Российские специалисты рассказали о существующих методах мониторинга складированных отходов горнорудного производства и отметили, что можно улучшить в данном направлении. Собственные исследования и наблюдения обобщили сотрудники Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, Института экологии Российского университета дружбы народов (Москва), Новосибирского государственного технического университета и Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН.
Хвостохранилища и отвалы часто представляют опасность для окружающей среды и людей, но при этом являются источником ценных компонентов. В холодных климатических зонах складирование отходов, поддержка хранилищ в стабильном состоянии и организация системы мониторинга имеют ряд особенностей. Отрицательные температуры, циклы замораживания и оттаивания приводят как к повышенному выходу потенциально токсичных веществ за пределы отвалов, так и к нарушению целостности ограждающих сооружений. Проблема усугубляется глобальным потеплением: из-за оттаивания мерзлого грунта верхние слои почвы становятся более подвижными. Для предотвращения чрезвычайных ситуаций необходим постоянный мониторинг хранилищ отходов.
В данный момент наиболее эффективный мониторинг осуществляется геофизическими методами. К ним относятся электромагнитные, сейсмические и магнитометрические исследования. С помощью различного оборудования специалисты могут оперативно собирать нужные данные, не нарушая целостности исследуемых объектов. Геофизические методы позволяют оперативно оценить границы техногенных отложений, объем и опасность отходов; картировать области фильтрации подземных дренажных растворов, локализовать места утечек фильтратов и загрязнения подземных вод. Также геофизика помогает при оценке устойчивости ограждающих сооружений и при исследовании возможностей рекультивации либо вторичной переработки сырья.
Ученые отмечают, что в последние годы геофизические методы активно применялись при изучении различных отвалов и хвостохранилищ. В частности, институты СО РАН активно использовали электротомографию при исследовании отходов в Кемеровской, Челябинской областях, а также в Забайкальском крае — и стали лидерами в этом направлении.
По словам специалистов, в ближайшие годы геофизические методы будут активно развиваться. Речь идет о разработке комплексных подходов на основе электроразведки, сейсмотомографии, аэрофотосъемки с верификацией геохимическим опробованием. Всё это повысит точность интерпретации геоэлектрических и структурных моделей техногенных объектов и позволит решать новые актуальные задачи. К таким задачам относятся, в частности, поиск геохимических барьеров-концентраторов металлов, оконтуривание зон окисления сульфидных минералов, локализация областей деградации многолетнемерзлых пород за счет действия подземного кислотного дренажа. Важной проблемой также является определение сезонной динамики техногенного тела с установлением общего количества выделяемого тепла и объёмов парниковых и серосодержащих газов.
Еще одно перспективное направление связано с разработкой мобильных комплексов для электроразведки, адаптированных к низким температурам. Также предполагается использовать дроны с гиперспектральными камерами, интегрировать данные дистанционного зондирования с полевыми геохимическими пробами и внедрить алгоритмы искусственного интеллекта для обработки геофизических данных. Все эти направления исследователи планируют развивать в ближайшем будущем.
Пресс-служба ИНГГ СО РАН
