Фев 23 2004

ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ ВУГІЛЬНОЇ І ХІМІЧНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ

Опубликовано в 19:13 в категории Сбор и переработка отходов

ВИКОРИСТАННЯ ВІДХОДІВ ВУГІЛЬНОЇ І ХІМІЧНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ

Багацька О.М., Кавецький В.М.

Інститут екогігієни та токсикології ім..Л.І. Медведя,м. Київ

У сучасних умовах до найважливіших пріоритетних напрямків державної політики України, спрямованої на створення і підтримання безпечних умов для проживання людини і поліпшення стану навколишнього середовища слід віднести впровадження заходів, які основуються  на принципах раціонального природокористування. Раціональним слід вважати такий тип природокористування, що ґрунтується на принципах, які дозволяють передбачати кінцеві результати взаємодії людини і природи, не допускаючи зниження можливостей самовідновлення потенціалу природних комплексів та їх деградації, забезпечуючи максимально ефективне використання ресурсів природи [1].

Використання природних ресурсів завжди супроводжується утворенням відходів, в тому числі і промислових.

Промислові відходи – залишки сировини, матеріалів, напівфабрикатів, що утворюються при виробництві продукції або виконання робіт і які втратили повністю або частково вихідні споживчі властивості.

Правові, організаційні та економічні засади діяльності пов’язані із запобіганням або зменшення обсягів утворення відходів, їх збиранням перевезенням, обробкою утилізацією та видаленням, знешкодженням та похованням, а також відвертанням негативного впливу на навколишнє природне середовище та здоров’я людини на території України визначаються законом України “Про відходи”, затвердженим 5 березня 1998 року № 187/98-ВР.

Утилізація відходів важкої промисловості, а особливо буро-вугільної, або вторинне їх використання досить актуальна проблема сьогодення, оскільки на Україні буре вугілля добувають у двох значних буро-вугільних басейнах на території Придніпровської височини, Прика

рпаття та Закарпаття. Більшу половину цього вугілля видобувають у кар\’єрах відкритим способом. Низькі сорти бурого вугілля та відходи використаного, займають значні території у вигляді териконів.

Утилізація даних відходів можлива шляхом залучення їх у якості сировини для інших галузей народного господарства, зокрема хімічної промисловості для виробництва мінеральних добрив.

Проте використання таких видів добрив потребує їх екотоксикологічної та гігієнічної оцінки, з метою обґрунтування безпечного використання в сільському господарстві і отриманні доброякісної продукції. Оскільки,  згідно літературних даних, буре вугілля, яке використовується для виготовлення мінеральних добрив може вміщати досить високу концентрацію важких металів, мг/кг: Hg – 0-0,1; Со – 0,1-5,6; Pb – 0,50; Cu – 5,0-30,0; Zn – 0-0,40; Ni – 1-20,0; Mn – 0-1000.

Роботами З.В.Григорьєвої  зі співавторами було встановлено, що певна кількість важких металів при екстрагуванні гумінових кислот з бурого вугілля зв’язана з останніми [2].

Новий вид азотних добрив сульфат гумат амонію (СГА) виготовляються на основі традиційних добрив - сульфату амонію та відходів переробки бурого вугілля - гумату амонію.

Сульфат амонію є відходом виробництва капролактаму, і він вміщує 38-42% амонію, а також до 5 г/л органічних домішок. Серед органічних домішок можуть бути сполуки у вигляді похідних бензолу та продуктів їх перегрупування при стадії отримання капролактаму сирцю.

Гумат амонію (калію, натрію) отримують екстракцією бурого вугілля або низькосортного вугілля та їх відходів відповідними лугами.

Гранульований гумусований сульфат амонію відноситься до ІІ класу небезпечності по ДОСТ 12.1.007.-76 і стосовно до людини не має здатності до накопичення та кумулятивної дії, не проникає через непошкоджені шкіряні покриви, не має шкіряно-резорбтивних та алергійних властивостей, а також властивості викликати  віддалені ефекти. Токсичність гумусованого сульфату амонію визначається основним компонентом – сульфатом амонію, вміст якого складає 99,5% [3].

Як свідчать дані вищезгаданого ТУ, гранульований гумусований сульфат амонію безпосередньо для людини не являє великої небезпеки.

Для визначення рівня небезпеки застосування СГА визначали загальний вміст важких металів та їх кількість у рухомих формах. Загальний вміст токсичних елементів у СГА  характеризує ступінь їх потенційного негативного впливу на довкілля при екстремальних умовах, а рівень токсичних елементів у рухомих формах характеризує фактичний ризик небезпеки при застосуванні СГА.

Дослідження проведені з метою визначення валової кількості важких металів показали, що СГА містить: Zn - 28 мг/кг, Cu - 15 мг/кг, Ni - 4 мг/кг, Co - 3,5 мг/кг, Pb - 14 мг/кг. Стосовно інших видів добрив СГА мають у своєму складі  цинку більше ніж у аміачній селітрі та калію хлористому, проте менше ніж у фосфорних добривах, за кількістю міді перевищує аміачну селітру та поступається  фосфорним та калійним добривам, містить найменшу кількість нікелю та свинцю серед наведених добрив (табл. 1).

Таблиця 1

Вміст валової кількості важких металів у СГА, мг/ кг (екстракція HCLO4+HF)

Добриво

Вміст важких метали

Pb

Zn

Cu

Ni

СГА

3,5

14,0

28,0

15,0

4,0

Кількість важких металів у складі СГА у відсотках показано на рисунку 3.1.

Рис. 3.1. Відсотковий вміст валової кількості важких металів у СГА.

Розрахункові дані свідчать про те, що щорічне надходження важких металів до орного горизонту ґрунту з СГА коливається від тисячної до десятитисячної долі мг/кг, що складає досить малу частину від їх фонового вмісту і в багато раз нижче від встановленого ГДК для ВМ у ґрунті (табл. 2.).

Таблиця 2

Надходження важких металів з СГА до орного горизонту ґрунту в залежності від норми внесення СГА

Норми

внесення

СГА

Zn

Cu

Pb

Ni

Co

г/га  г/га

мг/кг

г/га

мг/кг

г/га

мг/кг

г/га

мг/кг

г/га

мг/кг

N30

N60

N90

N120

N150

4,2

8,4

12,6

16,8

21,0

1,4*

0,0028

0,0042

0,0056

0,0070

2,25

4,50

6,75

9,00

11,25

0,0007

0,0015

0,0022

0,0030

0,0037

2,1

4,2

6,3

8,4

10,5

0,0007

0,0014

0,0021

0,0028

0,0035

0,6

1,2

1,8

2,4

3,0

0,0002

0,0004

0,0006

0,0008

0,0010

0,53

1,05

1,58

2,10

2,63

0,0001

0,0003

0,0005

0,0007

0,0009

Отже, валовий вміст важких металів у складі СГА не перевищує екотоксикологічних нормативів.

Загальний вміст токсичних елементів у СГА ще не дає змогу об’єктивно оцінити ступінь їх негативного впливу на довкілля. Відомо, що токсичні властивості важких металів виявляються лише тоді, коли вони знаходяться у рухомому стані, тобто можуть мати фітотоксичну дію, негативно впливати  на ґрунтову біоту, мігрувати по профілю ґрунту і т.д. Саме тому в наших дослідженнях значна увага приділялася вивченню СГА з точки зору  вмісту важких металів у рухомому стані, що знаходяться у їх складі. Для цього проводили аналіз проб даного добрива  використовуючи такі екстрагенти: H2O, 0,1н HCL. Результати досліджень приведені у таблиці 3 та рисунку 2.

Таблиця 3

Кількість рухомих форм важких металів у складі СГА, мг/кг

 Метал

Розчинні у 1н НCL

Розчинні у Н2О

Zn

Ni

Co

Pb

Cu

3,00

0,25

0,75

7,50

3,00

1,00

0,10

0,50

3,00

1,00

Екстракція розчином 1н HCL дозволили вилучити з СГА Ni - 6%,  Zn - 11%, Cu - 20%, Co - 21%, Pb - 53%. У водорозчинній формі знаходиться Ni - 3%,  Zn - 6%, Cu - 7%, Co - 9%, Pb - 21%.  Отже, СГА містять у легкодоступній для рослин формі Ni - 9%,  Zn - 17%, Cu - 27%, Co - 30%, Pb - 74% .

Рис. 2 Співвідношення різних форм важких металів у складі СГА

Проте, концентрація рухомих форм важких металів в перерахунку на мг/кг в порівнянні з фоновим вмістом їх рухомих формах у ґрунтах дуже низька.

Таким чином, застосування СГА, виготовленого на основі відходів буро-вугільної і хімічної промисловості в науково-обгрунтованих дозах не приводить до суттєвої зміни як валових так і рухомих форм важких металів у ґрунтах.

Використана література:

1. Реймерс Н.Ф. Природопользование: Словарь справочник. – М.: Мысль, 1990 – 637 с.

2.  Григорьева З.В., Камнева Р.П., Ларина Н.К. Физико-химическое исследование взаимодействия гуминовых кислот с солями металлов //Химия твердого топлива. -1967. -№2.- С.70-76.

3. Сульфат аммония гранулированый с добавками гумата аммония ТУ. У 00203826.007-94.

В статті представлено матеріали про використання відходів буро-вугільної і хімічної промисловості в якості сировини для виробництва мінеральних добрив. Показано, що новий вид азотних добрив – сульфат гумат амонію, виготовлений на основі даних відходів містить у своєму складі допустиму кількість важких металів і при його застосуванні надходження їх до орного горизонту ґрунту не перевищуватиме гранично допустимі концентрації.

Using of coal and chemical industry waste products for mineral fertilizer manufacture

Baghatska O.M., Kavetsky V.M.

L.I. Medved’s Institute of Ecohygiene and Tixicology, 6 Heroyiv Oborony Str., Kiev

The article deals with materials about using of coal and chemical industry waste products as a raw material for mineral fertilizer manufacture. It was showed new kind of nitric fertilizer – Sulfate Humate Ammonium made on the basis of coal and chemical industry waste products had permitted maintenance of heavy metals. Heavy metals arrival to soil as a result of the Sulfate Humate Ammonium application will not exceed heavy metals permitted concentration in soil top layer.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.