НИЦЭБ РАН

Геоэкологическая оценка современного состояния объектов накопленного экологического ущерба (обводненные карьеры) Приневской низменности

Цель исследований. Анализ геоэкологической ситуации в районе расположения объектов накопленного экологического ущерба, определение закономерности возникновения источника негативных вторичных воздействий для окружающей среды применительно для жизненного цикла специфического типа обводненных выработанных карьеров общераспространенных полезных ископаемых.

Материалы и методика.
Обследованная территория (рис. 1.) входит в ландшафт Приневской низменности и расположена на правобережье р. Нева (речная долина и коренной берег) в границах Приневской равнины. Основой рельефа являются террасы низкого уровня. В разрезе геологической толщи различается комплекс ледниковых и послеледниковых слоев. В пределах района наиболее широко распространены бескарбонатные ледниковые и водно-ледниковые отложения — валунные суглинки и супеси, ленточные глины. Ленточные суглинки и глины отличаются малой фильтрационной способностью, они практически водонепроницаемы. Участок работ расположен почти полностью в контуре ленточных глин (рис. 2). Техногенное изменение среды (добыча общераспространенных полезных ископаемых) происходило на протяжении последних ста лет.
Объекты накопленного экологического ущерба представлены двумя группами элементарных природно-хозяйственных систем как стадии их развития:
- обводненные котлованы карьеров на месте добычи ОРПИ (глины) с глубинами от 2- 6 м и площадью водного зеркала от 1.5 до 24 га;
- полностью или частично рекультивированные карьеры с использованием технологии отсыпки обводненных карьеров суглинистым грунтом, смешанным с твердыми бытовыми отходами. Геоэкологические процессы, формы негативного загрязнения среды, параметры природных компонентов для этих групп существенно различаются.

Рис.1 Схема расположения карьеров (№№ 1-2 участки рекультивации)	Рис.2 Схема территории исследования. Фрагмент схемы четвертичных отложений
Рис.3 Схема засыпки карьера	Рис.4 Дренажный сброс по ручью от отвала. Характерная окраска, свойственная сточным водам

Результаты и их обсуждение
Причины возникновения объектов с признаками накопленного экологического ущерба изначально обусловлены открытой добычей кирпичных глин. Определенный период (от 20 до 35 лет) времени ОНЭУ находились в стадии обводненных карьеров на разных фазах квази-природных сукцессий малых водоемов с различной степенью гидрохимического загрязнения вод (от допустимой до опасной), интенсивными процессами эвтрофирования, высокими индексами сапробности (преимущественно альфа-мезосапробные) и с полисапробными придонными горизонтами. Ассимиляционный потенциал самовосстановления водоемов существенно ниже критических уровней современной техногенной нагрузки, включающей, прежде всего, поверхностный сток от диффузных источников водосбора.
Последующая рекультивация выработанных карьеров технологическими приемами отсыпки грунтом, смешанным с бытовых отходами, привела к формированию особого подтипа объектов накопленного экологического ущерба.

Заключение
По результатам исследований обнаружен ранее не учитывавшийся в нормативно-проектных требованиях по рекультивации обводненных карьеров процесс вторичного критического загрязнения. Дренажный сток, включающий грунтовую инфильтрацию и гидравлическое выклинивание по подошве отвала, имеет крайне высокие показатели загрязнения.
Показано, что для специфических геоэкологических условий исследованного типа объектов НЭУ (региональные водоупоры кирпичных глин на речных террасах уязвимой водной системы) неприменимы стандартные технологии рекультивации (отсыпка суглинистыми грунтами в смесях с отходами).
Для рассматриваемых типов ОНЭУ критическим параметром являются не столько коэффициенты водопроницаемости подстилающего слоя, что в первую очередь учитывается при решении на отсыпку карьеров, сколько литология и буферная емкость поглощающего комплекса породы водоупора и параметры биогенного накопления в донных грунтах.
Хотя практически единственной альтернативой природным грунтам для отсыпки карьеров являются крупногабаритные промышленные и/или бытовые отходы, их использование для специфических гидрогеологических характеристик обводненных карьеров на территории Приневской низменности и аналогичных условиях требует соблюдения ряда предупредительных мер. Тип консервации и ликвидации негативных экологических процессов на аналогичных объектах зависит, прежде всего, от состава и количества загрязняющих веществ, законсервированных в донных осадках. Комплексный подход возможен с применением наилучших доступных технологий, без прямой отсыпки смешанными грунтами. Наконец, уже сформировавшиеся участки загрязнений поддаются ингибированию путем воссоздания в разрезе окислительных режимов инженерными или химическими приемами мелиорации. Замыкать процесс рекультивации в этих условиях должен локальный мониторинг дренажного стока и конусов выноса местной гидросети.