Влияние золоотвала Троицкой ГРЭС на окружающую среду Карабалыкского района Костанайской области

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Основные определения

Введение

1. Характеристика окружающей среды района

1.1 Климатические условия

1.2 Воздушная среда

1.3 Почвы

1.4 Поверхностные и подземные воды

1.4.1 Поверхностные воды

1.4.1.1 Природные водоемы

1.4.1.2 Искусственные водоемы

1.4.2 Подземные воды

1.4.3 Растительный и животный мир

2. Характеристика золоотвала как источника загрязнения окружающей среды

2.1 Современное состояние золоотвала

2.2 Характеристика золы-уноса

3. Методы проведения мониторинга воздействия на окружающую среду

3.1 Мониторинг атмосферного воздуха

3.2 Мониторинг почв

3.3 Мониторинг поверхностный и подземных вод

3.4 Мониторинг растительного и животного мира

4. Результаты мониторинга воздействия на окружающую среду золоотвала Троицкой ГРЭС

4.1 Атмосферный воздух

4.2 Почвы

4.3 Поверхностные и подземные воды

4.3.1 Естественные водоемы

4.3.2 Искусственные водоемы

4.3.3 Подземные воды

4.4 Растительный и животный мир

Заключение

Список используемой литературы

ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Вредное (загрязняющее) вещество - химическое или биологическое вещество, либо смесь таких веществ, которые содержатся в атмосферном воздухе и в определенных концентрациях оказывают вредное воздействие на здоровье человека и окружающую природную среду;

Зола - твердое вещество, остающееся после сжигания углеродистых материалов (СТ ИСО 4225);

Зола-унос ТЭС - тонкодисперсный материал, состоящий из частичек размером от долей микрона до 0,14 мм, улавливается электрофильтрами, после чего в сухом состоянии отбирается с помощью золоотборника на производственные нужды, либо вместе с золой и шлаком отправляется на золоотвал;

Золоотвал - место складирования золошлаковых отходов ТЭС, сжигающих твердое топливо;

Микроэлемент - вещество, содержащееся в рассматриваемой среде в количестве менее 0,01% (например, ртуть, фтор, никель, хром…);

Тяжелые металлы - металлы плотностью более 8000 кг/м³, основной отличительной особенностью которых является малая растворимость их гидроксидов (например, медь, свинец..);

Загрязнение атмосферы - изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примесей;

Загрязнение атмосферного воздуха - поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха;

Фоновая концентрация загрязняющего атмосферу вещества - концентрация загрязняющего атмосферу вещества, создаваемая всеми источниками, исключая рассматриваемые (ГОСТ 17.2.1.03);

Предельно-допустимая концентрация примеси в атмосфере - максимальная концентрация примеси в атмосфере, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия, и на окружающую среду в целом (ГОСТ 17.2.1.04);

Санитарно-защитная зона (СЗЗ) - озелененная территория специального назначения, отделяющая селитебную часть города от промышленного предприятия, размеры и организация которой зависят от характера и степени вредного влияния промышленности на окружающую среду;

Предельно - допустимая концентрация вещества в воде (ПДК) -концентрация вещества в воде, выше которой вода не пригодна для одного или нескольких видов водопользования (ГОСТ 27065-86);

Разделительная дамба - дамба, разделяющая золоотвал на секции;

Экологический мониторинг - систематические наблюдения и оценка состояния окружающей среды и воздействия на нее;

ВВЕДЕНИЕ

Защита окружающей среды является важнейшей социально-экономической задачей обществ, это система государственных и общественных мер, направленных на гармоничное взаимодействие природы и человека, улучшение качества окружающей среды, рациональное использование и воспроизводство природных ресурсов.

В дипломной работе рассматривается влияние золоотвала Троицкой ГРЭС на окружающую среду Карабалыкского района Костанайской области.

Цель работы - обосновать необходимость проведения мониторинга качества компонентов окружающей среды, находящихся в зоне влияния золоотвала Троицкой ГРЭС.

Троицкая ГРЭС расположена на территории Челябинской области Российской Федерации в трех километрах от границы с Республикой Казахстан. Для получения электроэнергии на ГРЭС используется экибастузский уголь, характеризующийся высокой зольностью. По существующему соглашению между Российской Федерацией и Республикой Казахстан сброс золы Троицкой ГРЭС осуществляется в оз. Шобарколь, расположенное в 8 км к югу от границы с Челябинской областью РФ на территории Республики Казахстан.

Золоотвал занимает большую площадь - 1801,5 га. Ежегодно в золоотвал подается около 2 млн. м³ золы. Накопление золы сопровождается образованием сухих пляжей вдоль берегов золоотвала. Большие объемы пыли, сдуваемой с поверхности сухих пляжей, загрязняют атмосферный воздух. Пыль, оседая на дневную поверхность, оказывает влияние на растительный и животный мир и состояние здоровья населения. Большие объемы воды, фильтрующиеся через дно золоотвала, обусловливают подъем уровня подземных вод и изменение их качества. Подъем уровня подземных вод вызывает подтопление земель на площадях, примыкающих к золоотвалу, их заболачивание и засоление. Мониторинг воздействия проводится в случаях, когда деятельность природопользователя затрагивает чувствительные экосистемы и состояние здоровья населения и после аварийных эмиссий в окружающую среду. Поскольку золоотвал находится пределах территории, используемой в сельском хозяйстве Карабалыкского района, а выбросы пыли в атмосферный воздух происходят на протяжении всего сухого и бесснежного времени года, то проведение ежегодного мониторинга является обязательным.

Основной задачей проведения экологического мониторинга золоотвала Троицкой ГРЭС является выявление масштабов изменения качества окружающей среды (размеров области загрязнения, его интенсивности, изучение и оценка качественных и количественных изменений), происходящих в связи с эксплуатацией действующего объекта с течением времени. окружающий среда загрязнение золоотвал мониторинг

Контролируемыми сферами окружающей среды при выполнении мониторинга являются:

- атмосферный воздух

- почвы

- поверхностные и подземные воды

- растительный и животный мир.

Для написания данной работы были использованы исследования компонентов окружающей среды на территории, прилегающей к золоотвалу, проводимые в течение 2008-2010 гг. силами ТОО «Научно-производственная компания ЭкоУмит». Лабораторные исследования проводились в аккредитованных лабораториях ТОО «ИЛ СевказГРА Плюс» и областной СЭС.

Основными нормативными документами, регламентирующими проведение экологического мониторинга, являются:

· Экологический кодекс Республики Казахстан

· Правила согласования программ производственного экологического контроля и требований к отчетности по результатам производственного экологического контроля, утвержденные приказом Министра ООС Республики Казахстан №123-п от 24.04.07.

· Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения СанПин № 4630-88 и Дополнения к ним от 28. 12.90 г.; 30.06.92 г. , 05.07.94 г. и СанПин №506 от 28.06.2004 г.

· ПР РК 52.5.06-03 Правила по экологическому мониторингу; Методические рекомендации по проведению комплексных обследований и оценке загрязнения природной среды в районах, подверженных интенсивному антропогенному воздействию;

· Предельно-допустимые концентрации химических веществ в почве №3.01.056.97 утв. Главным государственным санитарным врачом РК 29.11.1997г.

Кроме указанных нормативных документов, при проведении исследования и написании данной работы были использованы следующие материалы:

· Материалы Проекта ОВОС золоотвала ОАО ОГК-2 Троицкой ГРЭС, выполненного ТОО «Геотас» г. Костанай, в 2007 году;

· Материала Отчета по теме «Исследование экологического состояния приграничных районов Казахстана для решения проблем трансграничного характера, Том 3 (Изучение влияния выбросов Троицкой ГРЭС и золоотвала Шобарколь на состояние окружающей среды), выполненного ТОО «ЭкосервисС» г. Алматы, в 2008 году.

Методологической основой исследования является метод познания и системный подход. В процессе исследования использовались такие общенаучные методы и приемы, как: анализ, сравнение, классификация, наблюдение, обобщение, прогнозирование и др.

Изучение состояния качества окружающей среды в районе размещения золоотвала на протяжении нескольких лет позволит проследить динамику изменений состояния ее компонентов, выявить причины загрязнений и разработать своевременные мероприятия по их предупреждению и устранению.

1. ХАРАКТЕРИСТИКА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РАЙОНА

1.1 Климатические условия района

Климат района - континентальный, с сухим и жарким летом, с продолжительной и холодной зимой. Среднегодовая температура воздуха изменяется от 1,4 до 4,1 ⁰С. Среднемноголетние, минимальные и максимальные месячные температуры для района приведены в таблице 1.1. Средняя продолжительность безморозного периода составляет 180-190 дней. Смена теплого периода холодным и наоборот происходит, как правило, быстро.

На равнинном Зауралье годовые суммы осадков уменьшаются с севера на юг от 500 до 300 мм. Наибольшая сумма осадков приходится на летний сезон. Зимой количество осадков резко уменьшается. В теплую половину года выпадает 75-78% годовой суммы осадков. Количество летних осадков колеблется в больших пределах. Изменчива и годовая величина осадков, она может в разные по влажности годы изменяться в три-четыре раза.

Относительная равнинность рельефа, незащищенность территории от проникновения в ее пределы воздушных масс, высокий размах колебания температур благоприятствуют ветровой деятельности. Наибольшей скорости ветер достигает зимой - более 20 м/сек, при среднегодовой скорости 5 м/сек. Преобладающим направлением ветра в течение всего года, за исключением лета, является юго-западное и южное (рисунок 1.1). Летом же преобладает северное и северо-западное направление.

Среднестатистическая дата образования устойчивого снежного покрова, по многолетним наблюдениям, приходится на 14 ноября. Сходит снег, обычно, в середине апреля. Средняя мощность его в степной зоне 24-30 см, продолжительность снегостояния в среднем составляет 150 дней, влага от снега не превышает 22% годовой суммы осадков.

Метеорологические характеристики представлены в табл. 1.1.

Метеорологические характеристики.

таблица 1.1.

Наименование характеристик	Величина
Коэффициент, зависящий от стратификации атмосферы, А	160
Коэффициент рельефа местности.	1.0
Средняя максимальная температура наружного воздуха наиболее жаркого месяца года, Т.С.	25,3
Средняя температура наиболее холодного месяца, Т.С.	-17,2
Повторяемость направлений ветра и штилей, %
Направление	Зимняя повторяемость	Летняя повторяемость	Среднегодовая повторяемость
С	8	18	12
СВ	6	12	8
В	4	9	6
ЮВ	6	7	6
Ю	22	9	16
ЮЗ	26	9	19
З	20	18	21
СЗ	8	18	12
Штиль	19	16	16
Скорость ветра, повторяемость превышения которой по многолетним данным составляет 5%, м/сек.	8.0
Среднегодовая скорость ветра, м/сек	3,7

Размещено на http://www.allbest.ru

рисунок 1.1

1.2 Воздушная среда

Совокупность погодных условий, определяющих меру способности атмосферы рассеивать выбросы вредных веществ и формировать некоторый уровень концентрации примесей в приземном слое, называется потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА). Метеорологические условия, приводящие к накоплению примесей, определяют высокий потенциал и, наоборот, условия, благоприятные для рассеивания, определяют низкий потенциал ПЗА. Казахстанским научно- исследовательским гидрометеорологическим институтом проведено районирование территории Р.К., по степени благоприятности отдельных ее районов для самоочищения атмосферы от вредных выбросов в зависимости от метеоусловий. В соответствии с этим районированием, территория Республики Казахстан, с севера на юг, поделена на пять зон с различным потенциалом загрязнения, характеризующего рассеивающую способность атмосферы. - I зона - низкий потенциал, II - умеренный, III - повышенный, IV - высокий и V - очень высокий (рисунок.1.2).

рисунок 1.2.

Район расположения золоотвала находится в зоне I с умеренным потенциалом загрязнения атмосферы, то есть климатические условия для рассеивания вредных веществ в атмосфере являются весьма благоприятными. В районе отсутствуют крупные населенные пункты и промышленные центры, уровень движения автотранспорта не высок, поэтому воздействия выбросов загрязняющих веществ от передвижных источников на качество атмосферного воздуха здесь крайне незначителен. В регионе слабо развита промышленность, поэтому воздействие на качество атмосферного воздуха от стационарных источников так же незначительное. Значительное увеличение содержаний пыли в атмосферном воздухе ежегодно отмечается в весенний и осенний период и связано с проведением сельскохозяйственных работ.

В результате пыления с пляжей золоотвала происходит выделение в атмосферу пыли неорганической с содержанием SiO2 20 - 70 %.

Объемный вес зольных сфер в 3-4 раза меньше, чем объемный вес обычной золы, поэтому их выброс в атмосферный воздух происходит при относительно небольших скоростях ветра по отношению к обычным золам. Многолетние наблюдения показывают, что интенсивный вынос микросфер с поверхности сухих пляжей происходит при скорости ветра 8-10м/сек., а интенсивный вынос тяжелых зол при скорости ветра превышающей 15м/сек.

В среднем, суммарная продолжительность ветров дующих со скоростью выше 15м/сек в летний период 17.7 часа, а со скоростью превышающей 8м/сек - 216 часов. Это соотношение показывает, что основным загрязнителем атмосферного воздуха в районе золоотвала являются плавучие золы. Основной объем обычных зол оседает в пределах СЗЗ. Микросферы зафиксированы в почвах на расстоянии 5-7 км от основания золоотвала.

1.3 Почвы

Золоотвал Троицкой ГРЭС располагается на территории Верхнее-Тогузакского колочно-степного почвенного района, в северо-западной части Костанайской области, в пределах Карабалыкского района (рисунок 1.3.1.). Поверхность представляет наклонную абразионную равнину Зауралья со слабоволнистым рельефом. Для района, особенно его западной части, характерны близкое подстилание коренных пород, местами выходы их на поверхность, и широкое развитие западин. По степным западинам распространены березово-осиновые колки, реже - осоковые болота и ивняки.

По условиям почвообразования территория Новотроицкого сельского округа находится в подзоне обыкновенных черноземов. Почвообразующие породы представлены верхнечетвертичными и современными отложениями суглинистого и супесчаного состава озерно-аллювиального происхождения. На глубине 3 - 5 м они подстилаются маломощными водоупорными глинами, часто засоленными. При отсутствии антропогенного вмешательства грунтовые воды экранируются глинами и не оказывают влияния на процессы почвообразования.

В северной части района распространены обыкновенные и солонцеватые среднегумусные черноземы тяжелосуглинистого и глинистого механического состава (рисунок 1.3.2). Эти почвы занимают обширные межколковые пространства. В местах сближения колков встречаются лугово-черноземные почвы, вокруг колков бордюр из комплексов черноземов солонцеватых с солонцами.

По многочисленным мелким, часто заболоченным западинам, развиваются луговые и лугово-болотные почвы, под колками-солоди. Вокруг крупных озер имеется узкая кайма солончаков. В южной части распространены легкосуглинистые и супесчаные среднегумусные черноземы, приуроченные к повышенным водораздельным пространствам. На плоских недренированных участках распространены солонцеватые черноземы. Комплексность здесь выражена слабее и приурочена в основном к приколковым участкам. Это район развитого земледелия. В настоящее время его территория в значительной степени распахана. Комплексные участки с большим количеством солонцов и засоленные почвы используются как пастбища и сенокосы, но при коренных улучшениях некоторые участки могут быть распаханы под зерновые культуры.

Основным источником загрязнения почв в районе золоотвала является пыль, выбрасываемая в атмосферный воздуха с поверхности сухих пляжей и осаждающаяся на поверхность. Наибольшие объемы пыли выбрасываются в атмосферный воздух в летний период. В весеннее - осенний период из-за обилия осадков и относительно низких температур поверхности пляжей золоотвала увлажнены, что препятствует пылевыделению. В зимний период объемы выбросов пыли уменьшаются, так как поверхности пляжей золоотвала перекрыты снегом. Выбросы пыли в этот период связаны в основном с небольшими открытыми участками, образованными за счет выдувания снега сильными ветрами.

В зимний период, в соответствии с розой ветров, основной объем пыли переносится в северо-восточном направлении. Сильные ветры способствуют переносу пыли на большие расстояния и высокому рассеиванию. В летний период основной объем пыли переносится в юго-западном и западном направлении. Слабые ветры обусловливают, относительно к зимнему периоду, низкое рассеивание и перенос пыли на небольшие расстояния. Основные объемы пыли составляют золы-уноса.

В летний период пыль осаждается на поверхность почв, а в зимний - на поверхность снегового покрова. Наиболее интенсивно загрязнения происходит на площади санитарно-защитной зоны, так как здесь осаждается основной объем золы-уноса, содержащей тяжелые металлы в более высоких концентрациях, чем микросферы. Зольные микросферы переносятся на большие расстояния. По данным мониторинга проведенного в 2002 году в почвах зафиксированы зольные микросферы на расстоянии 5 км. от границы золоотвала.

1.4 Поверхностные и подземные воды

1.4.1 Поверхностные воды

1.4.1.1 Природные водоемы

Озеро Шобарколь размещается в долине субмеридианального простирания. Протяженность долины с юга на север около 35 км, при ширине до 8 км. Верховье располагается на юге, в 7 км к северу от р.Тогузак. Северная часть долины сливается с долиной р.Уй. Высотные отметки на юге 230м, на севере - 200 м. К долине приурочено три озера: Белокаменное, Сасыкколь и Шобарколь (рисунок 1.4.1.). Глубина озер 1,5 - 2,5 м. До сооружения золоотвала озера представляли единую водную систему и в весенний период соединялись протоками. Паводковые воды сбрасывались через протоки и аккумулировались в бессточном озере Шобарколь.

Протяженность протоки соединяющей оз. Сасыкколь и Шобарколь около 6 км. Водоток происходит только в паводковый период. В летний период сохраняются отдельные плесы, вытянутые цепочкой между озерами. Длина плесов 30 - 100м, ширина 5 - 20м, глубина не превышает 1.5м. Берега плесов и промежутки между ними густо поросли камышом, осокой и мелким кустарником. Минерализация воды в летний период высокая.

Исток р. Каерак располагается в 1.5км к северу от оз. Шобарколь. Протяженность речки до впадения в р. Уй 22 км. В гидрологическом отношении р. Каерак имеет следующие характеристики и природные особенности. Долина слабо развита. Ширина долины 150 - 400 м. Склоны крутые. Пойма сложена аллювиальными отложениями, ширина поймы 20 - 150м. Русло хорошо разработано, глубина вреза местами достигает 2.5 метров. Русло в летний период представляет собой чередование плесов с перекатами. Длина плесов до 400м, ширина 10-40м, местами до 80м, глубина до 3м. Небольшие мелкие плесы почти полностью зарастают камышом и осокой. Дно на сухих участках песчано-галечное. Местами дно сложено каменистой опокой. Сухие участки русла имеют протяженность до 0.2 км. Течение воды между плесами в засушливый период происходит по подземному аллювиальному горизонту. Средняя скорость течения воды в р. Каерак не превышает 0.015 м/с, что обусловлено пологим наклоном равнины.

Замерзание реки происходит в октябре - ноябре. Средняя продолжительность ледостава 165 суток. Толщина льда колеблется от 1 до 1.5м. В зимний период температура воды +2 - +4 градуса, в летний период на мелководье температура достигает +18 - + 25 градусов.

Наличие шуги в объемах, влияющих на гидросооружения, и заторов, влияющих на ледоход на р. Каерак и Уй, не отмечается. Отсутствуют и нагонные явления.

В весеннее половодье интенсивно проявлена линейная и боковая эрозия. Линейная эрозия выражается в подмыве и разрушению берегов и накоплению и перераспределению аллювиальных осадков. Местами происходит, перемыв пойменных песчано-галечниковых отложений и образование небольших отмелей и кос. Боковая и донная эрозия наблюдается по системе логов, балок и оврагов, спускающихся к реке и озерным впадинам, что приводит к углублению русел и росту оврагов. В местах впадения в реку и озера весенних паводковых вод образуются конусы выноса обломочного материала.

Расчистка русла р. Каерак предусмотрена «Рабочим проектом на сооружение нагорной канавы на золоотвале ОАО «ОГК-2 Троицкая ГРЭС», расположенном в Карабалыкском районе Костанайской области».

1.4.1.2 Искусственные водоемы

В результате сооружения золоотвала и его эксплуатации образованы антропогенные водоемы: пруды в рабочих секциях 2 и 3, плесы в нагорной канаве и пруд, примыкающий к дамбе золоотвала с восточной и южной стороны.

Пруд второй секции расположен у восточной дамбы и занимает площадь около 30 га. Площадь пруда в третьей секции около 300 га. Средняя глубина 2,6м. Вода в прудах пресная, по химическому составу соответствует воде в р. Уй.

Нагорная канава проходит с западной стороны золоотвала вдоль дамбы, ограждающей 1-ую секцию с внешней стороны. В летний период прослеживается цепочкой открытых плесов, промежутки между которыми поросли камышом, осокой и ивой. Высота зеркала воды в нагорной канаве в летний период колеблется в пределах высотных отметок 204, 2 - 205м.

До строительства золоотвала талые воды, приходящие с юга и водосборной площади озера Шобарколь, аккумулировались в озере. Максимальный уровень воды в озере достигал высотной отметки 204,5м. После строительства золоотвала талые воды, приходящие с юга и с западной водозаборной площади, накапливаются в нагорной канаве и по подземным водоносным горизонтам сбрасываются в долину р. Каерак. Нагорная канава пройдена по заболоченной площади и в настоящее время, кроме отвода паводковых вод, играет мелиоративную роль.

До сооружения золоотвала площадь около 400 га, примыкающая в северо-восточной части оз. Шобарколь, была частично заболочена. Небольшие открытые плесы располагались на расстоянии 150-400м от береговой линии озера. Уровень воды в плесах на 0.5-1.3м превышал уровень воды в озере. Питание осуществлялось за счет выхода подземных вод на поверхность. Сток воды с заболоченной площади в оз. Шобарколь происходил круглогодично. После сооружения золоотвала сток воды в озеро перекрыт дамбой. В результате вдоль основания дамбы, ограждающей вторую и третью секции, образован водоем, условно названный Восточным. Образование Восточного водоема вызвано двумя причинами: выходом грунтовых вод на поверхность и накоплением талых вод в весенний период.

Весной в южной части золоотвала Восточный водоем соединяется с нагорной канавой. В летний он отделен от нее узким (50-60м) перешейком. Ширина водоема в весенний период 200 - 400м - в южной части и до 1550м - в северной. Площадь водоема колеблется в широких пределах от 400 до 600 га, составляя в среднем 500га. Глубина до 2.6 м у основания дамбы. Средняя глубина не превышает 1.5м. В июне 2008 года зеркало воды в водоеме находилось на отметке 204.1м, что ниже на 0.5м, чем в нагорной канаве и на 0.3м, чем в секции 2. В третьей секции уровень воды на 1.0 - 1.2м ниже, чем в восточном водоеме. Из Восточного водоема вода сбрасывается по трубам в третью секцию, часть фильтруется в нее через дамбу. Из третьей секции забирается ежегодно около 20млн куб.м. осветленной воды, что обеспечивает непрерывный водоток в оборотной системе ГРЭС - пульпопровод - вторая секция - Восточный водоем - третья секция - водовод - ГРЭС. Подъем уровня воды во внешнем водоеме вызывает водную эрозию берегов.

1.4.2 Подземные воды

В районе золоотвала выделяется два крупных водоносных горизонта: водоносный горизонт олигоценовых песков, с незначительным развитием эоценовых отложений, и палеозойский водоносный комплекс.

Водоносный горизонт олигоценовых песков и эоценовых отложений представлен глауконито-кварцевыми песками и песчаниками, которые по разрезу сменяются опоками и глинами. Коэффициенты фильтрации песков варьируют в пределах от 0,2 до 15,5 м/сут, глин и опок - от 0,01 до 2 м/сут.

Палеозойский водоносный комплекс содержит подземные воды трещинного типа нескольких стратиграфических подразделений, представленных осадочно-эффузивными породами от кембрия до карбона.

Направление потока подземных вод с юга на север. Золоотвал оказывает влияние на уровень подземных вод первого водоносного горизонта и их качество.

В долине озера Шобарколь грунтовые воды располагаются на небольшой глубине и контактируют с поверхностными водами. Вмещающими породами являются опоки и коры выветривания фундамента. По периферии долины опоки слагают невысокие гряды с высотными отметками 225 - 228 м. В летний период уровень воды в озере Шобарколь до строительства золоотвала 201,8 м. Верхняя часть толщи опок представлена слоистыми породами: глинистыми опоками, каменистыми опоками с прослоями, линзами и гнездами песков и гравелитов. Кровля толщи перекрыта суглинками мощностью от 0,5 до 4 метров. Нижняя часть толщи сложена каменистыми опоками, которые залегают на корах выветривания фундамента. Вся толща водоносна и по данным гидрогеологических исследований представляет единый водоносный горизонт. Наиболее водонасыщенными являются каменистые опоки. Мощность горизонта опок - 15 - 25 м.

Анализ результатов гидрогеологических работ, проведенных в 1980 году в районе озера Шобарколь при оценке участка Станционного, показывает зависимость качества подземных вод от рельефа местности. Для Казахстана эта зависимость была охарактеризована Е.Е.Беляковой в 1970г. Для приподнятых в рельефе участков характерны неметаморфизованные воды. По мере удаления от приподнятых областей при движении грунтовых вод к базисам эрозии растет и степень минерализации. В скважинах, пробуренных при оценке участка Станционный в начальный период эксплуатации золоотвала (1980 г.) на поднятиях, уровень минерализации не превышал 600 мг/л, воды гидрокарбонатные. В скважинах, располагающихся в долине озера Шобарколь, воды сульфатно-хлоридные, с уровнем минерализации выше 5000 мг/л.

В северо-восточной части золоотвала на возвышенности пресная вода сбрасывается в долину озера Шобарколь и питает Восточный водоем.

1.4.3 Растительный и животный мир

До начала освоения целинных и залежных земель зональная растительность была представлена разнотравно - красноватыми степями на черноземах обыкновенных, а также ковыльно-типчаковыми и полынно - типчаковыми сообществами на солонцах.

В настоящее время территория подвергается антропогенным воздействиям, в основном это сельскохозяйственное использование. Участки, прилегающие к золоотвалу, а также относительно пониженные элементы рельефа, заболочены. Здесь формируются тростниковые, осоковые, часто с участием вейника, пырея сообщества. На относительно более повышенных участках формируются разнотравно - злаковые луга (пырей ползучий, мятлик луговой, вейник наземный, полыни австрийская и эстрагон, молочай, люцерна и др.).

На тех частях территории, где влияние дополнительного увлажнения не столь заметно, сохранились зональные сообщества. Это типчаково-ковыльные, типчаково-полынные с тонконогом и разнотравьем, а также сорно-травные сообщества.

Не обрабатывающиеся распаханные территории находятся под залежами. Здесь формируется бурьянистое разнотравье (полыни Сиверса и обыкновенная, сурепка, осот, вьюнок). Целинная растительность сохранилась лишь на узких пространствах. Она имеет незначительное распространение и представлена ковыльно-типчаковыми сообществами с участием тонконога, житняка и бедного степного разнотравья.

Животный мир типичен для степной зоны Северного Казахстана. Основное ядро населения животных образуют лугово-степные зеленоядные виды, питающиеся, преимущественно, разнотравьем и широколистными злаками. Это - прямокрылые насекомые и грызуны.

Из птиц наиболее многочисленны полевые жаворонки, воробьи, синицы, стрижи, кулики. Все они питаются смешанной пищей и в большом количестве поедают семена и побеги растений. С обилием массовых насекомых и грызунов связана довольно высокая численность хищников, среди которых наиболее обычны лисица, корсак, степной хорь, реже волк, из птиц - луговые и степные луни, чайка, реже беркут

Довольно часто на открытых местах встречается ящерица прыткая, ужи, реже змеи. В летний период на водоемах гнездится перелетная птица: лысухи, утки, гуси, лебеди, журавли, цапли последние в 2009 году появились в больших количествах, возможно связано это с обилием в этом районе основного их корма озерной лягушки. В речках водится чебак, лещ, линь, пескарь, окунь, щука. В озерах - карась. В рабочих секциях золоотвала и нагорной канаве - сазан и карп.

Флоры, занесенной в Красную книгу, в районе золоотвала не встречено. Из фауны в Красную книгу занесены: корсак, беркут, серый журавль, лебедь.

Негативное воздействие на растительный и животный мир золоотвал оказывает при загрязнении почв и поверхностных водоемов.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛООТВАЛА КАК ИСТОЧНИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

2.1 Современное состояние золоотвала

По характеру рельефа район представляет собой аккумулятивно-денудационную, волнистую равнину с абсолютными отметками от 202м во впадине оз. Шобарколь, до 216 м - на возвышенностях. Относительные превышения высот над окружающей их равниной колеблются в пределах 5-10 м Общий наклон дневной поверхности района на северо-восток.

Золоотвал создан на базе озера Шобарколь и введен в эксплуатацию в 1980 году. Озеро имеет округлую в плане форму диаметром 4,5 км. Берега его обвалованы. Высота вала составляет 2.6 - 5 метров при ширине по основанию от 15 до 22.2 метров, в зависимости от высоты дамбы. Озеро разделено дамбами на три секции. В результате водной эрозии откосы дамб размываются и происходит просадка гребня, поэтому ежегодно проводятся работы по восстановлению дамб до проектных параметров. Состояние дамб удовлетворительное.

Первая секция отработана и законсервирована (556.5га). В настоящее время ведется техническая рекультивация по проекту, разработанному в 2009 году. Вторая секция заполнена золой на 99%. Площадь второй секции, включая дамбы 657,1га. Полезная площадь 651,4га. Складирование золы производится во вторую и третью секции. Площадь третьей секции, включая дамбы 583,4га. Полезная площадь 578.7га. Общая площадь золоотвала, включая дамбы, 1801.9га.

На 2-й секции проводится техническая рекультивация. Для рекультивации используются глинистые опоки и суглинки, добываемые из карьера, расположенного в 2,2 км к востоку от золоотвала. Третья секция на 50% заполнена водой. Средняя глубина пруда около 2,5 м. Береговая линия поросла камышом и мелким кустарником. В 2007 - 2010 году в юго-западной части секции образовался золовый пляж площадью от 120 до 150 га, в зависимости от колебания уровня воды в пруде 3-ей секции.

Согласно Санитарно - Эпидемиологическим правилам и нормам «Санитарно-Эпидемиологические требования проектирования производственных объектов от 17. 08. 2005 г. № 3792, по разделу Санитарная классификация производственных и других объектов и минимальные размеры СЗЗ» действующим на территории Республики Казахстан, размеры нормативных санитарно-защитных зон (СЗЗ) золоотвалов ТЭС - 500м;

2.2 Характеристика золы-уноса

Транспортирование золы-уноса осуществляется посредством гидротранспорта по пульпопроводу протяженностью 22км, состоящему из четырех ниток стальных труб. Три из них имеют диаметр 700 мм, одна - 800мм. Соотношение вода: зола в пульпе составляет 10:1. Проектный суммарный годовой объем поставляемой золы - 3600 тыс.т/год, фактический - 1200 - 1500 тыс.т. В настоящее время объем заскладированного материала оценивается 63 774 651 тонн. Доля золы составляет 92,97%, шлака - 2,01%

В составе золы-уноса присутствуют две фракции: тяжелая, тонущая в воде (97-98%) и легкая - плавающая (2-3%). Тяжелые золы имеют серый цвет и представлены мелкозернистым материалом, иногда с мелкими обломками углистых шлаков. Плавающие золы имеют светлый серебристый цвет и представлены зольными микросферами, которые являются летучей и плавучей частями золошлаковых отходов. На поверхности воды плавающие золы образуют пленку, которая перемещается в зависимости от направления ветра и скапливается у берегов. Толщина пленки на поверхности воды на подветренной стороне достигает 15 см. Часть береговых пляжей с поверхности почти полностью сложены плавучими золами, мощность которых достигает 25 см. В летний период проводится сбор и вывоз микросфер, что значительно снижает объем выбросов золы в атмосферный воздух.

Золы-уноса по гранулометрическому составу однородны и представлены преимущественно частицами размером 0,05 - 0,01 мм. Наиболее однородны зольные сферы, размер которых не превышает 0.03мм. Объемный вес плавучих зол 0.3-0.5г/куб.см., тяжелых - 1.1-1.3г/куб.см. Средний объемный вес золы-уноса 1.18г. куб/см.

Минералогический, рентгеноспектральный, спектральный и анализ радиационной безопасности выполнялись Учреждением «Центр Эколимит» РК в ТОО ПИЦ «Геоаналитика» и представлены в таблицах 2.1.-2.4.

Результаты минералогического анализа

Таблица 2.1

Минералы	Содержание, %
	Зола-уноса	Микросферы
Аморфная стеклофаза	83.1	71.98
Кварц	5	15
Муллит	3	10
Кальцит	2.25	1.7
Полугидрат кальция	2.09	0.23
Карналлит	1.4	0.01
Галит	0.21	0.11
Изменённые полевые шпаты	1	0.5
Остатки угля	1.66	ед. зн.
Барит	0.1	0.14
Циркон	0,08	0.04
Амфибол, пироксен	Ед.зн.	ед. зн.
Эпидот, цоизит	-	-
Слюда	-	-
Пирит	-	-
Гидроокислы железа	-	-
Магнитит	0,2	0.2
Итого :	99,89	99.91

Содержание стронция - 0,06 %, ванадия - 0,015 % .Они в виде примеси присутствуют в стеклофазе.

В золе-уноса главными породообразующими минералами являются: аморфная стеклофаза (83.10%), кварц (5 % ), муллит (3% ), кальцит (2.25%), полевые шпаты (0,5 % ), полугидрат кальция (2.09% ), карналлит (1.4% ), остатки угля (1.66 %). В десятых долях процента содержатся: галит 0,21 %), барит (0.1 %). В плавающей фракции увеличивается содержание кварца и муллита за счет уменьшения содержаний других минералов.

Основу золы-уноса Троицкой ГРЭС составляют оксиды кремния (60.49%), алюминия (24.4%), железа(.4.32%), кальция (3.09% ), титана (1.14 % ), что составляет 93.44% от суммы всех компонентов данной пробы. В плавающих золах по отношению к золам-уноса увеличены содержания оксидов алюминия, кварца, фосфора и калия за счет уменьшения содержаний оксидов натрия, магния, кальция, марганца, железа и серы.

Результаты анализа радиационной опасности.

Таблица 2.3

Тип золы	Допустимые уровни, Бк/кг	Действительные значения уровня, Бк/кг
Зола-уноса	до 300	105.5
Микросферы	до 300	103.6

По радионуклеидному составу исследований золы-уноса и плавающая фракция Троицкой ГРЭС не превышают уровней, установленных п.175 СанПиНа «Санитарно-гигиенические требования по обеспечению радиационной безопасности» и относятся к первому классу радиационной опасности. Материал может применяться в любом виде строительства и использоваться в хозяйственной деятельности без ограничения.

В таблице 2.4 приведены данные спектрального анализа золы-уноса и плавающей фракции, проведенных в ТОО «Эколимит» в 2005 году, и ТОО «Севказгра Плюс» при выполнении производственного экологического мониторинга, выполненного ТОО «Геотас» в 2002-2007 году. Фоновые содержания в почвах района озера Шобарколь приняты по данным производственного экологического мониторинга.

Результаты спектрального анализа.

таблица 2.4

Элемент	Содержание, мг/кг	Фоновые содержания в почвах	Кларк в почвах	ПДК элемента в почвах, Мг/кг
	«Эколимит»	«СевКазГра»
	з.унос	Сферы	З.унос	сферы
						I	II	III	IV
Sr	600	600	216	350	130	300	380	-	-
Co	10	10	20	10	14	10	13	-	-
Zn	60	40	100	115	63	50	84	110	220
Y	40	30	20	40	20	-	50	-	-
Cu	40	50	100	115	25	20	30	23	132
Mo	2	1.5	2,3	3	1.1	2	2	-	-
Ni	20	20	26,7	10	35	40	110	-	80
V	150	100	200	110	70	100	150	150	150
Mn	600	300	1667	500	630	850	850	1500	1500
Pb	20	10	1,6	10	12	10	40	32	130
Cr	30	25	13,3	25	62	20	-	-	-
Be	4	4	1,3	2	1.8	6	6	-	-
Ga	15	10	23,3	17.5	12	-	23	-	-
As	20	<0.2	<5	-	-	5	12	2	10
P	800	3000	733	1750	450	800	730	-	-

* I по Д.П. Малюга (1963); II по Л.Н. Овчинникову (1990).

* III - ПДК РК, IV - ПДК, ОДК РФ.

При выполнении спектрального анализа в золах-уноса и в микросферах не обнаружены такие элементы как: Li, Bi, W, Au, Hg, Tl ( 0.0005 ), Ta, In, Yb, U, La ( 0.02 ), Ce, Gd, Hf, Cd (в скобках приведены пределы их обнаружения). По данным мониторинга, проведенного в 2002 году в золе-уноса и микросферах содержание ртути составляет 0.02 мг/кг, что в 100 раз ниже ПДК (2.1мг/кг) почв.

В золе-уноса, по сравнению с местным геохимическим фоном, в повышенных концентрациях содержаться марганец, медь, ванадий, стронций, молибден, фосфор, мышьяк. Эти элементы составляют основную ассоциативную группу металлов загрязняющих окружающую среду. В пониженных концентрациях - хром и никель. ПДК почв превышают содержания меди, марганца и мышьяка, остальные элементы обнаружены в количестве либо близком к ПДК_, либо меньше, чем ПДК _. В плавающих золах по отношению к золе-уноса в повышенных концентрациях содержатся медь и фосфор, в пониженных ванадий и марганец. Мышьяк не обнаружен. Содержания марганца и ванадия не превышают местный геохимический фон.

Повышенные концентрации мышьяка зафиксированы в золах-уноса лабораторией ТОО «Эколимит» в количестве 20 мг/кг, что соответствует пределу чувствительности на мышьяк (0.002%) в этой лаборатории. Чувствительность анализа на мышьяк в лаборатории «Севказгра Плюс» 0.005%, поэтому ни в золах-уноса ни в почвах этой лабораторией он не обнаружен. ПДК мышьяка в почвах принятые в РК 2 мг/кг, что соответствует официально утвержденным ПДК при СССР по состоянию на 01.01.91 (Госкомприрода СССР 02-2333 от 10.12.90). В этом документе отмечено, что по транслокационному показателю вредности, лимитирующему переход элемента из почв в растения, ПДК мышьяка в почвах явно занижено, так как среднее фоновое содержание этого элемента в почвах составляет 6 мг/кг. По Л.Н. Овчинникову (1990), среднее содержание мышьяка в почвах достигает 12 мг/кг. По обще-санитарному показателю вредности, лимитирующему самоочищающую способность почв и почвенный микробиоценоз, ПДК мышьяка в почвах - 10мг/кг. По водно-миграционному показателю вредности, лимитирующему переход элемента из почв в воду, ПДК мышьяка в почвах - 15мг/кг. В РФ с 1995года установлены ОДК мышьяка для различных видов почв. В нейтральных почвах, сложенных суглинками ПДК - 10 мг/кг. В районе золоотвала Троицкой ГРЭС почвы нейтральны и сложены суглинками. Однако, не зависимо от принятой величины ПДК, необходимо принять, что зола-уноса Троицкой ГРЭС загрязнена мышьяком и превышает ПДК почв не менее чем в 2 раза.

Содержание подвижных форм меди, кобальта и никеля в золе-уноса превышают местный геохимический фон, но значительно ниже ПДК. В плавающей фракции концентрации подвижных форм никеля, кобальта значительно выше, но так же не превышают ПДК. Содержания меди незначительно превышают ПДК табл. 2.5

Содержание подвижных форм элементов.

Таблица 2.5

Элементы	Cr	Co	Ni	Cu	P	Hg
Содержания в золах-уноса	0.57	0.66	0.99	3.8	< 0,25	<0,01
Содержания в микросферах	< 1	2.2	0.8	3.5	< 0,25	<0,01
Фоновые содержания	0.1	0.12	0.15	0.07	< 0,25	<0,01
ПДК	6.0	5.0	4.0	3.0	-	-

Ориентировочно степень влияния каждого элемента, входящего в ассоциативную группу загрязняющих веществ, на почвы, растительный мир, поверхностные и подземные воды можно определить исходя из их концентраций в золах-уноса и допустимых уровней содержаний (ДСУ) по показателям вредности: транслокационному, общесанитарному и миграционно-водному табл. 2.6

Допустимые уровни содержаний по показателям вредности.

Таблица 2.6

Виды золы	Элементы
	Mn	V	As	Co	Ni	Cu
	валовые содержания	подвижные формы
	Лаборатория «Эколимит»
Золы-уноса	600	150	20	-	-	-
Микросферы	300	100	-	-	-	-
	Лаборатория «СевКазГрас»
Золы-уноса	2125	143	-	1.5	0.44	0.7
Микросферы	500	110	-	2.2	0.8	3.5
Допустимые уровни содержаний
транслокационные	3500	170	2	25	6,7	3,5
общесанитарные	1500	150	10	5	4,0	3,0
миграционно-водные	1500	350	15	12	14	72

На фосфор и стронций, входящих в ассоциативную группу загрязняющих веществ, допустимые уровни содержаний элементов в почвах не определены.

При интенсивном загрязнении почв золами по лимитирующему транслокационному показателю наибольшее влияние на растительный мир оказывают, в порядке убывания, мышьяк, медь ванадий. По лимитирующему общесанитарному показателю влияние на самоочищающую способность почв и микробиоценоз - мышьяк, медь, ванадий, марганец. По лимитирующему миграционо-водному - переход элементов из золы в воду в порядке мышьяк, марганец, ванадий.

3. МЕТОДЫ ПРОВЕДЕНИЯ МОНИТОРИНГА ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

3.1 Мониторинг атмосферного воздуха

Экологический мониторинг воздействия на атмосферный воздух осуществляется методом опробования атмосферного воздуха в 6-ти пунктах, расположенных на границе СЗЗ. Основным загрязняющим веществом является пыль неорганическая с содержанием SiO₂ более 20 %. Максимально разовые ПДК 0,3 мг/м³, среднесуточные - 0,1 мг/м³.

Полевые наблюдения за состоянием атмосферного воздуха проводятся с использованием электрохимических газоанализаторов.

Три пункта опробования располагаются на наветренной стороне, три - на подветренной (рисунок 3.1.1.).

Местоположение пунктов отбора атмосферного воздуха корректируется в зависимости от направления ветра. Привязка на планы осуществляется в момент опробования. Все замеры воздуха на границе СЗЗ выполняются за один день. Замеры сопровождаются метеорологическими наблюдениями. Количество разовых замеров в каждом пункте - 3. Отбор проб воздуха осуществляется на наветренной и подветренной стороне, при скорости ветра 4-6 м/сек, не ранее чем через трое суток после выпадения осадков.

Все исследования проводятся аккредитованной лабораторией СЭС Костанайской области.

3.2 Мониторинг почв

Оценка воздействия на почвы осуществлялась геохимическим опробованием почв в контрольных пунктах, расположенных на СЗЗ и двум профилям (рисунок 3.1.1.), ориентированным на юг и юго-восток от наиболее пылящей второй секции. Количество пунктов опробования на СЗЗ - 16. Расстояние между пунктами около 2-х км. На профилях пункты опробования располагаются на расстоянии 100, 200, 300, 500, 1000, 2000, 3000, 4000м от основания золоотвала. Всего 16 групповых проб. В каждом пункте наблюдений отбирались по 5 точечных геохимических проб конвертным способом: из углов и центральной части квадрата площадью 25м². Опробование проводилось из поверхностного слоя глубиной 0 - 10 см. Вес проб 350 - 400 гр. Точечные пробы объединялись в 1 групповую пробу весом около 1 кг. При формировании групповых проб материал просеивался через сито сечением 0,1см. Из этого же материала отбирались пробы на водные вытяжки. Отбор проб сопровождался геологическое описание почв и кратким описанием рельефа местности в журналах документации.

Кроме почв проводится геохимическое опробование грунтов (6 проб) и золы (6 проб) на 1-ой и 2-ой секциях. Местоположение пунктов опробования показано на карте.

Спектральные анализы почв и химические анализы водных вытяжек проводились в аккредитованной лаборатории «Севказгра». Категория загрязнения почв определяется суммарным коэффициентом загрязнения, определяемым по формуле:

где С₁ - содержание элемента в пробе.

С_ф - фоновые концентрации

n - количество элементов, вошедших в подсчет.

Степень загрязненности почв металлами в зависимости от величины суммарного коэффициента загрязненности подразделяются на: допустимую (менее 16), умеренно-опасную (16 - 32), опасную (32 - 128) и чрезвычайно-опасную (более 128).

3.3 Мониторинг подземных и поверхностных вод

Поверхностные воды опробуются на оборудованных для этой цели пунктах на расстоянии не менее 2-х м от берега водоема с глубины 0.1 - 0.3м. Опробование проводится в сухую безветренную погоду. Отбор проб проведен 1 раз в год в следующих пунктах (рисунок 3.1.1.)

В - 6 из протоки подходящей к золоотвалу с южной стороны (фон)

В - 7 из р. Каерак

В - 8 из нагорной канавы

В - 9 из третьей секции

В - 10 из второй секции

В - 11 из восточного водоема.

Подземные воды опробуются из наблюдательных и дренажных скважин. Наблюдательные скважины оборудованы фильтрами в первом от поверхности эоцен - меловом горизонте, и служат только для целей отслеживания изменения качества воды в этом горизонте. Скважины располагаются на границе СЗЗ.

С - 5 в южной части золоотвала (фон).

С-1, С-3 в северной части золоотвала ниже по направлению потока подземных вод. Скважина С-2 в 2010 году не опробовалась, т.к. была разрушена при проведении сельскохозяйственных работ. С - 4 в восточной части золоотвала.

Перед отбором гидрогеохимических проб из наблюдательных скважин в обязательном порядке проводится откачка застойных вод. Время откачки зависит от притока воды в скважину и ее глубины. Замена застойных вод свежими должна произойти не менее 3-х раз. В мелких скважинах с небольшим водопритоком откачка может проводиться желонкой вручную. В глубоких скважинах с большим водопритоком откачка проводится насосными установками. Кроме этого, в случае загрязнения скважины с поверхности, необходимо провести ее промывку с помощью насосов, установленных на буровых установках. Гидрогеохимические пробы отбираются после восстановления в наблюдательных скважинах статического уровня воды.

Из наблюдательных скважин пробы отбираются специальным стаканом, закрепленным на мерном шнуре.

Гидрогеохимические пробы подвергаются следующим видам анализов:

- общий анализ воды: Рн, сухой остаток, минерализация, азот аммонийный, жесткость, нефтепродукты, магний, кальций, нитриты, нитраты, хлориды, фосфаты, сульфаты, железо общее.

- анализ на тяжелые металлы: медь, никель, хром, кобальт, молибден, мышьяк, свинец, цинк, марганец, кадмий, ванадий.

Пробы на общий анализ воды отбираются в полиэтиленовые бутылки емкостью 1.5л. Пробы на определение содержаний тяжелых металлов отбираются в две полиэтиленовых бутылки емкостью по 1.5 литра и консервируются азотной или соляной кислотой в зависимости от определяемой группы металлов. Пробы на определение содержаний нефтепродуктов отбираются в стеклянную затемненную посуду емкостью 0.5л и консервируются охлаждением до температуры 5-6⁰. Вся посуда перед отбором проб должна тщательно промываться. В момент отбора споласкиваться водой предназначенной для опробования.

Химические анализы выполняются аккредитованной лабораторией «СЕВКАЗГРА ПЛЮС».

3.4 Мониторинг растительного и животного мира

Воздействие производства на растительный и животный мир определяется косвенным методом с использованием суммар...