CC BY
109
ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ
УДК 631.421.1
А.Ф. Брюхань, канд. техн. наук, нач. группы технического обследования зданий и сооружений, (495) 526-46-84, [email protected] (Россия, Московская обл., Щелково-7,
ОАО «56 Институт инженерных изысканий»),
К.Ф. Брюхань, инж., (495) 526-46-84, [email protected] (Россия, Московская обл., Щелково-7,
ОАО «56 Институт инженерных изысканий»),
А.В. Маликов, инж., (495) 221-41-18, enerb [email protected] (Россия, Москва, ФГУ «НТЦ «Энергобезопасность»),
И.А. Хныкин, нач. отд. экспертиз безопасности гидротехнических сооружений, (495) 221-41-18, enerb [email protected] (Россия, Москва, ФГУ «НТЦ «Энергобезопасность»)
ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ В ЗОНЕ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЧЕРЕПЕТСКОЙ ГРЭС
По результатам инженерно-экологических изысканий для расширения емкости золоотвала № 4 Черепетской ГРЭС (г. Суворов Тульской области) проведена оценка загрязненности донных отложений водных объектов бассейна р. Черепети. Установлено, что содержание тяжелых металлов в пробах донных отложений значительно ниже ПДК. Радиационное загрязнение также незначительно и соответствует фоновым значениям, характерным для грунтов. Обнаружено биологическое загрязнение некоторых образцов донных отложений.
Ключевые слова: инженерно-экологические изыскания, Черепетская ГРЭС, зо-лоотвал, донные отложения, загрязненность территории.
Введение
Для проектирования строительных работ по расширению емкости золоотвала № 4 Черепетской ГРЭС, расположенной в г. Суворове Тульской области, в 2004 г. в составе комплексных инженерных изысканий выполнялись инженерно-экологические изыскания [1, 2], предусмотренные
СП 11-102-97 [3]. Располагая суммарной мощностью действующих энергоблоков в 1500 МВт, Черепетская ГРЭС играет значительную роль в обеспечении электроэнергией юго-западной части России. Наряду с этим Черепетская ГРЭС является интенсивным источником загрязнения компонентов природной среды в зоне ее техногенного воздействия. В настоящее время ГРЭС работает на сжигании кузбасских углей.
Загрязнение различных компонентов природной среды в зоне техногенного воздействия Черепетской ГРЭС исследовалось в работах [1, 2]. Однако вопросу оценки аккумуляции загрязняющих химических агентов в донных отложениях водных объектов должного внимания не уделено. Вместе с тем, в донных отложениях накапливаются загрязняющие вещества, попадающие в водные объекты разными способами - в результате осаждения зольных и аэрозольных частиц из атмосферы, сброса загрязненных сточных вод, эрозии почв и смыва загрязняющих веществ с поверхности почвы водосборных бассейнов и пр. С другой стороны, донные отложения являются источником вторичного загрязнения поверхностных вод. В связи этими обстоятельствами степень аккумуляции загрязнений в донных отложениях может служить показателем общего техногенного загрязнения ландшафтов [4].
Цель настоящей работы состоит в оценке загрязненности донных отложений водных объектов, находящихся в зоне техногенного воздействия Черепетской ГРЭС.
1. Природо-техногенные условия территории
Исследуемый район расположен в северной части Среднерусской возвышенности, которая представляет собой волнистую равнину, расчлененную глубокими долинами рек, балок и ветвящихся оврагов. Абсолютные высоты водоразделов колеблются преимущественно в пределах 250 -270 м БС. Высота холмов достигает 60 - 70 м. Максимальная отметка территории, прилегающей к ГРЭС, составляет 244 м (дер. Савиных), минимальная - урез воды Черепетского водохранилища (152 м).
Возвышенность сформировалась в доледниковый период и сложена осадочными породами морского происхождения - известняками, доломитами, глинами и песками. В четвертичный период древние осадочные породы были перекрыты днепровской мореной и местами безвалунными суглинками различного возраста и происхождения. Современная гидрографическая сеть в основном унаследована от ледниковой. Начало ее формирования приходится на конец максимальной стадии днепровского оледенения. Наибольшее углубление долин произошло после максимальной стадии калининского оледенения.
Для бассейна р. Черепеть характерны следующие геологические процессы:
- оползни, развитые на отдельных небольших участках по склонам долин и оврагов;
- оседания и провалы земной поверхности, связанные с разведкой и добычей полезных ископаемых, имеющие вытянутую форму и местами заполненные водой;
- развитие овражной сети, которому благоприятствуют геологические и почвенные условия.
В пределах междуречья Ока - Черепеть выделяются следующие водоносные горизонты и комплексы: четвертичные, чернышинский, упин-ский водоносные горизонты, окский и тульский водоносные комплексы.
Почвы района в основном дерново-подзолистые, серые лесные. В бассейне р. Черепеть развиты черноземы. Лесные среднесуглинистые почвы сильнокислые, рН солевой вытяжки составляет 4.0...4.7. Содержание гумуса в верхних горизонтах изменяется в пределах 2-4 %. Содержание подвижных форм фосфора и калия составляет 80.100 мг/кг. Черноземы выщелоченные и деградированные.
Район располагается в южной части лесной зоны. Леса произрастают на западе и востоке района, преобладающие породы деревьев: береза, осина, дуб. На месте вырубленных лесов образовались луга, пашни, выгоны. В долинах рек - пойменные луга. Первичная степная растительность уничтожена распашкой земель. Болота занимают небольшие площади.
Природный рельеф и речная сеть стали активно изменяться с середины XX в. в связи со строительством Черепетской ГРЭС, дорог, г. Суворова, поселков, проведением открытых и подземных горных работ. В бассейне р. Черепеть сформировался техногенный рельеф, новообразо-ван-ными элементами которого являются чаша Черепетского водохранилища, золоотвалы № 1-4, терриконы шахт и карьеры.
2. Полевые и лабораторные испытания
Существующая парадигма инженерно-экологических изысканий предусматривает обоснование территории исследования, выполнение подготовительных работ, проведение полевых исследований, выполнение камеральных работ (лабораторных исследований, обработки и анализа результатов).
Обычно в процессе инженерно-экологических изысканий исследованию подвергается территория зоны влияния объекта, в пределах которой концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе превышают 5 % от предельно допустимых максимальных разовых концентраций. Учитывая многофакторный и более масштабный характер загрязнения природной среды, производимого тепловыми электростанциями (ТЭС), более корректно исследовать территорию, совпадающую с зоной техногенного воздействия (ЗТВ) ТЭС. При этом ЗТВ следует интерпретировать как территорию вокруг ТЭС, в пределах которой возможно достоверное установ-
ление в процессе экологических исследований негативных изменений в ландшафтной оболочке, обусловленных многофакторным влиянием ТЭС [5].
В процессе рекогносцировочного и маршрутного обследований местности проводились обход территории, анализ и описание ландшафтов и источников загрязнений. Для получения ландшафтной характеристики территории использовались различные картографические материалы и материалы предшествующих инженерных изысканий.
С учетом ландшафтных особенностей, экологического состояния местности, наличия источников загрязнения проводился выбор системы точек отбора проб. При выборе точек отбора проб учитывались также основные направления воздушных потоков, поверхностного стока водотоков, уклонов рельефа, особенности расположения геоморфологических элементов и другие факторы. Отбор проб донных отложений на исследуемой территории проводился согласно требованиям СП 11-102-97 [3] и
ГОСТ 17.1.5.01-80 [6]. Система точек отбора 18 проб представлена на рисунке. Поскольку изыскательские работы проводились для расширения емкости золоотвала № 4, большинство точек отбора проб находятся вблизи золоотвала. Тем не менее, совокупность точек отбора проб в большей степени характеризует воздействие ГРЭС на загрязнение природной среды, чем воздействие золоотвала.
Схема точек отбора проб донных отложений в районе размещения
Черепетской ГРЭС
14 образцов донных отложений (пробы 1-5, 8, 10, 12-18), отобранных в процессе полевых работ, были подвергнуты атомно-абсорбционному химическому анализу, выполненному во Всероссийском научноисследовательском институте минерального сырья им. Н.М. Федоровского. Кроме того, 3 пробы (1, 4, 10) исследовались на содержание ртути. Лабораторные анализы 6 образцов на радионуклидный состав (пробы 1, 3, 4, 8, 10, 13) проводились Центром государственного санитарно-
эпидемиологического надзора в г. Москве (в настоящее время - ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в г. Москве»). Исследование биологического загрязнения 4 проб (6, 7, 9, 11) выполнялось Центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Суворовском районе Тульской области.
3. Результаты
Химическое загрязнение
Результаты химических анализов образцов на содержание подвижных форм тяжелых металлов приведены в табл. 1. Концентрации подвижных форм в отличие от валовых концентраций исследовались из-за более интенсивной аккумуляции подвижных форм в водных растениях и ихтиофауне.
В рамках полевых работ отбирались пробы донных отложений ручьев, втекающих в пределы санитарно-защитной зоны (СЗЗ) золоотвала № 4 и водотоков, вытекающих за пределы СЗЗ. Обобщенные результаты химических анализов, приведенные в табл. 1, показывают, что во всех пробах содержание металлов значительно ниже ПДК для грунтов. Относительно более высокие концентрации кадмия, цинка, никеля и марганца обнаружены в донном иле ручья урочища Лютимка (проба 14), что, очевидно, связано с несанкционированной свалкой, расположенной в урочище. В донных отложениях ручьев, вытекающих из СЗЗ золоотвала, отмечается относительно повышенное содержание ртути, цинка, меди и марганца. Проба из ручья Лю-тинка (проба 15) при впадении его в Черепетское водохранилище характеризуется более высоким содержанием свинца.
Радиационное загрязнение
Для выявления радионуклидного состава и активности образцов в ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в г. Москве» использовался сцин-тилляционный гамма-спектрометр «Прогресс-гамма» с блоком детектирования NaI(T1)-d150*100 мм. Результаты измерения активности естествен-
137
ных радионуклидов и Cs , а также эффективной активности даны в табл. 2.
По результатам анализов и с учетом критериев [7] было установле-
гл 137
но, что содержание естественных радионуклидов и Cs в донных отложениях соответствует фоновым значениям, характерным для грунтов.
Таблица 1
Результаты атомно-абсорбционного анализа на содержание подвижных форм тяжелых металлов и специального анализа на содержание ртути в образцах донного ила
Концентрации Содержание металлов, мг/кг
И§ са РЬ 7п Си Со N1 Сг Мп
Донные отложения ручьев, втекающих в пределы СЗЗ золоотвала № 4 (пробы 5, 8, 10, 12, 13)
средние 0.076 0.1 0.6 1.8 0.3 0.2 1.2 0.9 70
минимальные — 0.06 0.4 1.0 0.25 0.08 0.6 0.25 44
максимальные — 0.15 1.1 2.5 0.50 0.37 1.8 2.2 100
Донные отложения ручья урочища Лютимка (проба 14)
средние — 0.40 0.7 4.4 0.30 0.15 3.2 0.15 160
Донные отложения ручьев, вытекающих за пределы СЗЗ золоотвала № 4 (пробы 1 -4)
средние 0.1 0.08 0.65 2.7 0.52 0.23 0.7 0.37 85
минимальные 0.04 0.03 0.3 1.6 0.17 0.1 0.5 0.13 50
максимальные 0.15 0.16 1.2 3.5 1.0 0.5 1.1 0.80 130
Донные отложения в устье ручья Лютинка (проба 15)
средние — 0.04 1.5 1.90 0.14 0.23 0.42 0.16 83
Таблица 2
Активность радионуклидов в образцах донных отложений
№ проб Активность радионуклидов, Бк/кг
Сб137 К40 Яа226 ТЪ232 Аэфф
1 16.1 230 13.3 24.6 65
3 1.1 260 22.1 24.0 76
4 1.0 290 11.9 22.9 67
8 1.5 200 15.9 19.8 59
10 14.0 280 21.0 23.1 75
13 3.5 390 21.0 33.0 98
Биологическое загрязнение
Согласно критериям [8] для почв (для донных отложений подобные нормативы не разработаны) категории микробиологического и паразитологического загрязнения 4 образцов донных отложений оказались следующими:
- по индексу бактерий группы кишечных палочек - от умеренно опасной до опасной;
- по индексу энтерококков - от чистой до опасной;
- по индексу патогенных бактерий, включая сальмонелл - чистая;
- по коли-индексу - от чистой до умеренно опасной;
- по количеству яиц гельминтов - чистая.
Анализ результатов микробиологических и паразитологических исследований показывает, что в большей степени биологически загрязнен донный ил на западной стороне золоотвала № 4.
Выводы
1. В процессе полевых работ, выполненных в рамках инженерноэкологических изысканий для расширения емкости золоотвала Черепет-ской ГРЭС, проведен отбор проб донных отложений (ила) водных объектов, прилегающих к ГРЭС, и выполнена оценка их загрязненности.
2. По результатам атомно-абсорбционного анализа на содержание подвижных форм тяжелых металлов и специального анализа на содержание ртути установлено, что содержание опасных химических элементов в пробах донных отложений значительно ниже ПДК.
3. Радиационное загрязнение также незначительно и соответствует фоновым значениям, характерным для грунтов.
4. Обнаружено биологическое загрязнение некоторых образцов донных отложений.
Список литературы
1. Брюхань А.Ф., Брюхань Ф.Ф., Хацкевич А.Н. Исследование многокомпонентного загрязнения природной среды при инженерноэкологических изысканиях в районе золоотвала Черепетской ГРЭС // Промышленное и гражданское строительство. 2005. № 4. С. 23-24.
2. Потапов А.Д., Брюхань А.Ф. Оценка факторов биотопов и элементов биоценозов в районе Черепетской ГРЭС в целях оптимизации проектных решений на базе принципов геоэкологической безопасности // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. 2006. № 9. С. 73-75 (Ч. 1), № 10, С. 66-67 (Ч. 2).
3. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для
строительства. М: Госстрой России, 1997. 41 с.
4. Керженцев А.С. Моделирование эрозионных процессов на территории малого водосборного бассейна. М: Наука, 2006. 224 с.
5. Брюхань А.Ф., Брюхань К.Ф., Хныкин И.А. Об идентификации зон техногенного воздействия промышленных объектов // Естественные и технические науки. 2009. № 2. С. 237-240.
6. ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа их загрязненности. М.: Издательство стандартов, 2002. 5 с.
7. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). СП 2.6.1.758-99. М: Минздрав России, 1999. 29 с.
8. СанПиН 2.1.7.1287-03. Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы. М.: Минздрав России, 2003.
A. Bryukhan, K. Bryukhan, A. Malikov, I. Khnykin
Estimation of impurity of ground adjournment of water objects in a zone of technogenic influence of the Cherepet ’ Thermal Power Plant
By the results of engineering ecological surveying for expansion of capacity ash dump No 4 of the Cherepet ’ Thermal Power Plant (Suvorov town, Tula Region) an estimation of impurity of bottom sediments of water objects ofpool Cherepet ’ river has been carried out. It was established, that the concentration of heavy metals in samples of bottom sediments is considerably below of maximum concentration limit. Radiating pollution also is insignificant and fully correlated with background values, characteristic for soil. Biological pollution of some samples is revealed.
Получено 07.04.09
УДК 9 П.3:312 (470.65)
Х.Х. Макоев, канд. геогр. наук, доц., зав. кафедрой, (8672) 53-09-13 (Россия, Владикавказ, СОГУ)
ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ГОРНЫХ РЕГИОНОВ
Рассматриваются теоретические и практические проблемы устойчивого развития горных территорий. Предпринята попытка интегрального подхода к проблеме рационального исследования природного потенциала горных территорий. Предлагается конкретная стратегия развития горных территорий Кавказа.
Ключевые слова: устойчивое развитие, горные территории.
Конференция ООН в итоговой декларации выделила особое положение и потребности наименее развитых и экологически наиболее уязвимых стран (Принцип 6, Рио-де-Жанейровская декларация по окружающей среде и развитию). Исходя из этого принципа, в «Повестку дня-21» была
