научная статья по теме ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ КОНАКОВСКОЙ ГРЭС НА СОСТОЯНИЕ СНЕГОВОГО ПОКРОВА РАЙОНА ИВАНЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА Геология

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ КОНАКОВСКОЙ ГРЭС НА СОСТОЯНИЕ СНЕГОВОГО ПОКРОВА РАЙОНА ИВАНЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА»

ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2012, № 2, с. 135-142

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

УДК 550.4+502.65(282.247.411.6)

ВЛИЯНИЕ АТМОСФЕРНЫХ ВЫБРОСОВ КОНАКОВСКОЙ ГРЭС НА СОСТОЯНИЕ СНЕГОВОГО ПОКРОВА РАЙОНА ИВАНЬКОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА

© 2012 г. Е. С. Гришанцева*, Н. С. Сафронова*, Н. В. Кирпичникова**

*Московский государственный университет им.М.В.Ломоносова, Геологический факультет, кафедра геохимии, Ленинские горы, Москва, 119992 Россия; E-mail: SHES99@mail.ru **Институт водных проблем РАН, ул.Губкина, д.3, Москва, 119992 Россия

Поступила в редакцию 16.06.2010 г. После исправления 06.12.2010 г.

Рассматриваются результаты исследования распределения микроэлементов (Cd, Cr, Co, Cu, Fe, Pb, Mn, Mo, Ni, Sr, V, Zn) в снеговом покрове района Иваньковского водохранилища. В общем комплексе эколого-геохимических исследований района Иваньковского водохранилища определено аэротехногенное влияние на состояние снегового покрова Конаковской ГРЭС - основного источника загрязнения атмосферы в районе Иваньковского водохранилища.

Ключевые слова: микроэлементы, твердая и жидкая фазы снеговых проб, снеговой покров района Иваньковского водохранилища, влияние Конаковской ГРЭС, экологическая геохимия.

ВВЕДЕНИЕ

В общем комплексе эколого-геохимических проблем остро стоит вопрос определения вклада отдельных источников в загрязнение окружающей среды. Потоки загрязняющих веществ, поступающие из таких источников, можно сопоставить с природными, а формы нахождения элементов, в которых они поступают из этих источников, высокотоксичными и опасными для экосистем. Наиболее достоверный способ оценки аэротехногенной составляющей поступления загрязняющих веществ в окружающую среду - исследование химического состава снегового покрова. Снеговой покров - это естественный накопитель загрязняющих веществ в течение длительного периода его формирования. Питание рек Европейской части России, и р. Волги в том числе, в значительной мере происходит за счет атмосферных осадков. Это определяет важность и необходимость проведения эколого-геохимической оценки загрязнения снегового покрова с определением запасов тяжелых металлов (ТМ) в снеговом покрове, так как весной во время снеготаяния тяжелые металлы, накопленные за зимний период, начнут поступать в поверхностные, грунтовые и подземные воды, в почвы, донные отложения и

растительность, изменяя их химический состав. В связи с этим была поставлена задача провести эколого-геохимическую оценку влияния атмосферных выбросов Конаковской ГРЭС на загрязнение снегового покрова района Иваньковского водохранилища и определить дальность переноса загрязняющих веществ.

Опробование снегового покрова проводилось по четырем радиальным направлениям вокруг КГРЭС, которые отличались между собой ланд-шафтно-геохимической характеристикой, антропогенными нагрузками и направлением факела дымовых выбросов (рис. 1). По тем же направлениям ранее нами проводилось исследование почв и растительного покрова [10, 11, 4]. При сжигании топлива на КГРЭС происходит перераспределение микроэлементов и изменение форм их нахождения, при этом часть из них остается в составе золы и шлака и выводится из массы дымовых выбросов, поступающих в атмосферу. Зола и шлак впоследствии захораниваются на шламоот-вале КГРЭС, который расположен в лесу между промзоной и Мошковическим заливом. Осадки шламонакопителя в значительной степени обогащены V, Мо, N1, Бе, Сг (табл. 1). По гранулометрическому составу отложения шламонакопителей

Иваньковский плёс

Тверь•

руч. Перемерки

ч Волжский плёс

\ Видогощи

Мелковс!

.V

Редкино

Созь

'и/

/ & /Плоск

<=о

аошковичеааш 4

10\

щ залив |ГРЭС

„ Ф15 Лм 1* *16 11 »Конаково

13

12®

\Дубна

Городище

Шошинский_/ а

~ V Новозавидовский

Рис. 1. Схема опробования снегового покрова района Иваньковского водохранилища.

определяются как песок связный мелкозернистый, крупнопылеватый, причем содержание глинистой и илистой фракции составляет около 14%; реакция среды кислая (pH 3.5). Соединения тяжелых металлов могут поступать в окружающую среду из осадков шламонакопителей вследствие испарения, дегазации, эолового переноса. В период проведения натурного эксперимента (июль 2001 г.) шламонакопители были обводнены лишь наполовину своего объема и осушенная поверхность подвергалась интенсивной эоловой эрозии, способствующей выносу тонкодисперсного материала и загрязнению тяжелыми металлами почвенно-растительного покрова прилегающей территории. Поскольку шламонакопители не оборудованы специальным образом для хранения

токсичных жидких отходов, существует высокая вероятность утечки загрязняющих веществ через ложе и берега за счет растекания во время паводков и половодий и их поступления в грунтовые и подземные воды и почвы. Зола, поступающая на шламоотвал, в ходе технологических процессов обогащается тяжелыми металлами и сложной смесью органических соединений (в том числе полициклическими ароматическими углеводородами). Легко подвижные формы ТМ при попадании в шламоотвал могут мигрировать в окружающую среду и включаться в трофические звенья экосистемы в результате усвоения их травянистой растительностью.

Остальная часть микроэлементов поступает в атмосферу в составе газовой фазы или конденса-

Таблица 1. Содержание микроэлементов в отложениях шламоотвала КГРЭС, мг/кг

Место отбора пробы Mo Pb № Fe & Со Mn V Zn Си

Берег шламоотвала, не- 73.0 15.2 270.0 82500.0 105.0 2.0 41.0 5950.0 24.0 2.7 обводненный участок

Отложения центральной 185.0 44.5 2050.0 68500.0 220.0 1.8 165.0 3650.0 31.0 6.7 части карты № 1

Отложения центральной 89.5 22.7 290.0 64500.0 140.0 2.0 51.0 5950.0 22.5 2.8 части карты № 2

ционной пленки на поверхности твердых частиц уноса, которые преодолевают системы очистки дымовых выбросов и попадают в окружающую среду. Как было показано нами для Рязанской тепловой электростанции, ТМ в больших количествах конденсируются на частицах золы уноса, по отношению к которым обычные системы очистки дымовых выбросов мало эффективны и поступают в окружающую среду [9, 11]. Исследования Л.Я. Кизильштейна [5] также подтверждают, что ТМ, содержащиеся в топливе, обладают высоким потенциалом мобилизации в газовую фазу при сжигании топлива.

МЕТОДИКА ПРОБООТБОРА И АНАЛИЗА

Снеговой покров был опробован в северо-восточном направлении на расстояниях 4, 12.5, 20.5 и 22 км; в западном и северо-западном направлении - в 2 км от КГРЭС; в южном - на расстояниях 0.5, 11, 13, 17 и 20 км; в восточном направлении -на расстояниях 3, 4, 6, 12, 15.5 км. Отбор проб снегового покрова осуществлен в марте 2001 г., т.е. в период, непосредственно предшествующий началу снеготаяния. Образцы снегового покрова отобрали на ключевых участках площадью 1 м2 на всю глубину снежного покрова (на глубину от 40 до 65 см) с помощью пластиковой лопатки. Из образцов извлекали растительные остатки и почвенные частицы, затем помещали в полиэтиленовые емкости и отправляли в лабораторию. Пробные площадки выбирали на открытых местах на удалении от населенных пунктов и автодорог, избегая облесенные участки.

Для определения различных форм существования ТМ в составе атмосферных выбросов КГРЭС снеговую взвесь и фильтрат изучали отдельно. Разделение растворенной и взвешенной форм ТМ осуществлялось фильтрованием талых снеговых проб через фильтры.

Снеговую пробу объемом, помещающимся в полиэтиленовое ведро (20 л.), оставляли в теплом помещении. Разделение растворенных (фильтрат) и взвешенных (взвесь на фильтре) форм ТМ осуществлялось фильтрованием растаявших проб снега через беззольные фильтры "белая лента". Фиксировали объем исходной снеговой воды, прошедшей через фильтр. Для получения информации о твердой фазе проб высушенный при 105о С фильтр с взвесью взвешивали и озоляли в муфеле при 450 о С.

Отбирали один литр фильтрата, добавляли 10 мл концентрированной азотной кислоты марки "ОСЧ", выпаривали на песчаной бане до 100 мл, и добавляли 100 мг угольного порошка марки

"ОСЧ". Выпаривали пробу до сухого остатка, выдерживали в сушильном шкафу при 105 °С. Фиксировали вес сухого остатка, полученного из 1 л снегового фильтрата.

Таким образом, взвесь и сухой остаток жидкой фазы снега анализировали раздельно на содержание Сё, Сг, Со, Си, Бе, РЬ, Мп, Мо, N1, Бг, V, Zn прямым атомно-эмиссионным спектральным методом с дуговым разрядом (АЭС-ДР) при использовании способа введения порошковой пробы с потоком воздуха [8, 13]. Тем же методом были проанализированы образцы отложений шламоотвала.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Снеговой покров района Иваньковского водохранилища, сформировавшийся в атмосфере относительно свободной от природных и антропогенных источников загрязнения, в целом характеризуется невысокими содержаниями ТМ и главных компонентов химического состава (табл. 2 и 3). Концентрации ТМ в снеге района исследования находятся на более низком уровне и в несколько раз меньше соответствующих значений для промышленных районов с весьма интенсивной антропогенной нагрузкой на окружающую среду [2, 3, 5, 6, 12]. Единственный крупный источник загрязнения атмосферы в той части водосборной территории Иваньковского водохранилища, где проводилась снегосъемка, - это Конаковская ГРЭС.

Полученные содержания микроэлементов в снеге территории Иваньковского водохранилища сравнивали с фоновыми значениями для городских и промышленных экосистем [3, 6, 12]. Оказалось, что в большинстве точек талые воды района Иваньковского водохранилища характеризуются невысокими концентрациями ТМ, что свидетельствует об общем незначительном техногенном загрязнении данного района. По содержанию ТМ в жидкой фазе снега исследуемого района наблюдаются многократные превышения принятого городского фона только для Си - 1 точка в 4.7 раза; для Бе - в большинстве (87%) точек в 2-4 раза; для Мп - во всех точках от 4 до 28 раз. Все образцы снегового покрова характеризовались невысокими значениями концентраций сульфатов (< 2мг/л) и гидрокарбонатного иона (3мг/л), значение электропроводности варьировало от 0.68 до 2.44. Талые воды района исследования характеризуются как слабокислой реакцией на участках вблизи КГРЭС и Мош

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