20 лет сотрудничества
Сотрудничество Пермского края с федеральными органами власти по решению экологических проблем Кизеловского угольного бассейна началось еще в 2004 году. В последние два года активность этой работы заметно возросла. В 2023 году по инициативе губернатора Прикамья Дмитрия Махонина на уровне правительства страны была создана специальная межведомственная рабочая группа. Результатом ее деятельности стало утверждение дорожной карты по ликвидации загрязнения водных объектов кислыми шахтными водами.
Разработан план мероприятий на ближайшие десять лет, сегодня уже началась его реализация. В частности, с апреля 2024 года специализированное подразделение – Аналитический центр Пермского края – ведет мониторинг состояния водных объектов, подверженных негативному воздействию изливов кислых шахтных вод, что позволит получить более полную картину экологической обстановки.
Семь стадий очистки
Подключиться к поискам эффективного решения экологической проблемы Дмитрий Махонин поручил Пермскому научно-образовательного центру (НОЦ) мирового уровня «Рациональное недропользование». В короткие сроки была разработана комплексная технология очистки изливов кислых шахтных вод, объединяющая сразу несколько способов: вакуумную эжекцию, химизацию, флокуляцию, электрокоагуляцию, фильтрацию, осветление и стерилизацию. Как объяснили в Пермском НОЦ, последовательное прохождение этих стадий позволяет на выходе получить очищенную воду.
По словам директора Пермского НОЦ Павла Илюшина, предложенная комбинация методов очистки будет не только эффективна, но и экономически обоснована.
– Например, в процессе разработок выяснилось, что часть веществ, остающихся после очистки, может использоваться в качестве сырья для химической промышленности и получения новой продукции с повышенной добавочной стоимостью, – говорит руководитель.
Опытный образец станции по очистке воды, изготовленный по заказу НОЦ, был установлен летом 2023 года на изливе шахты имени Калинина в окрестностях Губахи. Испытания начались в начале сентября, и первые результаты показали, что вода очищается от таких опасных веществ, как бериллий, кобальт, литий, железо, кальций и магний, содержание которых превышало предельно допустимую концентрацию в десятки, а по ряду элементов и в тысячи раз. В случае успеха новую технологию планируется применить на всех шахтных изливах, имеющихся на территории КУБа.
Стоит отметить, что станция изготовлена и работает исключительно на материалах отечественного производства, все производственные процессы локализованы в Пермском крае, а ее проектная мощность составляет не менее 100 кубометров воды в сутки.
Мониторинг нового уровня
Также в начале сентября на заседании межведомственной рабочей группы была представлена система автоматического мониторинга рек Кизеловского угольного бассейна – совместная разработка ученых Лаборатории геологии техногенных процессов Пермского государственного научного исследовательского университета и индустриального партнера вуза – ООО «ЛНК».
На днях автоматизированная система была запущена на двух реках: Яйве и Косьве. Открыты два пункта наблюдения, откуда в режиме реального времени датчики контроля гидрохимических параметров передают информацию о минерализации, температуре воды и других параметрах.
В то же время со спутников поступают данные дистанционного зондирования Земли, позволяющие определить спектральный индекс для оценки степени загрязнения водотока, показатель количества взвешенных веществ в реке даже в труднодоступных местах.
Сервис создан на отечественной платформе NextGIS и позволяет работать без установки специализированного программного обеспечения. Сам проект реализуется с использованием технологии «Интернета вещей» (IoT). Все данные поступают на рабочий компьютер или мобильный телефон, подключенный к сервису, и ученые могут видеть изменение поступающих веществ в реки круглосуточно.
– Высокая частота замеров позволила нам оценить гидрохимическую обстановку территории – качество воды – на принципиально новом уровне. Это особенно важно при использовании подобной системы для участков, где необходим оперативный контроль экологического состояния водных объектов. Например, мы зафиксировали существенные суточные колебания минерализации воды, что ранее замерить было невозможно, – поясняет руководитель проекта, кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Лаборатории геологии техногенных процессов ПГНИУ Артём Деменев.
Доступ к картографическому сервису после завершения работ ученые планируют предоставить краевому министерству природных ресурсов, муниципалитетам региона и заинтересованным организациям.
По словам заместителя министра природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии Прикамья Дмитрия Полшведкина, наравне с традиционным мониторингом водных объектов разработка пермских ученых позволит дополнительно получать актуальную информацию об объемах загрязняющих веществ, поступающих с изливами шахтных вод в реки Кизеловского угольного бассейна. Результаты исследований лягут в основу обоснования возможных вариантов технических решений по минимизации объемов изливов шахтных вод и их очистки.
Виноват и карст
Подобная автоматизированная система разработана в нашей стране впервые. Она создана при поддержке гранта Российского научного фонда и продолжает направление по внедрению дистанционных методов мониторинга окружающей среды, которое успешно развивается под научным руководством заместителя директора по науке Естественнонаучного института ПГНИУ, заведующего лабораторией геологии техногенных процессов, заслуженного эколога России Николая Максимовича.
Пермские ученые, в том числе Николай Максимович, уже много лет принимают участие в разработке плана мероприятий по ликвидации экологического бедствия КУБа. Некоторые предложенные ими технологии прошли опытно-промышленные испытания, на них были получены патенты.
Напомним, что после закрытия последней из шахт КУБа началось их затопление за счет атмосферных осадков и притока подземных вод. Это привело к формированию многочисленных изливов кислых шахтных вод и загрязнению рек на территории Кизеловского, Гремячинского, Чусовского и Губахинского округов. Сегодня из-за многократного превышения нормативов содержания опасных и вредных веществ из водопользования было выведено более 500 км рек.
Как объяснял ранее газете «Звезда» Николай Максимович, одна из их основных причин связана с тем, что в Кизеловском угольном бассейне очень интенсивно развит карст. Закарстованные породы и пещеры являются коллекторами подземных вод и обеспечивают большую проницаемость массива. То есть вся вода, что попадает на поверхность земли, просачивается в заброшенные шахты, насыщается железом, алюминием, микроэлементами и затем изливается на поверхность.
Подробно об этой проблеме говорили на Всероссийской конференции «Карст и пещеры-2024», которая прошла в Перми летом текущего года. Важно, что не только говорили, а предлагали различные методы, как уменьшить водопритоки в подземные воды для того, чтобы кислых вод, которые там образуются, было меньше. Возможно, некоторые из них также будут применены для решения проблемы в ближайшие годы.
