Аминов, Р. Ф. Влияние буровых растворов в ГНБ (ННБ) на окружающую среду

Влияние буровых растворов в ГНБ на окружающую среду

Руслан Аминов, руководитель экспертной группы МАС ГНБ

На протяжении всей истории применения технологии ГНБ для бестраншейного строительства подземных коммуникаций буровой раствор имеет репутацию источника вреда для окружающей среды. Виновником негативного отношения к нему можно считать «старшего брата» ГНБ – технологию бурения нефтяных и газовых скважин, где действительно используются промывочные жидкости с вредными для экологии ингредиентами. Однако технология ГНБ имеет фундаментальные отличия от «большого» бурения, что сказывается на функциях используемого бурового раствора в ГНБ и, соответственно, на его составе.

Действительно ли буровые растворы в ГНБ вредны для окружающей среды?

Чтобы ответить на этот вопрос рассмотрим, из чего состоит буровой раствор в ГНБ. Согласно актуальной нормативной документации (НТД), регламентирующей производство работ по технологии ГНБ, буровой раствор на 94–98% состоит из пресной воды, соответствующей нормам ГОСТ 23732 [1]. На долю модифицированного бентонита – базового компонента бурового раствора, приходится лишь 2–6% его объема, а суммарная доля всех специальных добавок, регулирующих параметры суспензии, не превышает 1% (на практике используется еще меньше – от 0,1% до 0,5%) [2].

У подрядчиков ГНБ сформировалось устойчивое мнение, что бентонит, как природный глинистый материал, абсолютно безопасен ОС. Однако их оппоненты, представляющие экологические службы и проектные институты, парируют, что в ГНБ не используются бентониты в исходном состоянии. Для использования в ГНБ бентониты предварительно обрабатывают в заводских условиях различными химическими веществами, чтобы модифицировать их до соответствия нормативным требованиям [2]. Таким образом, по их мнению, реальное влияние на окружающую среду буровых растворов на основе модифицированных бентонитов неизвестно.

Что касается полимерных добавок, то дискуссии об их агрессивности или безопасности для окружающей среды не утихают который год. С одной стороны, даже без учета малых концентраций в растворе, типовые полимерные добавки, используемые в ГНБ, кажутся безвредными. Например, аналоги бурового ксантана, применяемые для улучшения реологических характеристик бурового раствора, используются в пищевой промышленности в качестве загустителей. Они являются продуктом жизнедеятельности бактерий Xanthomonas Campestris. А полианионная целлюлоза (далее – PAC) является производным продуктом безвредной для окружающей среды целлюлозы. Вопросы могут возникнуть к синтетическому частично-гидролизованному полиакриламиду (далее – PHPA), который используется в ГНБ в качестве ингибитора активности глинистых частиц. Однако, полиакриламиды используются при водоочистке на предприятиях водоснабжения и водоотведения, что косвенно доказывает их безопасность. Тем не менее, также, как и с модифицированными бентонитами, нам неизвестны конкретные исследования, которые подтвердили бы безопасность применения указанных полимеров.

В связи с этим получение достоверных данных, доказывающих безопасность для окружающей среды буровых растворов с типовыми компонентами в составе при производстве работ по технологии ГНБ, является актуальной задачей на современном этапе внедрения этой техники и технологии. Ее корректное решение позволит сделать обоснованный вывод, что причиной возможного снижения класса опасности бурового шлама может являться исключительно содержание вредных веществ в пересекаемых трассой бурения грунтах. Другими словами, исследование должно доказать, что приготовленные и не смешанные с выбуренной породой буровые растворы в ГНБ относятся к V-му классу опасности (практически неопасные вещества).

Для практической реализации этого проекта в МАС ГНБ было принято решение провести экспериментальную токсилогическую оценку методом биотестирования водных растворов наиболее распространенных на отечественном рынке ГНБ модифицированных бентонитов и типовых полимерных добавок (ксантан, PAC, PHPA) [4].

Биотестирование представляет собой серию экспериментов по определению степени влияния водной вытяжки испытываемого раствора на гидробионты (рачки дафнии, инфузории, цериодафнии, бактерии или водоросли). Через некоторое время (24 – 72 часа) по проценту погибших рачков или перемене плотности водорослей можно сделать вывод о степени опасности проверяемой субстанции, присвоить ей класс. Если гидробионты выживают в анализируемой среде, то делается заключение, что она абсолютно безопасна для окружающей среды и ей присваивается V-й класс опасности [5].

Испытания методом биотестирования проводились в аналитической лаборатории ООО «АЛ «Экомониторинг» (г. Казань).

Мелкие рачки дафнии

Определение класса опасности среды методом биотестирования

Модифицированный бентонит – это комплексный продукт, реальная рецептура которого известна только производителю. Поэтому для получения более детализированного результата, эксперты МАС ГНБ приняли решение провести исследования не с одним «типовым продуктом», а с различными марками бентонита.

Специалисты МАС ГНБ пригласили производителей и поставщиков бентонитов принять участие в исследовании и предоставить образцы своей продукции. Для экспериментов были представлены зарубежные и отечественные образцы модифицированных бентонитов наиболее распространённых на российском рынке ГНБ: UNI-GEL (США), Super Bore 50 LB (США), Horizont PR (РФ), Albrehta MV (РФ), Tehno-CLAY K-15 (РФ), Rea-Max (РФ), Tunnel Gel Plus (ЕС), Super-Bent Easy (ЕС) и Well Gel Premium (ЮВА).

Модифицированные бентониты исследовались в растворах с концентрацией 6%. Идея была проста: если растворы с максимальной возможной по НТД концентрацией окажутся безвредными и им будет присвоен V-й класс опасности, то растворы с меньшими концентрациями модифицированного бентонита так же не будут оказывать негативного влияния на окружающую среду.