Техногенний вплив складу золошлакових відходів Зміївської теплоелектростанції на педосферу

  • О. В. Крайнюк Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, 61000, Україна http://orcid.org/0000-0001-9524-040X
  • Ю. В. Буц Харківський національний економічний університет імені Семена Кузнеця, проспект Науки, 9A, м. Харків, 61000, Україна https://orcid.org/0000-0003-0450-2617
  • Р. В. Пономаренко Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-6300-3108
  • В. В. Барбашин Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова, вул. Маршала Бажанова, 13, Харків, 61000, Україна https://orcid.org/0000-0003-3262-8305
  • П. І. Лоцман Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, вул. Валентинівська, 2, Харків, 61168, Україна http://orcid.org/0000-0002-9894-5728
Ключові слова: геоекологічний аналіз, золошлакові відходи, важкі метали, техногенне навантаження, забруднення екосистеми

Анотація

Мета: Аналіз геохімічного складу золо-шлакових відходів Зміївської ТЕС та виявлення  особливостей міграції важких металів від місця складування золошлакових відходів у екосистему.  

Методи. Вміст важких металів у золі, золошлаках і ґрунті досліджено за допомогою атомно-абсорбційного аналізу на спектрофотометрі С-115. Для визначення складу твердої неорганічної частини золошлаку проведено рентгенофазовий аналіз.

Результати. Золо-шлаки Зміївської ТЕС містять Cu, Cr, As, Cd, Ni, Pb у кількостях, що в декілька разів перевищують ГДК. Для золо-шлакових відходів сумарний показник забруднення становить Zc = 43, що відповідає високому рівню. Тобто цей штучно створений горизонт є небезпечним. Важкі метали (ВМ) мігрують у підземні води і у ґрунти  поряд з золовідвалом за рахунок інфільтрації атмосферних опадів, викиди з водопровідних комунікацій, фільтрації вод через основу золовідвалу Зміївської ТЕС. Для визначення забруднення ґрунтів поблизу золо-відвалу здійснено аналізи ґрунту на відстані 0…100 метрів. Встановлено  зменшення концентрації ВМ у ґрунті з відстанню від золошлаковідвалу. На відстані до 100 метрів від відвалу спостерігається перевищення ГДК у ґрунті за вмістом Ni, Cu, As, Cr. Коефіцієнт концентрації перевищує одиницю для Cr, As, Cu, Cd, Ni. Лише на відстані понад 100 метрів вміст Pb та Zn досягає фонових значень. Розрахунок сумарного показника забруднення ґрунтів дозволяє віднести дані ґрунти до помірно небезпечних та допустимих. Однак, є декілька суттєвих недоліків у показника Zс. Насамперед, він не враховує відмінностей потенційної небезпеки хімічних елементів, а також, що найбільш важливо, синергетичні ефекти поліметалічного забруднення. Коефіцієнт синергетичного впливу важких металів становить 26,64 (у ґрунті золовідвалу), далі зменшується, але навіть на відстані 100 метрів становить 11,23, тобто на відстані 0…100 м від золошлаковідвалу не виконується умова не перевищення коефіцієнту сумарної дії одиниці. Встановлено, що Cu, Ni, Zn і Cr характеризуються низькою рухливістю у ґрунті поблизу золо-відвалу, через що вони акумулюються в екосистемі поряд з золовідвалом, що пояснюється нейтральними і слабко-лужними значеннями рН ґрунту (рН=8,0…8,5). Співвідношення мінеральних фаз і скла нестійке, проте слід зазначити переважання у золо-шлаку алюмосиликатів, силікатів кальцію і скла. Сполуки ВМ приурочені в основному до аморфізованих глинистих агрегатів і сажисто-вуглецевим утворенням золи, в меншій мірі до шлакового скла та ще менше до зерен кварцового піску.

Висновки. Оскільки золошлак містить такі фракції, що можуть легко розноситися вітром, слід припустити, що надходження ВМ у екосистему відбувається і повітряним шляхом, що також сприяє забрудненню атмосферного повітря. Вирішення проблеми утилізації золошлакових відходів слід віднайти у виробництві будівельних матеріалів, у дорожньому будівництві, але необхідно вивчати склад золошлаків і вірогідність міграції ВМ залежно від умов використання

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Біографії авторів

О. В. Крайнюк, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, вул. Ярослава Мудрого, 25, м. Харків, 61000, Україна

кандидат технічних наук, доцент, доцент кафедри метрології та безпеки життєдіяльності

Ю. В. Буц, Харківський національний економічний університет імені Семена Кузнеця, проспект Науки, 9A, м. Харків, 61000, Україна

доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри  технологій та безпеки життєдіяльності

Р. В. Пономаренко, Національний університет цивільного захисту України, вул. Чернишевська, 94, м. Харків, 61023, Україна

доктор технічних наук, старший науковий співробітник, заступник начальника кафедри пожежної та рятувальної підготовки

В. В. Барбашин, Харківський національний університет міського господарства імені О.М. Бекетова, вул. Маршала Бажанова, 13, Харків, 61000, Україна

кандидат технічних наук, доцент кафедри охорони праці та безпеки життєдіяльності

П. І. Лоцман , Харківський національний педагогічний університет імені Г.С. Сковороди, вул. Валентинівська, 2, Харків, 61168, Україна

кандидат географічних наук, доцент, доцент  кафедри суспільно-економічних дисциплін і географії

Посилання

Bushumov S.A. & Korotkova T.G. (2020). Determination of physical and chemical properties of the modified sorbent from ashand-slag waste accumulated on ash dumps by hydraulic ash removal. Rasayan J. Chem., 13(3), 1619-1626. https://doi.org/10.31788/RJC.2020.1335454

Sokolov A.V. & Mironov A.V. (2019). Experimental reclamation of ash and slag of the Chita TPP-1 Water Resources and Water Use. Transbaikal State University, Chita. 131-137. (in Russian).

Pribilova V.M. (2013). Assessment of anthropogenic impact on the geological environment and fea-tures of the accumulation of pollutants in the zone of the zmyiv thermal power-station (Kharkiv re-gion). Visnyk of V. N. Karazin Kharkiv National University, Series "Geology. Geography. Ecolo-gy, 39(1084), 237-243. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/geoeco/article/view/7591 (in Ukrainian).

Kornus, A., Kornus, O., Shyshchuk, V. & Potseluev, V. (2020). The regional nosogeographical analysis and factors affecting population respiratory morbidity (on example of the Sumy region, Ukraine). Journal of Geology, Geography and Geoecology, 29(1), 82-93. https://doi.org/10.15421/112008

Ochur-ool A. P. & Seven S. S. (2019). Environmental aspects of the impact of the Kyzyl ash dump on the environment Bulletin of the Vologda State University. Series: Engineering Sciences, 2, 71-74. Re-trieved from https://vestnik.vogu35.ru/docs/2019/tekhnich/2/71.pdf (in Russian).

Turhan, Ş., Garad, A. M. K. , Hançerlioğulları, A. ,…& Aydın, A. (2020). Ecological assessment of heavy metals in soil around a coal-fired thermal power plant in Turkey. Environmental Earth Sciences, 79(6), 134. https://doi.org/10.1007/s12665-020-8864-1

Snikkars P.N., Zolotova I.Yu., Osokin N.A. (2020) Utilization of ash and slag from TPPs as a new cross-sectoral task. Energy policy, 7(149). 34-45. Retrieved from https://energypolicy.ru/utilizacziya-zoloshlakov-tes-kak-novaya-k/energetika/2020/13/21/ (in Russian).

Statistichnij shhorіchnik Ukraїni, 2019 (2020). Statistics Service of Ukraine, Kiev. 465. (in Ukrainian)

Krainiuk E. V. (2004). Construction of highways with the safe use of phosphogypsum and ash and slag from TPPs dis. Cand. technical sciences. 190. (in Russian).

Tataru A. C. & Stanci A. (2019). Research concerning the vegetation development on the ash and slag deposits of Thermal Power Plant Paroseni. Journal of Physics: Conference Series. IOP Publishing. 1297. 1. 12-16. Retrieved from https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1297/1/012016

Krainiuk O.V., Buts Y.V., Ponomarenko R.V., Asotskyi V.V., & Kovalev P.A. (2021). The geoecological analysis performed for the geochemical composition of ash and slag waste obtained at Zmiiv thermal power plant Journ. Geol. Geograph. Geoecology, 30(2), 298-305. https://doi.org/10.15421/112126

Buts Yu.V., Krainiuk O.V. & Bezsonny V.L. (2006). Some aspects of total heavy metal contamination of soils of the North-Eastern region of Ukraine Problems of emergencies. Coll. Science. etc. HCC of Ukraine. Kharkiv: UCZU, 5, 51-54. Retrieved from https://nuczu.edu.ua/sciencearchive/ProblemsOfEmergencies/vol5/buc.pdf (in Ukrainian).

Buts, Y., Kraynyuk, O., Asotskyi, V., Ponomarenko, R., & Kalynovskyi, A. (2020). Geoecological analysis of the impact of anthropogenic factors on outbreak of emergencies and their prediction. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 29(1), 40-48. https://doi.org/10.15421/112004

Buts, Y., Asotskyi, V., Kraynyuk, O., Ponomarenko, R. & Kovalev P. (2019). Dynamics of migration capacity of some trace metals in soils in the Kharkiv region under the pyrogenic factor. Journ. Geol. Geograph. Geoecology, 28(3), 409-416. https://doi.org/10.15421/111938

Buts, Y., Asotskyi, V., Kraynyuk, O. & Ponomarenko, R. (2018). Influence of technogenic loading of pyrogenic origin on the geochemical migration of heavy metals. Journ. Geol. Geograph. Geoecology, 27(1), 43-50. https://doi.org/10.15421/111829

Krainiuk, O.V. & Buts, Yu.V. (2018). Migration ability of plumbum in soils of Kharkiv region under the influence of pyrogenic factor. Proceeding of the Ukrainian scientific conference: Third Sumy Scientific Geographical Readings, SumgPPU named after A.S. Makarenko. Sumy. 128-131. Retrieved from https://repository.sspu.edu.ua/bitstream/123456789/10910/1/geografichni_chitannya_2018_2.pdf (in Ukrainian).

Krainiuk O.V., Buts Yu.V. & Nekos A.N. (2019). Natural fire in the Rivne Reserve and its analysis. Proceeding of the International Scientific and Practical Conference: VinSmartEco, Vinnitsa: Vinnitsa Academy of Continuing Education. 25-26. (in Ukrainian).

Опубліковано
2021-11-15
Як цитувати
Крайнюк, О. В., Буц, Ю. В., Пономаренко, Р. В., Барбашин, В. В., & Лоцман , П. І. (2021). Техногенний вплив складу золошлакових відходів Зміївської теплоелектростанції на педосферу. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна серія «Екологія», (25), 70-80. https://doi.org/10.26565/1992-4259-2021-25-06

Найбільш популярні статті цього автора (авторів)