Мар 24 2001

ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

Опубликовано в 19:51 в категории Утилизация отходов

ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

К РАЗМЕЩЕНИЮ ПОРОДНЫХ ОТВАЛОВ

И ОЦЕНКА ИХ ОПАСНОСТИ

А.Б. Ермаченко, И.Б. Пономарева,

Т.П. Ермаченко, Е.Ю. Рождественский

Донецкий государственный

медицинский университет им. Горького, Украина

При существующей технологии добычи угля подземным способом на каждую тысячу тонн угля выдается на поверхность 110-1500 м3 вмещающих пород. В настоящее время в республике под терриконами и их санитарно-защитными зонами занято около 150 тыс. га плодородных земель, причем площади, отводимые под отвалы, из года в год увеличиваются. Кроме отчуждения из народно-хозяйственного оборота больших площадей земли, породные отвалы коренным образом изменяют и преобразуют окружающий природный ландшафт, а, вследствие самовозгорания, ветровой и водной эрозии, еще и загрязняют воздушный бассейн, почву и водоисточники.

В настоящее время в Донбассе предприняты меры по понижению опасности самовозгорания отвалов (потушено более 400 терриконов). Однако многие из них продолжают периодически самовозгораться. Совершенствование технологии добычи угля, последовательный переход к безотходному производству с использованием породозабутовочных комплексов должны привести в перспективе к прекращению роста числа новых терриконов. Однако с целью возвращения в активное использование больших земельных площадей, занятых породными отвалами, и оздоровления окружающей среды уже сегодня требуется проведение системы горнотехнических, инженерно-строительных и биотехнических мероприятий на основе долгосрочной целевой научно-технической программы.

Поскольку одной из основных целей этих мероприятий является оздоровление окружающей среды и условий проживания населения,

они нуждаются во всестороннем эколого-гигиеническом обосновании и контроле.

При существующей технологии добычи угля породный комплекс -необходимое звено технологической структуры шахт и обогатительных фабрик. Выход пустой породы по отношению к количеству добываемого угля колеблется от 9 до 50 %.

Физико-химический состав породных отвалов заметно отличается в зависимости от геологии и химического состава вмещающих пород, а также от способов добычи угля и отвалообразования. Указанные факторы наряду с природно-климатическими оказывают решающее влияние на особенности формирования техногенных каменистых почвенно-грунтовых смесей отвалов и их воздействия на окружающую среду: почву, поверхностный сток, подземные воды, воздушный бассейн.

Содержание горючих веществ в породных отвалах в среднем составляет 18-20 %. Породная масса кроме углерода состоит из песчаников, известняков, угольной пыли (24 %), аргиллитов, алевролитов (4,2 %). Зольность отвальной массы шахтных пород составляет в среднем 65,9 %, содержание серы в виде пиритов - в среднем 2,1 %. В золе отвальной массы основными компонентами является двуокись, кремния (50,2 - 68,2 %), окислы алюминия (21,6 - 33,1 %), соединения железа (3,2 - 12,3 %)

Минеральные примеси, содержащиеся в угольных породных отвалах, при химическом превращении и в процессе горения образуют твердый остаток. Так, дисульфид железа окисляется с образованием оксида железа и диоксида серы. При превращении некоторых минеральных веществ масса остатка увеличивается за счет присоединения кислорода воздуха и образования высокотоксичных химических соединений. Ртуть в углях содержится в форме сульфида, который при высоких температурах подвергается термической деструкции и восстановлению с образованием металлической ртути, уносимой летучими продуктами.

В уголеотходах содержится большое число редких, рассеянных и радиоактивных элементов. Нами изучено распределение этих элементов в различных породных и зольных отвалах. В таблице 1 приведены данные по основным характеристикам для Донецкого угольного бассейна.

Ведущие специфические показатели грунтовых вод, характеризующие загрязнение, идентичен преобладающим соединениям и элементам поверхностного стока. В частности, для Восточного Донбасса такими показателями являются - сульфаты, магний и натрий; для Западного Донбасса - натрий и хлориды; для Львовско-Волынского бассейна -магний, алюминий, хлориды и сульфаты.

Микроэлементный состав грунтовых вод в меньшей степени зависит от воздействия поверхностного стока и не имеет столь характерных региональных особенностей, как вышеуказанные элементы.

В результате водной и ветровой эрозии породы терриконов происходит засоление и подкисление почвы, изменяется ее структура и морфология. Интенсивный сток с поверхности терриконов атмосферных осадков и талых вод ведет к эрозии, как самого отвала, так и прилегающей территории по ходу ливневого стока. Интенсивность развития эрозионных процессов зависит, прежде всего, от геометрических параметров террикона - его высоты, угла крутизны и длины склона, а также от физико-химических свойств породы и возраста террикона, количества атмосферных осадков и рельефа прилегающей местности.

Ветровая эрозия породы терриконов кроме загрязнения атмосферы взвешенными частицами проводит и к загрязнению почвы в результате оседания этих частиц. В окружении горящих породных отвалов может наблюдаться подкисление почвы вымывания осадками из воздуха оксидов серы, поступающих с продуктами горения.

Проведенный анализ результатов гамма-спектрометрических исследований и показатели мощности поглощенной дозы внешнего гамма-излучения на действующих отвалах шахтной породы показал, что на отвалах не выявлено участков, где уровни внешнего гамма-излучения превышают 0,26 мкг/час (30 мкг/час). Замеры выполнялись на высоте 1,0 м и 0,3-0,4м от поверхности отвала. При обслуживании использовались планы породных отвалов, на которые наносились точки (места) замеров мощности дозы гамма-излучения.

Для определения в горной породе отвала эффективной суммарной удельной активности (Аэфф) естественных радионуклидов (ЕРН) радия -226; тория - 232; калия - 40 выполнены гамма-спектрометрические исследования на гамма-спектрометре многоканальном АМА - ОЗФ с блоком детектирования ППД ДТДК - 125В. Полученные результаты исследований представлены в таблице 2.

Степень загрязнения почвы химическими веществами необходимо оценивать по коэффициентам их концентрации, которые определяются отношением фактического содержания каждого из них в почве к фоновому для данного региона. А поскольку почва вокруг терриконов подвергается многофакторному химическому воздействию, целесообразно учитывать суммарный показатель загрязнения, который равен сумме коэффициентов концентраций каждою из химических ингредиентов (ДСанПШ 2.2.7.029-99).

Таблица 1. Химический состав породных отвалов Донецкого угольного бассейна

Вид исследуемых отходов

Содержание, %

SiO2

Fе2O3

Ti2O3

Аl203

CaO

SO3

MgO

К2O

Na2O

Hg

1.1

Горная порода из действующих отвалов при добыче каменных углей

50,2

7,5

0,97

24,8

6,3

0,8

1,5

1,82

0,12

41*10-6

1.2

68,2

3,2

1,22

30,1

1,8

2,1

1,8

2,55

0,60

36* 10-6

1.3

62,3

4,8

0,10

21,9

1,3

2,8

3,0

2,17

0,53

40* 10-6

Среднее значение показателей

60,2

5,2

0,73

25,6

3,1

1,9

2,1

2,18

0,42

39* 10-6

2.1

Горная порода из действующих отвалов при добыче антрацита

56,2

12,3

0,12

33,1

5,2

0,5

4,1

0,81

0,08

8*10-6

2.2

51,8

8,9

0,23

30,7

3,2

0,8

0,8

0,96

0,06

7*10-6

2.3

61,3

4,1

0,18

21,6

3,8

0,6

1,4

0,72

0,12

8*10-6

Средние значения показателей

56,4

84,3

0,18

28,5

3,4

0,6

2,1

0,83

0,9

8*10-6

Таблица 2. Показатели гамма-спектрометрических исследований

Наименование отходов

Пределы колебаний

Радий -266, Бк/кг

Торий - 232, Бк/кг

Калий -40, Бк/кг

Аэф, Бк/кг

1

Горная порода из

действующего отвала

2

Горная порода из

действующего отвала

3

Горная порода из

действующего отвала

4

Горная порода из

действующего отвала

Среднее значение

56,0

54,9

329,4

157,7

Согласно методическим указаниям оценка степени загрязнения почвы в местах складирования пород проводится по следующей оценочной шкале:

Степень загрязнения почвы

Величина суммарного показателя загрязнения

Допустимая

Менее 16

Умеренно опасная

16 - 32

Опасная

32-128

Чрезвычайно опасная

Более 128

При оценке потенциальной опасности для здоровья населения важное значение имеет содержание в почве высокотоксичных химических соединений, например, соединений тяжелых металлов и др., которые могут воздействовать на организм при непосредственном контакте с загрязненной почвой или в результате вторичного загрязнения атмосферною воздуха.

Суммарный показатель загрязнения тяжелыми металлами почвы на различных расстояниях от терриконов Донецкого бассейна, вычисленный по данным спектрального анализа 8 ингредиентов (свинец, медь, цинк, никель, хром, йод, кобальт, магний), составил: у основания террикона -11,3, на расстоянии 500м - 19,8.

Исходя из приведенных оценочной таблицы, в процессе длительной эксплуатации терриконов в пределах 500-метровой зоны происходит равномерное загрязнение почвы соединениями тяжелых металлов, классифицируемое как умеренно опасное.

В целом по Донецкому региону темпы образования отходов добычи обогащения и переработки угля значительно превышают темпы их утилизации. Для оздоровления окружающей среды необходимо внедрение безотходных технологий, включающих подготовку отходов к возможной дальнейшей переработке; утилизацию и регенерацию основных веществ для их возврата в производство; нейтрализацию и обоезвреживание путем перевода в неактивные и нетоксичные формы.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.