7.3.5. Результати аналізу стану техногенної небезпеки, що формується хімічними чинниками впливу у регіоні

На підприємствах машинобудівного комплексу ТВК СП в рік утворюється наступна кількість твердих відходів (тис. т) [8]: металургійних шлаків (МШ) – 37, відпрацьованої формувальної і стрижневої суміші (ВФСС) – 210, шламів пилоочистки (ШПО) – 24,5. Нижче приведені усереднені дані по складу вказаних відходів. Так, шлами пиловловлення електросталеплавильних печей (потужністю 6 і 25 т) містять (у мас. %) оксиди заліза – 58,32,4; кремнію 12,40,9; алюмінію – 5,20,4; кальцію – 12,10,7; магнію – 6,50,4; марганцю – 4,50,35; хрому – 0,50,05; нікелю – 0,50,04. До складу ШПО входять оксиди (мас %): кремнію – 6575%, заліза – 8 15%, алюмінію – 35%. Сталеплавильні шлаки мають наступний склад (у мас %): оксиди: кальцію – 36,33,1; кремнію – 27,22,4; алюмінію – 7,50,6; заліза – 8,60,6; марганцю – 3,40,3; магнію – 4,60,4; металеві включення – 7,10,6; сульфіди: марганцю – 2,30,2; заліза – 2,50,2. Відпрацьовані формувальні і стрижневі суміші, в основному, складаються з діоксиду кремнію (92,44,3 мас. %). Вміст інших оксидів (у мас.%): алюмінію – 2,70,2; кальцію – 00,2; заліза – 1,80,3; магнію – 0,150,03. Металеві включення – 0,60,2 мас. %.

Наявність в аналізованих відходах сполук ряду металів свідчить про формування в районах складування відходів екологічної небезпеки, пов'язаної, в основному, у забрудненні підземних вод розчинними їх формами. Прикладом прояву небезпеки є істотне погіршення якості підземних вод у південній технозоні Кременчуцького промрайону, внаслідок чого вони не придатні для водопостачання населення.

У результаті обробки стічних вод гальванічних і травильних ділянок утворюються вологі шлами. Шлами очищення відпрацьованих травильних розчинів мають наступний вміст основних компонентів (мас. %): сульфату кальцію – 5265, гідроксиду заліза – 2327, гідроксиду кальцію – 105. Шлами очищення відпрацьованих гальванічних розчинів у своєму складі мають (мас. %): 5060 сульфату кальцію, 1216 гідроксиду кальцію, по 0,81,2 гідроксидів цинку, хрому, нікелю і міді, 48 оксиди магнію, 47 гідроксиду заліза.

Іони важких металів, що містяться в шламах, схильні утворювати водорозчинні комплексні сполуки. Тому вилучені у відвали шлами формують екологічну небезпеку, що виявляється в забрудненні ґрунтів і підземних водоносних горизонтів.

У нафтопереробному комплексі одним з відходів процесу алкілювання є відпрацьований каталізатор, що містить хлориди алюмінію і заліза (найчастіше - хлорид алюмінію; у розрахунку на 1т алкілбензолів утвориться 20-25 кг його 25-27% водного розчину). У результаті застосування традиційної технології поводження з такими відходами (2-3 цикли відстоювання) цілком звільнитися від органічної частини не вдається. Тому забруднені хлоридами алюмінію стічні води переважно скидаються на очисні споруди.

Нафтошламові відстійники в ТВК СП (площею 1,9 га), які розташовані на території полігону для захоронення відходів у південній технозоні Кременчуцького промрайону, формують екологічну небезпеку, пов’язану з забрудненням водоносних горизонтів.

У теплоенергетичному комплексі одним з відходів є шлами водопідготовки. Їх щорічне утворення тільки на Кременчуцькій ТЕЦ складає 2,5-2,8 тис. т при підготовці води середньої жорсткості. Шлами мають наступний склад (мас. %): гідроксид кальцію – 56,5; гідроксид магнію – 6,8; оксид алюмінію – 5,8; оксид заліза (ІІІ) – 4,9; карбонат кальцію – 8,8; діоксид кремнію – 9,8; сульфат кальцію – 7,4. Проявом екологічної небезпеки є забруднення вод малих річок, куди потрапляють шкідливі речовини, що вимиваються атмосферними опадами з місця складування шламів.

Є сенс простежити у динаміці склад побутових відходів. Такі дані наведені в табл. 7.16-7.18 [9].

Таблиця 7.16 – Зміна складу побутових відходів у Кременчуцькому промрайоні

Найменування відходів	Склад відходів по рокам, мас. %.
	1990	1994	1998	2000
Сухі органічні відходи	49,02,8	54,02,5	58,03,5	65,03,0
Харчові відходи	44,02,0	38,02,0	34,01,5	30,01,5
Метал	6,10,5	5,60,5	5,10,5	4,00,5
Неорганічні відходи	0,90,1	2,40,2	2,90,3	1,00,2

Таблиця 7.17 – Зміна складу сухих органічних відходів і полімерів у Кременчуцькому промрайоні

Найменування відходів	Склад відходів по рокам, мас. %
	1990	1994	1998	2000
Газети и обгортковий папір	31	20	13	9
Комп’ютерний та офісний папір	2	5	10	12
Пакувальний картон та гофрокартон	25	27	25	27
Ламінована упаковка та глянсові журнали	12	16	20	23
Волокнисті матеріали	20	17	11	9
Полімерна тара	10	15	17	20

Таблиця 7.18 – Зміна складу харчових відходів у Кременчуцькому промрайоні

Види харчових відходів	Склад відходів по рокам, масс. %
	1990	1994	1998	2000
Легко руйнуються	23	18	15	12
Важко руйнуються	7	8	10	10,5

Примітка: склад вказано у відсотках від загальної кількості ТПВ.

Аналіз наведених у табл. 7.18 даних свідчить про помітне збільшення у складі ТПВ компонентів, які важко руйнуються. Отже, можна констатувати, що ступінь екологічної небезпеки в регіоні за останні 10 років помітно зріс. При цьому слід зазначити тенденцію до уповільнення термінів видалення ТПВ з сміттєзбиральних майданчиків житлової зони. Внаслідок цього значна частина компонентів харчових відходів (відходів споживання), що руйнуються легко, розкладається прямо в контейнерах, створюючи несприятливу санітарно-епідеміологічну ситуацію в місцях збору відходів.

Розглянемо елементи моніторингу формування екологічної небезпеки у штучно створених об´єктах гідросфери територіально-виробничого комплексу Середнього Придніпров´я: водосховищах Дніпровського каскаду та ставку-випарнику нафтопереробного заводу.

Екстремальні кліматичні чинники спровокували ускладнення екологічної ситуації в Кременчуцькому і Дніпродзержинськом водосховищах влітку 2001 і 2002 років. Стабільно висока середньодобова температура атмосферного повітря при вкрай низьких швидкостях вітру протягом двох місяців сприяла інтенсивному прогріву не тільки поверхневих, але і глибинних прошарків води.

На пригреблевій ділянці Дніпродзержинського водосховища в літній період спостерігається перевищення допустимих норм по БПК₅ у 3-4 рази, по залізу загальному – у 1,7-3,3 рази, по марганцю (+4,+2) – у 2,0-3,5 рази, по нікелю – у 3-5 разів, по нафтопродуктах – у 1,5-6,0 разів, по міді – у 7,5-10,0 разів, по цинку – у 3,2-45 разів [10]. Таким чином, має місце ресорбція забруднюючих речовин у воду з донних відкладень, які накопичилися внаслідок багаторічного скидання недостатньо очищених стічних вод у водосховище. Восени показники якості вод істотно покращуються за винятком даних по розчинних формах нікелю, міді і цинку (їх концентрації в частках ГДК відповідно складали 2,8-2,9; 9,6-13,0; 4,2-28,8). Це пояснюється, швидше за все, часовою неоднорідністю, ніж просторовою. Можна стверджувати, що розчинені форми нікелю (Ni²⁺), міді (Сu²⁺), цинку (Zn²⁺) менш піддані зв’язуванню в комплекси з розчиненими органічними компонентами і майже не засвоюються зообентосом.

У Кременчуцькому водосховищі як влітку так і восени відмічається перевищення допустимих норм по БПК₅ у 5-17 разів, залізу загальному – у 1,5-2,0 рази, марганцю – у 2 рази, розчиненим формам нікелю – у 6-28 разів, міді – у 7-40 разів, цинку – у 4,2-28 разів [11]. З огляду на особливості донних відкладень цього району можна однозначно стверджувати, що головну роль у забрудненні вод тут відіграють процеси десорбції й інфільтрації.

Нижче наведено результати моніторингу формування екологічної небезпеки у ставку-випарнику нафтопереробного заводу [12]. Він займає площу близько 360 га. Внаслідок фільтраційних втрат зі ставка-випарника під ним утворилася зона забруднення ґрунтових вод. Останні за складом наближаються до промислових стоків: рН 6,2-8,0; мінералізація 2600-4000 мг/л, жорсткість 9-16 мг-екв/л, вміст нафтопродуктів 3,5-300 мг/л і фенолів 0,05-40,0 мг/л. Тривале накопичення шкідливих речовин і їх міграція водоносними горизонтами сприяють вираженому просторовому поширенню екологічної небезпеки, що виявляється в істотному погіршенні якості води в колодязях ряду населених пунктів, розташованих поблизу ставка-випарника. Ця вода не придатна для споживання населенням. Спостерігається перевищення гранично припустимих концентрацій за такими показниками: залишковий хлор – 1,1-2,0 рази, азот амонійний (NH₄⁺) – 1,5 рази, залізо загальне –1,5-2,0 рази, марганець (Mn⁴⁺, Mn²⁺) – 2,5-6,1 рази, нафтопродукти – 2-4 рази. За органолептичними показниками вода має сірий чи жовто-сірий колір, прозорість її складає 15-20 см, характерний запах фенолу і нафтопродуктів. Відзначається тенденція збільшення зони забруднення підземних вод. За останні 2-3 року пляма забруднення нафтопродуктами, фенолом і їх гідроксихлорпохідними досягла берегових ліній річок Псел і Дніпро. Довжина зони забруднення підземних водоносних горизонтів складає 12-15 км. У воді річки Псел спостерігається перевищення допустимих норм по БПК₅ у 1,1-5,6 рази, концентрації наступних інгредієнтів перевищують ГДК: завислих речовин – у 1,1-4,0 рази, нітритів (NO₂^–) – 2 рази, магнію (Mg²⁺) – 1,1-5,1 рази, міді (Cu²⁺) – 7-9 разів, сульфатів (SO₄^2–) – 1,5-2,33 рази, хлоридів (Cl^–) – 3-5 разів.

Таким чином, ставок-випарник створює багатопрофільну екологічну небезпеку, що виявляється не тільки в непридатності споживання води з підземних горизонтів для господарсько-побутових і питних потреб, а, що саме головне, існує потенційна небезпека, пов'язана з одержанням неякісних продуктів харчування на цих територіях. Шкідливі речовини, що знаходяться в поверхневих і підземних водах, згодом накопичуються в рослинах і можуть мігрувати трофічними ланцюгами в організм людини, викликаючи хвороби різноманітної етиології і підсилюючи хронічні захворювання.

Нижче наведені результати моніторингу екологічної небезпеки, що формується джерелами викидів шкідливих речовин в атмосферне повітря на прикладі окремих промрайонів ТВК Середнього Придніпров’я (Кременчуцького, Комсомольського). Так, по Кременчуцькому промрайону за десятилітній період обсяг викидів забруднювачів в атмосферу стаціонарними джерелами скоротився майже в 3 рази (рис. 7.2), що, природно, привело до зменшення рівня екологічної небезпеки [4]. Така ситуація, в основному, викликана причинами економічного характеру, суттєвих змін вбік збільшення обсягів виробництва поки що не спостерігається. У разі виходу технологічних об'єктів промрайону на передкризові режими роботи (при відсутності модернізації очисного устаткування і впровадження нових екологічно чистих технологій) можна прогнозувати збільшення рівня екологічної небезпеки, пов'язаного з ростом обсягів надходження забруднень до атмосфери.

1

2

2

1

Рисунок 7.2 - Динаміка маси викидів (М) в атмосферне повітря стаціонарними джерелами Кременчуцького промрайону: 1 – у цілому по промрайону, 2 – по Північній технозоні.

За десятилітній період ступінь забруднення атмосферного повітря в Комсомольському промрайоні змінювався незначно (рис. 7.3), хоча спад виробництва відбувався більш швидкими темпами [6]. Основною причиною цього є зниження ефективності пиловловлення. Так, у 1991р. середня ефективність очищення складала 98%, а в 2000 р. – всього 94,2%. У такій ситуації одним з елементів управління екологічною безпекою повинне бути проведення заходів щодо діагностики технічного стану очисного устаткування з метою виконання надалі необхідних ремонтних робіт або його заміни на більш ефективне.

Рисунок 7.3 – Динаміка маси викидів (М) в атмосферне повітря стаціонарними джерелами Комсомольського промрайону

Розглянемо динаміку формування кисневої компоненти атмосферного повітря у техногенно навантаженому регіоні.

Кисень є одним з найбільш важливих компонентів атмосферного повітря (особливо його приземного прошарку). Він забезпечує життєдіяльність усієї біоти і, у першу чергу, людини. З іншого боку, кисень відіграє важливу роль у більшості технологічних процесів на об'єктах соціально-економічної підсистеми.

Кисневий режим у приземному прошарку атмосферного повітря визначеної просторової області формується під впливом різноспрямованих чинників (техногенного і природного). Техногенний чинник характеризується «вилученням» з атмосфери кисню, в основному, у процесах спалювання вуглеводневої сировини (теплоенергетика, транспорт і ін.) і в окисних виробничих циклах. При цьому в атмосферу надходять забруднювачі, основними (по обсягах утворення) з яких є оксиди вуглецю, азоту, сірки і сажа. Природним чинником можна вважати «роботу» рослин (фотосинтез). Зелені насадження розглядаються як «постачальники» в атмосферу кисню і поглиначі визначених забруднювачів.

Дію відзначених чинників проаналізуємо на прикладі Кременчуцького промрайону ТВК СП. Такий вибір продиктований наступними міркуваннями:

• у цьому районі знаходяться інтенсивні джерела техногенної небезпеки аналізованого підвиду;

• не спостерігається просторової відособленості джерел техногенної небезпеки і селітебної забудови, що характерно для інших промрайонів ТВК;

На підставі даних по викидах оксидів вуглецю, азоту і сірки (оксиди азоту бралися в перерахунку NO₂) від промислових джерел визначена кількість атмосферного кисню, що витрачається на утворення цих сполук. Врахована кількість кисню, спожитого з атмосфери при утворенні діоксиду вуглецю. Оксиди азоту і вуглецю надходять в атмосферу також у складі відпрацьованих газів автотранспорту. За даними [13] внесок транспортних засобів у сумарне забруднення атмосферного повітря цими шкідливими речовинами в регіоні за останнє десятиліття зріс з 6 до 45%. У припущенні лінійної залежності від часу зазначеного показника розрахована кількість кисню, що поглинається при роботі автотранспортних джерел. Сумарні дані наведені в табл. 7.19.

Таблиця 7.19 – Динаміка поглинання атмосферного кисню промисловими й автотранспортними джерелами

Рік	1988	1989	1990	1991	1992	1993	1994
Кількість кисню, тис. т	460	349	259	255	237	209	168
Рік	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001
Кількість кисню, тис. т	115	70	68	71	69	70	70

По площі зелених насаджень на території промрайону і характеристикам процесу фотосинтезу розрахована кількість кисню, що генерується. У цілому по промрайону вона складає у середньому 132 тис. т у рік. Порівнюючи цю величину з даними табл. 7.19 відзначимо, що в умовах зниженої технологічної активності, що має місце в теперішній час, спостерігається перевага виділення кисню над його поглинанням. Хоча, якщо характеризувати стан атмосферного повітря при номінальному завантаженні виробничих потужностей, можна прогнозувати перевищення кількості техногенного поглинання кисню над його природним надходженням в атмосферу.

Аналізуючи розміщення джерел техногенної небезпеки розглянутого підвиду по території промрайону, з одного боку, і розташування основних (по площі) масивів зелених насаджень, з іншого боку, можна зробити висновок про їх просторову розосередженість. Так, північна технозона, де формується найбільш високий рівень техногенної небезпеки, пов’язаний із забрудненням атмосферного повітря, істотно збіднена зеленими насадженнями. У той же час, у центральній частині промрайону, де розташовані основні парки і сквери, рівень сформованої техногенної небезпеки аналізованого підвиду помітно нижче. Отже, кількість спожитого і виробленого кисню помітно відрізняється в цих зонах. Кращі умови біологічного очищення повітря від газоподібних забруднювачів і пилу спостерігаються в центральній частині промрайону. Цілеспрямоване озеленення територій сприяє «гасінню» позиційності небезпеки і може розглядатися як елемент управління екологічною безпекою.