Лаборатория геологии техногенных процессов
Осовецкий Б.М., Максимович Н.Г., Катаев В.Н., Блинов С.М. Экологические проблемы западноуральского региона. // Водные ресурсы: мониторинг и охрана: Тр. 1-го науч. симпоз.- М.: Изд-во МГУ, 1999.-С.59-62.
Экологические проблемы Западноуральского региона
Б.М. Осовецкий, Н.Г. Максимович, В.Н. Катаев, С.М. Блинов
Западноуральский регион, являясь одним из крупнейших индустриальных центров России, занимает особое положение в экономической инфраструктуре страны. Здесь расположены предприятия практически всех отраслей хозяйства, из которых важнейшие представлены машиностроением, нефтехимией, энергетикой, металлургией, целлюлозобумажной и горнодобывающей промышленностью.
Распределение техногенной нагрузки на территорию региона неравномерно. Можно выделить восемь типов территории с различной степенью техногенного прессинга:
I-девственно-природные ареалы, не включенные в хозяйственное освоение;
II-площади с минимальным освоением. Территории по долинам средних и больших рек, где запрещены лесозаготовки и сохранены леса с лугами и сенокосными угодьями;
III-территории лесозаготовок на севере региона и сельскохозяйственные угодья, в основном пашни, на юге;
IV-территории лесозаготовок и сельхозугодий с площадями разработок нефтяных месторождений, например на севере Ординского района, в Кунгурском районе, в низовьях реки Чусовой, окрестностях г. Добрянка, между г.г. Соликамск и Березники, в Чердынском и Красновишерском районах;
V-районы малых городов, поселков городского типа, где сосредоточены небольшие предприятия машиностроения, целлюлознобумажной и деревообрабатывающей промышленности, теплоэнергетики, химии, а также населенные пункты с отдельными предприятиями добычи угля (например, г. Красновишерск, п.п. Скальный, Яйва, Суксун);
VI-площади сосредоточения предприятий угледобычи, добычи строительных материалов, выпуск цемента (например, г.г. Горнозаводск, Кизел, Гремячинск);
VII-площади нахождения крупных и средних предприятий коксохимии, химии неорганического синтеза, черной металлургии, иными словами предприятий с химически агрессивными отходами (например, г.г. Губаха, Чусовой);
VIII-территории сосредоточения предприятий добычи каменных солей, водоемких предприятий обрабатывающей промышленности, например целлюлозно-бумажной, химических предприятий по производству удобрений.
Наиболее существенные изменения природных обстановок наблюдаются в районах горнопромышленной, химической, гидротехнической, селитебной и коммуникационно-транспортной деятельности. На сегодняшний день природно-техногенные системы с концентрацией экологически опасных производств сформировались на территориях практически всех градопромышленных агломераций (ГПА), характеризующихся кризисной экологиче-ской обстановкой: Пермско - Краснокамской, Березниковско - Соликамской, Кизеловско - Губахинской, Лысьвенско - Чусовской.
Экологическая обстановка в регионе формируется под влиянием следующих основных факторов:
- длительное (в ряде случаев более 100-150 лет) функционирование разнообразных экологически опасных производств (шахтная горнодобыча, химическая промышленность, энергетика, черная металлургия и др.), образовавших разветвленную техносферу и прессинг на окружающую среду и человека;
- концентрация экологически опасных производств, часто с устаревшими технологиями и недостатком средств для очистки отходов в пределах ограниченных территорий ГПА, где сосредоточено 90% населения региона;
- слабое развитие безотходных технологий (особенно в горнодобыче), что обусловило складирование отходов, многие из которых являются экологически опасными, на значительных площадях;
- перегруженность территории региона коммуникационно-транспортными артериями, включая такие сложные инженерные сооружения как нефтепроводы и газопроводы высокого давления, часто недостаточно обустроенные в экологическом отношении с высокой степенью износа.
В регионе наблюдается высокий уровень загрязнения всех компонентов экосистемы: атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв, грунтов, растительности. В условиях техногенной нагрузки активизируются неблагоприятные, часто катастрофические в проявлениях, природно-техногенные процессы, например такие как подтопление, оползнеобразование, карст, суффозия, гибель лесов. Зоны влияния ГПА распространяются на прилегающие территории, т.е. практически на все население региона, за счет переноса загрязняющих веществ в атмосфере, поверхностными водотоками и подземными водами.
Характерной особенностью региона, является то, что большая часть горно-промышленных и городских агломераций находится в пределах распространения карстующихся пород, где подземные воды глубоких горизонтов часто не имеют природных экранов от проникновения поверхностных вод с высокой степенью кислотности и содержания загрязняющих химических элементов и их соединений. Даная особенность определена наличием промышленных залежей полезных ископаемых, среди карстующихся пород (угли) или, залежи сами являются легкорастворимыми (соли) и положением природных транспортных магистралей — рек. Например, из 18 шахт, работавших в Кизеловском угольном бассейне, 8 характеризовались притоками карстовых вод свыше 1000 м3/час. Согласно данным геологического отдела ПО «Кизелуголь», 12 шахт эксплуатировались в условиях потенциальной аварийности, связанной с прорывами карстовых вод в рабочее пространство. В случаях внезапных прорывов водопритоки могли достигать 3200 м3/час.
Интенсивная горнодобывающая деятельность ПО «Уралкалий», развитие в г.г. Березники и Соликамск водоемких предприятий и предприятий химической промышленности сместили оценки опасности возникновения природно-техногенных катастроф к «очень высокой степени». Яркий пример тому обрушение горных пород, сопровождавшееся взрывом газа, произошедшее в пределах шахтного поля третьего рудоуправления г. Березников.
По интенсивности возникновения аварийных и катастрофических ситуаций районы карбонатно-сульфатного и сульфатного карста (Полазненско-Шалашненский, Сылвенско-Сергинский, Кунгурско-Иренский) характеризуются высокой степенью карстоопасности, а на некоторых участках селитебной и коммуникационно-транспортной деятельности очень высокой степенью карстоопасности.
Активизация карбонатно-сульфатного карста, вызванная нарушением покровных от-ложений и перераспределением поверхностного стока, наблюдается в зоне магистральных газопроводов Сибирь-Центр-Запад. Так в Ординском районе с мая 1983 г. по октябрь 1984 г. в полосе трассы газопровода шириной 40 м и длиной 5,4 км возникло 24 провала, в 1985 г. их количество превышало 45. К июню 1997 года на этом же интервале количество возникших провальных форм в перекрывающих суглинках достигло первых сотен.
За последние 40—45 лет в Пермском Приуралье в полосе примыкания к железнодорожному полотну произошло более 130 провалов, из них более 20 с поперечником и глубиной до 5 м.
Сотни провалов зафиксированы на полотне автомобильных дорог и в кюветах. Активизация провалообразования на отдельных участках (150—250 случаев/км2 в год) связана с сокращением мощности покровных отложений, трансформацией рельефа.
В пределах городских территорий чаще всего возникают суффозионные деформации. В период с 1989 по 1998 гг. в Перми зафиксировано более 400 суффозионно-просадочных деформаций.
О кризисной обстановке в регионе наглядно свидетельствуют следующие данные. Средняя продолжительность жизни мужского населения составляет около 57 лет, т.е. ниже, чем в среднем по России, Высок уровень заболеваемости населения, особенно детей, причем доля заболеваний, обусловленных экологическими причинами, достигает 50 %. В регионе отчетливо выражены процессы деградации растительности, почв, малых водоемов. Меняется микрофауна — зафиксирован факт появления многочисленной группы бактерий и низших животных организмов-мутантов, приспособленных к жизни в угнетенной среде.
Недостаток чистой питьевой воды, неразвитость зон рекреации, деградация экосистем малых рек, неприспособленность транспортной сети к современным условиям (особенно в крупных городах), развитие опасных геодинамических процессов, сопровождающихся деформационными явлениями на поверхности определяют состояние экосистем малых и больших городов региона. Совершенствование методов управления развитием экологической ситуации приобрело в регионе важнейшее значение. Из всего спектра направлений этой деятельности наиболее эффективными для региона являются:
- законодательная — разработка и принятие местных законов «Об охране окружающей среды», «Об охране природного, исторического и культурного наследия населения», «Об отходах»;
- экономического стимулирования природоохранной деятельности — установление льгот при внедрении малоотходных и ресурсосберегающих технологий, рациональная система штрафов, установление лимитов на использование природных ресурсов и т.д.;
- внедрения современных технологий очистки сточных вод, выбросов в атмосферу и т.д.;
- осуществления программы реабилитации населения, предусматривающей нейтрализацию вредных последствий от воздействия неблагоприятных экологических факторов на здоровье населения;
- реализации региональных комплексных программ «Чистая вода» и «Отходы»;
- функционирования разветвленной системы экологического образования (дошкольного, школьного, вузовского) и воспитания населения;
- разработки проектов рационального природопользования (безотходные технологии, комплексное использование минерального сырья и др.;
- ограничения пространственной сферы распространения вредных веществ от предприятий (разработка и обустройство искусственных геохимических барьеров и др.).
В качестве примера приведем возможности последнего направления деятельности, призванного улучшить экологическую ситуацию, отказаться от строительства дорогостоящих очистных сооружений и проведения иных, более дорогих природоохранных мероприятий.
Очистка сточных вод от взвешенных частиц. При разработке россыпных месторождений значительный ущерб окружающей среде наносит сброс сточных вод с большим количеством взвешенных частиц. Для очистки дражных стоков от взвешенных частиц на месторождении алмазов в Красновишерском районе предложено использовать грунтовые фильтры, укладываемые в русле реки, что способствует снижению содержания взве-шенных частиц до занчений, близких к фоновым.
Нейтрализация кислых стоков. Шахты Кизеловского угольного бассейна сбрасывают практически без очистки в гидрографическую сеть кислые (рН=2—4) высокоминерализованные сульфатные воды, имеющие в составе повышенные содержания железа, алюминия, тяжелых металлов. Нейтрализацию кислых шахтных вод возможно проводить с использованием отходов щелочного состава при этом водородный показатель шахтных вод повышается с 2,5—2,7 до 6,0—6,5. Содержание общего железа снижается с 240 до 0,5 мг/л. Содержание алюминия после опыта ниже пределов чувствительности анализа, при исходной концентрации 98 мг/л.
Снижение интенсивности загрязнения подземных вод в районах шахтных отвалов. В районах породных отвалов воды первого от поверхности водоносного горизонта имеют низкие значения рН, повышенную минерализацию, высокие содержания сульфатов, железа, алюминия, тяжелых металлов. Для нормализации состава подземных вод в районах отвалов в качестве реагента предложено использовать соединений бария, а также дробленые карбонатные породы, укладываемые в траншеи в зоне стока с отвалов. В результате применения метода на опытном участке водородный показатель подземных вод повысился с 1,8—1,9 до 6,4. Минерализация воды, которая перед опытом составляла 19—24 г/л, снизилась до 3,5—4,0 г/л. Сократилось содержание основных загрязняющих компонентов, мг/л: сульфаты — с 15000—17000 до 1600—1800, железо — с 3900—4600 до 1—2. Содержание алюминия в конце опыта на-ходилось ниже пределов чувствительности анализа, при начальной концентрации 464 мг/л.
Снижение сульфатной агрессивности подземных вод. При планировочных работах на промплощадке Губахинского химического завода использовались породы отвалов угольных шахт Кизеловского бассейна, характеризующиеся высоким содержанием различных форм серы. Снижение содержания сульфатов в подземных водах проводилось путем применения реагентов, содержащих барий. Проведенные на площадке натурные работы показали, что в результате применения метода подземные воды, обладавшие средней и сильной сульфатной агрессивностью, становились неагрессивными по отношению к бетону.
Защита подземных вод от загрязнения в районах шламохранилищ. Складирование отходов Пашийского металлургическо-цементного завода привело к загрязнению подземных вод в районе действующего шламохранилища. В пульпе с щелочной реакцией среды выявлены повышенные содержания Cu, Cd, Pb, Zn, Ni, Mo, As, Ti, значительно превышающие ПДК. Авторами, совместно с лабораторией охраны геологической среды МГУ, предложено создание комплексного, многослойного экрана для снижения интенсивности загрязнения подземных вод.
|
|
|
