., Ильбулова Г.Р. и др. Экологическая оценка загрязнения тяжёлыми металлами почв промышленных зон города Сибай. Вестник Оренбургского государственного университета. 2017; 12 (212): 74-7.Yanturin S.I., Singizova G.Sh., Absalyamov T.A. The Influence of mining enterprises of the Bashkir Zauralye the contamination of soils with heavy metals. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universiteta. 2009; 6: 654–5. (in Russian)Янтурин С.И., Сингизова Г.Ш., Абсалямов Т.А. Влияние горнорудных предприятий Башкирского Зауралья на загрязнение почв тяжёлыми металлами. Вестник Оренбургского государственного университета. 2009; 6: 654-5.