Prerušenie hrádze hlušiny, bahnotoky banského kalu a prežitie toxických ťažkých kovov pri povodniach¶

Na rozdiel od bežnej betónovej vodnej priehrady, ktorá zadržiava čistú riečnu vodu za vystuženou skalnou stenou, odkaliská (alebo nádrž s uhoľným popolčekom) je masívny priemyselný násyp navrhnutý tak, aby skladoval milióny ton jemne mletej kamennej múčky, chemických činidiel a vody nabitej ťažkými kovmi, ktorá zostala pri ťažbe zlata, medi, železa, hliníka (red mud), fosfát alebo uhlie. Pretože veľa starších odkaliskových hrádzí je konštruovaných pomocou metódy proti prúdu, kde sa po sebe idúce hrádze budujú priamo na vrchole samotného nezhutneného, vodou nasýteného kalu, silné dažde, pretekanie, vnútorná priesaková erózia (piping), alebo menšie zemetrasenie môže spôsobiť, že celý priehradný múr a nahromadenie prejdú v priebehu niekoľkých sekúnd statickým alebo seizmickým skvapalnením. Keď sa pretrhne odkalisko, nevypustí obyčajnú vodnú záplavu. Namiesto toho uvoľní 10 až 30 metrov vysoké (33-to-100-foot) hyperkoncentrované banské bahno s hustotou vlhkého betónu (1,600 to 2,200 kg/m3) pretekanie dolu údolím rýchlosťou 30 až 80 km/h (20 až 50 mph). Táto toxická vlna rozdrví železobetónové mosty, za pár minút pochová celé mestá a zanechá za sebou žieravé kaly kontaminované ťažkými kovmi alebo kyanidom, ktoré tuhnú ako cement. Ak zaznie siréna pretrhnutia hrádze alebo počujete hlboký podzemný hukot v údolí pod baňou alebo elektrárňou, zavolajte miestnemu tiesňové čísla okamžite a obráťte sa na našich sprievodcov záplavy pri pretrhnutí ľadovcového jazera a evakuácia pri poruche priehrady, zosuvy pôdy a bahnotoky, úniky chemikálií, a kyanid a inhalácia priemyselných plynov.

Urobte to teraz¶

1. Okamžite evakuujte KOLMO na dno údolia (vystúpte priamo na najbližší svah): Nikdy sa nepokúšajte predbehnúť prúd hlušiny behaním alebo jazdou po prúde po ceste na dne údolia. Hyperkoncentrovaná vlna hlušiny sa pohybuje rýchlosťou 30 až 80 km/h (20 až 50 mph) po riečnych kanáloch, zatiaľ čo výstup len 30 až 50 metrov (100 až 165 stôp) vertikálne hore stenou údolia vám zaberie menej ako 3 až 5 minút chôdze a dostane vás z inundačnej zóny.
2. Každú mínovú sirénu, náhly pokles alebo bahnitú vlnu riečnej vody alebo nízky rachot nákladného vlaku považujte za bezprostredné narušenie: Ak žijete alebo pracujete v sebazáchrannej zóne (ZAS / do 10 kilometrov alebo 30 minút po prúde od odkaliska), máte 2 až 15 minút do dopadu. Nechajte všetko za sebou, nezastavujte sa pri balení tašiek, zamykaní dverí alebo zbere dobytka a vybehnite hore po vopred vyznačenej evakuačnej ceste.
3. Okamžite opustite svoje vozidlo, ak sa na ceste do údolia alebo moste zastaví premávka: Mosty sú prvými stavbami, ktoré odrezal z móla silný balvan a kal pred vlnou hlušiny. Vyskočte z auta a vyškriabte sa priamo hore po najstrmšom priľahlom nábreží alebo úbočí hory.
4. Po prechode vlny nikdy nevstupujte do čerstvého alebo vysychajúceho hlušinového bahna: Kal z hlušiny sa správa ako tixotropná nenewtonská tekutina: na slnku sa na vrchu vytvorí tenká suchá kôra, zatiaľ čo blato 15 centimetrov (6 palcov) pod ňou zostáva bezodnou vákuovou pascou s vysokou hustotou, ktorá vysáva topánky a zámky okolo pása.
5. Zabráňte kontaktu pokožky, očí a dýchacích ciest s banským kalom (cyanide, caustic alkali, arsenic, mercury, lead): Zlatá hlušina môže obsahovať toxický kyanid sodný (which releases lethal hydrogen cyanide gas if mixed with acidic water), bauxitová hlušina „červeného bahna“ je vysoko alkalická (pH 10 to 13, ktoré spôsobujú vážne chemické popáleniny ako vlhký cement) a sulfidové kovové hlušiny obsahujú koncentrovaný arzén, olovo, kadmium a ortuť. Postriekanú pokožku alebo oči vyplachujte čistou tečúcou vodou po dobu 15 až 20 minút.
6. Nikdy nepite, nevarte ani neumývajte riečnu alebo studničnú vodu po prúde úniku hlušiny: Vriaca voda neodstraňuje ťažké kovy, arzén ani chemické činidlá; v skutočnosti sa pri varení koncentrujú neprchavé ťažké kovy, ako je olovo, ortuť a arzén, pričom sa do vzduchu v kuchyni odparujú prchavé toxíny. Používajte iba uzavretú balenú vodu alebo komunálnu vodu v cisternách.

Rozhodovací strom: Narušenie hrádze hlušiny a prežitie toxického bahna¶

flowchart TD
    Alert["Siréna pre narušenie hrádze Tailings, núdzové telefonické upozornenie, rachot zeme alebo bahnitá vlna proti prúdu"] --> TimeCheck{"Ako ďaleko ste po prúde od priehrady?"}
    TimeCheck -->|"V zóne sebazáchrany (< 10 km / < 15 minút cesty)"| FootClimb["NEJAZDITE po údolnej ceste; Bežte pešo rovno hore po svahu Nearest Valley Hillside (30 až 50 m / 100 až 165 stôp vertikálne)"]
    TimeCheck -->|"Ďalej po prúde (> 10 až 50 km / 15 až 90 minút prípravný čas)"| EvacRoute["Nasledujte vyznačenú evakuačnú trasu kolmo von z riečnej nivy k určenému vysokopozemnému zhromažďovaciemu bodu"]
    FootClimb --> Trapped{"Nie je možné dosiahnuť úbočie pred príchodom bahennej vlny?"}
    Trapped -->|"áno"| VerticalRoof["Vyliezť na strechu najvyššej železobetónovej budovy na najvyššom okraji údolia alebo vyliezť na pevné stromy vysoko na svahu; Nikdy nezostávajte v 1-poschodovom tehlovom/drevenom dome"]
    Trapped -->|"Nie, dosiahol vysokú zem"| StayHigh["Zostaňte na vyvýšenom mieste; Sekundárne prepady priehrad a vlny z nádrží nasledujú niekoľko hodín"]
    EvacRoute --> StayHigh
    StayHigh --> PostWave{"Niekto postriekaný kalom ALEBO uväznený v hlušinovom bahne?"}
    PostWave -->|"Postriekané kalom (najmä červeným bahnom alebo zlatou/sulfidovou hlušinou)"| Decon["Okamžite vyzlečte kontaminovaný odev; Vyčistite suché bahno; Opláchnite pokožku a oči čistou vodou po dobu 15 až 20 minút"]
    PostWave -->|"Osoba uviaznutá v bahne Tailings"| NoWalk["NEVYCHÁDZAJTE von na bahennú kôru; Zavolajte na číslo 911/112/999 a požiadajte o vyslobodenie helikoptérového kladkostroja alebo nafukovacích saní na záchranu blata/doska"]

Inžinierstvo a reológia: Prečo je prúdenie hlušiny oveľa nebezpečnejšie ako povodeň¶

Pochopenie fyzikálnych a chemických rozdielov medzi štandardnou riečnou záplavou a pretrhnutím hrádze odkaliska vysvetľuje, prečo konvenčné taktiky prežitia po povodniach (ako je úkryt na druhom poschodí dreveného domu alebo brodenie sa cez tok po kolená) počas záplavy banského odpadu zlyhávajú.

1. Hyperkoncentrovaná hustota a nárazová hybnosť (2x water density)¶

• Čistá povodňová voda má hustotu tekutiny 1 000 kilogramov na meter kubický (62.4 lb/ft3).
• Skvapalnená hlušina z banskej hlušiny pozostáva z 50 % až 75 % hmotnosti jemne mletých častíc minerálnej horniny suspendovaných v procesnej vode, čo jej dáva objemovú hmotnosť 1 600 až 2 200 kilogramov na meter kubický (100 to 137 lb/ft3), hustota takmer tekutého betónu.
• Pretože hydrodynamický nárazový tlak (P = 0.5 * rho * v2) váhy priamo s hustotou oboch tekutín (rho) a štvorec rýchlosti (v2), prúdenie hlušiny pohybujúce sa rýchlosťou 50 km/h (14 m/s) vyvíja 5 až 10-krát viac deštruktívnej bočnej šmykovej sily ako rýchla riečna povodeň. Okrem toho kal s vysokou hustotou bez námahy nadnáša niekoľkotonové balvany, buldozéry, prepravné kontajnery a vytrhnuté oceľové nosníky mostov na samom čele vlny (the boulder snout), ktorý pôsobí ako baranidlo, ktoré strihá železobetónové stĺpy na ich základoch.

2. Návrhy priehrad proti prúdu vs. stredová línia vs¶

Nie všetky zariadenia na skladovanie hlušiny (TSFs) nesú rovnaké riziko kolapsu. Globálne štandardy banskej bezpečnosti (ako je Globálny priemyselný štandard pre riadenie hlušiny, GISTM) kategorizovať násypy podľa toho, ako sa hrádza v priebehu času zvyšuje:

Chemické a toxikologické riziká podľa typu bane¶

Na rozdiel od prírodného vulkanického laharu alebo svahového zosuvu pôdy zloženého z nezdravej pôdy a hornín, banské a priemyselné nádrže obsahujú koncentrované chemické látky na spracovanie, extrémne hodnoty pH a biologicky dostupné ťažké kovy, ktoré menia inundačnú zónu na nebezpečné materiály (HAZMAT) miesto katastrofy.

Výstražné značky pred zrútením na odkaliskovej hrádzi¶

Ak pracujete na ťažobnom mieste, v uhoľnej elektrárni alebo bývate v bezprostrednej blízkosti hlušinového nábrežia, nahláste niektorý z nasledujúcich štrukturálnych červených príznakov núdzovým orgánom a okamžite evakuujte oblasti po prúde:

1. Blatá alebo zakalená voda presakujúca z vonkajšej strany alebo špičky hrádze: Čistá voda stekajúca z umelých odtokov na nohách je normálna; bahnitá, bahno sfarbená voda vyvierajúca zo svahu priehrady alebo zo zeme po prúde znamená vnútornú eróziu (piping) aktívne obmýva jadro priehrady zvnútra von.
2. Nové mokré miesta, prepady, vydutia alebo pozdĺžne trhliny pozdĺž hrebeňa priehrady alebo vonkajších lavíc: Mokrý tmavý pás, ktorý sa objavuje v polovici suchého vonkajšieho svahu, označuje vnútornú hladinu podzemnej vody (phreatic surface) stúpol nebezpečne vysoko a nasýti štrukturálny plášť.
3. Vírivé bazény alebo prehĺbeniny tvoriace sa na povrchu odkaliska alebo rybníka: Označuje, že podpovrchový materiál steká do prasknutého zakopaného dekantačného potrubia alebo základovej dutiny pod nádržou.
4. Vodné jazierko zasahujúce do blízkosti vonkajšieho hrebeňa priehrady: V priehradách proti prúdu a v stredovej línii musí byť jazierko s voľnou vodou umiestnené ďaleko od vonkajšej steny hrádze, oddelené širokou „plážou“ z odvodneného piesku. Ak silný dážď tlačí otvorenú vodu priamo proti hrebeňu priehrady, môže dôjsť k pretečeniu a skvapalneniu v priebehu niekoľkých hodín.

Prežitie krok za krokom počas a po porušení¶

Fáza 1: Okamžitá evakuácia (pravidlo 90-stupňového svahu)¶

1. Pohybujte sa v 90-stupňovom uhle od osi rieky alebo údolia:
2. V Sebazáchrannej zóne (ZAS), ktorú banské regulačné orgány definujú ako oblasť do 10 kilometrov (6,2 míľ) po prúde alebo menej ako 30 minút času príchodu po povodni, oficiálne evakuačné autobusy sa k vám nemôžu dostať včas.
3. V momente, keď zakvíli siréna, spustí sa výstraha mobilného vysielania smartfónu alebo začujete hlboké, zemou otriasajúce sa hukot vĺn, bežte pešo rovno hore svahom údolia.
4. Neprechádzajte cez mosty z jednej strany rieky na druhú, aby ste sa dostali na preferovanú cestu; namiesto toho vylezte na svah na na ktorej strane rieky práve stojíte.
5. Ako vysoko vyliezť:
6. V úzkych horských roklinách bezprostredne pod vysokou priehradou (ako napríklad zrútenie priehrady Stava v roku 1985 v Taliansku, kde prúdenie bahna dosahovalo rýchlosť 90 km/h / 56 mph) môže bahenná vlna vytrysknúť 15 až 35 metrov (50 až 115 stôp) hore stenami kaňonu, najmä na vysokom brehu rieky odstredivým.superelevation). Snažte sa vyliezť aspoň 30 až 50 metrov (100 až 165 stôp) nad dnom údolia.

Fáza 2: Prečo nikdy nesmiete vstúpiť na hlušinové bahno, keď sa vlna zastaví¶

Po prechode hlavnej vlny je dno údolia pokryté plochým klamlivým morom šedého, hnedého alebo červeného bahna s hĺbkou od 1 do 15 metrov (3 až 50 stôp).

• Tixotropná pasca: Jemné hlušinové slizy (silt and clay-sized rock flour) sú tixotropné: pri narušení alebo zošliapnutí sa skvapalnia na husté, viskózne lepidlo so silným negatívnym nasávaním pórov.
• Počas niekoľkých hodín slnečného žiarenia vrchných 2 až 5 centimetrov (1 až 2 palce) vyschne do popraskanej kôry, ktorá vyzerá dostatočne pevná na to, aby sa po nej dalo prejsť, zatiaľ čo 3 metre pod ňou zostáva tekuté bahno.
• Ak niekto uviazne na streche alebo vozidle uprostred blata: Nepokúšajte sa prejsť cez blato pešo, aby ste ho zachránili; záchranári bez špecializovaného vybavenia klesajú k hrudi a sami sa stávajú uväznenými obeťami. Počkajte na hasičské vrtuľníky (hoist extraction) alebo vyškolené záchranné tímy z blata s použitím nafúknutých záchranných saní, širokých drevených blatových dosiek a stlačených vzduchových tyčí (ktoré vstrekujú vzduch okolo nôh obete, aby prerušili podtlakové sanie predtým, ako ich zdvihnú von).
• Ak vás osobne zachytil pomaly sa pohybujúci vonkajší okraj nánosu bahna a nemôžete sa dostať na suchú zem: Ľahnite si na chrbát alebo brucho v horizontálnej polohe hviezdice/plávania s rukami a nohami doširoka rozkročenými, aby ste svoju telesnú hmotnosť rozložili na čo najväčšiu plochu (reducing ground bearing pressure below the mud's yield stress), potom sa pomaly plazte po bruchu alebo sa kotúľajte po povrchu smerom k pevnej zemi alebo k plávajúcim dreveným úlomkom namiesto toho, aby ste sa pokúšali postaviť vzpriamene na nohy.

Fáza 3: Okamžitá chemická dekontaminácia pre tých, ktorí prežili¶

Ak bol niekto zachytený na okraji toku hlušiny alebo postriekaný banským kalom:

1. Okamžite si vyzlečte všetko blatom nasiaknuté oblečenie a čižmy: Nepreťahujte si cez tvár košele pokryté blatom; v prípade potreby ich odrežte nožnicami a zatvorte do plastových vrecúšok.
2. ** Husté zaschnuté blato oprášte suchou handričkou alebo rukou v rukaviciach a potom dôkladne opláchnite čistou vodou po dobu 15 až 20 minút**:
3. Ak únik zahŕňa bauxit „Červené bahno“ (caustic sodium hydroxide, pH 11 to 13): Podobne ako mokrý cement, aj alkálie často neštípu počas prvých 15 minút, zatiaľ čo vysoké pH ticho rozpúšťa kožné proteíny a rohovky. Nepretržite oplachujte pokožku a oči čistou tečúcou vodou alebo fyziologickým roztokom aspoň 20 až 30 minút a okamžite vyhľadajte nemocničné popáleniny a oftalmologickú starostlivosť. Pozrite si nášho sprievodcu cementové a alkalické chemické popáleniny.
4. Ak únik zahŕňa hlušinu kyanidu zlata a striebra: Sledujte bolesť hlavy, závraty, zmätenosť, zrýchlené dýchanie, čerešňovo červenú kožu alebo metabolickú acidózu; zásoby pohotovostných oddelení intravenózne hydroxokobalamín (Cyanokit) antidotá. Pozrite si nášho sprievodcu prvá pomoc pri vdýchnutí a otrave kyanidom.
5. Zabráňte vdýchnutiu toxického prachu po záplavách: Akonáhle slnko vysuší ulice a domy pokryté bahnom, každé okoloidúce vozidlo zdvihne oslepujúce oblaky jemnej kremičitej kamennej múčky obohatenej o arzén, olovo, kadmium alebo lúh sodný. Vždy, keď ste vonku v zóne nárazu, noste priliehavý respirátor N95, KN95, FFP2 alebo P100.

Regionálne tiesňové čísla a protokoly agentúr¶

Často kladené otázky¶

Ako sa odkaliská líši od bežnej vodnej priehrady?¶

Normálna vodná priehrada je trvalá bariéra vyrobená zo železobetónu, muriva alebo zhutnenej hliny a horniny navrhnutá tak, aby zadržiavala čistú riečnu vodu. Odkalisko je násyp priemyselného odpadu budovaný postupne počas desaťročí na uskladnenie miliónov ton jemne rozdrvenej kamennej múčky, chemických činidiel na spracovanie a kalu kontaminovaného ťažkými kovmi, ktorý zostal po ťažbe rudy. Mnoho starších odkalísk bolo vybudovaných pomocou „metódy proti prúdu“, kde bola každá nová stena naskladaná priamo na samotné mokré, nezhutnené bahno, vďaka čomu boli náchylné na náhle skvapalnenie a úplný kolaps.

Prečo nemôžete predbehnúť zrútenie odkaliska jazdou po údolnej ceste?¶

Keď hlušinová priehrada skvapalní a pretrhne sa, unikajúca vlna bahna s vysokou hustotou zvyčajne exploduje smerom von rýchlosťou 30 až 80 kilometrov za hodinu (20 až 50 míľ za hodinu) kanálom rieky, pričom odnáša balvany a vyvrátené stromy, ktoré v priebehu niekoľkých minút ničia cesty v údolí a odrezávajú mosty. Jazda po dne údolia vás udrží priamo v ceste bahna, kde vás smrteľne uväzní jedna zablokovaná križovatka alebo podmytý most. Namiesto toho, beh pešo pod 90-stupňovým uhlom priamo do svahu najbližšieho údolia získa 30 až 50 metrov (100 až 165 stôp) vertikálneho prevýšenia len za 3 až 5 minút, čím sa bezpečne umiestnite nad bahennú vlnu.

Prečo je nebezpečné chodiť po hlušinovom bahne aj niekoľko dní po tom, čo sa povodeň zastavila?¶

Ťažobná hlušina pozostáva z mikroskopických minerálnych častíc s veľkosťou bahna a ílu („sliz“) nasýtených vodou. Tento materiál je tixotropný: kým vrchných pár centimetrov vyschne na slnku do popraskanej kôry, ktorá vyzerá ako pevná špina, bahno pod ním zostáva tekuté celé týždne či mesiace. Vo chvíli, keď človek prekročí tenkú kôru, vibrácie znovu skvapalnia blato okolo jeho nôh a vysoká hustota a vákuové nasávanie sa zamknú okolo ich topánok a pása ako mokrý cement, čo znemožňuje vlastný útek bez špecializovaných dosiek na záchranu z blata alebo helikoptér.

Aké toxické chemikálie sú vo vnútri kalu z hlušiny?¶

Presné chemické nebezpečenstvo závisí od ťaženého minerálu. Zlatá a strieborná hlušina často obsahuje toxický kyanid sodný spolu s arzénom a ortuťou. Bauxitová (hliníková) hlušina, známa ako „červené bahno“, obsahuje koncentrovaný žieravý hydroxid sodný (`lye`) s pH 11 až 13, ktoré pri kontakte spôsobuje vážne poleptanie kože a očí. Hlušina medi, železa, olova a sulfidu zinočnatého často vytvára kyslý kal (`acid mine drainage`) naplnené rozpusteným arzénom, olovom, kadmiom, ortuťou a táliom, zatiaľ čo uhoľné popolčeky obsahujú koncentrovaný arzén, chróm a selén.

Môžem urobiť riečnu alebo studničnú vodu bezpečnú na pitie po rozliatí hlušiny prevarením?¶

Nie, nikdy nesmiete piť ani variť riečnu vodu alebo vodu z plytkej studne kontaminovanú rozliatou banskou hlušinou a prevarenie vody to v skutočnosti urobí nebezpečnejším. Varenie zabíja baktérie a vírusy, ale neodstraňuje ťažké kovy, ako je arzén, olovo, ortuť, kadmium alebo šesťmocný chróm; namiesto toho, keď sa voda vyvarí ako para, koncentrácia toxických ťažkých kovov v hrnci sa zvýši, zatiaľ čo všetky prchavé chemické činidlá sa vyparia do vzduchu, ktorý dýchate. Používajte iba uzavretú balenú vodu alebo oficiálne núdzové cisterny na vodu, kým úrady nepotvrdia dodávku vody.

Čo znamená „sebazáchranná zóna“ (ZAS), ak bývam v blízkosti bane?¶

V medzinárodných bezpečnostných predpisoch pre odkalisko (ako sú tie, ktoré sú presadzované v Brazílii a podľa globálneho priemyselného štandardu pre riadenie odkalísk), zóna sebazáchrany (`Zona de Autossalvamento` alebo `ZAS`) je definovaná ako oblasť údolia do 10 kilometrov (6,2 míľ) po prúde od priehrady alebo akákoľvek oblasť, kam by bahenná vlna dorazila za menej ako 30 minút. Keďže vonkajšia pohotovostná jednotka nemôže fyzicky dosiahnuť túto zónu skôr, ako zasiahne vlna, obyvatelia a pracovníci vo vnútri ZAS sa spoliehajú na automatické sirény, okamžité celulárne vysielanie upozornení a vopred označené chodníky pre chodcov, ktoré vedú priamo hore stenami údolia k vyvýšeným miestam zhromaždenia.

Súvisiaci sprievodcovia¶

• Záplavy pri pretrhnutí ľadovcového jazera (GLOF) a evakuácia z dôvodu zlyhania priehrady
• Zosuvy pôdy, zosuvy bahna a prežitie toku trosiek
• Cement, mokrý betón, poleptanie alkalickými chemikáliami a zasiahnutie očí vápnom
• Prvá pomoc pri vdýchnutí kyanidu, sírovodíka a priemyselných plynov
• Únik chemikálií, oblaky HAZMAT a dekontaminácia

Zdroje a oficiálne pokyny¶

• Program OSN pre životné prostredie (UNEP), Medzinárodná rada pre ťažbu a kovy (ICMM) a princípy zodpovedného investovania (PRI): Globálny priemyselný štandard riadenia hlušiny (GISTM) - Požiadavka 13: Plány núdzovej pripravenosti a reakcie.
• Medzinárodná komisia pre veľké priehrady (ICOLD): Bulletin 121 & Bulletin 194: Riziko nebezpečných udalostí pre priehrady, poučenia z praktických skúseností a mapovanie záplav pri prerušení priehrad.
• Federálna agentúra pre núdzové riadenie (FEMA) a Zbor inžinierov americkej armády (USAACE, Spojené štáty americké): Federálne smernice pre bezpečnosť priehrad: núdzové akčné plánovanie pre zlyhania priehrad a hlušiny.
• Svetová zdravotnícka organizácia (WHO): Úniky chemikálií spôsobené prírodnými nebezpečnými udalosťami a technologickými katastrofami (NATECH): Zlyhania priehrady, ťažké kovy a kyanidová reakcia verejného zdravia.
• Agência Nacional de Mineração (ANM) & Defesa Civil Nacional (Brazília): Protocolos de Segurança de Barragens de Mineração, Zonas de Autossalvamento (ZAS), a Sistemas de Alerta Sonoro.