CC BY
3
10 мл воды. Затем воду из поглотителей выливали в пробирки, добавляли в каждую по 1,7 г хлорида натрия и после его растворения — по 1 мл толуола. Из экстракта отбирали пробу объемом 5 мкл для ввода в испаритель хроматографа ЛХМ-80. Условия газохроматографического анализа: стеклянная колонка (длиной 1 м и внутренним диаметром 3 мм) заполнена 3 % РРЕ-20, нанесенным на супелкопорт; температура термостата 160°С, испарителя 170°С, детектора 230°С; расход газа-носителя (азота) 40 мл/мин, предел обнаружения 0,03 мг/м3. Погрешность определения ХДЭА в воздухе 20 доопределению не мешают диэтиламин, диэтилаце-тамид и монохлоруксусная кислота.
УДК 614.777-074(048.8)
XXVII съезд КПСС, утвердивший «Основные направления экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года», придал вопросам бережного и экономного использования природных ресурсов страны первостепенное значение, наметил конкретные задачи по дальнейшему обеспечению потребностей страны всеми видами топлива и энергии при существенном снижении вредного воздействия их на окружающую среду [24]. В этих условиях освоение новых, экологически чистых источников энергии трудно переоценить.
В последние годы повсеместно возрастает внимание к использованию возобновляемых (нетрадиционных) источников энергии, к которым относят энергию солнца, ветра, морей и океанов, а также геотермальное тепло подземных источников. Проблема использования тепла Земли для производства электроэнергии предполагает, что при соответствующем развитии геотермальных тепловых электростанций (ГеоТЭС) энергия, вырабатываемая ими, будет дешевле энергии, полученной любым другим способом [18].
Кроме того, по оценкам [40], общие ресурсы тепловой энергии на глубинах до 10 км составляют 1,8-108 млрд т условного топлива. Минимальная оценка в 3,5 тыс. раз превышает величину мировых ресурсов традиционных видов минерального топлива (уголь, нефть, газ, сланцы,
Литература
1. Беспамятное Г. П., Богушевская К■ К-, Беспамятнова А. В. и др. Предельно-допустимые концентрации вредных веществ в воздухе и воде.—Л., 1975.
2. Другое 10. С., Беликов А. Б., Дьякова Г. А., Тульчин-ский В. М. Методы анализа загрязнений воздуха. — М., 1984.
3. Король А. Н. Неподвижные фазы в газожидкостной хроматографии. — М., 1985.
4. Чармс Ш., Фишбейн Л., Вагман Дж. и др. Хроматография, практическое приложение метода: Пер. с англ. / Под ред. Э. Хефтмана. — М., 1986. — Ч. 2.
5. Шампурин А. А.. Кример М. 3. Физико-химические свойства пестицидов: Справочник. — М., 1976.
Поступила 22.06.88
торф и др.) [37, 40]. Ресурсы геотермальной энергии достаточны для удовлетворения потребностей мира в течение 5 млрд лет. Они экологически чисты и дешевы.
В настоящее время в различных районах планеты на ГеоТЭС производится более 1000 МВт электроэнергии [20]. На протяжении более 20 лет успешно работает на Камчатке Паужет-ская ГеоТЭС мощностью 11 тыс. кВт, использующая пароводяную смесь, поступающую с глубины 600—900 м. Там же строится Мутновская ГеоТЭС мощностью 200 тыс. кВт, проводятся работы по использованию глубинного тепла для целей теплоснабжения и выработки электроэнергии в районах Дагестана, Сибири, Грузии, Чечено-Ингушетии, в Крыму, Краснодарском и Ставропольском краях [1, 3, 5—8, 12, 17, 33]. Прогнозные запасы термальных вод в нашей стране составляют 20—22 млн м3 в сутки с температурой от 50 до 250°С. Они могут обеспечить 140—150 млн т условного топлива [21].
Идея использования тепла Земли не нова. Начало практического применения геотермальных теплоносителей теряется в глубокой древности. К бронзовому веку относятся обнаруженные археологами остатки ванн около термальных источников Грузии и Армении. Древние жители Камчатки, Ирана, Новой Зеландии пользовались природными парогидротермами для приготовления пищи. Со времен Римской империи во мно-
Обзоры
И. П. Козярин, О. П. Гульчий
ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ ВОД
Киевский медицинский институт
гих странах мира применяли геотермальное отопление жилищ.
Ныне природный пар и термальные воды успешно применяются для получения электроэнергии, хотя удельный вес геотермальной энергии незначителен—1—2 % [23]. В настоящее время на различных стадиях развития находятся работы по использованию геотермальной энергии более чем в 50 странах мира. В 9 из них (Италии, США, Новой Зеландии, Мексике, Японии и др.) работают промышленные и опытно-промышленные геотермальные электростанции. В США за последние годы только на проведение исследований по данной проблеме было выделено более 130 млн долларов, что свидетельствует о возросшем интересе к этому источнику энергии [19]. Несомненно, что широкому промышленному использованию ресурсов глубинного тепла Земли должны предшествовать серьезные исследования и опытные работы.
В СССР изучение различных аспектов развития геоэнергетики ведется более 20 лет; за эти годы проведены работы по использованию глубинного тепла для целей теплоснабжения и выработки электроэнергии [20, 22, 26, 28].
Сложность проблемы широкого хозяйственного использования глубинного тепла во многом общая для большинства стран. Важность ее создает благоприятные предпосылки для организации научно-технического и экономического сотрудничества в этой области энергетики. По решению ЮНЕСКО в 1968 г. организован Международный геотермический центр в г. Пизе (Италия). Там же функционирует Международный институт геотермических исследований, который на 9-месячных курсах проводит подготовку специалистов по вопросам геологии, геофизики, геохимии, бурения и эксплуатации [2, 4].
С гигиенической точки зрения важнейшей проблемой охраны окружающей среды при использовании геотерм является минерализация [14, 29, 30, 32]. Сбросы отработанных вод содержат почти все элементы таблицы Менделеева, и поэтому в окрестностях ГеоТЭС возникает опасность экологических изменений. При отсутствии возможности обратной закачки этих вод в пласт встает проблема засоления земли в указанном районе. Кроме того, изменение давления в пласте в процессе длительной эксплуатации скважин влияет на уровень грунтовых вод в этом районе [11, 15, 16, 18, 22, 32].
Вынос газов и воды из градирни приводит к загрязнению воздуха сероводородом, а последующий процесс испарения — к оседанию пыли, содержащей бор, мышьяк, соединения фтора и свободный аммиак [13, 18, 34].
Ю. Д. Дядькин и Ю. М. Парийский [13] подчеркивают, что, хотя тепло Земли обычно относят к «чистым» источникам энергии, многолетний опыт работы ГеоТЭС и использование термальных вод в системах теплоснабжения пока-
зывают: освоение парогидротермальных месторождений сопровождается рядом вредных воздействий на окружающую среду. Среди таких воздействий рассеивание высокоминерализован-ных минеральных вод в пресноводные бассейны, изменение ландшафта местности, создание высо- , ких уровней шума при продувке скважин и па- ▼ ропроводов, химическое и тепловое загрязнение окружающей среды, оседание грунта и опасность землетрясений. Кроме того, геотермальные скважины занимают большие площади (в среднем около 0,5 га для одной скважины) плодородных земель [10, 25, 26, 35].
Указанные вредные воздействия могут быть практически устранены при комплексном использовании теплового потенциала природных источников. Так, системы с регенерацией отработанного теплоносителя обратно в рабочий коллектор уже получили распространение в США, Мексике, Италии, Франции, Сальвадоре; они не только увеличивают дебит и срок службы сква- ^ жин, но и практически снимают проблемы накопления вредной минерализации и опасности сдвижения земной поверхности. Успешно решаются проблемы коагуляции кремнезема из термального флюида перед энергетическими установками.
Однако обратная циркуляция не решает всех экологических проблем, так как, по мнению некоторых авторов [9], в районах действия промышленных объектов, использующих глубинные парогидротермы, по-прежнему остается проблема загрязнения воздушного бассейна летучими химическими веществами.
По данным американских ученых [39], геотермальные разработки уникальны, поскольку сосредоточены в одном месте, поэтому влияние их на окружающую среду целиком определяется районами геотермальной площадки. Однако не- * которые нежелательные последствия, связанны« с отходами вредных газов и твердых частиц, заражением почвы, опасностью оседания поверхности, загрязнением воды, биологическим воздействием и влиянием на социальные аспекты могут распространяться в радиусе нескольких километров. Поэтому наиболее радикальным средством по предотвращению неблагоприятных воздействий геотерм на окружающую среду является, по мнению К. М. Манушева [23], комплексное энергохимическое использование теплоносителя.
Так, в Италии тепло Земли, помимо получения электроэнергии, находит применение в быту и бальнеологии; развивается также химическая промышленность — добыча йода, брома, калия, стронция, лития, урана, германия, цезия. В Японии на промышленную основу поставлена добы- а ча соли из термальных^ вод. Поэтому на терри-тории ГеоТЭС необходимы предприятия по извлечению растворенных ценных компонентов с побочными технологическими линиями для улав-
ливания летучих соединений. В зависимости от состава и степени очистки отработанных вод они могут применяться как в бытовых системах, так и для санаторно-курортного лечения.
Наиболее перспективными районами европей-ской части СССР по использованию тепла Зем-ли являются Дагестан, Северный Кавказ, Карпаты, Грузия [3, 5, 7, 8, 17]. К 2000 г. общая мощность ГеоТЭС в СССР, по-видимому, увеличится в 3—5 раз за счет расширения существующих и строительства новых термальных электростанций на Камчатке, в Ставропольском крае, Закарпатье и других регионах страны. Немаловажное значение имеет и тот факт, что закарпатские месторождения расположены в районе сосредоточения энергетических нагрузок стран — членов СЭВ. Изучение и освоение геотермальных ресурсов этого региона возможно на основе социалистической интеграции стран — членов СЭВ.
ж Накопленный в СССР и за рубежом опыт экс-плуатации геотерм свидетельствует о том, что при их использовании необходимо решать вопросы упорядоченного сброса и подземной закачки термальных вод, так как все они имеют повышенную минерализацию (от 10—35 мг/л до 110 г/л и более). Применение фонтанной и насосной эксплуатации с прямым сбросом отработанных вод нерационально из-за возможного химического загрязнения поверхности земли и открытых водоемов сбрасываемыми термальными водами [31, 34, 35].
В природных условиях известны три основных вида ресурсов глубинного тепла Земли: тепло бассейнов естественных носителей (горячих вод, пара, пароводяных смесей); энергия, аккумулированная толщами горных пород, и тепловая энергия вулканических очагов. Наиболее реаль-
» ной базой развития геотермальной энергетики является использование гидротермальных ресурсов природного пара и термальных вод. Однако крупные масштабы ее применения в будущем возможны при освоении петрогеотермальных ресурсов, т. е. тепловой энергии горячих пород, расположенных на глубине 3—5 км, температура которых превышает 100 °С.
В последние десятилетия появились идеи создания искусственных геотермальных систем. Так, предложения Д. Кеннеди [36] об использовании подземных ядерных взрывов для разрушения горячих пород и образования «подземных котлов» с необходимой теплообменной поверхностью были положены в основу американского проекта «Плаушер Джеотермал». В США также ставились опыты по искусственному формированию термальных вод путём прокачки вод с поверх-, ности через глубокие скважины (4—5 км) и го-рячие породы с температурой 160—180°С. Принцип этой системы состоит в том, что по нагнетательным скважинам в подземный пористый слой закачивается холодный теплоноситель. Фильтру-
ясь через пористый коллектор, теплоноситель нагревается и по эксплуатационным скважинам выводится на поверхность [19, 38]. Однако циркуляционные системы порождают и экологические проблемы. Главные из них состоят в том, что указанные системы выполняют роль насоса для таких летучих компонентов, как сероводород, аммиак, углекислый газ и др.
Следовательно, обратная закачка отработанных вод не решает окончательно всех природоохранных проблем. Сами по себе вредные летучие вещества являются ценным минеральным сырьем. Поэтому промышленная эксплуатация гидроминеральных циркуляционных систем возможна только при условии одновременного создания побочных технологических циклов по извлечению различных видов минерального сырья, а также по возможно более полному получению тепла из теплоносителя.
По мнению Ю. Д. Дядькина и Ю. М. Парий-ского [13], циркуляция первичного теплоносителя по замкнутому контуру, относительная свобода в выборе конкретных участков и интервалов глубин с учетом геологического строения и петрографического состава высокотемпературного природного массива, возможность управления гидрохимическими процессами в «подземных каналах» дают основание считать, что извлечение петрогидротермальной энергии будет сопряжено со значительно меньшим отрицательным влиянием на окружающую среду, чем разработка гидрогеотермальных месторождений [25, 27].
Таким образом, технические, технологические и экономические пути решения природоохранных проблем при развитии геоэнергетики известны. Но промышленному отбору глубинного тепла Земли на любом участке должно предшествовать изучение всех аспектов этих проблем применительно к конкретным условиям и задачам данного производства. Наряду с техническими проблемами необходимо всестороннее изучение гигиенических аспектов развития геоэнергетики с выработкой соответствующих рекомендаций. За геоэнергетикой должна закрепиться заслуженная репутация чистого производства.
Л нтература
1. Аладьев И. Т. //Вопросы использования тепла Земли для производства электроэнергии.—М., 1976. — С. 3— 12.
2. Альтернативные источники энергии/Под ред. Ахмедо-ва Р. Б. М„ 1983.
3. Амирханов X. И. Проблемы геотермальной энергетики Дагестана. — М., 1980.
4. Бабинец А. Г., Марус В. И., Койнов И. /И. Минеральные и термальные воды советских Карпат. — Киев, 1979.
5. Вермак Э. Геотермальная энергия: Пер. с англ. — М., 1979.
6. Вардигорели О. 111. Экспериментальное исследование некоторых вопросов промышленного теплоэнергетического использования геотермальных вод: Автореф.
лис.... канд. мед. наук. — Тбилиси, 1972.
7. Вопросы использования тепла Земли для производства электроэнергии. — М., 1976.
8. Выморков В. М., Путник П. П. Геотермические ресурсы и их энергетическое использование. — М., 1960.
9. Гаджиев А. Г., Курбанов М. К., Султанов 10. И. // Проблемы геотермальной энергетики Дагестана. — М., 1980. —С. 186—190.
10. Голубничный А. П. Некоторые вопросы теории нагрева минеральных вод. — М., 1972.
11. Давыденко И. В. Земля — твои дом. — М., 1982.
12. Джангирьянц Д. А. Природные ресурсы Западного Казахстана и перспективы их использования в бальнеологии и народном хозяйстве. — Актюбинск, 1977.
13. Дядькин Ю. Д., Парийский Ю. М. Извлечение и использование тепла земли. — Л., 1977.
14. Иванов В. В. Минеральные отложения термальных вод Камчатки и Курильских островов. — М., 1979.
15. Изучение и использование глубинного тепла: сборник статей. — М., 1973.
16. Кириллин В. А. // Коммунист. — 1975. — № 1. —С. 43— 46.
17. Киссин И. Г. Подземное тепло Ставрополья. — Ставрополь, 1962.
18. Козлов В. Б. II Энергетика и природа. — М., 1982. — С. 91—97.
19. Кремнев О. А., Журавленко В. Я., Щурчков А. В. // Изучение и использование глубинного тепла Земли.— М„ 1973, —С. 25—26.
20. Кремнев О. И. //Техника молодежи.— 1987. — № 3.— С. 19—21.
21. Лидоренко Н. С. // Коммунист. — 1976. — Л1» 2. — С. 62—66.
22. Лялько В. И. Проблемы гидрогеологии и инженерного грунтования.— Киев, 1978.
23. Мангушев К■ М. Проблемы развития геоэнергетики мира, — М„ 1981.
24. Материалы XXVII съезда КПСС. — М., 1986.
25. Материалы советско-американского научного семинара/Под ред. 10. Д. Дядькина. — Л., 1978.
26. Муромский В. Г. Глубинное тепло — на службу народу. — М„ 1965.
27. Найманов О. С. Геотермальные электростанции, использующие тепло земли низких потенциалов: Автореф. дис.... канд. тех. наук. — Л., 1970.
28. Народное хозяйство и методические проблемы геотермии.— Махачкала, 1979.
29. Никитин Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая среда и человек. — М., 1980.
30. Пеитрянов И. В., Андреев В. И. //Диаглог с природой. — М„ 1986. — С. 79—85.
31. Святославский А. Г. Вулканы и электростанции. — М„ 1962.
32. Семенов Н. //.//Наука и жизнь. — 1972. — № 10. —С. 25—32; № 11, —С. 16—25.
33. Термальные воды СССР и вопросы их теплоэнергетического использования.—М., 1963.
34. Щербаков А. В. Газы термальных вод. — М., 1974.
35. Энергетика и охрана окружающей среды / Под ред. За-логина Н. Г. — М„ 1979.
36. Burnham S., Stewart D. // Symposium on Engineering with Nuclear Explosives: Proceedings. — Las Vegas, 1970. —P. 7—12.
37. Kagawa J. // Atmospheris Environment. — 1984. — Vol. 18, N 3.-P. 613-620.
38. McTarland P. D. Geotermical Reservion Model: Crack Plane Model. Los Alamos Scientific Laboratory. — New York, 1975.
39. Peck D. L. II Fed. Council Sei. Technol. — 1972. — Vol. 224. — P. 2—3.
40. World Conference Energy: 9th. — Detroit, 1974.
Поступила 24.05.88
УДК 613.63-06:613.644]-07
Н. М. Паранько
К ПРОБЛЕМЕ СОЧЕТАННОГО ДЕЙСТВИЯ ШУМА И ТОКСИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Днепропетровский медицинский институт
Актуальность проблемы изучения комбинированного и сочетанного действия факторов производственной и окружающей среды на организм человека объясняется-тем, что в реальной действительности на человека воздействуют одновременно, как правило, не один, а несколько факторов [23, 25, 37, 60].
Шум и токсичные вещества по распространенности занимают ведущее место в различных отраслях промышленности, в условиях быта и отдыха человека. Большинство исследователей относят шум к числу основных неблагоприятных факторов, а влияние его на организм считают наиболее выраженным по сравнению с влиянием других профессиональных вредностей [30, 31, 34, 39, 48].
К настоящему времени накоплены данные, позволяющие высказать некоторые суждения по рассматриваемому вопросу, хотя выводы разных авторов нередко носят диаметрально противоположный характер. Так, при изучении действия постоянного производственного шума и окиси уг-
лерода в эксперименте в организме животных при сочетанном воздействии данных факторов установлены более выраженные изменения: увеличение потребления кислорода и времени восстановления прямолинейного поступательного движения, более быстрое развитие анемии. При сочетанном воздействии имели место также более существенные изменения потенциалов в центральном звене слухового анализатора [21, 69].
Отчетливое усиление биологического эффекта звукового раздражителя (90 дБ А) наблюдали при одновременном вдыхании стирола [65, 70, 71], акрилнитрата [74], четыреххлористого углерода, салицилата натрия [75], органических растворителей [10, 28, 33, 68]. Имеются также экспериментальные данные о том, что крекинг-газ [64], высшие спирты [56] и хлорофос [66] на фоне действия шума вызывают более выра- » женные изменения в организме по сравнению с * их раздельным воздействием.
Сочетанное действие углеводородов, паров бензина марки Б-70 и шума приводило к более
