​Тема утилизации опасных для окружающей среды отходов – отработанных аккумуляторов, элементов питания или попросту батареек, вредных химических, биологических и биохимических препаратов, тех же термометров и пр. давно стала актуальной. Вывозить их на полигон на Вилюйском тракте нельзя. Что делать? Выход есть...

Нельзя жить в ущерб интересам завтрашнего дня и будущих поколений. В повседневной суете мы забываем об этой простой истине. Но настал момент, когда всему обществу необходимо широко включиться в процесс сокращения уровня образования бытовых отходов и контроля над тем, где они будут складироваться.

Каждый из нас должен осознать, что мы являемся производителями целого ряда отходов и оказываем опосредованное негативное воздействие на состояние окружающей среды.

По нашему мнению, один из аспектов стоящей экологической проблемы может быть решен путем использования разработанного Институтом горного дела Севера им. Н.В. Черского СО РАН (г. Якутск) способа временного бесконтейнерного захоронения вновь образуемых и имеющихся твёрдых высокотоксичных отходов (ТВО) в долговременных хранилищах, возводимых в отработанных подземных горных выработках (ПГВ) с использованием технологий горного дела (патент РФ № 2134459.

Так где же временно и безопасно хранить долгое время подобные отходы? Наверное, немногие знают, что в пригороде города Якутска имеется уже выбывший из строя холодильник компании «Якутскэнерго». Эта заброшенная штольня действовала в советские времена, а в 90-е ее попросту перестали эксплуатировать за ненадобностью.

Подземные коридоры штольни как раз можно было бы использовать для безопасного долговременного хранения ртутьсодержащих ламп и приборов (термометры, барометры, тонометры), батареек, аккумуляторов. Подчеркиваю, не устраивать там могильник вредных отходов, а складировать на время. При накоплении достаточного объёма и развитии логистики (строительство моста через реку Лену) эти временно складированные отходы можно безопасно перевезти по железной дороге в места их промышленной утилизации (например, Красноярск).

Отходы следует поместить в контейнеры, запаковать и уложить штабелями с проливкой водой и естественной проморозкой атмосферным холодом в зимний период времени, что обеспечит надёжную защиту высокотоксичных отходов от биоты. Штольня имеет основной проход и достаточно большие ответвления, где и можно было бы спрятать на время (!), до лучших времен опасные предметы.

Для сведения, батарейки бывают нескольких видов («мизинчиковые», «пальчиковые», «крона», «бочка», «таблетка»). По статистике, на одну выброшенную батарейку приходится до 20 квадратных метров земли, загрязненных тяжелыми металлами, или около 400 литров воды. Металлическое покрытие отработанных и выброшенных батареек разрушается, тяжелые металлы просачиваются в почву и грунтовые воды.

Губительный эффект для человека может стать очевидным через несколько лет, поскольку тяжелые металлы начинают свое воздействие, лишь достигая определенной концентрации. Например, кадмий поражает почки, печень, поджелудочную железу, блокирует работу некоторых важных для жизнедеятельности организма ферментов. Ртуть очень коварна, так как действует бессимптомно. Необратимые процессы в организме начинаются незаметно.

Но и не только вышеназванное представляет глобальную опасность.

Медицинские отходы, ядохимикаты, остатки красок, лаков, клеев, косметики, антикоррозийных средств, бытовой химии представляют опасность для окружающей среды, если попадут через канализационные стоки в водоемы или как только будут вымыты со свалки и попадут в грунтовые или поверхностные воды.

Один из возможных вариантов реализации способа представлен на рис. 1. В начале в предварительно подготовленную отработанную горизонтальную ПГВ с устойчивой круглогодичной отрицательной температурой воздушной среды и горных пород (действующего, законсервированного или отработанного рудника или заброшенного холодильника) с поверхности в зимний период пробуривают две вертикальные скважины (диаметром 500-600 мм), обсаживаемые металлическими трубами, одна из которых служит для спуска ТВО, а вторая для целей вентиляции.

С началом зимы подлежащие захоронению ТВО временно складируются у устья загрузочной скважины, кроме этого, заготавливают и складируют колотый лед, который используют в качестве холодоаккумулирующего наполнителя для ускорения промораживания укладываемых отходов в подземных условиях, значительно сокращая тем самым, в совокупности с принудительным обдувом холодным воздухом, продолжительность смерзания уложенного слоя и время возведения подземного хранилища. Перед началом работ наполняют водой теплоизолированную емкость и приготавливают к работе разбрызгивающее устройство (рис.1).

Screenshot 5 

Рис.1. Подземный бесконтейнерный способ захоронения твердых высокотоксичных отходов (ТВО) в отработанных подземных горных выработках рудников криолитозоны: 1 - налегающий над горной выработкой массив мерзлых горных пород; 2 - кровля отработанной подземной горной выработки; 3- почва горной выработки; 4 - вентиляционная скважина; 5 - нагнетающий вентилятор; 6 - вентиляционный рукав; 7 - загрузочная скважина; 8 - временный отвал ТВО; 9 - временный отвал колотого льда; 10 - опалубка; 11 - емкость с водой; 12 - напорный шланг; 13 - форсунки; 14 - ТВО, сцементированные льдом.

ТВО, загружаются в скважину вперемешку с колотым льдом и под собственным весом поступают в ПГВ, в пространство огороженное опалубкой в количестве необходимом для получения слоя толщиной » 30 см. Далее производится разравнивание и утрамбовка слоя ТВО и пролив его водой. Затем включается вентилятор и производится обдув уложенного слоя холодным (атмосферным) воздухом, ускоряя тем самым, как уже говорилось, процесс его промораживания (образованием льдопородного монолита), по окончании которого производят укладку следующего слоя и т.д., до полной укладки всех ТВО или достижения кровли выработки. Таким образом, получается устойчивое ледопородное сооружение - подземное долговременное хранилище ТВО.

Проведенные исследования позволяют сделать заключение, что предполагаемый способ долговременного хранения ТВО сравнительно прост, легко реализуем, экономичен и надежен, позволяет возводить хранилище небольших размеров и не на полную высоту выработки с возможностью его периодического наращивания по мере необходимости. Подземный полигон достаточно хорошо защищен от внешних воздействий (выветривания, атмосферных осадков, солнечной радиации, пожаров), а также от возможных природных и техногенных катастроф. Мощная толща налегающих горных пород надежно защищает биоту от токсичных веществ в том числе проникающего излучения. Проведенные работы по долговременногму хранению ТВО, позволят упорядочить их учет и хранение, в значительной степени нормализовать экологическую обстановку в регионах Севера, обеспечивая при этом рециклинг твердых отходов в ПГВ.

Захороненные в ПГВ ТВО могут быть в последствии использованы в качестве вторичного (техногенного) минерального сырья. Разработка их не представит особой сложности, т.к. льдопородные сооружения легко могут быть разрушены механическим путем, а материал поднят на поверхность для дальнейшей переработки.

Михаил КАЙМОНОВ, старший научный сотрудник Института горного дела Севера им. Н.В.Черского СО РАН, кандидат технических наук

Похожие новости

  • 10/11/2016

    Новосибирские машиностроители готовы предложить импортозамещающие технологии металлургам

    ​Международная научно-практическая конференция "Оборудование для обогащения рудных и нерудных материалов. Технологии обогащения" стартовала 9 ноября в Новосибирске. Красной нитью сквозь большинство докладов, а их будет представлено более 30-ти, пройдет тема импортозамещения.
    2911
  • 05/09/2018

    Кто и как проветривает метрополитен

    ​Заходя в метро летом, мы наслаждаемся приятной прохладой, а зимой согреваемся после мороза, не задумываясь о том, какие системы заботятся о нас. Вентиляция Новосибирского метрополитена, настройкой и модернизацией которой занимались специалисты Института горного дела им.
    836
  • 22/07/2019

    «Саханефтегазсбыт» использует разработки в области биотехнологий

    Экологическая безопасность и охрана окружающей среды входят в число приоритетных направлений работы АО «Саханефтегазсбыт». В компании совершенствуются подходы к управлению природоохранной деятельностью и проведению экологических мероприятий.
    497
  • 19/05/2017

    Новые разработки ученых СО РАН готовы к внедрению

    ​Институт горного дела Сибирского отделения РАН совместно с фирмой "Комбест" разработали бестраншейную технологию прокладки и замены подземных коммуникаций. Сейчас коммунальщикам приходится огораживать территорию и выкапывать старую трубу, что приводит к серьезным нарушениям дорожного полотна.
    1153
  • 08/07/2020

    Когда почва уходит из-под ног. Какие уроки извлекут из норильской аварии?

    ​Норильская экологическая катастрофа, которая произошла, скорее всего, из-за подвижки грунтов, вызванной деградацией вечной мерзлоты, стала тревожным звонком. Она показала, что времени на дискуссии не осталось, и, если быстро не принять меры, это может привести к разрушительным последствиям.
    674
  • 16/11/2018

    Полет на Марс: почему выбрали Якутию?

    ​Проект по созданию Международного центра по испытанию материалов, элементов техники и устойчивости живых систем на Полюсе холода представил председатель Якутского научного центра СО РАН Михаил Лебедев на рассмотрение Сибирского отделения РАН в рамках обсуждения инициатив, направленных на выполнение указов и поручений руководства страны по научно-технологическому развитию Сибирского макрорегиона.
    787
  • 17/10/2018

    Метан в угольной шахте: как исправить ситуацию

    ​Чтобы освободить шахту от метана - постоянного и крайне опасного спутника угля, - нужна дегазация. Сегодня для этого бурят большое количество скважин, что затратно и неэффективно, а выходящий газ не утилизируется и вредит окружающей среде.
    741
  • 27/08/2018

    Ученые СО РАН предложили новую технологию для повышения нефтеотдачи

    ​Ее использование дает прирост добычи по скважинам в радиусе 1,5 км — до 6 тонн в сутки из одной скважины. — Наш центр занимается доработкой научных проектов — доведением их до промышленного внедрения и коммерциализации.
    1076
  • 17/12/2019

    Консорциум ученых в Якутии будет создавать технологии прокладки дорог в вечной мерзлоте

    ​Якутские ученые и производственные компании создали консорциум для испытания и выработки новых технологий строительства дорог в зоне вечной мерзлоты. Якутия станет полигоном для введения новых регламентов, которые не обновлялись с начала 2000 годов, сообщил ТАСС директор Института мерзлотоведения Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) Михаил Железняк.
    455
  • 15/06/2020

    Инженеры Института горного дела СО РАН помогут добраться до самого сложного вида нефти

    ​Борьба с коронавирусом не помешала новосибирским ученым реализовать совместный с китайскими партнёрами проект. Сегодня в Поднебесной уже монтируют поставленное из Сибири оборудование для добычи нефти.
    321