Рекультивация нарушенных земель: мировой и казахстанский опыт

Технологии рекультивации в современном виде возникла далеко не сразу. Как пишет в своей научной работе кандидат физико-математических наук, доцент КГТУ имени Т. Ф. Горбачёва Михаил Баумгартэн, в СССР эту «дисциплину» стали осваивать только с 1956 года. Наибольшего развития работы по рекультивации нарушенных горными работами земель достигли в 1970-80 годы.

Однако значительное внимание тогда уделяли так называемым процессам «самозарастания» повреждённых территорий. Лишь время и дополнительные исследования показали, что это происходит «достаточно медленно, может длиться десятками лет, а процесс образования плодородного слоя почвы — сотнями». А в некоторых регионах со сложными климатическими условиями «самоизлечение» не происходило вовсе.

Поэтому неудивительно, что на постсоветском пространстве, в частности в Казахстане, на местных землях можно найти достаточно «шрамов», которые появились после долгих лет иссушающей добычи ресурсов. Более того, пусть в XXI веке ситуация улучшилась и ответственные предприятия стали включать мероприятия по рекультивации в сам проект месторождения, но новые «язвы» на богатых ресурсами территориях продолжают появляться из-за постоянных случаев незаконной добычи.

Палки в колёса массовой рекультивации

Активнее всего из кладовых земли незаконно изымают золото и нерудные полезные ископаемые, применяемые в строительстве. Если говорить о золоте, то, по данным WorldPopulationReview.com, на конец 2023 года и начало 2024 года Казахстан поднялся на один пункт в рейтинге стран — лидеров по добыче драгоценного металла и теперь занимает 15-е место. Параллельно с успехами легальных предприятий растёт и «золотая лихорадка» среди любителей лёгкой наживы.

Та же ситуация наблюдается и с керамзитом, глиной, песком и гравием. Часто материалы сбывают прямо с места добычи по дешёвке.

Таким образом, как сообщает информагентство «Центр деловой информации Kapital.kz», ссылаясь на Министерство цифрового развития, инноваций и аэрокосмической промышленности (МЦРИАП РК), с помощью космического мониторинга было выявлено 2503 случая незаконной добычи полезных ископаемых.

Из них 77 произошли в 2023 году. А если верить данным генпрокуратуры 2022 года, в Казахстане ежегодно фиксируют около 64 случаев самовольного пользования недрами. За прошлый отчётный период число таких нарушений только возросло, а процесс восстановления земель, даже с повышением экологической ответственности и продвижения ESG-повестки, происходит медленно.

«В Казахстане возможна ликвидация экологического ущерба силами государства, но только по прошествии трёх лет с момента того, когда не смогли найти виновного. Передать эту ответственность государству должен суд. Таким образом, проблемные объекты только копятся. Выход из этой ситуации: усилить контроль. Сейчас силами только природоохранной полиции проблему решить невозможно.

Предлагались работы по мониторингу и пресечению незаконных фактов добычи на областном уровне. Тем более что сейчас все деньги за экологические платежи остаются в распоряжении областных акиматов. Мы предлагали использовать наземный общественный контроль, потому что людям очень легко заметить, когда кто-то что-то копает, и добавить к этому данные спутникового мониторинга.

Если появляется пятнышко, значит, происходят раскопки, и это место нужно проверить. Но инициатива пока не нашла поддержки на областном уровне», — такой комментарий для репортажа проекта «Экологика» канала «Хабар24» дал эколог, директор ОО «Карагандинский областной экологический музей» и член Общественного совета при Министерстве экологии и природных ресурсов РК Дмитрий Калмыков.

Безусловно, тут дело не только в сроках, но и в финансовых возможностях и кадровом потенциале. Разработать и реализовать проект рекультивации очень затратно. Это доказывает, например, проект ликвидации хвостохранилища «Кошкар ата» в Мангистау, куда ещё со времён СССР сбрасывали отходы трёх заводов, в частности радиоактивные шламы урановой и нефтяной промышленности.

Мероприятия по устранению «шламовой свалки» начались в 2020 году, но потом не единожды приостанавливались. В самом начале прошлого года в качестве причины остановки назвали нехватку средств. Тех денег, что уже выделили (15,5 млрд тенге), хватало на очистку лишь 1/3 площади. Выяснилось, что изначально в проектно-сметную документацию (ПСД) не заложили приобретение насыпного грунта.

24 ноября 2023 года общественно-политическая газета «Время» сообщила, что стоимость этого проекта выросла до 49,5 млрд тенге (в 3,2 раза). По данным того же издания, областная бюджетная комиссия одобрила сумму корректировки — ПСД для получения заключения внесена в госэкпертизу. После одобрения документов подрядчик возобновит работы.

Вероятно, после подобных ситуаций правительство приняло решение адаптировать законодательно-юридические документы к текущим реалиям. Например, как сообщил в августе 2023 года портал Zakon.kz, дополнительные полномочия дали даже министерству сельского хозяйства и утвердили Инструкцию по разработке проектов рекультивации нарушенных земель.

В пояснительной записке на официальном сайте Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан уточнялось, что «основанием для внесения дополнения в постановление Правительства РК является отсутствие компетенций в разработке и утверждении инструкции по разработке проектов рекультивации нарушенных земель».

Основные правила рекультивации в РК

В случае с добывающими компаниями, в соответствии с законодательством, они должны вернуть участки, где проводилась добыча, в изначальное состояние по предварительно согласованному и прошедшему все экспертизы проекту.

Прежде чем разработать проект по рекультивации нарушенных земель, необходимо в обязательном порядке провести исследовательские работы, чтобы учесть следующие данные:

• природно-климатические условия района, в частности состав и свойства почвенно-растительного покрова, геологические и гидрологические факторы;
• перспективы развития района: какие виды промышленной деятельности там преобладают;
• фактическое или прогнозируемое состояние нарушенных (нарушаемых) земель к моменту рекультивации (площади, формы рельефа местности, степень естественного зарастания, наличие плодородного и потенциально-плодородного слоёв почв, подтопления, эрозионных процессов, уровня загрязнения);
• хозяйственно-экономические и санитарно-эпидемиологические условия района размещения нарушенных земель;
• требования по охране окружающей среды.

Все перечисленные пункты прописали вполне оправданно. Это можно рассмотреть на примере открытого документа «Рекультивация нарушенных земель при проведении разведки на золото на Западно-Хазретской площади в Житикаринском районе Костанайской области» за авторством представителя ТОО «Атыгай Голд Майнинг» Н. В. Горбунова и директора ТОО «ЭКОЛИРА» А. К. Кашина. В документе рассматривалось множество направлений рекультивации, от сельхоз- и лесохозяйственного до рекреационного и строительного.

«Основу экономики района составляет сельское хозяйство с зерновым и мясомолочным уклонами. Горнодобывающая промышленность в регионе развита в основном за счёт предприятий в приграничных районах Костанайской области. Физико-географическими особенностями региона расположения предприятия является, прежде всего, степная зона, что делает нецелесообразным выбор лесохозяйственного направления рекультивации, поскольку в районе расположения предприятия отсутствует древесная растительность.

Засушливый климат значительно сужает выбор растительности, пригодной для осуществления биологического этапа рекультивации, так как характеризуется недостаточным количеством атмосферных осадков, очень низкой относительной влажностью воздуха, поздними весенними и ранними осенними заморозками, низкими температурами воздуха зимой при сильных ветрах и маломощном снежном покрове. Почвы обогащаются карбонатом, гипсом и легкорастворимыми солями. Рассматриваемый район расположения месторождения характеризуется разреженным растительным покровом и бурыми и солончаковыми почвами….

Учитывая вышесказанное, принимаем для объектов сельскохозяйственное направление рекультивации. Вид использования рекультивированных земель сельскохозяйственного направления — пашни, сенокосы, пастбища, многолетние насаждения».

Как подчёркивают эксперты, важно учитывать и то, что именно добывали на месторождении.

«Нарушенные территории угольных месторождений имеют свою специфику негативного воздействия на компоненты ландшафта в связи с тем, что помимо разноса мелкодисперсных частиц пыли на большие расстояния, загрязняющего окружающую среду, угольная пыль может быть взрывоопасна», — пишут в указанной выше работе специалист горного факультета Карагандинского технического университета им. Абылкаса Сагинова Елена Цешковская, канд. хим. наук, доцент факультета инновационных технологий КТУ Айгуль Оралова и их соавторы.

После сбора необходимых данных следует стадия подготовительных (полевых) работ, затем проведение обследования, разработка схем и проекта рекультивации нарушенных земель (камеральные работы). В финале — согласование и выдача проекта рекультивации нарушенных земель.

Если базовые принципы сбора необходимой информации в Казахстане и странах-соседках, Европе и Америке, одинаковые, то на этапе технологической и биологической рекультивации применяются разные методы работы, каждый из которых при определённых условиях заслуживает рассмотрения.

Особо показательным считают опыт рекультивации нарушенных земель Китая (лидера по добыче угля и золота), США (занимающих четвёртое место в мире по добыче угля и пятое — по добыче золота), Германии (где растёт добыча и ликвидируются старые объекты).

Коррекция ландшафта и очистка почв

Добыча полезных ископаемых открытым способом сопряжена с изменением ландшафта и рельефа. Работа закрытым способом также приводит к нарушению земель и гидрогеологического режима подземных вод. Также часто на поверхности отвалов скапливаются породы, содержащие токсичные вещества, которые в будущем делают невозможным этап биологической рекультивации. Ремедиация почв (очистка до изначальных показателей) чаще применяется на объектах газо- и нефтедобычи, но порой её используют и на добыче руд или металлов из-за эксплуатации золошламонакопителей, отстойников.

Причём многие добывающие объекты в Казахстане можно отнести к этой группе. Как отмечают в своей научной работе Елена Цешковская и Айгуль Оралова, ремедиация почв необходима на отработанных месторождениях, например, Карагандинской области. Поэтому на первых стадиях в большинстве случаев идёт очистка почв различными способами и «корректировка» земной поверхности, приведение её к изначальному ландшафту.

На открытых угольных месторождениях для сокращения временных и финансовых ресурсов на рекультивацию внутренних отвалов первую стадию процесса (техническую) специалисты совмещают с производством вскрышных работ и формированием отвалов, а также используют веерную отсыпку породы на верхнем ярусе отвала. Эти работы проводят с применением уже имеющейся у предприятия горной техники.

Крупные казахстанские предприятия работают по тому же методу. Например, компания «Алтыналмас» представляла жителям округи свой проект по рекультивации уранового карьера «Маныбай» (г. Степногорск). Планируется корректировать ландшафт при помощи пустой породы из карьера, который разрабатывается рядом. Предполагается применение систем пылеподавления.

В случае с породными отвалами, как отмечают эксперты, есть свои нюансы. На это указывают, в частности, российские эксперты.

«Рекультивация породных отвалов имеет свои особенности в связи с различным состоянием отвала, состава, свойств отвальных пород, формы и параметров отвала. В общем случае технология рекультивации должна предусматривать понижение конических и хребтовых отвалов, выполаживание откосов, нарезку террас, создание экранирующего слоя, нанесение ПСП, внесение удобрений. В зависимости от природно-климатических условий района могут создаваться оросительные или дренажные системы.

Особые подходы необходимы при рекультивации отвалов, сложенных горными породами, склонными к самовозгоранию. Для снижения риска самовозгорания таких отвалов разрыв между отсыпкой породы, формированием ярусов отвала и рекультивацией должен быть минимальным», — отмечает в научной работе «Рекультивация нарушенных земель в угольной промышленности» д-р техн. наук, заместитель генерального директора ООО «МНИИЭКО ТЭК» Анатолий Харионовский.

Он также уточняет, что отдельную проблему представляет собой рекультивация кислых породных отвалов. Специалисты из США долгое время ограничивались применением только извести. Однако после опыты показали, что этот метод является недостаточно эффективным. Предварительное известкование усиливает его действие.

Также со временем в Америке стали активно применять кислотную экстракцию (для почв, загрязнённых тяжёлыми металлами) и щелочную экстракцию. При этом многие эксперты подчёркивают, что суть химических методов заключается в том, чтобы при помощи реагентов отделить загрязнения, которые впоследствии необходимо ликвидировать отдельно с применением других процессов.

По данным исследователей, особых успехов в применении самых разнообразных способов восстановления почв достигли китайские добытчики. Результата они добиваются, используя сложные инженерные сооружения, устройства и технологические приёмы, а также комбинируя разные способы очистки.

Специалисты сформировали и отдельную категорию, в которую попадают специфические методы, применяемые для узких специфических задач. К таким относятся обработка почв с использованием ультразвука, ультрафиолета, рентгеновского излучения и СВЧ. Их применяют довольно редко, но, например, те же китайские специалисты изучали эффективность использования ультразвука для ремедиации почв, загрязнённых тяжёлыми металлами.

Этап биологической рекультивации

После формирования плодородного слоя (о факторах, затрудняющих этот процесс, можно говорить довольно долго) происходит посев трав, кустарников, иногда деревьев. Безусловно, этот этап также потребует времени. Но если появились стабильные всходы, то эту стадию уже можно назвать успешной.

Например, в июле 2023 о подвижках в рекультивации отработанных карьеров жителям города Аркалык рассказали представители добывающей компании Eurasian Resources Group. Встречу проводили в некогда промышленной зоне Торгайского бокситового рудоуправления.

Главный эколог АО «Алюминий Казахстана» Максут Жакупов отметил, что за два года предприятие восстановило 715 гектаров отработанных земель, а в 2023 году специалисты завершают мероприятия по рекультивации на оставшихся 14 гектарах.

После планировки поверхности отвалов предприятие транспортировало потенциально плодородный слой земли, который и засеяли многолетними травами. В среднем на один гектар потребовалось 40-45 кг посевного материала. Из растительных культур, исходя из климата местности, особенностей почвы и прочих факторов, были выбраны донник, люцерна, костёр, эспарцет, житняк и др.

Как подчеркнули представители компании, по завершении рекультивации все восстановленные земли будут возращены государству. Причём очень важно в этом случае отработать корректный ландшафт и рельеф.

«Для предупреждения развития эрозийных процессов спланированная поверхность должна быть ровной с небольшим уклоном в пределах 1-2° для стока избыточных атмосферных осадков. Целью данных работ служит обеспечение беспрепятственного стока осадков и талых вод с рекультивированной поверхности.

Нанесение ПСП и потенциально плодородных пород по площади выположенных откосов верхнего горизонта и прилегающей к бортам площади земной поверхности для последующего озеленения, с целью исключения ветровой и водяной эрозии, а также процесса пыления», — указано в проекте рекультивации нарушаемых земель ТОО «Сарыарка Базальт» при добыче базальтовых порфиритов на месторождении «Базальтовое» за авторством руководителя ИП «GREEN ecology» Салихова З. Ж.

Если вдаваться в детали, то, по мнению многих специалистов, создать плодородный слой — несложная задача. Достаточно нанести ППС мощностью в пределах 30 см. Хотя некоторые исследователи считают, что для большей эффективности имеет смысл увеличивать толщину слоя.

Так, например, доцент Санкт-Петербургского государственного университета, канд. геогр. наук Екатерина Елсукова и инженер-исследователь Иван Недбаев в публикации в «Вестнике Евразийской науки» написали, что для эффективной рекультивации необходимо не менее 40 см почвенного слоя, а лучше даже около 50 см.

«Как правило, в результате открытых горных работ на земной поверхности остаются выемки значительных объёмов. Одним из способов рекультивации нарушенных территорий, вероятно, самым простым, может выступать отсыпка карьеров грунтом. Но для проведения таких работ практически невозможно найти достаточное количества грунта для засыпки, а объём внутреннего отвалообразования не перекрывает потребностей.

Поэтому необходимо вести поиск путей восстановления нарушенных ландшафтов с учётом геоэкологических и экономических факторов», — указывается в научной статье «Геоэкологические аспекты рекультивации нарушенных земель в Карагандинской области (Республика Казахстан)».

Такое же мнение высказала директор компании «ЭкоКем» Татьяна Трофимова, выступая на московской конференции «Землепользование при недропользовании» в 2020 году. Эксперт отметила, что существуют ситуации, когда сохранить плодородный слой не удаётся по объективным причинам. Тем более что «технология отработки угольных месторождений открытым способом ориентирована главным образом на повышение объёмов добычи полезных ископаемых без учёта последующей эффективной рекультивации».

Один из самых сложных проектов рекультивации — создание пятизвёздочного отеля InterContinental Shanghai Wonderland (недалеко от Шанхая, Китай) в карьере глубиной 100 метров, где раньше добывали гранит. Проектировать отель начали в 2006 году. От подрядчика потребовалось подготовить скалы и грунт таким образом, чтобы они могли выдержать вес здания. Проект завершили в мае 2018 года. Архитектором и идейным вдохновителем выступал Мартин Йохман, создатель знаменитой гостиницы-паруса Burj Al Arab Jumeirah в Дубае.

Нестандартные способы: мировой опыт

Если нет возможности вернуть добывающий объект в лесной массив или превратить в пахоту, при наличии подходящих условий можно трансформировать его в туристический объект. Наилучшие примеры такой рекультивации в разные годы показала Германия.

Так, например, сейчас в этой стране идут работы по рекультивации лигнитового карьера «Котбус-Норд» (который начали затапливать в апреле 2019 года), по завершении которых там должно появиться искусственное озеро площадью 1900 гектаров.

Это месторождение было самым небольшим из пяти открытых карьеров компании Vattenfall. По данным за 2000 год, там добывали 83 млн тонн молодого бурого угля, который потом использовался на электростанции в Яншвальде. Последнюю партию лигнита добыли в конце 2015 года, и компания должна была рекультивировать карьер. Но в итоге эту обязанность взяла на себя другая угледобывающая компания LEAG, чтобы сформировать озеро.

Пробный запуск системы водоснабжения состоялся в январе 2019 года, а в апреле состоялся официальный пуск воды по специальному каналу из реки Шпрее. Работы рассчитывают завершить к 2030 году. Так как рядом находятся современные населённые пункты (дачные и коттеджные посёлки), искусственное озеро может стать туристическим объектом.

Успех проекта оценивают как высокий, потому что позитивные примеры уже были. Так, озеро Гайзельтальзее (искусственный водоём к северо-востоку от Мюхельна и в пяти километрах от Мерзебурга) было создано в период с 2003 (первое затопление) по 2011 год в ходе рекультивации карьера бурого угля. После почти 300 лет разработки это месторождение было признано истощённым, и в 1993 году добычу там окончательно остановили.

Сегодня озеро достигло своего окончательного уровня воды (+98 м над уровнем моря). Сейчас водоём является туристическим объектом, вокруг которого налажена масштабная современная инфраструктура (дома отдыха, виноградники и яхт-клубы).

Есть примеры реализации похожих проектов, хоть и менее масштабных, в странах-соседях.

Так, по данным челябинских СМИ за 2023 год, на Южном Урале активно идёт рекультивация Коркинского разреза. Решение о его восстановлении было принято после того, как в начале 2000-х на угольной выработке стали возникать эндогенные пожары и оползневые процессы. На первом этапе рекультивации подрядчик решил проблему с эндогенными пожарами. По данным регулярного мониторинга, превышения допустимых концентраций содержания вредных веществ в воздухе не фиксировались уже очень долгое время.

Добиться этого удалось, как отмечают экологи и представители подрядчика, за счёт использования закладочного материала (инертной породы, оставшейся после извлечения полезного компонента), произведённого на Томинском ГОКе.

Как отметила для региональных СМИ вице-президент по экологической и промышленной безопасности АО «РМК» Наталия Гончар, выполаживание верхних уступов разреза и нанесение плодородного слоя почвы, где закрепится растительность, станут финальным этапом рекультивации. И, как обычно бывает при естественной рекультивации отработанных горных выработок, на месте карьера появится водоём — озеро с зелёной зоной вокруг.

Казахстан также может похвастаться такими проектами по рекультивации. Одним из самых ярких примеров является образование Фёдоровского водохранилища на месте Карагандинского угольного разреза. Что интересно, это один из самых старых проектов, ещё советского периода. Согласно открытым источникам, Фёдоровский угольный разрез затопили уже в конце 1941 года. Сегодня это одно из самых посещаемых мест отдыха в регионе.

Если говорить о современных проектах, в инфополе можно найти обсуждения и исследования, в которых рассматривается возможность обводнения Шубаркольского угольного разреза (Нуринский район Карагандинской области).

Текст: Мария Бобова