CC BY
52
УДК 504.4.054(477.83)
Сивик Х.О., астрант ©
Лье1еський нацюнальний аграрный утеерситет, м .Дубляни
ОЦ1НКА ВМ1СТУ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В У ЗВОРОТНИХ ВОДАХ ДОБРОТВ1РСЬКО1 ТЕПЛОЕЛЕКТРОСТАНЦП
Визначено перелж осноених еажких метал1е, що утеорюються е результатI роботи теплоелектростанщй. Дослгджено I проанал1зоеано гх ем1ст у зеоротних водах Добротегрськог теплоелектростанцп. Зафжсоеано також перееищення гранично допустимих концентращй деяких еажких метал1е. Рекомендоеано контролюеати джерела еикидге забруднюючих речоеин I дотримуеатись еимог егдпоегдного природоохоронного законодаестеа.
Ключовi слова: еажкг метали, забруднення еоди, зал1зо, мгдь, цинк, хром, кадмт, яюсть еоди.
Вступ. Промисловi тдприемства - значш споживачi води з водних об'екпв. Утвореш на тдприемствах сичш води тсля очищення використовують у водооборотних циклах або у бшьшост випадюв !х скидають в мiську кан^зацшну мережу i далi у водоймища. Вплив стiчних вод промислових пщприемств на погiршення екологiчного становища в Укра!ш посилюеться. Це пов'язано з неефективним функщонуванням бiльшостi очисних споруд, вщсутшстю сучасного обладнання i технологш для очистки виробничих стiчних вод.
Одним iз найгострiших завдань, що вимагае постшно! уваги, е видалення iз стiчних вод промислових пщприемств юшв важких металiв, якi вкрай небезпечно впливають на навколишне середовище i зокрема на воднi басейни. 1снуюча ситуацiя з очищенням таких сичних вод ускладнюеться у зв'язку зi значним пiдвищенням за останш роки !х багатокомпонентностi, що обумовлюеться зростанням у стiчних водах спектру важких мет^в, супутнiх хiмiчних забруднень (СПАР, емульгованих нафтопродукив, комплексоутворювачiв, мшеральних солей, органiчних домiшок) [6].
Традицшш способи виробництва теплово! й електрично! енергп в котельних i теплоелектростанщях пов'язанi з негативним локальним i глобальним впливом на навколишне середовище, зумовленим тепловим забрудненням навколишнього середовища, скиданням мiнералiзованих i нагрiтих вод, споживанням у великих об'емах кисню i води, забрудненням ландшафту. Поглинаючи величезну кiлькiсть нафтопродуктiв, газу й вуплля, теплоелектростанцп викидають в атмосферу мшьйони кубометрiв шкiдливих газiв, аерозолiв i сажi, захаращують сотнi гектарiв землi шлаками й золою. ТЕС, хоча й мае сучасш системи очищення продукив спалювання вугiлля, викидае за
© Сивик Х.О., 2011
один рж в атмосферу за рiзними ощнками вщ 10 до 120 тис. тонн оксцщв арки, 2—20 тис. тонн оксидiв азоту, 700—1500 тон попелу (без очищення — в 2-3 рази бшьше) i видшяе 3—7 млн. тонн оксиду вуглецю. Крiм того, утворюеться понад 300 тис. тонн золи, яка мютить близько 400 т токсичних мет^в (арсену, кадмiю, свинцю, ртутс). Можна вiдзначити, що ТЕС, яка працюе на вугiллi, викидае в атмосферу бшьше радюактивних речовин, шж АЕС тако! само! потужностi. Це пов'язано з викидом рiзних радюактивних елеменив, що мiстяться у вугiллi у виглядi вкраплень (радiй, торш, полонiй та iн.). Важкi метали можуть поглинатися iз води ф^опланктоном, а потiм надходити через харчовий ланцюг в органiзм риб i в кiнцевому результатi в оргашзм водоплавних птахiв та ссавцiв. Оскшьки бiльшiсть водних тварин виводять щ хiмiкати дуже повiльно (або зовам не виводять), то на кожному наступному етат харчового ланцюга концентращя цих забруднювачiв зростае внаслiдок ефекту бiопримноження i може досягти токсичних рiвнiв[4].
Матер1али 1 методи. При вiдборi проб води користувались КНД 211.1.0.009-94. Охорона навколишнього природного середовища та рацiональне використання природних ресурав. Гiдросфера. Вiдбiр проб для визначення складу i властивостей стiчних та технолопчних вод. Основнi положення. При вимiрюваннi концентрацп важких металiв у пробах води користувались фотоелектроколориметром КФК-2 або КФК-3, укомплектований кюветами з кришками з робочою довжиною 20 мм, а також шшими засобами вимiрювальноl технiки з метрологiчними характеристиками та допомiжними пристроями, реактивами i матерiалами з показниками якостi не нижчими за установлен стандартними методиками. Ус засоби вимiрювальноl технiки атестоваш в установленому порядку.
Для одержання результат вимiрювань використовувались стандартизованi методики виконання вимiрювань масових концентрацiй важких металiв у поверхневих, пiдземних та зворотних водах фотоколориметричним методом. У фотометричних методах аналiзу вимiрювали поглинання св^ла аналiзованим розчином пiсля введення в нього реактиву, що реагуе з певним компонентом сичних вод з утворенням штенсивно поглинаючо! св^ло сполуки. Застосовуванi у фотометрп прилади складаються iз чотирьох частин, послщовно розташованих одна за одною: джерело св^ла, свiтлофiльтр або монохроматор, кювета з розчином, детектор (фотоелемент, що перетворюе енерпю випромiнювання на електричну).
Метод вимiрювання масово! концентрацп цинку грунтуеться на екстракци цинку з водного розчину розчином дитизону у чотирьоххлористому вуглецi при рН 5.
Метод визначення марганцю базуеться на окисленш марганцю(П) до перманганат-iону. Окислення проводять у азотнокислому середовищi амошем надсiрчанокислим у присутностi iонiв срiбла як каталiзатора.
Метод вимiрювання масово1 концентрацп нiкелю грунтуеться на реакци взаемоди iонiв нiкелю з диметилглюксимом у слабоамiачному середовищi у
присутност сильного окислювача (брому) з утворенням комплексное' сполуки вщ жовтого до червоного кольору залежно вщ концентрацп шкелю [5].
Фотоколориметричний аналiз базуеться на поглинанш молекулами або iонами розчинено1 речовини електромагнiтного випромiнювання певного оптичного дiапазону [1]. Фотоколориметричним методом вимiрювали оптичну густину забарвленого розчину. За градуювальною характеристикою визначали масову концентращю важких металiв алiквотi проби. Розрахунковим методом встановлювали масову концентрацiю металу у вихiднiй пробi.
Результати дослщження. Добротвiрська теплоелектростанцiя входить до Перел^ 100 найбiльших забруднювачiв Укра1ни. Пщприемство е найбiльшим забруднювачем атмосферного пов^ря в областi та джерелом транскордонного перенесення забруднюючих речовин. На територи електростанци знаходиться 64 стацiонарних джерела викидiв забруднюючих речовин, з них 24 - неоргашзоваш. В результат И роботи в атмосферне пов^ря видiляеться 31 забруднююча речовина. Серед них i сполуки важких металiв. Потужнiсть викидiв залежить вiд режиму навантаження технологiчного обладнання станци i постiйно змiнюеться протягом доби, тижня, мюяця та року. Це пояснюеться тим, що Добротвiрська ТЕС входить в енергетичну систему Укра1ни i И завантаженiсть визначаеться як потребами внутршнього енергетичного ринку Укра1ни, так i експортом електроенерги в Польщу.
Останшми роками, у зв'язку з ютотним зростанням цiн на природний газ та мазут, основним видом палива для Добротвiрськоl ТЕС е кам'яне вугшля Львiвсько-Волинського вугiльного басейну. Збiльшення кiлькостi використаного вугiлля, в свою чергу, веде до зростання викидiв в атмосферу продуктiв його спалювання - сiрчистого ангiдриду, твердих частинок, важких металiв та парникових газiв. Джерелом забруднення довкiлля е також майданчик золошлаковщвалу. У таблиц 1 поданi основнi важкi метали, що присутш у викидах електростанци.
Таблиця 1
Забруднююча речовина Викид, т/р1к
Зал1за оксид (в перерахунку на зал1зо) 0,050
Мвд оксид (в перерахунку на мвдь) 1,507
Н1келю оксид (вперерахунку на н1кель) 1,696
Ртуть металева 0,144
Свинець та його сполуки (в перерахунку на свинець) 1,799
Хром шестивалентний (в перерахунку на триокис хрому) 2,221
Цинку оксид (в перерахунку на цинк) 5,234
Забруднюючi домшки викцщв електростанцш впливають на бюсферу району розташування пiдприeмства, пiддаються рiзним перетворенням i взаeмодiям, а також осщають, вимиваються атмосферними опадами, надходять у грунт i водойми. На нашу думку основним джерелом надходження мвд в спчш води пщприемства можуть бути альдегiднi реагенти, що використовуються для знищення водоростей. Мщь може з'являтися в результатi корози мiдних трубопроводiв й iнших споруд. Крiм основних компонентiв, що утворюються в результатi спалювання органiчного палива (вуглекислого газу i води), викиди ТЕС мiстять пиловi частки рiзного складу, оксиди сiрки, оксиди азоту, фторист сполуки, оксиди металiв, газоподiбнi продукти неповного згоряння палива [3]. У процес нашого дослiдження ввдбрано проби води з каналу зворотних вод Добротвiрськоl теплоелектростанци та з водосховища, якi безпосередньо пов'язанi iз р. Захiдний Буг. У водi дослiджувався вмiст важких металiв, виявлеш перевищення граничнодопустимих концентрацiй. Як видно з таблиц 2 суттеве перевищення норм ГДК е за такими елементами, як: хром - в 19,8, шкель - в 3,4, мщь - в 5,3, залiзо - в 3,7 раза.
Таблиця 2
Вмпст важких меташв у канат зворотних вод Добротвiрськоl
теплоелектростанщ'1
Забруднююча речовина Концентрация, мг/дм3 ГДК,мг/дм3 Частка ГДК
Цинк 0,013 0,01 1,3
Кадмш 0,0065 0,005 1,3
Шкель 0,034 0,01 3,4
Кобальт 0,011 0,01 1,1
Марганець 0,080 0,01-0,05 1.6
Свинець 0,014 0,01-0,1 1.14
Мвдь 0,0053 0,001 5,3
Хром 0,0198 0,001 19.8
Зал1зо загальне 0,371 0,1 3,71
Одночасна дiя кiлькох забруднюючих речовин штотно пiдсилюе 1х негативний вплив на людину.
Висновки. В результат проведених дослiджень можна зробити таю висновки:
1. Теплоелектростанци - значнi споживачi води з водних об'екив. Вплив сичних вод промислових пiдприемств на попршення екологiчного становища в Укра1ш посилюеться. Це пов'язано з неефективним функщонуванням бiльшостi очисних споруд, вiдсутнiстю сучасного обладнання i технологiй для очистки виробничих сичних вод.
2. Пщ час дослiдження вiдiбрано проби води з каналу зворотних вод Добротвiрськоl теплоелектростанци та з водосховища, як безпосередньо пов'язанi iз р. Захщний Буг. Проби проаналiзовано на вмют важких металiв,
виявлеш перевищення граничнодопустимих концентрацш.
3. Описаний можливий шлях потрапляння забруднюючих речовин у водш об'екти. Рекомендовано проводити ретельшший контроль якостi зворотних вод з метою запоб^ання забруднення довкiлля.
Л1тература
1.Андрiанов В. А., Аладiна М. I. Хiмiчний аналiз стiчних вод фотоколориметричним методом / Андрiанов В. А., Аладша М. I. - М.: 1999. -347с.
2.Варламов Г. Б. Ощнка негативного впливу та концепцiя енерго-екологiчного мошторшгу паливоспалювальних енергооб'eктiв /Энерготехнологии и ресурсосбережение. - 2001. - № 4. - С. 53-57.
3.Варламов Г. Б., Любчик Г. М. , Маляренко В. А. Теплоенергетичш установки та еколопчш аспекти виробництва енерги. - К.: 1ВЦ Вид-во «Пол^ехшка», 2003. - 232 с.
4.Маляренко В. А. Енергетика i навколишне середовище., Х.: Видавництво САГА, 2008. - 364 с.Рихтер Л. А. Тепловые 131 с.
5. Лаптев Ф. Ф. Аналiз води / Лаптев Ф. Ф. - Осв^а, 2003. - 144с.
6.Филипчук В. Л. Очищення багатокомпонентних металовмюниих сичних вод промислових пщприемств: Монографiя / Филипчук В. Л. - Рiвне : УДУВГП, 2004. - 232.
Summary
ASSESSMENT OF HEAVY METALS CONTENTS IN REVERSE WATERS OF DOBROTVIR POVER PLANT
Defined list of major heavy metals that are formed as a result a work of power plants. Studied and analyzed their content in reverse water Dobrotvir power plant. There were also excess of permissible concentrations of some heavy metals. Recommended control the sources of pollutant emissions and comply with relevant environmental legislation.
Key words: heavy metals, water pollution, iron, copper, zinc, chromium, cadmium, water quality.
Стаття надшшла до редакцИ 25.04.2011
