Загрязнение Большого Лимана

Размещено на http://www.allbest.ru/

С ростом технического прогресса, растет количество различных промышленных объектов в разных сферах человеческой деятельности, эти объекты имеют побочные продукты своей деятельности - отходы всевозможных видов и типов, в большинстве случаев, эти отходы очень вредны и опасны для человека и окружающей среды. Перед лицом человечества встала проблема : "Куда и как утилизировать эти отходы?". Один из вариантов хранения или утилизации - это пруды-отстойники или пруды-накопители разных конфигураций(подземного типа, открытого типа и т.д.), как оказалось, этот способ имеет много недостатков, влекущих за собой чрезвычайные последствия. Наш регион тоже имеет такие пруды-накопители, самый известный и самый опасный из них - это "Большой Лиман".

Большой Лиман

Наверное, нет такого эколога в России, который не слышал о Большом Лимане - пруде-испарителе, находящемся в Волгоградской области. Целый список предприятий химической и металлургической промышленности используют его для сброса стоков. Даже в Государственном докладе "О состоянии окружающей природной среды Волгоградской области в 1999 году" отмечено отрицательное влияние на грунтовые воды пруда-испарителя, химстоки которого загрязняют подземные воды хазарского водоносного горизонта формальдегидом, метанолом, анилином, капролактамом.

Расположен он в Среднеахтубинском районе между городами Волжский и Ленинск, недалеко находится поселок Средняя Ахтуба. Территория лимана составляет около 40 км².

Как показали исследования, рыба из Большого Лимана очень опасна. Её можно определить по специфическому запаху, отслаиванию костей от мяса и полному набору всех химических элементов Волжской промышленности. Люди рискуют своим здоровьем, т.к. в этой рыбе можно найти всю таблицу Менделеева. Например, мышьяк, ртуть. Острого отравления может не возникнуть, но многие тяжелые металлы могут накапливаться в костях, в печени, почках.

Большой Лиман сегодня называют Мертвым морем, Чёрным озером, но чаще - миной замедленного действия, которая уже давно ведет свой отсчет экологическим бедам Волжского.

Дно Лимана выслано мощным слоем шоколадных глин. Считалось, что этого слоя было достаточно, чтобы сточные воды не проходили в водоносные горизонты и не просачивались в Ахтубу, т.к. расстояние между границей Лимана и Ахтубой - 5 км.

Обычно, подобные пруды накопители строили специально. Но авторы Волжского проекта предложили использовать то, что было уже создано природой.

По проекту, промышленные стоки после биологической очистки разбавлялись до норм предельно допустимых концентраций. Под южным солнцем они должны были испаряться.

Максимальный расчетный горизонт сточных вод (СВ) в абсолютных отметках в "Большом Лимане" составляет по проекту 18,0 м, при объеме 130 млн. м', площади испарения - 40 км, нормы испарения - 0,6 м/год. Заполнение испарителя началось в 1964 г. с проектным расходом 65 тыс. м/сут.

Промышленность росла быстро, с ней увеличивалось и число сбрасываемых в Лиман стоков. Очистные сооружения не справлялись с таким числом переработки и в связи с увеличением производства на химкомбинате объем хим. загрязненных СВ увеличился в 1,2-1,85 раза. В результате этого длительное время в "Большой Лиман" сбрасывалось СВ на 10-12 млн.м\год больше проектной величины, и к 1985 г. уровень воды достиг отметки 19,35 м, что на 1,35 м выше проектной. Вода быстро насыщалась органикой, практически не испарялась. И так, своего максимального уровня Лиман достиг не за 20 лет, как предполагалось по проекту, а гораздо быстрее, скопив 40 млн кубов отравленной воды.

Серьёзно задумываться над этой проблемой начали только в конце 80-х. Тогда была создана служба городского комитета по охране природы, которая занялась наблюдением за ним. Переполненная чаша пруда накопителя периодически грозила выйти из берегов. Экологическая катастрофа чуть было не произошла в 1991году, когда в паводок воды Лимана начали подтапливать соседние территории.

В 1989 году по просьбе администрации Волжского определением спектра проблем отстойника занялись ученые из СПбГСГМИ. Результаты оказались неутешительными: за долгие годы в пруду скопились опасные органические соединения метилдигида ропирана (МДР) в количестве более 50 ПДК, диметилдиоксана (ДМД) - 50-500 ПДК, метилбутандиэла (МБД) - более 10 ПДК, пиранового спирта (СП) и диоксанового спирта (ДС) - сотни ПДК, фенола - 250-5000 ПДК, анилина - 200-250 ПДК.

Эти соединения являются супер стабильными и могут жить в воде несколько лет. Их опасность заключается в отдаленных эффектах, в действии на последующие поколения, т.е. обладают мутагенным действием.

Главными загрязнителями были признаны Завод синтетического каучука и Волжский оргсинтез.

По данным петербургских ученых, Большой Лиман представлял угрозу не только как накопитель особо опасных веществ, отравляющих рыбу, а также и без того загрязнённую атмосферу Волжского. Оказалось, что Лиман протекает в подземные питьевые горизонты.

То, что овраг не сможет вынести такую нагрузку, ученые предполагали заранее. Возможную утечку ожидали к середине 90-х. Но ученые Санкт-Петербурга обнаружили её раньше. Выяснилось, что слой шоколадных глин на самом деле в несколько раз тоньше, чем по проекту и к тому же весь в трещинах, через которые и проходила фильтрация токсических веществ в питьевые горизонты, а затем и в Ахтубу.

Институтом СПбГСГМИ было изучено действие воды Большого Лимана и р. Ахтубы у г. Ленинска на теплокровный организм. Эксперимент был поставлен на 80 белых беременных крысах. Изучение эмбриональной смертности показало, что только разведение стоков в 100000 раз не вызывало их гибели.

Для оценки влияния Большого Лимана на здоровье человека были использованы показатели здоровья детей, поскольку они наиболее чувствительны к изменению качества окружающей среды. Эти показатели по г. Волжскому были сравнены с данными по Николаевскому району, расположенному в однотипных природных условиях Прикаспийской низменности вблизи левого берега Волгоградского водохранилища. Кроме того, изучены данные по Волгоградской области в целом. Сравнительный анализ данных показал, что уровень мертворождаемости в г. Волжском по сравнению с Николаевским районом постоянно выше; в 1986- 1990 гг. - в 2,44 раза, 1991-1995 гг. - в 3,17 раза, в 1995-1990 гг. - в 4,92 раза, перинатальной смертности в 1986-1990 гг. - в 4,42 раза, 1991-1995 гг. - в 2,24 раза, 1995-1999 гг. - в 3,09 раза, неонатальной смертности в 1986-1990 гг. - в 4,72 раза, 1991-1995 гг. - в 1,49 раза, онкологических заболеваний гемобластозами - в 2,16 раза, солидными опухолями - 1,29 раза. По всем показателям их уровень стабильно выше среднего по области. В целом, здоровье детей как индикатор состояния региона указывает на его неблагополучие в г. Волжском по сравнению с Николаевским районом, где природные факторы идентичны, а техногенные различия связаны с наличием в г. Волжском химкомбината и хранилища его промстоков -Большого Лимана.

В наше время встала проблема утилизации и хранения различных отходов промышленности и это важная проблема, которая требует незамедлительного решения, так как это наносит почти непоправимый вред экологии и состоянию общего здоровья нашей планеты и людей, живущих на ней.

Методы и способы избавления и хранения химических отходов на примере других стран

отходы большой лиман загрязнитель

Впервые глубинные захоронения или инжекция, начала применяться в Германии в 1925 году, когда вместо того, чтобы сбрасывать отходы калийной промышленности в реку, стали закачивать в скважину, а наибольшее развитие глубинное захоронение получило в Америке, сначала на нефтяных месторождениях Техаса, а потом во многих других местах на предприятиях химической и фармацевтической промышленности. Там сейчас действует 271 система захоронений, ежегодно там закачивается много больше вод химических отходов, чем в России, однако на западе полагают, что данного количества захоронений достаточно, чтобы покрыть необходимость захоронений образующихся отходов.

Как пример, можно привести такое предприятие как "Висмут", находящееся на территории Германии. На Советско-Немецком предприятии "Висмут", которое добывало урановую руду для советских атомных бомб после войны, отходы сливались таким образом: отработанную породу сваливали в гигантские терриконы, самый крупный из которых достигал 120 метров в высоту, а использованную воду и радиоактивные шлаки сливали в открытые озёра-отстойники. Если не знать, что представляет из себя это озеро, можно обмануться его идиллическим видом: спокойная, ярко-бирюзового цвета вода, пологие, зеленеющие сочной травой и густыми кустарниками берега Сейчас этого озера-отстойника, к счастью, уже нет. Его тщательно очистили, осушили, засыпали песком, глиной и специальной щебёнкой. А сверху нанесли ещё полтора метра плодородного слоя. Всё это засадили мелким кустарником. В таком виде бывшая радиоактивная свалка останется навсегда. Использовать эту территорию для строительства, сельскохозяйственного или промышленного производства в Германии строжайше запрещено.

Современные технологии позволяют хранить или утилизировать хим. отходы разными способами. Пионерами в этой области являются: Япония, Германия и США.

В последнее десятилетие в развитых странах выполняются масштабные, дорогостоящие и очень тщательные работы по уничтожению ранее произведенной и ставшей ненужной диоксиногенной продукции. Это относится, например, к остаткам гербицида после прекращения его использования.

Разработаны также многочисленные методы обеззараживания почв и уничтожения отходов диоксиногенных технологий, основанные на различных принципах - физических, химических, биологических, а чаще - комбинированные. Эффективные и экономичные способы обеззараживания почв и отходов химической промышленности от хим.отходов разработаны в США, Германии, Италии, Франции.

Наиболее эффективными считаются термические технологии, при которых основным является тепловое воздействие (нагревание или окисление при температурах порядка 1000^оС):

- сжигание в стационарной вращающейся печи;

- уничтожение с помощью ИК-нагрева;

- уничтожение в высокоэффективном электрическом реакторе - окисление суперкритической водой;

- сжигание в условиях жидкостной инжекции - разрушение расплавленной солью;

- химическое дехлорирование;

- химическое разрушение с помощью пероксида водорода, озона и других мощных окислителей;

- химическое разрушение с помощью хлориодидов;

- фотодеструкция;

- гамма-радиолиз;

- комбинированные методы с использованием фотодеструкции

- биологическое разрушение;

- методы извлечения (сорбция, экстракция и т.д.);

- стабилизация-фиксация.

Лишь некоторые из этих технологий, однако, способны удовлетворить стандарту, принятому в цивилизованных странах. В частности, в США стандарт, должен обеспечивать уничтожение и удаление 99,99% всех основных опасных компонентов, а для наиболее опасных органических компонентов токсических отходов, разрушение и уничтожение на 99,9999%.

Термические технологии уничтожения

Среди термических технологий, использующих высокотемпературное сжигание, применяют один из видов нагрева - прямое пламя от сжигания отходов с добавлением топлива, ИК-излучение, электрические печи и плазменные горелки. В низкотемпературных технологиях сжигания отходов также используются четыре типа энергии: электромагнитное волновое воздействие, сжигание без открытого пламени, сжигание в пламени при сравнительно низких температурах, бесконтактный нагрев с помощью теплообменников.

Технически наиболее проработанными и экологически самыми эффективными считаются методы высокотемпературного сжигания во вращающейся печи. Известно несколько других термических методов, которые также достаточно эффективны, однако еще не обеспечивают эффективности разрушения диоксинов на 99,9999%.Так же известен способ разрушения органических веществ расплавами, главным образом карбонатами натрия и калия, с одновременной продувкой воздухом известен с 1969 г. и использовался первоначально для газификации угля.

Химические технологии уничтожения

Достаточно распространенным и часто применяемым методом, является химический метод уничтожения отходов. Его применяют во многих странах. Правда он опаснее по сравнению с биологическим методом уничтожения отходов.

Предложено несколько химических способов обеззараживания от ПХДД и родственных соединений. Они включают дехлорирование, окисление и озонолиз, восстановление, хлоролиз. Обработка диоксинсодержащих отходов щелочными реагентами считается, например в США, особенно эффективной. В Германии отдают предпочтение каталитическому разложению диоксинов, хотя оно еще находится в стадии лабораторных разработок.

Перспективным методом химического обеззараживания объектов может стать их обработка реактивом Фентона. Технология химического дехлорирования предусматривает обработку свободных от воды отходов хлорорганических соединений с помощью диспергированного натрия, растворенного в парафиновом масле. Процесс проходит в реакторе при 190^oС в течение 1 ч в жидком слое парафинового масла, заканчивается образованием хлористого натрия и осадка органических продуктов дехлорирования. Достоинство метода - возможность проведения работ по обеззараживанию непосредственно на свалке отходов. Показана возможность обеззараживания вод, содержащих диоксины, с помощью озонирования. Процесс эффективен в щелочной среде (pH 10) при повышенных температурах (порядка 50^оС). Скорость и степень разрушения диоксинов зависит не только от температуры и рH, но и от структуры токсичных веществ в отходах.

Комбинированные технологии уничтожения

В Германии разрабатываются методы каталитического разрушения ПХДД и ПХДФ, позволяющие резко снизить температуру, энергоемкость и стоимость процесса. Оказалось, например, что медь эффективно катализирует дехлорирование/гидрогенизацию. При нагревании ОХДД с порошком меди при 280^oС уже через 15 мин степень разрушения составляет 99,9999%. Метод использован для обезвреживания жидких лабораторных отходов, содержащих ПХДД и ПХДФ. Считается, что низкотемпературное каталитическое обезвреживание ПХДД и ПХДФ может стать альтернативой высокотемпературному термическому разложению.

Биологические технологии разрушения

Это достаточно оригинальный и необычный способ нейтрализации отходов, но он весьма перспективен в будущем, так же он малозатратен и не сложен технически на последующих этапах. В попытке разработки биологических методов разрушения диоксинов в почвах и различного рода отходах работы ведутся в нескольких направлениях. Пока ни один из них не может быть признан достаточно эффективным, чтобы занять место на практике. Однако наметилось несколько обещающих направлений.

Одно из них - это метод кометаболизма, разрушение субстрата с помощью энзима. Этим способом может быть достигнуто частичное или полное удаление структурно подобных вредных веществ. Так, например, из грибка белой гнили выделен энзим, способный к разрушению лигнина, содержащего в своих молекулах диоксиноподобные звенья. Это наиболее эффективная из известных окислительных энзимных систем широкого спектра действия. Грибок оказался способным к разрушению многих хлорорганических соединений, в том числе ДДТ, линдана, ПХБ и диоксинов до нетоксичных продуктов. Грибок проверен на обеззараживании зараженных почв и обработке водных растворов в реакторе. Он может найти также применение, например, при частичном обеззараживании высокоопасных кубовых остатков. Однако скорость биодеструкции диоксинов этими организмами пока недостаточна. Делаются попытки с помощью методов генной инженерии приспособить микроорганизмы, обитающие в почвах и на свалках, к разрушению диоксинсодержащих отходов.

Технологии извлечения

Разработано несколько методов извлечения диоксиновых ксенобиотиков из различных сред, главным образом отходов различных производств - жидких, твердых, газообразных. Широко используются такие методы извлечения, как сорбция, экстракция, коагуляция(объединение мелких диспергированных частиц в большие по размеру).

Для эффективного извлечения следовых количеств высокотоксичных диоксинов из промышленных сточных вод и жидких отходов была предложена их сорбция с использованием эффективных сорбентов, в том числе специально обработанные глины. Возможно, что на развитой поверхности глин происходит многослойная адсорбция диоксинов. Использованные глины подлежат захоронению или же могут быть регенерированы. В Германии разработана технология сорбции ПХДД и ПХДФ из отходящих и дымовых газов с использованием фильтров из буроугольного кокса. При этом удается понижать концентрацию диоксинов в очищаемом газе по крайней мере на 2 порядка, доводя ее до допустимых норм.

Технологии фиксирования

В последние годы разработан метод химической стабилизации и отверждения жидких и твердых отходов. Отходы, содержащие ПХДД и ПХДФ, смешиваются с золой, водой и связующими веществами. Образующаяся масса устойчива к водному выщелачиванию, хотя может быть разрушена кислотами. После высушивания и формования масса покрывается битумом и размещается в хранилище. Метод был испытан в США на трех участках штата Миссури.

Отстойники, применяемые в Германии имеют несколько ступеней очистки:

Итак, можно сделать вывод, что технический прогресс и современные технологии, помогут нам хранить, утилизировать или переработать эти вредные отходы даже самой высокой опасности. Цивилизованные страны разработали большое количество методов решения этой проблемы и ведут дальнейшую работу в этих направлениях. Даже в такой небольшой по площади стране как Германия, нашли множество способов решению этого вопроса. Следовательно и в нашей стране, в нашем регионе можно применять эти методы и разрабатывать новые. Так как эта проблема не терпит отлагательств, потому что от ее решения, зависит состояние здоровья людей, состояние экологии нашей местности, нашей страны, нашей планеты в целом.

Размещено на Allbest.ru