Header Image

Строительство и модернизация пятнадцати стадионов для чемпионата мира по футболу 2018 года будет стоить от 162 до 199 миллиардов рублей (5.1-6,2 млрд долларов).

Подробнее ...
6.1. Влияние хранилища отходов металлургии на состояние окружающей среды Печать E-mail
14.12.2014 20:51

Черная и цветная металлургия - одна из наиболее загрязняющих окружающую среду отраслей промышленности. Основными твердыми отходами при выплавке стали и чугуна являются шлаки и шламы. На 1 т готовой продукции образуются 500-1000 кг шлаков и 80-120 кг шламмов (Дончева, Покровский, 1999; Ратанова, 1999). В цветной металлургии для получения 1 т металла необходимо переработать 100-200 т руды. В них в заметных количествах содержится до 30 токсичных веществ: сера, мышьяк, сурьма, селен и др. Рассмотрим возможность использования геохимических барьеров для безопасного размещения шламов газоочистки на площадке Пашийского цементно-металлургического завода.

Одним из объектов, где остро стоит проблема безопасного хранения отходов, является Пашийский цементно- металлургический завод, расположенный на территории Пермского края. Многолетнее складирование отходов газоочистки в необорудованном шламохранилище привело к загрязнению подземных вод и р. Пашийки. При строительстве нового шламохранилища возникла необходимость разработки надежных мероприятий для защиты подземных и поверхностных вод.
Особенностью выплавки титанистых чугунов на этом заводе является использование бокситов и замасленной металлической стружки. Технология сбора отходов газоочистки предусматривает улавливание грубых частиц на колошниках. Мелкая пыль поступает далее в систему трубопроводов, где происходит гидравлическая очистка газов. Вода с частицами пыли поступает в емкости-отстойники, находящиеся на территории завода. В емкости пульпа осветляется и вода используется многократно до тех пор, пока не происходит накопления твердого материала и повторное использование осветленной воды становится невозможным. В процессе многократной перекачки воды и неоднократного контакта раствора с новыми порциями высокодисперсной и химически активной пыли концентрации водорастворимых веществ в жидкой фазе, в том числе вредных, увеличиваются и достигают высоких значений к концу цикла. Содержание твердой фазы составляет около 5-10 %.
В твердой фазе с помощью рентгеноструктурного анализа обнаружено большое количество соединений, среди которых преобладает NaHSO4·H2O. Определены также CaAl3(PO4)2(OH)5·H2O, CaFe2O4, KFe(SO4)2, CaAl3(PO4)2(OH)5·H2O и M(CO3)·OH, CaSO4·2H2O. В небольших количествах присутствуют кварц, диаспор и кальцит.
Жидкая фаза пульпы имеет высокую минерализацию – 34-42 г/л, щелочную реакцию (рН-8,9-9,4) и высокое содержание HCO до 18,1 г/л и CO до 5,1 г/л ионы, а также Cl- до 7,8 г/л. Отмечается низкое содержание ионов кальция и магния при значительном содержании ионов натрия и калия (до 13,4 г/л) (табл. 6.1).

Таблица 6.1 Макрокомпонентный состав жидкой фазы пульпы, в мг/л

Проба
СО3
HCO3-
Cl-
SO42-
Ca2+
Mg2+
Na+
K+
рН
Минерализация
1
5161
18183
3630
1201
271
6
13413
13413
8,9
41865
2
4200
7015
7810
284
25
137
3700
10998
9,4
34169

В наиболее концентрированной пульпе обнаружено превышение ПДК (ГН 2.1.5.689—98) по 15 микрокомпонентам. Наиболее значительные превышения нормативов имеют бериллий, цинк, свинец, селен, кадмий, мышьяк, литий, медь (табл. 6.2). В составе пульпы возможны значительные вариации в концентрации элементов, достигающие 2-3 порядков, зависящие от состава исходного сырья, времени накопления в процессе оборота вод и других технологических особенностей производства. Для оценки общего содержания органического вещества в стоках определено значение ХПК, которое составило 820-960 мг О2/л, что указывает на присутствие большого количества органического вещества. Качественно определяли предельные углеводороды высоких фракций, ароматические углеводороды и их оксипроизводные (полифенолы). Их образование обусловлено, в том числе, использованием замасленной металлической стружки. Известно, что растворенные органические вещества при щелочной реакции среды могут образовывать устойчивые комплексы с тяжелыми металлами.

Таблица 6.2 Микрокомпоненты жидкой фазы пульпы, превышающие ПДК, в мг/л

Номер пробы

Be

B

V

Mn

Fe

Ni

Cu

Zn

As

Se

Mo

Cd

Pb

VIII

4,53

-

0,384

0,19

4,52

1,56

3,72

994,0

10,1

2,65

2,03

0,243

11,95

Х

-

-

-

-

-

-

33,0

330,0

-

-

-

0,132

8,42

XII

-

-

-

-

-

-

0,31

465,0

-

-

-

0,107

4,00

СМ2

<0,005

5,73

0,104

0,072

0,875

0,437

2,393

460,3

0,005

0,008

0,173

0,0263

4,542

ПДК

0,001

0,5

0,1

0,1

0,3

0,1

1,0

1,0

0,05

0,01

0,25

0,001

0,03

Характеристика участка размещения отходов. Пульпа из заводской емкости-накопителя вывозится в шламохранилище, расположенное в приводораздельной части рек Вижая и Пашийки (бассейн р. Чусовой). Распространение загрязнения во многом обусловлено особенностями геолого- гидрогеологических условий участка.
Схематический геологический разрез участка приведен на рис. 6.1. Коренные породы представлены верхнедевонскими трещиноватыми закарстованными известняками с неровной поверхностью кровли, мощностью более 100 м. Они перекрыты толщей делювиальных, аллювиальных неоген-четвертичных отложений, представленных глиной и суглинками со щебнем, галькой и валунами, мощностью 20-30 м.
Рассматриваемая территория относится к Чусовскому району карбонатного карста (Горбунова К.А. и др., 1992). Карстопроявления здесь приурочены к эрозионным формам, зонам тектонических нарушений, контактам карбонатных и некарстующихся пород. Для района характерны исчезающие реки и суходолы, воронки, родники и пещеры.


Рис. 6.1. Загрязнение подземных и поверхностных вод в районе шламонакопителя

Основной водоносный горизонт приурочен к трещиноватым и закарстованным известнякам верхнего девона. Наиболее проницаемая зона находится в верхней части толщи (до 40-60 м), ниже трещиноватость и закарстованность быстро затухают и водопроницаемость пород невелика. Разгрузка подземных вод происходит в р. Пашийку через аллювиальные отложения и в виде родников.
Складирование отходов осуществляется в отработанные алмазные карьеры. Дно старого карьера представляет собой вскрытую кровлю коренных трещиноватых известняков (плотик), частично перекрытую глинистыми отложениями мощностью до 2 м. Местами известняки выходят на поверхность днища. Вдоль западного борта карьера проходит тектонический разрыв, что привело к повышенной трещиноватости и водопроницаемости известняков на этом участке. Все это обусловливает плохую защищенность трещинно-карстовых вод от загрязнения с поверхности на участке складирования отходов.
Влияние шламохранилища на окружающую среду. Инфильтрация жидкой составляющей пульпы в коренные породы привела к загрязнению горизонта трещинно-карстовых вод. Влияние шламохранилища исследовалось в зоне разгрузки трещинно-карстовых вод в р. Пашийку (рис. 6.1). Гидрохимическое опробование было проведено в четырех наблюдательных скважинах и двух родниках, выходящих из известняков. В качестве фона был принят состав воды родника вне зоны влияния шламохранилища.
Подземные воды в зоне влияния шламохранилища имеют повышенную по сравнению с фоновой минерализацию – 0,6-1,0 г/л, содержания хлоридов в 90 раз и сульфатов в 3 раз выше фона (табл. 6.3).
В микрокомпонентном составе подземных вод обнаружены повышенные по сравнению с фоновыми содержания титана - 1,0-1,7 мг/л, марганца - 0,2-0,3 мг/л, меди - 0,2 мг/л, цинка - 0,5-0,7 мг/л, стронция - 2,9-3,4 мг/л. Содержание титана в 10-17 раз, а марганца - в 2-3 раза превышают ПДК. Содержание органических соединений в загрязненных подземных водах, рассчитанное по ХПК, составляет 50-59 О2/л, что в 2 раза выше ПДК и в 5 раз выше фона.

Таблица 6.3 Состав подземных вод в районе шламохранилища, в мг/л

Проба

HCO3-

SO4-

Cl-

Ca2+

Mg2+

Na+ + K+

рН

Минерализация

Родник 2

220

106

268

106

36

54

7,27

845

Скв. 1

232

135

360

228

38

52

6,95

1045

Скв. 2

232

67

172

126

27

35

7,20

659

Скв. 3

268

115

121

124

24

46

7,16

701

Скв. 4

220

82

113

125

21

13

7,10

581

Среднее

234

101

206

142

29

40

7,1

766

Родник 1 (фон)

18

43

4

9

2

15

6,45

93

Превышение над фоном, (раз)

13

2,3

51,5

15,7

14,5

2,6

1,1

8,2

Содержание большинства микрокомпонентов в р. Пашийка на участке разгрузки загрязненных подземных вод увеличивается по сравнению с фоновым. Однако только концентрация титана в 1,3 превышает ПДК. ХПК на участке разгрузки увеличивается по сравнению с фоновым более чем в 2 раза и составляет 17,5 мг О2/л, что незначительно превышает ПДК. Содержание органических соединений достигает 13 мг/л.

 
Free template "Frozen New Year" by [ Anch ] Gorsk.net Studio. Please, don't remove this hidden copyleft! You have got this template gratis, so don't become a freak.