В процессе добычи и переработки калийных солей образуются твердые галитовые отходы, которые хранят на солеотвалах. Они находятся рядом с горно-обогатительными предприятиями. Загрязняющие вещества из отходов мигрируют в окружающую среду, вызывая засоление природных водных объектов и почв. Исследователи из Пермского Политеха предложили способ, который позволит сократить негативные последствия и улучшить экологическую ситуацию. Результаты лабораторных экспериментов позволили обосновать эффективные решения для восстановления экологического состояния территорий.
Лариса Рудакова, руководитель проекта, заведующая кафедрой «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха
Данные первых обзорных исследований экологи опубликовали в сборнике материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Химия. Экология. Урбанистика» (2022). Исследование выполнено при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Более 80% мировых запасов калийных солей и около 70% производств удобрений на их основе находятся в России, Беларуси и Канаде. Крупнейшие месторождения также располагаются в Германии и во Франции. По словам ученых, отходы производства достигают 70% от добытой породы. К ним относятся твердые галитовые отходы, содержащие 92–95% хлористого натрия, и жидкие глинисто-солевые шламы, которые включают растворимые и нерастворимые компоненты. Количество твердых отходов на калийных предприятиях в Пермском крае составляет более 270 млн тонн, а жидких – свыше 30 млн м3.
– Солеотвалы представляют собой насыпи высотой от 100 до 130 метров. Твердые галитовые отходы содержат хлористый натрий, галит, доломит, гипс и другие примеси. Из-за высоких углов наклона отвалов и активного растворения солей в условиях промывного режима загрязняющие вещества попадают в почву, поверхностные и подземные воды. Это может вызывать такие последствия, как засоление вод, изменение физико-химических свойств почв, пыление, формирование новых биоценозов, не характерных для этой территории. Чем выше содержание загрязняющих веществ в «теле» солеотвала, тем интенсивнее протекают процессы нарушения природных экосистем. Хранение отходов на поверхности земли приводит к нарушению рельефа и биогеохимических процессов в почвенном и растительном покрове, изменению химического состава поверхностных и подземных вод, – отмечает руководитель проекта, заведующая кафедрой «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха, доктор технических наук, профессор Лариса Рудакова.
Экологи Пермского Политеха с коллегами из ЕНИ ПГНИУ изучили влияние отходов Верхнекамского месторождения калийно-магниевых солей на окружающую среду. Они предложили снизить фильтрацию стоков в солеотвалах. В основу способа легли ранее известные технологии, которые ученые усовершенствовали с учетом особенностей отходов и региональных условий. На поверхности солеотвала исследователи предложили провести рекультивацию: выровнять его склон, создать защитный экран из глины и расположить на нем почвенно-растительный покров.
– Мы провели лабораторный эксперимент и смоделировали в контейнерах условия рекультивации, поместив в них вещество солеотвала, различные слои глины в качестве защитного экрана и образцы зональных почв. Затем высадили устойчивую к неблагоприятной среде травосмесь. Количество семян мы увеличили в 2 раза по сравнению с рекомендациями по рекультивации. Далее отслеживали их высоту, массу и окислительно-восстановительную активность в течение 21 дня и сравнивали с растениями, выращенными на почвах без вещества солеотвала и глиняного экрана. В результате нам удалось выявить, что при уменьшении защитного слоя из глины характеристики растений ухудшались. В этих условиях они испытывали окислительный стресс, что говорит о токсичности среды и изменении состава защитного слоя, – рассказывает одна из исследователей, магистрантка кафедры «Охрана окружающей среды» Пермского Политеха Анна Перевощикова.
Эксперимент позволил ученым определить в лабораторных условиях оптимальную толщину глинистого слоя, почв и травосмеси для рекультивации солеотвала. В дальнейших планах экологов – проведение опытно-промышленных испытаний.
Информация и фото предоставлены пресс-службой Пермского Политеха
