Загрязнение почвы отходами промышленных предприятий

Загрязнение почв промышленными и бытовыми отходами

Настоящим бедствием для страны являются отходы. Общее количество накопленных в стране отходов — около 50 млрд. т., ежегодно образуется более 4.5 млрд. т, под складирование занято 250 тыс. га. За год образуется более 50 млн. т. токсических промышленных отходов, всего их накоплено более 1,6 млрд. т. Огромное количество токсичных отходов хранится и захоранивается в совершенно не приспособленных для этого местах. Основной объем отходов размещается на свалках, в отвалах и полигонах. В России нет ни одного предприятия (полигона) по обезвреживанию и захоронению токсичных отходов, отвечающего современным требованиям. В стране отсутствует государственная статистическая отчетность по отходам.

В стране образуется более 130 млн. тонн твердых бытовых отходов. Но некоторые западные фирмы предлагают нам захоранивать или «перерабатывать» еще и их собственные отходы. Для развитых стран сейчас существует, пожалуй, единственный, приносящий очень большие доходы рынок в России — рынок сбыта отходов.

Почвы вокруг больших городов н крупных предприятий цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения на расстоянии в несколько десятков километров загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсичными веществами. Из обследованных 85 городов РФ наибольшему загрязнению подвержены почвы вблизи гг. Рудная Пристань, Ревда, Мончегорск, Свирск, Владивосток, Иркутск, Черемхово.

Классы опасности различных химических веществ, попадающих в почву из выбросов, сбросов и отходов

Среднее содержание свинца в почвах пятикилометровой зоны вокруг обследованных городов находится в пределах 0.4-80 ПДК.

Загрязнение почв нефтью в местах, связанных с ее добычей, переработкой, транспортированием и распределением, превышает фоновое в десятки раз. На расстоянии 10 км в западном и восточном направлениях от Владимира содержание нефти в почве превышало фоновое значение в 33 раза.

За 15 лет исследований на территории России выявлены три города, которые по суммарному показателю загрязнения почвы в городе и в радиусе от него до 5 км относятся к чрезвычайно опасно загрязненным. Это Мончегорск на Кольском п-ве, Ревда в Уральском регионе и Белово в Кемеровской области.

Большую опасность для литосферы представляют твердые бытовые отходы (ТБО.)

Растущее население, увеличивающиеся доходы и изменение структуры потребления усложняют решение проблемы утилизации отходов. Количество мусора увеличивается, города растут, так называемые потребители зарабатывают больше денег, увеличивают потребление еды, воды и так называемых товаров длительного пользования, тогда как растущий спрос» и большая доступность стимулирует продажу товаров, которые просты в обращении, но — с большим удельным содержанием упаковок. В большинстве регионов в мире способность к эффективному решению проблемы отходов далеко отстает от темпов их роста.

В доиндустриальную эпоху утилизация отходов была облегчена благодаря всасывающей способности окружающей среды: земли и воды. Крестьяне, отправляя свою продукцию с поля сразу к столу, обходясь без переработки, упаковки, рекламы и торговой сети, привносили мало отходов. Овощные очистки и тому подобное скармливалось или использовалось в виде навоза как удобрение почвы для урожая будущего года. Передвижение в города привело к совершенно потребительской структуре. Продукцию стали обменивать, а значит, упаковывать для большего удобства.

Индустриальное общество с низким процентом сельского населения и высокими доходами производит на свет больше отходов, чем развивающиеся страны. Нъю-йоркцы, например, выбрасывают в отходы в 9 раз больше своего веса, а манильцы — в 2,5 раза больше своего веса. Одной из причин является то, что продукты в Нью-Йорк доставляются из-за сотен и даже тысяч километров и потому удельный вес упаковки, сохраняющей свежесть и привлекательность продукции, гораздо больше, чем на сельском рынке. Вдобавок низкие доходы в расчете на одного жителя в странах третьего мира заставляют жителей бережно относиться с целью удержания в рамках своего бюджета.

В промышленно развитых станах вес упаковки составляет около 30%, а по объему-50% всех домашних отходов. Бумага составляет примерно половину упаковочных материалов, затем следует стекло, металл и пластик. Доля пластика в упаковке с незначительного объема в шестидесятых годах выросла особенно быстро. Напитки, растительные масла, чистящие средства, парфюмерия теперь имеют пластмассовые упаковки. Таким образом, не только растет количество упаковки, но и меняются материалы, используемые в ее производстве. Растет доля пластиков общей массе отходов, а их не просто утилизировать, с тем чтобы использовать заново. Бутылки для кетчупа, пакетики для супа и упаковки для мороженного должны быть легкими, небьющимися и биологически неактивными – то есть пластиковыми. К сожалению, лишь немногие процессы переработки можно применить для получения более чем одного вида пластика одновременно. А при тех, что пригодны для этих целей, вырабатывается пластик более низкого качества, чем полученный как сырье переработки. Пластик не так легко разлагается под действием света и бактерий. Однажды выброшенный, он остается относительно целым долгие годы. Упаковки для «быстрой пищи» содержат хлористые соединения. Хлор способен уничтожать озоновый слой. Если допустить его массовый выпуск в атмосферу, то радиация ультрафиолетовых лучей будет способствовать заболеваниям раком кожи, снижению урожайности и ослаблению имунной системы человека. Подобные вещества попадают в атмосферу прямо с заводов, имеющих с ними дело.

В Великобритании и Швейцарии ученые пришли к формуле «умного пластика», который разлагается естественным путем или посредством применения специальных реагентов.

Сейчас отходы домашнего хозяйства содержат все большее количество опасных отходов. Ртуть из батареек и фосфорсодержащие элементы флюорисцентных ламп угрожают здоровью людей. Продолжает расти риск, связанный с органическими химикатами, содержащимися в предохранителях древесных покрытий растворителях красок, пестицидах и косметике — эти продукты будут также исследованы с особой тщательностью. Будучи просто выброшенными в мусорный бак, эти опасные отходы могут вызвать взрыв в мусоросжигательных печах, загрязнение подземных вод в месте складирования и угрозу здоровью людей.

Нормирование содержания вредных веществ в литосфере

Для почвы ПДК вредных веществ впервые установлены в 1980 г.; в настоящее время нормативов более 100.

Загрязняющие вещества нормируются:

1. в пахотном слое почвы с/х угодий;

2. в почве территорий предприятий;

3. в почвах жилых районов в места хранения бытовых отходов

ПДК_п устанавливается экспериментально, в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пищевых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК – это максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений здоровью людей.

Для летучих веществ ПДК_п устанавливают в зависимости от ПДК этого вещества в атмосферном воздухе, т.е. при поступлении этого вещества в воздух ПДК_А не должна быть превышена. Кроме того, учитывается поступление загрязняющих веществ виз почвы в грунтовые воды, в которых не должна быть превышена ПДК_В веществ в водных объектах.

С учетом всех этих признаков вредности в качестве ПДК_п принимается наиболее жесткая концентрация.

В почве в основном нормируется содержание пестицидов, т.е. ядохимикатов, используемых для борьбы с вредителями (инсектициды), сорняками (гербициды), болезнями (фунгициды), паразитами (акарициды) и др.

Нормируется содержание многих химических веществ: тяжелых металлов, галогенов, микроэлементов.

Перечень ПДК_п для некоторых инсектицидов приведен в таблице

При отсутствии ПДК устанавливаются ВДК_п, которые определяются по эмпирическим формулам:

где ПДК_пр – ПДК вещества в продуктах питания

Предельно допустимое количество отходов на территории предприятия – это такое их количество, которое можно разместить при условии, что выделение вредных веществ в воздух не превысит 0,3 ПДК этих веществ, установленных для воздуха рабочей зоны, т.е. меньше 0,3 ПДК_р.з. При этом должно соблюдаться известное правило:

Санитарные службы контролируют сбор, транспортировку, места захоронения и переработку опасных отходов.

Источник

Контроль загрязнения почв отходами промышленного характера

Промышленное загрязнение почв осуществляется в основном через атмосферу путем осаждения паров, аэро­золей, пыли или растворенных примесей с дождем и сне­гом. Основная доля загрязняющих веществ попадает в воздух из дымовых труб заводов и вентиляционных кана­лов, большая часть их осаждается вблизи (1—2 км) пред­приятий. Некоторая доля выбросов передвигается далее и выпадает в пределах от 3—4 до 8 км. Значительно мень­ше газопылевых выбросов поглощается почвой в зоне 10—50 км.

Протяженность зоны интенсивного загрязнения и на­правление движения потока загрязняющих веществ зави­сят от скорости и частоты ветров данного румба (розы ветров), высоты труб, дисперсности частиц и плотности вещества, рельефа территории, растительного покрова.

В случае промышленного загрязнения почв тяжелыми металламиих основное накопление локализуется в райо­не действия источника выбросов на расстоянии от 1—10 до нескольких десятков километров. С выбросами про­мышленных предприятий в окружающую среду поступает в значительных количествах широкий набор элементов, причем загрязняющие вещества не всегда связаны с ос­новной продукцией предприятий, а могут входить в со­став примесей. Так, вблизи свинцово-плавильного завода приоритетными загрязнителями, кроме РЬ и Zn, могут быть Cd, Cu, Hg, As, Se, а около предприятий, выплав­ляющих алюминий, — F, As, Be. Значительная часть вы­бросов предприятий поступает в глобальный круговорот — до 50-60% Pb, Zn, Cu и до 90% Hg.

Почва служит мощным геохимическим барьером для потока загрязняющих веществ, но лишь до определенного предела. Расчеты показывают, что черноземы способны только в пахотном слое мощностью 0—20 см прочно фиксировать до 40—60 т/га свинца, подзолистые почвы — 2—6 т/га, а почвенные горизонты в целом — до 100 т/га,

но при этом в почве возникает острая токсикологическая ситуация.

Почва как компонент биогеоценоза во многом опреде­ляет устойчивость ландшафта к закислению. Одним из главных негативных последствий загрязнения почв кис­лыми осадкамиявляется повышение мобильности алюми­ния, который обладает свойствами прямого и косвенного фитотоксиканта. Под влиянием кислотных осадков повы­шают мобильность и другие элементы, обладающие фито-токсическими свойствами, — Mn, Zn, Cd, Co, Ni.

Компоненты кислых осадков, а также мобилизован­ные в почве элементы, если они не поглощаются биотой и не связываются в нижележащих горизонтах почвы или слоях подстилающих пород, могут попасть с внутрипоч-венным стоком в систему почвенно-грунтовых и поверх­ностных вод. Подобный сток может привести к закисле­нию слабоминерализованных речных и озерных вод.

Выпадение кислых осадков возможно за сотни кило­метров от источника загрязнения. Основной причиной их образования является выброс в атмосферу диоксида серы S0₂, время жизни которого составляет около 6 дней. За этот период примесь успевает мигрировать от места вы­броса, и в результате происходит загрязнение значительно удаленных от предприятия территорий (трансграничный перенос).

При добыче, транспортировке, переработке и исполь­зовании ежегодно теряется около 50 млн т нефти и нефте­продуктов.В результате значительные территории стано­вятся непригодными для сельскохозяйственного исполь­зования.

В районах нефтеразработок и нефтедобычи происходит интенсивная трансформация морфологических и физико-химических свойств почвы, глубина изменения которых зависит от продолжительности загрязнения, величины и состава загрязняющих веществ нефти, ландшафтно-гео-химических особенностей территории. При этом возрас­тает рН почвы, повышается общее количество углерода в 2—10 раз, углеводородов — в 10—100 раз, возникает

специфическое техногенное осолонцевание исходных почв за счет внедрения ионов натрия в почвенно-погло-щаюший комплекс (ППК).

Обычно содержание нефти в верхнем 20-сантимет­ровом слое на два порядка выше, чем фоновое содержа­ние, лежащее в пределах 50 ррт. Промачивание почвы нефтью достигает 100—200 см. Для разливов нефти и нефтепродуктов характерно локальное загрязнение на расстоянии до 1—2 км от источника.

Автотранспорт, авиация, железнодорожный транс­порт, коксохимические и нефтеперегонные заводы, неф­тепромыслы способствуют загрязнению почвы кан­церогенными веществами,среди которых особенно опас­ны полиароматические углеводороды (ПАУ), например 3,4-бенз-ос-пирен, конечным резервуаром аккумуляции которого является почвенный покров (гумусовый гори­зонт почв 0—50 см). При этом наблюдается тенденция увеличения содержания загрязнителя во всех природных средах. С почвенной пылью, грунтовыми водами, в ре­зультате водной эрозии, с продуктами питания ПАУ пос­тупают в общие биохимические циклы на суше, распрост­раняясь повсеместно. Почва может фиксировать ПАУ и сохранять их, освобождая при сменах влажности, аэрации или реакции среды. Необходимо отметить, что выбросы, например, автотранспорта, обнаруживают на расстоянии 200—500 м от автомагистрали.

Перед осуществлением полевой программы наблюде­ний за уровнем загрязнения почв в природных и сель­скохозяйственных ландшафтах необходимо провести планирование работ, т. е. определить примерное количе­ство точек отбора проб, составить схему их территори­ального размещения, наметить полевые маршруты или последовательность обработки площадей, установить ка­лендарные сроки исполнения задания. Помимо этого следует проверить наличие и качество топографического материала, а также тематических карт (почвенных, гео­ботанических, геологических, геохимических и др.); со-

брать сведения об источниках загрязнения почв на об­следуемой территории (расположение, используемое сы­рье, объем производства, отходы), а также установить связь с учреждениями, которые заинтересованы в пред­полагаемом обследовании.

При выборе участков наблюдения исходным рабочим документом служит топографическая основа определен­ного масштаба (1:10 000). Контуры (схему) города, насе­ленного пункта или промышленного комплекса размеща­ют, как правило, в центре плана местности, который переснимается с топографической основы. Из геометри­ческого центра (город, промышленный комплекс, завод и т. д.) с помощью циркуля наносят окружности радиусом 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2; 3; 4; 5; 8; 10; 20; 30; 50 см (км — в масш­табе карты), т. е. обозначают зону возможного загрязне­ния почв.

На подготовленный таким образом план местности наносят контуры многолетней розы ветров по 8—16 рум­бам. Самый большой вектор, соответствующий наиболь­шей повторяемости ветра, откладывается в подветренную сторону, его длина должна составлять 25—30 см (25—30 км в масштабе карты). Пропорционально величине этого вектора на карте откладывают остальные векторы. Таким образом, в контур, образованный розой ветров, схемати­чески включается территория наибольшего загрязнения почв компонентами промышленных выбросов предприя­тия. В местах пересечения осей векторов с окружностями располагаются ключевые участки, на которых закладыва­ют сеть опорных разрезов, пункты и. площадки взятия проб.

После отбора нескольких простых проб почвы состав­ляют объединенную пробу (как описано выше), которую отправляют на анализ в лабораторию вместе с сопроводи­тельным талоном.

Наблюдения за промышленным загрязнением почв носят характер экспедиционных работ и поэтому вклю­чают все мероприятия по подготовке к ним. Время про­ведения экспедиционных работ и отбора проб не имеет

значения. Однако удобнее проводить сбор материалов в сухое время года, в период уборки урожая основных сель­скохозяйственных культур, т. е. летом и в начале осени. При развернутых стационарных наблюдениях отбор проб осуществляют независимо от времени экспедиционных работ.

Источник