Химия и экология

млн. т твердых отходов (см. рис. 18), что составляет в стране с населением

около 60 миллионов человек более трех тонн на каждого мужчину, женщину и

ребенка. Как видим, в нашей области на душу населения в 1995 году пришлось

более 30 тонн отходов.

Большую часть отходов по области составляют вскрышные и вмещающие

породы — 129,1 млн. т (1995). И в целом по миру самое большое количество

отходов поступает от добывающей промышленности (в основном добычи угля).

Старые шахты, работающие на тонких пластах угля, могут производить больше

отходов, чем угля. Современные шахты производят примерно половину угля и

половину отходов. Отходы угледобычи и обогащения в нашей области в 1993 г.

составили 16 млн. м3 вскрышных пород и 0,6 млн. м отходов обогащения.

По данным обследования, в 1995 году на 1505 промышленных предприятиях

области образовалось 19,38 млн. т токсичных промышленных отходов.

Значительный удельный вес в общем объеме отходов занимает черная

металлургия — 37,6% (7,2 млн. т), цветная металлургия — 18,4% (3,6 млн. т)

и электроэнергетика 26,9%

(5,2 млн. т).

Из предприятий черной и цветной металлургии самое значительное

количество отходов вырабатывают НТМК (2,5 млн.т) и «Уралэлектромедь» (2,46

млн.т). В химической промышленности основное количество токсичных отходов

приходится на «Хромпик» (57,3 тыс.т), в стройиндустрии — на «Невьянский

цементник» (373,5 тыс.т отходов).

ПРОБЛЕМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ТВЕРДЫМИ ПРОМЫШЛЕННЫМИ ОТХОДАМИ

Основная часть промышленных отходов области размещается в хранилищах,

не соответствующих нормативным требованиям. Отсутствие свалок по

захоронению высокотоксичных отходов усугубляет экологическую обстановку в

области. Предприятия вынуждены либо временно хранить образовавшиеся

токсичные отходы на своей территории, либо размещать их в хранилищах, не

предназначенных для захоронения данных отходов. Эти хранилища занимают

огромные территории и являются загрязнителями почв, поверхностных и

подземных вод. Недопустимо большое количество высокотоксичных отходов

находится на временном хранении на территории предприятий (нефтеотходы — 92

тыс. т и фенолсодержащие отходы — 3627 т).

[pic]Кроме того, значительные площади земель заняты шламонакопителями,

осадками сточных вод и другими накопителями промышленных и бытовых отходов.

Особенно неблагоприятная обстановка сложилась с хранением отходов

гальванических производств (образовалось 339 т за 1994 год) и отходами,

содержащими полихлордифинилы (ПХД) (на предприятиях находится 439

трансформаторов и свыше 45 тыс. конденсаторов с суммарным содержанием

совтола, совола и гексола 2153 т). Нет действующих установок по переработке

этих высокотоксичных отходов, не соблюдаются условия их хранения.

Около 50% отходов поступает в места организованного складирования

отходов. В организованных хранилищах накапливаются в основном

крупнотоннажные отходы: шлаки металлургического передела, шламы и

пылегазоочистных сооружений черной металлургии.

Токсичные промышленные отходы содержат вещества, оказывающие негативное

воздействие на состояние окружающей среды и здоровье человека. Так,

например, в молоке, производимом в хозяйствах, расположенных около крупных

промышленных центров, выявлено накопление тяжелых металлов и мышьяка.

Особенно неблагоприятная экологическая обстановка складывается в Красно-

уфимском, Туринском, Нижне-Сергинском и Пригородном районах.

Отсутствие в области специализированных комплексов по переработке и

обезвреживанию токсичных промышленных отходов привело к тому, что часть не

утилизированных отходов вывозится в места неорганизованного складирования —

свалки, карьеры. В 1994 году на несанкционированные свалки отправлено 32,2

тыс. т отходов. На полигон ТБО «Северный» 311 промышленных предприятий

Екатеринбурга и Верхней Пышмы вывозят отходы в количестве до 20 тыс. тонн в

год.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ

Самыми перспективными и прогрессивными методами обезвреживания твердых

промышленных отходов следует считать те, которые могут быть включены в

наименее опасные для здоровья людей и окружающей среды, высокоэффективные,

замкнутые, мало- или безотходные технологические процессы данного вида

производства. Не менее прогрессивным методом обезвреживания промышленных

отходов является их широкое использование в народном хозяйстве, с учетом

определенных гигиенических требований, гарантирующих полную безопасность

такого использования для здоровья людей, отдаленных последствий, а также

для охраны окружающей среды.

Все промышленные отходы делят на утилизируемые и не утилизируемые.

Утилизируемые промышленные отходы не подлежат уничтожению или захоронению,

а должны быть использованы в народном хозяйстве как топливо,

стройматериалы, удобрения, исходное сырье для повторной переработки или

регенерации отходов с целью получения вторичного сырья. Захоронение не

утилизируемых отходов определяется их потенциальной опасностью для здоровья

населения. Отходы обычно относят к тому же классу токсичности, что и

содержащееся в них химическое вещество. Однако в промышленных отходах может

содержаться сразу несколько веществ с различным классом токсичности, и не

меньшую опасность для окружающей среды и для организмов представляют такие

свойства, как летучесть, растворимость этих химических веществ. Эти

показатели учитываются в классификации промышленных отходов. В настоящее

время не утилизируемые промышленные отходы в стране делятся на пять классов

опасности с учетом их токсичности, влияния на окружающую среду и технологии

обезвреживания промышленных отходов на полигонах.

К I классу относятся не утилизируемые нефте-маслоотходы, которые содержат

до 80% воды и до 10% грунта и механических включений. Обезвреживаются эти

отходы сжиганием. Их количество стабильно и составляет по области примерно

5000 т в год.

Ко II классу относятся жидкие отходы, содержащие органические загрязнения

с ХПК около 25000 мг/л. Эти отходы частично выпариваются в процессе

сжигания органических загрязнений.

К III классу относятся жидкие отходы с минеральными загрязнениями

(кислоты, щелочи, соли, гидроокиси тяжелых металлов). Нейтрализуются в

котлованах за счет взаимного смешения и добавления реагентов.

К IV классу относятся условно-твердые отходы, в том числе пастообразные,

которые смешиваются с опилками. Сгущенные таким образом отходы помещают в

котлован и изолируют сверху слоем грунта. На эту почву высевают травы,

высаживают деревья и декоративные кустарники.

К V классу относятся особо токсичные сильнодействующие ядовитые

соединения. Их прием и захоронение производят в металлических контейнерах.

Предприятие-поставщик, кроме паспорта, характеризующего состав отходов,

представляет акт о герметичности контейнера. Количество подобных отходов

составляет примерно 0,5—1,0% от всей перерабатываемой на полигоне массы.

ТЕХНОГЕННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ЛАНДШАФТА

Интенсивная хозяйственная деятельность в Свердловской области резко

активизировала развитие природных геологических процессов. Вследствие этого

состояние среды обитания человека на этой территории определяется в большей

степени именно техногенной нагрузкой.

Из всех видов хозяйственного освоения территорий разработка

месторождений полезных ископаемых вызывает наиболее значительные изменения

геологической среды, приводя в конечном счете к ухудшению среды обитания

человека. Для Свердловской области это особенно характерно, так как

исторически городские поселения возникали и развивались вблизи

разрабатываемых месторождений. В результате в пределах зоны городской

застройки многих городов, таких как Нижний Тагил, Кушва, Асбест,

Красноуральск, Карпинск, Краснотурьинск и др., расположены карьеры, шахты,

отвалы пород, являющиеся наряду с вредными выбросами промышленных

предприятий основными факторами, создающими неблагополучную экологическую

обстановку. Огромные массы вынутого и перемещенного грунта приводят к

существенным изменениям природного ландшафта.

О темпах изменения ландшафтной обстановки можно судить на примере

Нижне-Тагильского горнодобывающего комплекса, где процессы трансформации

ландшафта ежегодно захватывают территорию до 15 га. В пределах шахтных

полей происходит оседание земной поверхности и образуются провалы. Радиус

развития деформации сдвига на Высокогорском и Лебяжинском месторождениях,

расположенных в городской черте г. Нижнего Тагила, составляет от 800 до

1200 м. Провальные воронки над бывшими горными выработками достигают

глубины 60—70 м. Из территории застройки уже изъяты многие сотни гектаров

площадей, рекультивация которых практически невозможна. Эти площади

неуклонно продолжают расти. Скорость движения фронта зон обрушения

составляет 3—7, иногда более 20 м/год. На площади нескольких сотен гектаров

высокие незадернованные откосы отвалов и мощные зоны обрушений создают

своеобразный «лунный» ландшафт.

В городе Краснотурьинске оседание земной поверхности над горными

выработками отработанного Васильевского месторождения вызвало деформацию

нескольких пятиэтажных жилых домов, что потребовало закачки цементного

раствора через скважины по периметру зданий.

В результате размещения отходов горнодобывающего производства (отвалы,

хвостохранилища) значительные земельные ресурсы выводятся из хозяйственного

оборота. Так, площадь хвостохранилища Качканарского горнообогатительного

комбината составляет 1132 га. Отвалы и хвостохранилища являются активными

источниками загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами. В основании

различных отвалов наблюдаются прорывы подотвальных кислых вод, обогащенных

тяжелыми металлами, и растекание этих токсичных вод по рельефу (гг. Кушва,

Красноуральск, Кировград).

Снижение уровня подземных вод при углублении карьеров и шахт достигает

больших глубин (до 400 м), захватывает значительные площади

(Североуральский бокситовый рудник — около 500 км2). Понижение уровня

подземных вод в закарстованных породах сопровождается резкой активизацией

карстово-суффозионных процессов (районы гг. Карпинска, Североуральска, п.

Билимбай и др.).

При ликвидации отработанных месторождений и прекращении водоотлива

происходит процесс подтопления освоенных территорий. Так, в г. Верхняя

Пышма при прекращении водоотлива из Пышминско-Ключевского рудника уровень

подземных вод восстановился до своих естественных отметок, что привело к

подтоплению части городской территории. При замачивании грунтов их несущая

способность ухудшилась, и отдельные здания испытали деформации.

Большое влияние отработка месторождений оказывает на гидросферу. На

горнорудных объектах Свердловской области извлекается свыше 660 тыс.

м3/сут. подземных вод, 85% которых сбрасывается, загрязняя как

поверхностные, так и подземные воды. В результате отдельные малые реки

области превратились в сточные канавы (pp. Дегтярка, Левиха и др.).

При ликвидации отработанных медно-колчеданных месторождений отмечены

случаи загрязнения геологической среды на значительных площадях. Так,

карьерная выемка Кабанского месторождения заполнена кислыми водами (рН =

2). В период снеготаяния и ливневых дождей происходит растекание кислых вод

до 5 км от карьера, где полностью или частично уничтожена растительность.

Специфической формой открытой добычи полезного ископаемого являются

дражные разработки россыпных месторождений, достаточно широко

распространенные в северной части области. Их следствием являются

переформирование речных отложений, существенное изменение

гидрогеологических условий в пределах речных долин. Многие реки, такие как

Тура, Ис, Волчанка и др., загрязнены взвешенным материалом. Возможно также

попадание в речные воды металлической ртути, которую использовали ранее для

извлечения мелкодисперсного золота. Дражные полигоны, остающиеся после

разработки, многие годы не зарастают, уродуя природный ландшафт.

ОТРАВЛЕННАЯ ЗЕМЛЯ

Одна из основных проблем, с которой сталкиваются разработчики при

строительстве жилых домов и массивов, та, что некоторые из заброшенных

земель отравлены. Загрязняющие вещества, содержащие свинец и медь, можно

часто найти на пустырях, где прежде были фабрики, мастерские.

В 1983 году в Екатеринбурге, на неорганизованной свалке Верх-Исетского

металлургического завода, содержащей гальваношламы, пересыпанные бытовыми

отходами и строительным мусором, объемом 40 тыс. м3, построили детскую

многопрофильную больницу № 9. В результате измерений установлено повышенное

содержание ртути (0,5 ПДК), количество сероводорода и аммиака в подвалах

здания превышают ПДК для атмосферного воздуха. Для детского лечебного

учреждения и восприимчивых организмов детей это очень много.

Наиболее высокий уровень загрязненности почв по са-нитарно-химическим

показателям выявлен на территории гг. Кировграда (100%), В-Пышмы (96%),

Ревды (90%), Екатеринбурга (69%), В-Салды, Режа, Полевского (50%).

РЕКУЛЬТИВАЦИЯ ПОЧВ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Во многих городах при сносе старых домов остаются небольшие участки

заброшенной земли. Эти участки пустуют в течение многих лет, зарастают

травой и часто используются местными жителями для свалки отбросов. Эти

участки называют пустырями.

ПУСТЫРИ И СТОЧНЫЕ РЕКИ В ГОРОДАХ. Пустыри образуются не только в

результате сноса старых жилых домов, но и при ликвидации какого-нибудь

производства, хранилища, складов и пр. Они, как магнит, притягивают к себе

отходы самого различного характера. Участки вскоре становятся безобразными

и привлекают еще больше мусора. Зачастую бывает трудно восстановить, какого

рода отходы попали в почву в прошлое время и, тем более, что сбрасывалось

на уже образовавшийся пустырь. Для того чтобы использовать такой пустырь

для строительства или озеленения, необходимо знать, какие загрязняющие

вещества находятся в почве, устранить их и только после этого принимать

решение о том, как лучше использовать это место. Аналогичная ситуация часто

возникает и в связи с восстановлением загрязненных земель в сельской

местности, в лесном массиве.

Существует и другая проблема больших городов — водоемы. Как правило, водные

резервуары и реки крупных городов совершенно непригодны не только для

питья, но и для существования животной жизни. Вспомните, например,

состояние реки Идеть в городе Екатеринбурге, Нижне-Исетского пруда и многих

других водоемов. Аналогичная ситуация существует и в Нижнем Тагиле, да,

пожалуй, и во всех промышленных городах Свердловской области. Даже

прекращение сбросов стоков в эти водоемы не улучшит положение, потому что

донные отложения этих водоемов и рек пропитаны загрязняющими веществами.

Всем нам хотелось бы, чтобы наши, города, поселки, села, реки и озера

были чистыми и красивыми. В некоторых местах жители с помощью местных

властей очищают такие участки, создают небольшие природные заповедники,

игровые площадки или зеленые уголки. Так, например, заброшенная земля в

Ливерпуле (см. рис. 67) превращена в прекрасное место отдыха, широко

используемое местными жителями. Для этого необходимо восстановить

загрязненные земли, реки и водоемы. Тогда появятся и красивые птицы (а не

только вороны), рыбы и другая живность.

Однако процесс восстановления или рекультивации почвы и водоемов очень

сложный и достаточно дорогостоящий. В последние годы в промышленно развитых

странах появились новые технологии по переработке и очистке грунтовых и

поверхностных вод, почв, осадочных отложений, отстоев и твердых отходов. В

нашей же стране очистка производится простым снятием грунта и вывозом его

на свалки. Так поступили в 1979 году в Екатеринбурге, где при ликвидации

аварии в Чкаловском районе был снят слой почвы и вывезен на так называемую

Сидельниковскую свалку. Свалка ничем не ограждена, и отсутствуют даже

предупредительные знаки.

Вопрос использования земель, занятых под свалки в нашем городе

решается просто: сравняли с землей — и нет проблемы. На свалках строят

жилые дома, больницы, гостиницы, детские площадки, и многое другое. Нередко

свалки загоняют под асфальт.

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ЕЕ САНИТАРНОЙ ОХРАНЕ.

Почва имеет большое гигиеническое значение. Она является посредником,

обеспечивающим циркуляцию в системе «внешняя среда — человек» химических и

радиоактивных веществ, применяемых в народном хозяйстве, а также

поступающих в почву с выбросами промышленных предприятий, всех видов

транспорта, сточными водами и т.д.

Почва является главным элементом биосферы, где происходят миграция и

обмен химических веществ нашей планеты. Из почвы через питьевую воду,

пищевые продукты и атмосферный воздух химические вещества поступают в

организм человека.

Почва является одним из источников химического и биологического

загрязнения атмосферного воздуха, подземных и поверхностных вод, а также

растений, используемых человеком для питания. Попадающие в почву химические

вещества испаряются и сублимируются, попадают в атмосферный воздух,

накапливаются в нем до концентраций, превышающих ПДК, и достигают уровней,

опасных для здоровья людей; смываются дождевыми водами с ее поверхности в

открытые водоемы, поступают в грунтовый поток, определяя качественный

состав хозяйственно-питьевых вод.

Эпидемиологическое значение почвы состоит в том, что в ней возбудители

инфекционных заболеваний могут длительно сохранятся жизнеспособными и

вирулентными. Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи

человеку кишечных инфекций. Передача возбудителей кишечных заболеваний

через почву является очень сложной. Наиболее простой путь заражения — через

руки, загрязненные инфицированной почвой. Иногда возбудители кишечных

инфекций могут передаваться по одному из таких путей:

. организм больного — почва — пищевые продукты растительного

происхождения — восприимчивый организм;

. организм больного — почва — подземные воды — восприимчивый организм и

т.д.

И наконец, почва — это естественная, наиболее подходящая среда для

обезвреживания жидких и твердых отходов. Почва является той системой

жизнеобеспечения Земли, тем элементом биосферы, в котором происходит

детоксикация (обезвреживание, разрушение, превращение в нетоксичные

соединения) основной массы поступающих в нее экзогенных органических и

неорганических веществ. Попавшие в почву органические вещества в виде

белков, жиров, углеводов и продуктов их обмена подвергаются распаду вплоть

до образования неорганических веществ (процесс минерализации). Параллельно

в почве происходит процесс синтеза из органических отбросов нового сложного

органического вещества почвы, получившего название гумуса. Процесс синтеза

почвенного органического вещества называется гумуфикацией, а оба

биохимических процесса (минерализация и гумуфикация), направленные на

восстановление почвы, получили название процессов самоочищения почвы. Этим

термином обозначается и процесс освобождения почвы от биологических

загрязнений, хотя правильнее говорить о естественных процессах ее

обеззараживания. Что касается процессов самоочищения почвы от химических

экзогенных веществ, то их правильнее назвать процессами детоксикации почвы,

а все вместе — процессами обезвреживания почвы.

Под загрязнителями почвы, согласно определению, следует понимать

химические вещества, биологические организмы (бактерии, вирусы, простейшие,

гельминты) и продукты их жизнедеятельности, встречающиеся в ненадлежащем

месте, ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве. Под загрязнением

почвы следует подразумевать лишь то содержание химических и биологических

загрязнителей в ней, которое становится опасным для здоровья при прямом

контакте человека с загрязненной почвой или через контактирующие с почвой

среды по экологическим цепям:

. почва — вода — человек;

. почва — атмосферный воздух — человек;

. почва — растение — животное — человек и т.п.

Все загрязнители можно разделить на химические (неорганические и

органические) и биологические (вирусы, бактерии, простейшие, яйца

гельминтов). Химические загрязнители делятся на две большие труп-

пы. К первой группе относятся химические вещества, вносящиеся в почву

планомерно, целенаправленно, организованно. Это — пестициды, минеральные

удобрения, структурообразователи почвы, стимуляторы роста растений и др. В

случае внесения избытка этих препаратов они становятся загрязнителями

почвы.

Загрязнение почвы пестицидами опасно при прямом контакте человека с

загрязненной почвой или при миграции их в контактирующие среды (вода,

воздух, растения) на уровне концентраций, небезопасных для человека.

Что касается минеральных удобрений, то убедительных научных данных об

опасности для здоровья человека применения их избыточного количества в

настоящее время нет. Однако азотные минеральные удобрения при избыточном их

внесении в почву опасны для здоровья, так как могут вызвать отравления,

получившие название нитратной метгемоглобинемии, служат основой для синтеза

в почве нитрозаминов, обладающих канцерогенным эффектом и т.д.

Ко второй группе химических загрязнителей относятся химические

вещества, попадающие в почву случайно, с техногенными жидкими, твердыми и

газообразными отходами. Сюда входят вещества, поступающие в почву вместе с

бытовыми и промышленными сточными водами, атмосферными выбросами

промышленных предприятий, бытовыми и промышленными твердыми отходами,

выхлопными газами автотранспорта и т.д. Опасность соединений как первой,

так и второй групп химических веществ, поступающих в почву, определяется их

токсичностью, аллергенным, мутагенным, эмбриотропным и другими эффектами,

опасными для здоровья человека как в настоящее время, так и в последующих

поколениях.

Почва до 1972 года была единственным элементом биосферы, в котором не

нормировалось содержание химических загрязнений. Объяснялось это тем, что

почва представляет собой мало динамичную, многофакторную систему,

меняющуюся на небольших климато-ландшаф-тных территориях, что обусловливает

наличие видов, типов и подтипов почв, стандартизировать которые не

представлялось возможным. В настоящее время разработано более 50 ПДК

экзогенных химических веществ в почве. Сама по себе величина ПДК не

свидетельствует о степени загрязнения конкретного почвенно-климатического

региона. Величинами, учитывающими конкретные региональные почвенно-

климатические особенности являются ПДУВ — предельно допустимый уровень

экзогенных химических веществ в почве и их БОК — безопасное остаточное

количество. ПДУВ характеризует допустимое безопасное для здоровья людей

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6