Фенюшина Ирина Николаевна
Email: Fene4ka_eg-02@mail.ru
На Славянской ТЭС выявлено 47 источников загрязняющих веществ атмосферу, из них 28 организованых и 19 неорганизованых. Славянская ТЭС оказывает комплексное воздействие на все компоненты природной среды. Основными источниками загрязнения района деятельности станции являются пылегазовые, аэрозольные выбросы, образующиеся при сжигании угля и мазута. При этом в атмосферу выносятся ртуть, никель барий, в меньшей степени марганец, кобальт, титан. Даже при фоновом содержании этих элементов в топливе при сгорании, в атмосферу выбрасываются десятки тонн металлов. Влияние золоотвалов на почво-грунты в процессе развеивания золошлаковой пыли ветром ограничено радиусом 50-100м и не является определяющим в создании ореолов загрязнения. При осаждении пылегазового аэрозоля на земную поверхность образуются ореолы техногенных изменений природного геохимического поля, отрицательно влияющие на состояние компонентов природной среды (почв, гидросферы, атмосферы, биоты). Из-за оказываемого влияния Славянской ТЭС на все компоненты окружающей среды необходимы регулярные наблюдения за состоянием подземных и поверхностных вод, почвы и воздуха. Целью данной работы является установления степени влияния Славянской ТЭС на подземные воды и почво-грунты (анимация 1).
Славянская ТЭС расположена на территории Славянского района Донецкой области, в 15 км от г. Славянска, в 1,5 км севернее г. Николаевка, на правом берегу р. Северский Донец. Проектная мощность ТЭС - 2100 МВт. Электростанция является структурной единицей ОАО "Донбассэнерго". Мощность электростанции по состоянию на 01.10.04 г. - 1700 МВт. Первые агрегаты введены в эксплуатацию в 1954 году, последний блок ст. № 7 - в 1971 г. Строительство ТЭС осуществлялось в две очереди: I очередь (неблочная часть) - 5 турбин по 100 МВт, общей мощностью 500 МВт и 11 котлов типа ТП-230-2, паропроизводительностью по 230 т/ч. II очередь (блочная часть) - 2 блока по 800 МВт, общей электрической мощностью 1600 МВт. В настоящее время установленная мощность составляет 980 МВт, располагаемая 720 МВт, рабочая - 640 МВт (блок № 7). Продукция электростанции - электрическая и тепловая энергия. В 2003 г. выработка электроэнергии составила 2883865 тыс. кВт, тепловой - 138261 Гкал, отпуск потребителю -соответственно 2608777 тыс. кВт и 138261 Гкал. Основным видом топлива, используемого на ТЭС, являются Донецкие угли марки АШ (зольностью 38% при проектной - 18%) с подсветкой мазута и газа. Источником технического водоснабжения ТЭС являются р. Северский Донец и канал Северский Донец-Донбасс. Питьевая вода поступает от НЭП "Славянскоммунэнерго". Вода р. Северский Донец используется на охлаждение конденсаторов турбин, канала СДД - для приготовления умягчённой воды и других технологических нужд. Вода питьевого качества используется только на хозпитьевые нужды. Существующая система водоснабжения прямоточно-оборотная: I очередь - прямоточная, сброс возвратных вод осуществляется в реку Северский Донец ниже водозабора ТЭС; II очередь - оборотная, сброс возвратных вод осуществляется в реку Казённый Торец, выше места водозабора воды на ТЭС из р. Северский Донец. Охлаждение циркуляционного расхода воды осуществляется с использованием двух водохранилищ-охладителей. Существующая химводоочистка, проектной производительностью 250 т/ч по обессоленной и 150 т/ч по умягчённой воде, работает на воде р. Северский Донец.
Северо-западные окраины Донбасса представляют собой весьма обширную площадь, вытянутую с юго-востока на северо-запад от г. Артемовска до сел Волвенково и Петровское на 130 км,а с юго-запада на северо-восток от линии Константиновна—Гавриловна до линии Изюм—Кременная на 80 км, общая площадь составляет около 9000 квадратных километров. Район расположен в пределах Харьковской и Донецкой областей. Основные населенные пункты района — города Изюм, Славянск, Краматорск, Дружковка, Константиновна, Артемовск, Красный Лиман. Рельеф представляет слегка волнистое степное пространство, в пределах которого располагается водораздел между бассейнами Днепра и Северного Донца.
В строении района участвует комплекс осадочных образований от девонских до четвертичных включительно. Палеозойские породы, начиная со свиты С52 среднего карбона и выше, выходят на дневную поверхность в сводовых частях некоторых антиклинальных поднятий, более древние — вовсе не обнажаются. Девонские отложения известны только в брекчиях зон нарушений Петровского и Корульского куполов, а также возле с. Адамовки на северо-западной периклинали Славянского купола. Они представлен обломками известняков франского яруса и глыбами диабазов. Предполагается, что они вынесены на головах мощных девонских соляных штоков, прорывающих весь комплекс более молодых осадков. Аналогичные соляные штоки широко известны в смежных районах Днепровско-Донецкой впадины. В коренном залегании породы девона еще вскрыты. Отложения нижнего карбона и башкирского яруса на поверхность нигде в районе не выходят. Лишь на больших глубинах на Красноскольском и Петровском куполах единичными роторными скважина вскрыты отложения башкирского и намюрского ярусов, представленные терригенной толщей с очень редкими прослойками известняков. Фактические данные для дробного расчленения толщи на свиты недостаточны. Выходы отложений верхнего карбона имеются в сводовых частях большей части антиклинальных структур. Суммарная мощность их изменяемся с севера на юг от 1300 м (Красный Оскол) до 2100 м (Константинова). По литологическому составу и облику ряда маркирующих известняков верхнекарбоновые отложения сходны и хорошо увязываются с одновозрастными отложениями всей западной части Донбасса. В составе верхнекаменноугольных отложений в отличие от средне-каменноугольных появляются Пестроцветные аргиллиты и алевролиты, роль которых среди тонкообломочных пород становится доминирующей в верхней половине свиты С33. Характерно также значительное развитие песчаников с окремнелыми стволами араукаритов в свитах С32 и С33. Пермская система представлена отложениями нижнего и верхнего отделов. Наиболее полно разрез перми изучен на восточном крыле Бахмутской котловины, а также на площади Славянского купола. В нижней перми выделяются картамышская, никитовская и артемов-ская свиты (Нестеренко, 1956). Мезозойские отложения развиты довольно широко; они, как пра-вило, залегают несогласно на размытой поверхности палеозоя и представлены осадками триаса, юры и мела. Триас выражен серебрянской и протопивской свитами. Отложения серебрянской свиты характеризуются наличием большого количества прослоев песчаников с линзами пестроокрашениых глин. Песчаники серые, зеленовато-серые, рыхлые, разнозернистые, каолинистые. Среди глин встречаются сростковидные известковые стяжения. Юрская система представлена всеми тремя отделами; мощность отложений достигает 500—700 м в прогибах и 340—100 м на купольных структурах. К отложениям нижнего мела относят небольшую (8—40 м) толщу серых косослоистых каолинизированных песков, которые залегают между пестроцветной толщей верхней юры и сеноманским ярусом. Отложения верхнего мела, очень широко развитые в районе, заполняют основные синклинальные впадины. Разрез верхнего мела довольно полный — от сеноманского до маастрихтского яруса. Общая мощность верхнего мела составляет 550—600 м. Сеноманские отложения представлены зеленоватыми глауконитовыми песками с фосфоритовыми конкрециями и фосфоритизированной древесиной. Фосфориты в ряде пунктов (г. Изюм) являлись объектом разведки и кустарной добычи. Палеогеновые отложения, широко распространенные на водораздельных площадях, трансгрессивно перекрывают все нижележащие породы мезозоя и палеозоя. Они представлены рыхлыми глауконитовыми песчаниками, песками, зелеными глинистыми мергелями, глинами и опоками бучакского, киевского и харьковского ярусов. Пески харьковского яруса в Часов Яре, а также бучакские пески в районе сел Бантышево и Гусаровки интенсивно разрабатываются и используются в качестве формовочных. Общая мощность палеогеновых отложении достигает 45—60 м. Неоген представлен белыми, иногда желтыми кварцевыми песками с пластами огнеупорных глин полтавской свиты (Часовярское месторождение и др.) мощностью 10—15 м. Четвертичные осадки сложены на водоразделах лёссовидными суглинками и красно-бурыми глинами, в речных долинах и балках — аллювиальными и аллювиально-эоловыми песчаными отложениями.
Основной структурой Северо-западной окраины Донбасса является обширная Бахмутская котловина. Ее северная граница может быть проведена по региональному Северодонецкому надвигу и цепочке брахиантиклиналей, прослеживающихся в южном поднятом крыле надвига по линии Лисичанск—Кременная—Красный Оскол. С юго-запада, примерно по направлению Константиновка — Петровское, Бахмутская котловина ограничена полосой антиклинальных структур, представляющих собой северо-западное продолжение Главной антиклинали. Юго-западнее этих структур находится крупная синклинальная впадина, являющаяся северо-западной частью Кальмиус-Торецкой котловины. Центральная часть Бахмутской котловины осложнена двумя антиклинальными зонами — Дроновско-Спиваковской и Артемовско-Славянской. Таким образом, в районе выделяются четыре антиклинальные зоны северо-западного направления, соответственно разделенные синклиналями: Белогоровско-Каменской, Криволукско-Камышевахской и Часо-вярско-Краматорской. Все антиклинальные зоны имеют сложное строение. Каждая из них представляет цепочку кулисообразно сочлененных брахиантиклиналей. Синклинальные зоны построены значительно проще; их расчленение на брахиструктуры вследствие ундуляции осей не получило столь широкого развития, как в антиклинальных зонах. Во всех крупных структурах северо-западной окраины Донецкого бассейна доминирует северо-западное направление тектонических линий, характерное для Донбасса в целом. В то же время на фоне этого генерального направления можно заметить ряд структурных элементов, расположенных диагонально к нему и имеющих широтное или даже восток-северо-восточное направление. Наложением этих двух планов и объясняется сложность тектонического строения района. Местами оба направления проявляются настолько четко, что они становятся почти равноценными. Например, Дроновская антиклиналь сопряжена кулисообразно с Торско-Шандриголовской в единой зоне северо-западного направления и в то же время Нижне-Торецким диагональным поднятием она связывается со Славянской брахиантиклиналью в структурной зоне восток-северо-восточного направления. Таким образом, в известных спорах о направлении структурных линий на северо-западной окраине Донбасса (А. А. Борисяк, Н. Н. Яковлев) отчасти правы обе стороны.
В описываемом районе угленосность приурочена к отложениям среднего и верхнего карбона; углепроявления отмечены в юрских и палеогеновых отложениях. Несмотря на довольно значительное суммарное количество запасов, промышленное значение этого района Донбасса для угольной промышленности невелико. Верхнекарбоновые угли не представляют интереса для современной угольной промышленности в связи с малой мощностью и крайней неустойчивостью пластов. Угли среднего карбона на подавляющей части площади залегают на глубинах около 1000 м. Лишь Петровское месторождение заслуживает внимания с точки зрения его промышленного освоения. Следует также разведать угли свит С72 и С62 на глубоких горизонтах Дружковско-Константиновскон антиклинали, учитывая, что они, возможно, окажутся жирными. По прогнозной оценке здесь возможно разведать два шахтных поля для шахт общей годовой мощностью 1,5—2 млн. т в интервале глубин 1000— 1600 м. Северо-западные окраины Донецкого бассейна по своим структурным особенностям, стратиграфическому комплексу, мощности и литологическому составу осадочной толщи, а также степени метаморфизма органической массы должны рассматриваться как обширный перспективный регион для поисков месторождений газа и нефти. Эти соображения подкрепляются также нахождением в ближайшем соседстве крупнейшего Шебелинского газового месторождения, расположенного в Днепровско-Донецкой впадине, имеющей много общих геологических черт с рассматриваемой площадью. В пределах описываемого района уже выявлена промышленная газоносность нижнепермских отложений на Спиваковской структуре.
В геоструктурном отношении исследуемая территория приурочена к юго-западному крылу Бахмутской котловины, которая в свою очередь расположена в пределах восточной периферии Днепрово-Донецкой впадины в зоне ее сочленения со структурами складчатого Донбасса. Здесь сохраняется ориентировка основных структурных элементов в северо-западном направлении. В пределах исследуемой территории направление напластования отложений Бахмутской котловины меняются с юго-восточного на субмеридиональное. При этом образуется локальное куполообразное поднятие, центральная часть которого представлена отложениями Серебрянской свиты нижнего триаса. В пределах территории распространены палеозойские (каменноугольные и пермские), мезозойские (триасовые, юрские и меловые) и кайнозойские (палеогеновые, неогеновые и четвертичные) отложения. Техногенные отложения представлены золошлаковым материалом, складируемым в золоотвал. Дамбы золоотвала отсыпаны из местных суглинков и глин, уплотненных в процессе строительства.
Подземные воды заключены во всех стратиграфо-генетических комплексах, имеют сложную гидравлическую связь между собой и поверхностными водами. Для верхней части (плейстоцен, палеоген) характерно распространение поровых грунтовых вод со свободной поверхностью зеркала, реже пластово-трещинных. Питание подземных вод местное, ограничивается площадью распространения соответствующих водовмещающих толщ. В геоморфологическом плане область питания совпадает с местными водоразделами и их склонами. Уровенная поверхность залегает на глубине 0,1-5,0 и более метров и зависит от геоморфологической приуроченности. Разгрузка верхних водоносных горизонтов осуществляется в местную гидрографическую сеть. Все водоносные горизонты являются незащищенными от поверхностного и микробного загрязнения. Воды, в основном, пресные, слабосолоноватые гидрокарбонатные. сульфатно-гидрокарбонатные, пригодные для водопотребления. По данным ГГП "Донбассгеология" заметное влияние на химический состав подземных вод и степень их загрязнения оказывает интенсивная загрязненность поверхностных водотоков, особенно правых притоков реки Сев.Донец. Подземные воды, гидравлически связанные с поверхностными водотоками (через аллювиальный горизонт), подвержены загрязнению со стороны последних.
Основными источниками загрязнения подземных вод являются объекты сельскохозяйственного производства и селитебной зоны. Там степень загрязнения горизонтов средняя и высокая. Суммарное повышение ПДК составляет до 2-5 раз. Изменение природной гидродинамической обстановки проявляется в процессах подпора и подъема уровней грунтовых вод в районе прудов-охладителей Славянской ТЭС. В зоне групповых водозаборов образовались депрессионные воронки площадью до 10 км2 со средним понижением уровня поземных вод на 1,5-3 м. Качество подземных вод водозаборов в долине реки Сев. Донец, существенно зависит от степени загрязненности вод в реке.
Отбор воды из скважин выполнялся в соответствии с требованиями нормативной документации[1-5]. Вода отбиралась после предварительной прокачки для удаления застоявшейся воды. Объем откачиваемой воды составляет не менее 1,5 объема столба воды в скважине. Отбор воды из всех скважин был выполнен в течение двух дней. Химико-аналитические исследования проводились в соответствии с действующими методиками на базе эко-геотехнической лаборатории ООО ПЭС "Донбасс-Азовье, XXI век". Микроэлементы, включая тяжелые металлы, определялись рентгенофлуоресцентным методом с помощью рентгеновского спектрометра "СПАРК-1М" с использованием программных комплексов "CORSA" и "QUALIT-СПАРК". При этом количственно определялись содержания следующих элементов: Ba, Br, Ti, As, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, W, Zn, Mo, Hg, Pb, Bi, Se, Cd, Sr. В результате химического анализа и расчетов определялись жесткость, щелочность, рН, концентрация карбонатов, гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, кальция, магния, натрия и калия, общее содержание солей (минерализация) в воде - т.е. макрокомпоненты, формирующие ее основной химический состав и определяющие ее свойства. Исходя из того, что любой замер или определния содержания каккого-либо компонента есть величины случайные и носят вероятносный характер. Для изучния влияния на уровенную поверхность грунтовых золоотвала и прудов-охладителей по данным замеров были построены карты гидроизогипс. Уровень загрязнения определялся расчетом коэффициента загрязнения для каждой пробы отдельно. Компоненты-загрязниетли были сгруппированы в отдеьных выборках проб по органолептическому и санитарно-токсикологическому признакам. Были расчитаны суммарные показатели концентрации (СПК) на основе сформированных выборок по органолептическому и санитарно-токсикологическому признакам. На основе СПК откартированы ореолы комплексного загрязнения водоносных горзонтов. Далее определяются степень и характер загрязнения.
Критерием состояния и степенизагрязненности подземных вод является соответствие качества вод показателям, определяемым нормативными документами , и наличие превышений отдельными элементами и соединениями предельно допустимых концентраций (ПДК). По данным суммарного показателя качества (СПК) воды аллювиального водоносного горизонта в основном характеризуются допустимой или умеренной степенью загрязнения.
Большая часть изучаемой территории покрыта гуммунисированным почвенным слоем. Современные представлены обыкновенными и луговыми черноземами на лессовых суглинках. Черноземы развиты, в основном, на суглинках приводораздельных участков, мощность 0,25-1,3м, содержание гумуса 2-9%. Луговые почвы развиты в поймах рек мощностью до 0,6м, содержание гумуса 5-6%. Дерновые почвы развиты на склонах балок, речных долин и песчаных террасах, маломощные - до 0,2-0,4м, супесчаные, слабогумунисированные - 0,2-1,8%. Основными источниками загрязнения почво-грунтов района деятельности станции являются пылегазовые, аэрозольные выбросы, образующиеся при сжигании угля и мазута. При этом в атмосферу выносятся ртуть, никель, барий, в меньшей степени марганец, кобальт, титан. Даже при фоновом содержании этих элементов в топливе при сгорании, в атмосферу выбрасываются десятки тонн металлов. Влияние золоотвалов на почво-грунты в процессе развеивания золошлаковой пыли ветром ограничено радиусом 50-100м и не являются определяющим в создании ореолов загрязнения. Целью проведения мониторинга является определние зоны влияния Славянской ТЭС на почво-грунты района с выделением аномальных участков, с оценкой степени их опасности.
C целью определения степени опасности загрязнения почво-грунтов района влияния Славянской ТЭС тяжелыми металлами и другими загрязнителями были отобраны пробы почв в количестве 25 шт. Каждая проба почво-грунтов, отбирающаяся с площадки 5Х5м методом "конверта", составлялась из пяти частных проб. С целью оконтуривания ореолов и определения масштаба загрязненияпробы отбирались по двум ортогонально и двум диагонально ориентированным профилям меридианаьного и северо-западного, широтного и северо-восточного простирания, пересекающимся в центральной части промплощадки, с удалением крайних точек опробования на расстояние 6-8км от основного источника загрязнения дымовых труб. При этом наиболее удалены площадки пробоотбора, расположенные к северу от промплощадки. Химико-аналитические исследования проб почво-грунтов проведены в геотехнической лаборатории ООО ПЭС "Добасс-Азовье, ХХI век" в соответствии с действующими методиками основанными на соблюдении соответствующих ГОCТов, согласно утвержденному плану-графику. Количественно определялись содержания следующих элементов: Pb, Zn, Cd, Hg, Ni, Cu, Mn, V, As, Co, Cr. Наряду с валовыми содержаниями элементов в пробах определялись концентрации серы, цинка, меди, никеля, хрома в подвижной форме, аммоний обменный, нитраты и уровень рН. На основании данных лабораторных исследований проб почв прослеживалась пространственная изменчивость концентраций различных элементов в пределах всего периода пробоотбора и наличие техногенных ореолов загрязнения в районе Славянской ТЭС. В основу методов обработки и обобщения полученных данных заложены общепринятые рекомендации и нормативные акты [6-11]. Для оценки степени опасности загрязнения почво-грунтов изучаемой территории были рассчитаны коэффициенты концентрации по отношению к фоновым показателям почв данной местностих[10].
Данная магистерская работа находится в стадии разработки. Она будет завершена в декабре 2007 г.