CC BY
135
------------------------------------- © Т.Ю. Серпуховитина, Р.Ю. Ернеев,
А.П. Жилинкова, 2011
УДК 624.131:551.3 (575.2)
Т.Ю. Серпуховитина, Р.Ю. Ернеев, А.П. Жилинкова
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ГОРНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ НА ТЕРРИТОРИИ ГУБКИНСКОГО РАЙОНА
Приведены результаты многолетнего комплексного изучения и анализа геоэкологического состояния Губкинского района. Установлено, что основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются: взрывные работы на железорудных карьерах, незарекультивированные участки хвостохранилищ и отвалов рыхлой вскрыши ГОКов, автомобильный транспорт, предприятия стройиндустрии и ТЭЦ.
Ключевые слова: геоэкология, мониторинг, горнодобывающий комплекс, техногенные загрязнения, стационарные источники выбросов, заповедные участки, хвостохранили-ща.
Губкинская территория - это уникальный по своим минеральным и земельным ресурсам регион Белгородской области. Здесь расположены два участка природного заповедника «Бело-горье» «Ямская Степь» и «Лысые Горы». В то же время на территории Губкинского промышленного региона находятся предприятия горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, машиностроительные и металлообрабатывающие производства, заводы строительных материалов, производства легкой и пищевой промышленности. Таким образом, на рассматриваемой территории сосредоточен большой комплекс техногенных образований, оказывающих достаточно высокую экологическую нагрузку на атмосферу и другие компоненты окружающей среды.
В условиях возрастающего техногенного (антропогенного) воздействия на окружающую среду остро встает задача оценки и анализа состояния ее компонентов. Для эффективного прогноза возможных изменений состояния экогеосистем под воздействием работы горнодобывающих предприятий, а также
для выявления неблагоприятных процессов, происходящих в таких системах, необходимо вести комплексный мониторинг их состояния. Сложившаяся экологическая ситуация в регионе КМА крайне напряженная и имеет четко выраженный пространственный характер, определяемый действующими здесь крупными горно-обогатительными комбинатами.
В связи с расширением горнодобывающего комплекса КМА, особенно актуальным становится необходимость выявления характера нарушений природной среды на местах разработок месторождений и прилегающих территориях с целью недопущения широкомасштабной деградации окружающей среды
Технология добычи железистых кварцитов неразрывно связана с техногенными загрязнениями и оказаниями негативного воздействия на окружающую среду. Суммарные валовые выбросы вредных веществ промышленными объектами района достигают 30 тыс. т в год. До 60 % выбросов пыли приходится на стационарные, передвижные источ-
Рис. 1. Пост наблюдений
Рис. 2. График загрязнения по оксиду серы и пыли
ники и зоны нарушенных земель ГДК [1,
2].
По данным инвентаризации в г. Губкин насчитывается порядка 880 стационарных источников выбросов, из которых около 600 (68 %) - организованные, из них 140 источников оборудованы пылегазоочистными установками. В общей сложности воздушный бассейн города Губкина и Губкинского района загрязняется выбросами более 80 промышленных предприятий.
Контроль загрязнения атмосферы в городе осуществляется на двух стационарных постах наблюдений Староос-
кольской комплексной лаборатории мониторинга окружающей среды Белгородского областного центра по гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды (рис. 1).
Оценка загрязнения атмосферного воздуха городов и поверхностных вод Белгородской области дана в соответствии с существующими нормами предельно-
допустимой концентрации (ПДК) высоких и экстремально-высоких уровней загрязнения. На рис. 2 и 3 представлены соответственно графики загрязнения по оксиду серы и пыли, и, по диоксиду азота и диоксиду серы за 9 месяцев 2010 года.
Сравнивая данные за исследуемый период видно, что уровень загрязнения атмосферного воздуха не изменился по пыли и оксиду углерода, но понизился по диоксиду серы в июле, а по диоксиду азота в августе.
За счет разработки железорудных месторождений, формирования искусственных положительных и отрицательных форм рельефа на территории региона происходит постоянное сокращение сельскохозяйственных угодий, что предопределяет необходимость бережного отношения к земле и требует восстановления продуктивности нарушенных участков.
Вблизи открытых разработок железной руды образовался техногенный ландшафт в виде автомобильных, конвейерных, железнодорожных и гидравлических отвалов. Вынесенные на поверхность породы являются неустойчи-
[ 0.0?
0,04 ...............--....................—-----------------
0,03 -і—....................... ...................“—“---------------’—диоксид азота
; *’■—“ДИОКСИД, Серы
0,02 -|----------------------------------------------------------------
0,01
Рис. 3. График загрязнения по диоксиду азота и диоксиду серы
выми к воздействию природноклиматических условий, что приводит к интенсивным эрозийным процессам (смыв пород с поверхности отвалов достигает 800-1000 м3), дефляционные процессы переносят около 300 м3 пород с площади 1 га [3, 4].
В результате проведения комплексного геоэкологического исследования воздействия выбросов промышленных предприятий на атмосферный воздух населенных пунктов региона установлено, что наиболее значимыми источниками загрязнения атмосферного воздуха являются: взрывные работы на железорудных карьерах, незарекультивирован-ные участки хвостохранилищ и отвалов рыхлой вскрыши ГОКов, автомобильный транспорт, предприятия ТЭЦ, металлургии и строительных материалов при нестационарных режимах работы.
Рассмотрим негативную роль промышленных предприятий Губкинского района в загрязнении окружающей среды.
Горнодобывающие предприятия. ОАО «Лебединский ГОК», ОАО «Комбинат КМАруда» осуществляют добычу и переработку железистых кварцитов. В воздушный бассейн поступают загряз-
няющие вещества от следующих производственных процессов:
^ взрывов в карьере и шахте;
> погрузочно-разгрузочных работ, складирования инертных материалов,
скальных и рыхлых пород в отвалы;
^ пыления пляжей хво-стохрани-лища и отвалов скальной и рыхлой вскрыши;
^ производства концентрата и окатышей, металлизированных брикетов;
^ сжигания жидкого и твердого топлива в котельных, нагревательных печах, обжиговых и сушильных установках;
^ сварочных и др. ремонтных работ. Основными загрязняющими веществами в выбросах горнометаллургических предприятий являются: пыль неорганическая с содержанием до 70-20 % двуокиси кремния, сернистый ангидрид, углерода оксид, оксиды азота, углеводороды, железа оксид, соединения марганца и др.
Предприятия стройиндустрии. В воздушный бассейн поступают загрязняющие вещества от следующих производств:
^ дробления, размалывания сырья,
^ выгрузки - загрузки силосов и мельниц,
^ хранения сырья;
^ сушки в печах.
Выбросы от предприятий стройиндустрии - это оксиды азота и углерода, пыль неорганическая с содержанием до 70-20 % двуокиси кремния.
Машиностроительные и металлообрабатывающие предприятия. В атмосферу поступают загрязняющие вещества от следующих производств:
^ подготовки шихтовых и формовочных материалов, обрубки, очистки, выбивки стального литья;
^ нагревательных печей, сушильных агрегатов;
^ сварки и резки металлов;
^ производства окрасочных работ;
^ пропитки обмоток электродвигателей и др.
Основные загрязняющие вещества -азота оксиды, углерода оксид, пары растворителей, взвешенные вещества и др.
Теплоэнергетические предприятия. Основными источниками выбросов являются дымовые трубы, склады угля и мазутохранилища.
При производстве тепловой и энергетической энергии дымовыми трубами в окружающую среду выбрасываются следующие загрязняющие вещества: азота оксиды, ангидрид сернистый, углерода оксид, бенз(а)пирен, мазутная зола (в пересчете на ванадий), сажа, пыль неорганическая.
Производства легкой, пищевой, сельскохозяйственной промышленности и транспорта, предприятия бытовых и коммунальных хозяйств. Перечень загрязняющих веществ выбрасываемых в атмосферу достаточно разнообразен и зависит от специфики производства и технологии.
Установлено, что вклад автотранспорта в загрязнение окружающей среды для города Губкина составляет 44 %. Оксида углерода - 80 %, диоксида азота - 46 %, углеводородов - 96 %, это при росте уровня автомобилизации за последние 5 лет по Губкинскому району на 10,7 %.
Рассмотрим экологическую обстановку в г. Губкин и Губкинском районе без учета взрывных работ в карьере ОАО «Лебединский ГОК». По результатам выполнения расчетов рассеивания
загрязняющих веществ получена следующая картина:
1. Основная часть Губкинской территории находится в зоне от 1,0 до 0,75 ПДКМ.Р при скоростях ветра в широком диапазоне от 0,5 до 8 м/с. Основными источниками выбросов загрязняющего вещества (диоксида азота - N02) являются предприятия ОАО «Лебединский ГОК», фабрика окомкования (обжиговые машины), цех ГБЖ (нагреватель) и котельная (водогрейные котлы). 79,1 % выбросов N02 поступает в атмосферу города. На территории района в зону загрязнения от 0,8 до 0,7 ПДКм.р попадают следующие населенные пункты: Сер-геевка, Кандаурово, Аверино, Осколец, Троицкий, Казацкая Степь.
2. По пыли неорганической с содержанием 70 - 20 % SiO2, без учета фонового загрязнения (по данному веществу оно не определено), в зоне от 2,0 до
0,6 ПДКм.р находится поселок Загор-ный; м-н Лукьяновка находится в зоне загрязнения от 0,9 до 0,6 ПДКм.р при юго-восточном и восточном направлениях ветра и опасных скоростях равных 8,0 м/с. Основными источниками загрязнения являются: хвостохранилище Лебединского ГОКа - 68,9 %, ООО «ЛебГОК - ДСФ» - 3,1 %, ОАО «Дорст-ройматериалы» - 2,9 % выбросов в атмосферу.
3. По группе суммации (оксид и диоксид азота, диоксид серы, мазутная зола) в зоне загрязнения от 0,3 до 1,5 ПДКм.р находится территория г. Губкина, по району загрязнение по данной группе суммации незначительное и находится в пределах от 0,3 ПДКм.р и менее.
4. По остальным загрязняющим веществам не наблюдается превышения нормативов ПДКм.р (сюда входят диоксид серы и сероводород).
Экологическая обстановка г. Губкин и Губкинском районе при выполнении взрывных работ в карьере ОАО «Лебединский ГОК».
^ ПДКм.р наблюдались при штиле и направлении ветра СВ, В (в утренние часы), при этом точки наблюдения располагались в городской черте, вблизи а/м дорог со средней интенсивностью движения;
> р-н стадиона «Труд» - от 5,5 и 1,26 ПДКМ.Р при штиле и направлении ветра СВ и С в середине дня. Точка расположена в городской черте, близи расположены объекты комбината КМАру-да, гараж легковых автомашин;
> м-н Йотовка - 2,56 ПДКМ.Р при небольшой скорости ветра - 1,5 м/с, в утренние часы. Рядом расположены: а/м дорога с интенсивным движением, объекты ЛГОКа (цех технологического транспорта);
^ м-н Салтыково пер. Мельничный - 1,35 и 4,12 ПДКм.р при скорости ветра до 1,3 м/с и направлениях ветра В, СВ, в середине дня. Рядом расположены объекты ОАО «Губкинагронова», городские очистные сооружения
По остальным ингредиентам (диоксид азота, сероводород, сернистый ангидрид, оксид углерода, аммиак) на 6 точках в г. Губкине не выявлены превышения ПДКм.р.
Анализ результатов расчетов рассеивания показал, что превалирующими загрязняющими веществами приземного слоя атмосферы на территории Губкинского промышленного региона являются: оксиды азота (N02 и N0), монооксид углерода (СО) и пыль неорганическая с содержанием 70 - 20 % SO2. Наиболее загрязнены территории города, прилегающие к Лебединскому ГОКу. Зона загрязнения имеет обширное распространение. В частности, при выполнении взрывных работ на Лебединском ГОКе
загрязнение оксидами азота (ЫО2 и NО) и пылью неорганической с содержанием 70 - 20 % SO2, в зависимости от направления и скорости ветра, может загрязнять территории более 1 ПДКм.р вокруг источника выбросов на расстояние порядка 18 и 12 км соответственно.
В последние годы на Губкинской территории наметились положительные сдвиги по решению экологических проблем, сохранения природных ресурсов и окружающей среды.
1. Проделана большая работа по озеленению, созданию газонов (всего на территории создано 50,1га газонов), создаются новые парки и скверы, проводится обновление старого городского парка.
2. В городе действуют современные очистные сооружения с блоком доочистки по методу академика Куликова. С 2004 года действует станция ультро-фиолетового обеззараживания сточных вод. В 2008 году объем нормативно-очищенных сточных вод в городе составил 100%, т.е. все сточные воды прошли биологическую очистку и доочистку.
3. Вывоз твердых бытовых отходов в г. Губкин производится на полигон ТБО, где захоронение отходов производят, соблюдая технологию послойного перекрытия грунтом и рекультивируя заполненные «карты». В сельских населенных пунктах определены места для складирования твердых бытовых отходов. В селах, прилегающей к черте города вывоз отходов осуществляется на городскую свалку.
4. Вокруг всех крупных промышленных предприятий существуют санитарно-защитные зоны, на границах которых проводятся замеры на запыленность и загазованность воздуха, все анализы строго контролируются. На хво-стохранилище ОАО «Лебединский
ГОК» в пределах санитарно-защитной зоны проведено облесение отвалов и ог-линивание хвостов, также была проделана работа по озеленению санитарнозащитной зоны городских очистных сооружений.
5. В г. Губкине селитебная застройка расположена за пределами размещения промышленных предприятий, поэтому вредных предприятий в пределах жилой застройки нет.
1. Котенко Е.А. Геоэкологические проблемы КМА и пути их решения / Е.А. Котенко, В.Н. Морозов, В.К. Кушнеренко, В.Н. Анисимов // Горная промышленность. - М., 2003. № 2.
2. Геоэкологические проблемы безопасной эксплуатации горно-металлургического комплекса КМА / Е.А. Котенко, В.Н. Морозов,
В.Н. Анисимов и др. // Освоение недр и экологические проблемы - взгляд в XXI век / Тезисы докладов международной конф., - М., 2000.
3. Состояние окружающей природной среды Белгородской области в 1999 г. / Белгородский областной комитет экологии, 2000. - 132 с.
4. Балашов А.Г. Освоение месторождений богатых железных руд КМА для
6. Организована городская система учета объектов и предприятий, загрязняющих окружающую природную среду. Для предприятий - приро-допользователей г. Губкина установлены нормативы допустимого воздействия на окружающую среду. Более 19 лет Старооскольской комплексной лабораторией мониторинга окружающей среды проводится экологический мониторинг в г. Губкин.
-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
производства высококачественного металлургического сырья / А.Г. Балашов, В.Н. Анисимов // Проблемы создания экологически рациональных и ресурсосберегающих технологий освоения месторождений полезных ископаемых и переработки отходов горного производства / II Международная конф. по проблемам рационального природопользования. - Тула, 2002.
5. Стифеев А.И. Горнодобывающий комплекс КМА и его влияние на природные ресурсы Центрального Черноземья / А.И. Стифеев, А.А. Стифеев, Е.А. Бессонова // Международная научнометодическая конференция «Экология, образование, наука и промышленность». -Белгород, 2002. ШГЛ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Серпуховитина Т.Ю. - кандидат технических наук, начальник отдела по управлению качеством подготовки специалистов,
Ернеев Р.Ю. - кандидат технических наук, доцент,
Жилинкова А.П. - кандидат экономических наук, доцент, заместитель директора филиала по научной работе,
Губкинский институт (филиал) Московского государственного открытого университета.
