CC BY
6
© О. В. ЧЕРНЫХ, 19Э0 УДК 614.71:622.33
О. В. Черных
К ОБОСНОВАНИЮ САНИТАРНО-ЗАЩИТНОЙ ЗОНЫ ДЛЯ ДЕЙСТВУЮЩИХ И РЕКУЛЬТИВИРОВАННЫХ ПОРОДНЫХ
ОТВАЛОВ УГОЛЬНЫХ ШАХТ
Краснодонская районная санэпидстанция
Среди многочисленных источников загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов угольные предприятия имеют значительный удельный вес [2, 3, 6—8]. Наибольшую опасность представляют горящие породные отвалы, являющиеся источником поступления в воздушный бассейн окиси углерода, сернистого ангидрида, сероводорода, окислов азота, породно-угольной пыли и других ингредиентов, оказывающих неблагоприятное действие на здоровье и социально-бытовые условия проживания населения.
Содержание горючих веществ в породных отвалах значительно и в среднем составляет 18—20%. Породная масса отвалов, кроме углерода и серы, состоит из аргиллитов, алевролитов (4,2%), песчаников (6,1%), известняков, породноугольной пыли (24%). Зольность отвальной массы шахтных пород составляет в среднем 65 % • Содержание серы в виде пири-тов в среднем 2,1 %. В золе отвальной массы присутствуют двуокись кремния (50,4—63,5 %), окись алюминия (21,5—33,4%), соединения железа (3,7—17,4%). Основными горючими компонентами являются уголь, углистые сланцы, пириты и колчеданы [5].
Комплексное решение проблемы санитарной охраны атмосферного воздуха от вредного влияния породных отвалов угольных шахт в настоящее время предусматривает проведение ряда технологических мероприятий, включающих тушение горящих отвалов, формирование плоских отвалов с профилактикой их самовозгорания, проведение рекультивации недействующих потушенных и перегоревших терриконов, использование породы для закладки выработанного пространства.
Несмотря на это, вопросам охраны атмосферного воздуха от вредных выбросов породных отвалов угольных шахт в целом не уделяется должного внимания, и загрязнение атмосферы остается высоким. За последние 10 лет процент действующих горящих отвалов по Министерству угольной промышленности Украинской ССР уменьшился всего лишь на 8,4 (с 87,8 до 79,4). Из-за незначительного использования породы для закладки выработанного пространства (9,2 %) ее поступление в отвалы в перспективе до 2000 г. практически не изменится. В связи с этим не ожидается и существенного изменения вредного влияния породных отвалов на
окружающую среду за счет потока складируемой породы.
В то же время интенсивное развитие промышленного производства в сочетании с вызванной им урбанизацией повсеместно определяет дефицит свободных площадей, пригодных для нужд градостроительства и сельского хозяйства, особенно в крупных индустриальных центрах Донбасса. Складируемая на поверхности земли отвальная масса угольных шахт, площади, занятые под породные отвалы и санитарно-защит-ные зоны (СЗЗ) для них, занимают значительную по площади территорию, которая могла бы быть использована для строительства жилых и общественных зданий, в сельскохозяйственном обороте и в других народнохозяйственных целях, что диктует необходимость пересмотра размеров СЗЗ для породных отвалов угольных шахт.
Учитывая, что в гигиенической литературе эта проблема не нашла должного отражения, мы поставили перед собой цель обосновать размеры СЗЗ для действующих и рекультивированных породных отвалов угольных шахт Восточного Донбасса.
В Краснодонском районе Донбасса 42,1 % породных отвалов горящие. Объем породы в них 10,4 млн м3; площадь, занятая ими, составляет 171 га, площадь очагов горения — в среднем 160 335 м2. Количество рекультивированных породных отвалов-21,9 %.
Наши исследования показывают, что воздушный бассейн в окружении рекультивированного породного отвала загрязняется только породно-угольной пылью, вокруг горящих терриконов — породноугольной пылью, сернистым газом, окисью углерода и другими вредными ингредиентами. Средние концентрации указанных веществ на границе пятисотметровой СЗЗ основных районов (А и Б) превышали таковые для контрольного района соответственно в 1, 2, 3, 4 и 19,3 раза. Максимальная концентрация сернистого ангидрида и окиси углерода наблюдалась на расстоянии 300 м от горящего породного отвала, на расстоянии 1000 м концентрация сернистого газа и 1500 м — окиси углерода была соответственно на уровне и ниже ПДК. Концентрация же пылевых аэрозолей на уровне или ниже ПДК отмечена на расстоянии 800 м от действующего породного отвала. Наиболее интенсивное загрязнение воздушного
Таблица 1
Зависимость средних концентраций пыли, сернистого газа и окиси углерода от направления и скорости ветра (М4=т)
Концентрация в подфакельных пробах, мг/м3
Расстояние, м Число проб Скорость ветра, м/с
пыль сернистый газ окись углерода
300 158 1-5 0,504=0,08 5,79=Ь0,55 34,254=1,72
159 6—10 1,134=0,34 2,604=0,24 15,414=1,31
159 11—15 2,504=0,54 0,174=0,12 6,55=±= 1,07
500 158 1—5 0,24-1-0,02 3,384=0,44 19,34=1=1,08
158 6—10 0,534=0,09 1,52=1=0,32 8,70=Ь1,01
158 11—15 1,174=0,05 0,684=0,04 3,924=0,98
800 156 1—5 0,034=0,01 1,30±0,03 9,65±0,57
156 6—10 0,07±0,02 0,59=Ь0,09 4,344=0,25
158 11—15 0,164=0,05 0,264=0,08 1,95=1=0,08
1000 81 1—5 0,0094-0,001 0,384=0,05 7,084-0,31
81 6—10 0,02ч-0,001 0,17=1=0,07 3,19=1=0,29
82 11—15 0,04+0,01 0,084=0,002 1,43=1=0,27
1500 69 1-5 0,005-4-0,001 0,294=0,03 2,644=0,39
70 6—10 0,02±0,01 0,134=0,02 1,194=0,28
69 11—15 0,044=0,02 0,05=1=0,001 0,534=0,07
Контроль 46 1—5 0,234= 0,002 0,27=1=0,005 1,574=0,02
45 6—10 0,104=0,002 0,124=0,002 0,704=0,01
45 11—15 0,044=0,001 0 0
бассейна зафиксировано осенью, наименьшие концентрации сернистого ангидрида и окиси углерода — в летний сезон. Сернистый газ в летний период распространяется на расстояние до 1000 м, в осенне-зимний — до 1500 м. Окись углерода в весенее-летний период обнаруживается на расстоянии до 2000 м. На расстоянии до 1000—1500 м от породных отвалов загрязнение атмосферного воздуха становилось менее интенсивным. При этом сернистый газ обнаруживался в концентрациях в 14,5 раза, а окись углерода (на расстоянии 1500 м) — в 3,3 раза меньших, чем на расстоянии 300 м от горящего породного отвала.
По данным местной гидрометеостанции, наибольшую повторяемость (57,9 %) в изучаемом районе имеют ветры со скоростью 5,3 м/с. Существенно реже отмечаются ветры со скоростью 3,9 м/с (7,1 %) и 15 м/с и более (5,4%). Повторяемость преобладающих направлений ветров в данном регионе по румбам составляет: восточному 19%, юго-западному 14%, западному 13%, северному, северо-западному, южному и юго-восточному 11 %, северо-восточному
Ю %.
При восточном направлении ветра и скорости от 10 до 15 м/с и более средние концентрации пыли от действующих породных отвалов не превышали ПДК на расстоянии 800 м; уровни сернистого газа и окиси углерода при тех же условиях находились на уровне ПДК и ниже на расстоянии 1000—1500 м. Для более детального изучения зависимости между концентрациями пыли, сернистого ангидрида, окиси углерода, направлением и скоростью ветра в каждой точке' подфакельного отбора были выделе-
ны интервальные показатели скорости ветра (1—5, 6—10, 11 —15 м/с) и концентрации изучаемых веществ.
Как видно из табл. 1, концентрации взвешенных веществ в атмосферном воздухе находятся в прямой зависимости от скорости ветра. Так, на расстоянии 300 м от породного отвала при скорости ветра 1—5 м/с средняя концентрация пыли составила 0,50+0,08 мг/м3. При интервальном увеличении скорости ветра пропорционально нарастала и концентрация пыли, достигая 2,5±0,54 мг/м3 при скорости ветра 11 —15 м/с. Аналогичная зависимость прослеживается и в фиксированных точках подфакельного отбора взвешенных веществ в окружении рекультивированного отвала, о чем свидетельствует и величина максимально разовой концентрации пыли на расстоянии 150 м от отвала, равной 2,8±0,1 мг/м3, в сравнении с таковой на удалении 50 м от террикона и равной 0,9±0,07 мг/м3. С увеличением расстояния от породного отвала средние концентрации твердых аэрозолей не превышали максимально разовой ПДК для суммы взвешенных веществ и колебались от 0,23±0,02 (250 м) до 0,1 ±0,02 (500 м) мг/м3, т. е. концентрация пылевых аэрозолей находилась на уровне фоновых, что свидетельствует о расположении зоны интенсивного загрязнения воздушного бассейна по-родноугольной пылью от террикона в радиусе до 200 м. При определении доверительных границ средних величин запыленности атмосферного воздуха вокруг рекультивированного породного отвала достоверность во всех случаях оказалась на уровне 95% (¿ = 2,04, р<0,05).
При изучении загрязнений атмосферного воз-
Таблица 2
Количество и характер жалоб населения, проживающего на различном расстоянии от породного отвала
Характер жалоб Расстояние от породного отвала, м
0 — 300 300- -500 500- -800 800- 1 000 1000- -1500
абс. г % абс. % абс. % абс. 1 % абс. %
Загазованность, на-
личие пыли от от-
вала 63 6,4 52 5,3 37 3,8 14 1,4 1 0,1
Неприятный запах 58 5,9 49 4,9 28 2,8 12 1,2 0 0
Болезненные явле-
ния, кашель, голов-
ная боль 66 6,7 32 3,2 23 2,3 13 1,3 0 0
Неблагоприятное
влияние выбросов
на растения на уча- % %
стке, в квартире 63 6,4 15 1 »5 19 1,9 10 1,0 0 0
Загрязнение белья 62 6,3 50 5,0 12 1,2 14 1,4 0 0
Невозможность про-
ветривания жилища 62 6,3 58 5,9 15 1,5 10 1,0 0 0
Препятствие сушке
белья во дворе 60 6,1 42 4,3 52 3,3 13 1,3 0 0
Всего . . . 434 44,1 298 30,3 166 16,9 86 8,6 1 0,1
духа сернистым газом, окисью углерода выявлена обратная зависимость между концентрацией газов и скоростью ветра. Так, при увеличении скорости ветра с 1—5 до 11 —15 м/с в фиксированных точках отбора наблюдалось снижение концентрации сернистого газа в среднем в 5,08 раза, окиси углерода в 5 раз по сравнению с таковыми в контрольном районе.
Нами установлено, что увеличение относительной влажности воздуха приводит к повышению концентрации сернистого ангидрида: при влажности 89—95 % она была в 1,8 раза выше, чем при влажности 70—80 %. Концентрация же окиси углерода при аналогичных показателях влажности увеличивалась в 1,09 раза.
Определенная зависимость между концентра-
циями вредных веществ и скоростью ветра показывает, что ведущими факторами, влияющими на интенсивность выделения и дальность распространения загрязнений атмосферного воздуха промышленными выбросами породных отвалов угольных шахт, являются скорость ветра, метеорологические условия; объем, высота, площадь очагов горения породного отвала, сезонность отбора проб.
На необходимость учета перечисленных факторов при организации СЗЗ указывают также данные анкетного опроса 985 человек, проживающих на различных расстояниях (0—1500 м) от действующего горящего породного отвала, и 250 человек, проживающих на расстоянии 50— 500 м от рекультивированного отвала.
Таблица 3
Количество и характер жалоб населения, проживающего на различном расстоянии от рекультивированного пород«
ного отвала
___—« Расстояние от рекультивированного породного отвала, м
Характер жалоб 50- 150 1 50 -200 250 — 300 350- -400 450- -500
абс. % абс. % 1 абс. 1 % абс. % абс. %
Загрязненность ат-
мосферного воздуха 205 82,0 12 4,8 0 0 0 0 0 0
Неприятный запах 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Загрязнение пылыо 0 0
одежды, мебели и др. 205 82,0. 8 3,2 0 0 0 0
Препятствие провет- 0 0
риванию квартиры 132 52,8 0 0 0 0 0 0
Плохое самочувствие,
засорение глаз 1 . Л • • 0 0
пылыо и т. д. 58 23,2 0 0 0 0 0 0
Невозможность сушки 0
белья из-за пыли 187 74,8 3 1,2 0 0 0 0 0 >
Выявлено, что 44,1 % опрошенных жителей, проживающих на удалении 0—300 м от горящего породного отвала, предъявляли жалобы на загазованность атмосферного воздуха, ощущение неприятного запаха, головную боль, различные респираторные расстройства; неблагоприятное влияние на растительность во дворе и жилых комнатах, загрязнение белья при сушке, невозможность проветривания жилья (табл. 2). На расстоянии до 500 м аналогичные жалобы предъявляли 30,3 % жителей, 800 м —16,9%, до 1000 м —8,6%, а в зоне 1000—1500 м жалоб практически не было. В абсолютном большинстве анкет жителей первой зоны (50—150 м), проживающих в окружении рекультивированного отвала, указывались жалобы на загрязнение пылью белья, одежды, мебели; невозможность проветривания квартир и сушки белья во дворе (табл. 3). Ряд опрошенных связывали с загрязнением воздуха некоторые болезненные явления, в частности засорение глаз. Отмеченные явления наблюдались в указанной зоне преимущественно при сильных ветрах восточного направления, характерных для восточных районов Донбасса. В зоне 150—200 м жалобы еще имели место, хотя их количество резко уменьшилось по сравнению с первой зоной. В остальных зонах жалобы не предъявлялись. Следует отметить, что при умеренных ветрах указанные явления практически не отмечались населением, проживающим в зоне 50—150 м.
Исходя из полученных данных, мы попытались определить размеры СЗЗ для действующих (горящих и пылящих) и рекультивированных породных отвалов угольных шахт с учетом преобладающего в изучаемом районе направления ветров. На основании данных гидрометеостанции за последние 10 лет были определены средние месячные и годовая скорости ветра по преобладающим для Краснодонского района Донбасса направлениям, а также повторяемость направления ветров. Так, для восточного направления скорость ветра составила 7,3 м/с, юго-западного — 5,4 м/с, северо-восточного — 3,8 м/с. Среднегодовая скорость ветра определена на уровне 4,6 м/с.
Размеры СЗЗ по концентрации пылевых аэрозолей устанавливали по формуле С. Е. Боева и Н. В. Гринь [1], предложенной для коррекции размеров СЗЗ для источников неорганизованных выбросов, каковыми являются и породные отвалы угольных шахт:
I = L
Р
о р
(2)
I = I
V
ср. X
О у
ср.ГОД
U)
где Уср. х — коэффициент средней скорости ветра данного направления; КСр. год — среднегодовая скорость ветра, м/с. Параллельно была проведена коррекция размеров СЗЗ для породных отвалов по формуле [4]:
о
где Lо — расчетное расстояние (в м) без учета поправки на розу ветров от источников загрязнения до границы СЗЗ, в пределах которого концентрации вредных веществ больше ПДК; Р — среднегодовая повторяемость направления ветров рассматриваемого румба, %; Р0 — повторяемость направлений ветров одного румба при круговой розе ветров, %.
Уточненные размеры СЗЗ для действующих породных отвалов, согласно формуле (1), по взвешенным аэрозолям для восточного румба составили 800 м, юго-западного — 600 м и западного — 550 м. Границы СЗЗ, рассчитанные по формуле (2), для восточного румба составили 800 м, юго-западного — 600 м и западного — 500 м. Ширина СЗЗ для рекультивированного породного отвала определена на уровне 228 м по формуле (1) и 238 м по формуле (2). Сопоставление полученных размеров СЗЗ показало их практически полное совпадение с величинами, установленными при натурных исследованиях дальности распространения загрязнений.
На основании результатов проведенного исследования можно сделать следующие выводы. С учетом климатогеографических особенностей местности, преобладающих направлений ветров и их скорости, отрицательного влияния вредных выбросов отвальной массы угольных шахт на санитарно-бытовые условия и самочувствие населения для вновь строящихся угольных шахт ширина санитарно-защитной зоны по пылевым аэрозолям как основной вредности выбросов породных отвалов должна быть увеличена до 800 м, по газовым выделениям — до 1500 м.
Для рекультивированных перегоревших породных отвалов угольных шахт можно рекомендовать уменьшение ширины санитарно-защитной зоны с 500 до 250 м и использование высвобожденных площадей санитарно-защитной зоны для нужд народного хозяйства.
Литература
1. Боев С. ЕГринь Н. В. // Гиг. и сан. — 1985. — № 10. — С. 62—63.
2. Калюжный Д. И., Давыдов С. А., Аксельрот М. Б. // Там же.— 1950.— № 5.— С. 19—20.
3. Карпеко М. И. Гигиеническое значение загрязнений атмосферного воздуха в Червоноградском районе Львовско-Волынского угольного бассейна: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Львов, 1972.
4. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. ОНД-86. — Л., 1987.
б. Раскидкин В. К. Комплекс мероприятий по снижению вредного влияния породных отвалов производственного объединения «Макеевуголь» на окружающую природную среду (Отчет МакНИИ).— Макеевка, 1982.
6. Черных О. В. // Гигиена населенных мест. — Киев, 1977. — Вып. 16. — С. 42—43.
7.
Черных О. В. // Гигиена 1985. —Вып. 24. —С. 14
8. Черных О. ВН.
населенных 16.
В. II Защита
мест.
Киев,
воздушного бас-
сейна от выбросов промышленных предприятий и транспорта. — Пермь, 1986. — С. 29—30.
Поступила 15.06.89
Гигиена воды, санитарная охрана
водоемов и почвы
КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 1990 УДК 613.31 :[578.7:578.835.1].083.2
Ю. А. Рахманин, А. Е. Недачин, Т. В. Доскина, Н. М. Корнилова,
Р. А. Дмитриева, Ю. М. Шарлот
ИНДИКАТОРНАЯ ЗНАЧИМОСТЬ КОЛИФАГОВ В ОТНОШЕНИИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ КИШЕЧНЫМИ ВИРУСАМИ
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Проблема обеспечения населения страны доброкачественной питьевой водой становится одной из самых актуальных в настоящее время, что обусловлено неуклонным ростом водопо-требления, качественными изменениями водоисточников, подвергающихся практически неконтролируемому антропогенному воздействию; неадекватностью существующих способов водо-подготовки в отношении наиболее устойчивых представителей вирусной микрофлоры.
На фоне повышенной в некоторых регионах заболеваемости населения кишечными вирусными инфекциями, в том числе вирусными гепатитами с энтеральным механизмом передачи (гепатиты А, ни А ни В), важное значение имеют неспецифические меры профилактики, направленные на ограничение циркуляции возбудителей заболеваний в водных объектах окружающей среды, обеспечение эпидемической безопасности при хозяйственно-питьевом водопользовании.
В то же время известно, что контроль за безопасностью питьевой воды с использованием традиционных бактериальных индикаторов не всегда надежен, что зачастую приводит к неверной оценке эпидемической ситуации. Кроме того, как показывают работы отечественных и зарубежных авторов, коли-бактерии не являются адекватными показателями надежности обработки питьевой воды в отношении вирусов.
В исследованиях P. Payment и соавт. [8], проведенных на 7 водопроводных станциях в Канаде, показано отсутствие корреляции между обнаружением в очищенной питьевой воде энтеровирусов и бактериальных индикаторов: 7 % проб питьевой воды, отвечающей бактериальным стандартам, содержали вирусы 3 типов:
Коксаки ВЗ и В4, ECHO 7. Вирусное загрязне-
ние родниковои питьевои воды зарегистрировано в ряде сел Франции [10]: в 3 пробах выделен реовирус типа 2. В связи с тем что две из указанных проблем были свободны от индикаторных бактерий, авторы делают вывод, что рутинные бактериологические анализы следует считать недостаточными для оценки безопасности питьевой воды в отношении вирусного загрязнения. О выделении ротавирусов и вирусов Коксаки В из проб питьевой воды при ее стандартных бактериологических показателях свидетельствуют результаты исследований, представленные в [2]. При отсутствии коли-форм-ных бактерий и высоком содержании свободного остаточного хлора (на уровне 0,8 мг/л) из питьевой воды выделен вирус гепатита А [3].
В последние годы в отечественной и зарубежной литературе появились данные, свидетельствующие о более адекватной значимости коли-фагов в отношении вирусного загрязнения воды по сравнению с бактериологическими показателями [1, 4, 7]. Установлено, что уровни содержания коли-фагов и энтеровирусов в питьевой воде изменяются одинаково по сезонам года [И]. При этом содержание коли-фагов превышает концентрацию энтеровирусов, однако их соотношение сохраняется постоянным на разных этапах очистки воды до хлорирования. Результаты статистически достоверны и свидетельствуют о возможности использования коли-фагов в качестве индикаторов вирусного загрязнения воды. Результаты исследований А. Ре1;го-у!соуа и А. Бткоуа [9] также указывают на наличие сильной корреляционной связи между содержанием коли-фагов и энтеровирусов в обработанной питьевой воде. Авторы рекомендуют использовать коли-фаги для наблюдения за процессами обработки питьевой воды, когда
