CC BY
19
2. ЕКОЛОГ1Я ТА ДОВК1ЛЛЯ
нлты
УКРЛ1НИ
wi/ган
Науковий bIch и к Н/1ТУ УкраТни Scientific Bulletin of UNFU http://nv.nltu.edu.ua
https://doi.org/10.15421/40270419 Article received 19.05.2017 р. Article accepted 24.05.2017 р. УДК 621.311.22:504.054
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
[^1 Correspondence author R. S. Shkumbatyuk Shkumba_r@meta.ua
О. П. Ковальчук, В. В. Снгтинський, Р. С. Шкумбатюк
Львiвський нащональний аграрний ушверситет, м. Львiв, Украша
МОН1ТОРИНГ ВМ1СТУ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В У ГРУНТАХ ТЕРИТОР1Й, ПРИЛЕГЛИХ
ДО ДОБРОТВ1РСЬКО1 ТЕС
Дослвджено вплив ДобротвiрськоT ТЕС на процес накопичення та мпрацгю важких металiв (ВМ) у грунтах прилеглих те-риторш. За результатами наших дослiджень встановлено шдвищення вмiсту ВМ у грунтах, вдабраних на вiдстанi 1,5-2,5 км ввд ДобротвiрськоT теплоелектростанцГ! (ДТЕС). На ввддаленш вiд ДТЕС виявлено тенденщю до зниження вмiсту ВМ. На вах вiдстанях вiд ДТЕС монггорингових дiлянок проходить акумуляцiя сполук шкелю, плюмбуму, цинку. Встановлено взаeмозалежнiсть та корелящю мiж вмiстом ВМ та рН грунта i деякими агрохiмiчними показниками дослiджуваних грунтiв. Виявлено ютотне перевищення в дослiджених зрачках грунту вмюту таких ВМ, як плюмбуму, купруму, феруму, мангану та шкелю порiвняно з контрольною точкою. Встановлено понижения вмюту гумусу у грунтах та шдвищення значения рН для дерново-ошдзолених грунпв. Рекомендовано контролювати джерела викидiв забруднювальних речовин i дотримуватись ви-мог вiдповiдного природоохоронного законодавства. З-помiж усiх типiв електростанцш найбiльший негативний вплив на довкшля чинять теплоелектростанцй. Це пов'язано, здебшьшого, з екологiчними аспектами спалювання оргашчного палива. Вугiльний попiл е своервдним концентратом сполук кiлькох елементiв. Якби вш легко вловлювався, то вже давно став би важливою рудною сировиною. А тому випадання цього пилу з року в рк на п ж територй, рано чи шзно, пiдвищить вмiст токсичних важких елементiв у компонентах навколишнього середовища далеко поза безпечну позначку (Varlamov, 2001).
Клю^ое^ слова: корелящя; пробнi дiлянки; теплоелектростанцй; мiграцiя важких металiв; агрохiмiчнi показники грунту.
Вступ. Одшею з основних умов повноцшного роз-витку та функцiонування будь-яко! свиово! держави е повне забезпечення належних умов для 100 % функщ-онування всiх ланок енергетичних систем держави. Проте електроенергетичш об'екти значно впливають на стан навколишнього середовища. Причому такий вплив характеризуеться постшною та зростаючою штенсив-нiстю, рiзноманiтнiстю, багатоплановiстю та масштаб-нiстю.
Екологiчний вплив електроенергетичних об'екпв на довкiлля можна розпод1лити за такими категорiями (Nechaieva, et я1., 2008):
• забруднення повiтря шкгдливими речовинами i сполука-ми, враховуючи дiоксин сiрки, окисли азоту, твердi частники та важкi метали, за 1х впливом на людське здо-ров'я, флору, фауну тощо;
• викиди парникових газiв, враховуючи вуглекислий газ, метан, закис азоту, що сприяють глобальним змiнам кль мату;
• змiна природного режиму водовикористання та негативний вплив на якгсть води через теплове i хiмiчне забруднення та вплив пдроелектростанцш;
• змiна природного режиму землевикористання через роз-мiщения електростанцш та електричних мереж, вивезен-ня та складування вiдходiв, враховуючи тверд^ рiдкi та ядернi вiдходи.
У свiтлi останнiх подiй, питания повноцшного енер-гозабезпечення гостро стоять i для Укра!ни. Причому основна частка генеруючо! електроенергп (близько 57,5 %) припадае на ТЕС та ТЕЦ. За масштабами впли-ву на навколишне середовище теплова енергетика пось дае одне з перших мкць. Сотнi теплоелектростанцiй (ТЕС) i теплоелектроцентралей спалюють мiльйони тонн органiчного палива. На !х частину припадае приб-лизно 1/4 всiх шкiдливих викидiв (Adamenko & Prykhodko, 2000; Klymenko, 2000). Теплоенергетика та-кож дае 12 % в«х твердих промислових вiдходiв. В основному це зола та шлаки. Останшм часом золу стали використовувати для рiзних цшей. Однак одним з недо-лiкiв використання золи е вмкт у нiй важких металiв (ВМ). Викиди ТЕС негативно впливають на земну по-верхню, грунт i рослиннiсть через осiдания на них пилу та випадiния "хгшчного" дощу або снiгу внаслiдок роз-чинення аерозолiв окислiв сiрки й азоту в атмосфернш волозi та дощових або снiгових опадах, поверхневi води (освдання на водних поверхнях викинутих у повггря шкiдливих речовин i змив !х у рiки та водойми дощови-ми i талими снiговими потоками) (Doncheva, Kozakova & Мш^, 1992).
Результатами такого забруднення земно! поверхш е окислення сшгового покриву та с1льськогосподарських угiдь, нагромадження у грунтi важких метал1в з вугшь-
Цитування за ДСТУ: Ковальчук О. П., Снгтинський В. В., Шкумбатюк Р. С. Мошторинг вмюту важких металiв у Грунтах територш,
прилеглих до Добротвiрськоí ТЕС. Науковий вюник НЛТУ УкраТни. 2017. Вип. 27(4). С. 87-90. Citation APA: Kovalchuk, O. P., Snitynskyy, V. V., & Shkumbatyuk, R. S. (2017). Monitoring of Heavy Metals Content in Soils of the Areas Surrounding Dobrotvir Thermal Power Plant. Scientific Bulletin of UNFU, 27(4), 87-90. https://doi.org/10.15421/40270419
но! золи, що пригнiчуe лiсовi бюценози, знижуе вро-жайнiсть агрокультур i насичуе харчовi продукти шквд-ливими для здоров'я людини сполуками.
Джерелом ВМ шд час роботи ТЕС е як тонкодиспер-снi частинки золи, так i зола, що надходить у золоввдва-ли. Максимальна юльюсть димових викид1в осiдаe в зо-нi 2,5-4,0 км ввд електростанц1й. Зола, що видуваеться зi золовiдвалiв, здатна створювати в грунт концентраци ВМ у кiлька разiв бiльшi, нiж унаслiдок викидiв iз труб. Саме грунт знаходиться у центрi трансграничного пере-несення, шграци ВМ. Вивчення вмiсту ВМ у грунтах необхвдне для контролю за станом навколишнього сере-довища, охорони його вiд забруднення.
Одним з найпотужшших забруднювачiв навколишнього середовища на Львiвщинi е Добротвiрська ТЕС, яка е структурним пiдроздiлом ПАТ "ДТЕК Захвденер-го" (№сЬа1еуа, й а1., 2008). Це пiдприeмство входить до перелшу 100 найбшьших пiдприeмств-забруднювачiв Украши. Як паливо для котлiв Добротвiрськоl ТЕС ви-користовують паливо 3 видiв: тверде (вугшля марки Т), рiдке (мазут) та газоподiбне (природний газ).
Протягом кшькох останнiх роюв структура палива ктотно змiнювалась, зменшилась частка використання газу, при цьому також попршилась яюсть вугшля, що постачають пiдприeмства Львшсько-Волинського ву-гшьного басейну. Останнього року ситуащя з яюстю вугшля дещо змiнилася на краще, завдяки поставкам яюсшшого з екологiчного погляду вугшля з Польщi (УЛ8КЬ№Ь, 1988; а^оуэко], 1981).
К А Кам'янка-Бузький
Рис.
с. Тичок; т. Д - пробна д™нка с. Сiлець
Вiдбiр проб проводять для контролю забруднення грунпв та оцiнення якiсного стану грунтш природного та порушеного стану. Показники, що шдлягають контролю, вибирають i3 вказаних у ГОСТ 17.4.2.01-83 i ГОСТ 17.4.2.02-83.
Вiдбiр та шдготовку проб грунту для аналiзiв здш-снюють згiдно з ГОСТ 17.4.3.01.-83 та ГОСТ 17.4.4.02.-
Мазут використовують епiзодично, у незначнiй кшькосп, головним чином для "пiдсвiчуваня факелу", тому обсяг шюдливих речовин, яш утворюються пiд час його спалювання, дуже незначна. Теплота вугшля, яке використовують як паливо на ТЕС, становить 47026 ккал/кг. В основному тд час спалювання вугшля в навколишне середовище викидаються зола, оксиди Штрогену та Сульфуру. На цей час на територи шлако-ввдстшника зберiгаeться до 15 млн т шлаку.
Завдання та Мета дослщження. Мета дослвдження - визначення особливостей розповсюдження ВМ вiд Добротвiрськоl ТЕС, процеси акумуляци ВМ у грунтах ще! територп, вплив рН на щ процеси та змiни рН шд впливом макроскладу грунт1в i надходження ВМ.
Для досягнення поставлено1 мети потрiбно вирши-ти таю завдання:
1) встановлення особливостей розповсюдження викидiв вщ Добротвiрськоl ТЕС i акумулювання в них окремих ВМ;
2) визначення залежносп формування або змш рН вiд на-явност у Грунтах певних хiмiчних елеменпв;
3) вивчення залежностi м1ж складом забруднення й утво-ренням малорозчинних сполук у Грунтах. Методика дослщження. Для досягнення постанов-
лено1 мети здшснено вiдбiр проб грунту з чотирьох майданчик1в, якi розташованi на прилеглих територ1ях Добротвiрськоl ТЕС. Точки ввдбору зазначено на кар-тосхемi (рис.).
Л1СНИЦТВО
84 (DSTU 180 14255: 2005; DSTU 4405: 2005). Пробш майданчики розташовують вiдповiдно до ГОСТ 17.4.3.01-83 (GOST 17.4.1.02-83, 1983). В^р проб проводять на пробних майданчиках, яш закладають так, щоб унеможливити спотворення результатiв аналiзiв тд впливом навколишнього середовища. Пробнi майданчики закладають на дшянках з однорвдним грунтовим i
вданчики для вщбору проб: т. А - пробна дтнка с. Рокети; т. Б - пробна дтнка с. Долини; т. С - пробна д™нка
рослинним покривом, а також з урахуванням госпо-дарського використання основних грунтових рiзниць.
Об'еднану пробу складають шляхом змшування точкових проб, вiдiбраних на одному пробному майдан-чику. Для хiмiчного аналiзу об'еднану пробу складають не менше, шж з п'яти точкових проб, взятих з одного пробного майданчика. Маса об'еднано1 проби повинна бути не менше 1 кг. Пвд час вiдбору точкових проб i складання об'еднано1 проби потрiбно виключена уне-можливити !х вторинне забруднення.
Проби грунту для хiмiчного аналiзу висушують до повеяно -сухого стану без прямого впливу сонячних промен1в вiдповiдно. Повiтряно-сухi проби зберкають у тканинних мiшечках, в картонних коробках або у склянш тарг
Визначення вмiсту металiв здшснювали методом атомно-абсорбцшно1 спектроскопп з використанням по-луменевого ААС КАС -120.1 з електротермiчним атомi-затором.
Результати дослщження та гх обговорення. Тери-торго для дослiдження вибрано з урахуванням наявнос-тi рiзних ландшафтних комплексов, рiзноманiтних грун-т1в i рiзних видiв !х використання, а також ввдсташ вiд об'екта забруднення - Добротвiрськоl ТЕС.
Оскiльки викиди ТЕС, що працюе на твердому пали-вi, вмiщують рiзноманiтнi ВМ, для дослвджень вибрано найшкiдливiшi, якi е бюлопчно активними або належать до токсичних забруднювач1в рiзного класу небез-
пеки: 1-й - РЬ, гп, Сё; 2-й - Со, N1, Си, Сг; 3-й - V, Бг (Maryskevych & БИрактка, 2001).
Кожний елемент у певних грунтових умовах утво-рюе конкретш хiмiчнi форми, що зумовлюе !х рухли-вiсть або акумулювання у грунтах. Рухливi форми сприяють надходженню забруднювач1в у рослини i пе-ресуванню далi по харчовому ланцюгу.
Рухливiсть ВМ визначаеться у будь-якому грунт значенням рН, оскiльки катюнш форми бiльш рухливi у кислому середовищ^ а анiоногени - у грунтах з шдви-щеним значенням рН. Тому цшком справедливо, що при переходi з одного середовища в шше при досль дженш поведiнки ВМ у грунтах важливим чинником е особистi хiмiчнi властивосп даного елементу. У цьому аспект розглянуто залежнiсть рН вiд макроскладу грунта i вплив деяких ВМ на рН середовища (табл. 1). Для поргвняння використовували проби грунту, вдабраш на вiдстанi 100 км вщ об'екта дослiдження (табл. 2).
Як бачимо, майже в уах випадках спостерiгаeться iстотна вщмшшсть мiж контрольною точкою та мошто-ринговими точками вiдбору проб грунту. Причому найбшьша рiзниця спостерiгаeться для сполук таких ВМ, як манган, плюмбум, ферум та купрум.
Як вщомо, зб1льшення вмiсту ВМ та здатносп до !х м^рацп у грунтах буде залежати не тшьки вiд значенням рН грунту, але i вiд основних агрохiмiчних показ-никiв грунту (табл. 3).
Табл. 1. Результата вмкту важких металiв у Грунтах прилеглих до Добротвiрськоi' ТЕС територiй
Точка ввдбору Ввдстань ввд ТЕС Zn, мг/кг Mn, мг/кг Cu, мг/кг Co, мг/кг Fe, мг/кг Ni, мг/кг Pb, мг/кг Cd, мг/кг рн сольо-ве
c. Рокети (т. А) 2,5 км на зх. 1,30 18,20 1,90 0,84 9,24 1,89 1,44 0,10 6,5
с. Долини (т. В) 1,5 км на зх. 1,26 23,20 1,70 0,84 7,80 2,31 1,92 0,10 7,0
с. Тички (т. С) 1,5 км на зх. 0,62 12,00 1,60 0,84 9,8 2,63 0,48 0,05 6,9
с. Сшець (т. D) 2,5 км на зх. 0,56 5,90 1,65 1,12 7,56 2,89 1,44 0,05 5,8
Табл. 2. Вмкт важких металiв у контрольнШ точцi
Zn, мг/кг Mn, мг/кг Cu, мг/кг Co, мг/кг Fe, мг/кг Ni, мг/кг Pb, мг/кг Cd, мг/кг рН сольове
0,75 1,60 0,90 0,65 3,24 1,89 0,44 0,001 5,5
Табл. 3. ArpoxiMi4Hi показники дослiджуваних зрпзкЧв Грунту
Точка ввдбору Ввдстань ввд ТЕС Итроген Сульфур Гумус P2O5 мг/кг грунту K2O мг/кг грунту
Юрсанов Мачипн Юрсанов Мачипн
c. Рокети (т. А) 2,5 км на зх. 1,30 18,20 1,90 0,84 0,84 9,24 9,24
с. Долини (т. В) 1,5 км на зх. 1,26 23,20 1,70 0,84 0,84 7,80 7,80
с. Тички (т. С) 1,5 км на зх. 0,62 12,00 1,60 0,84 0,84 9,8 9,8
с. Сшець (т. D) 2,5 км на зх. 0,56 5,90 1,65 1,12 1,12 7,56 7,56
Згiдно з даними табл. 3, найiстотнiший антропоген-ний вплив ТЕС "вiдчуваeться" щодо гумусу, iстотне пiдвищення сполук Сульфуру та Нлрогену. Причому агрохiмiчнi показники грунту ктотно корелюються iз вмктом ВМ у дослiджуваних грунтi.
Висновки. Унаслщок проведених дослiджень р1вня забруднення грунпв поблизу Добротвiрськоl ТЕС важ-кими металами встановлено, що:
• найбшьш забрудненою е територiя, розташована вiд джерела викиду в радуй 2,5 км;
• найбшьш поширеними забруднювачами е Cu, Co, Mn, Pb, що вважаемо цiлком
• закономiрним: кислотнi залишки утворюються у слабо-лужних Грунтах i з ВМ утворюють нерозчинт або мало-розчиннi сполуки, що призводить до 1х накопичення. Це стосуеться Cu, Fe, Co;
• визначено кореляцшш залежност м!ж рН i макро- i м!к-рокомпонентами в р!зних Грунтах. Найб!льша кореляц!я
м!ж рН i Fe, Zn. Pb, вм!ст яких зм!нюеться залежно в!д мкця в!д6ору зразкiв Грунту;
• для мжроелеменлв простежено залежнiсть м!ж рН i вм!стом у Грунтах Cu, Zn, що пов'язано з! зменшенням рухомост! цих елементiв у слаболужних i нейтральних Грунтах;
• виявлено взаемокорелящю м!ж вм!стом ВМ та деякими агрохiмiчними показниками дослiджуваних Грунт!в.
Перелж використаних джерел
Adamenko, O. M., & Prykhodko, M. M. (2000). Rehionalna ekolohiя ipryrodniresursy. Ivano-Frankivsk: Та1я, 287 p. [in Ukrainian].
Doncheva, A. V., Kozakova, L. K., & Kaluckov, V. N. (1992). Landshaftnaja indikacija zagrjaznenija prirodnoj sredy. Moscow: Jekologija, 256 p. [in Russian].
DSTU 180 14255: (2005). Yakist gruntu. Vyznachennia nitratnoho azotu i zahalnoho rozchynnoho azotu v povitriano-sukhykh grun-takh. [in Ukrainian].
DSTU 4405: (2005). Yakist gruntu. Vyznachennia rukhomykh spoluk fosforu i kaliiu za metodom Kirsanova v modyfkatsii NNTsIHA. [in Ukrainian].
Glazovskoj, M. A. (Ed.) (1981). Tehnogennye potoki veshhestva v landshaftah i sostojanie jekosistem. Moscow: Nauka, 256 p. [in Russian].
GOST 17.4.1.02-83. (1983). Ohrana prirody. Pochvy. Klassifkacija himicheskih veshhestv dlja kontrolja zagrjaznenija. Vved. 01.01.84. [in Russian].
Klymenko, L. P. (2000). Tekhnoekolohiia. Simferopol: Tavriia, 542 p. [in Ukrainian].
Maryskevych, O. H., & Shpakivska, I. M. (2001). Vplyv antropopresii na biotychnu aktyvnist gruntiv u ekosystemakh Ukrainskykh Kar-
pat. Naukovyi visnyk UkrDLTU : zb. nauk.-tekhn. prats, 9, 26-28. Lviv : Vyd-vo UkrDLTU. [in Ukrainian]. Nechaieva, T. P., Shulzhenko, S. V., Sas, D. P., & Parasiuk, M. V. (2008). Faktory ekolohichnoho vplyvu elektroenerhetychnykh obi-ektiv na dovkillia. Problemy zahalnoi enerhetyky, 18, 53-60. [in Ukrainian].
Varlamov, H. B. (2001). Otsinka nehatyvnoho vplyvu ta kontseptsiia enerho-ekolohichnoho monitorinhu palyvospaliuvalnykh enerho-obiektiv. Jenergotehnologii i resursosberezhenie, 4, 53-57. Kyiv: Jenergija. [in Ukrainian]. VASKhNIL. (1988). Pochvy Ukrainy i povyshenie ih plodorodi-ja. VASKhNIL. Yuzh. ot-nie In-ta pochvovedenija i agrohimii im. A. N. Sokolovskogo. Kiev: Urozhaj, T.1, 292 p. [in Russian].
О. n. KoeanbnyK, B. B. CHumbiHCKuu, P. C. ^KyM6ammK
Львовский национальный аграрный университет, г. Львов, Украина
МОНИТОРИНГ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ ТЕРРИТОРИЙ,
ПРИЛЕГАЮЩИХ К ДОБРОТВОРСКОЙ ТЭС
Исследовано влияние Добротворской ТЭС на процесс накопления и миграцию тяжелых металлов (ТМ) в почвах прилегающих территорий. По результатам наших исследований установлено повышение содержания ТМ в почвах, отобранных на расстоянии 1,5-2,5 км от Добротворской теплоэлектростанции (ДТЭС). На удалении от ДТЭС выявлена тенденция к снижению содержания ТМ. На всех расстояниях от ДТЭС мониторинговых участков проходит аккумуляция соединений никеля, свинца, цинка. Определенны взаимозависимость и корреляция между содержанием ТМ и рН и агрохимическими показателями почв. Обнаружено существенное увеличение в исследованных образцах почв содержание таких ТМ, как свинец, медь, железо, марганец и никель, в сравнении относительно контрольной точки. Отмечено понижение содержания гумуса в почвах и повышение уровня рН для дерново-подзолистых почв. Рекомендовано контролировать источники выбросов загрязняющих веществ и соблюдать требования соответствующего природоохранного законодательства. Среды всех типов электростанций самое негативное влияние на окружающую среду оказывают теплоэлектростанции. Это связано, в основном, с экологическими аспектами сжигания органического топлива. Угольный пепел является своеобразным концентратом соединений нескольких элементов. Если бы он легко улавливался, то уже давно стал бы важным рудным сырьем. Поэтому выпадение этой пыли из года в год на те же территории, рано или поздно, повысит содержание токсичных тяжелых элементов в компонентах окружающей среды далеко за безопасную отметку (Varlamov, 2001).
Ключевые слова: корреляция; пробные участки; теплоэлектростанции; миграция тяжелых металлов; агрохимические показатели почвы.
O. P. Kovalchuk, V. V. Snitynskyy, R. S. Shkumbatyuk
Lviv National Agrarian University, Lviv, Ukraine
MONITORING OF HEAVY METALS CONTENT IN SOILS OF THE AREAS SURROUNDING DOBROTVIR
THERMAL POWER PLANT
Power facilities significantly affect the environment. Moreover, this effect is characterized by constant and growing intensity, variety, diversity and scale. Therefore, the purpose of the research is to study the impact of Dobrotvir thermal power plant on the accumulation and migration of heavy metals (HM) in soils of surrounding areas. The results of our studies found increased content concealed in the soil samples taken at a distance of 1.5-2.5 km from Dobrotvir thermal power plant (DTPP). The authors have revealed the tendency to reduction of the HM at some distant areas of DTPP. The accumulation of such heavy metals as nickel compounds, lead, and zinc was found on all distant monitoringplots. The research has also defined interdependence and correlation between the contents of the HM and pH soils, and some agrochemical indicators of studied soils. The authors have found a significant excess in the soil samples when studying the contents of the HM as of lead, copper, iron, manganese and nickel in comparison with the control point. Moreover, we have detected some decrease of humus content in the soil and increasing the pH to sodpodzolic soil. Thus, the authors recommend source control of polluting emissions and comply with relevant environmental legislation. The greatest negative impact on the environment is caused by thermal power plants. This is mainly due to the environmental aspects of fossil fuels. The coal ash is a kind of concentrate compounds of several elements. It has long been important to ore and therefore dust falling from year to year on the same territory, sooner or later, will increase the content of toxic heavy elements in the components of the environment far beyond the safe mark.
Keywords: correlation; test plot; power station; heavy metals migration; soil agrochemical indices.
1нформащя про aBTopiB:
Ковальчук Ольга Петргвна, астрант, Львiвський нацюнальний аграрний ушверситет, м. Львiв, Укра'на.
Email: 0lgakovalchuk01@ukr.net
Сштинський Володимир Васильович, д-р бюл. наук, професор, Львiвський нацюнальний аграрний ушверситет, м. Львiв, Украина.
Email: Pr_lnau@ukr.net
Шкумбатюк Роман Степанович, канд. xiM. наук, доцент, Львiвський нацюнальний аграрний ушверситет, м. Львiв, Укра'''на.
Email: Shkumba_r@meta.ua
