Влияние отходов топливно-энергетической промышленности на состояние окружающей среды Северного Казахстана

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВЛИЯНИЕ ОТХОДОВ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ НА СОСТОЯНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ СЕВЕРНОГО КАЗАХСТАНА

Жапарова С.Б.

Современные масштабы воздействия на атмосферу и гидросферу, а также техногенная активизация геохимического переноса сопоставимы с геологическими процессами. Очевидно, что развитие человеческого общества невозможно без взаимодействия с окружающей средой, а, следовательно, и воздействия на природу без использования природных ресурсов. Однако степень их рационального применения в целом весьма низкая. Ежегодно используется около 10 млрд.т минеральных и почти столько же органических сырьевых продуктов [1]. Разработка и утилизация большинства важнейших полезных ископаемых в мире происходят быстрее, чем разведка их запасов. Непрерывно увеличивающийся объем отходов, образующихся при добыче ископаемого сырья и топлива, их переработке и использовании, представляет собой один из источников все большего загрязнения и захламления природной среды. Из года в год растущая масса отходов - один из главных факторов снижения качества окружающей среды и разрушения природных ландшафтов.

Основным загрязнителем окружающей среды являются топливно-энергетическая промышленность, а утилизация отходов топливно-энергетического комплекса - одна из актуальных проблем современности. В настоящее время в целом по стране утилизируется не более 5 - 10% золошлакового материала в различных отраслях строительства и промышленности [2]. Оставшееся количество хранится без использования. При этом накопление золошлаков не прекращается, а, с учётом возрастающих потребностей в электроэнергии и недостаточных темпов развития других источников её производства, можно предположить увеличение количества складируемых золошлаковых отходов.

Поэтому научное обоснование эколого-технологических положений системы обращения с отходами производства является актуальным.

При сжигании угля на тепловых электростанциях (ТЭС) образуется большое количество золошлаковых отходов (ЗШО), оказывающих негативное влияние на все компоненты окружающей природной среды. Из числа самых главных экологических проблем, возникающих при образовании и размещении ЗШО, выделяют следующие: накопление токсичных элементов в продуктах сжигания угля; расположение золошлакоотвалов (далее золоотвалов) вблизи больших городов (а нередко в черте города); поступление (выброс) токсичных микроэлементов в атмосферный воздух, загрязнение окружающей среды прилегающего района; загрязнение токсичными элементами, тяжелыми металлами поверхностных и подземных источников, земли, почвы при складировании и хранении золошлаковых материалов на золоотвале (золошлакоотвале); отчуждение больших территорий с целью строительства золоотвалов для размещения ЗШО; использование в большинстве ТЭС технологического оборудования, не отвечающего требованиям экологической безопасности; низкий процент утилизации ЗШО в качестве товарной продукции.

Целю данной работы является изучение влияние золоотвала Кокшетауской районной котельной №2 (РК-2) на состояние окружающей среды Акмолинской области.

Шлакозолоотвал расположен в северо-восточной части города Кокшетау. На рисунке 1 представлено фото золоотвала РК-2.

Рисунок 1. Фото золоотвала РК-2

Удаление золы и шлака производится гидравлическим способом. Золошлаковая пульпа по системе гидрозолоудаление (ГЗУ) поступает в багерную насосную станцию 1 подъема. Туда же поступает стоки от гидроуборки помещений топливоподачи. Далее пульпа удаляется по даум стальным трубопроводам d-200 (один резервный) в накопитель-золоотва, расположенный в 3,5 км юго-восточнее площадки котельной.

Площадь золохранилища - 20 га. Размеры по оси дамбы 372х480 м.

На рисунке 2 представлена ситуационная карта-схема расположения объектов РК-2. атмосфера геохимический экологический отход

Рисунок 2. Ситуационная карта-схема расположения объектов РК-2

Нами исследована территория золоотвала, с точки зрения загрязнения ее тяжелыми металлами (ТМ). Были изучены содержания ТМ в почве, растениях, грунтовых и сточных водах и пути их миграции.

На рисунке 3 представлена динамика накопления золошлаковых отходов в Акмолинской области.

Рисунок 3. Динамика накопления промышленных отходов по Акмолинской области, в млн. тонн.

Отбор почвенных и растительных образцов проводился по следующей методике [3]: смешанные образцы почв и листьев составлялись из 5 проб по углам пробной площадки и в ее центре. Образцы почвы были отобраны с глубины 0-20см. Почву высушивали до воздушно-сухого состояния, измельчали и просеивали через капроновое сито.

Изучение грунтовых вод проводилось лизиметри-ческим методом. Отбор лизиметрических проб выполнялся посезонно.

Содержание ТМ (Fe, Mn, Ni, Ti, Cu, Pb, Mo, V, Cr, Co) в исследованных объектах (почва, растение, грун-товые и сточные воды) определялось методом коли-чественного спектрального анализа на спектрографе ДФС-8, а также атомно-абсорбционным методом на AAS-1N. В почвах подвижные формы ТМ определя-лись в водной вытяжке.

Дымовые выбросы мазутных (и в меньшей степе-ни, газовых) РК-2 содержат значительное количество окислов серы и азота и подкисляют атмосферные осадки, поверхностные и подземные воды. Подкисление ведет к усилению выноса катионогенных элементов из поглощающего комплекса почв, что отрицательно сказывается на их плодородии и биопродуктивности ландшафта. Окислы серы и азота непосредственно оказывают негативное воздействие и на фотосинтезирующие органы растений [1]. В почвенном покрове техно-генных территорий под воздействием геохимически активных веществ происходит изменение химического состава. Оценки уровней загрязнения почв выполнены для приоритетных ТМ, содержащихся в выбросах РК-2.

Выявленные факты о локальном загрязнении почв являются основанием для проведения мониторинга за содержанием подвижной формы ТМ в почвенном по-крове.

С точки зрения оценки опасности загрязнения большое значение имеют данные о содержании в поч-вах подвижных форм соединений ТМ, так как в со-предельных средах (вода, растение и др.) в процессах миграции участвует именно активная (подвижная) часть от общего количества ТМ. Из подвижных форм выделяются водорастворимые соединения ТМ, количеством которых обусловлены не только особенности процессов почвообразования, но и их доступность для растений [4, 5].

Установление соотношения металлов, находящихся в растворенном состоянии важно для выявления механизма миграции в системе почва-растение.

Известно, что в атмотехногенных потоках основ-ная доля микроэлементов содержится в аэрозолях, которые выводятся из атмосферы вместе с осадками. Растительный покров является первым экраном на пути осаждения атмосферных выпадений. При этом, аккумуляция металлов зависит от особенностей поверхно-сти растения (опушенность листьев, наличие воскового слоя, характера шероховатости, смачиваемости и клейкости), от количества атмосферных осадков, их pH, скорости ветра, влажности воздуха и др. [5, 7].

В связи с тем, что изменения в состоянии почвенной среды под влиянием РК-2 могут оказать негативное воздействие и на биоту, проведены оценки ожидаемых изменений содержаний элементов в растительности - одного из чувствительных компонентов биосферы.

При эскплуатации РК-2 неизбежен выход вредных сточных вод, загрязняемых в процессе эксплуатации, химическими реагентами, маслами и другими загряз-нителями.

Одним из факторов взаимодействия РК-2 с водной средой является потребление воды системами технического водоснабжения, в т.ч. безвозвратное потребление воды. Основная часть расхода воды в этих системах идет на охлаждение конденсаторов паровых турбин.

Остальные потребители технической воды (системы золо - и шлакоудаления, химводоочистки, охлаждения и промывки оборудования) потребляют около 7% общего расхода воды. Именно они являются основными источ-никами примесного загрязнения.

Для выявления приоритетных токсичных металлов проведена оценка уровня загрязнения грунтовых и сточных вод. Оценка концентраций ТМ в водах выпол-нена по величине их относительной токсичной массы в соответствии с методикой и ее модификацией [6, 7].

Нами выявлено, что приоритетными загрязняющими металлами сточных вод являются Ti, Fe и Pb, на долю которых со-ответственно приходится: 29; 21 и 19% относительно токсичной массы, а в случае грунтовых вод - Ni и Fe, на долю которых соответственно приходится 41 и 28% относительно токсичной массы.

Высокое содержание ТМ в грунтовых водах, возможно, связано с их поступлением с атмосферными осадками, инфильтрационными водами и со сточными водами РК-2.

Таким образом, изучение химического состава исследуемых природных объектов на территории золоотвала Кокшетауской районной котельной №2 характеризует экологическую ситуацию, сложившуюся в результате техногенного загрязнения. Комплекс исследований, характеризующий распределение ТМ в системе почва-растение-воды, позволяет дать полную оценку загрязнения территории РК-2. Что способствует решению природоохранных задач в техноэкосистеме ТЭС и используется для анализа риска и прогноза ситуации.

Дана комплексная оценка уровня загрязнения окружающей среды отходами производства, а именно шлакоотвалов, отходов легкой промышленности и горнодобывающей промышленности

Литература

1. Жабо В.В. Охрана окружающей среды на ТЭС и АЭС. - Энергоатомиздат, М.: 1992. 126с.

2. Стырикович М.А., Внуков А.К.Экологические проблемы энергетики. - В кн.: Всесторонний анализ окружающей природной среды. Л.: Наука, 1981. 70-77 с..

3. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами./Под ред. Н.Г. Зырина С.Г. Малахова. - М.: Гидрометеоиздат, 1981. 108с.

4. Ревазян Р.Г., Воробьев О.Г. О миграции химических эле-ментов в обнаженных почвогрунтах озера Севан. /Докл. НАН Армении, т.84, N2, с.87-92.

5. Виноградов А.П. Основные закономерности распределе-ния микроэлементов между растениями и средой //В кн.: Микроэлементы в жизни растений и животных. М., 1952. с.12-18.

6. Хрусталева М.А. Тяжелые металлы в ландшафтах бассейна Можайского водохранилища. / Тяжелые металлы в окружающей среде. - М., 1980. с. 73-80.

7. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение. Новосибирск. 1991. с.18-32.

Аннотация

В статье рассматривается влияние отходов топливно-энергетической промышленности на состояние окружающей среды Северного Казахстана.

In the article influence of the fuel and energy industry waste on environmental condition of Northern Kazakhstan is considered.

Б?л ма?алада отын-энергетикалы? ?нерк?сіп ?алды?тарыны? Солт?стік ?аза?станны? ?орша?ан ортасына тигізетін ?сері ?арастырылады.

Размещено на Allbest.ru