CC BY
14ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПОСЛЕДСТВИЙ ТЕХНОГЕННОЙ АВАРИИ
Ванчугова Виктория Александровна
магистрант Иркутского государственного университета путей сообщения,
г. Иркутск
COMPLEX ASSESSMENT OF IMPACTS ON THE ENVIRONMENT OF CONSEQUENCES OF TECHNOGENIC
ACCIDENT
Vanchugova Victoria Aleksandrovna
undergraduate of the Irkutsk state transport university,
Irkutsk
Аннотация
В статье приведены краткие сведения о местоположении и деятельности предприятия «Усольехимпром» и последствия техногенной аварии. На основании этих данных была проведена комплексная оценка воздействия на окружающую среду.
Abstract
Short data on location and activities of the entity «Usolyekhimprom» and consequences of technogenic accident are provided in article. Based on these data the complex environmental impact assessment was carried out.
Ключевые слова: окружающая среда, ртуть, экология, загрязняющие вещества, оценка, опасность.
Keywords: environment, mercury, ecology, pollutants, assessment, danger.
Определяющее влияние на экологическое состояние объектов окружающей среды Приангарья оказывают отраслевые комплексы, сосредоточенные в наиболее промышленно освоенной части бассейна реки Ангары. Анализ закономерностей распространения и накопления загрязнений, формировавшихся в течение длительного времени в условиях конкретной ландшафтно-геохимической системы, сложившейся в Ангарской промышленной зоне, позволил сформировать комплексную оценку уровеня техногенного загрязнения водных объектов р. Ангары тяжелыми металлами. Основным «поставщиком» этих токсичных элементов являлось предприятия «Усольехимпром».
Для производственного комплекса «Усольехимпром» характерны непрерывность и жесткая зависимость технологического процесса от каждого из производств. Основной продукцией предприятия, являлись хлор и
каустическая сода. При проведении электролиза раствора поваренной соли ртутным методом в качестве катода использовалась металлическая ртуть. В 1998 г. цех ртутного электролиза был остановлен. Процесс вывода цеха из эксплуатации оказался экологически опасным мероприятием, так как остановка и демонтаж ртутных электролизеров сопровождались весьма большими потерями ртути. При остановке 62 аппаратов безвозвратные потери ртути по данным комбината составили 22,3-28,5 т.
По данным баланса расхода ртути на предприятии «Усольехимпром» за период 1973-2000 гг. (таблица 1) видно, что прекращение дополнительного поступления ртути на комбинат после закрытия цеха ртутного электролиза не может решить проблему нахождения около 1150 т техногенной ртути в окружающей среде.
Таблица 1. Баланс расхода ртути на предприятии «Усольехимпром» за
1973-2000 гг.
Наименование статей расхода ртути Средний расход ртути в год, т Расход ртути за 1973-2000 гг., т Направление потока ртути
В каустической соде 0,061 1,58 Потребители
В шламе рассоло-очистки (сульфидный шлам) 23,84 619,846 Шламоотстойник
Со сточными водами 0,895 25,06 Братское водохранилище
В атмосферу (с водородом, абгазами) 2,829 79,205 Атмосфера
В атмосферу (с водородом, абгазами, вентвыбросами) 274,802 Акташский ртутный комбинат
Сдано на склад 125,889 Склад, с последующей реализацией
Шлам, хранящийся в контейнере 25,477 Промплощадка
Механические потери, проникшие в грунты 506,141 Промплощадка
Итого: 1658
Таким образом, в районе деятельности комбината «Усольехимпром» (рисунок 1) находится крупнейшая техногенная ртутная аномалия, фактически представляющая собой техногенное месторождение этого металла [Коваль и др., 1999; 2000].
Рисунок 1 - Расположение промплощадки предприятия «Усольехимпром»
и Братского водохранилища
Комплекс геоэкологических исследований, проведенный в последние годы в районе деятельности комбината, позволил оценить параметры основных потоков ртутного загрязнения и объектов его локализации.
Почвы и грунты. Загрязнения почв и грунтов исследуемой пром-площадки предприятия «Усольехимпром» ртутью, обусловлено рядом причин: механическими потерями вблизи цеха ртутного электролиза при демонтаже оборудования; переносом поверхностными водами и стоками не работающей системы ливневой канализации в районе корпуса цеха ртутного электролиза; свалками демеркуризированных металлоконструкций в восточной части промплощадки; механическими потерями металлической ртути и загрязненного ею шлама на участке хранения контейнеров, подготовленных для отправки на переработку; аварийными ситуациями на трубопроводах системы промышленно-ливневой канализации, а также осаждением из загрязненного воздуха. Детальному изучению распределения ртути в почвах и грунтах посвящены исследования Е.С. Седых, Р.М. Зарипова [2000]. Ртуть сосредоточена в основном в верхних гумусовых горизонтах и поэтому буферная способность почвы непосредственно зависит от количества и природы органического вещества, а также от мощности гумусированной толщи. На промплощадке содержание ртути в поверхностных горизонтах почв и грунтах находится в пределах 4,2-10 мг/кг.
Наиболее интенсивная и крупная аномалия ртути в грунтах (5-900 г/кг) находится в юго-западной части промплощадки в непосредственной близости от цеха ртутного электролиза. Дополнительно источниками загрязнения участка с концентрацией ртути до 5,6 г/кг в северной части промплощадки являются склад химических веществ и разливы промышленных сточных вод в результате утечек из системы промливневой канализации. При общей площади незастроенной части площадки 2589 тыс.м2, глубине пробоотбора 0,25 м, объеме горной массы 647,2 тыс.м3 и среднем содержании ртути 37,137 г/м3 прогнозные ресурсы ртути в верхнем слое почв и грунтов промплощадки оцениваются в 24,036 т. Таким образом, имеющиеся данные свидетельствуют о весьма существенном загрязнении верхней части гумусового горизонта почв ртутью в районе деятельности комбината «Усольехимпром».
Основные аномальные объекты. К числу аномальных скоплений ртути и ее аномальной эмиссии в окружающую среду относятся, прежде всего, запасы ртути в рыхлых отложениях на участке цеха ртутного электролиза, и ртуть, преимущественно в сульфидной форме, в шламоотстой-нике предприятия [Коваль и др. 1999;2000]. По данным баланса расходов ртути предприятия «Усольехимпром» на механические потери, находящиеся в грунтах, приходится 506,141 тонн. Очевидно, в это количество следует отнести ртуть: в рыхлых отложениях на участках; в поверхностном слое почв и грунтов промплощадки; в грунтовых водах; в строительных конструкциях, промышленном оборудовании и «ловушках» системы ливневой канализации. По данным разведочного бурения наиболее крупное скопление металлической ртути сформировалось в грунтах верхнего водоносного горизонта под цехом ртутного электролиза и на прилегающем участке промплощадки. Среднегодовая скорость вертикальной миграции металлической ртути ориентировочно оценивается величиной порядка 30см/год. Прогнозные ресурсы ртути в техногенных грунтах верхней части рыхлых отложений оцениваются в 97,3 т; в рыхлых отложениях - 344,8 т, в при-плотиковой части рыхлых отложений - 220,1 т. Сосредоточение преобладающей части запасов ртути приплотикового слоя в юго-восточной части аномалии свидетельствует о заметном перемещении загрязнения по уклону водоупора в направлении р. Ангары. Результаты проведенных геоэкологических исследований позволяют сделать следующие выводы: концентрированное ртутное загрязнение в форме металлической ртути достаточно быстро мигрирует в нижнюю часть верхнего водоносного горизонта; элювиальные глины водоупора верхнего водоносного горизонта являются эффективным геохимическим барьером для распространения металлической ртути.
Подземный сток. По данным работ 1998 г. Химический состав грунтовых вод промплощадки был следующим: хлоридно-гидрокарбонатный с минерализацией 0,47-2,1 г/дм3, хлоридный с минерализацией 0,1-1,2 г/дм3, гидрокарбонатный с минерализацией до 4,7 г/дм3. Отмечены превышаю-
щие ПДК концентрации ртути - до 0,0009 мг/дм3 (ПДК - 0,0005 мг/дм3), кадмия - до 0,003 мг/дм3 (ПДК - 0,001 мг/дм3), брома - до 8,5 мг/дм3 (ПДК - 0,02 мг/дм3), марганца - до 22,95 мг/дм3 (ПДК - 0,1 мг/дм3), нефтепродуктов - до 19,5 мг/дм3. Непосредственно под цехом ртутного электролиза в грунтовых водах водородный показатель изменялся от 3,8 до 12,74, содержание О - от 3 до 32 г/дм3 (до 90 ПДК), SO4 - от 0,3 до 10 мг/дм3 (до 20 ПДК), общая минерализация - от 12,3 до 78,17 г/дм3 (до 78 ПДК), ртути -от 0,0018 до 0,55 мг/дм3 (до 1100 ПДК питьевых вод). На основе данных работ 1997-1999 г. Был проведен ориентировочный расчет массы ртути, поступившей в р. Ангару с подземным стоком [Коваль, Лавров, 2000]. При средней скорости фильтрации 50 м/с и коэффициенте водоотдачи 0,12 с грунтовыми водами за время производства каустической соды и хлора методом ртутного электролиза в Братское водохранилище могло быть сброшено порядка 3,3 т ртути. Учитывая масштабы накопленных запасов ртути в грунтах и рыхлых отложениях рассматриваемой территории, можно полагать, что средняя масса ежегодного поступления ртути в р. Ангару (~0,1 тонны) с подземным стоком не уменьшится.
Процессы миграции и накопления ртути в Братском водохранилище. Ртуть поступает в донные осадки и в биоту через обменные процессы с участием воды. Результаты приведенных исследований показали, что концентрация ртути в воде вблизи выпусков №1 и дренажной канавы предприятия «Усольехимпром» в десять раз превышают ПДК воды водоемов рыбохозяйственного назначения (0,01 мкг/дм3) и в два раза ПДК воды для хозяйственно-бытовых и культурных целей (0,5 мкг/дм3). Примерно через 3-5 км уровень концентрации ртути понижается в среднем до 0,054 мкг/дм3, что выше ПДК для воды водоемов рыбохозяйственного назначения в 5 раз.
Комплексная оценка экологического состояния водных ресурсов и водохозяйственной обстановки в Ангарской промышленной зоне позволила выявить и количественно определить основные природно-техногенные и техногенные факторы загрязнения ртутью участка р. Ангары и Братского водохранилища. На примере одного из самых крупных источников сосредоточенного распространения ртутного загрязнения в объекты окружающей среды Приангарья - комбината «Усольехимпром» показана необходимость комплексного подхода к изучению геоэкологической обстановки, исследованию форм нахождения тяжелых металлов и их соединений в природно-техногенных системах, особенностей миграции и накопления загрязняющих веществ от источника до депонирующих сред. Результаты комплексного изучения определяют приоритетные направления разработки эффективных технологий защиты водных объектов от загрязнения в условиях интенсивного воздействия на окружающую среду крупных отраслевых комплексов.
Список литературы:
1. Коваль П.В., Калмычков Г.В., Лавров С.М., Удодов Ю.Н. Ртутное загрязнение реки Ангары/Материалы 3-го научно-методического семинара «Проблемы управления качеством воды в бассейне р. Ангары». -М.:Московский общественный научный фонд, 2000. - С.96-100.
2. Коваль П.В., Гордус А.А. Ртуть в рыбе братского водохранилища. В кн: Проблемы Земной цивилизации/ Доклады конференции «Теоретические и практические проблемы безопасности Сибири и Дальнего Востока» (8 июня 1999). - Иркутск: ИрГТУ, Выпуск первый, часть 1, 1999. - С. 105109.
3. Седых Е.С., Зарипов Р.С. Распределение ртути в почвах и грунтах района деятельности комбината ОАО «Усодьехимпром» // Проблемы ртутного загрязнения природных и искусственных водоемов, способы его предотвращения и ликвидации. Иркутск: Изд-во института геохимии СО РАН. -2000. С. 90-94.
References:
1. Koval P. V., Kalmychkov G.V., Lavrov S. M., Yu.N's Hoopoes. Mercury pollution of the river Angara/materials of the 3rd scientific and methodical seminar of "Problem of quality management of water in basin of the Angara River". - M.:moskovsky public scientific fund, 2000. - Page 96-100.
2. Koval P. V., Gordus A. A. Rtut in fish of the Bratsk Reservoir. In kN: Problems of the Terrestrial civilization / Reports of the "Theoretical and Practical Problems of Safety of Siberia and the Far East" conference (on June 8, 1999). - Irkutsk: ИрГТУ, Release the first, part 1, 1999. - Page 105-109.
3. Sedyh E.S., Zaripov R. S. Distribution of mercury in soils and soil of the area of activity of JSC Usodyekhimprom plant//Problems of mercury pollution of natural and artificial reservoirs, ways of his prevention and elimination. Irkutsk: Publishing house of institute of geochemistry of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science.-2000. Page 90-94.
