Хозяйственная деятельность человека приводит к нарушению экологического равновесия, возникновению аномальных природных и техногенных ситуаций: без информации о стихийных бедствиях, катастрофах и авариях с многочисленными человеческими жертвами в разных уголках планеты уже давно обходятся редкие выпуски новостей. При этом отдельные виды деятельности человека, сопряженные, в частности, с переработкой отходов производства, могут нести потенциальную угрозу окружающей среде. Так, например, в горной, угольной и металлургической отраслях создаются специальные гидротехнические сооружения — так называемые шламохранилища, основной задачей которых служит отстаивание суспензии под действием силы тяжести, фильтрация и последующее безопасное хранение твердой фазы отходов. Они преобразуют рельеф местности, имеют значительную площадь (порядка 1 км2), объем (от 2000 м3 и более), протяженность и глубину (от 18 до 32 м).
Хотя конструкции и технологические решения дамб шламохранилищ существенно проще сооружений гидроэнергетики, учет геологических, гидрогеологических и гидрологических, инженерно-технических условий района их размещения является не менее важным, а в ряде случаев и критическим в развитии сценариев распространения возможного загрязнения. Грамотная организация шламохранилищ является неотъемлемой частью деятельности при их эксплуатации. Все токсичные отходы, которые попадают в грунт, могут стать причиной настоящей экологической катастрофы, поэтому необходимо уделить должное внимание качественному устройству шламохранилища и выполнению всех работ, связанных с его организацией. Пренебрежение данными факторами на этапе проектирования может привести к катастрофическим последствиям.
Так, в 1992 году в США, штат Колорадо, на руднике Саммитвиль произошла авария, в результате которой произошло загрязнение земель цианидами и на протяжении более 110 километров погибло все живое.
В конце 2009 года в Свердловской области на главном карьере ОАО «Высокогорский ГОК», используемом в качестве шламохранилища, произошел прорыв около 250 тыс. куб. м шламов через карстовую зону в шахту «Магнетитовая», расположенную под карьером.
5 октября 2010 года произошла крупная авария в Венгрии, которая привела к гибели 7 человек. Из хранилища вылилось около 700 тыс м3 токсичных отходов — красного шлама (красный шлам — это токсичный осадок, содержащий большой процент оксида железа, образующийся при очистке боксита в производстве глинозема), 10 человек получили ожоги, пострадали порядка 160 человек, 390 человек были временно переселены, около 5 тысяч человек готовились к эвакуации, был введен режим чрезвычайного положения в трех областях, а также существовала опасность попадания ядовитых веществ в воды Дуная.
По экспертным оценкам, в большинстве случаев аварии происходят в период строительства шламохранилищ и в начальный период эксплуатации — в течение 5-7 лет после наполнения. За это время полностью проявляются дефекты производства работ, устанавливается фильтрационный режим и деформации сооружения. Затем наступает длительный период — около 30-40 лет, когда состояние гидротехнического сооружения стабилизируется, и аварии маловероятны. После этого опасность аварий вновь увеличивается из-за развития анизотропии свойств, старения материалов и т.п.
По последним доступным данным, в России 347 объектов размещения отходов — хвостохранилищ и шламохранилищ горнодобывающей промышленности содержат около 7 млрд кубометров ядовитых отходов обогащения. Металлургическая отрасль накопила 450 млн кубометров отходов в 108 объектах размещения отходов. Ещё около 300 хранилищ с 500 млн кубометров промышленных отходов относятся к предприятиям химической и нефтехимической промышленности. Анализ данных регистра гидротехнических сооружений показал, что 15% из почти 950 комплексов ГТС объектов промышленности и энергетики вызывают опасения.
Для оперативного управления на шламохранилищах необходимо ведение мониторинга, задачей которого является своевременное выявление развития процессов, способных привести к нарушению устойчивости дамбы, развитию эрозионных процессов, загрязнению поверхностных и подземных вод. Для этого по всему периметру шламохранилищ организовывают наблюдательные створы, в границах которых размещают грунтовые марки, пьезометры, инклинометры и т.д. Переход к цифровым датчикам, позволяющим осуществлять передачу важнейших показателей в режиме реального времени, является перспективным направлением модернизации промышленности и развития научно-практической базы.
По завершении работ все организации, осуществляющие эксплуатацию объектов накопления шламов, обязаны выполнить его рекультивацию. Дело в том, что на шламохранилищах вследствие несовершенства технологических процессов складирования отходов обогащения образуются сухие пляжи, размеры которых могут достигать до 30-40% общей площади шламохранилища, под влиянием ветра с поверхности сухих пляжей сдувается мелкий шлам, который в виде пыли распространяется в атмосфере на большие расстояния. В настоящее время основной акцент при выборе направления рекультивации шламонакопителей делается на технологические, механические и физико-химические способы борьбы с пылением, разработанные и рекомендованные на объектах металлургии.
При рекультивации шламохранилищ применяются следующие способы борьбы с пылением поверхности:
Технологический способ. Этот способ включает в себя изменение способа складирования по гранулометрическому или физико-химическому составу, а также изменение состава и состояния продуктов складирования с помощью брикетирования и грануляции.
Механический способ ― создание заграждений, предотвращающих распространение пыли или сплошное покрытие непылящим материалом.
Физико-химический способ ― создание защитного слоя с помощью пены или гидрообеспыливание с целью стабилизации пылящей поверхности.
Биологический способ ― создание защитного слоя из растений. Этот способ имеет особую актуальность в связи с фитотоксичностью техногенного субстрата шламохранилищ и хвостохранилищ и трудностями создания устойчивого травянистого покрова.
Для предотвращения пыления намыв отходов в хранилище должен производиться ровными слоями по всей площади хранилища с таким расчетом, чтобы обеспечить постоянное смачивание всей намытой площади. Мероприятия по защите от ветровой эрозии разрабатываются для каждого конкретного хранилища.
Москва
