 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 УДК 622.882 Использование осадков городских сточных вод при рекультивации территории породного отвалаДорцева М.Н., студент Научный руководитель: Подгородецкий Н.С., доцент Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, Россия Достовалова Д.А., специалист Донецкий ботанический сад, Россия
Рассмотрено применение осадков городских сточных вод для рекультивации породных отвалов в Донецкой Народной Республике. Лабораторные анализы выявили щелочную среду, дефицит азота и фосфора. Работа предлагает использование осадков городских сточных вод в процессе рекультивации для поддержания биологического роста и создания устойчивого субстрата. Рассматриваются также методы утилизации осадков городских сточных вод за рубежом, определены преимущества и перспективы.
Проблема снижения негативного воздействия породных отвалов угольной промышленности на окружающую среду является приоритетной задачей в области промышленной экологии на территории Донбасса. Добыча и переработка горной массы сопровождается складированием и накоплением отходов угледобычи и углеобогащения, образованием породных отвалов, являющихся источниками выбросов пыли и химических соединений, негативно влияющих на окружающую среду Ранее авторами была предложена газификация породных отвалов горнодобывающих и углеобогащающих предприятий с последующей рекультивацией территории [1]. На биологическом этапе рекультивации территории породных отвалов возможно использование осадков городских сточных вод. В состав осадков городских сточных вод входят вещества, обладающие общетоксическими, токсикогенетическими, эмбриотоксическими, канцерогенными и другими негативными свойствами. Осадки городских сточных вод являются отходами производства, относимыми ко второму (высоко опасные) или третьему (опасные) классам опасности. Загрязнению осадками городских сточных подвергаются зоны аэрации, подземные и грунтовые воды, что негативно отражается на состоянии окружающей среды, и эта проблема с каждым годом обостряется и требует безотлагательного решения [2]. Известна также способность осадков городских сточных вод к аккумуляции веществ, а также их насыщенность подвижными формами азота и фосфора в поглощенном состоянии. В лабораторных условиях было произведено определение рН, степени засоления, электропроводности, прозрачности, содержания в породе органического вещества, подвижных форм азота и фосфора, а также основных тяжелых металлов - содержание меди, железа и кремния в отобранных пробах породы. В качестве объектов исследования выбраны отвалы центральных обогатительных фабрик «Пролетарская» и «Шахтерская» в городах Макеевка и Шахтерск (Донецкая Народная Республика). С целью определения химического состава отвальной породы проведены лабораторные исследования. Определение водородного показателя рН, степени засоления, электропроводности, прозрачности водной вытяжки породы в лабораторных условиях проводились с использованием мультифункционального рН-метра 5 в 1. Определение органического вещества производилось методом Тюрина с колориметрическим окончанием по Орлову-Гриндель. Количество подвижных форм азота и фосфора, меди, железа и кремния определялось в водно-солевой вытяжке по установленной методике [3]. В таблице 1 приведены результаты эксперимента.
Таблица 1 - Результаты исследования химического состава породных отвалов
Химический состав отобранных проб отвальной породы объясняет слабую естественную рекультивацию территории породного отвала. Жидкие осадки не задерживаются в верхних горизонтах отвала и становятся недоступными для всходов и подроста. Осадки городских сточных вод с учетом уровня их загрязнения могут быть утилизированы следующими способами: захоронением, размещением на специальных площадках, сжиганием, применением в сельском хозяйстве. Применение различных способов утилизации осадков городских сточных вод за рубежом приведено в табл. 2 [4].
Таблица 2 - Способы утилизации осадков городских сточных вод за рубежом
Примечания: 1. В скобках указано – распространение способов утилизации в перспективе (+ увеличение, – уменьшение); 2. * – сбрасывается в море. Для определения возможного способа утилизации осадков сточных вод в процессе рекультивации породного отвала учитывается, что осадки сточных вод являются отходом, имеющим различную степень загрязнения и разный класс опасности. В табл. 3 представлены способы утилизации в зависимости от уровня загрязнения.
Таблица 3 - Возможные способы утилизации осадков городских сточных вод в зависимости от уровня их загрязнения
Примечание: + утилизация без каких-либо ограничений (после дегельминтизации); ++ наиболее целесообразные способы утилизации; – утилизация данным способом недопустима; 1 – уровни загрязнения даны в соответствии с [4]; 2 – утилизация предусматривает ограничение норм внесения и недопущение загрязнения поверхностных и грунтовых вод. В европейских странах наибольшее применение нашли способы утилизации на свалках и полигонах твердых бытовых отходов с последующим их использованием в сельском хозяйстве в качестве органического минерального удобрения. Вместе с тем, практически не изучен вопрос использования осадков городских сточных вод для рекультивации территорий на предприятиях угольной промышленности. Перспективным способом переработки и утилизации осадков городских сточных вод является применение их в качестве удобрений при рекультивации породных отвалов, а также для производства белково-витаминных добавок, аминокислот и компоста. Процесс рекультивации территории породного отвала включает технический и биологический этапы, позволяющие снизить негативное воздействие на окружающую среду и обеспечить возврат земель в хозяйственное использование. Внесение осадка сточных вод в смесь почвы и породы создает условия для улучшения роста подроста, благодаря обогащению субстрата азотом и задержанию осадков в верхнем слое почвы. Почва породных отвалов характеризуется щелочной средой, слабой минерализацией и дефицитом подвижных форм азота и фосфора. Возможным способом, решающим проблемы рекультивации территории породного отвала и переработки осадков городских сточных вод, является использование осадков городских сточных вод как удобрения для создания устойчивого субстрата в процессе восстановления нарушенных территорий.
Библиографический список
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |  | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
