Использование недр для подземного захоронения значительных объёмов биологически опасных жидких отходов обеспечивает надёжное удаление их из биосферы на длительные сроки, но продолжает оставаться спорным моментом, в виду сомнения жителей. Похожая ситуация происходит сегодня и в Новомосковске, где одно из старейших химических предприятий страны «Оргсинтез» планирует создать емкостной парк для подземного захоронения промышленных стоков.

Мы поговорили с заслуженным геологом Российской Федерации доктором геолого-минералогических наук, действительным членом Международной академии минеральных ресурсов Валерием Грабовниковым, который широко известен как специалист в области обоснования мест размещения полигонов подземного захоронения жидких, в том числе радиоактивных, отходов.

- Могли бы вы рассказать для наших читателей о методе размещения подземного захоронения жидких полигонов?

- Под «подземным захоронением опасных жидких отходов» понимается размещение жидких отходов в глубокозалегающих (как правило, более 300 – 500м) водоносных горизонтах («пластах-коллекторах») отрицательных платформенных структур, изолированных выдержанными водоупорными пластами от  эксплуатируемых или пригодных к хозяйственному использованию   водоносных горизонтов верхней гидродинамической зоны.

Такие пласты-коллекторы, пригодные для захоронения отходов содержат в большинстве случаев подземные воды повышенной и высокой минерализации, экологически опасные и исключающие их рациональное использование в настоящее время и в перспективе.

Основное изменение гидрогеологической обстановки на участках подземного захоронения в период эксплуатации полигонов заключается в том, что в пласт-коллектор принудительно внедряется определенный объем промстоков, которые оттесняют от участка соответствующий объем пластовых вод. Этот процесс осуществляется за счет увеличения давлений в точках расположения нагнетательных скважин и формирования вокруг них так называемых «репрессионных воронок» пьезометрической поверхности пласта-коллектора.

Подземному захоронению, например, подлежат промышленные отходы, которые в современных условиях не могут быть обезврежены и размещены в окружающей среде ввиду отсутствия соответствующих технологий, либо неприемлемости их технико-экономических показателей. Целью подземного захоронения является удаление биологически опасных отходов из среды непосредственного обитания человека, надёжная длительная (тысячи лет) изоляция их в недрах, предотвращающая поступление токсичных компонентов отходов в приповерхностную зону активного водообмена и далее в биологические цепочки.

На сегодняшний день, подземное захоронение является главнейшей альтернативой накоплению жидких отходов на поверхности земли и сбросу их в поверхностные водные объекты и, таким образом, изначально имеет природоохранную направленность.

- А охватывает ли зона влияния таких полигонов «огромные площади»?

- Подземный комплекс включает пласт-коллектор отходов, один-два вышележащих так называемых «буферных» (страхующих) водоносных горизонта, разделяющие и перекрывающие их пласты водоупорных пород, а также скважины различного назначения (нагнетательные или рабочие, наблюдательные или контрольные, резервные).  

Для обоснования возможности реализации и проектирования систем подземного захоронения на конкретных объектах проводится комплекс специальных гидрогеологических исследований и прогнозов. Прогнозируются: размеры и темпы формирования «залежи» отходов, изменения гидродинамической обстановки на участке полигона в процессе и по окончании эксплуатации (изменение уровней в пласте-коллекторе, буферных горизонтах, развитие процессов вертикального перетекания пластовых вод и др.).

Наблюдения на действующих полигонах подземного захоронения свидетельствуют, что даже на крупных объектах радиус контура распространения отходов за 30-40-летний период эксплуатации не превышает 3-5 км.

Указанные закономерности следует учитывать и использовать при анализе условий подземных захоронений на конкретных объектах, особенно потому, что до настоящего времени даже в специальной литературе встречаются совершенно необоснованные представления об охвате влиянием полигонов подземных захоронений «огромных площадей».

- Со временем токсичные компоненты отходов разлагаются?

- При подземном захоронении в большинстве случаев в пласте-коллекторе протекают такие благоприятные с точки зрения локализации опасных компонентов отходов процессы, как сорбция токсичных компонентов водовмещающими породами, выпадение их из раствора вследствие способствующих этому термодинамических и физико-химических условий.

Такие процессы изучаются и прогнозируются при обосновании систем подземного захоронения на конкретных объектах. Кроме того, токсичные компоненты отходов со временем должны в той или иной степени испытывать деструкцию и, таким образом, обезвреживаться. Кинетика деструкции, например, совершенно четко установлена для радиоактивных элементов – для них она характеризуется периодом полураспада.

При этом не будем забывать, что скорости миграции пластовых вод ничтожны. По существу мы имеем дело, как пример, с  залежами нефти и газа которые млн лет находятся под землей. Огромные объемы отходов, которые удаляются, они занимают небольшие площади за счет того, что подземные емкости  просто несопостовимы с наземными объектами. Пласты обладают таким объемом, что на 1 кв метре площади пласта коллектора размещается, как правило, от 1 млн до 5 млн кубометров отходов.

- Насколько верны опасения людей на тот счет, что подобный способ захоронения ухудшит экологическую обстановку в Новомосковске?

- Гидрогеологические основы подземного захоронения жидких отходов позволяют уже на раннем этапе использования этого способа оценить перспективы его применения на территории бывшего СССР путём составления специальной «Прогнозной карты гидрогеологических условий захоронения промышленных сточных вод в глубокие водоносные комплексы».

К  настоящему моменту карта актуализирована и разработан её компьютерный вариант. На таких картах выделяются площади с благоприятными и неблагоприятными для реализации подземного захоронения условиями, а также территории, недостаточно обеспеченные необходимой для оценок информацией. Для благоприятных территорий даны сведения о развитых перспективных пластах-коллекторах и изолирующих в разрезе водоупорных толщах.

Благоприятными для подземного захоронения жидких отходов  условиями характеризуются большая часть Европейской территории России, Западной и Центральной Сибири, занятые платформенными артезианскими бассейнами. Неблагоприятные условия характерны для древних кристаллических щитов и массивов, а также молодых геосинклинальных областей, отличающихся активным неотектоническим и гидродинамическим режимом.

В целом, использование недр для подземного захоронения промышленных отходов в России имеет достаточно надёжную теоретическую,  экспериментальную и картографическую базу.

Новомосковский полигон не такой уж большой и «древний», он действует с 1982 года, объем закачки стоков один из самых низких по России. Например, в Тамбове предприятие «Пигмент» захоронило туда более 57,0 млн.м3 отходов.

При этом, каких либо нарушений  не наблюдается, там все контролируется. Оба полигона находятся в пределах так называемого московского Артезианского бассейна, который благоприятен для размещения подобных подземных захоронений.

На огромных площадях этого бассейна распространены водоносные горизонты благоприятные для использования их в качестве пластов-коллекторов для захоронения отходов.

И да, данный метод захоронения никак не влияет на экологическую обстановку в том или ином регионе.

- А есть ли какие-то примеры?

- В настоящее время в России эксплуатируются  около 25 специальных централизованных полигонов подземного захоронения жидких токсичных отходов атомной, химической, нефтеперерабатывающей и металлургической промышленности.        Наиболее впечатляющих результатов в этой деятельности достигла атомная промышленность. К концу ХХ века общая радиоактивность наработанных атомными предприятиями страны отходов по данным Н.П. Лавёрова и др. составляла 1470 млн. кюри.

Из них практически половина - около 700 млн.кюри - в составе жидких отходов радиохимических производств объёмом 46 млн.м3 были удалены из внешней среды путём подземного захоронения на трёх (до настоящего времени действующих) полигонах подземного захоронения - Сибирского химического комбината (СХК), Горно-химического комбината (ГХК)  и Научно-исследовательского института атомных реакторов (НИИАР). Отечественная химическая промышленность приступила к разведке, строительству и эксплуатации централизованных ППЗ жидких отходов почти одновременно с атомной. В настоящее время крупнейшие полигоны этой отрасли действуют в Европейской части страны.

Наиболее характерными являются тамбовский «Пигмент», новомосковский «Оргсинтез» и «Волжский оргсинтез», из них «старейший» тамбовский, а волжский и новомосковский по 9 с небольшим млн кубов загнали. Наблюдения, проводившиеся в системе эксплуатации, как и следовало ожидать, показали отсутствие влияния на экологическую обстановку, потому что все изолировано и локализовано глубоко под землей.

- Если подводить черту под нашим разговором, можно сделать вывод, что подобные проекты носят позитивный характер?

- Безусловно, отечественная промышленность в течение более полувека успешно применяет этот метод обращения с опасными отходами в атомной, химической, металлургической и других отраслях. При этом, только представьте, какой объем сбросов предотвращен в поверхностные водные объекты или накопление на поверхности земли сотен миллионов кубических метров биологически опасных промышленных отходов.

Подобные полигоны полностью изолированы, все ниши герметичны – поэтому не нужно бояться, что что-то куда-то уплывет. В любом случае ведутся постоянные наблюдения, контроль. Окружающая среда никак не ощущает влияния на себе. Но вы только представьте, если не применять подобный метод, где на поверхности земли вы найдете место чтоб безопасно, без вреда для окружающей среды, размещать подобный вид отходов на тысячелетия? Это радикальный метод, который помогает найти выход, тем более что часть отходов обезвреживается, разлагается – дело в том, что в недрах большое давление, и достаточно высокая температура, в такой среде некоторые элементы должны деградировать, но это уже вопрос к химикам.

Констатируя, должен сказать еще раз, подобные полигоны никак не влияют на окружающую среду.