Янв 21 2001

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОЯВЛЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО СЕЛЕНА В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ В РАЙОНАХ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

Опубликовано в 11:27 в категории Экология города

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОЯВЛЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО СЕЛЕНА В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ В РАЙОНАХ РАЗВИТИЯ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКИ

В.К. Янчев*, С.П. Сулейманов*, И.К. Решетов

  • , Т.И. Углова
  • *

    * Институт геологических наук НАН Украины, г. Киев

  • Харьковский национальный университет

  • * НИПИ "Энергосталь", г. Харьков

    Основным источником селена в природе служат некоторые горные породы и почвы. В почвах он обычно находится в виде двухвалентного иона, т.е. в виде селенидов, селенитов и селенатов. Селен обнаружен практически во всех материалах земной коры. Его содержание в магматических породах редко превышает 0,05мг/кг. В осадочных породах он связан с глинистой фракцией, и поэтому наименьшие его концентрации отмечаются в песчаниках и известняках. При химическом выветривании горных пород селен легко окисляется, при этом степень окисления, как и растворимость, зависит от окислительно-восстановительного потенциала и рН среды. Селенит-ионы, образующиеся при окислительных процессах, достаточно стабильны и могут мигрировать до тех пор, пока не будут адсорбированы минеральными или органическими частицами. Именно поэтому в некоторых углях и глинистых отложениях содержание селена повышено [1].

    Селен относится к числу анионогенных микроэлементов, в геохимии которых сорбционные процессы имеют важное значение. Сорбционные соосаждения селена гидроксилами железа, глинами, карбонатами и, вероятно, органическим веществом известны из химической и геохимической литературы [2].

    Как биологически активный микроэлемент селен стал известен сравнительно недавно. Интерес к нему возник главным образом из-за его токсического действия на животных. В 1956г. Г.Медисон впервые описал "щелочную болезнь", обнаруженную у лошадей. Как было позже выяснено, заболевание животных было обусловлено избытком селена в

    кормах [3]. В периодической системе Менделеева селен расположен в IVгруппе, но его биологическая активность совершенно не похожа на активность других элементов этой группы.

    В загрязнении селеном природной среды большую роль играет вулканическая деятельность, а в последние десятилетия, в связи с интенсивным ростом энергопотребления — сжигании каменного угля и нефти, содержащих этот токсичный элемент в виде примеси. Соединения селена обладают очень высокой способностью проникать в растения и накапливаться в них, особенно в условиях щелочных почв. Посредством потребления человеком растительной и животной пищи и воды селен поступает в организм человека, поэтому важно знать содержание его в объектах окружающей среды с учетом геохимических особенностей его миграции.

    Решающим фактором распределения селена в природных водах является окислительно-восстановительный потенциал. Существуют 2 геохимических типа природных вод, содержащих повышенные концентрации селена: подземные воды с высокими (>200мВ) значениями окислительно-восстановительного потенциала (они формируются в коре выветривания и в области питания водоносных горизонтов) и подземные воды с низкими (

    Содержание селена в питьевых водах ограничивалось ГОСТ 2874-73 "Вода питьевая" на уровне не выше 0,001 мг/дм3. В последующих стандартах предельно допустимая концентрация увеличена до величины 0,01 мг/дм3. В питьевых минеральных водах ПДК селена составляет 0,05мг/дм3 (ГОСТ13273-88). Такая же величина предусмотрена ДСТУ878-93 и ГСТУ42.10-02-96 [4]. Такие концентрации считаются приемлемыми для природных не подверженных загрязнению питьевых вод. В связи с этим представляет практический интерес изучение селена в условиях техногенного влияния крупных теплоэнергетических комплексов на природные воды в пределах прилегающих к ним территорий.

    С этой целью в районах расположения Змиевской и Луганской ТЭС проводились определения содержания селена в воде реки Сев.Донец и близлежащих озер, в сточных водах и золоотвалах, прудах-охладителях, насосных оборотного водоснабжения и водах наблюдательных и эксплуатационных скважин, расположенных на различных расстояниях от источников загрязнения и каптирующих по глубине до 900м три водоносные горизонты [5,6].

    Определения проводились в соответствии с ГОСТ19413-81 флуориметрическим методом с 2,3-диаминонафталином. Метод определения основан на переведении всех возможных соединений селена в форму селенита и взаимодействии последнего с 2,3-диаминонафталином в кислой среде с образованием 4,5-бензопиазоселенола, экстрагируемого н-гексаном или циклогексаном. Это соединение при ультрафиолетовом облучении обладает желто-красной флуоресценцией, интенсивность которой измеряется флуориметром. Результаты некоторых анализов наблюдений на протяжении 1988-1992гг. приведены в таблице.

    Таблица. Содержание селена (Se, мкг /дм3) в сточных, поверхностных и подземных водах в районе Змиевской ТЭС

    Дата

    отбора проб воды

    Сточные воды

    Поверхностные воды

    Подземные воды

    (в отложениях)

    золоотвал

    р. Сев. Донец

    озеро Лиман

    озеро Лычевое

    четвертичных

    верхнемеловых

    сеноман-нижнемеловых

    08.06.89г.

    32,00

    1,10

    0,43

    3,27

    не опр.

    0,075

    0,18

    03.08.89г.

    21,40

    не опр.

    3,30

    3,60

    0,10

    не опр.

    не опр.

    20.0390г.

    25,00

    0,86

    0,05

    2,85

    0,05

    0,69

    0,16

    Примечание: "не опр." — определение элемента не производилось.

    Как следует из данных таблицы, максимальные концентрации селена — 32,0мкг/дм3 определяются в водах золоотвалов (сточные воды системы гидрозолошлакоудаления), минимальные – в водах не подверженных загрязнению водоносных горизонтов. Поверхностные воды повсеместно (в пределах влияния ТЭС) загрязнены, вплоть до воды р.Сев.Донец, где по всей вероятности, эпизодически наблюдается повышенная концентрация его — 1,10 мкг/дм3, нося техногенный характер в связи со связью с озером Лиман, где селена до 3,30мкг/дм3.

    Представляет практический интерес попадание из золоотвала, возможно, периодически по системе озер сточных вод в озеро Лычевое, где селена до 2,85-3,60мкг/дм3 . Последнее особенно настораживает, так как вдоль озера расположен линейный ряд из 5-ти эксплуатационных питьевых скважин водозабора Бишкин, каптирующих водоносный горизонт верхнемеловых отложений.

    Интенсивность загрязнения селеном пропорциональна степени подверженности влиянию ТЭС. Это подтверждается и таким фактом, что содержание в водах верхнемеловых отложений на расстоянии до 10км на юго-запад от Змиевской ТЭС (водозабор Бишкин) содержание селена составляет 0,075-0,69 мкг/дм3, а в таких же отложениях в том же направлении от ТЭС на расстоянии до 20км (с.Верхний Бишкин) в скв. 79 содержание селена 0,045мкг /дм3.

    Кроме загрязнения природных вод селеном в результате выщелачивания из золы и шлака происходит их загрязнение за счет атмосферных осадков, в которые селен попадет из дымовых выбросов. Об этом свидетельствует повышенное содержание элемента в атмосферных осадках в районе ТЭС (0,52 мкг/дм3 — в таблице не приводится).

    Аналогичные результаты получены и в результате анализа техногенной обстановки в районе Луганской ТЭС, расположенной также на левобережье р.Сев.Донец ниже по течению. Повышенные концентрации селена установлены в сточных водах золоотвала 29,65 и меньшая концентрация в водах р.Сев.Донец — 1,85 мкг/дм3. Питьевые скважины водозабора ТЭС эксплуатируют водоносный горизонт верхнемеловых отложений , где селен обнаружен только в единственной скв.4 водозабора — 0,45мкг/дм3, расположенной на расстоянии около 1км от золоотвала. В других одиночных и скважинах водозабора исследуемый токсичный элемент не обнаружен. [7].

    Сложный процесс перехода из золы и шлака соединений селена в сточные воды ТЭС угрожает в дальнейшем его попаданием в поверхностные и подземные воды, понижая их качество как вод централизованного хозяйственно-питьевого назначения. Поэтому и возникает необходимость государственного контроля содержания техногенного селена в сточных, поверхностных и подземных водах в районах развития теплоэнергетики.

    Литература

    1. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. – Микроэлементы в почвах и растениях. /М.: Мир, 1989. –440 с.

    2. Крайнов С.Р., Гудзов З.Г., Закуткин В.П., Еникеев Н.И., Прибыткова С.М. – Геохимия селена в подземных водах. /Геохимия. 1983, №3. с. 359-374.

    3. Абдулаев Г. – Достижения, проблемы, задачи. / Наука и жизнь. 1972, №12, с.84-87.

    4. Курортні ресурси України . – Київ: ЗАТ "Укрпрофздоровниця", "ТАМЕД", 1999. – 344с.

    5. Янчев В.К., Гудзенко В.В. Гидрохимические и радиоизотопные исследования процессов искусственного регулирования подземных вод. Препринт ИГН АН УССР. 79-8, К.,1979, - 56с.

    6. Решетов И.К., Углова Т.И., Янчев В.К., Сулейманов С.П. Оценка техногенной нагрузки на компоненты окружающей среды в районе Змиевской ТЭС //Проблемы сбора, переработки и утилизации отходов: Сб. научных статей. – Одесса: ОЦНТЭИ, 2000. – с. 285-288.

    7. ЯнчевВ.К., СулеймановС.П. Оценка степени загрязнения природных вод вблизи крупных теплоэнергетических комплексов/ Водные ресурсы. –1992.- №1 – с.162-165.

  • Нет пока ответов

    Комментарии закрыты.