Руководитель проекта: Бесполитов Д.В., младший научный сотрудник Научно-исследовательского проектно-технологического бюро «ЗабИЖТ-Инжиниринг».

Интенсивное воздействие промышленности на природные экосистемы, приводящее к глобальной антропогенной трансформации природной среды, является важнейшей мировой экологической проблемой. Техногенная нагрузка способствует изменению или разрушению природного объекта. При антропогенном воздействии наиболее уязвимыми являются природные системы, так как их восстановление требует длительного времени, а смена сообществ на устойчивые к негативному воздействию приводит к образованию антропогенных экосистем.

Проблемы сохранения природных ландшафтов и биоразнообразия особенно остро стоят в регионах с развитой горнодобывающей и горно-перерабатывающей промышленностью. Добыча минерального сырья сопровождается извлечением вскрышных и вмещающих пород, не пригодных для сельскохозяйственного использования, занимающих значительные площади и приводящих к ухудшению экологической обстановки на прилегающих территориях. Нарушенные земли подвергаются эрозии, загрязняют атмосферный воздух, почвы, водные ресурсы, растительность и среду обитания человека в целом. Отмечена особая опасность присутствия в атмосферном воздухе техногенной пыли, сдуваемой с поверхности отвалов. Частицы микроразмерного ряда вызывают отрицательное воздействие на здоровье человека и приводить к росту смертности от болезней органов дыхания и сердечно-сосудистых заболеваний.

Анализ технологических решений, применяемых для борьбы с пылением отвалов, водной и ветровой эрозией, показал эффективность использования химических способов укрепления подвижных грунтов. Механизмы действия пылесвязывающих составов сводятся к способности поглощать влагу из воздуха (гигроскопические соли); химическому взаимодействию с частицами пыли (неорганические вяжущие); закреплению вещества на частицах пыли, связывание их между собой и вовлечение в процесс образования органоминеральных структур на основе высокомолекулярных соединений (полимеры, органические вяжущие и др.). Химическая стабилизация грунтов является одним из самых перспективных направлений для решения экологических проблем, при этом применение экологически безопасных стабилизирующих добавок является актуальной задачей.

          Цель исследования заключалась в изучении экологической безопасности стабилизирующей добавки «StabOL», способствующей образованию органоминеральных структур при укреплении минерального сырья.

Научная новизна исследования: комплексом современных физико-химических методов анализа (ИСП-АЭС, РЭМ, РФА) изучены химический и фазовый состав и свойства вскрышных пород Балейско-Тасеевского месторождения. Для получения составов для пылеподавления на основе вскрышных пород впервые применена экологически безопасная стабилизирующая добавка. Определена эффективная удельная активность естественных радионуклидов. С помощью метода биотестирования изучена экологическая безопасность разработанной стабилизирующей добавки.

          Применение результатов исследования и перспективы проекта. Отвальные массивы вскрышных пород Балейского, Каменского и Тасеевского карьеров характеризуются проявлением комплекса негативных геологических процессов (эрозия и деградация почв, оползание и размыв нарушенной поверхности отвалов, их обрушение, оврагообразование, загрязнение поверхностных и подземных вод). Применение метода химической стабилизации грунта является эффективным способом решения проблемы водной и ветровой эрозии. Установлено, что введение стабилизирующей добавки «StabOL» способствует образованию полимерно-грунтовой структуры, способной выдерживать значительное переувлажнение. С применением физико-химических методов анализа установлено, что вскрышные породы Балейского, Каменского и Тасеевского карьеров представлены суглинками с содержанием глинистых частиц 33,46; 15,96 и 20,42 %, соответственно. В соответствии с санитарными правилами и нормативами обращение с вскрышными породами Балейского, Каменского и Тасеевского карьеров и материалами на их основе может осуществляться без ограничений по радиационному фактору. Найдено, что уровень миграции в воздушную среду химических веществ с поверхности вскрышных пород, укрепленных стабилизирующей добавкой, в заданных модельных условиях создает в атмосферном воздухе концентрации, не превышающие среднесуточные ПДК, установленные гигиеническими нормативами. Методом биотестирования доказана безопасность стабилизирующей добавки «StabOL». Использование стабилизирующей добавки в составах для пылеподавления отвалов вскрышных пород позволит снизить уровень пыления на отвалах вскрышных пород.