ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ

ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ И
РАДИОНУКЛИДАМИ ОТВАЛОВ ГОРНЫХ КАРЬЕРОВ
Центр по сапропелю столкнулся с проблемой восстановления нарушенных горными
работами земель от радионуклидов и тяжелых металлов еще в 1986-1990 г.г. Свои
работы в этом направлении он связывал с использованием сорбционных свойств
органического сапропеля и заложенных природой поглощающих радионуклиды и
тяжелые металлы свойств некоторых видов тропических растений. Одно из них – это
водный гиацинт (эйхорния). В настоящее время Центр продолжил полевые и
лабораторные работы ученых из Института цитологии и генетики, действующем при
Сибирском отделении РАН, по использованию растений для поглощения радиации,
тяжелых металлов и нефтепродуктов в горном деле. В частности, ставились задачи
снижения содержания радионуклидов и тяжелых металлов в горных отвалах
Маардусского фосфоритного карьера в Эстонии.
За основу был взят водяной гиацинт, который по данным ранее проведенных
исследований в значительной мере поглощает радионуклиды и тяжелые металлы,
очищая тем самым загрязненные природные водоемы, затопленные отработанные
горные карьеры, донные илы прудов и озер. Растение уже хорошо зарекомендовало
себя в качестве сорбента загрязнителей. Полевые работы Центра по сапропелю на
площадях отвалов и обводненных открытых выработок отрабатанного Маардусского
фосфоритного карьера, начатые в 1988 г. в 2012 г. были продолжены и дали
положительные результаты.
Фосфоритный карьер под г. Таллинн в Маарду разрабатывался в СССР и накапливал в
своей массе вскрышных пород отвалов повышенные концентрации тяжелых металлов и
радионуклидов. Загрязнение исходило от диктионемовых сланцев, которые шагающими
экскаваторами при вскрыше фосфоритного слоя в дробленном виде сбрасывались в
отвалы и интенсивно увлажнялись атмосферными осадками и водой водоносного
горизонта. В отвалах образовывались зоны с повышенным содержанием тяжелых
металлов и интенсивного радиоактивного накопления. При прекращении разработки
фосфоритов карьер был затоплен подземными водами, что привело к вымыванию
локализованных зон загрязнителя и попадания его в воду, водоносный горизонт, на
поверхностный луговой травяной и растительный покров. Тяжелые металлы и
радионуклиды из незначительных по площадям зон в отвалах карьера все больше и
больше разносятся водами по территории бывших горных выработок и далеко за его
пределы. Опасность создается и потому, что все это примыкает своей границей к
столице Эстонии и грозит загрязнению природных питьевых вод города.
Водяной гиацинт был высажен в воды затопленных открытых выработок карьера,
которые аккумулируют в себе дренажные дождевые и паводковые стоки из отвалов,
включающих в себе обогащенный тяжелыми металлами и радионуклидами
диктионемовый сланец. Для эффективности роста и быстрого размножения водяного
гиацинта была разработана и апробирована пастообразная сапропеле-торфяная
подложка. На ней растения заранее выращивались в теплицах, а после – переносились
на подлежащие очистке от загрязнений территории.
Первые результаты работ в лаборатории и в затопленных выработках карьера
показали, что в килограмме сухого веса водяного гиацинта может накапливаться
до 4,8–5.1 г нерадиоактивного изотопа стронция, который в природе является
заменителем кальция для растения. После вегетационного периода водяной гиацинт
собирают, высушивают и сжигают. Зола с накопленными тяжелыми и радиоактивными
металлами утилизируется.
По данным двух вегетационных периодов из тонны собранного водяного гиацинта
удалось выделить 27-30 кг золы. Это не плохой результат выведения загрязнителя из
отвальных образований сорбирующими растениями, выращенными на сапропелеорганической подложке.
Новосибирские ученые культивируют водяной гиацинт в оранжереях. Растение
выращивается и размножается в том числе и зимой. Возможность ускорить процесс
размножения гиацинта на пастообразном и жидком сапропеле предложена к.т.н.
Бычеком Н.Д. из Центра по сапропелю. Выращенные растения для очистки водных
поверхностей и донных отложений водоемов теперь можно заказывать вместе с
технологией проведения работ всеми заинтересованными предприятиями.
Органический сапропель сам по себе также имеет сорбционные свойства и впитывает в
себя из воды и увлажненных вмещающих почв тяжелые металлы и радионуклиды.
Возможность поглощения сапропелем радиоактивного загрязнителя, в том числе и
ядовитых веществ, доказана на опытном участке того же Маардусского фосфоритного
карьера в Эстонии. Работы проводились под руководством к.т.н. Бычека Н.Д. и
послужили основанием для подготовки технологии восстановления поверхности
рекультивируемых земель после карьерной отработки месторождения. Предложенная
технология дала возможность создать по всем подверженным исследованиям площадям
рекультивируемого карьера природный фон радиоактивности и снизить до ПДК
содержание в приповерхностном слое тяжелых металлов.
При масштабном применении предлагаемой технологии, например, на больших
угольных и железорудных разрезах, целесообразно создавать кооперацию с
предприятиями Ю-В. Азии в Камбодже, Таиланде, Вьетнаме или Бирме, где в
промышленных масштабах в водоемах можно было бы выращивать водный гиацинт,
доставлять его на место применения самолетом в считанные часы и на сапропелевой
подложке использовать на горнорудных предприятиях.
Технология биосорбции растениями тяжелых металлов и радионуклидов, созданная
в Новосибирске и адаптированная Центром по сапропелю для очистки техногенных
водоемов и отвальных горных пород карьеров и рудников относительно проста в
исполнении, экологична по своей сути, не требует энергозатрат и обладает дешевизной
внедрения. Центром по сапропелю удалось очистить отвальные площади карьера и
техногенного водоема, с которыми ни природа, ни человек не смог справиться в
течении 3 лет, т.е. на протяжении 3 вегетационных периодов. Себестоимость решения
данной задачи составила не более 440 тыс. руб./Га
Водный гиацинт способен быстро размножаться в загрязненных водах и на
пастообразных сапропеле-органических подложках. Он с фантастической скоростью
поглощает не только тяжелые металлы и радионуклиды, но и биогенные загрязнители,
нефтепродукты, пестициды и фенолы.
К слову, водяной гиацинт, или эйхорния отличная (Eichhornia crassipes), — красивый
плавающий цветок родом из Амазонии. В жарком климате он моментально заселяет все
водоемы, вытесняя другие виды растений. При температуре +10*С водяной гиацинт
начинает отмирать от корневища, а при минусовой температуре – погибает. Цветок
совершенно не выносит соленой воды, поэтому без помощи человека никогда не смог
бы выбраться за пределы Америки. В некоторых тропических странах он получил
второе название – «зеленая чума», так как вытесняет вокруг себя всю растительность
и моментально преобразует водоемы в болото, является опаснейшим сорняком. На его
уничтожение страны Восточной Азии и Америки тратят большие финансовые средства.
Использование сочетания эйхорнии (водного гиацинта) на сапропеле-органических
подложках позволяет доставлять растение в любые страны для выполнения
поставленных задач на горных отвалах и техногенных образованиях с повышенным
содержанием тяжелых металлов и радионуклидов. Сапропелевая подложка, так же как
и сам цветок служит сорбирующим в себе тяжелые металлы и радионуклиды
материалом. При ее использовании достигается наивысший уровень «впитывания»
загрязнителя, ускоряется процесс очистки территории в несколько раз. Это связано с
высокой сорбционной способностью органических сапропелей по отношению к
загрязнителю. Его поглощающая и удерживающая в себе радионуклиды емкость
превосходит все известные вещества. Таким образом, выращиваемый на сапропеле
гиацинт в несколько раз по емкости превосходит своего природного побратима,
быстрее вырастает и созревает к размножению.
Емкостной коэффициент сапропеля по отношению к тяжелым металлам,
биозагрязнителям, пестицидам и фенолам более 3-4 единиц своего первоначального
объема. Высыхая, сапропелевая подложка вместе с водным гиацинтом утилизируется в
виде золы.
При закрытии в 1989-1990 г.г. Маардусского фосфоритного рудника в Таллинне
возникла проблема очистки пожарных и технических водоемов промдвора и склада ГСМ
от скапливающихся в них утечек нефтепродуктов. Центром по сапропелю была
предложена простая схема очистки воды и территории от нефтезагрязнителя путем
высадки в прудах на сапропелевой подложке водного гиацинта. Работы проводились в
летние месяцы с июля по август. И уже к сентябрю результатом такой работы стала
осветленная вода в водоеме. Пробы на содержание в ней нефтепродукта дали 96%
степень очистки, а по фенолам она достигала до 98%.
ЦЕНТР ПО САПРОПЕЛЮ
Астрахань. ул. Ульянова, 67.
Тел. +7 (960) 851-73-17 и +7 (908) 613-22-20
e-mail: [email protected]
www.sapropex.ru www.saprex.ru