В последнее десятилетие в Вологодской области наблюдается активизация геологоразведочных работ и рост объемов добычи полезных ископаемых. Насколько интенсивно это проявляется в природных процессах и приводит ли к значительным изменениям окружающей среды?
Согласно статье 6 Закона Российской Федерации «О недрах» недра предоставляются в пользование для регионального геологического изучения; геологоразведочных работ; добычи полезных ископаемых; оценки пригодности участков недр для строительства подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых; для эксплуатации указанных сооружений.
Региональное геологическое изучение и геологоразведочные работы
В настоящее время региональные работы (геолого-геофизические исследования, среднемасштабная геологическая съемка и другие) на территории области не проводятся. Однако актуальной является проблема, связанная с воздействием на окружающую среду самоизливающихся скважин, пробуренных в процессе геологосъемочных работ в 60-80-ые годы XX века. Значительный дебит последних (до 2 тыс. м3/сутки) приводит к истощению запасов подземных вод, а повышенная минерализация (до 8 г/л) – к засолению и загрязнению вышележащих пресных водоносных горизонтов, развитию процессов заболачивания, что ухудшает экологическую обстановку. Кроме того, в связи с ликвидацией в 90-ые годы значительного числа предприятий оказались заброшенными находившиеся в их ведении артезианские скважины.
Департаментом природных ресурсов и охраны окружающей среды Вологодской области была подготовлена программа тампонажа скважин, и за прошедший период за счет средств областного бюджета выполнен тампонаж 57 скважин, в том числе 18 самоизливающихся.
Для характеристики воздействия самоизливающихся скважин на окружающую среду и сложности тампонажа приведем примеры по двум скважинам, затампонированным в Нюксенском и Череповецком районах.
Скважина № 87-П глубиной 350 м вблизи д. Григорово Нюксенского района была пробурена Ленинградской геологической экспедицией в качестве структурно-параметрической в 1970 году. При бурении наблюдалось два самоизлива из карбонатно-терригенных отложений нижнеустьинской свиты верхней перми: с глубины 45,1 м с дебитом 2 л/сек. (уровень воды составлял +4,1 м) и с глубины 147 м – с дебитом 12 л/сек. (уровень воды – +9,3 м). Граница пресных и соленых вод (минерализация 2,5 г/дм3) расположена на глубине 100 м. Ствол скважины в интервале 15-350 м был затампонирован глиной, в интервале 0,0-15 м забиты деревянные пробки. Однако тампонаж оказался неэффективным, оставленные в скважине трубы были корродированы, и уже в 1987 году из скважины набдюдался самоизлив с дебитом 0,5 л/сек. Тампонаж скважины выполнен в 2000 году федеральным предприятием «Недра» (г. Ярославль) посредством установки цементных мостов в интервалах 80-97 м и 0-25 м с применением агрегата ЦМ-320. Использовано 5 м3 цементного раствора плотностью 1,8 г/см3 с ускорителем схватывания.
Скважина № 6-М глубиной 313 м была пробурена в 1992-1993 годы в п. Суда Череповецкого района для бальнеологических нужд детского санатория «Серебряный Бор». Среднеминерализованные (М – 7-7,5 г/дм3) сульфатно-хлоридные натриево-магниевые воды вскрыты в известняках и доломитах среднего карбона, в интервале 260-313 м. Самоизлив дебитом 210 л/сек. начался на глубине 313 м. Пьезометрический уровень при полном самоизливе составлял +19,5 м. Поскольку концентрация биологически активных комплексов в водах не достигает пороговых значений, принятых в бальнеотерапии, скважина в эксплуатацию не вводилась. В течение длительного времени происходило засоление вышележащих водоносных горизонтов, заболачивание территории санатория «Серебряный Бор», подтопление жилых домов. Минеральные воды по искусственной канаве стекали в р. Суду. Тампонаж выполнен в 2006 году Вятской ГРЭ ФГУГП «Волгагеология». При тампонаже установлены разгерметизация и разрушение обсадных труб. Разрушенные трубы образовали пробки по всему стволу скважины. Дебит самоизлива составлял 108 м3/сут. Для его ликвидации на скважине была установлена запорная арматура, скважина очищена и проработана буровым снарядом. Цементаж произведен в интервале 0-120 м через насосно-компрессорные трубы. Использовано 16 т цементного раствора.
Выявлению скважин, требующих тампонажа, способствует проводимое обследование скважин по районам области. В настоящее время обследованы скважины в четырех районах. Рекомендовано затампонировать 259 скважин, в том числе 8 самоизливающихся.
В 90-ые годы прошлого века геологоразведочные работы в области проводились в ограниченных объемах. Они активизировались с учреждением в 1998 году областного фонда воспроизводства минерально-сырьевой базы. За истекший период разведано 141 месторождение песков и песчано-гравийного материала (далее – ПГМ), 37 месторождений пресных и 4 месторождения минеральных подземных вод. Начаты поиски месторождений углеводородов по инвестиционным проектам.
Бурение геологоразведочных скважин на общераспространенные полезные ископаемые (далее – ОПИ) осуществляется преимущественно до глубин 10-15 м, редко до 20-30 м, используемые при бурении диаметры обычно не превышают 160 мм, поэтому при данных работах оказывается минимальное воздействие на окружающую среду. Более значительное негативное влияние может оказать бурение скважин на подземные воды и углеводороды. Однако бурение указанных скважин проводится по проектам, предусматривающим мероприятия по предупреждению негативного влияния на окружающую среду.
На территории области действуют разрешительные документы на добычу твердых полезных ископаемых на 216 участках недр, в том числе: песков строительных и ПГМ – 188, торфа и сапропеля – 11, кирпичных глин – 9, известняков – 6, стекольных песков – 2. За исключением известняков, связанных с палеозойскими отложениями, разрабатываемые в области твердые полезные ископаемые приурочены к рыхлым четвертичным осадкам. Наиболее интенсивно эксплуатируются месторождения строительных песков и ПГМ, что вызвано ростом дорожного, промышленного и жилищного строительства, а также возведением в области новых ниток газопроводов. Объем добычи этих видов минерального сырья в 2006-2008 годы находился на уровне 5 млн. м3.
Рассмотрим влияние предприятий горнодобывающего комплекса на окружающую среду на примере отработки крупных месторождений известняков, строительных песков и ПГМ, а также месторождений торфа.
Ковжинский участок Белоручейского месторождения флюсовых известняков среднего карбона в Вытегорском районе более 30-ти лет разрабатывает ОАО «Северсталь». Проектная мощность карьера составляет 4,5 млн. т. Достигнута производительность 1,5 млн. т/год (карьер имеет глубину 40 м), но в 2009 году добыто 2,8 млн. т известняков, что связано с тенденцией перехода ОАО «Северсталь» в условиях кризиса на местные источники сырья.
Первичную обработку известняк получает на дробильно-сортировочной фабрике, расположенной вблизи карьера. Фракционированный материал складируется на причале, а затем в летнее время по Волго-Балтийскому водному пути направляется на металлургический комбинат. Добытое минеральное сырье используется не в полном объеме, поскольку отсевы известняка фракции 0-20 мм технологически не применимы в металлургическом процессе. В настоящее время они складированы в спецотвале в количестве 5,9 млн. т. Учитывая пригодность отсевов для производства строительной извести, известняковой муки для известкования почв, арболита для подкормки скота и птиц, их запасы утверждены территориальной комиссией по запасам полезных ископаемых в качестве техногенных. В 2001 году введена в эксплуатацию опытная установка по переработке отсевов в известняковую муку однако в настоящее время лишь 35-40% образовавшихся отсевов направляется на известкование кислых почв.
Основные водопритоки в карьер связаны с протвинско-подольским водоносным горизонтом, содержащим воды гидрокарбонатного магниево-кальциевого состава с минерализацией 0,3-0,4 г/дм3. Уровень подземных вод до начала работы карьера находился на глубине 10-15 м. К настоящему времени в результате водоотлива он снизился в черте карьера на 8-23 м. Средняя величина водоотлива из карьера за период работы увеличилась с 9,6 до 49,9 тыс.м3/сут., превышая в 2,3 раза прогнозируемую. Причина несоответствия заключается в неэффективности существующей системы водоотведения воды из карьера: откачиваемая вода сбрасывается в Ново-Мариинский канал в непосредственной близости от борта карьера и, по оценке геологов Петербургской экспедиции, треть ее объема фильтруется обратно в карьер. Таким образом, собственно водопритоки в карьер составляют 30-35 тыс. м3/сут. Поскольку максимальные водопритоки достигнут 66,7 тыс. м3/сут., полная отработка Ковжинского участка до нижней границы подсчета запасов возможна лишь при сооружении второго водоотливного комплекса в северной части карьера.
Влияние водоотлива из карьера сказывается в радиусе 4,7 км и будет возрастать с увеличением глубины отработки (в частности, на водоснабжении из колодцев или мелких скважин). Вместе с тем, учитывая соответствие откачиваемой из карьера воды требованиям, предъявляемым к хозяйственно-питьевым водам, она может быть источником водоснабжения крупного населенного пункта.
Длительное время добыча строительных песков и ПГМ в области проводилась без должного контроля: месторождения не всегда разведывались, при разведке опробование проводилось некачественно, проекты разработки и рекультивации не составлялись. Вследствие этого к середине 90-ых годов прошлого века образовалось значительное количество заброшенных карьеров, выведенных из эксплуатации без проведения мероприятий по консервации. Учитывая экологическую опасность этого явления и необходимость восстановления нарушенных земель, Губернатором области было принято постановление, в соответствии с которым на государственные средства проведена рекультивация на площади более 700 га.
В настоящее время контроль за подготовкой месторождений к эксплуатации и добычей песков и ПГМ обеспечивается системой лицензирования. В лицензиях отражаются обязательства недропользователя в проведении геологоразведочных работ, составлении геологического отчета, экспертизе и утверждении запасов, подготовке проекта разработки и рекультивации месторождения, его государственной экспертизе, оформлении горного отвода и прав на земельный участок для целей недропользования.
Следствием является проведение добычи на разведанных запасах и по прошедшим экспертизу проектам, рекультивации нарушенных земель непосредственно недропользователями, достоверное определение количества остатков запасов при сдаче лицензий.
Добыча торфа на территории области в настоящее время ведется в ограниченных объемах, однако существует большое количество его месторождений, подготовленных для добычи (включая осушение), но выведенных из эксплуатации без проведения мероприятий по их консервации. Осушенные месторождения торфа превратились в территории, опасные в пожарном отношении. Так, только в 2001-2002 годах пожарами было охвачено 38 торфяных месторождений. В результате пожаров выгорело 1,2 тыс. га площадей. Суммарный ущерб составил 13,6 млн. руб. На тушение торфяных пожаров в 2002 году было затрачено 5 млн. руб.
С целью обеспечения сохранности торфяного фонда, прекращения деградации и сохранения природных торфоболотных ландшафтов, снижения уровня загрязнения окружающей среды в 2003-2006 годы в области действовала целевая программа «Охрана месторождений торфа от пожаров». В соответствии с программой на месторождениях торфа подготовлено 74 новых, очищено 16 старых противопожарных водоемов, построено 1,3 км каналов, оборудовано около 200 перемычек на водоотводящих каналах. Проведенные работы имеют значительный эффект, однако требуют продолжения.