Проблемы водопользования при угледобыче

Вода - самое привычное вещество на земле. Пресная вода – один из наиболее важных для человека природных ресурсов. Возобновление пресных водных ресурсов происходит благодаря всем известному круговороту воды.

Вода воспроизводимый ресурс, но человек вмешивается и очень неудачно в природные процессы ее воспроизводства. Согласно современным экологическим определениям, вода ограниченно воспроизводимый ресурс.

Распределение пресной воды по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70 % населения мира, сосредоточено лишь 39 % речных вод.

Россия, Канада и Бразилия сегодня - лидеры по запасам пресных вод. При грамотном подходе они могут стать всеобщими спасителями.

Россия по ресурсам поверхностных вод занимает ведущее место в мире. Только в уникальном озере Байкал сосредоточено около 20 % мировых запасов пресной воды и более 80 % запасов России. При общем объёме 23,6 тыс. км³ в озере ежегодно воспроизводится около 60 км³ редкой по чистоте природной воды [1].

Один из важнейших источников пресной воды для человека – реки. Многие реки в настоящее время транспортируют промышленные отходы, которые, к сожалению, попадают в океаны и моря. Использованная пресная вода возвращается человеком в реки в качестве сточных вод. Рост очистных сооружений сегодня отстает от нормы потребления воды. Но это не самое страшное, все еще впереди!

Согласно данным ООН, к 2025 г. более чем половина стран земного шара либо испытает серьезную перегрузку водопотребления или же откровенный дефицит воды питьевого качества. К середине века уже до трех четвертей населения Земли столкнется с недостатком пресной воды. В такой ситуации некоторые эксперты говорят о том, что главное преимущество России на долгосрочную перспективу — водные ресурсы, а производство водоемкой продукции может стать доминирующим направлением развития российской экономики [2].

Использованную в промышленности воду невозможно очистить до исходного качества. Большинство растворенных неорганических соединений и около 10% органических вредных веществ оседают в чистых сточных водах. Такую воду можно будет потреблять только после неоднократного смешивания с чистой природной водой, поэтому тут важно соотношение количества сточных, даже очищенных, и речных вод.

В условиях роста промышленного производства обостряются проблемы водопользования, так как производственно-хозяйственная деятельность длительное время осуществлялась без должного учета ее влияния на гидросферу.

Среди первичных процессов, обусловливающих ухудшение качества пресной воды, обычно в центре внимания оказывается антропогенное загрязнение. Естественно, в первую очередь – это сброс неочищенных сточных вод непосредственно в водные объекты.

Различные отрасли хозяйства РФ характеризуются разной степенью негативного воздействия на водные ресурсы, среди них доля добывающих отраслей составляет около 6 %.

В общем объеме сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы РФ от добычи полезных ископаемых доля угледобывающей отрасли составляет более 40%.

Динамика сброса загрязненных сточных вод предприятиями угольной промышленности России представлена в табл. 1. Из представленных данных можно сделать вывод о снижении суммарного сброса.

Таблица 1.

Параметр	2000 г.	2005 г.	2010 г.	2020 г.
Сброс загрязненных сточных вод, млн. м3/ год	440	435	425	430

Но определяя, что в перспективе добыча угля в России при реализации Энергетической стратегии может возрасти до 400 млн. т к 2020 г., можно говорить о перспективной удельной водоемкости на уровне 1,075 м3/т. Для сравнения можно рассмотреть динамично развивающуюся угольную промышленность Вьетнама, в которой в 2010 г. общий объем сброса загрязненных сточных вод из угольных шахт составил около 48 млн. м3 при суммарном объеме добычи 43,6 млн. т в год [3]. В данном случае водоемкость составит 1,125 м3/т, но следует учесть, что обводненность угольных месторождений Вьетнама в среднем в 1,5 раза более высокая, чем в России.

Ежегодно шахтами и угольными разрезами России сбрасывается более 2,3 млрд. м3 попутных загрязненных вод, содержащих взвешенные вещества, минеральные соли, органические и бактериальные примеси. Загрязненность взвешенными веществами достигает 2-3 г/л; более 52% шахтных вод имеют минерализацию более 55 мг/л, в том числе 19% - с содержанием солей свыше 3 г/л и 1,8% - свыше 5 г/л.

Наиболее острые проблемы водопользования характерны для староосвоенных угледобывающих регионов. Проведенная реструктуризация отрасли, сопровождаемая массовым закрытием угледобывающих предприятий, привела еще к большему обострению экологических проблем. С целью экономии средств основным способом закрытия было затопление шахт. В итоге произошло значительное нарушение гидрологической ситуации в регионах и ухудшение водного баланса с возникновением, как заболоченных территорий, так и полностью обезвоженных.

В то же время шахтные воды после очистки могут быть дополнительным источником водопользования и соответствующих доходов. Следует отметить, что шахтные минерализированые воды содержат не только вредные для окружающей среды, но и ценные для промышленности химические элементы: хлориды, сульфаты натрия, соединения кальция, магния и др. Сброс этих вод приводит не только к экологическим, но и к экономическим ущербам в виде потерь ресурсов для водопользования и химического производства [4].

Реформирование угледобывающей отрасли привело к обвальному и не всегда продуманному закрытию угледобывающих предприятий по многих регионах Российской Федерации. Ряд отрицательных экологических последствий ликвидации оказался непредвиденным и неучтенным в проектных решениях [5]. Однако, опыт ликвидации шахт и разрезов показывает, что ряд мероприятий по сохранению водных ресурсов может и должен быть продуман заранее.

Следует отметить, что сброс шахтных вод приводит к биологическому подавлению рек и водоемов в связи с наличием и трансформацией в них железа и других металлов. Для вод ликвидируемых шахт очевидна необходимость строительства очистных сооружений, поиска технических и технологических решений и методов очистки.

Анализируя последствия для гидросферы, следует отметить, что существенными отрицательными гидрогеоэкологическими последствиями горно-хозяйственной деятельности угледобывающих предприятий и их ликвидации является загрязнение водоносных горизонтов. Это приводит к дефициту качественной хозяйственно питьевой воды в шахтерских городах и поселках.

Таким образом, при ликвидации шахт очевидна необходимость строительства очистных сооружений, поиска технических и технологических решений и методов очистки для вовлечения откачиваемых шахтных вод в процесс водопользования. Необходимо обеспечение процессов водорегулирования с целью защиты земной поверхности с расположенными на ней объектами инфраструктуры, жилищного и промышленного назначения, а также и в связи с защитой действующих угледобывающих предприятий.

Одним из вопросов моделирования оценки эколого-экономической эффективности водоохраной деятельности является предварительная оценка необходимых финансовых ресурсов как на ликвидацию негативных экологических последствий для гидросферы при закрытии угледобывающих предприятий, так и использование шахтных вод в региональном водопользовании. Совершенно очевидно, что такая оценка может быть произведена только при учете некой совокупности региональных факторов, которую можно охарактеризовать определенным набором условий [6].

Для формирования и выбора эколого-экономически эффективных вариантов использования шахтных вод в районах ликвидации угледобывающих предприятий требуется соразмерить затраты по всем мероприятиям и эффекты от снижения экологических ущербов, рационализации водопользования и реализации попутно извлекаемых химических реагентов.

Определение параметров загрязнения подземных вод не позволяет принять обоснованные решения о параметрах водоохранных мероприятий. Создаваемые водоохранные сооружения и системы очистки имеют длительные сроки эксплуатации, что требует прогноза изменения основных параметров откачиваемых и вовлекаемых в хозяйственный оборот вод.

Дефицит пресной воды, вне всяких сомнений, будет нарастать, если процесс экологической деградации не будет остановлен. Отсюда следует вывод: необходимым условием решения проблемы дефицита пресной воды является нормализация антропогенного воздействия на окружающую среду, экологизация производства и потребления, сохранение и восстановление необходимого для экологического баланса количества неугнетенных экосистем.

Для этого необходимо создавать инструменты экономического стимулирования рационального водопользования Федеральные и региональные органы власти должны сформулировать и реализовать конкретные планы по реализации политических, экономических и технологических мер, которые смогут обеспечить водную безопасность в настоящем и будущем.