Еще двадцать лет назад термины «мониторинг загрязнения окружающей среды», «оценка риска», «управление загрязнением» и «управление риском» звучали непривычно не только на русском, но и на английском языке. Это связано с тем, что охрана окружающей среды как специфическая область научной, технической, экономической и политической деятельности человечества возникла и стала бурно развиваться на глазах нынешнего поколения. Ртуть была признана международными медицинскими и экологическими организациями одним из наиболее опасных химических поллютантов совсем недавно, ранее она широко использовалась в промышленности, сельском хозяйстве, научных экспериментах и в быту. Осознание «ртутной опасности» произошло из-за нескольких крупных техногенных экологических катастроф, пережитых человечеством в ХХ веке. Самая известная из них - ртутное загрязнение залива Минамата в Японии - вызвала токсикологическую эпидемию нового тяжелого заболевания, названного «болезнью Минамата».

Япония является единственной страной в мире, где в настоящее время завершены широкомасштабные работы по ликвидации ртутного загрязнения и его последствий. Они продолжались почти 50 лет и стоили около $2-х миллиардов. Казахстан является одной из немногих стран, выполняющей крупные демеркуризационные проекты (в городах Павлодар и Темиртау). Международный опыт такого рода работ показал их необычайную сложность и необходимость учитывать и согласовывать разнообразные цели различных общественных групп и институтов. Про такие проекты невозможно сказать, что они реализуются и финансируются какой-либо одной организацией или управляются из одного центра. Работы по восстановлению окружающей среды обычно осуществляет большой коллектив, а чаще, консорциум и в нем часто возникают противоречивые интересы, которые приходится учитывать при достижении компромиссов. Такие проекты, как правило, невозможно завершить в определенный срок и заранее определить объем необходимых затрат и работ, они всегда стадийны и требуют подведения промежуточных итогов, мониторинга и согласования новых задач.

Павлодарский проект демеркуризации выведенного из эксплуатации производства хлора и каустической соды ртутным методом, для которого в начале 2005 г. был завершен I этап, является хорошей иллюстрацией всех перечисленных выше особенностей природоохранных проектов. В настоящем исследовании проанализирован ход выполнения этого проекта, оценены возникшие трудности и подведены предварительные итоги. Приобретенный опыт является важным для нового природоохранного Проекта очистки от ртути реки Нуры в Центральном Казахстане, который Всемирный Банк начал осуществлять с января 2004 г.

- полевых исследованиях в Северной промзоне г. Павлодара в 1993-1994 гг.;

- обсуждении предложений французской компании BRGM в 1999-2001 гг.;

- экспедиционных исследованиях по проекту «Toxicmanagement» в 2001-2002 гг.;

- общественном обсуждении его итогов в Павлодаре и Омске в 2002-2004 гг.;

- разработке Задания на корректирование Проекта демеркуризации выведенного из эксплуатации производства хлора и каустической соды ртутным методом, разработанного СП «Еврохим» г. Киев (СП Еврохим) 1995 г.

- разработке Программы последемеркуризационного мониторинга в районе Северной промышленной зоны г. Павлодара на 2005-2020 гг.;

- проведении полевых исследований 2004 г. для получения исходных данных по оценке эффективности демеркуризационных работ, в том числе в рамках проекта NMP2-CT-2004-505561 "BIOMERCURY";

- проведении расчета массы ртути, поступившей в окружающую среду в результате деятельности Павлодарского химического завода (ПХЗ) в 1975-1994 гг. (1310 т);

- сборе исторических сведений и документов, относящихся к производственной деятельности ПХЗ и Программе демеркуризации в Павлодаре;

- подготовке и обсуждении с экспертами Международного научно-технического центра (МНТЦ) в Павлодаре (июнь 2004 г.), в Москве (сентябрь 2004 г) проектного предложения, которое в настоящее время финансируется Американским агентством по охране окружающей среды (EPA США) как проект МНТЦ К-1240р;

- подготовке Пресс-релизов от 15.11.2004 и 12.07.06 о завершении строительства противофильтрационной завесы, написанных по материалам настоящего исследования;

- проведении с 2005 г. по настоящее время последемеркуризационного мониторинга, в том числе в рамках проектов МНТЦ К-1240р и NMP2-CT-2004-505561 "BIOMERCURY".

Проектное задание на строительство Павлодарского химического комбината (затем он последовательно переименовывался в ПХЗ, ПО «Химпром» г. Павлодар, АО «Химпром», ОАО «ПХЗ», АО «Каустик») было разработано в 1962 г. (утверждено распоряжением Высшего совета народного хозяйства СССР Совета Министров СССР от 29 ноября 1963 г. № 286-р /1/) в соответствии с постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июля 1958 г. № 795, от 20 января 1960 г. № 85-30, от 11 сентября 1961 г. № 846-300, а также постановлением Совета Министров СССР от 1 апреля 1961 г. № 284. Согласно Проектному заданию планируемая мощность производства каустической соды составляла 120 тыс. т /2/, жидкого хлора – 90 тыс.т /1/. Строительство ПХЗ началось в 1965 г. и продолжалось вплоть до 1992 года. Директорами ПХЗ в разное время являлись: Ю.Б.Ежов 1965-1968, А.К.Бахаев 1968-1973 гг., А.С.Корпяков 1973-1977 гг., С.С.Беркетов 1977-1988 гг., Б.А.Шаров 1988-1997 гг., Е.П.Серенюк 1997-1998 гг., А.Г.Сирык 1998-2000 гг.

Первый цех – ремонтно-механический - был пущен в 1970 г., азотно-кислородная станция – в 1972 г., цех хлористого алюминия – в июне 1973 г. В комплексе завода предусматривалось производство химического оружия на промышленной площадке №2, строительство которой была начато одновременно с площадкой №1 в 700 м восточнее нее /3/.

Выбор места расположения ПХЗ – в 9 км на север от жилых многоэтажных массивов в г. Павлодаре и в 5 км восточнее реки Иртыш (рис. 1) - был обусловлен целым рядом причин: наличием дешевой электроэнергии, получаемой из добываемых открытым способом каменных углей Экибастузского месторождения, пресной воды, соляных озер и солепромыслов, развитой транспортной сетью, благоприятными климатическими условиями для организации прудов-испарителей на солончаковых впадинах-озерах, исключающих сброс производственных сточных вод в реку Иртыш, а также предполагаемым строительством по соседству в Северной промышленной зоне г. Павлодара нефтеперерабатывающего завода (ПНПЗ) для западносибирской нефти (проектное задание на его строительство утверждено распоряжением Совета Министров СССР от 10 октября 1959 г. № 2909-р). В 70-х гг. оба завода: ПХЗ и ПНПЗ, а также проектируемые заводы белково-витаминных концентратов (БВК) и пластмасс (ЗП) часто называли Павлодарским нефтехимическим комплексом. Предполагалось, что ПНПЗ будет обеспечивать ПХЗ, БВК и ЗП углеводородным сырьем, в том числе для хлорорганического синтеза, что даст возможность потреблять избыток хлора, образующийся при производстве каустической соды методом электролиза. Строительство ПХЗ и ПНПЗ так и не было завершено в запланированном объеме, а БВК и ЗП даже не было начато из-за распада СССР. В 1991 году ПХЗ занимал территорию 2 500 га (по Проектному заданию - 132 га /2/), а штат его сотрудников насчитывал 6 500 человек, включая 500 инженеров (по Проектному заданию - 8 368 человек, в том числе на спецпроизводствах - 3271 /2/). Кроме основного производства завод имел своё подсобное хозяйство, развитую социальную инфраструктуру и оказывал городским властям большую помощь в строительстве жилья в г. Павлодаре, а также объектов социальной, культурной и бытовой сфер.

Рис. 1. Северная промышленная зона г. Павлодара (космический снимок): 1 – река Иртыш, 2 – жилые кварталы города, 3 – Промышленная площадка №1 Павлодарского химического завода, 4 - Промышленная площадка №2 Павлодарского химического завода, 5 – накопитель сточных вод – озеро Балкылдак, 6 – спецпруды для твердых и жидких ртутных отходов, 7 - Павлодарский нефтехимический завод, 8 - ТЭЦ-3, 9 – объединенный золоотвал ТЭЦ-2 и 3, 10 - село Павлодарское

Развитие ПХЗ в плановой советской экономике сдерживалось целым рядом неблагоприятных факторов: задержкой строительства нефтепровода Омск-Павлодар-Чимкент-Чарджоу и ПНПЗ, вызванной возведением в соседнем регионе России более крупного Омского нефтеперерабатывающего завода, непригодностью местного галитного сырья – рапы из озера Маралды, которую пришлось заменить твердой поваренной солью из Баскунчакского солепромысла в Поволжье, а так же хронической нехваткой квалифицированной рабочей силы в новом бурно развивающемся индустриальном регионе. Завод постоянно сталкивался с проблемой перепроизводства хлора и вызванными этой причиной частыми остановками хлор-щелочного производства, что приводило к высокой аварийности химико-технологических процессов, загрязнению окружающей среды хлором и ртутью и в конечном итоге определило его судьбу. Бескризисному развитию завода не могло помочь даже то обстоятельство, что ПХЗ входил во Всесоюзное объединение Союзоргсинтез Министерства химической промышленности СССР, контролировавшее производство химической продукции военного назначения, а также был включен в список 100 строящихся оборонных индустриальных объектов СССР, получавших внеочередное снабжение /3/.

1-я промышленная площадка ПХЗ состояла из 30 цехов и производила широкий спектр народно-хозяйственной продукции, такой как каустическая сода, хлор, гипохлорид натрия, хлорид аммония, присадки к смазочным маслам и моторные масла, флотационные реагенты (аэрофлоты), антифризы и антиобледенители, дезинфицирующие и отбеливающие средства, пластификаторы для пластмасс, фенол-формальдегидную смолу, несколько видов пластиков и изделий из них. Эти продукты поставлялись на промышленные предприятия Советского Союза, включая Казахстан, Россию, Беларусь, Узбекистан и Киргизстан. Кроме этого на площадке №1 один из цехов производил оборонную продукцию - хлористый алюминий, в том числе с 1977 г. хлористый алюминий высокой степени очистки, «осч». Это вещество использовалось для производства топлива для ракет СС-20 и пластин термоизолирующего покрытия космического челнока «Буран» /3/.

После прекращения в 1993 г. производства хлора и каустика, являющегося основным производством ПХЗ, выжить смогли только те цеха, которые выпускали товары широкого потребления (например, популярный в начале 90-х гг. шампунь «Диона» на основе жень-шеневого экстракта) и реагенты для горно-обогатительной и энергетической промышленности. Часть этих производств в августе 1994 г. при акционировании ПО «Химпром» г. Павлодар была приватизирована, однако, как правило, возникшие частные предприятия используемые помещения и оборудование арендовали. АО «Химпром» на 90% находилось в государственной республиканской собственности. Большая часть простаивающего оборудования, представляющего какую-либо ценность, была продана или утилизирована для оплаты минимального штата работников и в счет погашения долгов. Исключение составляло оборудование, которое могло быть использовано для военных целей и находилось под защитой Советско-американского договора о нераспространении от 1989 г., также подписанного Республикой Казахстан. Однако необходимо отметить, что ПХЗ не был включен Казахстаном в список предприятий, выпускавших химическое оружие. Сразу же после остановки хлор-щелочного производства стало ясно, что без него ПХЗ не сможет сохраниться как единый технологический комплекс. Между тем потенциальных инвесторов строительства нового хлорного производства отпугивало наличие на территории площадки №1 очага ртутного загрязнения, ликвидация которого требовала больших непроизводственных затрат. Поэтому одним из приоритетов деятельности заводского руководства и местных властей с середины 90-х гг. становится демеркуризации остановленного производства и поиск необходимых для этого финансовых средств. В конце 1998 г. за счет средств АО «Химпром» и областного бюджета был начат демонтаж наиболее загрязненного ртутью корпуса 31 в расчете на то, чтобы в начале 1999 г. эти работы были продолжены за счет средств республиканского бюджета. Однако из-за прекращения финансирования демонтаж пришлось остановить после того, как была уже разобрана кровля и часть стен здания, и в апреле на территории завода была объявлена чрезвычайная ситуация, вызванная угрозой неконтролируемого испарения разлитой и несобранной металлической ртути из развалин цеха. К проблеме демеркуризации ПХЗ было привлечено внимание средств массовой информации и экологических движений и под их давлением республиканские власти вынуждены были выделить деньги на завершение сбора пролитой ртути, демонтаж оборудования и разборку части корпуса 31 (зала электролиза). 26.04.1999 г. для проведения демеркуризационных работ за счет средств государственного бюджета из состава АО «Химпром» было выделено ОАО ПХЗ, которое провело запланированные работы по разборке зала электролиза корпуса 31. Однако после окончания 1999 г. это финансирование было вновь фактически прекращено. С 09.01.2001 г. ОАО «ПХЗ» было передано в коммунальную собственность акима Павлодарской области. Демеркуризационные работы за счет бюджетных средств Республики Казахстан были возобновлены ОАО ПХЗ только в начале 2002 г. 1-й этап демеркуризации был завершен в январе 2005 г. В 2006 г. ОАО «ПХЗ» было объявлено банкротом и его имущество выставлено на торги. При этом территория бывшего хлор-щелочного производства, на которой были произведены демеркуризационные работы, была выделена в качестве отдельного объекта и осталась в коммунальной собственности. Возрождение хлор-щелочного производства по мембранному методу будет осуществлять АО «Каустик» с привлечением частного капитала. Оно было образовано в 2004 г. при 100% участии частного капитала и к началу 2006 г. приобрело в собственность приблизительно половину производственных объектов на 1-й промышленной площадке ПХЗ.

Цех №3 ПХЗ производил хлор и каустическую соду (гидроксид натрия, NaOH) методом электролиза с ртутным катодом с 1975 по 1993 гг. В зале электролиза корпуса 31 в четыре ряда были установлены 80 электролизеров СДМ 150-7.3 (в 1975 г. - 72, в 1984 г. - дополнительно 8, после капитального ремонта в 1986 г. в работе постоянно находились 68 электролизеров). Мощность производства составляла 112 700 т каустической соды и 100 000 т хлора в год. Источники сырья: поваренная соль, привозимая с Баскунчакского солепромысла (Волгоградская область, Россия), вода - из реки Иртыш.

Горизонтальный электролизер СДМ 150-7.3 производства ГДР (максимальная токовая нагрузка 150 кА, катодная плотность тока 7,3 кА/м², длина 14,5 м, ширина 2,03 м, число анодов – 120) с ртутным катодом (площадь 20,4 м²) и вертикальным разлагателем амальгамы (диаметр 1,0 м в верхней части и 1,44 м в нижней, высота без холодильника 2,07 м), производил газообразные хлор и водород, а также водный раствор гидроксида натрия, свободный от примесей хлоридов. Благодаря использованию ртути процесс электролиза водного раствора хлорида натрия

был разделен на два электрохимических процесса:

в электролизере на графитовом аноде выделялся газообразный хлор, а на ртутном катоде - амальгама натрия

а в разлагателе в результате взаимодействия амальгамы натрия с водой на поверхности графитовой насадки образовывался водный раствор гидроксида натрия и выделялся газообразный водород

Технологически процесс получения гидроксида натрия выглядел как перемещение обедненной амальгамы натрия (с концентрацией натрия не более 0,005%) из нижней части разлагателя вверх на вход электролизера с помощью ртутного насоса. Затем в процессе протекания амальгамы натрия по наклонному днищу электролизера происходило ее донасыщение под действием тока до концентрации 0,45 % и поступление 0,45% амальгамы натрия самотеком из электролизера в верхнюю часть разлагателя. После чего происходило образование NaOH в процессе взаимодействие натрия с обессоленной водой на графитовой насадке при стекании амальгамы вниз по разлагателю, во время которого концентрация натрия в амальгаме снижалась с 0,45 до 0,005%. Рассол NaCl в электролизере двигался прямотоком вместе с амальгамой, раствор NaOH в разлагателе – противотоком. Концентрация хлорида натрия в рассоле на входе в электролизер составляла – 300-310 г/л, в анолите на выходе – 265-275 г/л (анолит также содержал 0,3-0,5 г/л растворенного хлора). Концентрация раствора щелочи на выходе из разлагателя составляла – 43-46% .

Рассол для электролиза готовили путем донасыщения анолита в корпусе 34а и хранили в двух горизонтальных гуммированных емкостях объемом 80 м³ каждая, из которых он самотеком поступал в корпус 31. Анолит поступал в две титановые емкости объемом 40 м³ каждая, из которых он откачивался в цех №2 на обесхлоривание и затем возвращался в корпус 34а.

Температура растворов в электролизере достигала 80-85^оС, в разлагателе – 80-100^оС. При высокой температуре происходило загрязнение ртутью всех продуктов и отходов электролиза: анолита с обедненным содержанием хлорида натрия, хлора, раствора щелочи и водорода. Щелочь была загрязнена элементарной атомно-дисперсной ртутью, анолит, хлор и абгазы содержали растворимый в воде хлорид ртути (II) – сулему, водород и вентвыбросы – газообразную ртуть. При эксплуатации электролизеров большое количество ртути шламировалось, образуя амальгамное масло, которое вручную периодически удаляли из электролизеров через карманы. В карманы электролизеров для промывки амальгамы также подавали очищенную воду.

Раствор щелочи охлаждали, фильтровали на рамных фильтрах ФР-50 от ртути и других примесей, после чего его направляли на складирование и залив в цистерны. Водород охлаждали до 20-25^оС сразу же над разлагателем так, чтобы конденсирующаяся при его охлаждении ртуть в своей основной массе возвращалась в разлагатель. Затем водород проходил дополнительное охлаждение до 15-20^оС с возвратом сконденсировавшейся ртути в электролизеры и мокрую очистку от ртути хлорной водой в колоннах насадочного типа. Остаточный хлор поглощали из водорода раствором щелочи с концентрацией NaOH 180-240 г/л, очищенный водород промывали водой, разбавляли азотом и выбрасывали в атмосферу через “свечу”. Содержание ртути в выбрасываемых газах не должно было превышать 0,01 мг/м³. Однако часто, особенно в зимний период, водород выбрасывали в атмосферу, минуя стадию очистки хлорной водой. Получаемый в электролизерах хлоргаз с концентрацией Cl₂ не менее 90% и примесного H₂ не более 1% постоянно отсасывали в коллектор так, чтобы внутри электролизера поддерживался вакуум 5-10 мм водного столба. Влажный хлоргаз отмывали оборотной водой (в основном, от хлорида натрия и ртути), охлаждали и осушали концентрированной серной кислотой в двух параллельных системах охлаждения и сушки, состоящих из фильтров и нескольких колонн насадочного типа. Затем его сжимали компрессором и направляли на сжижение в корпус 36 цеха №4. Анолит перед его донасыщением хлоридом натрия обесхлоривали путем подкисления и добавлением раствора сульфида натрия с последующим фильтрованием на пресс-фильтре образующихся шламов, содержащих сульфид ртути, HgS. Регламентируемое содержание сулемы в анолите, выходящем из электролизеров составляло 0,002%, а в очищенном рассоле, поступающем в электролизеры – 0,001%. Абгазы, выделяющиеся из анолита и образующиеся в отделении сушки и перекачки хлора, а также хлоргаз, выделяющийся при малых нагрузках электролизеров, отсасывали на нейтрализацию в эжектор. Поглощение хлора и ртути осуществляли раствором щелочи с исходным содержанием NaOH 180-240 г/л, который циркулировал через эжектор до тех пор, пока концентрация щелочи не падала до 20 г/л. Очищенные абгазы выбрасывали в атмосферу. Вентвыбросы выбрасывали в атмосферу без очистки. Все промывные и поглотительные растворы, а также воду, содержащие ртуть, сбрасывали в ртутную канализацию. Регламентируемая норма расхода ртутьсодержащих сточных вод хлор-щелочного производства составляла 15 м³/сут. Жидкие ртутные шламы отстаивали, ртуть возвращали в электролизеры, а не отстоявшийся шлам размывали водой в емкость с мешалкой, где в течение 3-х часов происходила отбивка шлама. Отбитую ртуть возвращали в электролизеры, не отбившийся шлам направляли на термическую регенерацию. Твердые ртутные шламы, образующиеся при очистке анолита и, в основном, содержавшие сульфид ртути, направляли на захоронение в крайнюю западную секцию спецпрудов, шламы, образующиеся при очистке щелочи и содержащие металлическую ртуть, – на термическую регенерацию. К богатым ртутным отходам также относились графит от отработанных анодов, графитовая насадка из разлагателя, хлориновая ткань и стекловолокно фильтров. Эти отходы направляли на захоронение на полигон для твердых отходов. Электролизеры периодически проходили капитальный ремонт в ремонтно-механическом цехе, заключающийся в термическом отжиге изношенного гуминового покрытия и нанесении нового.

Ртуть, механически теряемую при эксплуатации электролизеров в результате утечек и при текущем ремонте, смывали водой с полов зала электролиза в лотки и далее в приямки сточных вод. Лотки и приямки периодически очищали от ртути и ртутного шлама с помощью переносного титанового вакуумного бачка, один штуцер которого присоединялся к вакуумной разводке, на другой надевали резиновый шланг, через который собирали ртуть. Собираемую жидкую ртуть возвращали в электролизеры. Полы зала электролиза имели специальное покрытие, которое обновляли несколько раз за время эксплуатации цеха.

Установка термической регенерации ртутных шламов была введена в эксплуатацию в 1980 г. и имела мощность 150 м³/год и максимально достигнутую производительность 48 м³/год. Она состояла из 3-х индукционных печей периодического действия, вмещающих по 4 цилиндрических корзины со сварным дном. Богатый ртутный шлам с содержанием ртути 4-15% вручную предварительно смешивали с опилками и известью в объемных соотношениях 20:1:1 и также вручную загружали в корзины. Корзины помещали в печь, крышку герметически закрывали, в печи создавали вакуум 0,2 кгс/см². Нагревание производили в несколько этапов в течение 14-15 часов до достижения максимальной температуры 550-600^оС. Для улавливания паров ртути использовали вертикальный теплообменник с водяной рубашкой и площадью теплообмена 17 м². Абгазы дополнительно очищали от ртути либо в адсорберах (имелось 2 аппарата, один в работе, другой в подготовке), заполненных углем ХПК-3П, либо в вертикальном цилиндрическом аппарате емкостью 2 м²с мешалкой, пропуская их через слой 10-20% раствора Na₂S. Ртутьсодержащие отходы установки представляли собой огарок и шламы (которые направляли на захоронение на спецпруды), сточные воды (сливали в ртутьсодержащую канализацию), очищенные абгазы и вентвыбросы (выбрасывали в атмосферу).

Установка сульфидной очистки ртутьсодержащих сточных вод, расположенная в корпусах 40, 40а и 40б, была запущена в 1975 г. одновременно с пуском хлор-щелочного производства. Процесс очистки заключался в корректировке рН ртутьсодержащих сточных вод, осаждении в приемном отстойнике первичного ртутьсодержащего шлама, доокислении ртути до Hg (II) в сточной воде за счет ее хлорирования с последующим удалением избытка хлора, повторной корректировке рН и осаждении Hg (II) из раствора с помощью сульфида натрия. Малорастворимый сульфид ртути (II) осаждался за счет добавления сульфата железа в качестве коагулянта с последующим длительным отстаиванием ртутного шлама. Очищенные стоки собирали в емкость 40д объемом 5000 м³ (рис. 2). После наполнения емкости 40д сточной водой и установления санитарной лабораторией безопасного уровня концентрации ртути в ней, ртутьсодержащие сточные воды сбрасывали в озеро - накопитель Балкылдак.

Рис. 2. Емкость 40д для сбора ртутьсодержащих сточных вод

Однако из-за принципиальных технологических недостатков сульфидного метода очистки (низкой скорости образования осадка сульфида ртути, протекания побочных процессов образования растворимых полисульфидов ртути, трудностей с отделением твердой фазы) концентрация ртути в сточной воде, сбрасываемой из емкости 40д в накопитель Балкылдак, обычно не отвечала регламентируемым нормам. Кроме этого цех №3 часто производил несанкционированные сбросы в Балкылдак ртутьсодержащих сточных вод, не прошедших стадию сульфидной очистки. Это заставило руководство ПХЗ реконструировать систему сбора и очистки ртутьсодержащих сточных вод. Уже в 1978 г. вместо установки сульфидной очистки была введена в эксплуатацию установка ионообменной очистки ртутьсодержащих сточных вод, однако она также эксплуатировалась лишь периодически. Достигнутая мощность составляла 30 м³/ч. Сточные воды фильтровали, подкисляли до рН 1-3 и хлорировали в хлораторе при концентрации активного хлора в воде 0,1-0,8 г/л для осветленной воды и до 2 г/л для не осветленной. Далее хлорированную воду вновь фильтровали, обесхлоривали, пропуская через адсорбер, заполненный 2,5 м слоем активированного угля марки АРВ, еще раз фильтровали и пропускали через каскад из 4-х адсорберов, заполненных анионообменной смолой ВП-1-АП. Уголь и анионообменную смолу загружали в адсорберы сверху, выгружали на сито-поддон снизу, очищаемые сточные воды подавали снизу. Отработанную смолу и уголь направляли на регенерацию, бедные ртутьсодержащие шламы - на переработку на ртутный комбинат. После адсорберов сточные воды имели слабокислую реакцию, поэтому их нейтрализовали раствором щелочи до рН 7 и сбрасывали в крайнюю восточную секцию спецпрудов. Регламентная степень очистки сточных вод от ртути – до 0,005 мг/л. Во время простаивания анионообменной установки ртутьсодержащие сточные воды хлор-щелочного производства сбрасывали в спецпруды без очистки.

Спецпруды - специальные опытно-промышленные пруды-испарители - были построены в 1976 г. и рассчитаны на прием 200 м³/сут. или 73000 м³/год ртутьсодержащих стоков. Они были расположены 1,5 км севернее 1-й промплощадки ПХЗ на южном берегу накопителя Балкылдак. Спецпруды состояли из 3-х секций размером 344х200 м, с высотой дамб – 3 м, расчетной глубиной воды в секциях – 2 м, емкостью 115000 м³ каждая и суммарной площадью водного зеркала 18,3 га. Дно испарителей представляло собой укатанный грунт, выстланный специальным двухслойным экраном. Экран состоял из двух слоев стабилизированной полиэтиленовой пленки толщиной 0,2 мм и трех защитных песчаных слоев, суммарной мощностью 1 м. Две секции спецпрудов должны были быть использованы как рабочие, одна – как аварийная. Однако в процессе эксплуатации в качестве пруда-испарителя, в основном, использовали крайнюю восточную секцию (3-я), центральную секцию (2-я) использовали как аварийную, в то время как крайнюю западную секцию (1-я) - как полигон для захоронения твердых ртутьсодержащих отходов (главным образом, графита и сульфидных шламов отделения очистки анолита).

После завершения строительства спецпрудов и реконструкции системы ртутной канализации несанкционированный сброс ртутьсодержащих сточных вод хлор-щелочного производства в общезаводскую канализацию ПХЗ, идущую в накопитель сточных вод – озеро Балкылдак, стал технологически невозможен. Связь канализации цеха №3 с общезаводской канализацией была разорвана. К спецпрудам по поверхности земли была проложена специальная канализация для ртутьсодержащих стоков, представляющая собой титановую трубу.

Накопитель Балкылдак (рис. 3) расположен 5,5 км восточнее поймы реки Иртыш и имел расчетную емкость 56,92 млн. м³, площадь водного зеркала 15,9 км² и испарительную способность 9.6 млн. м³при критической уровневой отметке 109,5 м (по первоначальному проекту 1975 г.) и расчетную емкость 74,0 млн. м³, площадь водного зеркала 18,0 км² и испарительную способность 11,4 млн. м³при критической уровневой отметке 110,8 м (после наращивания дамб по проекту 1985 г.). Территория озера Балкылдак была отведена ПХЗ для организации строительства накопителя-испарителя промстоков Распоряжением Совета Министров Каз.ССР от 20 января 1969 г. № 48р, в этот период зеркало озера находилось на отметке 105,11 м (25.10.71 г.)/9/. Эксплуатация накопителя была начата в 1971 г. без сооружения природоохранных объектов. В дальнейшем накопитель с двух сторон (запад и восток) был ограничен двумя защитными закрепленными земляными дамбами протяженностью 8425 м и с трех сторон (запад, север и восток) - окружен глиняной противофильтрационной диафрагмой по типу «стена в грунте» протяженностью 10 557 м, шириной 0,6 м и глубиной 2,5 - 6,0м. Однако на ряде пониженных участков противофильтрационная диафрагма была выполнена без строительства пионерской дамбы или не была построена вообще, в результате чего фильтрующиеся поверхностные воды накопителя распространились по рельефу местности в сторону сел Павлодарское, Алексеевка и курорта Муялды на расстояние 2-3 км /9/. До 1978 года накопитель Балкылдак принимал сточные воды всей Северной промзоны г. Павлодара (ПХЗ – 4,3, тракторного - 3,9, картонно-рубероидного – 5,6 и нефтеперерабатывающего заводов – 1,5, ТЭЦ 2 – 0,4 и ТЭЦ 3 - 0,1 млн.м³/год, всего 13,31 млн.м³ для 1978 г./10/), однако затем он был передан на баланс ПХЗ, и кроме его сточных вод должен был принимать только паводковый сток и дренажные воды объединенного золоотвала ТЭЦ 2 и ТЭЦ 3 (этот золоотвал до настоящего времени также является основным источником питания накопителя Балкылдак подземными водами). В реальности в 1988 г. количество сбрасываемых в накопитель сточных вод ПХЗ составляло 6-8 тыс. м³/сут, тракторного завода – 2,0 тыс. м³/сут, фильтрационных вод объединенного золоотвала ТЭЦ 2 и ТЭЦ 3 - 2,0 тыс. м³/сут (среднесуточные данные), при лимите 5 тыс. м³/сут, установленном Павлодарским облисполкомом в 1986 г. /9/. Максимально высокий уровень накопителя был зафиксирован 18.05.1994 и составлял 110,95 м.

Регламентная загрузка металлической ртути на один электролизер составляла 2750 кг, т.е. всего в электролизерах находилось 220 т ртути. По данным /11/ с 1975 г. по 1989 г. за 14 лет производства было выпущено 685 525 т каустической соды и израсходовано 1089,356 т ртути.

Таблица 1. Объёмы производства каустической соды и фактический расход ртути на ПО «Химпром» г. Павлодар /11/

Фактический удельный расход ртути составлял 1,589 кг/т, в то время как "научно-обоснованная норма" регламентировала потребление ртути на уровне 0,3 кг/т, "технически обоснованная норма" - 0,5 кг/т, а "плановая" - 0,76 кг/т.

Баланс основных технологических потерь ртути выглядел следующим образом: до 0,8% потерь приходилось на шламы, накапливаемые и перерабатываемые на производстве, до 1,9% - на вентвыбросы, до 2,6% - на шламы, направляемые на переработку на ртутный комбинат, до 3,9% - на выбросы в атмосферу с водородом, до 11,8% - на сточные воды и твердые шламы, транспортируемые на спецпруды для твердых и жидких ртутных отходов, до 83,7% - на неучтенные потери. Последние были обусловлены проливами, утечками металлической ртути и неполнотой ее сбора при эксплуатации и ремонте электролизеров.

Из устных сообщений бывших руководителей ПХЗ /12-13/ следует, что в 1990-1993 гг. в последний период деятельности хлор-щелочного производства было выпущено около 200 000 т каустической соды и израсходовано еще 175 т ртути. Всего в виде шламов на ртутный комбинат было отправлено на переработку не более 2,6% израсходованной ртути /11/, т.е. около 33 т. Бывшие руководители ПХЗ также сообщили /12-13/, что после остановки производства хлора и последующего демонтажа оборудования и здания электролизного цеха (корпуса 31) было слито, собрано, термически извлечено и отправлено на ртутный комбинат 140 т металлической ртути. Таким образом, общие потери ртути за все время существования хлор-щелочного производства бывшего ПО "Химпром" г. Павлодар могут быть оценены в 1310 т, из которых приблизительно 1100 т, составляли неучтенные механические потери, депонированные в бетонном основании здания, а также грунтах под корпусом 31 и в непосредственной близости вокруг него.

Агрессивная среда предопределяла быстрый износ оборудования хлор-щелочного производства. Цех электролиза ПХЗ имел более высокую аварийность, чем обычно, так как при перепроизводстве хлора и заполнении им всех существующих емкостей электролизеры отключались от тока или переводились на пониженную токовую нагрузку. Это крайне неблагоприятно сказывалось на их техническом состоянии. В 1986 г. цех №3 ПХЗ прошел плановый капитальный ремонт. В 1988 г. в СССР была принята Программа перевода технологий электролизных заводов с ртутного метода на мембранный (в 1994 г. из-за распада СССР эта программа была остановлена). С 1990 г. на ПХЗ рядом с корпусом 34 началось строительство нового электролизного корпуса для мембранных электролизеров, который должен был заменить корпус 31. Основная инфраструктура цеха №3 должна была быть сохранена. Строительство нового корпуса явилось причиной значительного сокращения средств, отпускаемых на текущий ремонт и реконструкцию корпуса 31. Неудовлетворительное техническое состояние хлор-щелочного производства привело к выходу Постановления Главного санитарного врача СССР № 89-35 от 12.07.89 "О запрещении производства хлора и каустической соды на Павлодарском ПО "Химпром". Тем не менее, с небольшими перерывами это производство продолжалось еще несколько лет. Цех №3 был окончательно остановлен уже после распада СССР распоряжением директора ПХЗ Б.А.Шарова /13/ в августе 1993 г., когда из-за коррозии началось разрушение кровли корпуса 31 и падение отдельных элементов строительных конструкций в зал электролиза. В январе 1994 г. вышло Постановление № 7 Кабинета Министров Республики Казахстан "О мерах по улучшению экологической и санитарно-гигиенической обстановки в Павлодарском промышленном регионе (Производственное объединение "Химпром")". Оно не оставляло никаких надежд на возрождение производства хлора по ртутному методу, так как давало разрешение на "реализацию высвобождающегося оборудования, а также материалов, не находящих применения на предприятии". Демонтаж дорогостоящего оборудования и цветных металлов был осуществлен в 1994-1995 гг.

Все последующие годы руководство ПХЗ и местные власти пытались возродить хлор-щелочное производство в г. Павлодаре с использованием более прогрессивной мембранной технологии. В таблицах 2 и рис. 4 приведены данные /14/, подтверждающие экономические преимущества мембранного метода производства хлора по сравнению с диафрагменным и ртутным. Однако главное преимущество мембранной технологии по сравнению с ртутной заключается в существенно более низком риске загрязнения окружающей среды.

В 2004 г. на территории ПХЗ было образовано АО «Каустик», которое в настоящее время ведет переговоры о закупке западной технологии и оборудования для создания нового производства хлора и каустика по мембранному методу.

Таблица 2. Сравнение параметров производства хлора и каустика с использованием различных технологий /14/

Рис. 4. Расход различных видов энергии при производстве хлора и каустика с использование различных технологий /14/

1.3. Военная история завода и его конверсия /3/

Программа разработки и накопления химического оружия в СССР заключалась в строительстве и производственной деятельности сети заводов Всесоюзного объединения Союзоргсинтез Министерства химической промышленности СССР, выпускавших разнообразную военную продукцию. Большинство подобных химических заводов было построено в России, но часть их находилась в бывших республиках Советского Союза.

Одним из таких заводов являлся ПХЗ, в мирное время выпускавший как народнохозяйственную продукцию, так и продукцию двойного назначения (каустическая сода, Cl₂, AlCl₃, PCl₃ и т.п.), которая могла быть используема для производства химического и других видов оружия. ПХЗ был одним из последних строящихся в СССР крупных химических заводов и в случае необходимости легко мог быть переориентирован на выпуск чисто военной продукции, главным образом веществ нервно-паралитического действия, разработанных в Советском Союзе в 80-е годы.

Несмотря на свой потенциал, завод никогда не производил боевых отравляющих веществ. С начала 80-х гг. на нем шло ускоренное строительство 2-й промышленной площадки, на которой в 1990 г. был налажен выпуск трихлорида фосфора - исходного сырья для органического синтеза веществ нервно–паралитического действия. На завод на работу в это время были направлены специалисты, имеющие большой опыт в производстве химического оружия. Однако строительство технологических линий по производству оружия так и не было завершено, хотя до окончания срока строительства Площадки №2 оставалось 3 года. В 1987 году СССР начал переговоры о присоединении к Конвенции о запрещении химического оружия, и Правительство СССР остановило Программу его разработки.

Площадка № 2 занимала отдельно огороженную территорию, площадью 550 га на восточной оконечности завода и была предназначена для выпуска непосредственно химического оружия. Она имела более строгую систему безопасности и секретности, чем сам ПХЗ, и состояла из 5 корпусов, включавших основное химическое производство, лабораторные установки и оборудование для наполнения снарядов. По Указу Президента СССР М. Горбачёва строительство на ПХЗ производственных линий по выпуску оружия было не только остановлено, но был произведен демонтаж части уже установленного оборудования и зданий. Часть оборудования была переведена на производство мирной продукции (Таблица 3).

Производственный процесс на Площадке № 2 начинался с синтеза трихлорида фосфора. В качестве сырья использовали жёлтый фосфор, производимый в Южном Казахстане, и хлор, выпускаемом на Площадке № 1. Установка по производству промежуточных продуктов находилась в здании рядом с производством трихлорида фосфора. Эта установка была оборудована коррозионно-стойкими химическими реакторами, облицованными серебром или сделанными из стали с высоким содержанием никеля (Хаст-сплав). Следующими зданиями в этом ряду были здания производства боевых отравляющих веществ и лаборатория по испытанию отравляющих веществ на подопытных животных. Строительство этих зданий не было закончено. Последнее здание в этом ряду, которое было полностью разрушено в 1987 г., было предназначено для работы с готовыми сверхтоксичными веществами. Была также разрушена труба воздухозаборника системы подземной вентиляции этого здания. Здание, расположенное параллельно во втором ряду напротив основного производства – это участок заполнения снарядов боевыми отравляющими веществами. Стены этого здания имели 4 метровую толщину, усиленные 16-ю внутренними колоннами для сдерживания стен в случае взрыва. Было запланировано строительство специальных тоннелей, соединяющих это здание со зданием производства отравляющих веществ, расположенным рядом. Другими зданиями на площадке №2 были емкости для хранения хлора, вспомогательные цеха и установка по сжиганию химических отходов.

Таблица 3. Конверсия производственных зданий Площадки № 2 ПХЗ /3/

2.1. Опыт демеркуризации химических производств в СССР в 80-е гг. /15/

В 1981 г. на реконструкцию было остановлено хлор-щелочное производсто ПО «Химпром» г.Сумгаит, Республика Азербайджан (в настоящее время - Завод поверхностно-активных веществ). Цех был оборудован ртутными электролизерами СДМ 50, имел общую производительную мощность 80 тыс. т каустика в год и отработал 25 лет. Новый электролизный корпус был построен в 15 м от старого и имел ту же общую мощность, хотя был оборудован новыми более производительными ртутными электролизерами СДМ 100. Это позволило сохранить всю старую инфраструктуру хлор-щелочного производства.

Специальных демеркуризационных мероприятий не проводилось. Ртуть из электролизеров и другого оборудования была слита и использована в новом производстве. Демеркуризация оборудования проводилась путем механического очищения металлоконструкций от ртути, промывкой их водой и направлением на переплавку на металлургический завод. Бетонные строительные конструкции корпуса электролиза были разобраны в течение года и использованы населением для частного строительства. Богатый ртутью шлам и строительный мусор с большим содержанием ртути был отправлен на Никитовский ртутный комбинат на Украину, ртутные отходы с невысоким содержанием ртути отправлены на полигон ртутных отходов. Полы бетонного основания электролизного зала некоторое время находились под открытым небом, и ртуть выпотевала из бетона. Ее периодически собирали механическим способом. Затем полы были выломаны и вместе с грунтом на глубину в 2 м удалены на свалку и захоронены. В настоящее время на месте старого электролизного корпуса остался котлован, в котором находятся бетонные колонны основания здания.

В 1987-88 гг. было остановлено и демонтировано старое хлор-щелочное производство на ПО «Каустик» г. Стерлитамак, Россия, производственной мощностью 80 тыс. т каустика в год. Новое хлор-щелочное производство с ртутным катодом имело мощность в 2 раза выше и было построено за 5-6 лет до остановки старого производства на значительном расстоянии от него. СП Еврохим разработал проект демонтажа оборудования и демеркуризации производственных корпусов. В демеркуризационных мероприятиях, которые были проведены в течение года, участвовали рабочие остановленного цеха. Было демонтировано и утилизировано не только оборудование цеха электролизного участка, но и всех вспомогательных технологических участков хлор-щелочного производства. Помимо ртути, слитой из электролизеров, дополнительно было собрано около 140 т ртути. Все ртутные шламы, строительный мусор и вручную выломанные полы здания электролиза были отправлены на переработку на Никитовский ртутный комбинат на Украину. Здания хлор-щелочного производства были построены на мощной глиняной линзе, поэтому выемка грунта не проводилась. Конструкции, имевшие большие габариты, были захоронены в могильнике I-го класса опасности. Корпуса зданий хлор-щелочного производства были сохранены, включая корпус электролиза.

Демонтаж оборудования старого хлор-щелочного производства проходил при сильном давлении СМИ и экологической общественности, требовавших соблюдения мер предосторожности, так как ПО «Каустик» находится практически в городской черте (например, была проведена забастовка водителей троллейбусов, отказывавшихся доставлявших рабочих к заводу).

Инженерные изыскания проводились в соответствии с «Мероприятиями по разработке решений по защите окружающей среды от загрязнений ртутью при выводе из эксплуатации производства хлора и каустической соды ртутным методом с переводом процесса электролиза на мембранный метод на Павлодарском ПО «Химпром», утвержденными Минхимпромом СССР 31.12.88 г. и Постановлением Главного государственного врача СССР № 89-35 от 12.07.89 «О запрещении производства хлора и каустической соды на Павлодарском ПО «Химпром».

По субконтракту с СП Еврохим Павлодарская гидрогеологическая экспедиция - НТЦ «Технолог» (ПГГ) в 1989-1990 гг. выполнила следующие полевые работы: были пройдены 32-е разведочные и наблюдательные скважины по 8-ми профилям вокруг корпуса 31 и 19-ть дополнительных скважин, расположенных вне этих профилей. Такое количество скважин позволило определить гидрогеологические условия, имевшие место на заключительный период деятельности хлор-щелочного производства, а также степень загрязнения ртутью геологической среды в западной части промплощадки №1, включая главный источник загрязнения - зал ртутного электролиза. Половина скважин была пробурена на первых водоносных горизонтах и верховодке до глубин в 10 м. С помощью 16-ти скважин был опробован второй горизонт Павлодарской свиты, залегающий на глубинах 6,0-13,5 м. Воды нижнего (третьего) водоносного горизонта были вскрыты 10-ю скважинами на глубинах 11-20 м. При бурении 47 скважин с интервалами в 25-50 см были отобраны образцы кернов, а из водоносных горизонтов - пробы воды на содержание ртути. Непосредственно в зале ртутного электролиза и в корпусе переработки ртутных шламов были пройдены 11 шурфов и скважин глубиной до 0,75-3,0 м.

Для определения границ ореола загрязнения ртутью на территории промплощадки №1 с глубины 0,25-0,3 м с помощью ручного бура были отобраны 102 пробы почв. Пробы были отобраны по профилям с шагом 40-45 м вдоль транспортных магистралей и в районе цеха №3, где в технологических целях использовалась ртуть.

Концентрацию ртути в пробах почв и воды определяли атомно-абсорбционным методом в лабораториях «Экогидрохимгео» г.Алматы и СП Еврохим.

Основные результаты балансового и гидрогеологического обследования хлор-щелочного производства ПХЗ заключались в следующем:

- общая оценочная масса ртути, потерянной с 1975 по 1989 гг. во время эксплуатации производства хлора и каустика ПО «Химпром», составляет 1089 т, в том числе с водородом и вентвыбросами – от 14 до 63 т,

- депонировано в полах и грунтах внутри периметра зала электролиза – от 813 до 866 т,

- рассеяно по территории, примыкающей к цеху электролиза и отделению термической регенерации, вдоль дорог, на площадке хранения отходов и деталей электролизеров – от 42 до 45 т,

- основной очаг ртутного загрязнения расположен внутри периметра зала электролиза корпуса 31 площадью 7519 м², где в бетонных полах, а также грунтах ниже бетонного основания корпуса с общим объемом масс около 22 тыс. м³, депонировано около 1131,8 т ртути, в том числе бетонных полах зала электролиза – 104,1 т, в насыщенных суспензионных грунтах – 859,1 т, в подстилающих глинах – 6,4 т. Глубина проникновения металлической ртути превышает 3 м. Однако основная масса ртути (около 99%) залегает на поверхности ненарушенного грунта, на глубине, не превышающей 2 м от поверхности пола;

- площадь загрязнения ртутью почв площадки №1 составляет 521150 м². Наиболее загрязненный участок расположен восточнее корпуса 31. Среднее содержание ртути в слое 0-0,25 м на загрязненном участке составляет 2-14 мг/кг. Общая масса ртути, рассеянной в поверхностном слое почв 0-0,25 м составляет около 2,8 т, масса загрязненного грунта - приблизительно 208 000 т. Проникновение ртути прослеживается на глубину до 4 м. Однако уже на глубине 1,5 м содержание ртути в грунте не превышает ПДК_п. Расчетная масса ртути, рассеянной в слое 0-4 м (без учета ртути, находящейся под корпусом 31) составляет 10 т.

- контур загрязненных ртутью подземных вод вытянут от корпуса 31 в западно-западно-северном направлении на 800 м. Общая площадь загрязнения ртутью подземных вод первых горизонтов и верховодки составляет 0,55 км². Объем загрязненных вод для всех горизонтов был оценен в 2,08 млн. м³, в котором ориентировочно содержится около 10,0 т ртути (с концентрацией ртути от 12,5 до 103,0 мг/л и сухим остатком солей 62-72 г/л) в форме хорошо растворимого хлорида ртути (II) - сулемы.

- в двух картах экранированного спецпруда-накопителя сосредоточены ртутьсодержащие шламы очистки анолита, в которых ртуть находится в виде трудно растворимой соли сульфида ртути (II). Содержание ртути в этих шламах колеблется от 0,01 до 0,33%. Всего в накопителе находится около 140 т солей ртути.

- в воде карты для жидких отходов спецпруда-испарителя – от 1 до 2 т растворенной ртути;

- в накопитель Балкылдак ртуть поступала со сточными водами. Среднее содержание ртути в его поверхностных водах 0,01 мг/л, что в 20 раз выше ПДК_В. Исходя из объема сброшенных сточных вод и содержания в них ртути, можно приблизительно оценить общую массу ртути в воде и донных отложениях озера. Оно составляет 10-15 т;

- гидрогеологический прогноз дальнейшего распространения ртути по водоносным горизонтам с промплощадки АО «Химпром» и прилегающей территории показал следующие скорости движения ртути: в верховодке и первом горизонте - 20-46,7 м/год, во втором - 12-28 м/год и в третьем - 46-56 м/год;

Разработка Проекта демеркуризации проводилась с 1988 по 1995 гг. и совпала по времени с годами распада СССР и наиболее тяжелым периодом экономического и политического кризиса. За это время огромный институт КНИФ ГОСНИИХЛОРПРОЕКТ был преобразован в КНИФ МНПО «Синтез», затем в КНИИ «Синтэко», из которого выделилась небольшая компания СП Еврохим, а ПХЗ был поставлен на грань банкротства. Тем не менее, он выполнил финансирование этих работ, в основном, за счет своих собственных средств.

Первоочередная программа, разработанная СП Еврохим после предварительных исследований 1988-1992 гг., заключалась в демонтаже наиболее загрязненной части корпуса 31 – электролизного зала, где проходил сам процесс электролиза (80 электролизёров, другое содержащее ртуть оборудование, стены, перекрытия и т.д.), промывке демонтированных конструкций на месте и их сортировке. Металлическое оборудование после обработки растворами окислителей (гипохлорид натрия, перекись водорода, перманганат калия, азотная кислота, хлорное железо) и водой должно было быть сдано на металлолом, строительные конструкции, содержащие менее 1% ртути, – уложены в специально сооружаемый могильник (котлован, глубиной не более 3-х м, выстланный глиняным экраном толщиной не менее 0,5 м и резервными возможностями для расширения) и залиты раствором цемента. Строительные конструкции, содержащие более 1% ртути должны были быть временно складированы на площадке в 1500 м² и покрыты слоем глины, и, в последнюю очередь, - наиболее загрязненные ртутью материалы должны были быть собраны и помещены в контейнеры и ждать переработки. Другие части корпуса 31, считавшиеся менее загрязненными, предполагалось демонтировать позднее.

Основной процесс извлечения ртути должен был быть произведен с помощью установок термической демеркуризации бетона и механической демеркуризации грунта. Отходы с низким содержанием ртути должны были быть уложены в новые секции могильника и залиты грунтобетонной смесью из бетоносмесительной установки.

Бетонные выломки основания зала электролиза и других строительных конструкций с размером кусков, не превышающих 20х30 см, и содержанием ртути не менее 0,3-0.5% предполагалось демеркуризировать в камерной вакуумной электропечи периодического действия при температуре 700-750^оС в течение 2-х часов. Для этого бетонные выломки загружаются экскаватором в решетчатые прямоугольные контейнеры с брутто массой 5 т, транспортируются на автомобиле к печи, талью загружаются в камеру и герметично закрываются съемной крышкой. Печь разогревается с помощью спиралей, включаемых посекционно. После окончания нагревания печь продувается воздухом для охлаждения. Воздух, содержащий пары ртути, предусматривалось охлаждать в воздушном конденсаторе, омываемом снаружи водой для дополнительного охлаждения. Металлическая ртуть собирается в сборнике и периодически сливается в герметично закрываемые контейнеры, охлажденный воздух подвергается дополнительной очистке на адсорбенте ХПР-3п (активированном угле, пропитанным хлорным железом), а затем выбрасывается в атмосферу через трубу высотой 10 м. Прогретый бетон с содержанием ртути менее 0,3% подлежал захоронению в могильнике.

Грунты с содержанием ртути более 1% подлежали отбивке от ртути путем приготовления пульпы и грохочением породы на скруббере с бутарой. Для этого грунт из котлована корпуса 31 загружается в контейнер с брутто массой 5 т, транспортируется автотранспортом к установке демеркуризации и выгружается в бункер, снабженный решеткой (с размером ячеек не более 15 см) для отделения строительного мусора. Из бункера грунт подается внутрь вращающегося с большой скоростью барабана скруббера, в который также подается вода. В барабане глина переходит в воду, образуя поток пульпы, движущийся по направлению к бутаре. Не размытые сцементированные куски материала и галька (фракция 16-150 мм) отделяются бутарой, а пульпа с ртутью через перфорацию бутары уходят в кожух-сепаратор, устанавливаемый под бутарой. На сетке кожуха-сепаратора происходит частичное обезвоживание пульпы и отделение основной массы ртути. Частично обезвоженная пульпа сливается с сетки на грохот, ртуть и вода собираются внутри наклонного днища кожуха под сеткой, при этом ртуть периодически сливается в герметично закрываемые контейнеры, а вода непрерывно подается на отбивку ртути в барабан скруббера с бутарой. На грохоте происходит дополнительное обезвоживание пульпы, которая затем сливается в вертикальный цилиндрический сборник с коническим днищем. Для предотвращения отстаивания пульпы она непрерывно циркулирует с помощью насоса по контуру: сборник-насос-сборник, имеющий для более полного выведения ртути из пульпы дополнительный сепаратор, снабженный сетчатым дном. Обезвоженная и обедненная ртутью пульпа из сборника насосом подается на приготовление грунтобетона и заливку могильника.

Грунты с содержанием ртути менее 0,3% (около корпуса 31) и менее 0,02% (около корпусов 31а и 37) должны были быть вынуты на глубину 0,25 м и направлены на приготовление грунтобетона без предварительной обработки.

Пульпа грунта установки механической демеркуризации по трубопроводу подается к бетоносмесительной установке, где она отстаивается. Менее загрязненные грунты завозятся автотранспортом в контейнерах. Мокрый и сухой грунт скрепером подаются в бетоносмесительные установки, в которых он смешивается с цементом и водой в нужном соотношении. Состав грунтобетона (на 1 м³бетонной смеси): грунтовая смесь – 1800 кг, портландцемент (Н 400) – 95 кг, вода – 300 кг (всего 2195 кг). Проектная прочность бетона – 1,5 МПа (15 кгс/см³). Приготовленная грунтобетонная смесь доставляется к месту укладки в могильник автотранспортом.

Могильник для ртутных отходов должен был представлять собой разделенный на карты (не менее 3-х) котлован глубиной до 3-х м, выстланный водонепроницаемым глиняным экраном толщиной 0,5 м. Вместимость могильника до 33300 м³. Сверху хранилище должно было быть закрыто экраном, на котором можно было размещать производственные помещения.

Степень извлечения ртути: при обжиге – 95%, остаточное содержание не более 0,3%, при отбивке - 85%, максимальная концентрация ртути в захораниваемом бетоне – не выше 3,5%.

В 1995-1998 гг. ПХЗ провел согласование и утверждение всех документов, необходимых для сопровождения Проекта демеркуризации, в том числе 11.08.95 в Министерстве экологии и биоресурсов Республики Казахстан (письмо № 3-2-137/1718). В 1996 г. Проект СП Еврохим был дополнен ТЭО для проведения демонтажа и демеркуризации электролизного цеха.

Во время посещения Японии в 1993 г. Президент Н.А.Назарбаев провел переговоры об участии японских компаний в ликвидации ртутного загрязнения в Павлодаре и строительстве нового хлор-щелочного производства на основе мембранного метода. По заданию Японского Правительства Японский консалтинговый институт провёл консультации с СП Еврохим, а также собственное исследование проблемы, задачами которого являлись:

- разработка рекомендаций для выбора наиболее подходящего технологического процесса выпуска каустической соды и хлора;

- исследование остановленного производства с точки зрения максимального использования существующих мощностей производства и минимальных вложений дополнительных средств;

- изучение ситуации на рынке каустической соды, хлора и соляной кислоты для определения соответствующей производительности завода;

- выработка рекомендаций для составления наиболее эффективного плана выполнения проекта;

- проведение финансового и экономического анализа предлагаемого плана выполнения проекта и представление результатов оценки.

Был разработан план конверсии предприятия с заменой технологии производства хлора и каустической соды с электролизного на мембранный и размещением новых мембранных электролизных установок вместе с большей частью старого оборудования в новом корпусе. План работ, предложенный СП Еврохим, принимался в качестве основного проекта демеркуризации. Финансирование работ должно было осуществляться за счет льготного кредита Правительства Японии, однако ПХЗ для его получения требовались гарантии Правительства Республики Казахстан. Такие гарантии заводом получены не были и переговоры закончились безрезультатно.

В 1999 г. во время визита во Францию Министра Природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Казахстан С.Ж.Даукеева были начаты переговоры о предоставлении Казахстану французского займа для реабилитации территории в районе ртутного загрязнения в г. Павлодаре. Французская сторона также предложила техническую помощь в проведении работ и участие французских фирм и технологий. Французская компания BRGM - государственная структура, занимающаяся проблемами разработки рудных месторождений и размещения отходов - начала сотрудничество с Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Казахстан (МПРООС РК) и ПХЗ по вопросу ликвидации ртутного загрязнения. В результате проведения первой миссии BRGM Министру С.Ж.Даукееву была представлена «Программа предотвращения дальнейшего ртутного загрязнения», которая была одобрена 3 августа 1999 г. /26/.

Согласно первоначальным предложениям BRGM, реабилитация ртутного загрязнения в г. Павлодаре должна была состоять из четырех фаз. Стадия «A», заключающаяся в десятидневной миссии 2-х французских экспертов, предполагала ознакомление с проблемой, обсуждение технических вопросов со специалистами и сбор информации. Во время этой миссии также предполагалось подготовить предложение для Всемирного Банка, чтобы получить финансирование для стадии «B». Стадия «B» заключалась в содействии захоронению отходов бывшего ПО «Химпром», содержащих ртуть (т.е. в проведении начального этапа проекта СП Еврохим). Индикативный бюджет этой стадии составлял $2 млн., из которых $0,4 млн. брала на себя французская сторона, а $1,6 млн. – казахстанская (или привлекался заем Всемирного банка). Стадия «C» заключалась в очистке загрязненных районов в северном пригороде Павлодара до допустимых уровней по проекту, который должен был быть разработан BRGM во время выполнении стадия «B». Индикативный бюджет этой стадии составлял $4 млн., средства привлекались за счет мягкого займа Правительства Франции. Стадия «D» предполагала обеспечения полной безопасности павлодарского региона от загрязнения ртутью. Предполагаемое финансирование должно было осуществляться за счет займа Всемирного Банка.

Следующий вариант, «Проект демеркуризации в Павлодаре: ОВОС и ликвидация очагов загрязнения» был предложен BRGM через полгода /27/ и он предполагал три фазы проведения работ: фаза I - проведение работ по обеспечению безопасности бетонного основания корпуса 31 (продолжительность 2 месяца, затраты $0,3 млн за счет мягкого займа Правительства Франции), фаза II (состояла из двух параллельных компонентов, затраты за счет мягкого займа Правительства Франции), компонент A - оценка масштабов загрязнения, а также риска для здоровья населения в Павлодаре (продолжительность 18 месяцев, стоимость $4 млн.), компонент B - демеркуризация на мобильной термической установке 1500 м³ отходов с высоким содержанием ртути (продолжительность 18-24 месяца, стоимость $4 млн.), фаза III – должна была обеспечить полный контроль над ситуацией и быть определена по результатам работ по фазам I и II. Во время визита во Францию Президента Н.А.Назарбаева в июне 2000 г. эти предложения были одобрены и в сентябре 2000 г. был подписан Протокол о предоставлении Казахстану Правительством Французской Республики льготного кредита на 8,2 млн. Евро с годовой процентной ставкой 2,1% на срок до 16 лет, из которых льготными являлись 6 лет, а выплаты в течение последующих 10 лет должны были быть осуществлены 20-ю равными взносами /28/.

Однако этот протокол одновременно предусматривал полный отказ от проекта СП Еврохим, поскольку по условиям займа Французского Правительства «сумма местных расходов, услуг и покупка нефранцузского оборудования по проекту не должна была составлять более 10% от всей суммы займа» /29/. Соответственно, BRGM предложил МПРООС РК провести полный пересмотр проекта СП Еврохим (включая отказ от создания постоянного могильника для материалов, содержащих ртуть ниже 0,3%, строительства противофильтрационной завесы по типу “стены в грунте” и гидроотбивки ртути из сильнозагрязненных грунтов) и разделить собственно демеркуризационные работы на три этапа:

i – разбор зданий хлор-щелочного производства, сортировка и захоронение ртутных отходов во временное хранилище,

ii – снижение концентрации ртути в грунтах и почвах до предельно-допустимого уровня за счет их термической переработки,

iii – обеспечение полной безопасности павлодарского региона от загрязнения ртутью.

Руководство ПХЗ и региональные власти не согласились с полным отказом от проекта СП Еврохим. Компании BRGM было предложено разработать Технико-экономическое обоснование (ТЭО) своих предложений /30/, чтобы в дальнейшем рассматривать их как альтернативу Проекту СП Еврохим. BRGM разработал ТЭО проекта «Демеркуризация ртути и устранение очага ртутного загрязнения в г. Павлодаре» /31/ и в конце декабря 2000 г. представил его МПРООС РК. В этом документе было предложено: получить дополнительные данные по почво-грунтам на площадке №1 и донным отложениям в спецпрудах и накопителе Балкылдак, оценить состояние реки Иртыш, получить дополнительные данные по загрязнению подземных вод и атмосферы, провести моделирования миграции ртути с подземными, поверхностными водами и воздушными потоками, чтобы оценить риски ее воздействия на население, провести технико-экономическую оценку эффективности различных технологий очистки от ртути, подготовить технические предложения по окончательной реабилитации территории за счет средств Всемирного банка, провести временную герметизацию бетонного основания зала электролиза корпуса 31, термически переработать в вакуумной печи 1500 м³ наиболее загрязненных материалов, построить вокруг корпуса 31 противофильтрационный экран по типу «стена в грунте». Также предлагалось провести следующее ориентировочное деление средств займа в 8,2 млн Евро: на закупку технологий и оборудования, подготовку персонала - 50%, на сбор и анализ данных, оценку риска - 25%, демеркуризацию, реабилитационные работы на территории промплощадки, защитный экран - 25% .

Казахстанская сторона провела сравнительный анализ предложений СП Еврохим и BRGM /31/, из которого был сделан вывод о том, что предложенные фирмой BRGM методы демеркуризации грунтов и бетона в техническом плане принципиально не отличаются от предлагаемых СП Еврохим, но гораздо более дорогостоящи. Например, способ извлечения ртути по проекту BRGM оказался в 20 раз дороже, чем предложенный СП Еврохим. По предложению BRGM Казахстан за 8,2 млн. Евро должен был получить дополнительное подтверждение ранее уже установленным рискам, консервацию существующей ситуации и рекомендации по её ликвидации. Стоимость всех работ для полной демеркуризации в Павлодаре оценивалась BRGM в 80-130 млн. долларов США. Рабочий проект СП Еврохим предлагал решить задачу ликвидация очага ртутного загрязнения за сумму в пределах 6,5 млн. долларов США. Было сделано заключение, что Проект «французской фирмы BRGM носит научно–исследовательский характер и не решает задач, поставленных Президентом и Правительством РК по ликвидации очага ртутного загрязнения, что подтверждают и сами авторы» ТЭО /32/.

Сравнение проектов СП Еврохим и BRGM позволил казахстанской стороне аргументировано настаивать на срочном осуществлении Проекта СП Еврохим за счет средств французского займа без каких-либо его изменений, приводящих к затягиванию выхода из опасной экологической ситуации. Переговоры затянулись до конца 2001 г. и закончились безрезультатно.

Из-за сложившейся тяжелой экологической ситуации на территории ПХЗ Глава Павлодарской областной администрации Д.К.Ахметов в августе 1995 г. сразу же после согласования проекта СП Еврохим в МПРООС РК поставил перед республиканскими властями вопрос о срочном финансировании демеркуризационных работ. МПРООС РК планировал осуществить выделение средств в 1996 г. из Фонда охраны окружающей среды Казахстана и Республиканского бюджета. Однако Министерство финансов РК (письмо в Правительство РК от 07.03.96 №18-2-3/1644) отказало в финансировании из-за напряженного состояния Бюджета РК, предложив «при проведении комплекса демеркуризационных работ по очистке от ртути промплощадки АО «Химпром» привлекать средства иностранных инвесторов и других хозяйствующих субъектов, заинтересованных в выпуске каустической соды и хлора безртутным способом». Комитет по чрезвычайным ситуациям РК также не поддержал просьбу Главы Павлодарской областной администрации о начале финансирования демеркуризационных работ и на республиканском уровне проблема была заморожена до 1998 г. Тем не менее, в 1995-1997 гг. на проведение работ по демеркуризации (на оплату СП Еврохим за выполнение проекта демеркуризации, оплату экспертизы проекта, частичную разборку обрушившейся части корпуса 31, перенос эстакады) АО «Химпром» израсходовал в действующих ценах 18,53 млн. тенге из собственных средств и 6,7 млн. тенге из средств Областного фонда охраны природы /33/.

Решения о выделении средств из республиканского бюджета (всего 882,2464 млн. тенге, в том числе по годам: 246 млн. на 1998 г., 373,4189 млн. на 1999 г., 262,8295 млн. на 2000 г.) /33/ удалось добиться только после того, как демеркуризация отходов ртутного производства была вынесена из проекта создания нового производства хлора и каустической соды (Протокол совещания у заместителя Премьер-Министра РК А.С.Павлова № 20-11/9195 от 15.08.1997). Определенную роль в принятии решения продолжить финансирование демеркуризационных работ сыграло давление Правительства Российской Федерации (РФ): в 1998 г. в Правительстве РФ с приглашением Посла РК было проведено совещание, обсудившее угрозу ртутного загрязнения реки Иртыш, а 10.04.98 в г. Омске был подписан Протокол совещания представителей официальной делегации Павлодарской области РК и Администрации Омской области, отметивший «необходимость для локализации и ликвидации очага ртутного загрязнения привлечения сил и средств на уровне Правительства РК и Правительства РФ» /34/.

В 1998 г. (через пять лет после остановки производства) начались работы по подготовке демонтажа корпуса 31 (рис. 5-6) и захоронению отходов. Они проводились, в основном, за счет финансирования из местных источников, так как из республиканского бюджета в течение года поступило только 9,3 млн. тенге /33/. Демонтаж наиболее загрязненного ртутью участка – зала электролиза в центральной части корпуса 31 - был запланирован на зиму 98-99 гг., чтобы провести механический сбор металлической ртути при низких температурах в наиболее безопасных условиях (концентрация паров ртути внутри корпуса 31 в августе 1998 г. составляла от 1,03 до 1.68 мг/м³, т.е. более 100 ПДК_р.з./35/). В ноябре 1998 г. вручную было собрано 3993 кг ртути /36/, в декабре начался демонтаж кровли, каркаса, стеновых панелей и перекрытия (рис. 7-8), а также электролизного оборудования корпуса 31. При этом при демонтаже оборудования из электролизеров и трубопроводов было дополнительно пролито около 15 т металлической ртути /37/. Поскольку в 1999 г. бюджетное финансирование долгое время не открывалось, работы проводились медленно, с перерывами и в конце-концов остановились (это очень беспокоило региональные экологические движения, например, 3.03.99 ОО «ЭКОМ» провело пикетирование Парламента РК на тему «Ртутное загрязнение в г. Павлодаре»). С наступлением весеннего тепла началось интенсивное испарение металлической ртути с полов электролизного зала. Решением Акима г. Павлодара - Н.И.Чмых №17 от 02.04.1999 территория АО «Химпром» с 5.04 по 30.05 была объявлена зоной чрезвычайной ситуации. К проблеме было привлечено внимание общественности и средств массовой информации, в том числе республиканского телевидения. Работы по демеркуризации были интенсифицированы, однако выделенных для ликвидации чрезвычайной ситуации средств хватило только для сбора ртути (17 т /38/), демонтажа и демеркуризации оборудования (электролизеры и металлоконструкции, имеющие видимые невооруженным глазом капли ртути, подвергали обработкой струей воды под давлением над специальной ванной, а затем захоронили и залили бетоном в могильнике /39/, 72 амальгамных разлагателя вместе с остатками ртути и графитовой насадкой были вывезены на временное хранение на 1-ю карту спецпрудов /39, 40/, но фактически были там захоронены /41/), разборки и демеркуризации зала электролиза корпуса 31 и строительства 1-й карты могильника (как это было предусмотрено Первоочередной программой Проекта СП Еврохим). В конце 1999 г. по итогам рабочей поездки Премьер-Министра РК Токаева К.К. в Павлодарскую область был разработан и утвержден План мероприятий по дальнейшей демеркуризации АО «Химпром», согласно которому в течение 2000-2002 гг. должно было быть обеспечено финансирование в размере $12,0 млн. в том числе: за счет внешнего займа - $9,2 млн. и за счет средств Республиканского бюджета – $2,8 млн. /42/. Однако реально выделяемых в 2000-2001 гг. средств хватило только на поддержание инфраструктуры ПХЗ (Таблица 4). Возобновление финансирования работ по Программе демеркуризации ПХЗ произошло только в 2002 г.

Рис. 5. Корпус 31 – цех электролиза (северная сторона), перед началом разборки здания, зима 1998/99 гг.

Рис. 6. Корпус 31 – цех электролиза (южная сторона), перед началом разборки здания, зима 1998/99 гг.

Рис. 7. Корпус 31 – цех электролиза (южная сторона), после разборки перекрытий, зима 1998/99 гг.

Рис. 8. Корпус 31 – цех электролиза (южная сторона), после разборки перекрытий, зима 1998/99 гг.

Таблица 4. Освоение средств на демеркуризацию закрытого хлор-щелочного производства ПХЗ в 1996-2001 гг. (в действующих ценах) /43/

Исследования ртутного загрязнения в г. Павлодаре, регулярно проводимые с начала 80-х гг., были инициированы общественностью Казахстана, которая была обеспокоена возможностью возникновения крупного очага загрязнения окружающей среды, вызванного производственной деятельность неподконтрольного местным властям оборонного завода. Эта обеспокоенность постоянно подогревалась происходившими на территории ПХЗ значительными выбросами хлора, достигавших жилых кварталов города. Проводимые исследования обычно имели небольшие бюджеты и из-за режима строгой секретности не охватывали территорию, непосредственно прилегающую к промплощадке ПХЗ. Эти исследования показали, что площадь распространения ртутного загрязнения почв в 90-е гг. не вышла за пределы промплощадки ПХЗ, а загрязнение поверхностных вод было ограничено акваторией накопителя Балкылдак.

По заданию Министерства геологии КазССР с 1981 г. ПГГ проводила мониторинг загрязнения подземных вод Павлодарской области, в том числе исследовала ртутное загрязнение поверхностных и подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара. Для этого была использована сеть из 40 наблюдательных скважин, расположенных севернее Площадки №1 ПХЗ и вокруг накопителя Балкылдак.

В подготовленных отчетах было отмечено, что после 1985 г. отметка уреза воды в накопителе Балкылдак стабильно находилась на уровне выше 110 м (в 1988 г. его уровень поднимался до 110,23 м, а в 1994 г. до 110,95 м), что соответствует площади водного зеркала более 25 км² и объему воды более 80 млн. м³. В начале эксплуатации накопителя Балкылдак в него поступил большой объем неочищенных ртутьсодержащих стоков, что привело к депонированию ртути в донные отложения до максимальной концентрации 1,2 г/кг. Концентрация ртути в воде накопителя в отдельные периоды достигала 25 мг/л (50 000 ПДК_в). В дальнейшем, после ввода в эксплуатацию спецпрудов для ртутьсодержащих отходов, содержание ртути в накопителе Балкылдак снизилось и в 1985-1993 гг. колебалось на уровне 1-10 мкг/л (2-20 ПДК_в). Однако залповые несанкционированные сбросы ртутьсодержащих стоков продолжали поступать в накопитель Балкылдак даже в 90-е гг., так в 1992 г. было отмечено локальное повышение концентрации ртути до 10 мг/л.

Специальные пруды-испарители, глубиной около 3 м и состоящие из трех секций (одна из них использовалась для приема твердых ртутьсодержащих отходов), расположены в непосредственной близости от южного берега накопителя Балкылдак и занимают площадь 18,3 га. Концентрация ртути в воде средней и крайней восточной секций прудов колебалась от 2,35 до 51,5 мг/л. Общая масса ртутьсодержащих материалов, находящихся в спецпрудах составляла в начале 90-х около 270 000 т.

Отмечено постепенное расширение площади загрязненных ртутью свыше ПДК_в подземных вод вокруг накопителя Балкылдак. Если в 1985 г. ртуть была обнаружена только в скважинах, расположенных в 10-150 м от южной и юго-западной береговой линии и площадь этого загрязнения составляла 2-3 км², то уже в 1987 г. площадь загрязнения в этом направлении увеличилась до 12-15 км². Площадь распространения ртутного загрязнения, определяемая по талым снеговым водам, загрязненным свыше ПДК_В, оценивалась в 255 км². В качестве наиболее вероятной причины распространения ртути назывался ветровой разнос снега и льда с поверхности накопителя Балкылдак и спецпрудов-испарителей, а также рассеивание ртутьсодержащих вентвыбросов электролизного производства. Было отмечено заметное уменьшение площади загрязнения снежного покрова зимой 1992-1993 гг., связанное с сокращением деятельности хлор-щелочного производства.

Соленое озеро Муялды, давшее название одноименному грязевому курорту, расположено в 4 км юго-восточнее накопителя Балкылдак и заполняет бессточную впадину с пологими (кроме северного) слабоизрезанными заболоченными берегами, сливающимися без резко выраженной границы с окружающей местностью. Оно имеет форму овала, вытянутого на восток на 1640 м при максимальной ширине – 840 м. До 1967 г. основным источником питания озера являлись талые снеговые воды, грунтовые воды и атмосферные осадки. Затем его стали искусственно обводнять из артезианской скважины, расположенной на северном берегу озера. После начала обводнения минерализация вод озера снизилась с 300 г/л до 80 г/л.

Было пробурено 16 наблюдательных скважин по 3-м профилям, перпендикулярным потоку подземных вод с западного направления. Отбор подземных вод в 1990-1991 гг. производили ежемесячно в течение года. Анализ воды осуществляли с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра методом холодного пара с пределом обнаружения 500 нг/л. Все пробы подземных вод, а также пробы воды из озера Муялды содержали ртуть ниже предела чувствительности используемого метода определения.

Исследование выполнялось Центром охраны здоровья и Институтом почвоведения в 1990-1992 гг., а также Институтом почвоведения и НИИ Новых химических технологий и материалов при Казахском государственном Национальном университете им. Аль-Фараби (КазГУ) в 1991-1993 гг. в рамках разработки ОВОС для ПХЗ /53/.

Зимой 1990-1991 гг. был изучен снежный покров в жилых массивах и южной части Северной промзоны г. Павлодара (вокруг промплощадок радиозавода «Весна» и ПО «Павлодарский тракторный завод». Превышение ПДК_в для ртути в талой воде было обнаружено в районе дач садоводческого товарищества «Химик». Скорее всего, это был зафиксирован южный край ртутной аномалии, расположенной севернее границы исследования. В 1991-1992 гг. район исследования был расширен до северной границы промлощадки ПХЗ, и кроме 45 проб снеговой воды были отобраны 32 пробы почв на глубину почвенного покрова (до 50 см). На дачных участках садоводческих товариществ северного пригорода Павлодара было взято 96 проб садово-огородной продукции. Превышение ПДК_в для ртути в талой воде было обнаружено на обширной территории вокруг ПХЗ (южнее ПО «Павлодарский тракторный завод, западнее озера Муялды и восточнее поймы реки Иртыш), однако загрязнение ртутью почв выше ПДК_П зафиксировано не было. Также не было найдено ртутного загрязнения садово-огородной продукции.

Исследования 1993 г., когда были отобраны 150 проб почв по 28 скважинам на глубину до 2-х м севернее промплощадки ПХЗ на площади около 500 км², не обнаружили загрязнения почв выше 0,5 мг/кг (0,4 ПДК_п). Также не было обнаружено загрязнения ртутью 42 проб сельхозпродукции и 26 проб подземных и поверхностных вод, отобранных на этой площади. Исключение составляла проба воды из накопителя Балкылдак, показавшая концентрацию ртути в воде 0,1 мкг/л (2 ПДК_в).

Проведенные полевые исследования показали, что ежегодное загрязнения ртутью снежного покрова от атмосферных выпадений не привело в начале 90-х гг. к заметному загрязнению ртутью почв на территории вокруг ПХЗ, что, скорее всего, было связано с непродолжительностью существования этого пути распространения ртутного загрязнения.

Проект ИНТАС-Кз 95-19, финансируемый Европейским Союзом, был выполнен научной группой, входящей в состав ТОО «Геокен», а затем перешедшей в Институт естественных наук г. Алматы (ИЕН). В работах также принимал участие КазГУ. Проект включал в себя два полевых исследования 1997 и 1998 гг. на площади около 1000 км² севернее промплощадки ПХЗ, включавшей территории вокруг накопителей Балкылдак и Сарымсак, а также пойму реки Иртыш. По регулярной сети 0,7x0,7 км, 1х1 км и 2,8x2,8 км было отобрано более 2000 проб почв с уровней 0-15, 15-30 и 30-50 см. На этой территории также было отобрано около 100 проб поверхностных вод и 100 проб донных отложений. Около 600 проб почв и донных отложений были опробованы спектральным методам анализа на содержание 7-ми тяжелых металлов, кроме этого все пробы были проанализированы на содержание ртути атомно-абсорбционным методом.

Не было зафиксировано превышений ПДК_п ни для одного из тяжелых металлов, кроме нескольких случаев содержания ртути вблизи северной границы промплощадки №1 ПХЗ, а также около спецпрудов на берегу накопителя Балкылдак (рис. 9). Однако было обнаружено несколько ореолов повышенного содержания ртути (со 100 кратным превышением местного фонового уровня), в основном, связанных с пониженными участками рельефа, что было объяснено накоплением в этих местах талых вод в весенний период. Также были обнаружены участки с повышенным содержанием ртути (но не выше ПДК_п) в почве и донных отложениях в старицах поймы реки Иртыш, а также несколько случаев содержания ртути на уровне ПДК_в в поверхностных водах реки Иртыш в ее прибрежной зоне и пойменных озерах. Загрязнение ртутью поймы реки Иртыш было объяснено возможной разгрузкой загрязненных ртутью подземных вод.

Среднее значение уровня загрязнения ртутью поверхностных вод накопителя Балкылдак было оценено как 1 мкг/л (2 ПДК_в).

Рис. 9. Район полевых работ по проекту ИНТАС-Кз 95-19 (точки на карте – места отбора проб почв)

В 2002 г. было завершено исследование ртутного загрязнения Северной промышленной зоны г. Павлодара, финансируемое в рамках программы ИНКО-2 Европейского Союза. Проект включал в себя программу двухгодичных полевых и химико-аналитических работ, а также разработку математической модели распространения ртутного загрязнения с подземными водами в районе ПХЗ, выполнявшиеся Консорциумом казахстанских и зарубежных университетов, исследовательских институтов и компаний.

Казахстанскими партнерами по проекту ИНКО-2 ICA2-CT-2000-10029 "Развитие экономически эффективных методов снижения опасности от загрязнения тяжелыми металлами в индустриальных центрах на примере исследования ртутного загрязнения в Павлодаре" ("Toxicmanagement") были Кафедра методики научного природопользования BG Алматинского института энергетики и связи (АИЭС), Институт гидрогеологии и гидрофизики МОН РК (ИГГ), КазГУ и ИЕН. Иностранными партнерами являлись Отдел гражданского инжиниринга Саутгемптонского университета из Великобритании (СУ) - координатор проекта, Консалтинговая компания "ГеоДелф" из Нидерландов (ГеоДелф), СП Еврохим и Сибирский духовно-экологический университет г. Омск (СдэУ).

Результаты исследования были заслушаны и обсуждены 15.04.03 на Президиуме Национальной академии наук РК /56/.

В 2001 г. ИГГ, КазГУ и ИЕН провели сбор фондовых гидрогеологических данных для Северной промышленной зоны г. Павлодара в архивах ТУ “Южказнедра” г. Алматы, Республиканского центра геологической информации “Казгеоинформ” г. Кокчетав, ПГГ и ПХЗ. Были приобретены или скопированы гидрогеологические карты, составленные для различных периодов времени (всего 32), гидрогеологические разрезы (всего 90), данные для более 1000 гидрогеологических скважин, пробуренных с 1960 по 2000 гг. различными организациями (описания разрезов, конструкции скважин, результаты откачек, наблюдений за уровневым режимом подземных вод, химический состав подземных вод).

Собранные материалы были изучены и проанализированы ИГГ и на основе части из них в программе FoxPro 3.0, была создана база данных, а также с использованием программы MapInfo 5.0 спроектирована геоинформационная система ИГГ (ГИС ИГГ). При создании ГИС ИГГ гидрогеологические карты сканировались, а затем оцифровывались. При этом были сформированы слои, содержащие сведения о местоположении картировочных скважин, а также объектов, оказывающих существенное влияние на гидрогеологические условия: река Иртыш, озера, золоотвал ТЭЦ 2 и 3, дренажные канавы, накопители сточных вод, территория ПХЗ и т.д.

Были оценены масштабы ртутного загрязнения почвы и грунтов на территории бывшего ПО "Химпром" г. Павлодар и вокруг нее, подземных и поверхностных вод, донных отложений и различных биоматериалов, отобранных в Северной промзоне г. Павлодара (рис. 10). Район полевых исследований первоначально был ограничен с севера магистральным каналом в районе с. Мичурино, с востока - озером Муялды, с юга - золоотвалом ТЭЦ 2 и 3, однако в ходе работ он был локализован на площади 50 км², ограниченной с юга и востока 1-й промышленной площадкой ПХЗ, с севера - накопителем сточных вод-озером Балкылдак, с запада - поймой реки Иртыш.

Рис. 10. Район полевых работ по проекту ICA2-CN-2000-10209 «Toxicmanagement» (точки на карте – места отбора проб подземных вод, черные – концентрация ртути в воде ниже 500 нг/л, красные – выше 500 нг/л)

СУ, КазГУ, АИЭС, ИЕН и ИГГ провели три совместных экспедиции: летнюю и осеннюю 2001 г., а также летнюю 2002 г.; в этот же период район полевых работ с собственными исследовательскими программами посетили представители ГеоДелф, СдэУ, Степногорской лаборатории биомониторинга (СтЛМ), Института микробиологии и вирусологии МОиН (ИМВ) и EPA США. Помощь в первоначальном обследовании наблюдательных скважин в 2001 г. и машинное бурение 36 новых скважин в 2002 г. осуществила ПГГ. Большую помощь в проведении полевых работ оказал ПХЗ, также представивший помещение для размещения химико-аналитических лабораторий.

В своих исследованиях ртутного загрязнения почв Консорциум опирался на результаты полевых работ в северном пригороде Павлодара, проведенных КазГУ и ИЕН по Программе фундаментальных исследований Национальной Академии наук РК в 1993 г. и проекту ИНТАС-Кз 95-19 в 1997-1998 гг. Это позволило в основном ограничить исследуемый участок территорией промплощадки №1 ПХЗ (отбор проб проводили ИЕН, СУ и КазГУ, их химический анализ - ИЕН) и территорией между этой промышленной площадкой и накопителем Балкылдак (отбор проб и их химический анализ проводили КазГУ и АИЭС).

В 2001 г. отбор проб почв проводили по регулярной сети с шагом 13, 20, 26, 125 и 500 м с трех уровней 0-10, 10-20 и 20-50 см, в 2002 г. были отобраны дополнительные образцы грунтов на территории промышленной площадки №1 из шурфов и скважин глубиной до 4 м. КазГУ в 2001 г. также отобрал пробы почв и грунтов в с. Павлодарском с двух уровней 0-10 и 10-20 см, вокруг спецпрудов для ртутных отходов с трех уровней 0-10, 10-20 и 20-50 см и вокруг накопителя Балкылдак с уровня 5-15 см, а ИЕН в 2002 г. - на территории спецпрудов с трех уровней 0-10, 10-20 и 20-50 см. Точки отбора проб были координированы с помощью GPS. Всего было отобрано 2026 проб почв и грунтов.

Во время летних полевых работ на территории промышленной площадки №1 в 2001 и 2002 гг. ИЕН с помощью полевого атомно-абсорбционного фотометра АГП-01 проводил ежедневные замеры содержания ртути в приземном слое атмосферного воздуха. Эти замеры проводились также в целях безопасности работающего персонала и являлись основанием применения защитных комбинезонов и противогазов.

Исследование подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара проводили АИЭС и КазГУ с помощью существующей сети наблюдательных скважин (всего было обследовано 304 скважины), а также дополнительно пробуренных 89 скважин: 36 - диаметром 108 мм и глубиной от 5 до 15 м, и 53 - диаметром 45 мм и глубиной от 1 до 3,6 м.

Летом 2001 г. на территории, площадью превышающей 200 км² вокруг цеха электролиза ПХЗ (корпус 31), были обследованы все существующие наблюдательные скважины (в том числе неучтенные, заброшенные и потерянные), а также 30 эксплуатационных скважин в с. Павлодарское и на близлежащих промышленных предприятиях. С помощью GPS были определены их координаты, а также проведены замеры уровней воды, ее температуры, рН, редокспотенциала. С помощью погружных электронасосов скважины были прокачены по специально разработанной методике, исключавшей загрязнение образцов, пробы воды были отобраны для определения содержания хлоридов и ртути общей. Осенью 2001 г. в направлении вероятного распространения ртутного загрязнения подземных вод КазГУ ручными бурами пробурил 13 скважин диаметром 45 мм и глубиной до 3 м. Эти скважины, а также 9 скважин вблизи ртутных очагов под цехом электролиза и 6-й насосной станцией сточных вод были обследованы аналогично летней программе, кроме этого из них были отобраны пробы воды для определения содержания сульфатов и сульфидов. В дополнение к этому замеры уровней воды были повторены для большинства обнаруженных наблюдательных скважин. Всего в 2001 г. уровни воды были замерены в 189 скважинах, пробы воды для определения ртути общей были отобраны в 151 скважинах.

Летом 2002 г. в направлении вероятного распространения шлейфа загрязненных ртутью подземных вод ПГГ пробурила 36 новых наблюдательных скважин диаметром 108 мм, достигавших уровня водоупорных глин павлодарской свиты. В направлении реки Иртыш и с. Павлодарское ИЕН ручными бурами пробурил 33 скважины диаметром 45 мм, достигавших статического уровня подземных вод. Все эти скважины были координированы с помощью GPS, кроме этого все они, а также 57 старых скважин (всего 126) были нивелированы с точностью до 1 см. Между спецпрудами для ртутных отходов и накопителем Балкылдак СтЛМ и КазГУ ручными бурами пробурили 7 скважин диаметром 45 мм и глубиной от 1 до 2 м для отбора проб грунтовых вод, двигающихся от спецпрудов к Балкылдаку. Уровни воды в 2002 г. были замерены в 163 скважинах, пробы воды для определения ртути общей были отобраны в 83 скважинах.

В 2001 и 2002 гг. КазГУ и ИЕН отобрали пробы поверхностных вод из реки Иртыш и ее стариц, озера Муялды, золоотвала ТЭЦ 2 и 3, накопителя Балкылдак, спецпрудов для ртутных отходов, каналов, канав и карьеров, расположенных севернее территории ПХЗ. Пробы воды были также отобраны из люков канализаций и коллекторов насосных станций сточных вод. Всего было отобрано 63 пробы.

В 2001 г. АИЭС и КазГУ отобрали пробы донных отложений накопителя сточных вод-озера Балкылдак в его юго-западной части, вдоль хорды, соединяющей его крайние южную и северную точки, а также в его северо-восточной части. Пробы были отобраны из лодки с помощью специальных проботборников с глубины до 10 м. Всего было отобрано 34 пробы.

В 2001 г. КазГУ из накопителя Балкылдак были отловлены 55 образцов рыб: карася серебряного, линя, ельца сибирского, окуня речного, в 2002 г. из реки Иртыш и ее стариц - 30 образцов рыб: щуки, судака, окуня речного.

В 2002 г. КазГУ в с. Павлодарское отобрал 15 образцов молока коров, пастбищем для которых являлась территория между промплощадкой ПХЗ и накопителем сточных вод-озером Балкылдак. В 2001 г. в районе 6-й насосной станции сточных вод и 300 м севернее от ее СУ и КазГУ отобрали образцы пастбищной травы, в 2002 г. в с. Павлодарском - образцы почки и печени 2-х летней коровы, в 2001 и 2002 гг. - образцы волос работников ПХЗ.

Пробы почв и грунтов были проанализированы на содержание ртути общей в лабораториях АИЭС, КазГУ и ИЕН в г. Павлодаре и г. Алмате, пробы воды на содержание ртути общей, хлоридов, сульфатов и сульфидов и молока на ртуть общую - в лабораториях КазГУ и ИЕН в г. Павлодаре, пробы илов, рыб и биоматериалов на ртуть общую - в лабораториях АИЭС и КазГУ в г. Алматы. Всего было отобрано и проанализировано на ртуть общую 2060 проб почв, грунтов, шламов и илов, 325 проб воды и молока, 95 образцов мяса рыб и других биоматериалов.

Результаты полевых исследований и лабораторных анализов, а также координаты точек отбора проб были собраны в Итоговые таблицы, служащие базой данных для проектирования ГИС АИЭС. ГИС АИЭС был спроектирован с использованием программы MapInfo 5.0 и ArcMap 8.1 на основе топографических карт и планов различного масштаба, которые вначале сканировались, а затем оцифровывались также как и при проектирования ГИС ИГГ. Проведя интерполяцию данных загрязнения почв ртутью с помощью модуля Spatial Analyst метода взвешенной усредненной оценки (IDW), АИЭС построил модели и карты распределения ртути в трех верхних слоях почвы (рис. 11-16). На основе этих моделей были рассчитаны объемы загрязненного ртутью грунта, отвечающие уровням загрязнения <2,1; 2,1-10; 10-100; 100-1000 и >1000 мг/кг, а также запасы ртути, депонированной в почве на загрязненных территориях.

Исследование ртутного загрязнения почвы на территории ПХЗ и вокруг нее (рис. 11-16) позволило выявить несколько крупных очагов загрязнения с превышением ПДК_п для ртути (2.1 мг/кг) в 500 и более раз: четыре из них находились на территории промышленной площадки №1 и были связаны с корпусом 31, участком регенерации растворов, емкостями для хранения ртутьсодержащих сточных вод и зданием установки очистки сточных вод от ртути; один - находился на берегу накопителя Балкылдак и был связан со спецпрудами для хранения ртутных отходов.

Рис. 11. Карта загрязнения ртутью почв (слой 0-10 см) на Промышленной площадке №1 ПХЗ

Рис. 12. Карта загрязнения ртутью почв (слой 10-20 см) на Промышленной площадке №1 ПХЗ

Рис. 13. Карта загрязнения ртутью почв (слой 20-50 см) на Промышленной площадке №1 ПХЗ

Рис. 14. Карта загрязнения ртутью почв (слой 0-10 см) вокруг Промышленной площадки №1 ПХЗ

Рис. 15. Карта загрязнения ртутью почв (слой 10-20 см) вокруг Промышленной площадки №1 ПХЗ

Рис. 16. Карта загрязнения ртутью почв (слой 20-50 см) вокруг Промышленной площадки №1ПХЗ

Три очага на территории промплощадки были образованы разливом ртутьсодержащих растворов или жидкой металлической ртути, их интенсивность мало изменялась с глубиной отбора в слое до 0.5 м. Четвертый очаг около северо-восточного угла корпуса 31 имел поверхностный характер и, либо был образован за счет рассыпания твердых ртутьсодержащих отходов, либо возник относительно недавно при демонтаже оборудования. Наиболее высокие концентрации ртути в грунте наблюдались на глубинах до 1.7 м как вблизи, так и под бетонным основанием зала электролиза корпуса 31 (десятки и сотни г/кг). Высокий фон (от 1 до 50 ПДК_п)ртутного загрязнения почв в слое 0-50 смна площади около 1 км² вокруг бывшего производства хлора и каустика был связан с высокой подвижностью форм ртути, составляющих загрязнение.

Очаг ртутного загрязнения почвы в районе спецпрудов был образован за счет ветрового разноса дисперсных твердых ртутьсодержащих отходов и имел поверхностный характер.

Один из двух (западный) менее интенсивных очагов загрязнения верхнего слоя почвы между промплощадкой №1 и спецпрудами совпадал с контуром распространения шлейфа загрязненных ртутью подземных вод и, скорее всего, связан с их выходом на поверхность за счет испарения и капиллярных эффектов. Второй (восточный), вероятно, был образован утечкой ртутьсодержащих сточных вод из канализации и их скоплением в этом районе. Это предположение подтверждалось неоднократным обнаружением высоких концентраций ртути в скважине 7Р (4250 нг/л в 2002 г.) в течение многих лет различными организациями.

Объем почв и грунтов в слое 0-50 см, загрязненных выше 10 мг/кг, а также запасы ртути в них составлял (без учета ртути, депонированной в пределах периметра корпуса 31), соответственно, 19263 м³ и 2931 кг для территории промышленной площадки №1 ПХЗ, и 79542 м³ и 16022 кг для территории между накопителем Балкылдак и промышленной площадкой ПХЗ.

Уровень ртутного загрязнения атмосферного воздуха вблизи корпуса 31 в летнее время значительно превышал ПДК_сс (300 нг/м³), достигая 25 000 нг/м³ за счет испарения металлической ртути с поверхности почвы и строительных конструкций и превышал 100000 нг/м³ при проведении демеркуризационных работ. Распространение загрязнения воздуха было ограничено радиусом в 200 м вокруг площадки производства хлора и каустика и представляло собой локальную угрозу.

Обследование существующих наблюдательных и эксплуатационных скважин в 2001 г. показало, что распространение подземных вод с содержанием ртути свыше ПДК_в(500 нг/л) ограничено территорией промплощадки, местами прохождения канализационных сетей и районом спецпрудов. Неоднократное обследование скважины 24-91, расположенной в 2 км за запад от корпуса 31 и в воде которой первоначально была обнаружена концентрация ртути 1564 нг/л (3 ПДК_в), показало, что эта скважина была загрязнена ртутью во время предыдущих отборов проб. Ни в одной из проб воды, отобранных из эксплуатационных скважин в с. Павлодарское, не было обнаружено содержание ртути с концентрацией выше 7 нг/л (0,014 ПДК_в), что практически совпадало с пределом обнаружения ртути по используемой методике анализа.

Бурение в 2002 г. створа новых наблюдательных скважин, расположенного перпендикулярно к потоку подземных вод на расстоянии 1,2 км от корпуса 31, позволило обнаружить шлейф загрязненных ртутью подземных вод, распространявшихся от основного очага ртутного загрязнения в северо-северо-западном направлении. Оконтуривание этого шлейфа показало, что его максимальная ширина составляла 350 м, а протяженность - более 2 км, при этом поток загрязненных вод двигался над слоем водоупорных глин павлодарской свиты на глубине от 6 до 14 м в зависимости от рельефа местности и поверхности водоупора (рис. 17). Концентрация ртути в шлейфе изменялась от 65 мкг/л (130 ПДК_в) около корпуса 31 до 50 мкг/л (100 ПДК_в) около 6-й насосной станции и далее через каждые 200-300 м до 45 (90 ПДК_в), 0,8 (1,6 ПДК_в), 1,1 (2,2 ПДК_в), 0,9 (1,8 ПДК_в), 0,4 мкг/л (0,8 ПДК_в). 10 новых наблюдательных скважин, пробуренных на западе вдоль шлейфа зартученных вод, показали, что распространение ртутного загрязнения в этом направлении не наблюдалось.

Рис. 17. Очаги загрязнения подземных вод ртутью выше 500 нг/л по результатам обследования наблюдательных скважин в 2002 г.

Поверхностные воды в спецпрудах, скапливающиеся от атмосферных осадков, были загрязнены ртутью до уровня 50 мг/л (100 000 ПДК_в), в карьерах и котлованах южнее спецпрудов - от 3 до 30 мкг/л (6-60 ПДК_в), в канаве вдоль автодороги к западной дамбе накопителя Балкылдак - от 2 до 18 мкг/л (4-36 ПДК_в), в накопителе Балкылдак от 3,5 мкг/л (7 ПДК_в) около спецпрудов до 100-300 нг/л (0,2-0,6 ПДК_в) вдоль остального побережья. Содержание ртути в воде недостроенного аварийного сбросного канала, протянувшегося от накопителя Балкылдак к реке Иртыш, было не более 10 нг/л (0,02 ПДК_в), в старицах Иртыша около сс. Павлодарское и Шауке - не более 9 нг/л (0,018 ПДК_в), в реке Иртыш - ниже предела обнаружения используемой методики анализа 2 нг/л (0,004 ПДК_в).

Концентрация ртути в шламах спецпрудов для ртутных отходов имела величины порядка 10-10000 мг/кг (2-2000 ПДК_п), в донных отложениях накопителя сточных вод-озера Балкылдак - 1-500 мг/кг (0,5-250 ПДК_п). Грунтовые воды, движущиеся от спецпрудов к накопителю Балкылдак на глубине 1,5-2 м, были загрязнены ртутью до уровня 2-3 мг/л (4000-6000 ПДК_в).

Основным видом рыб, обитающим в накопителе Балкылдак, являлся карась серебряный. Хищных рыб в нем обнаружить не удалось. Концентрация ртути общей в мясе рыб, отловленных из накопителя Балкылдак, изменялась от 0,18 до 2,2 мг/кг и в большинстве случаев превышала ПДК_р для нехищных рыб (0,3 мг/кг). Концентрация ртути в мясе хищных рыб (в основном, в щуке), отловленных в реке Иртыш и ее старицах в районе сс. Павлодарское и Шауке, изменялась от 0,075 до 0,16 мг/л, что не превышало 0.3 ПДК_р для хищных рыб (0,6 мг/кг).

Пастбищная трава в районе 6-й насосной станции сточных вод содержала ртуть от 1 до 2 мг/кг, однако содержание ртути в молоке, почках и печени коров, пасущихся на территории между 1-й промплощадкой и накопителем Балкылдак, не превышало аналогичный показатель для этих продуктов из других незагрязненных районов. Два образца волос сотрудников ПХЗ содержали ртуть на том же уровне, что и волосы жителей г. Алматы.

В районе исследований, ограниченном рекой Иртыш, магистральным каналом, золоотвалом ТЭЦ 2 и 3 и озером Муялды получили распространение водоносный горизонт в современных аллювиальных отложениях поймы реки Иртыш (аQ_IV), водоносный горизонт в верхнечетвертичных отложениях первой надпойменной террасы (аQ_III) и водоносный комплекс в верхнемиоценовых нижне-среднеплиоценовых отложениях павлодарской свиты (N_1-2pv). Первым региональным водоупором являются глины калкаманской свиты неогена.

Водоносный горизонт в современных аллювиальных отложениях распространен в западной части района исследований узкой полосой вдоль русла реки Иртыш. Водовмещающие породы представлены крупнозернистыми песками с включениями гравия мощностью 4-8 м. Воды грунтовые, по качеству пресные, гидрокарбонатно-сульфатные. Глубина залегания изменяется от 0 до 5,5 м. Подземные воды имеют хорошую гидравлическую связь с водами реки Иртыш. Дебиты скважин колеблются от 0,1 до 15 л/с при понижениях уровня на 1,4 – 3 м.

Водоносный горизонт в верхнечетвертичных аллювиальных отложениях первой надпойменной террасы распространен на большей части района исследований. Водовмещающими породами являются средне- и крупнозернистые пески, реже пески мелко- и тонкозернистые, глинистые. Воды грунтовые. Глубина залегания уровенной поверхности изменяется от 1,5-3 до 6,5-7 м. По качеству воды пресные и слабосолоноватые с минерализацией от 0,5 до 2,2 г/л, гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатные. В районе накопителя Былкылдак, заболоченностей и 6-й насосной станции сточных вод вскрыты воды с минерализацией от 6,2-7,2 до 27,1-35,5 г/л хлоридно-натриевого состава. Дебиты скважин колеблются от 0,3-0,5 до 0,9-3 л/с при понижениях уровня на 0,8-2м. Коэффициент фильтрации по данным одиночных и кустовых откачек изменяется от 10 до 20-30 м/сут.

Водоносный комплекс верхнемиоценовых, нижне-среднеплиоценовых отложений павлодарской свиты (N_1-2pv) распространен на исследуемой площади практически повсеместно. На западе он перекрывается современными и верхнечетвертичными отложениями, а на востоке выходит на дневную поверхность. Подземные воды приурочены к линзам и прослоям не выдержанных по простиранию среднезернистых песков, общая мощность которых изменяется от 3-5 до 15–20 м. Воды в основном слабо напорные, иногда грунтовые. Глубина залегания уровня воды в естественных условиях изменялась от 1 до 15 м. Максимальные глубины были зафиксированы в юго-восточной части. После устройства здесь золоотвала ТЭЦ 2 уровненная поверхность подземных вод стала подниматься, и в настоящее время глубина залегания грунтовых вод на этом участке колеблется от 0 до 2-3 м. Она также уменьшилась вблизи накопителей Былкылдак и Сарымсак. По качеству воды преимущественно пресные с минерализацией 0,5-0,8 г/л. В районе промышленной площадки №1 ПХЗ вскрыты воды с минерализацией 2,5-7 г/л сульфатно-хлоридного, натриевого типа. Непосредственно вблизи корпуса 31 минерализация подземных вод достигает 60-70 г/л. Дебиты скважин колеблются от 0,05-0,8 до 1-2 л/с при понижениях уровня на 1,1–0,9 м. Коэффициенты фильтрации водовмещающих пород изменяются в основном от 1-3 до 5-8 м/сут. Водоносный комплекс повсеместно подстилается глинами калкаманской свиты, которые являются региональным водоупором.

Формирование подземных вод района в естественных условиях осуществлялось преимущественно за счет инфильтрации атмосферных осадков и притока по внешним границам. Подземные воды современных, верхнечетвертичных отложений и отложений павлодарской свиты имеют хорошую гидравлическую связь между собой. Поток подземных вод, образующийся в отложениях павлодарской свиты, частично разгружался в верхнечетвертичные отложения, а затем в пойму, которая дренировалась рекой Иртыш. Разгрузка подземных вод происходила также в озерные котловины, за счет испарения и в результате оттока по внешним границам.

В 1970 г. начался сброс сточных вод в озеро Былкылдак, в 1972 г. с пуском ТЭЦ 3 активизируется работа золоотвала ТЭЦ 2, который становится совместным для двух электростанций, с 1977 г. постепенно заполняется накопитель Павлодарского нефтеперерабатывающего завода Сарымсак. В 1992 г. заполняется водой магистральный канал, являющийся северной границей района исследований и начинается подача воды из реки Иртыш на поля орошения. Накопители, золоотвал и оросительная система становятся интенсивными источниками питания подземных вод. В настоящее время техногенные факторы являются доминирующими и во многом определяют режим подземных вод на изучаемой территории. Мощный поток подземных вод, формирующийся в районе золоотвала ТЭЦ 2 и 3 в результате фильтрационных потерь, проходит через территорию ПХЗ, загрязняется ртутью и переносит ее преимущественно в северо-северо-западном направлении.

Работа ИГГ в 2001-2002 гг. по созданию модели включала в себя следующие основные этапы: (i) схематизацию природных условий, (ii) подготовку исходных данных, (iii) создание модели и ее калибровку, (iiii) решение прогнозных задач.

На первом этапе просматривались и анализировались все собранные сведения, оценивалась их полнота, достоверность и непротиворечивость. Выбиралась модель процесса. Намечались границы модели и осуществлялась их схематизация граничными условиями, выполнялась схематизация моделируемого объекта в разрезе (определялось количество слоев), определялись требования к сеточной аппроксимации моделируемой области в плане. Для анализа данных использовались созданные ГИС ИГГ и базы данных. Для создания модели была приобретена система моделирования GMS 3.1, она была инсталлирована в компьютерной сети ИГГ, ее документация переведена на русский язык.

Исходные данные для моделирования готовились в соответствии с результатами схематизации гидрогеологических условий и особенностями системы моделирования GMS 3.1. Для каждого слоя модели строились карты гидрогеологических параметров. Значения динамических параметров, описывающих процессы на границах модели (уровни воды в накопителях Балкылдак и Сарымсак), рассчитывались на каждый временной шаг. Подготовка исходных данных осуществлялась с использованием ГИС и базы данных.

Подготовленные исходные данные конвертировались в форматы, используемые системой моделирования GMS 3.1. Для доказательства адекватности созданной модели природным условиям осуществлялась ее калибровка. В процессе калибровки на модели воспроизводились условия, существовавшие на ненарушенный период (1970 г.), а затем на период с 1970 по июль 2001 гг. Путем подбора параметров добивались совпадения решений, полученных на модели, с фактическими данными, полученными в результате проведения полевых исследований в прошлые годы и летом 2001 г. После получения удовлетворительного совпадения считалось, что модель адекватно отражает гидрогеологические условия и может быть использована для прогнозирования их изменения. При создании и калибровке модели использовалась программа PEST, входящая в состав комплекса GMS 3.1, а также собственные разработки ИГГ.

Были решены обратная стационарная и обратная нестационарная задачи. Стационарная задача решалась на период 1970 г. В процессе решения нестационарной задачи на модели воспроизводился период с 1970 до середины 2001 гг. Средняя погрешность решения обратной стационарной задачи порядка 0,01 м. Максимальная погрешность решения обратной нестационарной задачи в районе распространения шлейфа загрязнения подземных вод ртутью не превышает 0,5 м, что в данном случае являлось допустимым. В процессе решения обратной нестационарной задачи на модели было воспроизведено загрязнение подземных вод ртутью. Консультации с СП Еврохим позволили предположить, что основной источник загрязнения расположен под корпусом 31, а второй - находится в районе 6-й насосной станции сточных вод. Совпадение результатов решения с фактографическими данными, полученными при проведении полевых исследований в 2001-2002 гг. (рис. 18), оказалось удовлетворительным, поэтому модель была использована для решения прогнозных задач.

Рис. 18. Очаги загрязнения подземных вод ртутью выше 500 нг/л по результатам обследования наблюдательных скважин в 2002 г. (область заштрихованная красным) и результаты решения обратной нестационарной задачи на 2001 г. (синий контур)

На модели были рассчитаны три варианта прогноза:

- первый вариант предусматривал сохранение двух источников загрязнения подземных вод ртутью (под корпусом 31 и в районе 6-й насосной станции), а также сохранение гидрогеологических условий по состоянию на 2001 г. Считалось, что концентрация ртути в источниках будет оставаться постоянной весь прогнозный период;

- по второму варианту прогноза источник под корпусом 31 был полностью изолирован с помощью "стены в грунте";

- по третьему варианту сохранялись два источника ртутного загрязнения (под корпусом 31 и в районе 6-й насосной станции), однако имитировалось прекращение подачи воды из реки Иртыш на станцию водоочистки, расположенную западнее промышленной площадки №1 ПХЗ.

По результатам моделирования (первый вариант прогноза) установлено, что шлейф загрязненных ртутью подземных вод будет распространяться в северо-северо-западном направлении над слоем глин павлодарской свиты на глубинах от 5 до 15 м (рис. 19). Если направление движения подземных вод не изменится, это не будет представлять серьезной угрозы для жителей с. Павлодарское и реки Иртыш. Вместе с тем будет возможно поступление небольшого количества ртути в недостроенный аварийный сбросной канал, проходящий от накопителя Балкылдак в западном направлении. Второй вариант прогноза (рис. 20) позволил сделать вывод, что сооружение “стены в грунте” вокруг источника ртути под корпусом 31 не решит полностью проблему улучшения качества подземных вод, так как остается еще один, хотя и менее интенсивный источник загрязнения в районе 6-й насосной станции. Третий вариант прогноза (рис. 21) показал, что направление распространения шлейфа ртутного загрязнения подземных вод может измениться при изменении гидрогеологических условий. Прекращение подачи воды на станцию очистки сведет к нулю питание подземных вод на ее территории, что повлияет на конфигурацию поверхности подземных вод и направление их движения. В результате, шлейф загрязнения может сместиться к западу и может возникнуть угроза с. Павлодарское и реке Иртыш.

Рис. 19. Распространение шлейфа ртутного загрязнения подземных вод по результатам моделирования гидрогеологических условий 2031 г. (первый вариант прогноза)

Рис. 20. Распространение шлейфа ртутного загрязнения подземных вод по результатам моделирования гидрогеологических условий 2031 г. (второй вариант прогноза)

Рис. 21. Распространение шлейфа ртутного загрязнения подземных вод по результатам моделирования гидрогеологических условий 2031 г. (третий вариант прогноза)

Ртутное загрязнение подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения. В северном и северо-западном пригородах Павлодара все скважины, используемые для питьевого водоснабжения, содержат ртуть значительно ниже допустимого уровня. Эта территория включает в себя с. Павлодарское. Водоснабжение, использующее подземные воды в этом районе, можно рассматривать как безопасное с точки зрения ртутного загрязнения.

Содержание ртути в воде и рыбе реки Иртыш и ее пойменных озер. Не наблюдается никакого существенного ртутного загрязнения реки Иртыш и ее рыбы, концентрация ртути здесь значительно ниже предельно допустимых концентраций_.

Уровни ртутного загрязнения в районе бывшего цеха электролиза. Необходимо в ближайшее время завершить работы, предусмотренные проектом демеркуризации СП Еврохим и связанные с изоляцией главного очага загрязнения от окружающей среды. Корпус 31 должен быть разобран, и его строительные конструкции помещены в могильник, также должно быть завершено строительство бентонитовой противофильтрационной завесы по типу "стена в грунте", достигающей регионального водоупора. Если противофильтрационная завеса будет функционировать, как запланировано, и остановит дальнейшее горизонтальное распространение растворимых солей ртути с подземными водами, то нет необходимости извлекать и перерабатывать бетонное основание зала электролиза корпуса 31, а также грунт, расположенный под ним. Термическую переработку сильно загрязненных ртутью строительных материалов будет возможно отложить на будущее, когда поднимутся цены на ртуть и ее извлечение станет экономически оправданным. Однако в этом случае будет необходимо изолировать объем, ограниченный "стеной в грунте", так, чтобы он был герметичен для атмосферных осадков и паров ртути, что остановит загрязнение атмосферы. Это потребует в дополнение к работам, предусмотренным проектом демеркуризации СП Еврохим, строительства специально сконструированного покрытия, которое также должно остановить капиллярный подъем.

Загрязненные ртутью почвы вокруг производства хлора и каустика. Загрязненная выше санитарных норм почва, находящаяся за периметром противофильтрационной завесы, должна быть извлечена и помещена в специально спроектированный и изолированный от действия подземной и атмосферной воды могильник.

Загрязнение ртутью атмосферного воздуха. При проведении демеркуризационных работ следует проводить пылеподавляющие мероприятия, использовать более эффективное временное покрытие загрязненной ртутью почвы и бетонного основания зала электролиза корпуса 31, а также прекратить использование существующей установки термической переработки ртутьсодержащих строительных материалов (рис. 22).

Распространение шлейфа загрязненных ртутью подземных вод. Без значительного дополнительного вмешательства, неблагоприятно изменяющего гидрогеологические условия в Северной промышленной зоне г. Павлодара, шлейф загрязненных ртутью подземных вод не представляет угрозы реке Иртыш и с. Павлодарское. Если первичный источник ртутного загрязнения, находящийся под корпусом 31, будет изолирован, то даже при неблагоприятных изменениях гидрогеологических условий ртуть не сможет достичь реки Иртыш и с. Павлодарское. Выполненная в дополнение к работам, предусмотренным проектом демеркуризации СП Еврохим, изоляция с помощью противофильтрационной завесы по типу "стены в грунте" вторичного источника загрязнения - 6-й насосной станции остановит дальнейшее локальное загрязнение ртутью подземных вод.

Спецпруды для ртутных отходов. Необходимо в дополнение к работам, предусмотренным проектом демеркуризации СП Еврохим, изолировать спецпруды для ртутных отходов с помощью бентонитовой противофильтрационной завесы по типу "стены в грунте", доходящей до регионального водоупора, и специально сконструированного верхнего покрытия, непроницаемого для ртутных паров и атмосферной воды.

Накопитель сточных вод Балкылдак. РЫБА СОДЕРЖИТ ТОКСИЧНЫЕ УРОВНИ РТУТИ. ОТЛОВ РЫБЫ ИЗ НАКОПИТЕЛЯ СТОЧНЫХ ВОД ДОЛЖЕН БЫТЬ НЕМЕДЛЕННО ЗАПРЕЩЕН И ПРЕДПРИНЯТЫ АКТИВНЫЕ ШАГИ ДЛЯ ПРИВЕДЕНИЯ ЭТОГО ЗАПРЕТА В ДЕЙСТВИЕ. Необходимо дальнейшее исследование состояния накопителя для того, чтобы принять по отношению к нему долгосрочное решение.

Рис. 22. Установка для термической демеркуризации твердых отходов

С помощью модели, созданной в 2002 г. при выполнении проекта «Toxicmanagement», ИГГ в 2003 г. рассчитал четвертый вариант прогноза распространения шлейфа загрязненных ртутью подземных вод, предусматривающий полную изоляцию с помощью "стены в грунте” двух источников загрязнения (как под корпусом 31, так и в районе 6-й насосной станции).

Этот вариант прогноза (рис. 23) показал, что лишенный обоих источников поступления ртути шлейф уже в 2005 г. должен будет распасться на два ореола. При этом к 2031 г. южный ореол уменьшится в поперечнике до 100 м с центром, находящимся 100 м восточнее бывшей 6-й насосной станции, а содержание ртути в нем снизится до 2-6 ПДК_в. Северный ореол в это же время будет иметь центр, находящийся 0,5 км западнее спецпрудов, его максимальное распространение - не превысит 0,85 км, а концентрация ртути в подземных водах – не будет составлять значений больше 15-20 ПДК_в. Таким образом, при изоляции обоих источников поступления ртути в подземные воды риск, исходящий от ртутного загрязнения подземных вод, будет минимизирован.

Также с помощью гидрогеологической модели Северной промзоны г. Павлодара была решена задача расчета массы ртути, находящейся в растворенном состоянии в объеме шлейфа загрязнения. Была смоделирована детальная векторная карта распространения уровней концентрации растворимых ртутных солей в объеме шлейфа загрязнения. Расчет показал, что без учета ртути, сорбированной на вмещающих породах, в воде шлейфа, имеющего длину 1,9 км, максимальную ширину 470 м и площадь 0,65 км² должно быть растворено 24,2 кг ртути.

Рис. 23. Распространение шлейфа ртутного загрязнения подземных вод по результатам моделирования гидрогеологических условий 2031 г. (четвертый вариант прогноза)

Коррекция Рабочего проекта демеркуризации, разработанного СП Еврохим в 1995 г., была рекомендована Национальной Академией наук Республики Казахстан (письмо вице-президента НАН РК У.М.Султангазина № 481 от 13.05.2003) /60-61/. Необходимость этой коррекции была вызвана тем обстоятельством, что выполненная в 1998-1999 гг. часть работ, предусмотренных проектом, позволила в значительной мере предупредить угрозу ртутного загрязнения реки Иртыш из района Северной промзоны г. Павлодара. В то же время в 2001-2002 гг. были получены данные о том, что устройство противофильтрационной завесы по методу «стена в грунте» является достаточным для изоляции ртутного очага и не требует извлечения и переработки бетона полов и грунтов из основания корпуса 31. Также были выявлены новые очаги ртутного загрязнения почв, подземных вод и атмосферного воздуха, требующие дополнительных демеркуризационных мероприятий. Было также установлено, что спецпруды для жидких и твердых отходов, являются источником ртутного загрязнения окружающей среды и требуют изоляции от грунтовых вод и атмосферы в срочном порядке, а не после завершения I этапа демеркуризации, как это планировалось в проекте 1995 г. Одновременно было установлено, что за время, прошедшее с 1993 г., здания производства хлора и каустической соды в результате многолетнего перерыва в эксплуатации пришли в неработоспособное состояние, являются источником ртутного загрязнения окружающей среды и не подлежат повторному использованию в составе вновь создаваемых производств. В связи с этим возникла необходимость демонтажа строительных конструкций и оборудования указанных корпусов и их демеркуризация.

С учетом технических характеристик объектов демеркуризации, их размещения на промплощадке и накопленного опыта проведения демеркуризационных работ, коррекцией рабочего проекта были предусмотрены следующие методы демеркуризации:

- локализация участков – очагов ртутного загрязнения подземных вод и спецпрудов-испарителей ртутных отходов с помощью устройства противофильтрационной завесы, создаваемой методом «стена в грунте»,

- выемка на глубину до 0,5 м на отдельных участках грунтов с высоким поверхностным загрязнением ртутью с последующим захоронением в картах спецпрудов. Участок после выемки загрязненного грунта рекультивируется засыпкой чистого грунта,

- устройство непроницаемого для ртутных паров и атмосферных осадков верхнего покрытия на участках, ограниченных противофильтрационными завесами, и картах спецпрудов,

- демеркуризация зданий и сооружений путем их демонтажа, очистки от шламов и строительных отходов с захоронением отходов на картах спецпрудов,

- создание сети наблюдательных скважин и приобретение оборудования для осуществления мониторинга окружающей среды в Северной промзоне г. Павлодара.

Предусмотренные коррекцией рабочего проекта демеркуризации технические решения являлись дополнением и развитием комплексной схемы демеркуризации выведенного из эксплуатации производства хлора и каустической соды. Они были выбраны на основании опыта осуществления демеркуризации на ПХЗ и заключались в следующем:

5.1. локализация очагов ртутного загрязнения и спецпрудов-испарителей для ртутных отходов от действия подземных вод осуществлялась с помощью противофильтрационных завес из бентонитовых глин в замок с водоупором, возводимых методом «стена в грунте»,

5.2. экранирование поверхности загрязненных участков осуществлялась укладкой и уплотнением бентонитоподобных местных глин поверх слоя чистых грунтов,

5.3. захоронение образующихся при демеркуризации отходов предусматривалось на картах спецпрудов для ртутных отходов, с последующей изоляцией карт,

5.4. изоляция заполненных карт спецпрудов от атмосферы осуществлялась путем устройства многослойного экрана: (i) переходный выравнивающий слой состоял из материала гребней частично разбираемых ограждающих дамб, (ii) сорбционный слой, служащий также для предотвращения капиллярного подъема влаги и растворенных в ней веществ, – из золы ТЭЦ, (iii) водоупорный слой – из бентонитоподобых глин, (iv) защита экрана от атмосферных осадков – из плодородной грунтовой смеси, покрытой растительностью,

5.5. устройство асфальтного покрытия на глинобетонном экране хранилища отходов было предназначено для предотвращения пыления,

5.6. принятые решения по демеркуризации и конструкции экранов и покрытий позволяли использовать эти участки для строительства легких зданий и сооружений без устройства фундаментов и подземных коммуникаций.

В 2002-2004 гг. был закончен демонтаж корпуса 31, а также демонтированы корпуса 34, 34а, 34б (с сохранением бетонных оснований всех указанных корпусов), резервуары корпуса 34в и насосная станция сточных вод №6; демеркуризованы корпуса 37, 36, 36б, 31д, 109 и сети оборотного водоснабжения; перенесены или демонтированы инженерные сети, включая эстакады и внутриплощадочные железные и автодороги; вокруг четырех основных ртутных очагов из бентонитоподобной глины была построена противофильтрационная завеса по типу «стена в грунте» шириной 0,6 м и заглубленная не менее чем на 1 м в водоупорный слой на глубине 9-20 м. «Стена в грунте» строилась с помощью специальных конверсионных экскаваторов (рис. 24-26) путем разработки траншеи под защитой бентонитового раствора с последующим забиванием комовой бентонитоподобной глиной. Ее общая протяженность составила 3588 м, в том числе вокруг корпуса 31 – 699 м (глубина 19-20 м), вокруг корпусов 31а, 34 и 40 – 185 м (глубина 19-20 м), вокруг насосной станции №6 – 240 м (глубина 11-12 м), вокруг спецпрудов для ртутьсодержащих отходов – 2464 м (глубина 9-12 м). Почва, загрязненная только в поверхностных слоях, была извлечена на глубину до 0,4 м и перемещена в спецпруды для захоронения. Вместо нее была отсыпана бентонитоподобная глина слоем толщиной 0,2-0,4 м (рис. 27), составившая глинистый экран общей площадью 31180 м². Три карты спецпруда были изолированы четырехслойным (выравнивающий слой, суглинок – 20 см, глина - 15 см, грунтовая смесь с перегноем – 20 см) экраном, общей площадью 180000 м². При этом борта спецпрудов были срезаны частично таким образом, чтобы изолирующий экран представлял собой три корытообразные котловины, в которых атмосферная влага скапливается в количестве, достаточном для задернения поверхности в аридных условиях. Строительные конструкции демонтированных зданий цеха №3, имевшие ртутное загрязнение, были уложены (рис. 28-29) в подготовленный котлован-могильник, на дне которого на глубине 2,0-3,8 м был устроен глинистый противофильтрационный экран мощностью 0,5 м, и залиты глиноцементным раствором (рис. 30). Уложенные в могильник конструкции образовали монолитный бетонный массив, который сверху был покрыт глинобетонной смесью толщиной 0,5 м с последующим покрытием асфальтным слоем толщиной 6 см. Образовавшееся хранилище ртутных отходов имело размеры в плане вместе с откосами 102х155 м и общую площадь 15671 м²(рис. 31).

Рис. 24. Строительство противофильтрационной завесы методом «стены в грунте» вокруг корпуса 31

Рис. 25. Грифер гидравлического экскаватора ЭО-522А

Рис. 26. Строительство противофильтрационной завесы методом «стены в грунте» вокруг спецпрудов для твердых и жидких ртутных отходов

Рис. 27. Создание глиняного экрана над бетонным основанием корпуса 31

Рис. 28. Укладка загрязненных ртутью строительных конструкций в первую карту могильника

Рис. 29. Укладка загрязненных ртутью строительных конструкций в третью карту могильника

Рис. 30. Заливка грунтобетонной смесью первой карты могильника

Рис. 31. Могильник для ртутных отходов на территории Промышленной площадки №1 ПХЗ

За три года работ было освоено 860 млн. тенге, в том числе в 2002 г. - 295 млн. тенге, 2003 г. – 242 млн. тенге и за 2004 г. - 323 млн. тенге. Всего с мая 1996 г. по декабрь 2004 г. было освоено в базовых ценах 1991 г. 10867,97 тыс. тенге (около $15 млн.), в действующих ценах 1082,56 млн. тенге. После окончания Программы демеркуризации выполненные работы были приняты государственной комиссий.

Государственная комиссия отметила, что основанием для принятия технических решений являются результаты специальных исследований, проводившихся на данном предприятии, и по результатам этих исследований приняты эффективные решения по комплексной демеркуризации загрязненных ртутью объектов выведенного из эксплуатации производства хлора и каустика ртутным методом ПХЗ. Комплекс демеркуризационных мероприятий на промышленной площадке выполнен на территории СНГ впервые и аналогов не имеет» /63/.

Программа последемеркуризационного ртутного мониторинга в Северной промышленной зоне г. Павлодара (см. Приложение С) была разработана АИЭС в 2004 г. по договору с ПХЗ. Необходимость ее разработки была обусловлена тем, что управление ртутным загрязнением в Павлодаре пошло по пути изоляции ртутных очагов, а не извлечения и переработки ртутьсодержащих материалов. В этих условиях ртутный мониторинг становился основным инструментом получения информации для принятия решений.

Основными целями Программы мониторинга являлись установление уровня содержания ртути в объектах окружающей среды (атмосфера, почва, поверхностные и подземные воды), сложившегося после проведения Программы демеркуризации производства хлора и щелочи ПХЗ, контроль за изменением этого уровня в течение 15 лет, а также подтверждение безопасного уровня риска, исходящего от остаточного ртутного загрязнения для здоровья населения, в том числе проживающего в северном пригороде Павлодара, а также работающего на территории ПХЗ.

Полевые исследования и компьютерное моделирование, проведенные по проекту «Toxicmanagement» в 2001-2002 гг. /55/, показали, что основные риски, вызванные ртутным загрязнением в районе ПХЗ, были связаны с загрязнением ртутью подземных и поверхностных вод, а также испарением ртути в местах наиболее интенсивного загрязнения почв.

В результате осуществления Программы демеркуризации должен был быть полностью ликвидирован риск, связанный с загрязнением ртутью атмосферы. Также должно было быть прекращено поступление ртути в природные воды, что в свою очередь должно привести к их постепенному самоочищению и снижению риска, связанному с ртутным загрязнением подземных и поверхностных вод. В районе ПХЗ следует ожидать сохранение некоторого уровня загрязнения ртутью почв, однако ореол этого загрязнения не должен расширяться. В соответствии с этими задачами мониторинг ртутного загрязнения в районе ПХЗ включил в себя следующие компоненты:

- контроль над отсутствием превышения ПДК_сс для газообразной ртути, равной 300 нг/м³, в приземном слое (1 м) воздушного бассейна на территории промышленной площадки ПХЗ;

- контроль над отсутствием превышения ПДК_п для ртути общей, равной 2,1 мг/кг, в почвенном слое покрытия ртутных могильников;

- контроль над отсутствием распространения ртутного загрязнения почвы свыше ПДК_п для ртути общей, равной 2,1 мг/кг, за пределы первоначальных ртутных ореолов (в том числе за счет испарения подземных вод, содержащих ртуть) и накопления ртути в пределах первоначального очага ртутного загрязнения;

- контроль над отсутствием распространения подземных вод, загрязненных ртутью общей свыше ПДК_вдля растворенной неорганической ртути, равной 500 нг/л, в направлении с. Павлодарское и реки Иртыш;

- наблюдение за снижением концентрации ртути общей в подземных водах, в том числе в пределах шлейфа ртутного загрязнения;

- контроль над отсутствием проникновения содержащейся в воде ртути общей за пределы противофильтрационной завесы по типу "стена в грунте" и могильника твердых ртутьсодержащих материалов и наблюдение за уровнем подземных вод внутри изолированных объемов;

- наблюдение за уровнями концентрации ртути общей в поверхностных водах Северной промзоны г. Павлодара, включая накопитель сточных вод Балкылдак;

- наблюдение за уровнями концентрации ртути общей в рыбе накопителя сточных вод Балкылдак.

Для достижения этих целей было предусмотрено решение следующих задач:

- установление порядка, периодичности и методик отбора проб воздуха, почвы и воды для определения в них содержания ртути общей;

- установление порядка и периодичности иных полевых работ и измерений;

- установление методик химико-аналитического определения ртути общей в отобранных образцах и порядка проведения лабораторных работ;

- разработка рекомендаций по интерпретации полученных результатов;

- определение ресурсов, необходимых для проведения работ по ртутному мониторингу.

Результаты предлагаемой Программы ртутного мониторинга должны будут ответить на вопрос о достаточности демеркуризационных мероприятий 2001-2004 гг. в районе ПХЗ. В случае снижения остаточного уровня ртутного загрязнения до приемлемого риска Программа ртутного мониторинга может быть завершена в 2020 г. В случае установления возрастания риска окружающей среде и здоровью населения вследствие увеличения ртутных концентраций в почве, подземных и поверхностных водах, а также при обнаружении загрязнения атмосферы газообразной ртутью, на любом этапе Программы ртутного мониторинга будет необходимо рассмотреть дополнительные меры по очистке данной территории от ртути или об ее инженерной защите.

В сентябре 2004 г. АИЭС и ПХЗ провели совместные полевые исследования и химико-аналитические работы по определению уровней ртутного загрязнения в районе мониторинга на завершающем этапе проведения демеркуризационных работ. Эти исследования были профинансированы из средств проекта "BIOMERCURY" 6-й Рамочной программы Европейского Союза /64/, а также средств, отведенных на проведение демеркуризации хлор-щелочного производства /57/. Были обследованы 36 новых наблюдательных скважин, пробуренных осенью 2003 г., а также 49 старых, определенных Программой демеркуризации, отобраны 6 проб поверхностных вод, 11 - почв, 15 - воздуха, а также 4 экземпляра рыбы, отловленных из накопителя Балкылдак.

Сравнение данных 2004 г. (рис. 32) с данными, полученные по проекту «Toxicmanagement» в 2001-2002 гг., показало, что в результате произведенного в 2003-2004 гг. техногенного вмешательства в гидрогеологические условия в районе ртутных очагов произошли локальные изменения концентрации ртути в подземных водах внутри шлейфа загрязнения. В ряде случаев, когда скважина попадала внутрь объема, окруженного «стеной в грунте», в ней происходило весьма значительное увеличение концентрации ртути, например, для скважины Р3 наблюдалось увеличение концентрации ртути в 100 раз. То же происходило, если скважина оказывалась в районе разрушенных канализационных коммуникаций, например, для скважины 87-02 увеличение концентрации ртути произошло в 10 раз, а для В21а - в 2 раза. В то же время, скважины, экранируемые от источника ртутного загрязнения близко расположенной «стеной в грунте», показывали уменьшение концентрации в них ртути, например, для скважин 566-00 и 567-00 уменьшение концентрации ртути произошло в 2 раза. Для большей части наблюдательных скважин, расположенных вдали от мест проведения демеркуризационных работ, в 2004 г. существенных изменений уровня концентраций ртути в подземных водах не произошло. Следует отметить, что обследование новых наблюдательных скважин (пробуренных в 2003 г.) подтвердило высокие уровни концентрации ртути в подземных водах в пределах ранее обнаруженных очагов, особенно в районе спецпрудов для ртутных отходов, а также установило наличие еще одного очага загрязнения ртутью подземных вод в районе бывшей ртутной канализации, проложенной от промлощадки №1 к спецпрудам.

Рис. 32. Результаты ртутного мониторинга Северной промышленной зоны г. Павлодара (Сентябрь 2004)

Уровни концентрации ртути в поверхностных водах в районе проведения демеркуризационных работ сильно возросли, в том числе вдоль юго-западного побережья накопителя сточных вод Балкылдак. Это связано с перемещением больших объемов загрязненного ртутью пылящего грунта.

Уровни концентраций ртути в почвах в местах проведения демеркуризационных работ оставались достаточно высокими, возможно, вследствие незавершенности этих работ в момент отбора проб. К таким местам высокого загрязнения почв ртутью также приурочены места поступления ртути в атмосферу. Уровни загрязнения ртутью почв вне очага ртутного загрязнения (например, западнее корпуса ЦЗЛ) остались незначительными.

В целом в сентябре 2004 г. оказалось трудно определить степень долгосрочного воздействия проведенных демеркуризационных работ на состояние окружающей среды в районе ПХЗ ввиду их незавершенности в тот период. Однако можно отметить кратковременное локальное увеличение уровня ртутной опасности в местах проведения работ, связанное с пылением, а также выбросом ртутных паров от экспериментальной установки термической переработки ртутьсодержащего строительного мусора (рис. 22). Также следует отметить, что полевые исследования 2004 г. показали, что объем исследовательских работ на последующих этапах Программы мониторинга необходимо существенно расширить из-за произошедшего в процессе демеркуризации перемещения больших объемов загрязненных ртутью пылящих грунтов и возможного расширения очага загрязнения почв, поверхностных и подземных вод.

Павлодарское областное территориальное управлении охраны окружающей среды планировало выделить в 2005 г. из областного фонда охраны природы на проведение первого этапа Программы постдемеркуризационного мониторинга 5 млн. тенге. Это минимальная сумма, необходимая для проведения подобных работ действующей (аккредитованной) современной химико-аналитической лабораторией, базирующейся в этом регионе. Однако таких лабораторий в настоящее время в г. Павлодаре нет. Сохранившиеся с советских времен химико-аналитические лаборатории имеют устаревшее изношенное оборудование и минимальный штат, в основном, состоящий из пенсионеров, которые могут прожить на существующие низкие зарплаты, так как имеют дополнительный доход. Для создания современной мониторинговой лаборатории, специализирующейся в области охраны окружающей среды, необходимы инвестиции. МНТЦ и Правительство США планируют оказать помощь в создании такой лаборатории в Павлодаре, чтобы способствовать занятости ученых и инженеров, ранее работавших на ПХЗ и имеющих знания, необходимые для производства химического оружия. Эти люди представляют потенциальную угрозу мировому сообществу в случае их социальной и экономической невостребованности.

АИЭС, Павлодарский государственный университет (ПГУ), ИГГ, СтЛМ и ПХЗ разработали Проектное предложение (см. Приложение Д), целями которого являлись:

- оценка риска, связанного с направлением потоков загрязненных нефтепродуктами и ртутьсодержащих подземных вод, в том числе их прохождением через сеть водозаборных скважин села Павлодарское, к реке Иртыш и/или поднятием на поверхность пастбищ, и, в случае высокой степени такого риска, определение стратегии по его сдерживанию или минимизации;

- определение стратегии управления для сдерживания риска окружающей среде, вызванного ртутным загрязнением озера Балкылдак, в том числе за счет бионакопления загрязнителей по пищевым цепям.

Одним из важных результатов планируемых работ предполагается создание мониторинговой лаборатории ПХЗ, которая будет способна выполнить Программу последемеркуризационного мониторинга в Северной промзоне г. Павлодара в 2005-2020 гг. Эта лаборатория совместно с АИЭС должна будет провести первую часть мониторинговых исследований ртутного загрязнения. СтЛМ совместно с ПХЗ должна провести мониторинг загрязнения подземных вод нефтепродуктами. ПГУ совместно с АИЭС проведет исследование загрязнения ртутью донных отложений и биоты накопителя сточных вод Балкылдак. АИЭС совместно с ИГГ проведет оценку риска от оставшегося ртутного загрязнения на территории ПХЗ и вокруг нее, а также оценку риска от загрязнения подземных вод нефтепродуктами. ИГГ кроме этого детализирует и модернизирует модель подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара, что позволит выработать предложения по управлению загрязнением подземных вод ртутью и нефтепродуктами. Будут также выработаны и обсуждены с заинтересованными организациями и органами власти предложения по управлению рисками в северном пригороде Павлодара, включающие возможность проведения 2-й фазы демеркуризации ПХЗ и/или приведение в безопасное состояние накопителя сточных вод Балкылдак.

Проектное предложение прошло обсуждение на конференции МНТЦ в Москве в октябре 2004 г., было одобрено коллаборатором и американскими партнерами, утверждено Правительством Республики Казахстан и с 1 октября 2005 г. финансируется EPA США как МНТЦ-проект К-1240.

Опыт проведения демеркуризационных работ в г. Павлодаре в 1988-2004 гг., I этап которых завершился в январе 2005 г., позволяет сделать несколько обобщений, важных для планирования в Казахстане и на остальной территории бывшего СССР новых крупных природоохранных проектов:

- научно-исследовательская стадия должна начаться как можно раньше, желательно еще во время работы производства-загрязнителя окружающей среды. Это даст возможность получить доступ к архивным документам данного производства и иметь консультации со специалистами и ветеранами, хорошо знающими детали технологического процесса и его историю. Когда предприятие уже закрыто, то, как правило, большая часть исторической информации становится малодоступной;

- работающее предприятие, даже находящееся на грани банкротства и закрытия, может выделять финансовые средства для проведения первоочередных неотложных мер по мониторингу и оценке риска, разработке проекта очистки, демонтажу производственного оборудования и зданий, рекультивации территории. Эти работы в свою очередь позволяют предприятию получать дополнительные средства, льготы и помощь в его производственной деятельности, не связанной с загрязнением окружающей среды, в том числе, в его реконструкции, перепрофилировании или конверсии, обеспечивают работой высвобождающихся рабочих и инженерно-технический персонал;

- замалчивание и сокрытие экологических проблем не приводит к их разрешению, наоборот, кризис усиливается, и, рано или поздно, выходит из-под контроля. При этом выход из кризиса на более позднем его этапе обходится намного дороже. Открытое обсуждение экологических проблем и хода выполнения природоохранных проектов привлекает к проекту новых исполнителей, которые приходят со своими идеями, а часто, и с новыми возможностями для финансирования. СМИ и общественное мнение являются очень полезными инструментами для решения многих трудных задач, возникающих при выполнении природоохранных проектов;

- природоохранные проекты очень сложны в выполнении и требуют поэтапного проведения. После выполнения очередного этапа необходимо проведение дополнительного мониторинга и новая оценка риска. Такая методика проведения работ позволяет сэкономить значительные финансовые средства, силы и время;

- наиболее сложным и важным этапом природоохранных работ является стадия согласований интересов, которых может быть несколько, так как достигнутое согласие в ходе выполнения проекта обычно приходится корректировать;

- природоохранные проекты очень дороги. Необходимо искать и иметь несколько источников их финансирования. Обычно, участие одних доноров открывает возможность для привлечения дополнительных средств из других источников.

АИЭС - Кафедра методологии научного природопользования Би Джи Алматинского института энергетики и связи

ГАО – государственное акционерное общество

ГДР – Германская Демократическая Республика

ГеоДелф - Консалтинговая компания "ГеоДелф" из Нидерландов

ГИС – географическая информационная система

ИМВ - Института микробиологии и вирусологии МОиН РК, г. Алматы

ИГГ - Институт гидрогеологии и гидрофизики МОН РК, г. Алматы

ИНТАС (INTAS) – Международная ассоциация содействия кооперации с учеными новых независимых государств

КНИФ ГОСНИИХЛОРПРОЕКТ – Киевский научно-исследовательский филиал Государственного научно-исследовательского института «ХлорПРОЕКТ»

КазГУ - НИИ Новых химических технологий и материалов при Казахском государственном Национальном университете им. Аль-Фараби

КНИФ МНПО «Синтез» - Киевский научно-исследовательский филиал Международного научно-производственного объединения «Синтез»

КНИИ «Синтэко» - Киевский научно-исследовательский институт «Синтэко»

Минздрав РК – Министерство здравоохранения Республики Казахстан

МНТЦ – Международный научно-технический центр

МПРООС РК – Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Казахстан

МОН РК – Министерство образования и науки Республики Казахстан

НИИ НХТиМ при КазГУ – НИИ Новых химических технологий и материалов при Казахском государственном Национальном университете им. Аль-Фараби

Облисполком – Исполнительный комитет областного Совета депутатов (правительство области в Советское время)

ОВОС - оценка воздействия на окружающую среду

ОО «ЭКОМ» - Общественное объединение «ЭКОМ»

ПДК_рз– Предельно-допустимая концентрация в воздухе рабочей зоны, равная для ртути 10000 нг/м³

ПДК_сс-Предельно-допустимая концентрация в воздухе среднесуточная, равная для ртути 300 нг/м³

ПДК_в-Предельно-допустимая концентрация в воде водоемов, равная для ртути 500 нг/л

ПДК_п- Предельно-допустимая концентрация в почве, равная для ртути 2,1 мг/кг

ПДК_рнх – Предельно-допустимая концентрация для нехищных рыб, равная для ртути 0,3 мг/кг

ПДК_рх - Предельно-допустимая концентрация для хищных рыб, равная для ртути 0,6 мг/кг

ПГГ - Павлодарская гидрогеологическая экспедиция (имела также название Научно-технический центр «Технолог»)

Промплощадка – промышленная (производственная) площадка предприятия

ПГУ - Павлодарский государственный университет

п/я – почтовый ящик (для закрытых предприятий в СССР)

ПНПЗ – Павлодарский нефтеперерабатывающий завод

накопитель Балкылдак – накопитель сточных вод (бывшее природное озеро) Балкылдак

промстоки – промышленные канализационные стоки

редокспотенциал – окислительно-восстановительный потенциал раствора

Спецпруды (спецпруды-испарители) – специальные пруды испарители для жидких ртутьсодержащих отходов (также использовались как накопитель твердых ртутьсодержащих отходов)

СССР – Союз Советских Социалистических Республик

СП Еврохим – Совместное предприятие «Еврохим», г. Киев

СУ - Отдел гражданского инжиниринга Саутгемптонского университета из Великобритании

СдэУ - Сибирский духовно-экологический университет г. Омск

СЭС – санитарно-эпидемиологическая станция

СтЛМ - Степногорская лаборатория биологического мониторинга, Акмолинская область, РК

ТЭЦ – Теплоэнергоцентраль (городская тепловая электростанция, вырабатывающая также пар для отопления или промышленного использования)

ТПК – территориально-производственный комплекс

ТОО – товарищество с ограниченной ответственностью

ЕРА – Агентство по охране окружающей среды США

GPS – спутниковый географический координатор

рН – водородный показатель (характеристика кислотности или щелочности водного раствора)

1. Распоряжение Высшего совета народного хозяйства СССР Совета Министров СССР от 29 ноября 1963 г. № 286-р. Москва, Кремль. 2 с.

2. И.Левин (Начальник Главного управления государственной экспертизы Госстроя СССР). Заключение Главного управления государственной экспертизы по проектному заданию на строительство Павлодарского химического комбината Целинного совнархоза Казахской ССР (приложение к письму Госстроя СССР от 17 сентября 1963 г. № 896). 6 с.

3. G.Bozheyeva. The Pavlodar Chemical Weapons Plant in Kazakhstan: History and Legacy. The Nonproliferation Review/Summer 2000, С. 136-145.

4. Постоянный технологический регламент №2 производства хлора, каустической соды и водорода методом ртутного электролиза цеха №3 (корпус 31). Предприятие п/я В-2174. 1982. 104 с.

5. Постоянный технологический регламент №3 установки очистки сточных вод от ртути цеха №3 производства хлора, каустической соды методом ртутного электролиза. ПХЗ. 1989. 68 с.

6. Постоянный технологический регламент №26 установки термической регенерации ртути из шламов отделения цеха №3. Предприятие п/я В-2174. 1982. 38 с.

7. А.Д.Ахметов (Директор по строительству ПХЗ с 1994 г. по настоящее время). Устное сообщение, 23.10.04

8. И.В.Мальков (Начальник цеха №3 ПХЗ с 1981 по 1984 гг.) Устное сообщение, 20.10.04

9. В.Н.Даневич, Л.С.Ученик, А.С.Темирбаева, Э.Н.Лушин, А.А.Шаль, П.И.Глоткин, Е.И.Искакова, Л.В.Рылков. Справка о техническом состоянии и влиянии на окружающую среду накопителя-испарителя Балкылдак ПХЗ. Павлодар, 4-14 ноября 1988 г., 7 с.

10. А.С.Корпяков (Директор ПХЗ). Справка о состоянии строительства защитных дамб на озере Балкылдак на 1 ноября 1976 г., 4 с.

11. Э.Н.Лушин, Т.Э.Крахалева, А.Ф.Крахалев. Отчет о результатах работ по определению загрязнения ртутью промплощадки производства хлора и каустической соды ПХЗ (заключительный). ПГГ, Павлодар, 1990, 194 с.

12. Е.П.Серенюк (Директор ПХЗ с 1997 по 1998 гг.). Устное сообщение, 23.07.04

13. Б.А.Шаров (Директор ПХЗ с 1988 по 1997 гг.). Устное сообщение, 28.09.04

14. Feasibility study report on process conversion project for chlor-alkali plant of Chimprom, Pavlodar in Republic of Kasakhstan. Japan consulting institute. November 1993. 119 p.

15. Л.Е. Постолов и И.И.Дрель (авторы проекта СП Еврохим по демеркуризации хлор-щелочного производства ПХЗ). Устное сообщение, 20.08.04

16. В.А.Скрипник, А.А.Узбеков, А.Ю.Ноэль, М.И.Коршун. Отчет. «Результаты обследования уровней загрязнения ртутью строительных конструкций производственных зданий, расчет класса токсичности надземных частей зданий. Разработка рекомендаций по захоронению ртутьсодержащих отходов строительных конструкций и демеркуризации корпусов». КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТ, Киев, 1989, 39 с.

17. В.А.Скрипник, В.И.Бармашенко, М.Н.Коршун. Рекомендации по демеркуризации оборудования и захоронению отходов производства хлора и каустической соды ртутным методом ПХЗ. КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТа, Киев, 1989, 41 с.

18. Л.Е.Постолов, И.И.Дрель. Отчет по проекту «Разработать безотходные процессы очистки сточных вод и газообразных выбросов от ртути, технологию извлечения ртути из грунтов промзоны ртутного электролиза. Провести пилотные испытания процесса». КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТ, Киев, 1990.

19. В.А.Скрипник, А.А.Узбеков. Исходные данные и рекомендации по ликвидации ртутного загрязнения грунтов промполощаки производства хлора и каустической соды ртутным методом на Павлодарском химическом заводе. КНИФ МНПО «Синтез», Киев, 1991, 43 с.

20. А.А.Узбеков, А.Ю.Ноэль, В.П.Золин. Рекомендации по защите окружающей среды от загрязнения ртутью. КНИИ «Синтэко». Киев, 1992, 22 с.

21. В.В.Соколов, В.С.Мочульский, В.В.Кузнецов. Основные положения на выполнение проекта демеркуризации оборудования и строительных конструкций, ликвидации ртутного загрязнения грунтов территории корпуса 31 на Павлодарском ПО «Химпом». Институт Гипросинтез, Волгоград, 1992, 10 с.

22. Л.Е.Постолов. Исходные данные для проектирования процесса обезвреживания и захоронения ртутьсодержащих материалов, образующихся на Павлодарском ПО «Химпром» при проведении демеркуризационных работ. СП Еврохим, Киев, 1995, 31 с.

23. Отчет по проекту «Разработка рецептуры бетонной смеси, способа ее приготовления и укладки в карты-хранилища с подбором составов и испытанием образцов мелкозернистого грунтобетона на основе портландцемента вяжущего». Киевский государственный университет по строительству и архитектуре, Киев, 1995.

24. Э.Н.Лушин. Предварительное заключение по результатам работ по выбору места размещения могильника ртутьсодержащих материалов на промплощадке ПХЗ. ГАО «Павлодаргидрогеология», С. Жетекши. 1995.

25. Л.Е.Постолов, И.И.Дрель. Демеркуризация выведенного из эксплуатации производства хлора и каустика. Рабочий проект. Общая пояснительная записка. СП Еврохим, Киев, 1995, 89 с.

26. Протокол встречи руководства МПРООС РК с представителем компании BRGM (Франция) господином Georges Morisot, г. Кокшетау, 03.08.1999. МПРООС РК, 2 с.

27. Протокол совещания по проекту компании BRGM «Проект демеркуризации в Павлодаре: ОВОС и ликвидация очагов загрязнения», г. Павлодар, 24.04.2000. ПХЗ, 3 с.

28. Протокол о финансировании между Правительством Французской Республики и Правительством Республики Казахстан. 05.10.2000. 4 с.

29. Протокол совещания по вопросу реализации проекта «Демеркуризация ртути и установление очага ртутного загрязнения в г. Павлодаре», г. Кокшетау, 10.11.2000. МПРООС РК, 3 с.

30. А.Б.Фрейберг (И.о. Председателя Комитета охраны окружающей среды МПРООС РК). Задание на разработку ТЭО «Демеркуризация ртути и устранение очага ртутного загрязнения в г. Павлодаре». 16.11.2000. МПРООС РК, 2 с.

31. А.Д.Ахметов (Директор по строительству ПХЗ). Сравнительная таблица предложений по ликвидации очага ртутного загрязнения на ОАО «ПХЗ», разработанных Киевским СП Еврохим и французской фирмой BRGM. 2001. 3 с.

32. Письмо Президента ОАО «ПХЗ» Е.М.Нурпеисова, Главного инженера Л.К.Щетинина, Директора по строительству А.Д.Ахметова Акиму Павлодарской области Г.Б.Жакиянову № 71-05-96 от 26.01.2001. 2 с.

33. Программа демеркуризации остановленного производства хлора и каустической соды ртутным методом на АО «Химпром». Павлодарское акционерное общество «Химпром», Павлодар 1998. 15 с.

34. Л.К.Полежаев (Губернатор Омской области РФ). Письмо Председателю Правительства РФ Степашину С.В. № 1-01/217 от 23.06.99. 2 с.

35. Ю.В.Князев (Заведующий промышленно-санитарной лаборатории СЭС г. Павлодара). Санитарное предписание 2б-08-147 от 17.08.98. 1 с.

36. В.И.Лягушников, В.Н.Квашнин, Н.А.Парфенов, С.Н.Султанбаев, М.Ш.Ахметов, Д.Г.Ташимова. Акт о сборе и сдаче на склад №9 3993 кг металлической ртути. 23.11.1998 г. 1 с.

37. В.Керемкулов (Председатель Комитета охраны окружающей среды, главный государственный инспектор РК). Письмо № 1/353 от 22.04.99 Президенту АО «Химпром» Сирык А.Г. 2 с.

38. В.Г.Гурджей, П.А.Дубок, В.И.Терешков, Б.К.Сержанов, Н.М.Хлыстун. Протокол рабочей встречи представителей комитетов, управлений Администрации Омской и Павлодарской областей по проблеме ртутного загрязнения р.Иртыш. Павлодар, 28 апреля 2000 г. 6 с.

39. А.Г.Сирык, Л.К.Щетинин, А.Д.Ахметов, Е.П.Серенюк, С.Ю.Сокол, А.В.Касьяненко, К.В.Хорцев. Протокол технического совещания ОАО «ПХЗ» по вопросу демеркуризации демонтированного оборудования с корпуса 31. Павлодар. 3.05.1999 г. 1 с.

40. Н.Леонтьев (Заместитель начальника управления охраны окружающей среды по Павлодарской области). Заключение государственной экологической экспертизы по принятому решению о временном хранении ртутных разлагателей на карте №1 экранированного пруда-испарителя. Письмо в ОАО "ПХЗ" №1/431 от 19.05.1999. 2 с.

41. А.В.Рюмин (Первый заместитель Акима области). Поручения Акима области г-на Жакиянова Г.Б., данные во время посещения ОАО «ПХЗ» 18 мая 1999 г. 1 с.

42. К.Айтекенов (Председатель Комитета охраны окружающей среды РК). Хронология реализации проекта «Демеркуризация ртути и устранение очага ртутного загрязнения в г. Павлодаре» (Записка для заместителя Премьер-Министра, Министра финансов РК Павлова А.С.). 23.02.2002 г. 6 с.

43. Е.Трусов (Директор Павлодарского областного Фонда охраны окружающей среды), А.Ахметов (Директор по строительству ПХЗ). Справка о выполненных объемах работ по демеркуризации закрытого производства хлора и каустической соды ртутным методом на ОАО «ПХЗ». 2002 г. 1 с.

44. Контроль за охраной подземных вод от истощения и загрязнения на территории Павлодарской области за 1986-1987 гг. В 2-х книгах. ПГГ, с.Житекши, 1988. Кн.1, 84 с.

45. Режим и баланс подземных вод на территории Павлодарской области. Отчет эколого-гидрогеологической партии о результатах гидрогеологических работ на территории Павлодарской области за 1988-1991 гг. В 9-ти книгах и 2-х папках. ПГГ, с. Житекши., 1991. Кн.1, 233 с.

46. Ежегодник по изучению режима и баланса подземных вод на территории Павлодарской области за 1992-1993 гг. В 2-х книгах и 1 папке. ПГГ, с. Житекши, 1993. кн.1, 48 с.

47. О выявлении источников загрязнения в районе озера Муялды по работам 1990-1991 гг. Гидрогеологическое производственное управление «Казгеокаптяжминвод». Алма-Ата, 1992. 40 с.

48. М.Ш.Ишанкулов, А.Д.Салтыбаев. Отчет по теме «Загрязнение снежного покрова г. Павлодара и его окрестностей химическими элементами». Центр охраны здоровья Минздрава РК. Алма-Ата, 1991. 5 с.

49. М.Ш.Ишанкулов, А.Д.Салтыбаев. Отчет по теме «Исследование современного состояния техногенного загрязнения почв, питьевой воды, растений и продуктов питания в г. Павлодаре». Центр охраны здоровья Минздрава РК. Алма-Ата, 1992. 7 с.

50. М.А.Илющенко. Отчет (заключительный) о научно-исследовательской работе по программе фундаментальных исследований «Разработка атомно-абсорбционных методов определения ртути и форм ее нахождения в объектах окружающей среды и оценка масштабов ртутных техногенных геохимических аномалий в Центральном и Северо-восточном Казахстане». КазГУ, Алматы, 1996. 102 с.

51. А.Д.Салтыбаев. Геохимические особенности системы «атмосферный воздух-почва-грунтовая вода-растение» в условиях промышленного загрязнения г. Павлодара. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук. Алматы 1995. 23 с.

52. Н.М.Хлыстун. Эколого-химическое исследование состояния природных сред на территории Павлодар-Экибастузского ТПК. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Алматы 1999. 28 с.

53. Т.И.Слажнева. Оценка воздействия на окружающую среду (ОВОС) ПО «Химпром» г. Павлодар. Центр охраны здоровья Министерства здравоохранения РК. Алматы, 1992. 433 с.

54. И.М.Камберов, М.И.Политиков. Отчет о результатах работ по проекту ИНТАС-Кз 95-19 "Изучение экологической обстановки вокруг г. Павлодара" за 1997-1999 гг. Алматы, Дублин 1999. 50 с.

55. Т.В.Тантон, С.М.Ульрих, Г.Ж.Даукеев, М.А.Илющенко, Е.В.Лапшин, В.В.Веселов, В.Ю.Паничкин, И.М.Камберов. Результаты исследования ртутного загрязнения северной промышленной зоны г. Павлодара и предложения по ее демеркуризации. Доклады Ш Международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде (Семипалатинск, 7-9 октября 2004 г.)». Семипалатинский государственный педагогический институт. Семипалатинск 2004. Т.1. С. 72-77.

56. Т.В.Тантон, В.В.Веселов, М.А.Илющенко, В.Ю.Паничкин. Оценка уровня риска, вызванного ртутным загрязнением северной промышленной зоны города Павлодара. Доклады Национальной Академии наук Республики Казахстан. №4, 2003, С.78-81.

57. М.А.Илющенко. Отчет по договору №134 (УС 37/2003н) от 21.08.2003 «Разработка Программы мониторинга ртутного загрязнения Северной промзоны г.Павлодара». АИЭС, Алматы 2004. 37 с.

58. Л.Е.Постолов, И.И.Дрель. Демеркуризация выведенного из эксплуатации производства хлора и каустической соды ртутным методом. Корректировка рабочего проекта. Общая пояснительная записка. СП Еврохим. Киев, 2003, 71 с.

59. Л.Е.Постолов, И.И.Дрель. Технические решения по захоронению ртутьсодержащих отходов, принятые в рабочем проекте (1995 г.) и корректировке рабочего проекта (2003 г.) «Демеркуризация выведенного из эксплуатации производства хлора и каустической соды ртутным методом» на ОАО «ПХЗ». СП Еврохим, Киев, 2004. 15 с.

60. А.Д.Ахметов, Л.Е.Постолов, М.А.Илющенко. Задание на разработку корректировки рабочего проекта «Демеркуризация выведенного из эксплуатации производства хлора и каустика». ПХЗ, 2003 г. 2 с.

61. А.Вербняк, В.Бедненко, Г.Воронин, А.Ахметов, Л.Постолов. Протокол Совещания при Начальнике Павлодарского областного территориального управления охраны окружающей среды Бедненко В.А. по вопросу корректировки проекта демеркуризации на ОАО «ПХЗ». 23 июля 2003 г. 2 с.

62. Н.К.Ауталипов, И.И.Дрель, Е.К.Начарова, А.Д.Ахметов, Н.В.Соловьева, Г.С.Маняхин, Б.А.Сардаров, В.А.Мигачев, К.Ж.Бейсебаев, А.М.Карабалин, Б.К.Шапкенов, С.К.Матвиенко, Ж.А.Усенов, А.Ж.Бикенов. Заключение Рабочей комиссии (назначенной решением департамента природоохранных программ Павлодарской области №21 от 16.11.04) о готовности построенного объекта для предъявления Государственной приемочной комиссии. 7 декабря 2004 г. Павлодар, 6 с.

63. Ж.Ж.Нургалиев, И.И.Дрель, С.С.Абельдинов, Е.В.Аскаров, В.А.Бедненко, С.А.Адамжанов, Ж.Ш.Алиев, Т.К.Камашев, Б.К.Шапкенов, А.Д.Ахметов. Акт Государственной приемочной комиссии (назначенной решением Акима Павлодарской области №27 от 29.11.04 ) о приемке построенного объекта в эксплуатацию от 25 декабря 2004 г. Утвержден решением Акима Павлодарской области от 28 февраля 2005 г. Павлодар, 5 с.

64. Worldwide remediation of mercury hazards through biotechnology (BIOMERCURY). http://www.biomercury.de

Кроме этого, ртутные установки небольшой мощности эксплуатировались на ПО “Капролактам” г. Дзержинск, Нижегородская обл. (пуск – 1948 г. , остановлена 1982 г.) - 10 тыс. т/год, а также на Архангельском г. Новодвинск, Архангельская обл. (пуск – 1962 г. , остановлена – 1996 г.) – 16,4 тыс. т/год, Светогорском г. Светогорск, Ленинградская обл. (пуск – 1951 г. , остановлена – 1993 г.) – 1,3 тыс. т/год, Котласском г. Коряжма Архангельская обл. (пуск – 1964 г. , остановлена – 1998 г.) – 19,6 тыс. т/год и Амурском г. Комсомольск-на-Амуре, Хабаровский край (пуск – 1970 г. , остановлена – 1997 г.) – 7,4 тыс. т/год целлюлозно-бумажных комбинатах. Способ очистки сточных вод – везде осаждение в виде сульфида. Котласская установка в 2005 г. демонтирована и утилизирована, здания демеркуризованы, ртутные отходы и сильнозагрязненное оборудование захоронены, производство щелочи той же мощности в настоящее время осуществляется по мембранному методу. Сведений о демеркуризации остальных производств нет.

Завершено строительство противофильтрационной завесы вокруг очагов ртутного загрязнения в Северной промышленной зоне г. Павлодара

Завершается I этап уникального проекта, ограничивший распространение ртутного загрязнения в Северной промышленной зоне г. Павлодара и воздействие ртути на окружающую среду и население. Этот проект финансировался из средств государственного бюджета Республики Казахстан, и предотвратил возможность загрязнения ртутью реки Иртыш, а также дальнейшее поступление ртути в подземные воды. Ход реализации проекта неоднократно обсуждался на казахстанско-российских переговорах различного уровня. Разработана Программа пятнадцатилетнего ртутного мониторинга в районе бывшего ПО «Химпром», которая позволит оценить эффективность проведенных демеркуризационных работ. В проекте бюджета области на 2005 г. предусмотрено финансирование начала мониторинговых исследований. Подготовлено несколько новых исследовательских проектов для изучения последствий ртутного загрязнения и пилотных испытаний новой биотехнологии очистки от ртути подземных вод. Возможность финансирования этих проектов готово рассмотреть Правительство Соединенных Штатов Америки.

В результате производственной деятельности хлор-щелочного производства на Павлодарском ПО «Химпром» в окружающую среду поступило около 1310 т металлической ртути и ртутных солей. Эта ртуть накапливалась под корпусом электролизного производства, загрязняла почву и воздух промышленной площадки цеха №3, разносилась ветром с мест складирования ртутных отходов и поступала в подземные и поверхностные воды. Существовала реальная угроза здоровью работников завода, вдыхавших ртутные пары, жителей северного пригорода Павлодара, использовавших подземные воды для водоснабжения. В начальный период проведения демеркуризационных работ в апреле 1999 г. с наступлением тепла произошло интенсивное неконтролируемое испарение металлической ртути из корпуса 31 и в Павлодаре пришлось объявлять Чрезвычайное положение из-за возникшей угрозы для городского населения.

Сходные проблемы имеют место и в других регионах бывшего СССР, где находятся предприятия, использующие ртуть в производственных процессах. Эти производства постепенно выводятся из строя действующих, так, например, два года назад в Восточной Сибири на «Усольехимпроме» было остановлено хлор-щелочное производство, загрязнявшее ртутью Братское водохранилище на реке Ангаре. Ранее был остановлен ряд аналогичных предприятий в Западной и Восточной Европе. При этом нигде в мире, кроме залива Минамата в Японии, до сих пор не было проведено масштабных демеркуризационных работ, предотвращавших угрозу воздействия ртути на окружающую природу и здоровье населения. Однако демеркуризация в Японии была проведена только под сильнейшим давлением общественности, судебных органов и средств массовой информации после возникновения эпидемии нового страшного заболевания, вызванного ртутным отравлением и названным болезнью Минамата. Работы продолжались около 50 лет, и их стоимость составила 2 миллиарда долларов США.

В Казахстане внимание к проблеме ртутного загрязнения было привлечено действиями властей, общественности и средств массовой информации, в первую очередь региональных. Эта проблема досталась Павлодару в наследство от бывшего Советского Союза, и никто в Казахстане не захотел брать на себя ответственность за допущенное загрязнение и скрывать опасность возникшей угрозы. Главная трудность заключалась в нахождении в условиях экономического и политического кризиса финансовых средств для проведения исследований по определению масштабов загрязнения и рисков, разработки технологии демеркуризации и осуществления самих демеркуризационных работ. Первые и самые срочные шаги в направлении ликвидации ртутного загрязнения были предприняты за счет средств самого предприятия и бюджета Павлодарской области. Инициировал эти работы нынешний Премьер-Министр Казахстана Даниял Ахметов, который в то время являлся Главой Павлодарской областной администрации.

Первоочередные действия по ликвидации ртутной угрозы в Павлодаре заключались в получении материалов для проектирования, разработке проекта демеркуризации и демонтаже главного очага загрязнения металлической ртутью – зала электролиза корпуса 31. Эти работы были выполнены в 1993-1999 гг. Киевский институт «Еврохим» провел инженерные изыскания и разработал проект демеркуризации корпуса 31. Рабочими завода вручную было собрано 17 тонн металлической ртути и еще 3 тонны ртути было извлечено при термической переработке строительного мусора. Строительные конструкции центральной части корпуса 31, содержащие менее 0,3% ртути, были уложены в могильник, сооружение которого было начато на промышленной площадке химического завода в 50 м от разбираемого здания. Такое расположение могильника предотвратило расширение первоначального очага ртутного загрязненния почв в ходе проведения дальнейших демеркуризационных работ.

В 2000 г. работы по ликвидации ртуного загрязнения на территории бывшего Павлодарского ПО «Химпром» были приостановлены из-за отсутствия средств. Правительство Казахстана приложило немало усилий по привлечению иностранных инвестиций или займов для проведения демеркуризации. Еще в 1993 г. Президент Н.А.Назарбаев вел переговоры с Японским правительством об участии японских компаний в ликвидации ртутного загрязнения в Павлодаре и строительстве нового хлорного производства на основе безртутного метода. В 2000 г. Н.А.Назарбаев провел аналогичные переговоры во Франции, в результате которых было подписано соглашение о предоставлении Казахстану мягкого займа Правительства Франции для реабилитации территории в районе ртутного очага. Французская сторона обещала также техническую помощь в проведении работ с участием французских фирм и технологий. Однако переговоры затянулись на несколько лет и закончились безрезультатно, так как уполномоченная Французским правительством компания BRGM отказалась проводить демеркуризационные работы без длительных и дорогостоящих предварительных исследований.

В 2001 г. консорциум казахстанских и европейских университетов и компаний во главе с Кафедрой BG Алматинского института энергетики и связи в конкурсе программы ИНКО-Коперникус Европейского союза выиграл грант и провел детальное двухгодичное исследование воздействия ртутного загрязнения на окружающую среду в Павлодаре. Это исследование показано, что кроме основного очага загрязненных ртутью почв угрозу окружающей среде представляют также несколько вторичных очагов. Ртуть, вымываемая из этих очагов, образовала шлейф подземных вод, загрязненных растворимыми ртутными солями и узкой полосой протянувшийся вдоль Иртыша на север на расстояние 2,5 км. Прогноз, сделанный на основе компьютерного моделирования в Институте гидрогеологии и гидрофизики г. Алматы, предсказал, что нарушение существующих в Северной промзоне г. Павлодара гидрогеологических условий может привести к изменению направления распространения этого шлейфа и попаданию ртути в водозаборные скважины села Павлодарского и реку Иртыш. Это заставило ученых пересмотреть первоначальный проект ликвидации основного ртутного очага. Вместо извлечения и переработки металлической ртути из бетонного основания и грунтов из-под корпуса 31 была предложено изолировать основные ртутные очаги от подземных вод и атмосферы. Реализация первоначального проекта требовала больших неокупаемых затрат без гарантии их эффективности, так как невозможно было извлечь всю ртуть, а извлеченную ртуть продать. Ученые предложили оставить ртуть в местах скопления, но изолировать ее с помощью специальной конверсионной землеройной техники. Это предложение было рассмотрено на Президиуме Национальной Академией наук Казахстана и рекомендовано для корректировки проекта демеркуризации.

В 2002-2004 гг. вокруг четырех основных ртутных очагов из бентонитовой глины была построена противофильтрационная завеса по типу «стена в грунте», достигающая водоупора на глубине 15-20 м. Ее общая протяженность 3588 м, в том числе вокруг корпуса 31 – 699 м, вокруг 40-х корпусов – 185 м, вокруг насосной станции №6 – 240 м, вокруг прудов для ртутьсодержащих отходов – 2464 м. Почва, загрязненная только в поверхностных слоях, была извлечена и перемещена внутрь объемов, ограниченных противофильтрационной завесой. Вместо нее был отсыпан чистый грунт. Очаги ртутного загрязнения изолированы от атмосферы специальными глиняными экранами общей площадью 180000 м². Все здания, загрязненные ртутью, были разобраны и их строительные конструкции уложены в могильник. Также демонтированы все ртутьсодержащие подземные коммуникации. Уложенные в могильник конструкции залиты цементным раствором и образовали монолитное хранилище отходов общей площадью 15671 м², стойкое к действию подземных вод и атмосферных осадков. За три года работ будет освоено 860 млн. тенге, в том числе в 2002 г. было освоено 295 млн. тенге, 2003 г. – 242 млн. тенге и за 10 месяцев 2004 г. - 262 млн. тенге из 323 млн. тенге, запланированных на год. В соответствии с графиком оставшийся 61 млн. тенге будет освоен до 25 декабря 2004 г. После окончания Программы демеркуризации выполненные работы будут приняты государственной комиссий.

Завершение I этапа демеркуризационных работ на промышленной площадке Павлодарского химического завода станет возможным в результате поддержки и содействия со стороны Президента, Правительства, Акимата Павлодарской области и слаженной работы интернационального коллектива ученых и инженеров из Казахстана, Украины и Великобритании. Оно открывает путь к возрождению хлор-щелочного производства в Павлодаре на основе новых технологий, более экономичных и экологически чистых.

Программа мониторинга ртутного загрязнения на 2005-2020 гг. (фрагмент)

В результате проведения Программы демеркуризации в 2001-2004 гг. будут ликвидированы или изолированы от окружающей среды основные очаги ртутного загрязнения, образованные в результате 18-ти летней деятельности Производства хлора и щелочи бывшего ПО "Химпром" г. Павлодар (1975-1993 гг.). Будут разобраны корпуса производственного цикла, использовавшего ртуть и ртутьсодержащие растворы (31, 34 и 40), утилизировано оборудование и строительные конструкции. С помощью противофильтрационной завесы по типу "стены в грунте" и специальных покрытий будут изолированы подземные очаги ртутного загрязнения на месте производственных корпусов 31 и 40, 6-й насосной станции сточных вод и спецпрудов для твердых и жидких ртутьсодержащих отходов. Также будет удален метровый слой грунта в местах наиболее интенсивного загрязнения почв ртутью и построен могильник для твердых ртутьсодержащих материалов с концентрацией ртути 0,3-1,0%.

Полевые исследования и компьютерное моделирование, проведенные по программе ИНКО-Коперникус в 2001-2002 гг., показали, что основные риски, вызванные ртутным загрязнением в районе бывшего ПО "Химпром", связаны с загрязнением ртутью подземных и поверхностных вод, а также испарением ртути в местах наиболее интенсивного загрязнения почв.

В результате осуществления Программы демеркуризации должен быть полностью ликвидирован риск, связанный с загрязнением ртутью атмосферы. Также будет прекращено поступление ртути в природные воды, что приведет к их постепенному самоочищению и снижению риска, связанному с ртутным загрязнением подземных и поверхностных вод. В районе бывшего ПО "Химпром" следует ожидать сохранение некоторого уровня загрязнения ртутью почв, однако ореол этого загрязнения не должен расширяться.

Таким образом, мониторинг ртутного загрязнения в районе бывшего ПО "Химпром" должен включать в себя следующие компоненты:

1.1. контроль над отсутствием превышения ПДК_сс для газообразной ртути, равной 300 нг/м³, в приземном слое (1 м) воздушного бассейна на территории промышленной площадки бывшего ПО "Химпром";

1.2. контроль над отсутствием превышения ПДК_п для ртути общей, равной 2,1 мг/кг, в почвенном слое покрытия ртутных могильников;

1.3. контроль над отсутствием распространения ртутного загрязнения почвы свыше ПДК_п для ртути общей, равной 2,1 мг/кг, за пределы первоначальных ртутных ореолов (в том числе за счет испарения подземных вод, содержащих ртуть) и накопления ртути в пределах первоначального очага ртутного загрязнения;

1.4. контроль над отсутствием распространения подземных вод, загрязненных ртутью общей свыше ПДК_вдля растворенной неорганической ртути, равной 500 нг/л, в направлении с. Павлодарское и реки Иртыш;

1.5. наблюдение за снижением концентрации ртути общей в подземных водах, в том числе в пределах шлейфа ртутного загрязнения;

1.6. контроль над отсутствием проникновения содержащейся в воде ртути общей за пределы противофильтрационной завесы по типу "стена в грунте" и могильника твердых ртутьсодержащих материалов и наблюдение за уровнем подземных вод внутри изолированных объемов;

1.7. наблюдение за уровнями концентрации ртути общей в поверхностных водах Северной промзоны г. Павлодара, включая накопитель сточных вод Балкылдак;

1.8. наблюдение за уровнями концентрации ртути общей в рыбе накопителя сточных вод Балкылдак.

2. Цели и задачи Программы ртутного мониторинга

Основными целями Программы ртутного мониторинга в Северной промышленной зоне г. Павлодара является установление уровня содержания ртути в объектах окружающей среды (атмосфера, почва, поверхностные и подземные воды), сложившегося после проведения Программы демеркуризации Производства хлора и щелочи бывшего ПО "Химпром" г.Павлодар, контроль за изменением этого уровня в течение 15 лет, а также подтверждение безопасного уровня риска, исходящего от остаточного ртутного загрязнения для здоровья населения, в том числе проживающего в северном пригороде Павлодара, а также работающего на территории бывшего ПО "Химпром".

Для достижения этих целей предусмотрено решение следующих задач:

2.1. установление порядка, периодичности и методик отбора проб воздуха, почвы и воды для определения в них содержания ртути общей;

2.2. установление порядка и периодичности иных полевых работ и измерений;

2.3. установление методик химико-аналитического определения ртути общей в отобранных образцах и порядка проведения лабораторных работ;

2.4. разработка рекомендаций по интерпретации полученных результатов;

2.5. определение ресурсов, необходимых для проведения работ по ртутному мониторингу.

3. Участки мониторинга ртути и интерпретация данных

Мониторинг ртути включает в себя отбор и химический анализ на ртуть проб воздуха, почв, подземных и поверхностных вод, а также образцов рыбы. Мониторинг осуществляется на следующих территориях:

3.1. контроль над отсутствием превышения ПДК_сс для газообразной ртути проводится по 7 точкам, в том числе:

3.1.1. в местах загрязнения элементарной ртутью внутри периметра и вокруг бывшего электролизного зала корпуса 31 (4 точки отбора проб воздуха и измерений по периметру покрытия, изолирующего бетонное основание бывшего корпуса 31 и 1 точка отбора проб и измерений над центром этого покрытия);

3.1.2. вблизи установки термической переработки ртутьсодержащих строительных материалов (1 точка отбора проб воздуха и измерений в непосредственной близости от установки или того места, где она находилась, если установка будет демонтирована);

3.1.3. над могильником ртутьсодержащих материалов вблизи бывшего корпуса 31 (1 точка отбора проб воздуха и измерений над центром могильника);

3.2. контроль над отсутствием превышения ПДК_пдля ртути общей проводится по 11 точкам, в том числе:

3.2.1. в почвенном слое 0-10 см покрытия, изолирующего бетонное основание бывшего корпуса 31 (1 точка отбора почвы вблизи центра покрытия);

3.2.2. в почвенном слое 0-10 см покрытия, изолирующего основание бывшей 6-й насосной станции сточных вод (1 точка отбора почвы вблизи центра покрытия);

3.2.3. в почвенном слое 0-10 см покрытия, изолирующего бывшие спецпруды для твердых ртутьсодержащих отходов (3 точки отбора почвы вблизи каждого из трех центров лагун трех бывших спецпрудов);

3.2.4. в почвенном слое 0-10 см в пределах промышленной площадки бывшего ПО "Химпром" в 200 м к западу от корпуса 106 (3 точки отбора почвы);

3.2.5. в почвенном слое 0-10 см за пределами промышленной площадки в 400 м к северу от бывшей 6-й насосной станции сточных вод (3 точки отбора почвы);

3.3. контроль над отсутствием накопления ртути общей в почвах в пределах первоначального очага загрязнения (всего 4 точки отбора почвы) проводится в почвенном слое 0-10 см в пределах промышленной площадки бывшего ПО "Химпром" между бывшими корпусами 34 и 34а (2 точки отбора почвы), а также 31а и 37 (2 точки отбора почвы);

3.4. контроль над отсутствием распространения подземных вод, загрязненных ртутью общей свыше ПДК_в, проводится по 12 наблюдательным скважинам: 522-00, 60-02, 78-02, 55-02, 81-02, 79-02, 73-02, 70-02, 89-02, 91-02, 6-Р, 5-Р;

3.5. наблюдение за снижением концентрации ртути в подземных водах, в том числе в пределах шлейфа ртутного загрязнения, проводится по 52 наблюдательным скважинам: 69-02, 68-02, 61-02, Б-21, Б-21а, 84-02, 66-02, 82-02, 67-02, 83-02, 59-02, 87-02, 74-02, 88-02, 72-02, 90-02, Б-22, Б-23, 63-02, 7-Р, 8, 62-02, 682, в том числе новым скважинам, сооруженным специально для Программы мониторинга: 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 32, 33, 34, 35;

3.6. контроль над отсутствием проникновения растворенной в воде ртути за пределы противофильтрационной завесы по типу "стена в грунте" и могильника твердых ртутьсодержащих материалов, а также наблюдение за уровнем подземных вод внутри изолированных объемов проводятся по 23 наблюдательным скважинам: Р-4, Р-2, 566-00, 567-00, Р-8, 86-02, Б-13, Р-7, 18?, Р-1, Б-12, Р-6, Р-3, 565-00, 85-02, Б-14, 75-02, 76-02, в том числе новым скважинам, сооруженным специально для Программы мониторинга: 1, 2, 3, 4, 5;

3.7. наблюдение за уровнями концентрации ртути общей в поверхностных водах Северной промзоны г. Павлодара проводится по 14 точкам отбора проб воды, в том числе:

3.7.1. в накопителе сточных вод Балкылдак: 3 точки отбора проб воды на южном побережье вблизи бывших спецпрудов, а также 1 точка отбора - северо-западный угол, 1 точка отбора проб воды - северо-восточный угол, 1 точка отбора проб воды - северное побережье (всего 6 точек отбора проб);

3.7.2. в недостроенном аварийном канале Балкылдак-Иртыш: 1 точка отбора проб воды в его восточной части, 1 точка отбора в его центральной части (всего 2 точки отбора проб);

3.7.3. в котлованах, расположенных юго-восточнее бывших спецпрудов для твердых ртутьсодержащих отходов (2 точки отбора проб);

3.7.4. в старицах Иртыша около сс. Павлодарское и Шауке (4 точки отбора проб);

3.8. наблюдение за уровнями концентрации ртути общей в рыбе накопителя сточных вод Балкылдак проводится по 10 экземплярам карася серебряного, отловленного в юго-западной части водоема.

При измерении концентрации ртути в атмосферном воздухе ни в одной из указанных точек отбора полученные результаты не должны превышать ПДК_сс для газообразной ртути, равной 300 нг/м³.

При измерении концентрации ртути общей в почвах полученные результаты за пределами первоначального ртутного очага не должны превышать ПДК_п для ртути общей, равной 2,1 мг/кг, а в местах отбора проб почв в пределах первоначального очага ртутного загрязнения - не превышать результатов измерений, полученных ранее во время предыдущих этапов мониторинга.

При измерении концентрации ртути общей в подземных водах к западу и северу за пределами шлейфа ртутного загрязнения, а также в поверхностных водах стариц Иртыша и недостроенного аварийного канала Балкылдак-Иртыш полученные результаты не должны превышать ПДК_вдля растворенной неорганической ртути, равной 500 нг/л. В пределах первоначального очага ртутного загрязнения подземных вод, а также для поверхностных вод накопителя сточных вод Балкылдака и котлованов, расположенных юго-восточнее бывших спецпрудов для твердых ртутьсодержащих отходов, полученные результаты не должны превышать результатов измерений, полученных ранее во время предыдущих этапов мониторинга.

При измерении концентрации ртути общей в рыбе накопителя сточных вод Балкылдак полученные результаты не должны существенно (в 10 и более раз) превышать результатов измерений, полученных ранее во время предыдущих этапов мониторинга.

4. Полевые работы и измерения, сопровождающие ртутный мониторинг

При отборе проб и измерении концентрации ртути в атмосферном воздухе одновременно должна быть измерена и зарегистрирована температура воздуха. Также желательно измерение и регистрация скорости и направления ветра.

При отборе проб для измерений концентрации ртути общей в подземных и поверхностных водах должна быть измерена и зарегистрирована температура воды и ее рН. Также во время отбора проб воды должны быть измерены и зарегистрированы уровни воды в наблюдательных скважинах и уровень накопителя сточных вод Балкылдак.

Уровень воды в наблюдательных скважинах, находящихся внутри периметра

противофильтрационной завесы по типу "стены в грунте" не должен превышать уровень, зарегистрированный ранее во время предыдущих этапов мониторинга.

Рыба, отловленная из накопителя сточных вод Балкылдак, должна быть взвешена с точностью до 1 г. Также желательно определение ее возраста.

Периодичность мониторинга обусловлена скоростью протекания гидро- и геохимических процессов в районе бывшего ПО "Химпром" и соответствующей ей скоростью изменения ситуации вокруг очагов ртутного загрязнения.

В течение первого года ртутного мониторинга периодичность измерений концентрации газообразной ртути в атмосферном воздухе составляет три раза в год (весна, лето, осень) при положительных температурах воздуха. Такую же периодичность имеют измерения концентрации ртути в подземных водах наблюдательных скважин. Измерения концентрации ртути в почвах и поверхностных водах проводятся в летний период один раз в год.

В течение последующих четырех лет мониторинга при условии улучшения или сохранения на прежнем уровне экологической обстановки, связанной с риском, исходящим от ртутного загрязнения, частота периодичности всех измерений сокращается до одного раза в год. В случае ухудшения ситуации сохраняется периодичность первого года мониторинга.

После пяти лет наблюдений при улучшении ситуации возможно сокращение частоты измерений до одного раза в пять лет.

Результаты предлагаемой Программы ртутного мониторинга должны ответить на вопрос о достаточности демеркуризационных мероприятий 2001-2004 гг в районе бывшего ПО "Химпром". В случае снижения остаточного уровня ртутного загрязнения до приемлемого риска Программа ртутного мониторинга может быть завершена в 2020 г. В случае установления возрастания риска окружающей среде и здоровью населения вследствие увеличения ртутных концентраций в почве, подземных и поверхностных водах, а также при обнаружении загрязнения атмосферы газообразной ртутью, на любом этапе Программы ртутного мониторинга необходимо рассмотреть дополнительные меры по очистке данной территории от ртути или о ее инженерной защите.

Основанием программы явились результаты исследования по международному проекту ИНКО-2 ICA2-CT-2000-10029 "Развитие экономически эффективных методов снижения опасности от загрязнения тяжелыми металлами в индустриальных центрах на примере исследования ртутного загрязнения в Павлодаре" ("Toxicmanagement"), выполненному в 2000-2002 гг. консорциумом из 8 западноевропейских, российского, украинского и казахстанских университетов и исследовательских институтов при координации Кафедры методологии научного природопользования BG Алматинского института энергетики и связи (АИЭС), а также дополнительные исследования АИЭС по заданию ОАО «Павлодарский химический завод» в 2003-2004 гг.

Фрагмент Проектного предложения для Международного научно-технического центра

Предложение по Проекту

K-1240p

I. Сводная Информация по Проекту

1. Название проекта и классификация

Полное название:	Последемеркуризационное управление ртутным загрязнением на территории бывшего ПО «Химпром», а также оценка риска для окружающей среды от загрязнения подземных вод и прилегающих водоемов Северной промышленной зоны г. Павлодара
Краткое название:	*Оценка и управление риском для окружающей среды в г. Павлодаре*
Область технологии:		ENV-MIN; ENV-WPC; ENV-MRA
Категория разработки:			Прикладное исследование

2. Руководитель проекта

Фамилия, Имя, Отчество:						Илющенко Михаил Алексеевич
Звание:		доцент					Должность:			доцент кафедры МНП
Дом, Улица:					Ул. Байтурсынова, 126
Город:	Алматы						Область:
Индекс:		480013					Страна:		Казахстан
Телефон:			+7 3272 923454				Факс:	+7 3272 929814
Эл. почта:				mai@aipet.kz

3. Институты-Участники

3.1. Головной Институт

Краткое название:

АИЭС

Полное название:

НАО «Алматинский институт энергетики и связи»

Дом, улица:

Ул. Байтурсынова, 126

Город:

Алматы

Область:

Индекс:

480013

Страна:

Казахстан

Лицо, имеющее право подписи от имени института:

Даукеев Гумарбек Жусупбекович

Звание:

Проф., Д-р техн. наук

Должность:

Ректор

Телефон:

+7 3272 925740

Факс:

+7 3272 925057

Эл. почта:

aipet@aipet.kz

Министерство (ведомство):

Министерство науки и образования РК

3.2. Другие Институты-Участники

Институт-Участник 1

Краткое название:

ИГГ

Полное название:

Институт Гидрогеологии и Гидрофизики

Дом, улица:

Ул. Валиханова, 34

Город:

Алматы

Область:

Индекс:

480100

Страна:

Казахстан

Лицо, имеющее право подписи от имени института:

Мамутов Тимур Тыныбекович

Звание:

Проф., Д-р техн. наук

Должность:

Заместитель директора института

Телефон:

+7 3272 915051

Факс:

+7 3272 918825

Эл. почта:

V_panichkin@mail.kz

Министерство (ведомство):

Министерство науки и образования РК

Помощник Руководителя проекта в институте:

Веселов Василий Васильевич

Звание:

Академик НАН РК

Должность:

Заведующий лабораторией информатики и моделирования гидрогеологических процессов

Телефон:

+7 3272 914609

Факс:

+7 3272 918825

Эл. почта:

V_panichkin@mail.kz

Институт-Участник 2

Краткое название:

ПХЗ

Полное название:

ОАО «Павлодарский химический завод»

Дом, улица:

Северная промышленная зона, д. 1

Город:

Павлодар

Область:

Павлодарская область

Индекс:

637029

Страна:

Казахстан

Лицо, имеющее право подписи от имени института:

Босжигитов Саркен Капсалямович

Звание:

Г-н

Должность:

Реабилитационный управляющий

Телефон:

+7 3182 396431

Факс:

+7 3182 396436

Эл. почта:

oaopxz@hotmail.ru

Министерство (ведомство):

Управление коммунальной собственности Павлодарской области

Помощник Руководителя проекта в институте:

Ахметов Артур Даражатович

Звание:

Г-н

Должность:

Директор по строительству

Телефон:

+7 3182 396123

Факс:

+7 3182 396436

Эл. почта:

oaopxz@hotmail.ru

Институт-Участник 3

Краткое название:

ПГУ

Полное название:

Павлодарский Государственный Университет

Дом, улица:

Ул. Ломова, 64

Город:

Павлодар

Область:

Павлодарская область

Индекс:

637000

Страна:

Казахстан

Лицо, имеющее право подписи от имени института:

Арын Ерлан Мухтарович

Звание:

Проф., Д-р экон. наук

Должность:

Ректор

Телефон:

+7 3182 451110

Факс:

+7 3182 451196

Эл. почта:

rector@psu.kz

Министерство (ведомство):

Министерство Науки и Образования РК

Помощник Руководителя проекта в институте:

Базарбеков Каирбай Уразамбекович

Звание:

Проф., Д-р хим. наук

Должность:

Директор биолого-химического института ПГУ

Телефон:

+7 3182 562604

Факс:

+7 3182 451196

Эл. почта:

dir@psu.kz

Институт-Участник 4

Краткое название:

БМЛ

Полное название:

АО "Биомедпрепарат-инжиниринговый центр", лаборатория мониторинга

Дом, улица:

9-й микрорайон, строение 3

Город:

Степногорск

Область:

Акмолинская область

Индекс:

474456

Страна:

Казахстан

Лицо, имеющее право подписи от имени института:

Руфов Юрий Петрович

Звание:

Г-н

Должность:

Президент АО

Телефон:

+7 31645 52568

Факс:

+7 31645 52568

Эл. почта:

monitlab@pisem.net

Министерство (ведомство):

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Помощник Руководителя проекта в институте:

Пономаренко Александр Степанович

Звание:

Г-н

Должность:

Ведущий инженер

Телефон:

+7 31645 51982

Факс:

+7 31645 51982

Эл. почта:

monitlab@pisem.net

4. Зарубежные Коллабораторы/Партнеры

4.1. Коллаборатор

Название организации:

Университет Саутгемптона, Школа Инжиниринга и Окружающей Среды

Дом, улица:

University Road, Highfield

Город:

Саутгемптон

Область/штат:

Гемпшир

Индекс:

SO17 1BJ

Страна:

Великобритания

Лицо, участвующее в проекте:

Тревор Уильям Тантон

Звание:

Проф., Д-р

Должность:

Проф.

Телефон:

+44 2380 595000

Факс:

+44 2380 677519

Эл. почта:

twt@soton.ac.uk

4.2. Партнеры

Название организации:

Агентство по Охране Окружающей Среды, США

Дом, улица:

Code 2660R 1200 Pennsylvania Ave. N.W.

Город:

Вашингтон, Округ Колумбия

Область/штат:

Округ Колумбия

Индекс:

20460

Страна:

США

Полное имя лица, обладающего правом подписи:

Билл Фриман

Звание:

Г-н

Должность:

Телефон:

202-564-6472

Факс:

202-564-2409

Эл. почта:

Freeman.Bill@epa.gov

Лицо, ответственное за контакты по проекту:

Пол Рэндалл

Звание:

Д-р

Должность:

Старший инженер-химик

Телефон:

513-569-7673

Факс:

513-569-7620

Эл. почта:

Randall.Paul@epa.gov

5. Продолжительность проекта

36 месяцев

6. Место осуществления проекта и оборудование

Организация	Местоположение, установки и оборудование
Головной Институт: Алматинский институт энергетики и связи	РК, Алматы, ул. Байтурсынова, д. 126. Аналитическая лаборатория (ком. №№ 528 и 530) обладает всем необходимым аналитическим оборудованием и мерной посудой, включая АФС-анализатор PS Analytical Millennium-Merlin, ААС-анализатор Perkin-Elmer AAnalyst 100 и газовый хроматограф Varian Star 3400CX. Также имеется необходимая инфраструктура, включая центральное отопление, водоснабжение, канализацию и вытяжную вентиляцию. Офис Кафедры методологии научного природопользования Бритиш Газ (ком. №№ 410 и 411) располагает компьютерным оборудованием, подключенным к местной сети института и к Интернету, а также электронную почту, телефоны и факс. Кафедра также располагает оборудованием, необходимым для проведения полевых работ, включая 3 портативных GPS, 2 автомобиля с прицепами (УАЗ и Нива), резиновую лодку с мотором, переносную электростанцию, оборудование для прокачки скважин, различные пробоотборники и буры (для почв, илов и воды) и т.д.
Институт-Участник 1: Институт Гидрогеологии и Гидрофизики	РК, Алматы, ул. Валиханова, д. 34. Лаборатория информатики и моделирования гидрогеологических процессов располагает офисным помещением (ком. № 181) и четырьмя подсобными помещениями, обладающими необходимой инфраструктурой. Имеется 6 компьютеров и 2 сервера, связанных в сеть и подключенных к Интернету, а также электронная почта, телефоны и факс. Также имеется рулонный плоттер HP DesignJet-500. Лаборатория также располагает программным обеспечением, включая специальный инструмент для гидрогеологического моделирования ModFlow GMS 3.1.
Институт-Участник 2: Павлодарский химический завод	РК, Павлодар, Северная промышленная зона, д. 1. Лаборатория охраны окружающей среды (расположенная в 6 комнатах в специальном лабораторном корпусе) имеет необходимое базовое аналитическое оборудование и мерную посуду, ртутный ААС-анализатор RA915+ (Люмекс), а также портативный ртутный ААС-анализатор АГП-01. Она имеет необходимую инфраструктуру, включая центральное отопление, водоснабжение, канализацию и вытяжную вентиляцию. Офис завода имеет компьютерное оборудование, подключенное к Интернету, а также электронную почту, факс и телефоны.
Институт-Участник 3: Павлодарский Государственный Университет	РК, Павлодар, ул. Ломова, д. 64. Биолого-Химический Институт (БХИ) имеет офисы с компьютерным оборудованием, подключенном к локальной сети института и к Интернету, а также электронную почту, факс и телефоны. (Корпус A – комнаты 8/1, 224, 325,127, 515) Он имеет необходимую инфраструктуру, включая центральное отопление, водоснабжение, канализацию и вытяжную вентиляцию. Также имеется оборудование, необходимое для проведения полевых работ, включая 2 автомобиля.
Институт-Участник 4: Биомониторинговая лаборатория	9 микрорайон, г. Степногорск, Казахстан. Лаборатория мониторинга оснащена всем необходимым оборудованием для проведения химических и микробиологических анализов, в том числе GLC HP6890 Hewlett Packard, LC Perkin Elmer Series 200, AAS AAnalyst 300 Perkin Elmer, SPH Hewlett Packard 8453, микроскопы микробиологические Zeiss Standart 25. Лаборатория оснащена компьютерами, факсами, телефонами и имеет доступ к электронной почте и Интернету. Она имеет необходимую инфраструктуру, включая центральное отопление, водоснабжение, канализацию и вытяжную вентиляцию. Работа будет проводиться в комнатах 213, 211а, 207а, 207б.

9. Краткое описание проекта

Введение

Северный пригород Павлодара загрязнен ртутью в результате деятельности хлор-щелочного производства бывшего ПО "Химпром", закрытого в 1993 г. В 2004 г. должна быть завершена профинансированная из бюджета РК фаза I демеркуризации бывшего ПО "Химпром", заключающаяся в сдерживании и изоляции основных очагов загрязнения.

В 2000-2001 гг. район ртутного загрязнения был исследован консорциумом институтов (АИЭС, ИГГ, Институтом ядерной физики НЯЦ РК, СП "Еврохим" и Сибирским духовно-экологическим университетом) в рамках проекта ICA2-CT2000-10029 "Toxicmanagement", финансируемого EC. На основе проведенных полевых работ и компьютерного моделирования с использованием программного продукта ModFlow GMS 3.1 были выполнены прогнозы распространения загрязненных ртутью подземных вод Северной промзоны г. Павлодара, а также откорректирована стратегия для снижения рисков, вызванных ртутным загрязнением данного района. В 2003-2004 г. АИЭС по заказу ПХЗ разработал Программу последемеркуризационного ртутного мониторинга на 2005-2020 гг., предусматривающую небольшое финансирование из бюджета Павлодарской области.

В 2003 г. Павлодарская гидрогеологическая экспедиция обнаружила в Северной промзоне г. Павлодара шлейф подземных вод, загрязненных нефтепродуктами.

Несмотря на то, что основные риски от ртутного загрязнения на территории бывшего ПО "Химпром" г. Павлодар в настоящее время сдерживаются благодаря строительству противофильтрационных завес по типу «стена в грунте», а также сооружению покрытий загрязненных участков, значительные риски в северном пригороде Павлодара сохраняются. Мониторинговые исследования в Северной промзоне г. Павлодара позволят оценить данные риски и сделать их управляемыми.

Целями исследования являются:

1. Оценка риска, связанного с направлением потоков загрязненных нефтепродуктами и ртутьсодержащих подземных вод, в том числе их прохождением через сеть водозаборных скважин села Павлодарское, к реке Иртыш и/или поднятием на поверхность пастбищ, и, в случае высокой степени такого риска, определение стратегии по его сдерживанию или минимизации;

2. Определение стратегии управления для сдерживания риска окружающей среде, вызванного ртутным загрязнением озера Балкылдак, в том числе за счет бионакопления загрязнителей по пищевым цепям.

Конкретные задачи проекта:

1. Изучение поднятия ртутьсодержащих подземных вод в понижения в насыщенной и ненасыщенной зонах и накопления ртути в мелких водоемах, почве и растительности. Разработка стратегии управления с целью сдерживания риска на данной территории для населения и крупного рогатого скота;

2. Оценка возможности изменения направления потока ртутьсодержащих подземных вод, исследование его взаимодействия с вмещающими породами и нижележащими водоносными горизонтами;

3. Исследование распространения с территории Павлодарского нефтеперерабатывающего завода подземных вод, загрязненных нефтепродуктами; разработка модели и оценка риска окружающей среде от загрязнения нефтепродуктами подземных вод Северной промзоны г. Павлодара;

4. Оценка возможности сдерживания риска, исходящего от ртутного загрязнения накопителя сточных вод - озера Балкылдак, в том числе обитающей в нем рыбы;

5. Выработка и обсуждение на региональном уровне рекомендаций по 2-й фазе демеркуризации и другим реабилитационным мероприятиям в Северной промзоне г. Павлодара в районе бывшего ПО "Химпром", включая рекомендации по ликвидации или дальнейшему безопасному использованию накопителя сточных вод – озера Балкылдак;

Ожидаемые результаты:

Одним из важных результатов проведенных работ будет создание мониторинговой лаборатории ПХЗ, которая будет способна выполнить Программу последемеркуризационного мониторинга в Северной промзоне г. Павлодара в 2005-2020 гг. Эта лаборатория совместно с АИЭС проведет первую часть последемеркуризационных мониторинговых исследований. БМЛ совместно с ПХЗ проведет мониторинг загрязнения подземных вод нефтепродуктами. ПГУ совместно с АИЭС проведет исследование загрязнения ртутью донных отложений и биоты накопителя сточных вод - озера Балкылдак. АИЭС совместно с ИГГ проведет оценку риска от оставшегося ртутного загрязнения на территории бывшего ПО "Химпром" и вокруг нее, а также оценку риска от загрязнения подземных вод нефтепродуктами. ИГГ кроме этого детализирует и модернизирует модель подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара, что позволит выработать предложения по управлению загрязнением подземных вод ртутью и нефтепродуктами. Будут также выработаны и обсуждены с заинтересованными организациями и органами власти предложения управлению рисками в северном пригороде Павлодара, включающие возможность проведения 2-й фазы демеркуризации ПО "Химпром" и/или приведение в безопасное состояние накопителя сточных вод – озера Балкылдак.

Реализация целей и задач МНТЦ:

Предлагаемый проект:

1. предоставляет ученым и специалистам Казахстана, связанным с оружием возможность для переориентации своих способностей на мирную деятельность;

2. поощряет интеграцию ученых из Казахстана в международное научное сообщество;

3. поддерживает прикладные исследования в мирных целях в области охраны и восстановления окружающей среды.

Объем деятельности:

АИЭС будет осуществлять координацию полевых и химико-аналитических работ. Он также совместно с ПХЗ проведет полевые и химико-аналитические работы, связанные с изучением условий загрязнения подземных вод ртутью. Совместно с ПГУ исследует пути передачи ртути по пищевым цепям в накопителе сточных вод – озере Балкылдак. Он также оценит запасы ртути, депонированной в донных отложениях накопителя сточных вод – озере Балкылдак, и соберет данные для обоснования предложений по его безопасному использованию. Совместно с ИГГ он будет вырабатывать рекомендации по 2-й фазе демеркуризации и реабилитационным мероприятиям в Северной промзоне г. Павлодара.

ИГГ выполнит все работы по модернизации и детализации моделей загрязнения подземных вод Северной промзоны г. Павлодара и компьютерному моделированию. Совместно с АИЭС он будет осуществлять планирование мониторинговых и полевых работ, результаты которых включит в модернизированную модель, что позволит оценить и управлять рисками, исходящими от загрязнения подземных вод ртутью и нефтепродуктами

ПХЗ создаст лабораторию мониторинга, обучит ее персонал методам определения в объектах окружающей среды ртути общей, а в природных водах - нефтепродуктов, и выполнит анализ образцов донных отложений на содержание ртути. Создаст сеть наблюдательных скважин для наблюдения за загрязнением подземных вод нефтепродуктами. Совместно с АИЭС проведет последемеркуризационный мониторинг в Северной промзоне г. Павлодара, а совместно с БМЛ - исследование загрязнения подземных вод нефтепродуктами.

ПГУ проведет отбор образцов донных отложений накопителя сточных вод – озера Балкылдак, а также исследование пищевых цепей этого водоема.

БМЛ совместно с ПХЗ проведет полевые и химико-аналитические работы, связанные с изучением условий загрязнения подземных вод нефтепродуктами.

Роль зарубежных Коллабораторов/Партнеров

Коллаборатор Тревор Уильям Тантон будет консультантом при осуществлении планирования и проведения работ.

Партнер будет осуществлять мониторинг и аудит в течение всего срока действия проекта.

Партнер Paul Randall является ключевым для реализации целей и задач проекта. Планируется тесная взаимосвязь между сотрудниками научных лабораторий Казахстана и США. Будет проводиться обмен материалами, научными данными, проводиться совместная подготовка научных публикаций. Коммуникации будут поддерживаться с использованием e-mail, телефона, факса и экспресс почты.

Технический подход и методология

При отборе проб и химико-аналитических работах будут использованы методики, рекомендованные Агентством по Охране Окружающей Среды США, а также стандартные процедуры, принятые на Западе по планированию работ и контролю качества. Оценка и управление риском, связанным с загрязнением подземных вод будут осуществлены с помощью гидрогеологических моделей, выполненных на основе программного продукта ModFlow GMS 5.0.

Предложение по Проекту

K-1240p

II. Подробная Информация по Проекту

1. Введение и обзор

Введение

В Казахстане (Павлодар, Темиртау) и на остальной территории бывшего СССР (Стерлитамак, Зима, Усолье-Сибирское, Братск, Волгоград, Кирово-Чепецк, Березняки, Киев, Сумгаит, Белгород, Шварц) имеются ряд регионов, загрязненных ртутью в результате техногенных выбросов с промышленных предприятий (большей частью хлор-щелочных производств на производственных объединениях "Химпром" и "Каустик" бывшего Министерства химической промышленности СССР, часть из которых до сих пор не закрыта). Попадание ртути в окружающую среду привело к значительному загрязнению растворимыми ртутными соединениями подземных и поверхностных вод.

Северный пригород Павлодара загрязнен ртутью в результате деятельности хлор-щелочного производства бывшего ПО "Химпром", закрытого в 1993 г. По данным /1/ с 1975 г. по 1989 г. за 14 лет было выпущено 685 525 т каустической соды и израсходовано 1089,356 т ртути. Из устных сообщений бывших руководителей ПХЗ следует, что в 1990-1993 гг. в последний период деятельности производства было выпущено около 90 000 т каустической соды и израсходовано еще 72 т ртути. В виде шламов на ртутный комбинат было отправлено на переработку не более 2,6% израсходованной ртути /1/, т.е. 302 т. Руководители ПХЗ также сообщили, что после остановки производства хлора и демонтажа оборудования и здания электролизного цеха (корпуса 31) было слито, собрано и отправлено на ртутный комбинат 140 т ртути. Таким образом, общие потери ртути за все время существования хлор-щелочного производства бывшего ПО "Химпром" могут быть оценены в 720 т, из которых 80%, т.е. приблизительно 580 т, составляли неучтенные механические потери /1/, депонированные в бетонном основании и под корпусом 31.

Исследования, проведенные в конце 80-х гг. совместно СП "Еврохим" г. Киев и Павлодарской гидрогеологической экспедицией – НТЦ «Технолог» (ПГГЭ), положили начало уникальному Проекту демеркуризации хлор-щелочного производства бывшего ПО Химпром г. Павлодар, в основу которого впервые в бывшем СССР была положена стратегия по управлению риском, связанным с ртутным загрязнением. Проект демеркуризации финансировался из многих источников, и в его выполнении участвовали различные организации и исследовательские институты. Ниже приведены основные этапы завершающейся к настоящему времени фазы I этого Проекта, заключающейся в сдерживании и изоляции основных очагов ртутного загрязнения:

· оценка масштабов ртутного загрязнения хлор-щелочного производства и разработка рекомендаций по обезвреживанию и захоронению ртутьсодержащих отходов. Финансировалась ПО “Химпром” г. Павлодар. Выполнена СП "Еврохим" г. Киев и ПГГЭ в 88-92 гг. /1-7/,

· исследование влияние накопителя сточных вод – озера Балкылдак и золоотвалов ТЭЦ-2,3 на направление потоков подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара. Финансировалась из бюджета РК. Выполнена ПГГЭ, Институтом Казводоканалпроект, Лабораторией аэрокосмических методов ВНИИ Транспортного строительства г. Москва и Госцентром “Природа” при МГУ г.Москва в 89-90 гг. /8-11/,

· оценка риска ртутного загрязнения для курорта и озера Муялды. Финансировалась Республиканским Советом профсоюзов Казахстана. Выполнена Казгеокаптяжминводом г. Алматы в 90-91 гг. /12 /,

· оценка границ распространения ртутного загрязнения вокруг ПО Химпром г. Павлодар и его влияния на население и окружающую среду. Финансировалась Министерством здравоохранения РК и Академией наук РК. Выполнена КазГУ г. Алматы, Институтом почвоведения г.Алматы и Центром охраны здоровья г.Алматы в 90-96 гг. /13-18/,

· разработка Проекта демеркуризации выведенного из эксплуатации производства хлора и каустика. Финансировалась ПО “Химпром” г. Павлодар. Выполнена СП "Еврохим" г. Киев в 94-95 гг. /19-22/,

· исследование загрязнения ртутью почв и поверхностных водоемов (включая реку Иртыш) Северной промзоны г. Павлодара. Финансировалась Европейским союзом через программу ИНТАС и из бюджета РК (проект ИНТАС-Кз 95-19). Выполнена КазНИИГеофизика г. Алма-Ата и КазГУ им. Аль-Фараби г. Алма-Ата в 97-99 гг. /23/,

· оценка риска, вызванного ртутным загрязнением в Северной промзоне г. Павлодара. Финансировалась Европейским союзом через программу ИНКО-2 и правительством Нидерландов (проект ICA2-CT2000-10029 "Toxicmanagement"). Выполнена Саутгемтонским университетом из Великобритании, Консалтинговой компанией "ГеоДелф" из Нидерландов, СП "Еврохим" г. Киев, Сибирским духовно-экологическим университетом г. Омск, АИЭС, ИГГ, НИИ Новых химических технологий и материалов при Казахском государственном Национальном университете им. Аль-Фараби г.Алматы и ТОО Институт естественных наук г. Алматы в 01-02 гг. /24-28/

· демеркуризация выведенного из эксплуатации производства хлора и каустика бывшего ПО «Химпром». Финансировалась ПХЗ из бюджета Павлодарской области и бюджета РК. Выполнена ПХЗ в 98-04 гг. /29-30/.

В 2003 г. была начата фаза II Проекта демеркуризации хлор-щелочного производства бывшего ПО Химпром г. Павлодар, связанная с управлением ртутным загрязнением подземных вод Северной промзоны. В настоящее время в рамках фазы II осуществляются проекты, имеющие целью:

· разработку микробиологической технологии очистки подземных вод от ртути. Финансируется EPA США через МНТЦ (проект К-756р). Выполняется Институтом микробиологии и вирусологии МОиН, БМЛ и АИЭС с 02 г. по настоящее время

· разработку Программы последемеркуризационного мониторинга воздуха, почв, подземных и поверхностных вод Северной промзоны г. Павлодара. Финансируется ПХЗ. Выполняется АИЭС с 03 г. по настоящее время /31/.

Возможно также, что потребуется выполнение фазы III Проекта демеркуризации хлор-щелочного производства бывшего ПО Химпром г. Павлодар, связанной с судьбой накопителя сточных вод – озера Балкылдак с площадью водного зеркала 30 км², вода, донные отложения и рыба которого загрязнены ртутью и представляют угрозу для населения, проживающего в пригороде Павлодара.

Первоначальная Стратегия управления ртутным загрязнением, предложенная СП «Еврохим» (проект Еврохим) /22/, заключалась в демонтаже, демеркуризации и утилизации оборудования и разборке зданий хлор-щелочного производства, извлечении бетонного основания корпуса 31 и сильнозагрязненных ртутью грунтов из-под этого здания и вокруг него, замены извлеченного грунта на свежий и строительстве противофильтрационной завесы (бентонитовой стены в грунте) глубиной 20 м вокруг корпуса 31. Все строительные материалы, загрязненные ртутью менее 0,3%, должны были быть сложены в могильник, расположенный ниже уровня поверхности земли, и залиты раствором бетона для создания монолита. Все материалы, загрязненные ртутью более 0,3%, должны были быть вначале подвергнуты гидро-вибрационной сепарации или термической обработке в печи для извлечения металлической ртути и затем помещены в могильник.

В течение нескольких лет ПХЗ и региональные власти по управлению окружающей средой проводили экспертизу проекта Еврохим и искали источник финансирования работ по демеркуризации зданий и территории промплощадки ПХЗ (все ценное оборудование, цветные металлы и товарная металлическая ртуть были утилизированы сразу же после остановки производства хлора и каустика в 93-94 гг.). Поворотным пунктом явилась поддержка Проекта демеркуризации Акимом Павлодарской области Даниялом Ахметовым (в настоящее время он является Премьер-Министром РК) и открытие небольшого финансирования из областного бюджета в 1998 г. Этих средств хватило только на вскрытие корпуса 31, что привело к интенсивному испарению ртути летом 1999 г. Аким г. Павлодара объявил в городе чрезвычайную ситуацию, и под давлением общественности и средств массовой информации Правительство РК в 1999 г. профинансировало разборку части корпуса 31 (зала электролиза) и сбор пролитой ртути. После того, как закончились выделенные средства, дальнейшее проведение работ было приостановлено /30/.

В 1999 г. французская государственная компания BRGM, выполняя поручение Правительства Франции, к которому Правительство РК обратилось за помощью (Постановление Правительства РК №179 от 26 февраля 1999 г.), предложила «Проект по предотвращению ртутного загрязнения АО Химпром в г. Павлодаре» (проект BRGM) /32-33/. Первоначальный вариант проекта BRGM предполагал полный пересмотр проекта СП Еврохим (в том числе, отказ от создания постоянного могильника для материалов, содержащих ртуть ниже 0,3%, строительства “стены в грунте” и гидроотбивки ртути из сильнозагрязненных грунтов) и разделение проблемы на три этапа: i – разбор зданий хлор-щелочного производства, извлечение, сортировку и захоронение отходов, содержащих ртуть, во временное хранилище, ii – снижение концентрации ртути в грунтах и почвах до предельно-допустимого уровня, iii – обеспечение полной безопасности павлодарской зоны от загрязнения ртутью. Первый этап предполагал при финансировании в $2 млн. за счет средств Всемирного банка (ВБ) создать временный могильник и поместить в него все ртутные отходы, извлеченных с мест загрязнения. Ртуть, депонированная в бетонном основании цеха электролиза, а также вокруг него и под ним, должна была быть изолирована от атмосферы специальным серосодержащим покрытием. Второй этап предполагал при финансировании в $5 млн. за счет средств французского займа провести термическое извлечение ртути из ртутных отходов, бетонного основания цеха электролиза и почв, загрязненных свыше предельно-допустимых концентраций. Третий этап предполагал дополнительные исследования и должен был быть финансирован ВБ.

Однако в ходе дальнейших переговоров предложения BRGM были изменены, и при финансировании в $8,2 млн. за счет средств французского займа было предложено на первом этапе провести исследование состояния ртутного загрязнения на территории ПХЗ и вокруг нее, изолировать бетонное основание цеха электролиза с помощью специального покрытия, провести строительство стены в грунте, а также отработать на пилотной установке технологию термического извлечения ртути из загрязненных грунтов и строительных материалов /34-35/. В ответ казахстанская сторона стала настаивать на срочном осуществлении за счет средств французского займа проекта Еврохим без каких-либо его изменений, приводящих к затягиванию выхода из опасной экологической ситуации. Переговоры затянулись до 2001 г. и закончились безрезультатно.

В 2000-2001 гг. район ртутного загрязнения был исследован консорциумом европейских и казахстанских институтов (в который также входили АИЭС и СП "Еврохим") в рамках проекта ICA2-CT2000-10029 "Toxicmanagement", финансируемого Eвропейским Cоюзом /24-28/.

На основе сети старых наблюдательных скважин, а также с помощью пробуренных новых скважин было изучено состояние подземных вод в районе Северного пригорода Павлодара и обнаружен шлейф загрязненных ртутью подземных вод, простирающийся на глубине 6-14 м параллельно реке Иртыш на расстояние 2,5 км от корпуса 31. На основе проведенных полевых работ и компьютерного моделирования с использованием программного продукта ModFlow GMS 3.1 были выполнены прогнозы распространения загрязненных ртутью подземных вод Северной промзоны г. Павлодара, а на основе программного пакета ArcGIS–Пространственный анализ – построены и проанализированы карты ртутного загрязнения почв (в слоях 0-0,1; 0,1-0,2 и 0,2-0.5 м) промплощадки ПХЗ и территории к ней прилегающей. Также был проведен мониторинг ртутного загрязнения поверхностных вод, рыбы, пастбищной травы, коровьего молока, проведена оценка риска для населения и откорректирована стратегия для снижения рисков, предложенная СП Еврохим.

Коррекция проекта Еврохим была проведена в 2003 г. и заключалась в отказе от любых способов извлечения ртути из бетонного основания корпуса 31, грунтов и сильнозагрязненных строительных конструкций. Вместо этого было решено построить изолирующую до водоупорного слоя «стену в грунте» не только вокруг корпуса 31, но и других главных очагов ртутного загрязнения (всего четыре). Было также решено перекрыть пространство, ограниченное стеной в грунте, специальным покрытием, предотвращающим попадание ртути в атмосферу. Таким образом, откорректированный проект Еврохим вместо стратегии извлечения предлагал стратегию сдерживания и изоляции. Откорректированный проект Еврохим был одобрен Академией Наук РК /24/, Министерством охраны природных ресурсов РК, принят к исполнению, профинансирован из бюджета РК, и должен быть завершен в конце 2004 г. Общие затраты на демеркуризацию (без исследований и проектирования) составляют к настоящему времени $7,5 млн. /29/.

В 2003-2004 г. АИЭС по заказу ПХЗ разработал Программу последемеркуризационного ртутного мониторинга на 2005-2020 гг., предусматривающую небольшое финансирование из бюджета Павлодарской области /31/. В августе 2004 г. АИЭС совместно с ПХЗ проведут первые полевые исследования по этой программе. Министерство охраны окружающей среды РК также включило Программу последемеркуризационного ртутного мониторинга в список проектов, для которых оно ищет международных спонсоров.

В 2003 г. Павлодарская гидрогеологическая экспедиция обнаружила в Северной промзоне г. Павлодара шлейф подземных вод, загрязненных нефтепродуктами, источником которого является Павлодарский нефтеперерабатывающий завод, расположенный рядом с бывшим ПО "Химпром". Из-за незначительного финансирования было пробурено ограниченное число наблюдательных скважин, которые не позволили собрать сколько-нибудь полную информацию об этом шлейфе. Было сделано предположение, что шлейф нефтепродуктов распространяется в том же направлении, что и шлейф подземных вод, загрязненных ртутью. Однако во время исследований по проекту ICA2-CT2000-10029 "Toxicmanagement" АИЭС обнаружил, что качество воды в ряде эксплутационных скважин с. Павлодарское является очень низким, хотя она не содержит ртути, и население не использует эту воду в питьевых целях.

1. Возможного изменения направления потока и/или поднятия загрязненных ртутью подземных вод на пастбища, расположенные в понижении вблизи накопителя сточных вод – озера Балкылдак;

2. Сохранения высокого уровня загрязнения ртутью накопителя сточных вод – озера Балкылдак, а также обитающей в нем рыбы;

3. Возможного распространения потока загрязненных нефтепродуктами подземных вод в сторону села Павлодарское, имеющего подземное водопотребление, и далее к реке Иртыш

Мониторинговые исследования в Северной промзоне г. Павлодара позволят оценить остаточные риски и сделать их управляемыми.

По материалам проекта ICA2-CT2000-10029 "Toxicmanagement" сотрудники ИГГ В.Ю.Паничкин и О.Л.Мирошниченко защитили в 2004 г. докторскую и кандидатскую диссертации, соответственно, по специальности гидрогеология.

АИЭС в настоящее время участвует в проекте МНТЦ К-756р, направленном на разработку биотехнологии очистки подземных вод от растворимых ртутных солей для ртутного загрязнения в Северной промзоне г. Павлодара.

Целями исследования являются:

a). Оценка риска, связанного с направлением потоков загрязненных нефтепродуктами и ртутьсодержащих подземных вод, в том числе их прохождением через сеть водозаборных скважин села Павлодарское, к реке Иртыш и/или поднятием на поверхность пастбищ, и, в случае высокой степени такого риска, определение стратегии по его сдерживанию или минимизации;

b). Определение стратегии управления для сдерживания риска окружающей среде, вызванного ртутным загрязнением озера Балкылдак, в том числе за счет бионакопления загрязнителей по пищевым цепям.

Конкретные задачи проекта:

Оснащение лаборатории охраны природы ПХЗ оборудованием для проведения ртутного мониторинга и обучение персонала;
Проведение программы 3-х летнего последемеркуризационного мониторинга в Северной промзоне г. Павлодара, включая мониторинг почв и растительности на пастбищах в зоне воздействия; разработка рекомендаций для последующего проведения программы мониторинга;

Модернизация и детализация моделей подземных вод Северной промзоны г. Павлодара и их загрязнения ртутью;
Исследование в районе ртутного загрязнения подземных вод возможной взаимосвязи вод нижне-среднеплиоценовых отложений павлодарской свиты и олигоценовых отложений некрасовской серии;
Уточнение прогнозов распространения ртутьсодержащих подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара за счет учета процессов сорбции-десорбции ртути на вмещающих породах водоносных горизонтов и границах водоупорных сред;

Оснащение лаборатории охраны природы ПХЗ оборудованием для проведения мониторинга загрязнения подземных вод нефтепродуктами и обучение персонала;
Бурение наблюдательных скважин, отбор проб и их химический анализ для определения направления распространения шлейфа подземных вод, загрязненных нефтепродуктами;
Создание модели распространения нефтепродуктов в подземных водах Северной промзоны г. Павлодара;

4. Оценка возможности сдерживания риска, исходящего от ртутного загрязнения накопителя сточных вод - озера Балкылдак, в том числе обитающей в нем рыбы:

Исследования загрязнения ртутью донных отложений накопителя сточных вод – озера Балкылдак и подсчет запасов депонированной в нем ртути;
Исследование пищевых цепей накопителя сточных вод – озера Балкылдак и бионакопления ртути его водными организмами;

Список использованных источников

1. Э.Н.Лушин, Т.Э.Крахалева, А.Ф.Крахалев. Отчет о результатах работ по определению загрязнения ртутью промплощадки производства хлора и каустической соды Павлодарского химического завода (заключительный). Научно-технический центр «Технолог», Павлодар, 1990, 194 с.

2. В.А.Скрипник, А.А.Узбеков, А.Ю.Ноэль, М.И.Коршун. Отчет. «Результаты обследования уровней загрязнения ртутью строительных конструкций производственных зданий, расчет класса токсичности надземных частей зданий. Разработка рекомендаций по захоронению ртутьсодержащих отходов строительных конструкций и демеркуризации корпусов». КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТ, Киев, 1989, 39 с.

3. В.А.Скрипник, В.И.Бармашенко, М.Н.Коршун. Рекомендации по демеркуризации оборудования и захоронению отходов производства хлора и каустической соды ртутным методом Павлодарского химического завода. КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТа, Киев, 1989, 41 с.

4. Л.Е.Постолов, И.И.Дрель. Отчет по проекту «Разработать безотходные процессы очистки сточных вод и газообразных выбросов от ртути, технологию извлечения ртути из грунтов промзоны ртутного электролиза. Провести пилотные испытания процесса». КНИФ ГосНИИХЛОРПРОЕКТ, Киев, 1990.

5. В.А.Скрипник, А.А.Узбеков. Исходные данные и рекомендации по ликвидации ртутного загрязнения грунтов промполощаки производства хлора и каустической соды ртутным методом на Павлодарском химическом заводе. КНИФ МНПО «Синтез», Киев, 1991, 43 с.

6. А.А.Узбеков, А.Ю.Ноэль, В.П.Золин. Рекомендации по защите окружающей среды от загрязнения ртутью. КНИИ «Синтэко». Киев, 1992, 22 с.

7. В.В.Соколов, В.С.Мочульский, В.В.Кузнецов. Основные положения на выполнение проекта демеркуризации оборудования и строительных конструкций, ликвидации ртутного загрязнения грунтов территории корпуса 31 на Павлодарском ПО «Химпом». Институт Гипросинтез, Волгоград, 1992, 10 с.

8. Геоэкологичекая оценка района Павлодарского Химзавода. НПФ ТЕККОМ-КОСМОС, Москва, 1990, 18 с.

9. Э.Н.Лушин, Н.Р.Шаймарденов. Отчет. Эколого-гидрогеологической партии о результатах гидрогеологических работ на площади ПНПЗ и прилегающей территории. Павлодарская гидрогеологическая экспедиция, Павлодар, 1990, 23 с.

10. В.А.Колесников, Т.Г.Першина, Б.П.Сальников, С.Б.Винокурова. Корректировка рабочей документации испарителя промстоков Павлодарского химзавода. Казводоканалпроект, Алма-Ата, 1991, 45 с.

11. Э.Н.Лушин. Гидрогеологическое заключение о влиянии золоотвалов Павлодарской ТЭЦ-3 на геологическую среду. Павлодарская гидрогеологическая экспедиция, с. Жетикши, 1993, 12 с.

12. А.П.Исхаков, Н.В.Дуничевская. Отчет №42343. О выявлении источников загрязнения в районе озера Муялды по работам 1990-1991 гг. Гидрогеологическое производственное управление «Казгеокаптяжминвод», Алма-Ата, 1992, 67 с.

13. М.Ш.Ишамкулов, А..Д.Салтыбаев. Отчет по теме «Загрязнение снежного покрова г. Павлодара и его окрестностей химическими элементами». Центр охраны здоровья Минздрава РК. Алма-Ата, 1991, 5 с.

14. М.Ш.Ишамкулов, А..Д.Салтыбаев. Отчет по теме «Исследование современного состояния техногенного загрязнения почв, питьевой воды, растений и продуктов питания в г, Павлодаре». Центр охраны здоровья Минздрава РК, Алма-Ата, 1992, 7 с.

15. Н.М.Хлыстун. Эколого-химическое исследование состояния природных сред на территории Павлодар-Экибастузского территориально-производственного комплекса. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук. Алматы, 1999, 28 с.

16. М.А.Илющенко. Заключительный отчет о научно-исследовательской работе в 1993-1996 гг. по Программе фундаментальных исследований «Разработка атомно-абсорбционных методов определения ртути и форм ее нахождения в объектах окружающей среды о оценка масштабов ртутных техногенных геохимических аномалий в Центральном и Северо-Восточном Казахстане», НИИ НХТиМ при КазГУ им. Аль-Фараби, Алматы, 1996, 102 с.

17. М.А.Илющенко, С.Хевен. Ртутные техногенные геохимические аномалии Центрального и Северо-восточного Казахстана. Обзор результатов экспедиционных исследований. Материалы научно-практической конференции «Современные проблемы экологии Центрального Казахстана», посвященной 25-летию Карагандинского государственного университета им. Е.А.Букетова (Караганда, 17-18 октября 1996). Караганда, 1996, С. 157-162. Также: Вестник КазГУ, Серия экологическая, № 3, 1997, С. 28-30.

18. М.А.Илющенко, С.Хевен, Е.П.Янин. Мониторинг и оценка загрязнения окружающей среды ртутью в окрестностях города Павлодара. В сборнике: Геохимические исследования городских агломератов. М., ИМГРЭ, 1998, С. 59-68.

19. Л.Е.Постолов. Исходные данные для проектирования процесса обезвреживания и захоронения ртутьсодержащих материалов, образующихся на Павлодарском ПО «Химпром» при проведении демеркуризационных работ. СП «Еврохим», Киев, 1995, 31 с.

20. Отчет по проекту «Разработка рецептуры бетонной смеси, способа ее приготовления и укладки в карты-хранилища с подбором составов и испытанием образцов мелкозернистого грунтобетона на основе портландцемента вяжущего». Киевский государственный университет по строительству и архитектуре, Киев, 1995.

21. Э.Н.Лушин. Предварительное заключение по результатам работ по выбору места размещения могильника ртутьсодержащих материалов на промплощадке Павлодарского химического завода. ГАО «Павлодаргидрогеология», С. Жетекши. 1995.

22. Л.Е.Постолов, И.И.Дрель. Демеркуризация выведенного из эксплуатации производства хлора и каустика. Рабочий проект. Общая пояснительная записка. СП «Еврохим», Киев, 1995, 89 с.

23. В.Покидов, И.Камберов, М.Политиков, М.Илющенко, М.Дэвис, Х.Гартнер. Отчет о результатах работ по проекту «Павлодар IN/Kz-95-19» за 1997-1999 гг. Алматы, 1999, Дублин, 81 с.

24. Т.В.Тантон, В.В.Веселов, М.А.Илющенко, В.Ю.Паничкин. Оценка уровня риска, вызванного ртутным загрязнением северной промышленной зоны города Павлодара. Доклады Национальной Академии наук Республики Казахстан. №4, 2003, С.78-81.

25. S.M.Ullrich, M. A.Ilyushchenko, I.M.Kamberov, V.Yu. Panichkin, T.W.Tanton. Mercury pollution around a chlor-alkali plant in Pavlodar, Northern Kazakhstan. RMZ-Materials and Geoenvironment. Special issue: Mercury as a Global Pollutant, V. 51, N 1, 2004, P. 298-302.

26. М.А.Илющенко, Г.А.Усков, Н.А.Зырянова, С.С.Галущак, В.А.Скакун. Загрязнение ртутью (Hg) ихтиофауны технического водоема Балкылдак. Вестник КазГУ. Серия экологическая, №2 (11), 2002, С. 102-105.

27. О.Л.Мирошниченко. Создание и идентификация математических моделей геофильтрации на основе использования ГИС-технологий и экспертного подхода. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Алматы, 2004, 26 с.

28. В.Ю.Паничкин. Геоинформационно-математическое моделирование гидрогеологических систем Казахстана. Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Алматы, 2004, 48 с.

29. В.А.Бедненко. О ликвидации ртутного загрязнения на ОАО «Павлодарский химический завод». Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы управления и рационального использования водных ресурсов бассейна реки Иртыш» (20-21 мая 2004 г.), Омск, 2004, С.12-14.

30. А.Д.Ахметов, М.А.Илющенко, Л.В.Кузьменко. Демеркуризация очага ртутного загрязнения на территории бывшего ПО «Химпром» г. Павлодар. Материалы международной научно-практической конференции «Проблемы управления и рационального использования водных ресурсов бассейна реки Иртыш» (20-21 мая 2004 г.), Омск, 2004, С.15-19.

31. М.А.Илющенко, Г.Ж.Даукеев. Программа ртутного мониторинга в районе Северной промышленной зоны г. Павлодара на 2005-2020 гг. АИЭС, 2004, 10 с.

32. Б.Косте, В.Фукон. Предварительный отчет по оценке воздействия ртутного загрязнения на территории г. Павлодара (Северо-Восточный Казахстан). № 2874. BRGM, 1999, 21 с.

33. В.Фукон. Технические условия временного сдерживания распространения загрязняющих веществ. № 2874B. BRGM, 1999, 6 с.

34. Project de rehabilitation de la zone par poluee par le mercure de Pavlodar. Analyse technique, economique et financiere du project. BRGM, 2000, 22 p.

35. Технико-экономическое обоснование проекта «Демеркуризация ртути и устранение очага ртутного загрязнения в городе Павлодаре». BRGM, 2000, 176 с.

2. Ожидаемые результаты и их применение

Предлагаемое исследование является прикладным исследованием в области охраны окружающей среды. Предполагается, что в процессе проведения данного исследования могут быть выявлены новые факты, которые потребуют углубления и продолжения данного исследования. Результаты исследования и его этапов будут представлены в виде промежуточных и заключительного отчетов.

· Одним из важных результатов проведенных работ будет создание мониторинговой лаборатории ПХЗ, которая после завершения проекта будет способна закончить выполнение Программы последемеркуризационного мониторинга в Северной промзоне г. Павлодара в 2005-2020 гг. и проводить другие исследования в области охраны окружающей среды. Завершение фазы I Проекта демеркуризации не означает прекращение работ по исследованию ртутного загрязнения в Павлодаре. Начинаются этапы II и III, которые потребует более тщательных и объемных исследований остаточного ртутного загрязнения и риска, исходящего от него. Это позволит этой лаборатории стать самоокупаемой.

· ПХЗ совместно с АИЭС проведут мониторинговое исследование ртутного загрязнения подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара,

· АИЭС совместно с ПХЗ изучат степень загрязнения ртутью пастбищ в районе возможного поднятия ртутьсодержащих подземных вод,

· БМЛ совместно с ПХЗ проведут мониторинговое исследование загрязнения нефтепродуктами подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара,

· АИЭС совместно с ПГУ исследуют уровни загрязнения ртутью донных отложений и биоты накопителя сточных вод – озера Балкылдак,

· АИЭС совместно с ИГГ проведут оценку риска от остаточного ртутного загрязнения подземных вод и накопителя сточных вод – озера Балкылдак

· ИГГ совместно с АИЭС оценят риск от загрязнения подземных вод нефтепродуктами

· ИГГ модернизирует и улучшит модель загрязнения подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара, и на ее основе выполнит прогнозы распространения загрязнений подземных вод ртутью и нефтепродуктами

· АИЭС совместно с ИГГ выработают и обсудят с заинтересованными организациями и органами власти предложения по управлению рисками в северном пригороде Павлодара, включающие возможность проведения дополнительных работ по демеркуризации ПО "Химпром" и/или приведение в безопасное состояние накопителя сточных вод – озера Балкылдак.

3. Реализация целей и задач МНТЦ

Предлагаемый проект:

11. предоставляет ученым и специалистам Казахстана, связанным с оружием возможность для переориентации своих способностей на мирную деятельность;

12. поощряет интеграцию ученых из Казахстана в международное научное сообщество;

13. поддерживает прикладные исследования в мирных целях в области охраны и восстановления окружающей среды.

4. Объем деятельности

АИЭС будет осуществлять координацию полевых и химико-аналитических работ. Он также окажет содействие в обучении персонала мониторинговой лаборатории ПХЗ методам определения ртути общей в объектах окружающей среды и совместно с ней проведет полевые и химико-аналитические работы, связанные с изучением условий загрязнения подземных вод ртутью. Совместно с ПГУ исследует пути передачи ртути по пищевым цепям в накопителе сточных вод – озере Балкылдак. Он также оценит запасы ртути, депонированной в донных отложениях накопителя сточных вод – озере Балкылдак, и соберет данные для обоснования предложений по его безопасному использованию. Совместно с ИГГ он будет вырабатывать рекомендации по 2-й фазе демеркуризации и реабилитационным мероприятиям в Северной промзоне г. Павлодара.

БМЛ окажет содействие в обучении персонала мониторинговой лаборатории ПХЗ методам определения нефтепродуктов в природных водах и совместно с ней проведет полевые и химико-аналитические работы, связанные с изучением условий загрязнения подземных вод нефтепродуктами.

Проект включает в себя следующие задачи:

Оснащение лаборатории охраны природы ПХЗ оборудованием для проведения ртутного мониторинга и обучение персонала;

Лаборатория ПХЗ уже имеет советское и российское химико-аналитическое оборудование для определения ртути общей в воздухе и твердых образцах, а также персонал, имеющий опыт его эксплуатации. Необходимо закупить чувствительный AFS-анализатор для определения ртути общей в воде и биологических объектах и обучить персонал методам работы, позволяющим определять ртуть на уровне нг/л (использование специально очищенной посуды, чистой лаборатории, контроля качества отбора проб и анализов, стандартных образцов состава, специальных методик и т.п.). Необходимо закупить оборудование (измерители уровня воды в скважинах, портативную электростанцию, погружные насосы со шлангами, фильтровальные установки и т.п.) и обучить персонал ПХЗ методикам отбора проб подземных и поверхностных вод.

Проведение программы 3-х летнего последемеркуризационного мониторинга в Северной промзоне г. Павлодара, включая мониторинг почв и растительности на пастбищах в зоне воздействия; разработка рекомендаций для последующего проведения программы мониторинга;

Необходимо откорректировать Программу последемеркуризационного мониторинга на 2005-2020 гг. в соответствии с расширившимися возможностями ПХЗ по определению низких концентраций ртути (в том числе включив в нее определение ртути в образцах пастбищной травы, молоке и других биологических объектах). В соответствии с этой Программой в течение 3-х лет проводить измерение гидрогеологических параметров (уровней воды в наблюдательных скважинах, рН, температуры, окислительно-восстановительного потенциала) и отбор образцов подземных, поверхностных вод и биологических объектов. Анализ образцов должен быть проведен в лаборатории ПХЗ, межлабораторный контроль осуществлен лабораторией АИЭС. Результаты анализов после соответствующей статистической обработки должны быть сведены в базу данных и переданы АИЭС. В ходе работ могут быть выработаны предложения по дальнейшей корректировке Программы мониторинга.

Модернизация и детализация моделей подземных вод Северной промзоны г. Павлодара и их загрязнения ртутью;

Конвертирование модели подземных вод Северной промзоны г. Павлодара в обновленную версию программного продукта ModFlow GMS 5.0. Ввод в модель дополнительных данных, характеризующих гидрогеологическое строение восточной границы долины Иртыша. Создание детальной модели-врезки для района загрязнения подземных вод ртутью. Составление уточненных прогнозов распространения ртутного загрязнения, и оценка риска ртутного загрязнения для сети водозаборных скважин с. Павлодарского и поймы реки Иртыш.

Исследование в районе ртутного загрязнения подземных вод возможной взаимосвязи вод нижне-среднеплиоценовых отложений павлодарской свиты и олигоценовых отложений некрасовской серии;

Бурение в районе ртутного загрязнения дополнительных наблюдательных скважин, достигающих второго водоносного горизонта (при принятии мер предосторожности, исключающих опасность загрязнения ртутью нижележащего горизонта). Проведение во время бурения отбора образцов вмещающих пород для лабораторных исследований. Отбор проб воды и их анализ на ртуть общую и макрокомпоненты. Оценка опасности распространения ртутного загрязнения по нижележащим водоносным горизонтам.

Уточнение прогнозов распространения ртутьсодержащих подземных вод в Северной промзоне г. Павлодара за счет учета процессов сорбции-десорбции ртути на вмещающих породах водоносных горизонтов и границах водоупорных сред;

Проведение лабораторных исследований способности образцов вмещающих пород района ртутного загрязнения адсорбировать и десорбировать ионную и хлоркомплексную ртуть. Моделирование распространения ртутного загрязнения подземных вод с учетом параметров сорбционных процессов, как в толщи водоносного слоя, так и на его границах с водоупором. Уточнение прогнозов распространения ртутного загрязнения при различных вариантах техногенных изменений гидрогеологической обстановки в регионе.

Оснащение лаборатории охраны природы ПХЗ оборудованием для проведения мониторинга загрязнения подземных вод нефтепродуктами и обучение персонала;

Необходимо закупить чувствительный газовый хроматограф, а также аксессуары и расходные материалы к нему, для определения нефтепродуктов в экстрактах из образцов подземных вод, и обучить персонал методам работы, позволяющим определять углеводороды нефтяного ряда на уровне мкг/л (использование специально очищенной посуды, чистой лаборатории, контроля качества отбора проб и анализов, специальных методик и т.п.). Необходимо закупить оборудование для отбора проб и обучить персонал ПХЗ соответствующим методикам.

Бурение наблюдательных скважин, отбор проб и их химический анализ для определения направления распространения шлейфа подземных вод, загрязненных нефтепродуктами;

Используя модель уровня подземных вод определить направление вероятного распространения загрязнения подземных вод нефтепродуктами и перпендикулярно потоку пробурить створ наблюдательных скважин для обнаружения шлейфа загрязнения. Используя метод параллельного бурения и анализа образцов подземных вод из новых скважин оконтурить шлейф загрязнения подземных вод нефтепродуктами и определить его протяженность.

Создание модели распространения нефтепродуктов в подземных водах Северной промзоны г. Павлодара;

Используя обновленную версию модели подземных вод Северной промзоны г. Павлодара и результаты полевых исследований построить прогнозные модели распространения загрязнения нефтепродуктами в различных гидрогеологических ситуациях, оценить риски для проживающего в северном пригороде Павлодара населения и поймы реки Иртыш.

Исследования загрязнения ртутью донных отложений накопителя сточных вод – озера Балкылдак и подсчет запасов депонированной в нем ртути;

Создание векторной карты накопителя Балкылдак и плана пробоотбора донных отложений. Отбор проб донных отложений со дна накопителя сточных вод – озера Балкылдак (по регулярной сети) с помощью различных типов пробоотборников (пробы илов отбираются на всю толщину слоя ила, пробы глины – только с поверхности дна). Создание и анализ карты загрязнения донных отложений ртутью на основе пакета ArcGIS–Пространственный анализ.

Исследование пищевых цепей накопителя сточных вод – озера Балкылдак и бионакопления ртути его водными организмами;

Отбор образцов биоты накопителя сточных вод – озера Балкылдак и описание существующих пищевых цепей. Анализ образцов биоты на содержание ртути. Определение путей накопления ртути и выработка возможных решений по их блокированию.

Согласование планов исследований и обсуждение текущих результатов с Павлодарским территориальным управлением по охране окружающей среды и дирекцией ПХЗ. Проведение семинаров, пресс-конференций и презентаций, на которых будут обсуждаться промежуточные итоги исследований. Публикация итоговых материалов в научных журналах (как западных, так и казахстанских) и СМИ.

Задача 1

Описание задачи и ее основных этапов		Институты-Участники
Изучение поднятия ртутьсодержащих подземных вод в понижения в насыщенной и ненасыщенной зонах и накопления ртути в мелких водоемах, почве и растительности. Разработка стратегии управления с целью сдерживания риска на данной территории для населения и крупного рогатого скота: · Оснастить лабораторию охраны природы ПХЗ оборудованием для проведения ртутного мониторинга и обучить персонал работе на этом оборудовании. · Откорректировать Программу последемеркуризационного мониторинга, расширив программу исследования подземных вод, биоты и включив в нее пастбищную траву, молоко. · Провести трехгодичный мониторинг (отбор проб и их анализ) почв, подземных и поверхностных вод и водной биоты, молока и пастбищной травы в районе ртутного загрязнения подземных вод, одновременно с отбором проб подземных вод провести измерение гидрогеологических параметров (уровней воды в наблюдательных скважинах, рН, температуры, окислительно-восстановительного потенциала.		1 – АИЭС 2 – ПХЗ
Описание отчетных материалов
1	База данных по результатам отбора проб и их анализам
2	Публикации в СМИ и региональном научном журнале
3	Предложения по корректировке Программы мониторинга на 2008-2020 гг.

Задача 2

Описание задачи и ее основных этапов		Институты-Участники
Оценка возможности изменения направления потока ртутьсодержащих подземных вод, исследование его взаимодействия с вмещающими породами и нижележащими водоносными горизонтами: · Конвертировать модель подземных вод Северной промзоны г. Павлодара в обновленную версию программного продукта ModFlow GMS 5.0. · Ввести в модель дополнительные данные, характеризующие гидрогеологическое строение восточной границы долины Иртыша. · Создать детальную модель-врезку для района загрязнения подземных вод ртутью. · Составить уточненные прогнозы распространения ртутного загрязнения, в том числе с учетом сорбционных равновесий. · Оценить риск ртутного загрязнения для сети водозаборных скважин с. Павлодарского и поймы реки Иртыш. · Пробурить в районе ртутного загрязнения дополнительные наблюдательные скважины, достигающие второго водоносного горизонта. · Провести во время бурения отбора образцов вмещающих пород и после прокачки скважин подземных вод для лабораторных исследований. · Провести анализ отобранных образцов воды на ртуть общую и макрокомпоненты. · Провести лабораторное исследование сорбционных равновесий в системе вмещающая порода – раствор нитрата или хлорида ртути (II) и тесты на выщелачивание сорбированной ртути.		1 – ИГГ 2 – АИЭС 3 – ПХЗ
Описание отчетных материалов
1	Прогнозы-сценарии распространения шлейфа ртутного загрязнения при техногенном изменении гидрогеологической обстановки в районе загрязнения
2	Результаты оценки риска и, в случае необходимости, предложения по управлению риском ртутного загрязнения для сети водозаборных скважин с. Павлодарского и поймы реки Иртыш
3	Публикации в СМИ и международном научном журнале

Задача 3

Описание задачи и ее основных этапов		Институты-Участники
Исследование распространения с территории Павлодарского нефтеперерабатывающего завода подземных вод, загрязненных нефтепродуктами; разработка модели и оценка риска окружающей среде от загрязнения нефтепродуктами подземных вод Северной промзоны г. Павлодара: · Оснастить лабораторию охраны природы ПХЗ оборудованием для проведения мониторинга загрязнения подземных вод нефтепродуктами и обучить персонал работе на этом оборудовании. · На основе гидрогеологической модели Северной промзоны г. Павлодара оценить вероятное направление распространения шлейфа загрязнения подземных вод нефтепродуктами. · Перпендикулярно потоку подземных вод на расстоянии 1-1,5 км от источника загрязнения пробурить створ наблюдательных скважин для обнаружения шлейфа загрязнения подземных вод нефтепродуктами. Отбор проб воды и их химический анализ проводить параллельно работам по бурению скважин. · Оконтурить шлейф, создав сеть наблюдательных скважин в направлении его распространения. Отбор проб воды и их химический анализ проводить параллельно работам по бурению скважин. · Используя гидрогеологическую модель подземных вод Северной промзоны г. Павлодара создать модель распространения нефтепродуктов в подземных водах. · Оценить риски от загрязнения подземных вод нефтепродуктами для проживающего в северном пригороде Павлодара населения и поймы реки Иртыш.		1 – БМЛ 2 – АИЭС 3 – ПХЗ 4 – ИГГ
Описание отчетных материалов
1	База данных по результатам отбора проб и их анализам
2	Прогнозы-сценарии распространения шлейфа загрязнения нефтеродуктами, в том числе при техногенном изменении гидрогеологической обстановки в районе загрязнения
3	Результаты оценки риска и, в случае необходимости, предложения по управлению риском загрязнения нефтепродуктами для сети водозаборных скважин с. Павлодарского и поймы реки Иртыш
4	Публикации в СМИ и международном научном журнале
5	Программа мониторинга загрязнения подземных вод нефтепродуктами для Северной промзоны г. Павлодара

Задача 4

Описание задачи и ее основных этапов		Институты-Участники
Оценка возможности сдерживания риска, исходящего от ртутного загрязнения накопителя сточных вод - озера Балкылдак, в том числе обитающей в нем рыбы: · Создать векторную карту накопителя Балкылдак и два варианта плана пробоотбора донных отложений (летний и зимний). Оценка возможности каждого плана и выбор оптимального решения. · По регулярной сети отобрать пробы донных отложений со дна накопителя сточных вод – озера Балкылдак с помощью различных типов пробоотборников. · Создать и проанализировать карту загрязнения донных отложений ртутью на основе пакета ArcGIS–Пространственный анализ. · Отобрать образцы биоты накопителя сточных вод – озера Балкылдак и описать существующие пищевые цепи. · Провести химико-аналитическое (в том числе, на содержание ртути общей) и морфологическое исследование собранных образцов. · Определить пути накопления ртути и выработать возможные решения по их блокированию.		1 – АИЭС 2 – ПГУ 3 – ПХЗ
Описание отчетных материалов
1	База данных по результатам отбора проб и их анализам
2	Карта загрязнения донных отложений накопителя сточных вод – озера Балкылдак ртутью и расчет запасов загрязненных илов и ртути на основе пакета ArcGIS–Пространственный анализ
3	Результаты оценки риска и предложения по управлению риском ртутного загрязнения накопителя сточных вод – озера Балкылдак
4	Публикации в СМИ, региональном и международном научном журнале

Задача 5

Описание задачи и ее основных этапов		Институты-Участники
Выработка и обсуждение на региональном уровне рекомендаций по 2-й фазе демеркуризации и другим реабилитационным мероприятиям в Северной промзоне г. Павлодара в районе бывшего ПО "Химпром", включая рекомендации по ликвидации или дальнейшему безопасному использованию накопителя сточных вод – озера Балкылдак: · Согласование планов исследований и обсуждение текущих результатов с Павлодарским территориальным управлением по охране окружающей среды и дирекцией ПХЗ. · Проведение семинаров, пресс-конференций и презентаций, на которых будут обсуждаться промежуточные итоги исследований.		1 – АИЭС 2 – ПХЗ 3 – ИГГ 4 – ПГУ 5 – БМЛ
Описание отчетных материалов
1	Рекомендации по проведению 2-й фазе демеркуризации и другим реабилитационным мероприятиям в Северной промзоне г. Павлодара
2	Публикации в СМИ

5. Роль зарубежных Коллабораторов/Партнеров

Коллаборатор Тревор Уильям Тантон будет консультантом при осуществлении планирования и проведения полевых работ, а также при оценке риска, исходящего от загрязнения ртутью и нефтепродуктами и выработке рекомендаций по управлению этим риском.

Партнер будет осуществлять мониторинг и аудит в течение всего срока действия проекта. Партнер будет оценивать возможность продолжения сотрудничества после окончания действия проекта.

Партнер Пол Рэндол является ключевым для реализации целей и задач проекта. Планируется тесная взаимосвязь между сотрудниками научных лабораторий Казахстана и США. Будет проводиться обмен материалами, научными данными, проводиться совместная подготовка научных публикаций. Коммуникации будут поддерживаться с использованием e-mail, телефона, факса и экспресс почты.

6. Технический подход и методология

При отборе проб и химико-аналитических работах будут использованы методики, рекомендованные Агентством по Охране Окружающей Среды США, а также стандартные процедуры, принятые на Западе по планированию работ и контролю качества. Химические анализы твердых образцов на содержание ртути будут выполнены с помощью AAS анализатора (Lumex RA 915+); для определения содержания общей ртути в образцах воды и биологических тканей будет использоваться AFS анализатор (PS Analytical Millennium Merlin System). Химические анализы на содержание нефтепродуктов в воде будут выполнены с помощью газового хроматографа Perkin Elmer Clarus 500.

Будет использованы следующие методы химического анализа и контроля качества:

· Метод US EPA № 1631 Revision E – для определения содержания ртути общей в воде;

· Метод US EPA № 7474 – для определения содержания ртути общей в биологических тканях;

· Метод US EPA № 7471 Revision B – для определения содержания ртути общей в почвах, осадках и донных отложениях;

· Метод US EPA № 9071 Revision A – для экстракции нефтепродуктов;

· Метод US EPA № 1664 – для определения нефтепродуктов, экстрагируемых н-гексаном, с помощью экстракции и гравиметрии;

· Метод Массачусетского Отдела по Охране Окружающей Среды (MADEP) – для определения экстрактов углеводородов нефтяного ряда из образцов воды с помощью газовой хроматографии.

Оценка и управление риском, связанным с загрязнением подземных вод, будут осуществлены с помощью гидрогеологических моделей, выполненных на основе программного продукта ModFlow GMS 5.0. Предварительная оценка риска (Уровень 1 оценки риска), исходящего от загрязнения пастбищ и рыбы будет проводиться методом мониторинга ртутного загрязнения и сравнения показателей загрязнения с существующими государственными нормативами.

8.2. Организационная структура проекта

12. Дополнительная информация

1. S.M.Ullrich, M. A.Ilyushchenko, I.M.Kamberov, V.Yu.Panichkin, T.W.Tanton. Mercury pollution around a chlor-alkali plant in Pavlodar, Northern Kazakhstan. RMZ-Materials and Geoenvironment. Special issue: Mercury as a Global Pollutant. V. 51, N 1, 2004, P. 298-302.

2. T.W.Tanton, V.V.Veselov, M.A.Ilyushchenko, V.Yu.Panichkin. Risk assessment from mercury contamination of Northern industrial site of Pavlodar city. Reports of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. №4, 2003, P.78-81(Ru).

3. V.Yu. Panichkin. Geoinformational mathematical model of groundwater mercury contamination in Pavlodar industrial area. Reports of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Almaty, 2003, N 6, P. 89-97 (Ru).

4. V.Yu. Panichkin. Technique, technology and results of modeling of groundwater mercury contamination in Pavlodar industrial area. Izvestiya of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan. Geological series. Almaty, 2003, N 5, P. 117-124 (Ru).

5. V.V. Veselov, V.Yu. Panichkin, O.L. Miroshnichenko. Use of GIS-technologies in process of modeling of groundwater mercury contamination in Pavlodar industrial area. Reports of International conference “Mathematical modeling of ecological systems”. Almaty, September 9-12, 2003, P. 94 (Ru).

6. M.Ilyushchenko, G.A.Uskov, N.A.Zyryanova, S.S.Galushchak, V.A.Skakun. Mercury (Hg) contamination of fish fauna of technical reservoir Balkyldak. Vestnik KazGU. Ecological series, №2 (11), 2002, P. 102-105 (Ru).

7. M.Ilyushchenko, E.Lapshin, N.Druz. Mercury pollution in industrial centers of Kazakhstan. Safety and quality of life in a large city. Materials of International Scientific and Practical Conference (Almaty, the 26-27 of September 2002). Almaty 2002, P. 106-108 (Ru).

8. M.Ginzburg, A.Delebarre, A.G.Howard, M.Ilyushchenko, O.Lebedeva, N.Mazhrenova, A.Sarmurzina. The Prospective of utilizing ash and slug wastes of chemical industry, metallurgy and power generation for environmental tasks. Approaches to handling environmental problems4. V.V. Veselov, V.Yu. Panichkin, O.L. Miroshnichenko. Automatic calibration of models of hydrogeological object. Geology of Kazakhstan. Almaty, 2002, N 6, P. 73-80 (Ru).

9. V.Yu. Panichkin. Geoinformational mathematical modeling of groundwater mercury contamination in Pavlodar industrial area. Geology of Kazakhstan. Almaty, 2002, N 6, P. 66-72 (Ru).

10. V.V. Veselov, V.Yu. Panichkin, E.N. Lushin. Investigation of groundwater mercury contamination in Pavlodar industrial area. Reports of International scientific-practical conference “Natural and humanitarian sciences and their role in engineering staff training. Almaty, 2002, P. 173-178 (Ru).

11. V.Yu. Panichkin. Development of systems of geoinformational mathematical modeling in Kazakhstan. Reports of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Almaty, 2002, N 2, P. 47-53 (Ru). in the mining and metallurgical regions of NIS countries. Proceedings (Mariupol, 5-7 September 2002). Mariupol 2002. P. 202-213 (En), 138-141 (Ru).

12. V.V. Veselov, V.Yu. Panichkin, O.L. Miroshnichenko. Automatic calibration of models of hydrogeological object. Geology of Kazakhstan. Almaty, 2002, N 6, P. 73-80 (Ru).

13. V.Yu. Panichkin. Geoinformational mathematical modeling of groundwater mercury contamination in Pavlodar industrial area. Geology of Kazakhstan. Almaty, 2002, N 6, P. 66-72 (Ru).

14. V.V. Veselov, V.Yu. Panichkin, E.N. Lushin. Investigation of groundwater mercury contamination in Pavlodar industrial area. Reports of International scientific-practical conference “Natural and humanitarian sciences and their role in engineering staff training. Almaty, 2002, P. 173-178 (Ru).

15. V.Yu. Panichkin. Development of systems of geoinformational mathematical modeling in Kazakhstan. Reports of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, Almaty, 2002, N 2, P. 47-53 (Ru).

16. E.V.Lapshin, T.W.Tanton, M.A.Ilyushchenko, S.Heven. Mercury in Industrial Landscapes of Former USSR: A Case of Kazakhstan. Workshop on the Fate, Transport, and Transformation of Mercury in Aquatic & Terrestrial Environments (West Palm Beach, Florida, 8-10 May 2001). Abstracts. West Palm Beach, Florida 2001, P. 87.

17. S.A.Abdrashitova, S.A.Aitkeldieva, M.A.Ilyushchenko, S.Heven. Microbiological Processes in Regions of Mercury Contamination: Special Circumstances and Studies in Kazakhstan. Workshop on the Fate, Transport, and Transformation of Mercury in Aquatic & Terrestrial Environments (West Palm Beach, Florida, 8-10 May 2001). Abstracts. West Palm Beach, Florida 2001, P. 88.

18. S.A.Abdrashitova, E.S.D’yuchkova, S.A.Aitkeldieva, M.A.Ilyushchenko, Yu.I. Paretski. Perspectives of bacteria use for contaminated wastewater cleaning from mercury. Vestnik KazGU. Biological series, №1 (16), 2002, P. 142-147 (Ru).

19. T.W.Tanton, M.A.Ilyushchenko, S.Heaven. Some water resources issues of Central Kazakhstan. Water and maritime engineering. V.148, № 4, 2001, P. 227-233.

20. M.Ilyushchenko, L.Yakovleva, S.Heaven, E.Lapshin. Mercury contamination of the Nura River. Promyshlennost Kazakstana. № 3 (6), 2000, P. 56-59 (Ru).

21. M.A.Ilyushchenko, L.V.Yakovleva, S.A.Abdrashitova, S.Heaven. Problems of technogenic contamination of the Northwest coast of Lake Balkhash. The international ecological forum “Balkhash-2000” (on the problem of Sustainable Development of the Ili-Balkhash Basin, 16-18 November, Almaty 2000). Collection of materials and reports. Part 1. Almaty 2000. C. 381-396 (Ru & En).

22. M.A.Ilyushchenko, E.V.Lapshin. Interactive Multimedia Presentation “Water resources of the basin of the Rivers Nura and Ishim and the problem of water supply of the city of Astana”. Presentation of results of the World Bank mission. 23 minutes. The presentation was shown on Karaganga television canal TV-3 on the16.08.2000 (Ru).

23. M.A.Ilyushchenko, S.Heaven, T.W.Tanton. Problems of demercurisation of the River Nura in Central Kazakhstan. In book: International Conference on "Problems of Freshwater Mercury Pollution in Natural and Manmade Reservoirs and Possible Ways for their Remediation" (Irkutsk, 13-16 September 2000). Abstracts of Papers. Vinogradov Institute of Geochemistry SB of RAS, 2000, P. 40-41 (Ru & En).

24. S.Heaven, M.A.Ilyushchenko, T.W.Tanton, S.M.Ullrich, E.P.Yanin. Mercury in the River Nura and its floodplain, Central Kazakhstan: I. River sediment and water. The Science of the Total Environment, V. 260, 2000, P. 35-44.

25. S.Heaven, M.A.Ilyushchenko, I.M.Kamberov, M.I.Politikov, T.W.Tanton, S.M.Ullrich, E.P.Yanin. Mercury in the River Nura and its floodplain, Central Kazakhstan: II. Floodplain soils and riverbank silt deposits. The Science of the Total Environment, V. 260, 2000, P. 45-55.

26. T.W.Tanton, E.P.Yanin, S.Heaven, M.A.Ilyushchenko, S.M.Ullrich. Mercury polluted sediments of the river Nura and its floodplain. In book: Mercury as a Global Pollutant - 5th International Conference (Rio de Janeiro, 23-28 May 1999). Abstracts. Rio de Janeiro, 1999, P. 187.

27. M.A.Ilyushchenko, S.A.Abdrashitova, T.W.Tanton, S.Heven, E.P.Yanin. Results of research into mercury pollution of the river Nura in Central Kazakhstan and proposals for demercurisation. “Materials of the Second Congress in memory of B.A.Beremzhanov in Chemistry and Chemical Technologies” (Almaty 6-8 September 1999). Vestnik KazGU, Chemistry series, № 5, 1999, P. 18-21. And also: Informational ecological bulletin of the Republic of Kazakhstan. III quarter 1999, P. 57-61 (Ru).

28. E.Yu.Gumenyuk, M.A.Ilyushchenko, V.A.Zakharov. Technogenic mercury pollution of the Nura River on the data of KazGidromet. Vestnik KazGU, Chemistry series, № 4, 1998, P. 136-147 (Ru).

29. M.A.Ilyushchenko, S.Heaven, E.P.Yanin. Monitoring and estimation of contamination by mercury of the neighbourhoods of Pavlodar. In book: Geochemical studies of urban agglomerations. M., IMGRE, 1998, P. 59-68 (Ru).

30. A.Karazhanova, E.P.Yanin, M.A.Ilyushchenko, T.W.Tanton, S.Heaven. Mercury pollution of the river Nura in Central Kazakstan. WPMS`97. International conference on water problems in the Mediterranean countries (Nicosia, 17-21 November 1997). Abstracts. Nicosia, North Cyprus, 1997, p. 114.

31. M.A.Ilyushchenko, S.Heaven. Mercury technogenic geochemical anomalies of Central and North-east Kazakhstan. A review of results of expeditionary studies. In book: Materials of scientific - practical conference "Modern problems of the environment of Central Kazakhstan", dedicated to 25-years of the Karaganda State University of E.A.Buketov (Karaganda, 17-18 October 1996). Karaganda, 1996, p. 157-162 (Ru). And also: Vestnik KazGU, A serial ecological, № 3, 1997, p. 28-30 (Ru).

32. T.W.Tanton, E.P.Yanin, M.S.Ishankulov, M.A.Ilyushchenko, S.Heaven. INTAS Project: Study of the mercury of the river Nura with the aim of developing of an effective management strategy for the polluted technogenic sediments. Materials of Sumposium “Modern Problems of Ecologically Pure Technologies and Materials” (Almaty, 12-14 December 1996). Vestnik KazGU, A serial chemical, № 5-6, 1996, p. 273-274. And also: Design of transfer and conservation of mercury-containing technogenic silts of Nura river in Central Kazakhstan. In book: Materials of scientific - practical conference " Modern problems of ecology of Central Kazakhstan ", dedicated to 25 years of the Karaganda State University of E.A.Buketov (Karaganda, 17-18 October 1996). Karaganda, 1996, p. 24-30 (Ru).

33. M.A.Ilyushchenko, S.Bulatkulov, S.Heaven. Ecogeochemical consequences of contamination of the Nura river in Central Kazakhstan by mercury-containing wastewater from acetyldehyde production. In book: International Conference on “Toxic impacts of waste on the aquatic environment (Loughborough, 14-17 April 1996). Abstracts. Loughborough University, UK, p. 21.

Введение

1.	История хлор–щелочного производства с ртутным катодом на Павлодарском химическом заводе

1.1.	Общая история завода

1.2.	Описание хлор-щелочного производства и его история

1.3.	Военная история завода и его конверсия

2.	Программа демеркуризации хлор-щелочного производства Павлодарского химического завода

2.1.	Опыт демеркуризации химических производств в СССР в 80-е гг.

2.2.	Исследования, проведённые на территории Павлодарского химического завода СП «Еврохим» г. Киев и Павлодарской гидрогеологической экспедицией

2.3.	Проект демеркуризации СП «Еврохим» г. Киев

2.4.	Предложения Японского Консалтингового Института

2.5.	Участие французской компании BRGM

2.6.	Проведение демеркуризационных мероприятий в 1998-1999 гг

3.	Оценка масштабов ртутного загрязнения в Северной промзоне г. Павлодара, проведенная в 80-90 гг. исследовательскими организациями Казахстана

3.1.	Исследования, связанные с охраной подземных и поверхностных вод

3.2.	Исследование возможного ртутного загрязнения озера Муялды

3.3.	Исследования загрязнения ртутью снежного покрова и почв

3.4.	Исследование ртутного загрязнения почв и поверхностных вод по проекту ИНТАС-Кз 95-19 в 97-99 гг

4.	Оценка риска от ртутного загрязнения в Северной промзоне г. Павлодара, проведённая в 2001 – 2002 гг. по проекту ICA2-CT-2000-10209 “Toxicmanagement” программы INCO-2 Европейского Союза

4.1.	Проект “Toxicmanagement”

4.2.	Основное содержание работ по сбору и изучению архивных данных

4.3.	Основное содержание экспедиционных работ

4.4.	Основные результаты экспедиционных работ

4.5.	Основные результаты анализа архивных и экспедиционных данных

4.6.	Основное содержание работ по моделированию гидрогеологических условий

4.7.	Основные результаты моделирования

4.8.	Выводы и рекомендации проекта “Toxicmanagement”

4.9.	Дополнительное исследование Института гидрогеологии и гидрофизики по моделированию гидрогеологических процессов в Северной промзоне г. Павлодара

5.	Коррекция проекта СП «Еврохим» г. Киев
6.	Завершение в 2002–2004 гг. I этапа Программы демеркуризации хлор–щелочного производства
7.	Программа последемеркуризационного мониторинга в Северной промышленной зоне г. Павлодара

7.1.	Разработка Программы последемеркуризационного мониторинга на 2005 – 2020 гг

7.2.	Проведение полевых исследований в Северной промышленной зоне г. Павлодара в сентябре 2004 г. в рамках проекта NMP2-CT-2004-505561 "BIOMERCURY" 6-й Рамочной программы Европейского Союза

7.3.	Подготовка проектного предложения по программе Международного научно-технического центра

Заключение

Список используемых сокращений

Список использованных источников


Приложения

A. Л.Е.Постолов. Хлор-щелочные производства с ртутным катодом на территории бывшего СССР (состояние на 2008 г.)

B. Пресс-релиз от 15.11.04

C. Фрагмент Программы мониторинга ртутного загрязнения на 2005-2020 гг

D. Фрагмент Проектного предложения для Международного научно-технического центра

Год	Выпуск 100% NaOH, т/год	Удельный расход ртути кг/т NaOH	Расход ртути всего за год, т
1975	17775	1,29	22,930
1976	9575	2,09	20,011
1977	28285	5,05	142,839
1978	36600	1,4	51,240
1979	43082	2,6	112,013
1980	42363	1,86	78,795
1981	59338	1,504	89,334
1982	48935	1,296	63,420
1983	55510	1,485	82,432
1984	66600	1,3	86,580
1985	57464	1,743	100,160
1986	38234	2,6	99,408
1987	57954	0,838	48,565
1988	61060	0,74	45,184
1989	62750	0,74	46,435
Всего, т	685525	Среднее 1,589	1089,356

	РТУТНЫЙ	ДИАФРАГМЕННЫЙ	МЕМБРАННЫЙ
Выход по току, кВт/т NaOH	3000 - 3500	2300 - 2400	2200 - 2300
Содержание NaCl в 50% NaOH	30 мг/л	0,5-1,0%	20 – 30 мг/л
Содержание O₂ в Cl₂, %	0,1 – 0,3	2 – 3	0,5 – 1,5

Здания и их назначение в производственном цикле до 1987 г.	Статус зданий в период конверсии с 1987 – 1992 гг.	Состояние на июнь 1999 г.
Производство PCl₃	Производство PCl₃ в мирных целях	Производство PCl₃ в мирных целях
Производство промежуточной продуктов для химического оружия	Производство веществ мирного назначения: фолитола, гидреля и акрилатов в реакторах, облицованных серебром	Производство веществ мирного назначения: минеральные ингибиторы в реакторах из Хаст-сплава.
Производство боевых отравляющих веществ	Строительство не закончено	Не используется
Лабораторные помещения	Строительство не закончено	Продано кожевенной компании
Изготовления снарядов	Здание использовалось для производства ПВХ труб	Продано компании «Казэнергокабель»
Лаборатория для работы со сверхтоксичными веществами	Полностью разрушено в 1987
Вспомогательные помещения	Производство моторного масла	Продано компании «Любол»
Сжигание химических отходов	Использовался	Используется

источники финансирования	1996 г.	1997 г.	1998 г.	1999 г.	2000 г.	2001 г.	всего
республиканский бюджет	-	2,0	9,3	80,0	30,0	-	121,3
областной бюджет	0,4	0,6	26,5	10,7	13,3	16,5	68,0
собственные средства ПХЗ	17,3	5,0	4,4	6,9	-	-	33,6
всего по годам:	17,7	7.6	40,2	97,6	43,3	16,5	222,9

Приложение А
Л.Е.Постолов	Хлор-щелочные производства с ртутным катодом на территории бывшего СССР (состояние на 2008 г.)

Предприятие (в скобках - название советского периода)	Годовая производительность каустика (мощность), тыс. т	Очистка сточных вод	Норма расхода ртути, г/т каустика
ДЕЙСТВУЮЩИЕ
1. ОАО "Каустик" г. Волгоград, Россия. Год пуска ртутного электролизного производства – 1968	120	осаждение в виде сульфида	600-700
2. ЗАО "Каустик" г. Стерлитамак, Башкортостан, Россия. Год пуска ртутного электролизного производства с ваннами «Кребс» – 1964, год остановки – 1987. Оборудование и здания демеркуризованы, богатые ртутьсодержащие отходы отправлены на Никитовский ртутный комбинат, бедные – захоронены. Год пуска ртутного электролизного производства удвоенной мощности с ваннами«Де Нора» в новых производственных помещениях – 1982	150	комбинированная: ионообменный+отдувка	400-450
3. Завод поверхностно-активных веществ г. Сумгаит (ПО "Химпром"), Азербайджан. Год пуска 1-го ртутного электролизного производства – 1956, год остановки - 1981, оборудование и электролизный корпус демонтированы, механически очищены от ртути и утилизированы, богатые ртутьсодержащие отходы отправлены на Никитовский ртутный комбинат, бедные, а также выломки полов и грунт на глубину 2 м из-под здания – захоронены на полигоне. Год пуска 2-го производства той же мощности (новый электролизный корпус построен рядом со старым, и вся инфраструктура сохранена) – 1982	70	ионообменная	600-700
4. ОАО Кирово-Чепецкий химкомбинат г. Кирово-Чепецк, Кировская обл., Россия. Год пуска ртутного электролизного производства – 1955	200	комбинированная: осаждение в виде сульфида+ионообменый	300
ОСТАНОВЛЕННЫЕ
5. Завод химических концентратов, г. Новосибирск, Россия, Год остановки ртутного электролизного производства – 2006. Оборудование и здания демеркуризованы, новое хлор-щелочное производство меньшей мощности по мембранной технологии создается в прежних производственных помещениях	200	ионообменная	300
6. ОАО «Саянскхимпласт», г. Саянск (Зиминский химзавод), Иркутская обл., Россия, Год пуска ртутного электролизного производства – 1979, год остановки – 2006. Оборудование и здания демеркуризованы, новое хлор-щелочное производство той же мощности по мембранной технологии осуществляется в прежних производственных помещениях	150	комбинированная: ионообменный+выпарка	600-700
7. OАO «Усольехимпром», г. Усолье-Сибирское, Иркутская обл., Россия. Год пуска ртутного электролизного производства – 1970, год остановки – 1998. Производство ликвидируется. Подготовлен проект демеркуризации зданий и территории	110	осаждение в виде сульфида	600-700
8. ОАО «Радикал» г. Киев (Завод химикатов), Украина. Год пуска ртутного электролизного производства – 1954, год остановки – 1996. Предприятие ликвидировано, оборудование демонтировано, подготовлено ТЭО проекта демеркуризации зданий и территории	60	ионообменная	600-700
9. АО «Каустик» г. Павлодар (ПО «Химпром»), Казахстан. Год пуска ртутного электролизного производства – 1975, год остановки – 1993. Оборудование, здания (демонтированы) и территория (частично) демеркуризованы, новое хлор-щелочное производство меньшей мощности по мембранной технологии создается в других производственных помещениях	120	ионообменная	1500

	Квартал 1	Квартал 2	Квартал 3	Квартал 4	Квартал 5	Квартал 6	Квартал 7	Квартал 8	Квартал 9	Квартал 10	Квартал 11	Квартал 12	*Трудозатраты (чел.дн.)**
Задача 1	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет Публикация	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет Публикация	Отчет	Отчет	Заключи- тельный отчет
*Трудозатраты (чел.дн.)**	213	213	213	213	160	160	160	160	160	160	160	160	2132
Задача 2	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет Публикация	Заключи- тельный отчет
*Трудозатраты (чел.дн.)**	185	185	185	185	185	185	185	185	185	185	185	185	2220
Задача 3	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет Публикация	Заключи- тельный отчет
*Трудозатраты (чел.дн.)**	224	224	224	224	167	167	167	167	167	167	167	167	2232
Задача 4	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет Публикация	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет Публикация	Отчет	Заключи- тельный отчет
*Трудозатраты (чел.дн.)**	261	262	262	262	155	155	155	155	101	101	101	101	2071
Задача 5		Отчет	Отчет	Отчет	Отчет Публикация	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Отчет	Заключи- тельный отчет
*Трудозатраты (чел.дн.)**	0	84	84	84	90	90	90	90	90	90	90	90	972
ИТОГО	883	968	968	968	757	757	757	757	703	703	703	703	9627

Таблица 2. Сравнение параметров производства хлора и каустика с использованием различных технологий /14/

РТУТНЫЙ

ДИАФРАГМЕННЫЙ

МЕМБРАННЫЙ

Выход по току, кВт/т NaOH

3000 - 3500

2300 - 2400

2200 - 2300

Содержание NaCl в 50% NaOH

30 мг/л

0,5-1,0%

20 – 30 мг/л

Содержание O2 в Cl2, %

0,1 – 0,3

2 – 3

0,5 – 1,5

1.3. Военная история завода и его конверсия /3/

Таблица 4. Освоение средств на демеркуризацию закрытого хлор-щелочного производства ПХЗ в 1996-2001 гг. (в действующих ценах) /43/

источники финансирования

1996 г.

1997 г.

1998 г.

1999 г.

2000 г.

2001 г.

всего

республиканский

бюджет

-

2,0

9,3

80,0

30,0

-

121,3

областной бюджет

0,4

0,6

26,5

10,7

13,3

16,5

68,0

собственные средства ПХЗ

17,3

5,0

4,4

6,9

-

-

33,6

всего по годам:

17,7

7.6

40,2

97,6

43,3

16,5

222,9

Предложение по Проекту

K-1240p

I. Сводная Информация по Проекту

1. Название проекта и классификация

2. Руководитель проекта

3. Институты-Участники

3.1. Головной Институт

3.2. Другие Институты-Участники

Институт-Участник 1

Институт-Участник 2

Институт-Участник 3

Институт-Участник 4

4. Зарубежные Коллабораторы/Партнеры

4.1. Коллаборатор

4.2. Партнеры

5. Продолжительность проекта

6. Место осуществления проекта и оборудование

9. Краткое описание проекта

Введение

Роль зарубежных Коллабораторов/Партнеров

Предложение по Проекту

Содержание O₂ в Cl₂, %