CC BY
7
ГУДК 611.7:005
Б. А. Петров
ОЗДОРОВЛЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В РАЙОНАХ СКЛАДИРОВАНИЯ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ МЕДНО-СУЛЬФИДНЫХ РУД
Оренбургский медицинский институт
Научно-технический прогресс и развитие народного хозяйства требуют постоянного увеличения производства цветных металлов, в частности меди. Вместе с тем в мире наблюдается тенденция к ухудшению качества медьсодержащего сырья из-за снижения содержания в нем меди, что предопределяет значительный расход сырья на 1 т меди и как следствие — большой выход на единицу основной продукции твердых, жидких и газообразных отходов производства [1]. Наиболее сложной является проблема утилизации твердых отходов, основными видами которых являются отвальные шлаки, шламы, кеки и др.
Отвалы, хранилища твердых промышленных отходов вследствие скопления больших количеств зачастую токсичных веществ оказывают вредное и неуправляемое воздействие на окружающую среду. Например, складирование пи-ритных огарков ведет к отчуждению больших площадей ценных земель, под воздействием атмосферных осадков из них выщелачиваются многие токсичные вещества, которые загрязняют почву и водоемы [5].
Задачами настоящего исследования являлись изучение состояния окружающей среды при складировании отходов предприятий по переработке медьсодержащего сырья и разработка оздоровительных мероприятий.
Исследования проводили в районе складировании отходов одного из медеплавильных предприятий, где осуществляется комплексная переработка медно-сульфидных руд. Твердые отходы предприятия представлены отвальными шлаками металлургического передела мышьяковистыми гранулами химического производства, мышьяковыми и свинцовыми кеками цеха по переработке уловленной газовой пыли, сернокислотным шламом и шламом цеха цементации меди.
Образующийся в процессе медной плавки жидкий шлак из переднего горна печей направляется в изложницы разливочной машины и в виде охлажденных чушек транспортируется на шлаковый отвал протяженностью около 3 км и площадью более 70 га. Южная часть шлакового отвала расположена на берегу протекающей по данной местности «малой» реки. Обломки отвального шлака обладают значительной твердостью и хрупкостью. В отвальных шлаках в среднем содержится 0,25—0,3 % меди, 32—36 % -кремнезема, 37—49 % железа, 0,7—1% цинка,
8—10% кальция, 1,5—2,2% серы, менее 0,03% свинца и кадмия. Мышьяк и сурьма в исследованных пробах не обнаружены. Около 95 % кремнезема связано с железом, кальцием, алюминием, цинком и медью с образованием соответствующих силикатов. Отвальные шлаки по своим химическим свойствам относятся к группе кислых малоактивных кремнеземистых шлаков и обладают устойчивой структурой, не склонной к силикатному, железистому и известковому распаду.
По данным исследований, проведенных нами после прекращения сброса промышленных сточных вод медеплавильного предприятия, содержание меди, цинка, железа, свинца, мышьяка в протекающей в районе расположения шлакового отвала реки ниже ПДК и соответствует содержанию их на верхнем участке реки. Незначительное повышение концентраций меди, цинка, мышьяка в паводковый период связано с поступлением в водоем загрязненных паводковых вод с территории предприятия, а также с вымыванием мощными потоками воды элементов из «старых» донных отложений. Вода из общественных колодцев-, расположенных вблизи участка складирования отвальных шлаков, отвечает санитарным требованиям, предъявляемым к качеству колодезной воды.
Мышьяковистые гранулы химического производства в виде труднорастворимого тиоарсенита кальция образуются в процессе очистки газовой элементарной серы от мышьяка известковым методом. По данным исследований химической лаборатории предприятия, в гранулах содержится около 7 % мышьяка, из них до 98 % остается в нерастворимой форме.
Мышьяковые кеки цеха переработки пыли получаются в процессе гидрометаллургической переработки возгонов, образующихся при вельце-ванин газовой пыли металлургического передела. Кеки содержат более 20 % мышьяка, дс 2 % цинка и кадмия, до 0,3 % меди, висмута и сурьмы. Свинцовые кеки данного производства перерабатываются на предприятии с получением чернового свинца.
Сернокислотный шлам накапливается в процессе производства серной кислоты в отстойниках промывных башен и «мокрых» электрофильтров. Шлам характеризуется наличием кремнезема (до 14%) и свободной серной кислоты (до 9%). Пробы шлама обогащены цинком, сурьмой, кадмием, висмутом и медью. Шлам промывных
башен содержит до 6 % мышьяка. Периодически сернокислотный шлам выгружается в шламовую яму и нейтрализуется известью.
Индексы опасности, рассчитанные по формуле, предложенной Г. И. Сидоренко и соавт. [8], позволяют отнести мышьяксодержащие отходы предприятия (гранулы, кеки, шламы) к 1-му и 2-му классам опасности.
Мышьяксодержащие отходы дифференцированно складируются в траншеях, на специально отведенных площадках в районе отработанного рудника. Боковые стенки и дно траншей экранированы слоем «жирной» глины толщиной 1 м. Испытания глины на водонепроницаемость показали, что за 1-е сутки влага проникает на глубину до 6 см, в дальнейшем движение ее не наблюдалось. По мере заполнения траншей поверхность покрывается метровым слоем глины с последующей утрамбовкой и покрытием плодородным слоем почвы. Грунтовые воды в районе полигона имеют слабокислую реакцию среды, содержат медь, цннк, мышьяк в количествах, незначительно превышающих ПДК, что, вероятно, связано с влиянием шахтных вод рудника.
На руднике предприятия организована переработка медно-сульфидных руд методом подземного выщелачивания и цементации с использованием естественных сернокислотных шахтных вод, являвшихся ранее источником интенсивного загрязнения медью, цинком, мышьяком грунтовых и поверхностных вод.
Отработанные в цементаторах растворы в связи с высоким содержанием солей железа для повторного орошения рудного тела не используются и после нейтрализации сбрасываются в бессточные шламохранилища, где происходит осветление и накопление осадка. Стенки и дно шламохранилищ облицованы метровым слоем глины. Как показали наши исследования, нейтрализация и осветление позволяют достигнуть относительно высокой степени очистки отработанных растворов, содержащих, однако, повышенное количество сульфатов, меди, цинка, железа. В зимний период из-за образующегося на поверхности шламохранилища ледяного покрова происходит перелив практически неосветлен-ного раствора и осадка, что приводит к загрязнению прилегающей к хранилищу территории, а в паводковый период — водоемов. Загрязнение окружающей среды наблюдается также в случаях «аварийного» сброса при обрастании гипсом трубопроводов, по которым осуществляется транспортировка неосветленного раствора в район шламохранилищ.
Следует отметить, что производимые при подготовке систем подземного выщелачивания мощные, ограниченного действия взрывы могут привести к сдвигу пород и как следствие к загрязнению подземных вод, а также повлиять на монолитность поверхностей, расположенных зблизи грануле- и шламохранилищ, что будет способ-
ствовать загрязнению грунтовых вод. Последнее^ обстоятельство необходимо учитывать при конт-т роле за эксплуатацией хранилищ.
На основании изложенного можно сделать вывод о том, что устройство полигонов для складирования и захоронения мышьяк- и металлсодержащих отходов предприятий по переработке медно-сульфидных руд ввиду содержания в отходах токсичных соединений и ценных для промышленности компонентов следует рассматривать как временную меру и ориентироваться на разработку и внедрение технологических процессов, обеспечивающих полную утилизацию отходов.
Разработанные отраслевыми институтами способы переработки отвальных шлаков медеплавильного производства основаны на электротермической обработке шлаков с получением железо-медного сплава, силикатной части и возгонов, содержащих окислы цветных металлов. Железо-медный сплав может использоваться в производстве специальных литейных сплавов, силикатная . часть — в строительной индустрии, доработкаЩ возгонов цветных металлов возможна в цинковом производстве [2]. Успешно проходят полупромышленные испытания установки по переработке отвальных шлаков методом флотации с получением медьсодержащих концентратов [6].
Ликвидировать мышьяксодержащие шламы сернокислого производства позволяет разработанная институтом «Унипромедь» и внедренная на одном из медеплавильных предприятий технологическая схема сульфидной очистки промывных вод от мышьяка, свинца, висмута, селена с одновременным получением свинцово-висмутово-го и мышьякового концентратов, серной кислоты и использованием очищенных вод в оборотном цикле [3].
Разрабатываются методы утилизации мышьяковых кеков, являющихся по существу концентратами цинка, кадмия, висмута и мышьяка.
Перспективным и развиваемым в переработке железосодержащих растворов цементационного процесса направлением является получение осадка в форме магнетита. Остаточная концентрация железа, ионов'цветных и редких металлов после ферритизации значительно уменьшается по сравнению с таковой при использовании нейтрализации известковым молоком. Образующиеся фер-ритовые осадки нетоксичны. Метод ферритизации позволяет увеличить в 2 раза нагрузку на отстойники и срок эксплуатации прудов-накопи-телей [4].
Применение отработанных растворов для повторного орошения рудного тела возможно путем замены цементационного процесса схемой извлечения меди электролизом с нерастворимым анодом, что исключает строительство и эксплуатацию дорогостоящих очистных сооружений и шламохранилищ [7].
Отходы предприятий по переработке медьсодержащего сырья могут найти применение в производстве минеральных пигментов, сельском хозяйстве в качестве удобрений [5].
Таким образом, уже в настоящее время имеются инженерно-технические предпосылки для решения вопроса утилизации твердых отходов предприятий по переработке медьсодержащего сырья, что должно учитываться при проведении предупредительного санитарного надзора на стадии проектирования новых и реконструкции существующих предприятий.
До внедрения новых прогрессивных технологических процессов утилизации отходов местные санитарные органы, ведомственные санитарно-гигиенические лаборатории предприятий должны проводить постоянный контроль за состоянием и эксплуатацией полигонов для складирования и захоронения отходов, за степенью загрязнения почвы и водоемов в районе их расположения.
При контроле за возможным загрязнением подземных вод целесообразно применение наблюдательных скважин и включение в сеть наблюдения родников и колодцев.
Литература
1. Алентов П. II. — Бюл. «Цветная металлургия», 1982, № 11, с. 38—41.
2. Вашоков А. В. и др.— Там же, 1971, № 20, с. 2.-24.
3. Гертман Е. М., Ивакин А. А. — Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1979, № 1, с. 63—65.
4. Истомин А. И., Порубаев В. П. — Бюл. «Цветная металлургия», 1982, № 11, с. 27—30.
5. Кузнецов 10. П. и др. — Жури. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева, 1979, № 1, с. 74—75.
6. Митрофанов С. И. Комбинированные процессы переработки цветных металлов. М., 1984.
7. Носов 10. П. — Бюл. «Цветная металлургия*, 1982, № 3, с. 46—48.
8. Сидоренко Г. И. и др.— Гиг. и сан., 1983, № 12, с. 5—8.
Поступила 04.09.85
Summary. The storage and dumping of solid waste from coppersulphide ore processing enterprises should be regarded as a temporary measure, since the waste contain highly toxic compounds, as well as components which can be successfully used in industry. The objective now is to develop and inculcate technological processes ensuring a full utilization of waste.
УДК 614.7:579.842.11/.14]-078
Л. В. Григорьева, А. М. Касьяненко, Т. В. Бей, Г. И. Корчак, М. Ю. Антомонов
ЭНТЕРОФАГ КАК ИНДИКАТОР ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПАТОГЕННЫМИ ЭШЕРИХИЯМИ И САЛЬМОНЕЛЛАМИ
Минздрав УССР, Киевский НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзеева
В условиях урбанизации и индустриализации возрастает антропогенное влияние на биосферу [4]. Среди различных антропогенных факторов серьезного внимания заслуживает биологический как потенциально опасный для человека с эпидемиологических позиций. Особая роль при этом принадлежит возбудителям кишечных инфекций, в частности патогенным эшерихиям (ПЭ) и сальмонеллам [1—3].
Прямая индикация ПЭ и сальмонелл в окружающей среде затруднена, длительна и не всегда дает положительные результаты. В связи с этим целью нашей работы являлось установление фактора риска контаминации различных объектов энтеропатогенными бактериями по индикаторному тесту. В качестве последнего был избран эн-терофаг, лизирующий эталонные штаммы эшери-хий 1<12 и № 163.
Нами проведен сравнительный анализ частоты синхронного выявления ПЭ, сальмонелл и энтеро-фагов в загрязняемых объектах окружающей среды. В качестве последних использованы сточные воды, их осадки, почва, овощи, предметы-обихода в детских учреждения^щшхш£ш1мьные и морские водоемЬь
Для индикации ПЭ использовали прямой посев на среды Эндо, Андреевой и ТТХ-агар с дальнейшей идентификацией до 10 культур из каждой пробы. Сальмонеллы выявляли путем предварительного накопления в магниевой и селенитовой средах, высева на плотные элективные среды с последующей общепринятой идентификацией 7— 8 колоний. Энтерофаги выявляли методом агаровых слоев по Грациа.
Установлено, что из первично отобранных культур эшерихий патогенных оказалось лишь 1,2% (табл. 1). В различных объектах этот показатель колебался от 0,3 % (в смывах из овощей) до 1,9% (в водоемах). Доминирующими серогруп-пами ПЭ являлись 020, 026, O'l 11 и 055.
В отличие от ПЭ сальмонеллы обнаруживались чаще: из числа отобранных культур при исследовании сточных вод они идентифицированы в 5,6 %, при исследовании воды моря — в 2,5 % (табл. 2). При этом как в море, так и в приморских стоках доминировали биовары S. anatum, S. mendem, S. sanaiego, что позволяет говорить о соответствующем пейзаже сальмонелл среди людей изученных регионов. Что касается положительных в отношении патогенных бактерий проб,
