КАРМАЗА В. С., к. т.н., с. н.с.
,
(ГО «Береговая охрана», г. Мариуполь)
(ГП «ЧерноморНИипроект», г. Одесса)
Технологический способ очистки моноцитовых песков на побережье Азовского моря с последующей их переработкой
Природный потенциал прибрежных курортов Украинского побережья Азовского моря (Приазовья) включает в себя:
1. Рекреационные условия (природные водно-климатические факторы) приморских курортных территорий.
2. Минеральные полезные ископаемые, содержащиеся в недрах и на поверхности этой зоны.
Как известно, приморские курорты вообще характеризуются:
а) природными условиями - экологическими факторами: насыщенный влагой и солями воздух, морская вода, полезные для здоровья минералы и грязи,
б) жилищно - бытовыми условиями,
в) условиями транспорта и связи,
г) культурно - просветительными и развлекательными возможностями.
Использование рекреантами (пациентами лечебных учреждений и отдыхающими, в т. ч. детским контингентом) природных условий - факторов осуществляется, в основном, через территории прибрежных пляжей. К ним (пляжам) предъявляются определенные требования санитарно-гигиенического характера. В том числе - требования радиационной безопасности. Прежде всего эти территории должны быть свободными от источников ионизирующих изучений (НИИ) естественного или искусственного (техногенного) происхождения.
Установлено многочисленными наблюдениями и измерениями, что
ветро-волновые процессы Азовского моря (средняя глубина около 7 м)
ежегодно во время летних (май-июнь) и осенних (ноябрь) штормов
производят выбросы (намывы) радиоактивных, так называемых «черных песков».
Пески называют черными по цвету минерала ильменита, входящего в их
состав.
Эти пески поступают на дно Азовского моря из геологического образования - Украинского металлогенического щита - и, после измельчения (дробления) морскими волновыми процессами выбрасываются в измельченном виде на побережье моря.
Отсюда следует необходимость очистки побережья Азовского моря от россыпей этих радиоактивных (торийсодержащих, моноцитовых) песков.
Такая необходимость обусловлена радиационной опасностью песков для
жителей приморских поселков Приазовья и лиц, приезжающих с
оздоровительными целями на курорты Азовского моря.
Особенность «черных песков» Приазовья состоит в том, что они содержат ценные пром. полезные минералы. Причем эти моно-минералы могут быть получены из необходимого «черного песка» известными и недорогими технологическими способами и техническими средствами
Таким образом, эти радиоактивные пески Приазовья являются одновременно:
1) Вредным для здоровья людей источниками ионизирующего излучения, т. е. отрицательным экологическим фактором внешней природной среды;
2) Полезным минеральным сырьем для промышленности региона, причем это сырье уже прошло предварительную природную обработку - измельчение, гранулирование - морскими волновыми процессами.
Первое экологически вредное свойство этих песков, естественно,
является одной из причин неэффективного использования огромного
рекреационного, лечебного потенциала Приазовья. Известно, например, что
до настоящего времени из всей протяжности украинского побережья Азовского моря в лечебно - оздоровительных целях используется лишь 12%.
О втором, промышленно полезном свойстве «черных песков» Приазовья до настоящего времени было просто не известно. После проведенных аналитических исследований песков, определены их химический, минералогический, радионуклидный и гранулометрический составы. Что позволяет грамотно, рационально решать вопрос использования их как промышленно полезных минеральных компонентов.
Таким образом, предлагаемый подход - Концепция рационального
использования природного, рекреационного потенциала курортной зоны Приазовья включает в себя решение 2-х проблемных задач:
1. Дезактивация т. е. удаление «черных песков» с пляжных территорий побережье Азовского моря с целью повышения рекреационных характеристик приморских курортов.
2. Извлечение из этих песков полезных минералов с последующим их использованием в промышленно производственных целях.
С целью уменьшения (в идеале - ликвидации) радиационного влияния «черных песков» экологическую обстановку в регионе были выполнены пробные работы по очистке пляжей в г. Мариуполе от этих песков. При этом были опробованы варианта очистки пляжей:
1. Механизированная уборка намывов песка с пляжа и последующее захоронение песка в специально подготовленные котлованы с соблюдением норм радиационной безопасности.
2. После механизированной уборки песок вывозился и сбрасывался в море.
Оценки показали, что оба метода не дают экологического эффекта. И, кроме того, при этом теряются ценные минералы, содержащиеся в песках.
Таким образом, возникла необходимость более детального изучения экологического явления - «выброс радиоактивных песков на побережье Азовского моря».
В 1998-99 гг. совместно с Приазовской Комплексной геологической партией (Донецкая обл., г. Волноваха) были проведены работы по разведке россыпей «черных песков» на северном побережье Азовского моря. В результате геологических работ определены 15 россыпей, расположенных на протяжении 200 км побережья, от г. Приморска в Запорожской обл. до г. Новоазовска в Донецкой обл. При этом составлена карта размещения россыпей и приведены их геологические данные, в том числе оценены запасы тяжелой (радиоактивной) фракции в россыпях.
Проведенные далее в 9 научных и производственных учреждениях Украины и России анализы «черных песков» (гранулометрический, минералогический, химический, радионуклидный) показали:
1. Песок представляет собой механическую смесь кварца с минералами титана, железа, алюминия, тория и редкоземельных элементов. При этом общие запасы минералов тяжелой фракции в изученных россыпях оцениваются в 22-25 тыс. тонн.
2. Коллективный (первичный, после дезактивации «черного песка») концентрат смеси тяжелых металлов составляет - 10% общей массы и включает в себя ильменит, гранат, циркон, сырье для ферросплавов, монациты тория и редких металлов в количествах, представляющих промышленный интерес.
3. Гранулометрический и плотностной составы смеси позволяют применить известные методы и средства обогащения рудных материалов (в данном случае для дезактивации песка, т. е. получения кварца и первичного концентрата тяжелых металлов) - гравитационный метод, и для доводки (глубокого обогащения) первичного концентрата - методы электромагнитной сепарации.
4. Естественная радиоактивность «черных песков» обусловлена,
главным образом, соединениями изотопа тория, Th-232 и, при
соблюдении мер радиационной безопасности, позволяет
осуществить извлечение промышленно-полезных продуктов - мономатериалов.
Для очистки побережья моря от «черных песков», выполненных пробных работ по очистке пляжей, автором был предложен
машинный, «Технологический способ» дезактивации и на его основе разработана «Безотходная технология дезактивации и дальнейшей переработки «ЧП» (доводки, глубокого обогащения)».
Так как эти радиоактивные «отходы» имеют природное происхождение и содержат естественные радионуклиды (ЕРН), то их удаление с побережья приводит к улучшению рекреационных показателей курортной зоны северного Приазовья. Таким образом, промышленно-технологический способ уборки радиоактивнывх песков (дезактивация) с побережья Азовского моря представляет собой тот редкий случай, когда техногенное воздействие на природную среду оказывается положительным.
Предлагаемая идея технологической переработки «черных песков» решает три эколого - технические задачи:
1. Дезактивация территорий в прибрежной зоне Азовского моря, т. е. уменьшение (в идеале - ликвидацию) их радиоактивности.
2. Улучшение качества песка на пляжах (рекультивацию) в курортных населенных пунктах и лечебных учреждениях (путем замены радиоактивного песка на очищенный не радиоактивный песок).
3. Попутное извлечение из песка (первичного концентрата) полезных минералов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполненных геологических, аналитических, технологических и радиационных исследований, а также инженерно-технических и экономических проработок проблема очистки северного побережья Азовского моря от намывных россыпей радиоактивных песков подготовлена к практической реализации.
