На территории Пермской области функционируют два крупнейших производителя калийных удобрений – ОАО Уралкалий и ОАО Сильвинит, разрабатывающие ресурсы уникального Верхнекамского месторождения солей. В 2002 году на мировом рынке калийных удобрений доля этих двух компаний составила более 30%. Оба предприятия являются градообразующими, но их стабильная работа важна не только для городов Березники и Соликамск, но и для экономики всего Пермского региона.

Вместе с тем, освоение калийно-магниевых руд, как и других видов полезных ископаемых, неизбежно сопровождается образованием значительного объема промышленных отходов. Применяемые технологии переработки руд позволяют добиться извлечения полезных компонентов на уровне 27-30%, остальная добываемая горная масса – переходит в отходы. За годы работы ОАО «Уралкалий» получены не только многие миллионы тонн товарного продукта, но и 97% всех твердых отходов города Березники. По данным УралНИИЭкологии, суммарное количество накопленных отходов калийного производства на конец 2002 г. достигло 425 млн. т. Следует отметить, что наряду с твердыми галитовыми отходами, складируемыми на поверхности в виде солеотвалов, применяемые технологии обогащения калийных руд сопровождаются образованием значительных объемов глинисто-солевых шламов и избыточных рассолов, для хранения которых требуется сооружение специальных гидротехнических сооружений – шламохранилищ.

Огромные объемы накопленных производственных отходов калийного производства являются главной причиной негативного влияния данных предприятий на окружающую среду.

Во-первых, для их размещения занимаются значительные земельные ресурсы – суммарные площади солеотвалов и шламохранилищ составляют более 1000 га, а с учетом перспективного развития калийного производства могут достигнуть 2-3 тыс. га. Во-вторых, объекты отвально-шламового хозяйства являются постоянным источником загрязнения гидросферы – открытый сброс промстоков в поверхностную гидросеть и фильтрация рассолов в грунтовые воды привели к формированию обширных ореолов засоления гидросферы, создающих угрозу источникам хозяйственно-бытового водоснабжения.

Несмотря на принимаемые мероприятия по гидроизоляции шламохранилищ, объемы фильтрационных утечек рассолов, даже по официальным данным, достигают в отдельных случаях сотни тысяч кубометров в год (табл. 1).

Таблица 1 – Годовые объемы (тыс.м³) фильтрационных утечек из шламохранилищ калийных предприятий

Даже с учетом того, что часть фильтрационных рассолов под влиянием гравитационного эффекта погружается в нижележащую часть разреза и выводится из зоны активного водообмена (т.е. происходит их естественное захоронение в отрицательных структурах соляно-мергельной толщи), объем их разгрузки в поверхностную гидросеть весьма значителен. Особенно это каса-ется объектов, расположенных в непосредственной близости от р. Камы и ее притоков, являющихся естественными дренами грунтовых вод.

Так, в результате этих процессов в районе БКРУ-1 сформировалась значительная зона загрязнения приповерхностной гидросферы между промплощадкой, р. Зырянка и промканалом ОАО «Сода». Минерализация воды в промканале из-за прямого сброса рассолов и подземной разгрузки достигала 21 г/л. Зафиксировано превышение фоновых концентраций хлоридов в р. Зырянка (до 1 г/л).

Распространение фильтрационных рассолов из шламохранилища БКРУ-2 в направлении ручья Понамаревский Лог (приток р. Зырянка) привело к формированию ореола загрязнения подземных вод протяженностью около 3,5 км и шириной 1-3 км. Другая часть фильтрационных рассолов мигрирует в южном направлении и разгружается в р. Ленва, в результате чего минерализация в ней достигает 150-200 г/л.

Объекты отвально-шламового хозяйства БКРУ-3 являются источниками загрязнения рек Волим и Ленва. В северном направлении от шламонакопителя сформировался ореол засоления подземных вод шириной до 2,5 км.

Промплощадка и солеотвал БКРУ-4 формируют ореол засоления протяженностью около 1 км и шириной до 1,5 км, вытянутый в направлении реки Быгель, в которой также наблюдается постоянное сверхнормативное содержание хлоридов (0,2-2,0 г/л).

Многочисленные исследования состава калийных отходов показывают, что опасность для окружающей среды представляют не только хлориды, рассматриваемые в качестве основного поллютанта, поступающего в окружающую среду, но и ряд других компонентов, которые при более низких концентрациях обладают более высокой экологической опасностью. Так, по данным атомно-абсорбционного анализа, в составе калийных руд и каменной соли зафиксировано присутствие широкого спектра токсичных микрокомпонентов, находящихся как в форме водорастворимых соединений (хлориды, сульфаты, карбонаты), так и связанных с минералами нерастворимого остатка. В процессе обогащения калийных руд создаются специфические геохимические обстановки (технологические геохимические барьеры ), приводящие к концентрации этих соединений в глинисто-солевых шламах [2].

Следует отметить, что широкое использование при обесшламливании калийных руд анионоактивных органических реагентов (ПАА, ОЖК, лигносульфонат) приводит к формированию в отходах сложных органо-минеральных комплексов, обладающих гидрофобными свойствами и снижающих подвижность тяжелых металлов. Включение их в миграционные процессы возможно только в случае разрушения этих комплексов под воздействием пресных вод (выщелачивание шламов атмосферными осадками).

Таблица 2 Микрокомпонентный состав отходов калийных предприятий

Необходимо также иметь в виду слабую экологическую изученность используемых в технологических процессах органических реагентов, многие из которых представляют собой сложную смесь соединений, в том числе опасных в экологическом отношении (ПАУ, нефтепродукты, фенолы, амины). В большинстве своем они также переходят в состав отходов обогащения, где в сочетании с природной органикой галопелитов участвуют в формировании сложных органо-минеральных комплексов. Как показывают результаты исследований , в процессе взаимодействия отходов с водой происходит трансформация состава этих органических соединений, приводящая к образованию новых структур, значительно отличающихся от исходных и иногда более опасных в экологическом отношении [3].

Таким образом, можно констатировать, что обогащение калийных руд сопровождается формированием сложных поликомпонентных органо-минеральных комплексов, не имеющих природных аналогов и требующих исследования особенностей их поведения в окружающей среде и экологической опасности. Несомненно, что внедрение в практику экологического контроля новых методов аналитической химии приведёт к расширению перечня контролируемых поллютантов, характерных для калийного производства.

Приведенный обзор изученности состава калийных отходов показывает, что для повышения экологичности производства требуется проведение специальных исследований в области технологической экогеохимии. С одной стороны, данные исследования позволят произвести экологическую паспортизацию используемых технологических химреагентов и исключить из производства опасные в экологическом отношении вещества, что предотвратит загрязнение отходов экотоксикантами. С другой, исследование геохимической устойчивости формирующихся в процессе обогащения органо-минеральных комплексов позволит обосновать наиболее безопасные технологии хранения отходов калийного производства, исключающие поступление в биосферу токсичных соединений. Положительные результаты подобных исследований позволят предупредить попытки пересмотра класса опасности калийных отходов, подобные тем, что уже предпринимались ранее контролирующими органами.

Кроме того, без проведения подобных исследований вряд ли можно ожидать расширения сферы практического использования калийных отходов. В настоящее время практическое применение в ограниченном количестве находят лишь галитовые отходы – кроме использования их для закладки отработанного пространства калийных рудников, они используются в дорожном и коммунальном хозяйстве в качестве антигололедного препарата. В перспективе могут найти применение и глинисто-солевые шламы - строительная промышленность может использовать их при производстве аглопорита, силикатных изделий, ситаллов и облицовочной плитки.

Федеральный закон Российской Федерации Об отходах производства и потребления определяет необходимость установления нормативов образования отходов и лимитов их размещения с учетом расширения использования и переработки отходов. Сводить к минимуму негативные последствия промышленного производства для окружающей среды и добиваться более широкого использования отходов производства – главные задачи при построении модели устойчивого развития, стремление к которой является признаком раз-витого общества.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бачурин, Б. А. Эколого-геохимическая характеристика отходов горнодобывающих предприятий / Б. А. Бачурин // Перспективы освоения недр – комплексное решение актуальных проблем. Научные чтения им. акад. Н.М.Мельникова. М.: ИПКОН РАН, 2002. С. 26-30.
2. Бачурин, Б. А. Эколого-геохимические аспекты техногенеза горнодобывающего профиля / Б. А. Бачурин // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. С. 181-185.
3. Бачурин, Б. А. Органическая составляющая отходов горнодобывающего производства / Б. А. Бачурин, Т. А. Одинцова, И. Л. Некрасова // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов: Сб. докл. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003. С. 6-8.