Кислые реки КУБа. Наш край находится на грани экологической катастрофы?

С момента закрытия последней шахты в Кизеловском угольном бассейне (КУБ) прошло 17 лет. Но эхо эпохи бурной угледобычи аукается (и ещё будет аукаться) до сих пор. Изливы шахтных вод и стоки с породных отвалов продолжают загрязнять местные (и уже не только мест­ные) реки, делают безжизненными прибрежные земли.

Насколько реальна угроза экологической катастрофы и есть ли возможность её предот­вратить – об этом разговор с замдиректора по научной работе Естественнонаучного института ПГНИУ, заслуженным экологом России Николаем Максимовичем. Сегодня он с группой пермских учёных изучает, как изменился состав и объёмы изливов шахт­ных вод в КУБе за последние годы. Они также оценивают общую экологическую обстановку в этих территориях.

Таблица Менделеева

«Главная проблема, почему ситуация в КУБе близка к катастрофе, связана с тем, что в угленосной толще содержится большое количество серы в виде сульфидов (самый распространённый из них – пирит). При поступлении кислорода идёт окисление и образуется слабая серная кислота. Она воздействует на породы, в результате выделяются железо и токсичные тяжёлые металлы. Концентрации железа в самих изливах не укладываются в голове с точки зрения экологических нормативов.

К сожалению, при закрытии шахт в своё время не провели тампонирование стволов, штолен, шурфов. Сейчас изливы в основном идут с горных выработок, которые не ликвидировали должным образом. Всё это накладывается на то, что в нашем крае сильно развиты карстовые явления. По этой причине когда в КУБе работали шахты, в них на тонну угля был самый большой водоприток в стране. В те времена воду, которую откачивали из шахт, без всякой очистки сливали в ближайшие реки, то есть их загрязнение происходит уже много десятилетий», – говорит Николай Максимович.

По официальным данным, сегодня в бывших районах угледобычи насчитывается 16 изливов шахтных вод. Содержание железа в них может достигать до 16 тыс. предельно допустимых концентраций (ПДК), марганца – до двух тысяч ПДК, алюминия до тысячи ПДК, некоторых тяжёлых металлов – 10 и более ПДК. В первую очередь от кислых вод страдают близлежащие реки и родники. Например, полностью нарушены экосистемы в таких реках, как Кизел и Северная Вильва: уже много лет они представляют собой сточные ядовитые канавы, в которых течёт слабая серная кислота. Во время паводка опасные вещества оседают на почвах и пойменных лугах. В результате угледобычи площадь нарушенных земель уже равна 500 га.

Вторичное загрязнение

Помимо изливов свою лепту в загрязнение вносят кислые стоки с отвалов на бывших угольных шахтах. По словам Николая Максимовича, особую опасность представляет так называемое вторичное загрязнение – техногенные донные отложения в бассейнах рек Яйва, Косьва и Чусовая.

«В конечном счёте изливы с шахт приводят к выпадению в осадок большого количества железа, алюминия и сульфатов. Их осадки сегодня всё больше устилают дно рек трёх этих бассейнов. Самое опасное, что они продолжают накапливаться и постепенно разносятся всё дальше. Уже доходят до Кам­ского водохранилища. А ведь это источник питьевого водоснабжения Перми и других городов. По нашим подсчётам, сегодня общая длина рек, которые в той или иной степени заражены из-за кислых изливов и донных отложений, составляет около 700 км», – добавляет Николай Максимович.

За 20 лет не продвинулись

Вот и получается, что за почти 20 лет, как закрыли последнюю шахту В КУБе, не только не удалось продвинуться в решении экологических последствий угледобычи, но и, наоборот, усугубить их. 
- За федеральные деньги предполагалось построить очистные сооружения, чтобы воды изливов не попадали в реки. Но это были безумно дорогие проекты: на строительство четырёх очистных сооружений собирались потратить около 10 млрд руб., а потом их содержание которых легло бы на плечи краевой казны –а это 2 млрд руб. в год. Более того, очистка этих изливов до воды питьевого качества была бы бессмысленна. Потому что реки, как уже сказала, настолько загрязнены, что от сброса в них очищенной воды экологического эффекта мы не почувствуем, - считает Николай Максимович.

Дёшево и сердито?

Учёные ПГНИУ предлагают сконцентрироваться на уменьшении объёмов шахтных изливов, очищать их и донные отложения в реках с помощью отходов, которые возникают при разработке известняковых карьеров и на содовом производстве.

«В Кизеловском районе есть немало известняковых карьеров, где при добыче возникают так называемые отсевы – до нескольких миллионов тонн в год. И их некуда сбывать. В США, например, в загрязнённые шахтными водами реки добавляют измельчённый известняк (карбонат кальция). Он имеет щелочные свойства. Его высыпают прямо в реку для нейтрализации кислых стоков. В результате они добиваются воды хорошего качества и даже где-то восстановили поголовье форели. А она, как известно, любит чистую воду. Мы предлагаем для повышения эффективности отсевы с кизеловских карьеров смешивать с отходами содового производства в Березниках. Сода тоже нейтрализует кислоту и ускоряет реакцию. Мы уже провели лабораторные эксперименты и посчитали, сколько примерно нужно такой смеси на очистку одного куба донных отложений. Это не потребует больших затрат», – уверяет учёный. 

По словам Николая Максимовича, само устрой­ство для засыпки представляет собой небольшой мобильный бункер с дозатором, который легко установить на берегу любой речки. Уже сейчас пермские учёные готовы к проведению полевых экспериментов, чтобы посмотреть, как их запатентованный метод будет работать.

«Для начала его можно использовать на тех реках, где наблюдается наиболее критическая ситуация. Плюс технологии в том, что реки сами будут разносить этот реагент. Кроме того, он позволит создать барьер для донных отложений, остановить их окисление и накопление. Также подобный подход можно применять при очистке самих изливов и отвалов. Сегодня отвалы засыпают глиной, а мы предлагаем рекультивировать их карбонат-щелочными породами, чтобы добиться нейтральной среды. Это уменьшит вынос кислых продуктов, улучшится растительность. Сейчас мы вместе с сотрудниками Института горного дела из Екатеринбурга разрабатываем математическую модель фильтрации на территории КУБа: хотим просчитать, как здесь двигаются подземные воды и будет ли эффект, если затампонируем тот или иной шахтный ствол. Ведь если удастся уменьшить количество изливов, это сократит загрязнение и затраты на очистку», – поясняет Максимович.

По словам учёных, если в ближайшее время всерьёз не заняться уменьшением изливов с шахт и очисткой донных отложений в реках, риски экологической катастрофы в КУБе (и не только здесь) возрастут. Известно, что в среднем старые угольные шахты источают кислые воды в течение 50-100 лет после закрытия. 

Как не обжечься на воде?

Доктор географических наук, профессор, завкафедрой картографии и геоинформатики ПГНИУ Сергей Пьянков:

«Мы создали информационный ресурс kub.maps.psu.ru, на котором собрали данные обо всех источниках загрязнения на территории КУБа, качестве воды в местных родниках и реках. Официально сайт запустим в сентябре, но он уже доступен в тестовом режиме. На нём можно посмотреть гидрохимические и гидрографические характеристики любого речного объекта на исследуемой территории, в каком состоянии он находится, какие концентрации загрязняющих веществ содержит. Для понимания указаны ПДК по ряду веществ, для которых они официально установлены.

Надеемся, сайт будет интересен и полезен многим, в том числе тем, кто сплавляется по Усьве и Вильве и не всегда представляет, какой опасности подвергается. Местные жители уже настолько адаптировались к ситуации, что знают, из каких родников можно и нельзя пить воду, где стоит купаться, а где нет. А вот приезжие не владеют такой информацией. Хорошо помню, как сам во время сплава по Усьве обжёг лицо, умывшись из ручья, бегущего вблизи шахт «Усьва-3» и «Таёжная».

Работу над порталом поддер­живает краевое Министерство природных ресурсов, лесного хозяйства и экологии. Планируется, что на основе данных этого ресурса, которые постоянно обновляются, будут принимать решения о выборе оптимальных мест для очистки грунтовых вод».

Фильтровать и кипятить

Химик-инженер I категории водоснабжающей компании Марина Смирнова:

«Высокое содержание тяжёлых металлов в питьевой воде опасно тем, что они имеют свойство накапливаться в органах выделения, т. е. не выводятся из организма. И при накоплении могут приводить к разным заболеваниям. От них страдают почки, печень, тяжёлые металлы негативно влияют на центральную нервную систему. Например, никель даже в небольших концентрациях становится токсичным. При употреблении воды, содержащей никель и его соединения, у людей с чувствительной кожей могут возникать дерматиты. Тяжёлые металлы вредны ещё тем, что могут замещать полезные микроэлементы. Так, бериллий может замещать кальций в соединениях фосфатов кальция и тем самым ослаблять костную ткань.

Вода из Камского и Чусовского водозаборов соответствует нормативам. Правда, в Чусовском водозаборе она с повышенной жёсткостью. Поэтому для неё желательно использовать на кухне хороший фильтр с обратным осмосом и обязательно кипятить. Также очистить набранную в кране воду от металлов помогают фильтры-кувшины: воду нужно отстоять, налить в кувшин и тоже прокипятить после фильтрации».