научная статья по теме ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ Геология

Текст научной статьи на тему «ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ»

ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2015, № 3, с. 230-238

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

УДК 504.054:550.4(476)

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

© 2015 г. М. И. Козыренко, Т. И. Кухарчик

Институт природопользования НАН Беларуси, ул. Ф. Скорины, 10, Минск, 220114 Беларусь. E-mail: nature@ecology.basnet.by

Поступила в редакцию 14.07.2014 г. После исправления 6.10.2014 г.

Проанализированы источники поступления тяжелых металлов и полихлорированных бифенилов (ПХБ) в почву при производстве лакокрасочных материалов; показана специфика воздействия лакокрасочного производства на окружающую среду. По результатам исследований в зоне воздействия одного из крупнейших лакокрасочных предприятий Беларуси выявлены высокие уровни накопления в почве свинца, цинка, хрома и ПХБ. Установлено, что в пределах промплощадки формирование первичной педогеохимической аномалии обусловлено рассеянием загрязняющих веществ с сырьевыми материалами и отходами. Показана важная роль поверхностного стока в перераспределении загрязняющих веществ и формировании вторичных аномалий в пределах соподчиненных ландшафтов за пределами промплощадки. Выявлены локальные по площади проявления аномалии у окрашенных домов.

Ключевые слова: загрязнение почв, лакокрасочное производство, пигменты, тяжелые металлы, полихлорированные бифенилы.

ВВЕДЕНИЕ

Лакокрасочное производство относится к одной из самых крупнотоннажных подотраслей химической промышленности: мировое производство лакокрасочных материалов в последние годы составляет 25-30 млн. т [11]. К основным видам лакокрасочных материалов относятся краски, эмали, грунтовки и шпатлевки, объединяемые в группу так называемой пигментированной продукции [6]. Характерная особенность лакокрасочного производства - использование широкого спектра сырьевых материалов, в том числе пигментов, сиккативов и других компонентов, содержащих тяжелые металлы, обеспечивающих необходимые защитные, противокоррозионные и декоративные свойства [3, 11]. Кроме того, на протяжении длительного времени при производстве лакокрасочных материалов для улучшения их пластичности и повышения устойчивости к агрессивным средам и внешним факторам воздействия использовался совол пластификаторный (пентахлордифенил).

К настоящему времени имеется достаточно доказательств негативного воздействия свинец-, хром- и кадмийсодержащих лакокрасочных материалов на здоровье человека, в том числе профессиональных рабочих, детей, контактировавших

с краской со старых окрашенных поверхностей либо с почвой, загрязненной кусочками старой краски [18, 22, 23 и др.].

Осознание опасности тяжелых металлов в лакокрасочных материалах привело к тому, что уже в начале XX в. в ряде стран были запрещены некоторые виды пигментов (прежде всего свинцовые белила), и введены ограничения на использование других соединений свинца и хрома при производстве красок для бытовых нужд [18]. Впоследствии в странах Евросоюза, США, Японии и других были приняты нормы на содержание свинца и кадмия в краске [14, 15, 18, 21, 24]. О полном исключении свинца из состава красок в глобальном масштабе принято решение в 2008 г. в Дакаре (Сенегал) на Шестой сессии Межправительственного форума по химической безопасности. Существенно меньше ограничений на использование цинка при производстве красок [1]. В Беларуси и других странах бывшего СССР, несмотря на некоторые регламентирующие меры, краски, содержащие свинец, широко производятся и используются [19, 25].

Использование совола пластификаторного, представляющего собой смесь полихлорирован-ных бифенилов (ПХБ), при производстве лако-

красочных материалов в экономически развитых странах было запрещено еще в середине 1970-х гг. В бывшем СССР его производство было прекращено в начале 1990-х гг., а использование - после израсходования запасов. При производстве лакокрасочных материалов, как и при других производственных процессах, происходит поступление загрязняющих веществ в окружающую среду; опубликованные работы касаются, прежде всего, последствий использования свинецсодержащих красок [16, 17, 20, 26].

В Беларуси первые рекогносцировочные исследования в зоне воздействия лакокрасочных производств были выполнены в 2003-2004 гг. в связи с изучением источников ПХБ, затем - в 2006 г. при обосновании локального мониторинга почв на промышленных предприятиях [2, 5, 9].

Цель настоящего исследования - изучение источников поступления загрязняющих веществ при производстве лакокрасочных материалов, выявление уровней накопления опасных химических веществ в почвах и особенностей распределения с учетом природных и техногенных факторов.

Объекты и методы. Фактическая основа работы - результаты полевых ландшафтно-геохими-ческих исследований и локального мониторинга почв в зоне воздействия лакокрасочного производства, выполненные в период 2008-2012 гг., а также статистические данные, производственно-технологическая информация, справочные, нормативные документы и литературные источники.

Основной объект исследования - предприятие по производству лакокрасочных материалов (ОАО "Лакокраска"), расположенное в г. Лиде Гродненской обл. Для решения отдельных задач использовались также данные предприятий, расположенных в городах Минске, Могилеве и Бресте.

ОАО "Лакокраска" - крупнейший производитель лакокрасочной продукции в Беларуси: в 1980-х гг. данное предприятие обеспечивало 82.5% всей производимой в стране продукции, в настоящее время - примерно 43%. Производство функционирует более 40 лет; в числе прочего здесь производится около 100 марок и расцветок пигментированной продукции. На предприятии с 1965 по 1998 г. использовался совол пластифика-торный, общее потребление которого составило около 5 тыс. т [5]. Предприятие расположено на окраине города на площади примерно 85 га. В настоящее время территория промплощадки террасирована, поскольку перепад высот в ее пределах составляет 11 м.

Один из ключевых элементов исследований -изучение сырья и готовой продукции (наряду с выбросами и отходами) как источников поступления тяжелых металлов и ПХБ в окружающую среду. Исследования включали анализ технологических особенностей производства лакокрасочных материалов, номенклатуры и состава используемого сырья, отбор и анализ техногенных субстратов.

В качестве основных методов полевых исследований использованы методы ландшафтно-геохи-мического профилирования и почвенно-геохими-ческой съемки. Геохимический профиль заложен через промплощадку по направлению к р. Лидея; общая длина профиля - около 1 км. Почвенные шурфы и прикопки закладывались в репрезентативных точках в пределах профиля, а также на других участках, в том числе на промплощадке и в лесном массиве, практически примыкающем к предприятию с северной стороны.

При опробовании поверхностных горизонтов почвы учитывалось местоположение источников поступления загрязняющих веществ, характер использования территории, визуально диагностируемые признаки нарушения почв, состояние растительности и другие факторы. Отбор проб почв осуществлялся с глубин 0-5 и 0-10 см в зависимости от характеристик почвы (наличия и мощности насыпного грунта, микрорельефа); отбирались смешанные пробы. Для химико-аналитических определений отбирались также пробы наилка по ручейковому стоку с промплощадки и осадка из дождевого коллектора на различном удалении от источника загрязнения, служащие индикатором выноса загрязняющих веществ.

Для изучения особенностей поступления и накопления тяжелых металлов при использовании лакокрасочных материалов выполнены исследования в районах индивидуальной застройки с типичными для г. Лиды деревянными окрашенными домами. Отбор проб почв производился в пределах относительно ненарушенных задернованных участков у окрашенных поверхностей; для сравнения отбирались пробы с огородов; глубина отбора проб составила 0-2 (0-5) см и 0-10 см соответственно. Кроме того, были отобраны и проанализированы образцы краски со старых окрашенных поверхностей (стен домов).

Всего на территории и в зоне воздействия лакокрасочного производства в г. Лиде отобрано и проанализировано 188 проб почв на тяжелые металлы, 119 проб почв на ПХБ; кроме того, отобрано и проанализировано 27 проб техногенных

субстратов. Изучено 15 профилей естественных и техногенно-измененных почв [4].

Содержание тяжелых металлов определялось с помощью атомно-абсорбционного спектрофотометра, 7 изомеров ПХБ (ПХБ 28, 52, 101, 118, 153, 138, 180) - методом газовой хроматографии с масс-спектрометрическим детектированием в соответствии с СТБ ИСО 6468-2003.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБСУЖДЕНИЕ

Источники поступления загрязняющих веществ. Один из источников поступления загрязняющих веществ в почву при производстве лакокрасочных материалов - сырьевые материалы на основе тяжелых металлов. Это преимущественно пигменты и сиккативы (ранее, как уже отмечалось, использовался совол пластификаторный на основе ПХБ). В составе пигментов доля тяжелого металла может достигать 50-96% от массы, сиккативов - около 10-30%. Среди наиболее известных и широко используемых пигментов следует отметить сурик свинцовый, кроны свинцовые и цинковые, белила цинковые, фосфат цинка, хромат цинка и др. Общий перечень наименований сырьевых материалов, содержащих тяжелые металлы, насчитывает несколько десятков, при этом в названии не всегда отражается их состав (например, Heucotron и Sicomin, содержащие свинец, хром, молибден).

На предприятии в г. Лиде ежегодные объемы использования пигментов и сиккативов на основе тяжелых металлов составляют сотни тонн, при этом доминируют материалы, содержащие цинк (их доля варьирует от 39 до 53% от общего их потребления в год) и свинец (31-42%). Удельный расход пигментов на основе тяжелых металлов оценивается примерно в 25 кг/т продукции. Обращение с сыпучими материалами, к которым относятся пигменты, сопровождается их рассеянием при транспортировке, загрузке в смесители, перемещении пустой тары, а также при аварийных ситуациях, что является предпосылкой их прямого поступления в почвы.

Опасность для окружающей среды представляют

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком