CC BY
22
РАТКИЕ СООБЩЕНИЯ И ОБМЕН ОПЫТОМ УДК 504. 45.05.06.
О.Г. Морозова, Н.Н. Бабаева, С.М. Репях, С.В. Морозов, М.В. Родионов
Репях Степан Михайлович родился в 1937 г., окончил в 1966 г. Сибирский технологический институт, профессор, доктор химических наук, профессор кафедры химической технологии древесины, проректор по научной работе Сибирского государственного технологического университета, член-корреспондент МАН ВШ. Имеет более 180 научных работ в области химии древесины, экологии, биохимии.
ВЛИЯНИЕ ЗАТОПЛЕННЫХ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОСТАТКОВ НА ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ БЕРЕЗОВСКОЙ ГРЭС-1
Установлено, что затопленный в ложе водоема-охладителя торф оказывает существенное влияние на качество воды, в том числе на концентрацию биогенных и растворенных органических веществ.
древесина сибирских пород, торфяное месторождение, торфяные почвы, водоем-охладитель, качество воды, гидрохимические показатели, баланс органических и биогенных веществ.
Стремительное увеличение производства энергии обусловило массовое гидротехническое строительство на малых и крупных реках. Зачастую под водоемы-охладители теплоэлектростанций отводят заболоченные торфяные поймы рек. При заполнении их возникают серьезные проблемы с качеством воды водоема и водотоков нижнего бьефа из-за несоблюдения санитарных правил и норм подготовки ложа.
Для оценки вклада в составляющую баланса органических и биогенных веществ, поступающих в водоем-охладитель из затопленных растительных остатков и торфа, проведены лабораторные эксперименты по экспозиции древесины сибирских пород и торфа в воде.
Водоем-охладитель Березовской ГРЭС-1 создан зарегулированием стока р. Береш, принадлежащей бассейну р. Чулым [2]. Ложе водохранилища не было подготовлено к заполнению, не проведены сводка древесной, кустарниковой растительности, травяного покрова и выборка торфа. В результате была затоплена древесно-кустарниковая растительность, в том
числе 242 га соснового бора и торфяное месторождение площадью 4 358 га, объем которого составил 30,7 млн м3 [3].
Беспрецедентный случай затопления огромного количества торфа в ложе водоема-охладителя БГРЭС-1 привел к поступлению в воду уже с первого года заполнения значительных количеств взвешенных веществ, биогенных элементов и трудноокисляемых органических веществ гуминовой природы, а также газообразных продуктов разложения торфа и древесной растительности [1].
После заполнения водохранилища поверхность акватории была занята всплывшими древесиной и торфяными островами. Скопление плавающего торфа в приплотинной части водоема снижало пропускную способность плотины, блокирование торфом водозаборного канала изменяло гидравлический режим работы теплоагрегатов, требовало дополнительных затрат на очистку водоводов; ухудшение качества воды по основным показателям привело к необходимости сооружения дамбы, отсекающей основное месторождение торфа. Таким образом, затопленные растительные остатки и торф представляли серьезную экономическую и экологическую проблему для водопользователя.
В течение десяти лет после заполнения водоема-охладителя дефицит кислорода наблюдался не только в придонных, но и в поверхностных горизонтах. Содержание растворенного кислорода в поверхностном горизонте мелководной части в верховье водоема снижалось до 4,0 мг/дм3, в придонных горизонтах регистрировался сероводород.
Таким образом, на разложение огромного количества органического вещества затопленной древесины и торфа потреблялось большое количество растворенного кислорода, что приводило к ухудшению гидрохимического режима водоема-охладителя.
В приходную статью баланса значительную долю вносят органические и биогенные вещества, продуцируемые в ходе трансформации органического материала растительных остатков, затопленных в водоеме-охладителе. Для оценки этих количеств были проведены лабораторные эксперименты по экспозиции затопленных образцов торфа и древесины в воде.
Для определения количества органических и биогенных веществ, поступающих при экспозиции образцов древесины в воде, было проведено две серии опытов. В первой серии навески древесного материала (ива, осина, сосна) в виде опилок, побегов, брусков из стволовой части помещали в большие стеклянные сосуды (аквариумы) вместимостью 100 л с дистиллированной водой. Образцы закрепляли на дне сосудов фарфоровым грузом. Опытный древесный материал отбирали в пойме р. Енисей. Соотношение с водой варьировали от 0,4:100 до 1:100. Время экспозиции составляло 60 ... 70 сут. Опыты проводили при температуре 17 ... 23 °С.
Результаты показали, что количество и скорость поступления в воду органических и биогенных веществ из древесной растительности зависит от вида, количества и состояния образца. Максимальное количество органиче-
ских и биогенных веществ поступает в воду при разложении побегов лиственных пород, меньшее - хвойных.
Кроме того, отмечено, что процесс перехода водорастворимых органических и биогенных веществ из древесины сопровождается интенсивным развитием микрофлоры. Органические вещества, выделяемые в процессе развития и метаболизма бактерий, оказывают существенное влияние на показатели количества растворенного органического вещества и концентрацию биогенов.
Для исключения этого влияния была проведена экспозиция образцов древесины в закрытых емкостях без доступа воздуха. Эту серию опытов проводили в полиэтиленовых емкостях вместимостью 2 л, полностью заполненных водой. В емкости закладывали образцы из расчета 10, 20, 30, 50 г древесного материала на 1 л воды. Время экспозиции составляло 1, 3, 7, 10, 15, 30 сут. Емкость использовали на одно определение показателей качества воды.
В воде после экспозиции определяли окисляемость (по показателю ХПК), содержание минерального и органического азота и фосфора. На основе результатов анализа рассчитаны следующие количества элементов, которые способны перейти в воду водоема-охладителя (масса затопленной древесины 140 т): 0,74 т органического углерода, 0,04 т минерального и 0,02 т органического азота, 0,02 т минерального и 0,03 т органического фосфора.
При расчете количества органических и биогенных веществ, поступивших из затопленного торфа, были использованы данные лабораторных определений в емкостях кубической формы высотой 2,5 м и вместимостью 2800 л. Экспозицию образцов почвы и торфа проводили при температуре 26 °С. Затопленные образцы торфа и торфяной почвы находились в слабоподвижном состоянии (скорость перемещения 0,01 м/с).
Образцы торфяных почв и торфа были отобраны из ложа водоема-охладителя БГРЭС-1 до его заполнения и помещены в емкости, заполненные водой р. Береш. Соотношение торфа и воды 1:100 соответствовало фактическому соотношению в водоеме-охладителе. Постоянный уровень воды после отбора проб поддерживали, добавляя речную воду из расчета натурного водообмена.
Результаты расчета количества органического вещества по ХПК и концентрациям биогенных веществ, поступающих из затопленного торфа, показали, что в воду водоема перешло 309, 46 т органического углерода, 23,33 т органического и 15,29 т минерального азота, 0,46 т минерального и 0,04 т органического фосфора.
Таким образом, основной вклад в формирование гидрохимического режима водоема-охладителя БГРЭС-1 вносят растворенные органические и биогенные вещества затопленного торфа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Морозова О.Г., Кулакова Т.К., Адамович В.В. Качество воды водоема-охладителя БГРЭС-1 как фактор реконструкции гомеостаза // Реконструкция гомео-стаза: Материалы IX Междунар. симпозиума. - Красноярск, 1998.- С. 118-121.
2. Морозова О.Г., Репях С.М., Морозов С.В. Влияние затопленных растительных остатков на формирование гидрохимического режима водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1. 1. Влияние затопленного торфа на качество воды водоема-охладителя // Химия растительного сырья. - 2001. - № 1. - С. 75-82.
3. Морозова О.Г., Репях С.М., Морозов С.В. Оценка экологического состояния водоема-охладителя Березовской ГРЭС-1 // Вестник СибГТУ. - 2001.- №1.-С. 87-92.
Сибирский государственный технологический университет
Поступила 13.02.02
O.G.Morozova, N.N. Babaeva, S.M. Repyakh, S. V. Morozov, M. V. Rodionov
Influence of Submerged Vegetable Residuals on Hydrochemical Mode of Cooling Pond at Berezovskaya Hydroelectric Station
It is found out that peat submerged in the cooling pond provides a substantial influence on the water quality, including the concentration of biogenetic and dissolved organic substances.
