CC BY
2
Оригинальная статья
УДК 504.064.2:504.3.054 © И.Н. ЕвсееваН1, О.С. Сафронова1, Е.В. Маркова2, Н.А. Остапова1, Е.А. Моршнев1, О.А. Иванов1, 2024
1 НИИАП Хакасии - филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия
2 ООО «СУЭК-Хакасия», 655162, г. Черногорск, Россия Н e-mail: [email protected]
Original Paper
UDC 504.064.2:504.3.054 © I.N. EvseevaH1, O.S. Safronova1, E.V. Markova2, N.A. Ostapova1, E.A. Morshnev1, O.A. Ivanov1, 2024
1 Scientific-Research Institute of Agrarian Problems of Khakassia -
Branch of the FIC KNC SB RAS, Zelenoe Village, Republic of Khakassia, 655132, Russian Federation
2 «SUEK-Khakassia» LLC, Chernogorsk, 655162, Russian Federation
H e-mail: [email protected]
Оценка содержания соединений азота в атмосферном воздухе и растительном покрове санитарно-защитной зоны угледобывающего предприятия ООО «СУЭК-Хакасия», разрез «Черногорский»
Assessment of the content of nitrogen compounds in the atmospheric air and vegetation of the sanitary protection zone of the coal mining enterprise LLC SUEK-Khakassia, Chernogorsky section
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2024-9-87-90 -
В статье представлены данные по расходу взрывчатых веществ для производства промышленных взрывов на угледобывающем предприятии ООО «СУЭК-Хакасия» разрез «Черногорский». Авторами проведен анализ результатов протоколов лабораторных испытаний химических исследований по содержанию соединений азота в атмосферном воздухе, растительном покрове санитарно-защитной зоны разреза «Черногорский» и селитебной зоны за 2021 -2023 гг. Подтверждено, что мероприятия по снижению негативного воздействия, проводимые предприятием, позволяют значительно снизить нагрузку на окружающую среду в границах СЗЗ и за ее пределами. Ключевые слова: антропогенные выбросы, взрывчатые вещества (ВВ), соединения азота, санитарно-защитная зона (СЗЗ), селитебная зона, атмосфера, растительный покров, ПДК.
Для цитирования: Оценка содержания соединений азота в атмосферном воздухе и растительном покрове санитарно-защитной зоны угледобывающего предприятия ООО «СУЭК-Хакасия» Разрез «Черногорский» / И.Н. Евсеева, О.С. Сафронова, Е.В. Маркова и др. // Уголь. 2024;(9):87-90. DOI: 10.18796/0041 -5790-2024-9-87-90.
Abstract
The article presents data on the consumption of explosives for the production of industrial explosions at the coal mining enterprise LLC SUEK-Khakassia, Chernogorsky section. The authors analyzed the results of laboratory test protocols of chemical studies on the
ЕВСЕЕВА И.Н.
Младший научный сотрудник НИИАП Хакасии -филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия e-mail: [email protected]
САФРОНОВА О.С.
Младший научный сотрудник НИИАП Хакасии -филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
МАРКОВА Е.В.
Главный эколог ООО «СУЭК-Хакасия», 655162, г. Черногорск, Россия, e-mail: [email protected]
■
ЭКОЛОГИЯ • ECOLOGY
ОСТАПОВА Н.А.
Канд. техн. наук, старший научный сотрудник НИИАП Хакасии -филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
МОРШНЕВ Е.А.
Младший научный сотрудник НИИАП Хакасии -филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
ИВАНОВ О.А.
Канд. техн. наук, директор НИИАП Хакасии -филиал ФИЦ КНЦ СО РАН, 655132, с. Зеленое, Республика Хакасия, Россия, e-mail: [email protected]
ноц
КУЗБАСС
Научно-образовательный центр «Кузбасс»
content of nitrogen compounds in atmospheric air, vegetation cover of the sanitary protection zone of the Chernogorsky section and the residential zone for 2021-2023. It is confirmed that the measures to reduce the negative impact carried out by the enterprise can significantly reduce the environmental burden within the boundaries of the SPZ and beyond. Keywords
Anthropogenic emissions, explosives, nitrogen compounds, sanitary protection zone (SPZ), residential zone, atmosphere, vegetation cover, MPC. For citation
Evseeva I.N., Safronova O.S., Markova E.V., Ostapova N.A., Morshnev E.A., Ivanov O.A. Assessment of the content of nitrogen compounds in the atmospheric air and vegetation of the sanitary protection zone of the coal mining enterprise LLC SUEK-Khakassia, Chernogorsky section. Ugol'. 2024;(9):87-90. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041 -5790-2024-9-87-90.
ВВЕДЕНИЕ
На формирование качества атмосферного воздуха в Республике Хакасия влияют различные факторы, в том числе степень индустриализации, наличие сетей магистралей с интенсивным транспортным движением, а также географическое положение и климатические особенности. Республика Хакасия расположена в зоне повышенного природного потенциала загрязнения атмосферы, который характеризуется частой повторяемостью штилей и приземных инверсий, что затрудняет рассеивание вредных веществ и способствует их накоплению в атмосфере [1].
Промышленное освоение территории разреза «Черногорский» связано с антропогенным загрязнением воздушной среды. Для производства промышленных взрывов на разрезе «Черногорский» применяются ВВ, в состав которых входят азотосодержащие компоненты. Наиболее распространенными загрязнителями воздуха являются оксид азота (N0) и диоксид азота (N02), которые относятся к токсическим веществам третьего класса опасности [2, 3]. Они вносят существенный вклад в формирование смога и кислотных дождей, являются прекурсорами для образования озона в нижнем слое атмосферы, что приводит к ухудшению качества воздуха и негативно влияет на здоровье людей. Кроме того, являются мощными парниковыми газами, способными удерживать тепло в атмосфере и приводить к глобальному потеплению. Превышение ПДК оксидов азота в атмосфере проявляется прежде всего в воздействии на дыхательные пути и легкие, а также вызывает изменения состава крови в организме человека [4].
Азотные соединения - это часть атмосферы. В атмосфере N0 и N0., встречаются вместе, поэтому чаще всего оценивают их совместное воздействие на окружающую среду. Их влияние зависит от концентраций, способов выделения и общей экологической ситуации в регионе. Управление и мониторинг этих соединений играют важную роль в снижении их отрицательного воздействия.
Климат территории, где расположен разрез, характеризуется высокой конти-нентальностью, что проявляется в изменчивости всех метеорологических величин с резкими контрастами годовых, месячных, суточных температур воздуха [5]. Основным фактором, влияющим на пространственное распределение выбросов относительно источника эмиссии, следует считать ветровой режим [6]. В районе расположения разреза преобладают, в первую очередь, юго-западные, северные и южные ветры. Наибольшее загрязнение с потоком воздушных масс перемещается в северо-восточном направлении и распространяется на прилегающую к нему СЗЗ, что вызывает необходимость изучения состояния природных компонентов в ее пределах, в частности растительности, которая очень чувствительна к загрязнению атмосферного воздуха. Растения могут накапливать микроэлементы в тканях или на их поверхности вследствие больших возможностей адаптации к изменениям химических свойств окружающей среды. Поэтому растения являются промежуточным резервуаром, через который элементы проходят из почв и, частично, из воды и воздуха в человека и животных [7].
Целью работы является оценка содержания соединений азота в атмосферном воздухе и растительном покрове СЗЗ ООО «СУЭК-Хакасия», разрез «Черногорский».
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Для определения влияния выбросов вредных веществ от деятельности угледобывающего предприятия на загрязнение атмосферного воздуха на границе СЗЗ (северовосточное направление) и ближайшей жилой зоны д. Курганная (селитебная зона) ежегодно, с периодичностью один раз в месяц, проводится мониторинг компонентов природной среды. Производственный контроль и экологический мониторинг, проводимые на разрезе «Черногорский» включают комплексную оценку состояния окружающей среды, проведение межлабораторных замеров по контролю качества измерений, определение уровня, динамики, состава загрязненности. Лабораторные замеры и химический анализ проводятся аккредитованной экологической лабораторией разреза. Для подтверждения результатов мониторинга (межлабораторных замеров) привлекаются государственные аккредитованные лаборатории. В рамках экологического мониторинга проводятся наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на границе СЗЗ по маркерным веществам, характеризующим применяемые технологии и особенности производственного процесса на угольном разрезе.
Исследования растительного покрова СЗЗ и селитебной территории проводились визуально путем геоботанических описаний однократно в теплый период года (июль-август). Растительность отбирали укосным методом. Химические анализы растительных образцов на содержание загрязняющих веществ проведены ФГБУ Государственной станцией агрохимической службы «Хакасская».
На разрезе «Черногорский» за период 2021-2023 гг. для производства промышленных взрывов в зоне, которая
воздействует на исследуемый участок, было израсходовано 38197 т ВВ (рис. 1).
В 2023 г. использовано 9288 т ВВ, и это в 1,7 раза меньше по сравнению с 2021 г., что привело к снижению негативного влияния предприятия на окружающую среду.
Результаты исследований необходимы предприятиям угольной отрасли для разработки мер по обеспечению сохранности природной среды и/или снижения негативного воздействия горного производства на окружающую среду как в границах санитарно-защитной зоны, так и за ее пределами.
Анализ результатов расчетов лабораторных данных за исследованный период показал, что максимальные среднегодовые концентрации NO и NO2 в атмосфере на границе СЗЗ при работе предприятия в основном режиме составляют < 0,03 мг/м3 и < 0,02 мг/м3, что не превышает нормативов ПДК для данных веществ. Фоновые показатели также находятся в пределах норм ПДК.
Естественный растительный покров СЗЗ разреза «Черногорский» принадлежит степному поясу, флористический состав представлен более 50 видами травянистой растительности. Наиболее многовидовыми оказались семейства Poaceae, Asteraceae, Fabaceae, Rosaceae, Chenopodiaceae [8]. Все исследуемые участки характеризуются сравнительно высокой продуктивностью: min - 5,4, max - 17,4 ц/га.
N-NO3 (мг/кг) в растительных образцах содержится в разных количествах. Пределы колебаний за исследуемый период составляют от 89,5 до 591,0 мг/кг сухой массы.
Химический анализ растительных проб показал следующее: за период 2021-2023 гг. наблюдается динамика снижения величины N-NO3 (мг/кг) в растительности, их среднее содержание уменьшилось в 2,2 раза (рис. 2). Диапазон содержания нитратов в растениях селитебной зоны варьирует от 332,0±45,7 до 422,8±57,6 мг/кг и соответствует нормам ПДК.
20000
Рис. 1. Динамика израсходованных ВВ за 2021-2023 гг., разрез «Черногорский» Fig. 1. Dynamics of the consumed explosives for 2021-2023, Chernogorsky strip mine
2021 г. 2022 г. 2023 г.
0
600 500 400 300 200 100 0
Рис. 2. Среднее содержание N-NO3 (мг/кг) в растительности СЗЗ за 2021-2023 гг. Fig. 2. Average N-NO3 content (mg/kg) in the vegetation within the sanitary protection zone for 2021-2023
2021 r.
2022 r.
2023 r.
ЭКОЛОГИЯ • ECOLOGY
Весь этот массив данных позволит оценить влияние горных работ, корректировать и дополнять мероприятия по снижению вредного воздействия, применять метод адресно ориентированного подхода как по локальным объектам выделения загрязняющих веществ, так и по разрезу в целом.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Применение всего комплекса мероприятий, на -правленных на снижение негативного влияния производственной деятельности разреза «Черногорский» на окружающую среду, привело к устойчивой динамике снижения объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух.
За анализируемый период, в соответствии с представленными данными, уровень загрязнения воздуха в СЗЗ в северо-восточном направлении разреза «Черногорский» можно охарактеризовать как удовлетворительный. Деятельность предприятия при отработке запасов угля в аспекте химического воздействия на атмосферный воздух удовлетворяет существующим санитарным нормам.
Концентрация нитратов в растительности СЗЗ достаточно низкая и не представляет экологической опасности, поскольку их содержание является неотъемлемой частью роста и развития растений.
Список литературы • References
1. Государственный доклад «О состоянии окружающей среды Республики Хакасия в 2013 году». Министерство промышленности и природных ресурсов Республики Хакасия. Абакан, 2014. 160 с.
2. Сафонов А.И. Техноэкология. Курс лекций. Донецк: ДонНУ, 2014. 107 с.
3. СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания.
4. Ceiis.mos.ru: Оксиды азота в атмосферном воздухе. Их влияние на организм человека. [Электронный ресурс]. 2023. 26 сентября. URL: https://ceiis.mos.ru/presscenter/nauchno-publitsisticheskie-stati/detail/11854686.html (дата обращения: 15.08.2024).
5. Фондовые материалы СУЭК. Том ОВОС ООО «УПР АО». Красно-ярскуголь», 2012.
6. Абрамова М.И. Использование геоинформационных систем при мониторинге снежного покрова как индикатора техногенной нагрузки / Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы 12-й молодеж. науч. конф. Институт биологии Коми НЦ УрО РАН (4-7 апреля 2005 г.). Сыктывкар, 2005. С. 6-8.
7. Ламанова Т.Г., Шеремет Н.В. Агрофитоценозы на отвалах в южной части Кузнецкой котловины. Новосибирск: Издательство «Офсет», 2010. 266 с.
8. Экологическое состояние почвенно-растительного покрова и атмосферного воздуха в санитарно-защитной зоне разреза «Черногорский» ООО «СУЭК-Хакасия» / А.Т. Лавриненко, Н.А. Остапова, О.С. Сафронова и др. // Уголь. 2020. № 8. С. 96-99. DOI: 10.18796/0041-5790-2020-8-96-99.
Lavrinenko А.Т., Ostapova N.A., Safronova O.S., Azev V.A., Evse-eva I.N., Morshnev E.A. The ecological condition of land cover and atmospheric air in the sanitary-protective zone of the coal mining enterprise "Chernogorsky" open-pit mine "SUEK-Khakassia" LLC. Ugol'. 2020;(8):96-99. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-20208-96-99.
Authors Information
Evseeva I.N. - Junior Research Fellow NIIAP of Khakassia -Branch of FITC KNC SB RAS, Zelenoe village, Republic of Khakassia, 655132, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Safronova O.S. - Junior Research Fellow, NIIAP of Khakassia -
Branch of FITC KNC SB RAS,
Zelenoe Village, Republic of Khakassia, 655132,
Russian Federation, e-mail: [email protected]
Markova E.V. - Chief Ecologist of SUEK-Khakassia LLC, Chernogorsk, 655162, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Ostapova N.A. - PhD (Engineering), Senior Researcher, NIIAP of Khakassia - Branch of FITC KNC SB RAS, Zelenoe Village, Republic of Khakassia, 655132, Russian Federation, e-mail: [email protected]
Morshnev E.A. - Junior research fellow, NIIAP of Khakassia -
Branch of FITC KNC SB RAS,
Zelenoe Village, Republic of Khakassia, 655132,
Russian Federation, e-mail: [email protected]
Ivanov O.A. - PhD (Engineering), Director,
NIIAP of Khakassia - Branch of FITC KNC SB RAS,
Zelenoe Village, Republic of Khakassia, 655132,
Russian Federation, e-mail: [email protected]
Информация о статье
Поступила в редакцию: 26.02.2024 Поступила после рецензирования: 15.08.2024 Принята к публикации: 26.08.2024
Paper info
Received February 26,2024 Reviewed August 15,2024 Accepted August 26,2024
