ИЗУЧЕНИЕ ТОКСИЧНОСТИ ОТХОДОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА КЕМЕРОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Иваныкина О. В., Журавлева Н. В., ОАО «Западно-Сибирский испытательный центр», Новокузнецк, Кемеровская обл., Россия

В Кемеровской области при производстве тепловой и электрической энергии широко используют каменный уголь. При его сжигании на ТЭС и в котельных образуются значительные объемы золы и шлака. В 2006 г., согласно Государственному докладу «О состоянии и охране окружающей природной среды Кемеровской области», образовалось 3 339,49 тыс. т золошлаковых отходов, основная масса которых складирована в отвалы.

Цель данной работы — исследование качественного и количественного состава золошлаковых отходов ТЭС (смесь золоуноса и шлака) и шлаков котельных Кемеровской области. Аналитические исследования проводили в ОАО «Западно-Сибирский испытательный центр» (ЗСИЦентр), аккредитованном в системе Госстандарта РФ (№ РОСС RU. 0001 21АЯ07).

Содержание тяжелых металлов в валовых и подвижных формах определяли методом атомной абсорбции на спектрометре марки ААS-3. Концентрации водорастворимых форм элементов исследовали методами атомной абсорбции с электротермической атомизацией, атомной эмиссии с индуктивно связанной плазмой и полярографическим методом. Содержание ртути измеряли беспламенным атомно-абсорбционным методом «холодного пара». Качественный и количественный состав полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии.

Для оценки токсичности отходов использовали Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды, введенные в действие приказом МПР России от 15 июня 2001 года № 511, Временный классификатор токсичных промышленных отходов и Методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов МПР (1987 г.). Исследованы 60 проб золошлаковых отходов ТЭС и 60 проб шлаков котельных.

В части проб золошлаковых отходов содержание валовых форм хрома, свинца, ртути и олова превышает ПДК в 2,7; 34,9; 2,7 и 14 раз соответственно. В шлаках котельных содержание хрома, свинца, ртути, олова и сурьмы превышает ПДК в 10; 7,9; 5; 10 и 5 раз соответственно.

Концентрации подвижных форм тяжелых металлов в золошлаковых отходах также значительно превышают ПДК: Cu в 10 раз, Ni в 16 раз, Zn в 2,6 раза и Pb в 18,3 раза. Концентрация подвижных форм этих элементов превышает ПДК и в шлаке котельных: Cu в 8 раз, Ni в 13,75 раза, Zn в 2,8 раза и Pb в 16,8 раза.

Превышение ПДК для воды рыбохозяйственных водоемов обнаружено в золошлаковых отходах по ванадию (120 ПДК), меди (5 ПДК), молибдену (500 ПДК), мышьяку (10 ПДК), никелю (27 ПДК), цинку (2 ПДК), марганцу (4 ПДК) и хрому (200 ПДК). Высокие концентрации этих же элементов присутствуют и в шлаках котельных: V (179 ПДК), Cu (3 ПДК), Mo (875 ПДК), Ni (6,3 ПДК), Co (3 ПДК), As (4,32 ПДК), Mn (44 ПДК) и Cr (200 ПДК).

Исследования позволили установить следующее:
— в подвижных формах присутствуют Mn, Mo, а в валовых — Co, Mo, содержание которых не нормировано;
— высокие концентрации Sb, Sn и Hg обнаружены в валовых формах, но в воде они малорастворимы;
— золошлаковые отходы и шлаки котельных в большом количестве содержат Cr в валовой форме, в подвижную форму его переходит мало, а в водной вытяжке Cr превышает ПДК от 5 до 200 раз;
— содержание Cu и Ni не превышает ПДК в валовой форме, но эти элементы легко переходят в подвижную и водорастворимую формы;
— содержание Pb велико в валовой и подвижной форме, но в водной вытяжке он присутствует в минимальном количестве;
— концентрации Mn и V в валовой форме низкие, а в водорастворимой превышают ПДК
в 4–44 раза и 120–170 раз соответственно.

По результатам исследований индивидуальных ПАУ образцы золошлаковых отходов можно разделить на три основные группы: 1) отходы с содержанием бенз(а)пирена выше 1 ПДК (0,02 мг/кг), их доля около 20 %; 2) отходы с содержанием от 0,1 до 1 ПДК (30 % образцов); 3) менее 0,1 ПДК (50 % образцов).

Нафталин, аценафтен, флуорен, аценафтилен, бенз(а)антрацен, дибензо(a,h)антрацен в пробах не обнаружены, что связано с нестабильностью данных соединений в окружающей среде. Наибольшие значения получены для пирена и фенантрена. Эти углеводороды — превалирующие компоненты выбросов систем, связанных с пиролизом органического вещества.

Используя материалы исследований, авторы рассчитали класс опасности золошлаковых отходов. По валовому содержанию микроэлементов — IV класс опасности (малоопасные). Однако если учитывать в расчетах концентрации подвижных и водорастворимых форм тяжелых металлов, то данная группа отходов должна быть отнесена к III классу (умеренно опасные).

Проблема определения класса опасности отходов становится все более актуальной. В настоящее время эта задача решается в значительной степени субъективно, исходя из известных сведений, а также возможностей аналитических служб. При этом иногда существенно занижаются требования к номенклатуре показателей для определения токсичности, что приводит к неверным оценкам.

На сегодняшний день в Кемеровской области принята следующая схема анализа отходов: определяется только основной компонентный состав (с выходом на 100 %), который представлен в основном породообразующими элементами — Si, Fe, Al, Ca, Mg, S, O и т. д. Микроколичества токсичных элементов и органических веществ не определяются вовсе или определяются в недостаточном объеме, что приводит к необъективным данным о токсичности.

Для дальнейшего глубокого изучения распределения токсичных элементов в отходах, а также их влияния на почвы, подземные и поверхностные воды необходимо внедрить расширенную схему исследования различных групп промышленных отходов.

Программа исследования отходов, разработанная в ЗСИЦентре, включает определение:
— токсичных органических веществ (полициклических ароматических углеводородов, фенолов, хлорорганических пестицидов, летучих ароматических углеводородов, нефтепродуктов, СПАВ, формальдегида);
— валовых, подвижных и водорастворимых форм токсичных элементов (V, Cd, Co, Mn, Cu, Mo, As, Ni, Hg, Pb, Cr, Zn, Sb, Sn, F, цианид-иона);
— биотоксичности.

В результате такого системного подхода оценивается влияние отходов на окружающую среду (потенциальный запас токсичных элементов и веществ, поглощение их растениями и поступление в поверхностные и подземные воды).

Комплексная оценка токсичности отходов предприятий на основе результатов химического, физико-химического анализа и методов биотестирования позволяет получать наиболее полную и объективную информацию о воздействии на окружающую среду.

EXAMINING THE TOXICITY OF WASTE CENERATED BY FUEL AND POWER INDUSTRIES IN KEMEROVO OBLAST

Ivanykina O. V., Zhuravlyova N. V., OJSC «West Siberian Test Centre», Novokuznetsk, Kemerovo Oblast, Russia

The results for ash and slag sample testing undertaken to measure heavy metal levels (bulk, mobile and soluble) are discussed in the paper. For this group of waste, the distribution of 16 priority polycyclic aromatic hydrocarbons has been assessed. An appropriate hazard category has been assigned to each examined material, and recommendations provided concerning the implementation of a more comprehensive survey programme designed to assess the toxicity levels in various industrial wastes.

Главная страница

Сведения об авторах

Иваныкина Оксана Владимировна, инженер-химик, ОАО «Западно-Сибирский испытательный центр», ул. Орджоникидзе, 9, Новокузнецк, Кемеровская обл., 654006, Россия. Тел.: (3843) 74-56-34, 74-57-22, факс: (3843) 74-57-22, 74-39-76. Е-mail
Журавлева Наталья Викторовна, канд. хим. наук, руководитель отдела хроматографии, ОАО «Западно-Сибирский испытательный центр», ул. Орджоникидзе, 9, Новокузнецк, Кемеровская обл., 654006, Россия. Тел.: (3843) 74-56-34, 74-57-22, факс: (3843) 74-57-22, 74-39-76. E-mail

Последние изменения внесены 14.08.08