Раны Земли: взгляд из космоса на открытые горные работы

— В России открытым способом ведётся добыча угля, железной руды, алмазов, руд цветных металлов. Есть щебёночные карьеры и карьеры таких нерудных полезных ископаемых, как цементное сырьё, флюсовое сырьё для металлургии, кварцевое сырьё, строительные пески. Всего на территории России работает более 400 карьеров с годовой производительностью по горной массе от 1 до 110 млн т.

По нашим данным, суммарная площадь нарушенных горнодобывающими предприятиями земель составляет 300 000 га. Так что у нас есть за чем следить из космоса и где рекультивировать.

Дистанционным зондированием нарушенных земель мы с коллегами из Сибирского федерального университета занялись лет восемь назад. По снимкам из космоса изучали экологическое состояние угольных разрезов и рудных карьеров во всех климатических зонах России, начиная с Севера (Норильск, Кольский полуостров, Мурманская область, Якутия) и заканчивая Приморским и Краснодарским краями.

Под каждый пояс нами были разработаны технологии рекультивации и восстановления нарушенных земель. Что такое рекультивация и зачем она нужна? Дело в том, что в результате разработки месторождений открытым способом остаются карьерные выработки, породные отвалы, куда свозится вскрыша, возникают угольные шламонакопители, хранилища отходов переработки руды чёрных и цветных металлов, кимберлитовой руды. Понятно, что ничего хорошего в этом нет. Чтобы не страдала экология, всё это должно быть полностью покрыто растительностью. Там должны расти деревья, кустарники, жить птицы и прочая живность.

В идеале со временем нарушенные земли должны приблизиться к природным ландшафтам. И это вполне возможно. Так происходит в Европе, Америке, Австралии. О Южной Африке умолчу: там, где добывают уголь, у них просто полнейший апокалипсис. А вот в Германии, Чехии и вообще в Европе уже через двадцать лет не отличить нарушенный ландшафт от природного. В Штатах тоже довольно высока культура освоения нарушенных земель. Например, в Вирджинии, Оклахоме и ещё в ряде штатов на востоке. Там местами на породных отвалах угольных разрезов уже коттеджные посёлки стоят. Сегодня и в Китае о рекультивации стали задумываться. Из космоса уже получено тому подтверждение.

— А как собирается информация для анализа? И насколько она достоверна?

— Информация по космическим снимкам абсолютно достоверна. Подделать её невозможно. Все проводимые в мире горные работы из космоса как на ладони. Например, в Колумбии есть шесть крупных угольных разрезов. В мае-июне 2020 года смотрю снимки — три разреза работают, а три стоят. Оборудование находится на поверхности, а не в карьере. Экскаваторы все выведены, чтобы их оползнями не засыпало. Буровые станки стоят рядом. Скорее всего, это связано с пандемией и снижением спроса на уголь в мировой экономике. Сейчас во всём мире идёт массовый отказ от угольной генерации, а потому падают объёмы потребления. Австралия и Южная Африка очень просели по добыче угля. Австралия добывала в год порядка 700 миллионов тонн. В нескольких портах загружались сухогрузы. А сейчас по снимкам видно, что каждый второй угольный разрез стоит, заполненный водой, чтобы не горел уголь.

Конечно, для непосвящённого снимки из космоса мало что могут сказать, но для специалиста, умеющего их читать, там всё понятно. И это, конечно, касается не только добычи полезных ископаемых. Возьмите, например, так называемое хлопковое дело ещё при Советском Союзе. Во многом именно снимки из космоса тогда помогли. Когда умножили заявленную урожайность с гектара на количество реально засеянных хлопком гектаров, а это было видно из космоса, получилось много больше того, что сдавалось государству. Можно сказать, караванами хлопок отправляли в Афганистан и далее. Выручка, понятно, шла не государству.

Где берём снимки? Существуют открытые информационные ресурсы. В частности, мы используем снимки, сделанные со спутников программы Landsad. Надо сказать, что за годы действия этой программы, а ей уже лет сорок, накоплены целые архивы таких снимков. Так что есть с чем сравнивать сегодняшнюю ситуацию. Зная границы природных отвалов на том или ином разрабатываемом открытым способом месторождении, можно отслеживать, что в этих границах со временем происходит. Либо там лес поднялся, либо кустарники, либо трава, или вообще поверхность ничем не зарастает. Такое бывает.

— А почему не зарастает?

— Есть так называемые сульфидсодержащие горные породы. При взаимодействии с водой там образуются кислотные соединения. На таких грунтах расти ничего не может. Их надо обязательно закрывать. Например, на Урале есть разрабатываемые открытым способом медно-колчеданные месторождения, на которых отвалы зачастую стоят совершенно пустые. Даже трава не растёт. Долго оставался пустым внешний породный отвал на подобном Норильскому месторождении в Оренбургской области. По снимкам из космоса за несколько лет было видно, что только когда появилась чёрная поверхность, то есть когда отвал покрыли почвой, появился и растительный покров.

Вообще, сравнительный анализ восстановления растительности на нарушенных землях конкретных месторождений показал, что низкие темпы самовосстановления растительного покрова в одинаковой степени объясняются как практически полным отсутствием специальных работ по рекультивации, так и химическим составом вскрышных пород. Где рекультивация проводится грамотно, восстановлению растительного сообщества сульфидсодержащие горные породы не мешают.

К сожалению, положительных примеров не так много, как хотелось бы. А вот отрицательных достаточно. Например, на таких медно-цинковых месторождениях Южного Урала, как Учалинское, Западно-Озёрное, Сибайское, Камаганское, Юбилейное, Михеевское, общая площадь нарушенных земель достигает 3251 га. Из них только на 232,5 га есть растительный покров. При той скорости его восстановления, которая фиксируется из космоса, полное восстановление растительной экосистемы на этой территории произойдёт лет через сто и более.

— Игорь Владимирович, а как обстоят дела с нашими угольными разрезами? Они-то, надеюсь, не такие жёсткие в смысле химического состава вскрышных пород?

— Во вскрыше наших угольных разрезов нет ничего страшного. Например, в них нет тяжёлых элементов. Почвенные исследования мы проводили совместно со станцией агрохимической службы «Солянская», которая находится в селе Новая Солянка Рыбинского района. Мы вообще много с ними работали — брали образцы почв породных отвалов с Бородинского и Переясловского разрезов, с Канского, Абанского. Там всё нормально, абсолютно чистые почвы.

— Это значит, что они могут зарастать сами, без вмешательства человека, и не пылить?

— Зарастание зависит от того, что выложено на поверхности отвала. Если это такие четвертичные породы, как глины, суглинки, песок, то на них зарастание идёт достаточно интенсивно. Но разрезы не всегда выдерживают регламент. Случается, что почвенный слой попадает в отвал и там захоранивается. И надо понимать, что когда отсыпаются отвалы, идёт и зачистка угля. В этом случае отдельные участки до двадцати лет могут стоять пустыми. И, как следствие, пылить. Но там, где делается рекультивация, результаты хорошие. Например, СУЭК на трёх разрезах восстановил порядка 800 гектаров леса на Берёзовском, Назаровском, Бородинском разрезах. Это серьёзные показатели.

И всё же я считаю, что на первом месте в этом деле стоит «ВостСибУголь» в Иркутской области, где многое делается для восстановления и сохранения биоразнообразия. Там понимают, что эту задачу в значимые для жизни одного поколения сроки без рекультивации нарушенных земель решить невозможно. А вот у других наших ближайших соседей местами дела обстоят совсем плохо. Например, по космическим снимкам видно, что в Новосибирской области в Горловском угольном бассейне рекультивацией вообще никто не занимается.

— И это несмотря на то, что «сверху видно всё». Вообще, мониторинг из космоса как-то отразился на деятельности хозяйствующих субъектов? Или они так и думают, что их не видно?

— А чего им бояться? Законодательство у нас в этой области слабое. Не будет преувеличением сказать, что оно вообще не работает. Конечно, какие-то штрафы есть. Но их величина такова, что и для физического лица среднего достатка не будет катастрофой. Что же говорить о лице юридическом, тем более таком, как угольный разрез или карьер по добыче руды. Штрафы, которые на них накладывают, можно из года в год платить и не замечать этого. На рекультивацию же придётся потратить в десятки и сотни раз больше. Хотя для таких предприятий и эти суммы не проблема. Два-три миллиона для них просто копейки. Но и этого не хотят тратить.

Думаю, здесь должен быть другой подход. Например, если есть норматив на рекультивацию, при выполнении которого ты должен потратить тысяч сто или двести на гектар, но ты рекультивацию не делаешь, то заплатишь раза в три больше. Вот тогда эти хозяйствующие субъекты подумали бы. А сегодня ситуация такова, что мне как горному инженеру и экологу-прикладнику приходится признать: зачастую никакой экологической культуры в области открытой разработки полезных ископаемых у нас нет.

— Тем не менее рекультивация нарушенных земель, пусть и не в требуемых масштабах, но всё же ведётся. Как эти земли в дальнейшем используются? Для сельского хозяйства они годятся?

— Под сельскохозяйственные угодья породные отвалы рекультивировать бесполезно. К этому выводу и на Западе уже пришли. Дело в том, что на отвалах могут встречаться и камни, и негабаритные полускальники. Какой фермер захочет рисковать своей техникой? Вот у нас на Бородинском разрезе рекультивировали 700 га под сельхозугодья, а фермеров они не заинтересовали. Так что сегодня эти поля зарастают травами, кустарником и деревьями. Вообще, лесопосадки — это лучшее, на мой взгляд, использование рекультивированных отвалов. Особо здесь надо сказать о сосне. Это любимое всеми нами дерево как нельзя лучше подходит для нарушенных земель, так как хорошо приспосабливается к различным условиям. Сосна может расти на бедных каменистых почвах и даже на скалах. Но может переносить и переувлажнение. Прекрасное во всех отношениях дерево.

Кстати, на отвалах хорошо разрастается облепиха. Специалисты Института леса, помню, предлагали там организовать промышленный сбор ягоды. Они исследовали состав ягоды с отвалов и ничего вредного не обнаружили. Вообще качество оказалось хорошим.

Но все знают, что такое облепиха. Если там растёт пять гектаров, то ты только по краям можешь ходить, а глубже не зайдёшь. Ну, если только в стальных латах. Для промышленного сбора нужны промышленные посадки, а не природная стихия.

Возможно, у облепихи и есть перспективы. Но об этом я судить не берусь. Мы работаем над технологиями горнотехнической рекультивации, а биологическая рекультивация — это уже тема других специалистов. Задача горнотехнической рекультивации — грамотно подготовить для них поверхность: выдержать необходимый угол откоса, отсыпать должным образом почву, обеспечить сток ливневых и талых вод, которые могут провоцировать появление оврагов и возникновение эрозии.

— Игорь Владимирович, судя по количеству публикаций, ваш коллектив работает много и продуктивно. Что-то новое было внесено в технологии горнотехнической рекультивации за эти годы?

— Да, работа проделана большая. И с публикациями всё в порядке. Вот посмотрите тематический номер ежемесячного научно-технического журнала «Экология и промышленность России» за этот год. Он посвящён экологии горной промышленности Урала. Этому серьёзному изданию уже 25 лет. Из них пятнадцать я с ним сотрудничаю. Это уже наш одиннадцатый тематический номер. В последнем номере у меня с коллегами шесть статей. В них по результатам космического мониторинга дан анализ состояния нарушенных земель Уральских регионов и предложены технологические решения по угольным разрезам, железорудным, никелевым, медно-цинковым карьерам и золотодобывающим рудникам. Дан и общий анализ экологии нарушенных земель Урала, сделанный на основе космических технологий дистанционного зондирования Земли.

Если говорить о ситуации в нашем крае, то в июне и сентябре выйдут статьи в федеральном журнале «Уголь». Они посвящены восстановлению леса на нарушенных землях Красноярского края и Иркутской области.

Или вот наш фундаментальный труд «Горнодобывающая промышленность России из космоса» в семи томах, вышедший в 2017-2020 гг. Каждый том посвящён отдельному дивизиону горнодобывающей промышленности. В этом многотомнике впервые в мировой практике применения технологий дистанционного зондирования территорий мы показали, каким образом и за счёт чего можно выполнить оценку экологии нарушенных земель горнодобывающей промышленностью такого государства, как Россия, площадь которого составляет более 17 млн км2.

Если говорить об эффективности технологий горнотехнической рекультивации земель, предлагаемых в публикациях, то её тоже можно отслеживать из космоса. По снимкам видно, какие изменения в соответствии с нашими предложениями происходят в расстановке техники, в организации работ. Взять ту же технологию шахматного расположения складов почвенного слоя. Начало ей было положено ещё в моей докторской. В чём суть? Известно, что почвенный слой изменчив. Если при помощи мелких шпуров изучить закономерности изменений почвенного слоя на конкретном участке и потом заложить их в технологию, по которой должен действовать бульдозер, то при съёме почвенного слоя будет подсекаться меньший объём глины, резко уменьшающий количество гумуса в почве, которая будет наноситься на поверхность отвалов.

Надо сказать, что это получило дальнейшее развитие в диссертации Елены Васильевны КИРЮШИНОЙ, предложившей располагать эти временные склады почвенного слоя, если говорить упрощённо, в шахматном порядке. Не буду углубляться в технологические подробности, скажу только, что при использовании этой технологии идёт не только улучшение показателей почвенного слоя, но и значительное снижение затрат.

В настоящее время мы практически завершили создание цифровой технологической платформы горнодобывающей промышленности. В неё войдёт и логистика, и объёмы полезного ископаемого, и технологические возможности горно-транспортного оборудования. Продолжим заниматься мониторингом проблемных субполярных территорий.

В заключение надо сказать, что все исследования с использованием ресурсов дистанционного зондирования Земли выполняются нами в полном соответствии с нормативными документами РФ в области космической деятельности на период до 2030 года.

К сказанному будет уместно добавить информацию о Горловском угольном бассейне, упомянутом профессором. Сложившаяся там экологическая обстановка настолько серьёзна, что уже привела к социальной напряжённости. В результате в декабре прошлого года губернатор Новосибирской области Андрей ТРАВНИКОВ на пресс-конференции заявил, что в ближайшие десятилетия расширять добычу угля в области нецелесообразно. И высказался против появления нового разреза «Богатырь» в Искитимском районе, объявив, что позиция по этому вопросу не изменится, пока угольщики не выполнят взятые на себя ранее обязательства.

Среди этих обязательств помимо строительства железнодорожной ветки для перевозки угля есть и рекультивация уже отработанных участков. Ею в Горловском бассейне, как сказал наш собеседник, вообще никто не занимается. И это вдвойне цинично. Ведь угли там добываются далеко не самые дешёвые. Это антрациты высокого качества. Понятно, что борьба за дальнейшую разработку такого месторождения будет жёсткой. Чем закончится противостояние, покажет время. Ясно одно — ран своей земле мы нанесли достаточно. Пора, наконец, подумать и о лечении.

Галина ДМИТРИЕВА