Экология/2.Экологические и метеорологические
проблемы больших городов и промышленных зон.
к.б.н.
Старикова А.Е., м.б.н. Нурлыбаева К.А., Шопбаева К.Б
КарГУ им.
академика А.Е. Букетова, Казахстан
Оценка загрязнения почвенного
покрова санитарно-защитной зоны и прилегающей территории предприятия Arcelor Mittal Steel г.Темиртау
Особенности
экологической обстановки в отдельных регионах Казахстана и возникающие
экологические проблемы обусловлены местными природными условиями и характером
воздействия на них промышленности, транспорта, коммунального и сельского
хозяйства [1].
Загрязнение
окружающей природной среды предприятиями металлургического комплекса и их
влияние на ландшафты и экосистемы связано с уровнем применяемых технологий,
качеством и количеством используемого сырья, объемом и составом выбросов,
сбросов и твердых отходов, положением предприятия в определенной географической
зоне, подзоне и ландшафтной провинции, характером рассеивания, составом и
структурой компонентов ландшафта [2].
АО
«АрселорМиттал Темиртау» - одно из крупнейших металлургических предприятий в
Республике Казахстан и в составе «АрселорМиттал» [3].
Наличие
вблизи города Темиртау месторождений железных и марганцевых руд, коксующихся
углей, водных и энергетических ресурсов делает производство металлопроката на
предприятии экономически выгодным. В качестве топлива на предприятии
используется уголь, мазут, коксовый, доменный и сжиженный газы [4].
Все
эти технологические процессы сопровождаются
образованием значительных объемов эмиссий загрязняющих веществ.
Материалы и методы
исследования:
Исследуемый
объект: промышленная площадка АО «АрселорМиттал Темиртау» и прилегающий к нему
населенный пункт город Темиртау. В ходе исследований были выполнены следующие
работы:
1.
Отбор и изучение проб почв на содержание тяжелых металлов на территории СЗЗ
2.
Отбор и изучение проб почв на содержание тяжелых металлов за территорией
завода.
Анализ
проб почвы был произведен в испытательном центре ТОО «Центргеоланалит» г.
Караганда, в лаборатории физических методов исследования.
Почвенный
покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и
нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено,
то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится.
Если атмосфера и водная среда могут
самоочищаться, то почва таким свойством не обладает: токсичные вещества (в том
числе окислы металлов) постоянно накапливаются в ней и приводят к изменению ее
состава, которое соответственно вызывает изменения в растительном и животном
мире.
В таблице показаны данные химического анализа
взятых проб почв промышленной площадки и прилегающей территории металлургического
комбината АО «АрселорМиттал Темиртау»
Таблица
Результаты анализа почв санитарно-защитной
зоны и прилегающей территории металлургического комбината АО «АрселорМиттал
Темиртау»
|
Вещества |
Класс опасности |
ПДК
почв (мг/кг) |
Почва
ССЗ (мг/кг) |
Почва
за территорией завода (мг/кг) |
|
|
1 |
Бор |
2 |
100,0 |
<300 |
<300 |
|
2 |
Барий |
3 |
- |
800 |
1,500 |
|
3 |
Кадмий |
1 |
2,0 |
<5 |
<5 |
|
4 |
Кобальт |
2 |
5,0 |
12 |
12 |
|
5 |
Хром |
1 |
6,0 |
120 |
50 |
|
6 |
Медь |
2 |
3,0 |
100 |
80 |
|
7 |
Литий |
4 |
- |
25 |
30 |
|
8 |
Марганец |
3 |
1500,0 |
800 |
1200 |
|
9 |
Молибден |
2 |
50,0 |
3 |
2 |
|
10 |
Никель |
2 |
4,0 |
60 |
30 |
|
11 |
Свинец |
1 |
32,0 |
40 |
25 |
|
12 |
Сурьма |
2 |
4,5 |
<15 |
<15 |
|
13 |
Стронций |
3 |
- |
250 |
250 |
|
14 |
Олово |
4 |
- |
8 |
2 |
|
15 |
Титан |
3 |
- |
4000 |
4000 |
|
16 |
Ванадий |
3 |
150,0 |
100 |
60 |
|
17 |
Вольфрам |
3 |
- |
8 |
<5 |
|
18 |
Цирконий |
3 |
6,0 |
120 |
120 |
|
19 |
Цинк |
1 |
23,0 |
120 |
80 |
|
20 |
Бериллий |
1 |
10,0 |
2,5 |
4 |
Чрезвычайно опасные вещества (I):
Химический
анализ проб почвы показал, что наибольшая концентрация хрома наблюдается в районе санитарно-защитной зоны и
составляет 120 мг/кг, что превышает ПДК в 20 раз, за пределами территории содержание хрома значительно ниже
и составляет 50 мг/кг, соответственно превышение ПДК составляет 8,3 (рис. 1).
Рисунок 1. Концентрации хрома в почвенном покрове на
территории завода и его пределами.
Максимальная
концентрация свинца была зафиксирована на территории завода и составляет 40 мг/кг, при этом
доля составляет 1,25 ПДК, за территорией концентрация вещества ниже и
составляет 25 мг/кг, следовательно, превышение предельно допустимой
концентрации не наблюдается. Токсичность этого металла проявляется
в процессе его взаимодействия с различными ферментами организма, поэтому
в отношении их практически все органы можно считать органами-мишенями. По данным отдельных эпидемиологических
исследований, получены данные, свидетельствующие о широком диапазоне
биологического действия свинца, включая его влияние на кроветворные процессы,
нервную систему, почки, репродуктивные органы, сердечно - сосудистую систему,
печень, эндокринную систему и желудочно - кишечный тракт [5].
Максимальное
превышение ПДК цинка в почвенном покрове на территории
комбината составило 120 мг/кг, за границами
80 мг/кг, доля превышения составляет 5,22
на территории завода и на 3,48 за его пределами (рис. 2).
Рисунок 2. Концентрации цинка в почвенном покрове на
территории завода и его пределами.
Бериллий не превышает ПДК-10,0
мг/кг во всех отобранных пробах,
максимальное значение зафиксировано за территорией промышленной площадки – 4
мг/кг, меньшее значение в пределах металлургического комбината - 2,5 мг/кг.
Высокоопасные вещества (II)
Можно
отметить высокие концентрации меди в отобранных пробах. По результатам
исследования, было зафиксировано
значительное превышение доли ПДК
меди - 33,33 на территории
санитарно-защитной зоны, также достаточно значительное превышение доли ПДК
зафиксирована в пробе за территорией комбината, которая составляет 26,67. Самое важное обстоятельство в
заражении почв медью — это большая склонность поверхностного слоя почв к ее
накоплению. Почвы в составе которых присутствуют превышения концентрации меди — это результат главным
образом предприятия цветной металлургии. Вследствие этого содержание меди в
почвах выросло в некоторых случаях до крайне высоких значений.
Рисунок 3. Содержание меди в пробах почвенного покрова на
территории СЗЗ и ее пределами
Величина содержания никеля в почве – 60 мг/кг, что выше
доли ПДК в 15 раз в районе санитарно - защитной зоны, при этом его концентрация
за территорией завода составляет 30 мг/кг, что в двое меньше, чем на
территории. В настоящее время никель считается серьезным поллютантом, поступающим
в окружающую среду с выбросами металлообрабатывающих предприятий [6]. Также,
было зафиксировано превышение доли ПДК кобальта в 2,4 раза и сурьмы в 3,33 раза.
Умеренно опасные вещества (III)
Из
данных таблицы видно, что содержание циркония в почве составляет - 120 мг/кг,
при этом ПДК составляет - 6,0 мг/кг, максимальное значение -120 мг/кг.
По
результатам исследований санитарно защитной зоны и её пределов содержание
марганца, ванадия не превышает ПДК.
Превышения
ПДК хрома зафиксировано во всех отобранных пробах почвы. Наибольшая
концентрация содержится на территории комбината и составляет 120 мг/кг. При
этом содержание хрома за территорией СЗЗ меньше 50 мг/кг, при этом ПДК хрома
составляет 6 мг/кг.
На
рисунке 4 видно, что содержание циркония во всех отобранных пробах почвы
составляет 120 мг/кг, при этом ПДК данного вещества составляет 6 мг/кг.
Концентрация циркория превышает ПДК в 20 раз.
Рисунок 4. Содержание циркория в пробах почвенного покрова
на территории СЗЗ и ее пределами
Проведенные
исследования показали, что в почвах отобранных на территории комбината и её санитарно
– защитной зоны, было обнаружено около 30 вредных элементов, из которых
некоторые значительно превышают ПДК. Из данных видно, что наибольшая концентрация
вредных веществ сосредоточенна на территории комбината, за территорией концентрация
чуть меньше, но при этом также присутствует значительные превышения ПДК.
Литература:
1.
Сихимбаев М.Р, Ханов Т.А. Пути
обеспечения экологической безопасности в нефтедобывающих регионах Казахстана //
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2014. №8. [Электронный
ресурс] http://www.rae.ru/upfs/?section=content&op=show_article&article_id=5647
2.
Груздев В.С. Влияние черной металлургии на состояние окружающей среды //
Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. - 2008. - № 4. - С. 47-51.
3.
АО «АрселорМиттал Темиртау» [Электронный ресурс] http://www.arcelormittal.kz/index.php?id=339
4.
История АО «АрселорМиттал Темиртау»// III Казахстанская металлургическая конференция - 2010.
[Электронный
ресурс]. http://kaz.rusmet.ru/history.php
5. Пинигин
М.А., Попов Б.А., Сабирова З.Ф., Бударина О.В., Ульянова А.В. Обоснование
дифференцированных санитарно-защитных зон для предприятий по переработке
аккумуляторов в современных условиях// Гигиена и санитария.- 2013. №6. - С.
90-92.
6. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах
и растениях. Фиторемедиация. [Электронный ресурс] http://phytoremediation.ru/mikroelementi-v-pochvah-i-rasteniyah/elementi-VIII-gruppi/nikel.php