Компания УГМК-Телеком осваивает инновационную технологию гидромаркерного мониторинга, которая способна снять экологические риски с горнодобывающих предприятий.
Сегодня неотъемлемой частью технологического процесса на горно-обогатительных комбинатах является скопление шахтных, карьерных, поверхностно-ливневых, дренажных и подтоварных вод, которые накапливаются в шламонакопителях и прудах-отстойниках. Главная проблема, с которой сталкиваются промышленные площадки, заключается в том, что специфические загрязняющие вещества, содержащиеся в этих водах, не могут быть сброшены без предварительной очистки в природный водный объект.
По словам советника заместителя генерального директора УГМК-Телеком по экологическим технологиям Виталия Запрометова, чтобы проконтролировать целостность гидроизоляционных мембран экранов прудов и хвостохранилищ, обычно используются контрольные скважины по периметру. Они позволяют вести мониторинг изменения концентрации основных загрязняющих веществ. Однако этого недостаточно, ведь предприятиям важно определять источник поступления загрязнений, чтобы принимать превентивные меры по защите промышленных объектов от подтопления и более глубокого засорения дренажных вод и не допускать их попадания в окружающую среду.
«Инновационная технология, в первую очередь, дает предприятиям экономию по уменьшению гидроизоляционных работ: позволяет значительно уменьшить бюджет работ по рекультивации отвалов, укреплению стен карьеров и материалов по гидроизоляции, так как данные работы можно будет проводить не по всей площади карьера или отвалов, а только по выявленным проблемным локальным участкам», - отмечает Виталий Запрометов.
По словам эксперта, у предприятий-недропользователей, в частности в нефтедобывающей сфере, часто возникает проблема прогнозирования гидроразрыва пласта и проникновения подземных вод в нефтеносные горизонты и скважины. Найти эффективное решение смогли ученые Инновационного центра «Сколково». Речь идет об использовании гидромаркеров в качестве трассерных индикаторов для изучения движение подземных вод, определения параметров миграции водоносных горизонтов и их фильтрации.
«Если говорить о прежних методах мониторинга, а именно наблюдении за концентрацией загрязнений в контрольных скважинах, результат всегда показывает наличие вещества в фоновом большем или меньшем количестве. В случае же с гидромаркерной технологией фонового содержания быть не может, и фильтрация вод будет определена с однозначным результатом наличия загрязнений по типу: «да» или «нет», - поясняет Виталий Запрометов.
В основе инновационного метода лежит селективное определение квантовых точек (маркеров), заранее помещенных в потенциальные источники жидких сред или в почву на пути их эмиссии в грунтах, и дальнейшее аппаратное определение их с помощью специальных приборов.
Маркеры представляют собой полимерные микросферы с флуоресцентной окраской. Их размеры позволяют им свободно распространяться в жидких средах, проходить сквозь толщи грунта и трещины в породах, выдерживать высокие температуры. Они абсолютно инертны и не оказывают негативного воздействия на окружающую среду, в виду малых размеров и микроконцентраций.
Маркеры представляют собой материал-полимер, размером 0,5–1,5 микрона, обладающий химической стойкостью, термостойкостью и возможностью кодирования с помощью квантовых точек (окраски). Кодировочная емкость маркера достигает 12 кодов (может быть увеличена), а концентрация составляет 10 граммов на 1000 кубических метров пульпы.
Флуоресцентная окраска нужна, в первую очередь, для однозначного выделения маркера от любого похожего микрообъекта по размерам, форме и цвету. При анализе жидкой среды, воды или нефти, маркеры попадают в детекторную ячейку идентификации прибора, где определяются его точные размеры и опалесцентное свечение маркеров при действии селективного лазера. Всего число кодов может достигать 12 цветов. При их совместном использовании для разных мест исследования количество комбинаций может вырасти. Высокая кодировочная емкость дает возможность реализации большого спектра исследовательских задач.
Прибор-анализатор показывает данные в виде Гауссова распределения количества точек и цветов. Эти точечные области демонстрируют 99% идентификации контрольных маркеров. Контролирующие приборы могут быть как лабораторного, так и переносного варианта использования.
Инновационная технология может применяться при мониторинге герметичности экрана хвостохранилищ и для своевременного реагирования в случае прорыва и попадания загрязняющих веществ в подземные и поверхностные воды. Она позволяет определять участки фильтрации хвостохранилища, проводить экологический мониторинг влияния скважин на подземные воды, а также исследовать гидродинамику подземных вод.
