Содержание к диссертации
Введение
1. Современное состояние проблемы утилизации7мышьяксодержащих промышленных отходов 7
1.1. Анализ методов обезвреживания токсичных промышленных отходов, содержащих мышьяковистые соединения 7
1.2. Анализ основных методов доизвлечения ценных компонентов из отходов мышьякового пирометаллургического производства 26
2. Методы исследований и анализа 33
3. Геоэкологическая оценка природно-техногенного комплекса промплощадки бывшего ангарского мышьякового завода 38
3.1. Геоэкологические и маркшейдерские изыскания 38
Промплошлдки бывшего ангарского мышьякового завода 38
3.2. Исследования по составлению карты риска мышьякового 58
Загрязнения почвы 58
4. Разработка научно-технических основ рекуперативной технологии экобетонирования мышьяксодержащих отвалов .66
4.1. Исследование физико-химических свойств отходов бывшего ангарского мышьякового завода 66
4.2. Исследование фильтрационных и сорбционных свойств 71
почвенного геологического профиля промплощадки ангарского мышьякового завода 71
4.3. Разработка математической модели фильтрационно-диффузионного механизма экохимического перераспределения мышьяка в различных типах почвы 83
4.4. Исследование свойств различных агентов пылеподавления 90
4.5. Технологические решения извлечения ценных компонентов из огарков мышьяковой пирометаллургии 93
4.6. Интеграционная минерально-матричная технология 99
Утилизации отходов промплощадки ангарского мышьякового завода 99
5. Сводный эколого-экономический расчет 105
5.1. Определение величины предотвращённого экологического ущерба окружающей природной среде от снижения загрязнения отходами производства и потребления 105
5.2. Оценка риска здоровью человека от промплощадки бывшего ангарского мышьякового завода 106
5.3. Проведение опьггно-промышленньгх испытаний 108
Библиографический список 114
- Анализ методов обезвреживания токсичных промышленных отходов, содержащих мышьяковистые соединения
- Геоэкологические и маркшейдерские изыскания
- Исследование физико-химических свойств отходов бывшего ангарского мышьякового завода
- Определение величины предотвращённого экологического ущерба окружающей природной среде от снижения загрязнения отходами производства и потребления
Введение к работе
Актуальность работы. Особый комплекс проблем, требующих незамедлительного решения, в настоящее время связан с образованием и накоплением токсичных отходов, являющихся одним из наиболее опасных видов техногенных нагрузок, негативно влияющих на состояние природной среды и создающих серьёзную угрозу для здоровья населения. Крайне опасны отходы пирометаллургического производства, содержащие мышьяк, которые могут очень долгое время оставаться активными, т.е. способными к химическим превращениям и миграции под действием естественных природных условий. Основная часть продукции мышьяковых заводов до 1949 г. была востребована оборонной промышленностью. После запрета использования арсинов необходимость в их производстве отпала, и целый ряд предприятий прекратил свою деятельность. Однако производственные площадки этих заводов, как правило, не были ликвидированы.
По современным экологическим требованиям пирометаллургические огарки, накопленные к настоящему времени в огромных количествах, следует рассматривать как техногенные месторождения. Одним из таких месторождений является отвал бывшего Ангарского металлургического завода (АМЗ) (город Свирск Черемховского района Иркутской области), содержащий около 500 кг золота и 1 500 кг серебра. Ситуация обостряется еще и тем, что промплощадка с общим содержанием мышьяка около 1 600 т расположена в 500 м от реки Ангары, что является угрозой возникновения экологической катастрофы всего природно-промышленного района Братского водохранилища.
Таким образом, разработка рекуперативной технологии экобетониро-вания мышьяксодержащих отвалов является актуальной как с экономической, так и с социально-экологической точек зрения.
Идея работы. Использование безотходной технологии при переработке техногенного сырья - пирометаллургических огарков мышьякового производства - по типу круговорота веществ в природе.
Цель работы. Разработка эколого-экономически эффективных научных и технических решений рекультивации земель мышьяковых отвалов.
Научная новизна:
Разработана комплексная технология экобетонирования отвалов мышьяковой пирометаллургии, заключающаяся в использовании «хвостов» тиокарбамидного выщелачивания из огарков золота и серебра для нейтрализации мышьяксодержащих отходов с образованием труднорастворимых форм мышьяка: Ca3(AsC>4)2, (FeAsC^) и др.
Выявлен фильтрационно-диффузионный механизм экохимического перераспределения водорастворимых форм мышьяка в различных типах почвы.
Установлена зона заражения почв мышьяком территории промпло-щадки бывшего АМЗ с максимальным содержанием мышьяка - 250, меди -140, свинца - 9 ПДК, имеющая эллипсовидную форму с максимальным радиусом 300 м и направленная в сторону береговой линии реки Ангары. Проведены исследования физико-химических свойств мышьяксодержащих отходов, рассчитаны их классы опасности.
Разработана дифференциальная математическая модель экохимиче-ской миграции токсичных водорастворимых форм мышьяка, позволяющая прогнозировать и давать количественную оценку степени загрязнения почвы.
Впервые в качестве пылеподавляющего агента предложен 1%-ный коллоидный раствор шлам-лигнина - отхода целлюлозно-бумажного производства.
Практическая значимость:
1. Разработана модернизированная технология тиокарбамидного выщелачивания при доизвлечении драгоценных металлов из «хвостов» мышья-
ковых заводов, позволяющая значительно снизить расходы химических реагентов.
Разработан программный комплекс, имитирующий процесс естественной миграции токсичных мышьяковых соединений из мышьяксодержа-щих отходов, который может быть использован для прогноза характера протекания экохимическои миграции мышьяка, а также для оценки длительного воздействия на окружающую среду аналогичных производств. Прикладные исследования, проводимые с помощью программного комплекса, позволяют снизить объем лабораторных экспериментов и промышленных испытаний, а также значительно сократить время и экономические затраты на их проведение.
Ожидаемый эколого-экономический эффект от внедрения рекуперативной технологии экобетонирования мышьяксодержащих отвалов составил 54 069 000 руб. Рассчитанный социальный эффект предполагает снижение канцерогенного риска на 677 случаев заболеваний раком на миллион человек.
Основные научные положения, выдвигаемые к защите:
Геоэкологические изыскания по оценке уровня загрязнения и разработке карты риска зоны мышьякового загрязнения почв промплощадки АМЗ, имеющей эллипсовидную форму с максимальным радиусом 300 м и направленной в сторону береговой линии реки Ангары.
Фильтрационно-диффузионный механизм перераспределения водорастворимых форм мышьяка в различных типах почвы. Математическая модель экохимическои миграции мышьяка из отходов металлургического производства, позволяющая прогнозировать глубину загрязнения почвы с низким коэффициентом фильтрации.
Комплексная технология экобетонирования мышьяксодержащих отвалов с извлечением из них драгоценных металлов, включающая рециклинг отхода обогащения - щелочного кека - для обезвреживания токсичных отходов мышьяковой пирометаллургии.
Методы исследования. В работе использованы методы физико-математического моделирования процессов диффузии и сорбции в грунтах, методы математического моделирования на ЭВМ, специальный комплекс физико-химических и прикладных исследований.
Достоверность результатов проведенных исследований, обоснованность научных положений и выводов, сформулированных в работе, подтверждаются комплексным анализом и обобщением предшествующих научных исследований; комплексом физико-химических, математических, полевых исследований, выполненных в межвузовской региональной аккредитованной лаборатории экологических исследований (RU 0001.51.0099), а также результатами опытно-промышленных испытаний, подтвержденных эколого-экономическим эффектом.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях «Экологическая безопасность Восточно-Сибирского региона» (Иркутск, 2000, 2003, 2005гг.); на международном совещании «Плаксинские чтения» (Иркутск, 2004 г.); международной научно-практической конференции «Экология: образование, наука, промышленность и здоровье» (Иркутск, 2007 г.); научно-практических семинарах ИГУ, ИрГТУ, в департаменте охраны окружающей среды администрации Иркутской области (2000-2007гг.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликованы 9 работ, в т.ч. одна статья в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Общая структура диссертации. Диссертация изложена на 153 страницах и состоит из введения, пяти глав, заключения. Содержит 146 библиографических источников, 21 таблицу, 30 рисунков и 4 приложения.
Анализ методов обезвреживания токсичных промышленных отходов, содержащих мышьяковистые соединения
Особый комплекс проблем, требующих незамедлительного решения, связан с образованием и накоплением токсичных отходов, являющихся одним из наиболее опасных видов техногенных нагрузок, негативно влияющих на состояние природной среды, и создающих серьёзную угрозу здоровью населения. В охране окружающей среды и рациональном использовании природных ресурсов можно выделить три основных направления: создание безотходных технологий и производств, вторичное использование ресурсов, создание максимально безопасных полигонов захоронения отходов. Управление процессами образования, накопления и переработки отходов является важнейшим звеном в обеспечении экономической безопасности и социальной программы развития регионов [5,26, 27, 28,29, 133].
Особого внимания заслуживает проблема утилизации отходов, содержащих тяжелые металлы (ТМ). В отличие от иных техногенных загрязнителей, влияние тяжелых металлов на среду обитания и человека десятилетиями оставалось незамеченным [48]. Источники эмиссии ТМ и пути их проникновения в окружающую среду отличаются разнообразием, но в основном имеют техногенное происхождение. Развитие промышленности, сельского хозяйства, энергетики и транспорта, интенсивная добыча полезных ископаемых - все это привело к поступлению в воздух, воду, почву, растения сотен высокотоксичных химических веществ, в том числе и «металлических» загрязнителей. Взаимосвязи источников «металлических» токсикантов, природной среды и человека стали необычайно широкими, что еще больше увеличивает ареал их опасности [60,94]. Российский генетик профессор В.А. Тарасов пришел к удручающим выводам. Он установил, что отравляющие вещества, попавшие по пищевой цепочке в человеческий организм, отличаются не только токсичным, но и мутагенным действием. Как и радиация, мутагены вызывают у людей изменения в соматических и половых клетках. Соматические изменения стимулируют развитие злокачественных опухолей, а мутации в половых клетках способствует рождению детей с наследственными пороками. Генетические изменения, обусловленные отравлением, необратимы, то есть возникшие мутации уже не исчезнут из генофонда. Наследственные дефекты у будущих поколений могут быть столь значительны, что их не удастся устранить даже самыми передовыми лекарствами. Сейчас от негативного экологического воздействия на планете ежегодно умирает 1,6 млн. человек [127,145]
Организацией объединенных наций был принят список наиболее опасных для человека веществ, среди которых окислы азота, серы и углерода, углеводороды, хлорорганические соединения, нитраты, нитриты, аммиак, ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, а также взвешенные вещества, концентрирующие на своей поверхности тяжелые металлы [83,103, 137].
Диссертационная работа посвящена решению одной из наиболее важных в настоящее время проблем рационального природопользования - рекуперации драгоценных металлов из мышьяксодержащих отвалов с последующей нейтрализацией токсичных мышьяковых отходов.
Наибольшую экологическую опасность из существующих отходов металлургического производства представляет мышьяк, попадающий в цепь жизнеобеспечения человека: пищу, воду и воздух. В связи с этим предельно допустимые концентрации мышьяка в объектах окружающей среды очень жесткие: пахотный слой почвы (мг/кг) - 2,0, воздух населенных мест, мг/м3 (разовая - 0,1, суточная - 0,02-0,003), вода для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водоснабжения - 0,03-0,05 мг/л, вода для рыбохозяйст-венных целей- 0,01 мг/л [2, 7, 18, 20, 105]. Из почвенных ареалов мышьяк попадает в растения, где накапливается преимущественно во взрослых листьях и корнеплодах. Мышьяк действует на растения как ингибитор обмена веществ, резко снижая их урожайность, особенно при недостатке в почве фосфора [64]. Основными накопителями мышьяка являются корни растений. Значительную опасность представляет накопление мышьяка в клубнях картофеля. В почву мышьяк и его соединения поступают в природных условиях из подвергающихся выветриванию горных пород, окисляющихся руд и мышьяксодержащих месторождений, геотермальных вод и газовых выбросов вулканов; техногенное загрязнение почвенного слоя мышьяком связано в основном с горно-металлургической деятельностью человека [53,61].
17 июня 1925 г. ведущие страны мира подписали в Женеве «Протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых и других подобных газов и бактериологических средств», который ратифицировали затем свыше 100 государств [141]. Запрещение химического оружия сказалось на масштабах производства мышьяка. И сейчас сфера его применения ограничена лишь рядом отраслей с малотоннажными объемами его использования. В металлургии мышьяк применяют при производстве некоторых бронз, лату-ней, типографических сплавов. Органические его соединения используют в качестве лекарственных форм [99, 142, 143]. Мышьяк применяют в полупроводниковой и лазерно-оптической областях в качестве сверхпроводников. Арсенаты мышьяка используют также в пьезо- и сегнетоэлектрике, при получении люминофоров и т.д. Основные продуценты элементного (белого) мышьяка - США и Швеция, где в 1960-х годах его годовое производство достигло 60-70 тыс.т, в 1970-х оно снизилось до 45 тыс.т, а затем еще более сократилось.
Геоэкологические и маркшейдерские изыскания
В данной главе диссертационной работы представлены результаты геоэкологических и маркшейдерских изысканий природно-техногенного комплекса верхнего подпора Братского водохранилища в районе города Свирска.
Район исследований находится в краевой юго-западной части Сибирской платформы. В его пределах развиты осадочные породы нижнего и верхнего кембрия, юры и четвертичные отложения. Породы нижнего кембрия представлены доломитизированными известняками ангарской свиты, в которых находятся крупные месторождения каменной соли, являющейся сырьем для производства каустика и хлора. Обнажения известняков широко распространены в береговых обрывах реки Ангары. Для карбонатных пород характерно карстообразование. Их элювий является почвообразующей породой дерновокарбонатных почв.
Верхнекембрийские отложения представлены верхоленской свитой красноцветных пород. Это красноватые известковистые песчаники, переслаиваемые красными мергелями, глинами, аргиллитами и гипсом. Реже в виде маломощных прослоев встречаются зеленоватые песчаники и аргиллиты. Напластование кембрийских пород близко к горизонтальному.
Юрские отложения Иркутского угленосного бассейна являются продуктами пресноводных отложений озер и рек, залегающими на размытой поверхности кембрийских пород; представлены преимущественно грубозернистыми кварцевыми песчаниками, реже конгломератами, алевролитами и аргиллитами с прослоями угля.
Четвертичные отложения подразделяются на элювиальные, делювиальные, аллювиальные и лессовидные. Лессовидные породы залегают на древних террасах большинства долин и в нижних частях пологих склонов водоразделов. Мощность их колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. В лессовых отложениях обнаруживается ряд свойств, общих с подстилающими их аллювиальными, делювиальными отложениями и коренными осадочными породами. По этому признаку выделяются три группы лессовых отложений: делювиальные, про-лювиально-делювиальные и аллювиальные [97].
Район находится в пределах Иркутско-Черемховской равнины, которая по характеру рельефа является пологохолмистой поверхностью с абсолютными высотами порядка 400-500 м. Поверхность равнины расчленена долинами рек Ангара, Куда, Иркут, Китой, Белая и др. Долины рек хорошо разработаны с плавным переходом в склоны водоразделов. Следует отметить, что самоочищающая способность реки Ангары на данной территории понижена в связи с подпором Братского водохранилища. Отметим также неглубокое (1-5 м) залегание водоносных горизонтов и повышенную минерализацию подземных вод [91].
Климат верхнего Приангарья резко континентальный. Особенности воздушной циркуляции определяются господством зимой обширного азиатского антициклона, который приводит к формированию масс воздуха с низкими температурами и влагосодержанием. Летом проявляется влияние циклонов, обуславливающих преобладание воздушных масс с высокими температурами и значительным влагосодержанием. Широкое развитие получают процессы выхолаживания, которые в сочетании с особенностями рельефа обуславливают весьма низкие зимние температуры воздуха и почвы. Абсолютная минимальная температура воздуха минус 50С. Средняя суточная амплитуда температуры воздуха наиболее холодного месяца 10,5С. Расчётная температура самой холодной пятидневки минус 36С, зимняя вентиляционная минус 22С, продолжительность отопительного периода 240 дней. Средняя дата последнего заморозка 22 мая, первого -15 сентября [125]. При антициклональном типе погоды в зимнее время наблюдается большая повторяемость штилей. Скорость ветра, повторяемость превышения которой для данной местности составляет 5%, равна 7,6 м/с. Ветровой режим характеризуется преобладанием северо-западных ветров (при скорости 5-6 м/с) в летний период и юго-восточных - в переходный и зимний периоды.
Годовая сумма осадков здесь более 400 мм, причем максимум их приходится на июль-август. Максимальное количество осадков, выпадающих за сутки -66 мм. Распределение осадков в течение года крайне неравномерно. В холодный период (с ноября по март) осадков выпадает мало, в среднем 14% от годовой нормы. В апреле-мае количество выпадающих осадков по сравнению с зимним периодом несколько увеличивается. Годовой максимум осадков падает на июль и август (43% от годовой нормы). С наступлением осени количество осадков постепенно уменьшается. Минимум приходится на февраль-март. Снегопад начинается в конце сентября и сохраняется до первой декады мая. Зимние осадки незначительные. Наиболее интенсивный рост снежного покрова наблюдается в первой половине зимы. Сохраняется снежный покров в среднем 150-174 дней. Максимальная толщина снежного покрова достигает 0,5 м в феврале месяце. Число дней с осадками в течение года 110-145.
По данным макромасштабных исследований Э.Ю.Безуглой (1980) рассматриваемая территория отличается очень высоким потенциалом загрязнения атмосферы (ПЗА). Однако анализ мезомасштабных условий формирова ния климата позволяет выделить на Иркутско-Черемховской равнине, с учетом особенностей годовой амплитуды температуры воздуха, средней скорости ветра, повторяемости штилей, суммы осадков, числа дней с относительной влажностью воздуха более 80% и возможности образования инверсий, разные уровни мезоклиматического потенциала атмосферы. По совокупности перечисленных параметров условия формирования качества приземного слоя атмосферного воздуха на всей рассматриваемой территории средние. То есть низкая повторяемость штилей, умеренные скорости ветра способствуют снижению застойных явлений. В теплый период благодаря повышению повторяемости прохождения холодных атмосферных фронтов, сопровождающихся усилением ветра и выпадением осадков, потенциал самоочищающей способности атмосферы возрастает. Метеорологические условия, в первую очередь ветровой режим, оказывают существенное влияние на концентрацию примесей в атмосфере. В целом для данной территории характерны неблагоприятные условия рассеяния выбросов.
В рамках гранта администрации Иркутской области № 56 от 22.11.02 нами совместно с Институтом геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН были проведены геоэкологические изыскания «Проведение мониторинговых исследований техногенных потоков и ореолов рассеяния тяжелых металлов геохимического барьера верхней части Братского водохранилища».
Исследование физико-химических свойств отходов бывшего ангарского мышьякового завода
В процессе исследования рентгенофазовым анализом установлено, что по минеральному составу огарки представлены оксидами и гидроксидами железа (60-65%), алюмосиликатным материалом (19-20%), слюдой, кварцем, полевым шпатом, гипсом (14%), сульфатом железа (1,5-2%). Содержание мышьяка колеблется от 0,3 до 2,2%. По гранулометрическому составу огарки представлены средне-крупнозернистыми песками с небольшой примесью грубого материала (10-15 мм), распадающегося при замачивании на более мелкие зерна. Распределение компонентов огарка по гранулометрическим классам однородно: 80% фракций огарков представлено классами крупности менее 1мм, из которых 20% материала характеризуются классом крупности -0,074 мм.
Для определения физико-химических свойств изучаемых объектов были проведены исследования наиболее опасной водорастворимой части соединений мышьяка. Для определения мышьяковых соединений в исследуемых материалах порционно добавлялась дистиллированная вода. Параллельно производилось измерение значений рН среды и измерялась концентрация мышьяка. Целью эксперимента было достижение нейтрального значения рН среды для оценки максимального количества мышьяка, которое может переходить в водорастворимую форму в естественных природных условиях. Для достижения равновесных состояний в данных сложных многокомпонентных системах, происходящих в результате растворения, необходимо длительное контактирование материалов с водой, поэтому эксперимент проводили до полного вымывания водорастворимых форм мышьяка.
В результате проведенных аналитических исследований различных конструкционных фрагментов АМЗ установлено, что максимальное количество мышьяка, вымываемого из I г пробы кирпича рафинировочного цеха, составляет 1,32 мг/дм , что превышает ПДК в 26,4 раза. Исследования загрязненного кирпича производственных зданий бывшего АМЗ показали, что гидроксильные формы щелочных и щелочноземельных металлов, присутствующие в кирпиче, находятся в исходном состоянии в химически сильно связанной форме (ввиду большого объёма воды, необходимой для нейтрализации кирпича). Максимальное количество данных элементов, которые могут переходить в раствор, составляет порядка 1 мг-экв/л.
Для установления физико-химического механизма проникновения водорастворимых форм мышьяка в различные типы почв были проведены исследования их фильтрационных и сорбционных характеристик. Сорбционная емкость почвы (способность к связыванию) - это свойство почвы удерживать в себе воду, питательные вещества, а также токсичные соединения, в том числе и мышьяковые. Сорбционная емкость обусловлена частицами глинистых минералов и гумуса, т.к. те имеют сильно развитую поверхность (слоистые и пористые структуры), которая к тому же ещё несет положительный заряд. Высокое содержание серы в отвалах огарков с выпадением атмосферных осадков приводит к образованию кислой среды, нарушает установившееся в почве равновесие, резко понижая рН до значения 2,8. В связи с этим ослабляется связь с почвой таких питательных веществ, как кальций и магний, происходит их вымывание. Глинистые минералы подвергаются разложению, из них высвобождаются ионы алюминия.
Мышьяк трудно поддается десорбции, причем со временем она имеет тенденцию к еще большему снижению. Наиболее подвижными соединения-ми мышьяка являются ASO2", ASO4 \ HAs04 , H2ASO3". Установлено, что в круговороте мышьяка в почвах активно участвуют бактерии, способствующие развитию процесса его метилирования и алкилирования, что приводит к образованию летучих форм мышьяка. Его подвижность пропорциональна уровню поступления и обратно пропорциональна времени и содержанию сорбентов (соединений железа и алюминия) [67].
Отходы производства АМЗ находятся на поверхности II-III надпойменных террас р. Ангары. Это аллювиальные отложения, залегающие с резким стратиграфическим несогласием на карбонатных породах ангарской и лит-винцевской свит нижнекембрийского возраста. Разрез литвинцевской свиты сложен доломитами, известняками. В верхней части разреза отмечаются 2-3 прослоя гипса и ангидрита. Ангарская свита сложена доломитами серыми, светло-серыми, тонко- и мелкозернистыми, средне- и тонкоплитчатыми, реже массивными. В отложениях "карбонатного кембрия" картируются многочисленные разрывные тектонические нарушения. Повсеместно, непосредственно под отвалами и на поверхности всего участка картируется слой плотных суглинков черного цвета, насыщенных включениями сгоревших органических остатков и кусочками шлака. Слой имеет явное техногенное происхождение, его мощность 0,4-0,5 м. Ниже техногенных слоев повсеместно залегают суглинки плотные, листоватые, светло-коричневые и коричневые цвета, иногда с зеленоватым оттенком. Мощность слоя колеблется от 2 до 7,5м. Этот слой имеет малую водопроницаемость, что отчасти и сыграло роль барьера для проникновения токсичных элементов на глубину. Под суглинками залегают супеси светло-серого цвета с линзами песков мелкозернистых глинистых коричневых, иногда зеленовато-серых. С появлением в разрезе песков связано поступление в колонковые скважины грунтовых вод - это водоносные отложения. Кровля водоносного горизонта совпадает с кровлей песчаных отложений. Мощность слоя колеблется от 0 до 6,5м. Под песками залегают песчано-гравийные отложения, которые на 50-60% состоят из мелкой гальки экзотических пород и на 40-50% из светло-серого разнозернисто-го аркозового песка (рис.3.13). Слой сильно обводнен [97].
Определение величины предотвращённого экологического ущерба окружающей природной среде от снижения загрязнения отходами производства и потребления
Оценка величины предотвращённого экологического ущерба окружающей природной среде в результате недопущения к размещению 1 т либо ликвидации размещённых ранее отходов і-го класса опасности в результате осуществления природоохранной деятельности определяется по формуле [57, 60] Упр = УУдг-2(Мі-кі), (5.1) где Упр - предотвращённый экологический ущерб в результате недопущения к размещению 1 т отходов і-го класса опасности за счёт их использования, обезвреживания либо передачи другим предприятиям (субъектам РФ, государствам) для последующего использования, обезвреживания, тыс. руб.; Уудг - показатель удельного ущерба окружающей природной среде в результате размещения 1 т отходов IV класса опасности (Уудг = 134 руб/т); М} - объем отходов і-го класса опасности (предприятия, производства), не допущенных к размещению (использованных, обезвреженных либо переданных другим предприятиям, субъектам РФ, государством), т; Kj - коэффициент, учитывающий класс опасности і-го химического вещества, не допущенного (предотвращённого) к попаданию на почву либо ликвидированного имеющегося загрязнения в результате осуществления соответствующего направления природоохранной деятельности.
Отвалы огарков относятся ко II классу опасности (V = 125000 т; К = 3); кирпич зданий и сооружений относится к III классу опасности (V= 9000 т; Кз=2); заражённый почвогрунт относится к IV классу опасности (V=10500 т; К4-1).
Предотвращённый экологический ущерб в результате недопущения к размещению отходов производства и потребления рассчитывается по формуле (5.1): Упр! = 134 (125000 3 + 9000 2 + 10500 -1) = 54 069 000 руб. Таким образом, общая величина предотвращённого ущерба в результате сокращения размещения отходов производства АМЗ составила 54 млн. 69 тыс. руб. Здоровье населения является одним из главных показателей и целей социально-экономического развития страны. Неслучайно, что во всех развитых странах оно рассматривается как критерий качества жизни и является одним из ведущих приоритетов в деятельности их правительств. Напряженная экологическая ситуация и низкие показатели здоровья в ряде регионов России, неэффективность природоохранных мероприятий, разрабатываемых без четких критериев количественных критериев оценки потенциального и реального ущерба для здоровья, обуславливают необходимость сосредоточить внимание на количественной оценке опасности воздействия негативных факторов окружающей среды [63, 68, 74, 87]. Несомненно, состояние здоровья - процесс динамический, тесно связанный с социальной и окружающей средой. Исключительно важное место в обеспечении и сохранении здоровья занимает выявление факторов риска и условий, способствующих их возникновению.
Существуют различные методики оценки риска здоровью населения, но для рассмотрения примера воздействия промплощадки Ангарского мышьякового завода целесообразно воспользоваться информационно-методическим письмом департамента Госсанэпиднадзора МЗРФ №1100/731-01-111 от 26.03.2001 «Оценка риска многосредового воздействия химических веществ».
Оценка экспозиции - это получение информации о том, с какими реальными дозовыми нагрузками сталкиваются те или иные группы населения. Под этим, как правило, понимают процесс измерения количества агента в конкретном объекте среды обитания, находящегося в соприкосновении с так называемыми пограничными органами человека (лёгкие, ЖКТ и кожа) и в течение определённого времени сопровождающегося оценкой частоты, продолжительности путей воздействия.
Работа проведена в рамках гранта администрации Иркутской области № 56 от 22.11.05 «Проведение мониторинговых исследований техногенных потоков и ореолов рассеяния тяжелых металлов геохимического барьера верхней части Братского водохранилища». Необходимость проведения исследований определена целым рядом нормативно-правовых актов: в дополнение к относящимся к сфере обращения с отходами статьям действующего законодательства (закон «О санитарно-эпидемилогическом благополучии населения», «Об охране окружающей среды», «Об отходах производства и потребления», «Об охране озера Байкал») разрабатывается закон «О ликвидации мест захоронения отходов». Особенно делается акцент на многотоннажные экологически опасные отходы (например, пирометаллургические огарки), расположенные на Байкальской территории в непосредственной близости от населенных мест.
Кафедрой обогащения полезных ископаемых и инженерной экологии Иркутского государственного технического университета совместно с научно-производственным отделом ООО «Дельта+» на базе межвузовской региональной лаборатории экологических исследований ИГУ в период с 15 по 22 мая 2006 г. были проведены научно-технологические исследования по возможной нейтрализации мышьяксодержащих отходов «хвостами» тиокарба-мидного выщелачивания драгоценных металлов из огарков мышьяковой пирометаллургии.
Кирпич рафинировочного цеха подвергался дроблению в две стадии: сначала на щековой дробилке, затем - на валковой до фракции -2 мм. Обогащение арсенопиритовых огарков проводилось предварительно на базе ООО «Дельта+». В технологической смеси дробленый зараженный кирпич и отвальный кек обогащения огарков арсенопиритовых руд принимался в соотношении 1:10.
Обезвреживание опытно-промышленной партии материала общей массой 500 кг проводилась в контактной емкости с электрической мешалкой. Частота перемешивания составляла 15 об/мин. Единовременная загрузка материала составляла 120 кг. Исследование процесса вымывания мышьяка проводили в динамических условиях на установке, приведенной на рис.2.1. Сорбционная колонна была изготовлена из пластиковой трубы диаметром 40 см, высота установки 1,5 м. Подача воды осуществлялась равномерно при помощи разбрызгивателя, тем самым осуществлялась имитация воздействия естественного природного процесса - атмосферных осадков.