| |
Особенности разведанных и доступных в настоящее время для добычи ископаемых видов топлива в Украине предопределяют на достаточно долгую перспективу – 80-100 лет использование каменного угля, в основном месторождений Донбасса и Западного Донбасса. Наряду со многими экологическими проблемами, возникающими при закрытой добыче каменного угля, например, нарушением и деградацией ландшафтов в проекциях шахтных полей, изменением гидрогеологических характеристик подземных водоносных горизонтов, отчуждением больших полезных территорий под санитарно-защитные зоны угледобывающих предприятий, возникает традиционная проблема крупнотоннажных, габаритных отходов, представленных, в основном, горными отвалами вскрышных и углевмещающих пород. Однако процесс добычи угля сопровождается образованием и других видов отходов, многие из которых могут и должны быть утилизированы, либо, как минимум, размещены в окружающей среде безопасно для человека и биологических сообществ. С этой целью на модели предприятий по закрытой разработке каменного угля Западного Донбасса нами предложена наиболее общая классификация их промышленных отходов (на схеме). Как видно, практически все группы отходов угледобывающих предприятий в настоящее время относятся к безвозвратным потерям, поскольку, несмотря на множество предложенных и применяемых в мире технологий их вторичного применения, ни одна из них не получила сколько-нибудь широкого распространения в Украине. Таким образом, актуальной остается проблема динамического контроля и
Отходы предприятия по закрытой добыче каменного угля
оценки как самих отходов, так и объектов обращения с ними, в первую очередь мест складирования и долгосрочного хранения - терриконов и шахтных отвалов.
В качестве полигона исследований был определен плоский шахтный отвал шахты им. Героев Космоса холдинга «Павлоградуголь», на момент исследований имевший возраст 12 лет и продолжавшийся формироваться. Тело отвала большей частью сформировано вскрышными породами (сланцы глинистые и песчаные) и отвальными углевмещающими породами – аргиллитами и алевролитами.
Как показали исследования, во вмещающих глинистых породах шахтного поля содержания отдельных элементов превышают их кларковые значения: по селену – в 5-7 раз, галлию – в 2 раза, ниобию – в 2 раза, хлору – в 4,5 раза. Содержание же элементов, характерных для каменных углей – германия, лантана, ртути, во вмещающих породах отвала было на уровне их кларковых значений, либо в 6-7 раз ниже, что свидетельствует об избирательной сорбционной способности углей к концентрации этих элементов. Валовое содержание элементов, относящихся к группе тяжелых металлов – никеля, кобальта, меди, свинца, цинка, кадмия, хрома в опробованных вмещающих породах было незначительным – на уровне или ниже кларковых концентраций. Для изучения миграционной способности ионов тяжелых металлов в объекты среды был проведен модельный эксперимент с получением водных и буферных вытяжек из проб предварительно измельченной породы. Полученные результаты свидетельствуют о том, что водная миграция металлов из свежих пород фактически отсутствует. Количество элементов в водных вытяжках было менее 0,001 мг/дм3, т.е. ниже чувствительности применяемого метода исследований – атомно-абсорбционой пламенной спектрофотометрии. Таким образом установлено, что в свежих вмещающих породах исследованные металлы присутствуют в труднорастворимых формах. С учетом прогнозируемых физико-химических процессов, проходящих с течением времени в толще складируемых пород (окисление сульфидов, самовозгорание остатков угля) и приводящих к закислению породной массы с понижением ее рН до значений 3,5-4,5, исследована способность тяжелых металлов к выщелачиванию в аммонийно-ацетатном буферном растворе с рН 4,8. Установлено, что подвижные формы металлов составляют в породах значительную долю от их валового содержания, составляющую для свинца – 50-78 %, меди – 45-60 %, никеля – 33-47 %. Цинк в исследованных пробах породы значительно менее подвижен – не более 6,5 %. С учетом имеющейся в регионе практики использования отвальных пород для проведения лесохозяйственной, рекреационной и даже сельскохозяйственной рекультивации прилегающих территорий было проведено сравнение полученных концентраций с ПДК этих металлов почвы по водно-миграционному показателю вредности. Установлено, что доля подвижных форм элементов составляет для цинка – 0,01-0,06 ПДК, для меди – 0,2-0,3 ПДК, для никеля – 1,1-1,2 ПДК. Таким образом, в исследованных породах концентрации подвижных форм металлов превышают региональные фоновые концентрации для почв только по никелю – в 1,5-2,0 раза.
Содержание естественных радионуклидов в породах в 2-2,5 раза ниже, чем в обычных гранитах и составляет для радия-226 – 51-68 Бк/кг, тория-232 – 48-55 Бк/кг, кадмия-40 – 490-533 Бк/кг. В соответствии с требованиями радиологической безопасности исследованные породы относятся к I классу, что позволяет использовать их в качестве строительного материала, или сырья для его изготовления для всех видов гражданского строительства.
При исследовании санитарно-бактериологических и паразитологических показателей свежей породы установлено, что она не содержит яиц гельминтов, кишечных простейших, личинок, клещей и других паразитов, а так же патогенных кишечных микроорганизмов. Обнаруженное количество сапрофитов – кишечной палочки и клостридий, позволяют по санитарно-бактериологическим показателям отнести породу к мало загрязненной.
Таким образом, по макрологическому составу, содержанию основных поллютантов – тяжелых металлов, радиологическим свойствам и санитарно-эпидемиологическим характеристикам технологические отходы угледобывающих предприятий (вскрышные и вмещающие породы) согласно ГоссанПиН 2.2.7.029-99 “Гигиенические требования к обращению с промышленными отходами и определение класса их опасноси для здоровья населения” относяться к IV классу и являются мало опасными. |