Технологии очистки
Летом 2024 года правительство России утвердило план мероприятий по ликвидации загрязнения водных объектов Прикамья изливами шахтных вод на территории Кизбасса и за его пределами. Была составлена дорожная карта, которая включает в себя очистку русел рек, восстановление нарушенных экосистем, зарыбление водоемов. В результате масштабной работы должна произойти полная экологическая реабилитация территории — это первый опыт в России.
В короткие сроки по поручению губернатора Пермского края Дмитрия Махонина была разработана технология, которая объединяет в себе сразу несколько способов очистки воды, и опытный образец очистной станции в июле прошлого года был установлен на изливе шахты имени Калинина в окрестностях Губахи. Станция изготовлена из отечественных компонентов, а в ее работе используются расходные материалы исключительно российского производства, проектная мощность составляет не менее 100 кубометров воды в сутки.
Осенью того же года губернатор Прикамья Дмитрий Махонин на встрече с заместителем председателя правительства России Дмитрием Патрушевым рассказал о первых результатах испытаний. Они показали, что вода очищается от таких опасных веществ, как бериллий, кобальт, литий и железо. До очистки их содержание в воде превышало предельно допустимую концентрацию в десятки тысяч раз.
Сейчас первичные испытания технологии завершились, идет анализ полученных данных и необходимость доработки тех или иных решений. В случае, если опыт будет признан успешным, технология может быть применена на всех шахтных изливах в Кизеловском угольном бассейне.
Мониторинг в реальном времени
Одновременно с проведением испытаний технологии по очистке воды ученые из ПГНИУ разработали и запустили автоматизированную систему мониторинга двух рек — Яйвы и Косьвы. Она позволяет в режиме реального времени контролировать качество воды в реках, загрязненных шахтными изливами. Автоматизированные гидрохимические датчики передают информацию о минерализации, температуре воды и других показателях. Обработка данных космических снимков со спутников позволяет удаленно и даже в труднодоступных местах определить степень загрязнения воды. Такая автоматизированная система создана впервые в России. Она помогает улучшить технологии очистки рек.
Раньше отбор проб проводился три-четыре раза в год. Этого было недостаточно для того, что чтобы получить, например, исходные данные для проектирования очистных сооружений. С помощью новой системы мониторинга замеры параметров выполняются в оперативном режиме — они передаются на сервер каждые полчаса и записываются в базу данных. Это позволяет сформировать наиболее объективное представление об экологическом состоянии исследуемых водных объектов, своевременно отслеживать изменения качества поверхностных вод, прогнозировать их состояние, принимать оптимальные управленческие решения, при необходимости — выбирать наиболее эффективные природоохранные мероприятия.
Доступ к данным осуществляется через веб-ресурс, что позволяет видеть оперативную картину не только ученым, но и контролирующим органам, технологам и другим заинтересованным лицам и организациям.
В организации системы мониторинга приняла участие компания МТС, которая подписала с ПГНИУ соответствующее соглашение о сотрудничестве. Мониторинг организован в том числе с использованием цифровых сервисов и инфраструктуры МТС и ПГНИУ.
Заместитель директора по науке Естественнонаучного института ПГНИУ Николай Максимович считает сотрудничество с оператором связи в этом направлении очень важным.
— В рамках сотрудничества мы используем цифровые сервисы с привлечением данных дистанционного зондирования Земли, а также разрабатываем новые решения и внедряем инновации для улучшения качества жизни жителей региона. Кроме этого, мы будем рады популяризовать результаты наших совместных проектов и масштабировать их на другие регионы, — говорит ученый.
К слову, систему мониторинга можно применять не только для изливов из шахт, но для оценки состояния других водоемов того же Камского водохранилища. В частности, можно оценивать воздействие, которое оказывают на него воды из рек КУБа, и принимать соответствующие решения.
Деньги из отходов
В процессе применения разработок по экологической реабилитации КУБа выяснилось, что часть веществ, остающихся после очистки, может использоваться в качестве сырья для химической промышленности и получения новой продукции с повышенной добавочной стоимостью. Такие технологии предлагают разработать ученые ПГНИУ.
Еще в 1980-1990-х годах специалисты профильных институтов проводили исследования на нескольких шахтах Кизбасса. Анализ полученных данных показал, что в горных породах есть широкий спектр ценных и редких элементов, в том числе ниобий, вольфрам и скандий.
По словам Николая Максимовича, суть нового метода состоит в очистке вод изливов в сочетании с извлечением полезных компонентов. Такой способ очистки, по мнению ученого, вполне реален и выгоден в эколого-экономическом отношении.
— Концентрация таких элементов, конечно, невысока. В те годы, когда они были обнаружены в шахтах, извлекать их было крайне затруднительно — не было соответствующих технологий, делающих этот процесс рентабельным. Но с тех пор прошли десятилетия, технологии ушли далеко вперед. Учитывая, что стоимость очистки вод очень высокая, стоит проработать решение по извлечению редкоземельных элементов — это может сделать экологические мероприятия более экономически выгодными, — говорит Николай Максимович.
