В онлайне: 1 (гостей - 1, участников - 0)  Вход | Регистрация

 

УДК 622.882

Использование осадков городских сточных вод при рекультивации территории породного отвала

Дорцева 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

 

№ № п/п Показатель Единица измерения Значение Характеристика
1 2 3 4 5
1

  Водородный показатель рН:

- Центральная  обогатительная фабрика «Пролетарская»;

- Центральная  обогатительная фабрика «Шахтерская»  

  -  

7,8

 

8,3

    слабощелочная

 

    щелочная

 2

Степень засоления:

- Центральная  обогатительная фабрика «Пролетарская»;

-Центральная  обогатительная фабрика «Шахтерская»

г/100 г породы  

0,02

 

0,01

     слабозасоленная

 

    слабозасоленная

3

Электропроводность:

- Центральная  обогатительная фабрика «Пролетарская»;

- Центральная  обогатительная фабрика «Шахтерская»

Ом/м

105

 

158

пресная

 

пресная

4

Прозрачность:

- Центральная  обогатительная фабрика «Пролетарская»;

- Центральная  обогатительная фабрика «Шахтерская»

см

5,5

 

3,5

очень мутнаяочень

 

мутная

5

Содержание органического вещества, Х:

- Центральная  обогатительная фабрика «Пролетарская»;

- Центральная  обогатительная фабрика «Шахтерская»

  %

            0,11±0,02

 

0,65±0,04

    низгогумусовая

 

    низкогумусовая

6

Содержание N-NH4+:

- Центральная  обогатительная фабрика «Пролетарская»;

- Центральная  обогатительная фабрика «Шахтерская»    

мг/100 г породы

 2,0±0,18

 

1,85±0,02

   очень низкий

 

    очень низкий

7

Содержание P2O5:

- Центральная  обогатительная фабрика «Пролетарская»;

- Центральная  обогатительная фабрика «Шахтерская»

мг/100 г породы

        1,85±0,09

 

1,75±0,07

     очень низкий

 

    очень низкий

 

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

 

Страна

Методы утилизации, %

Применение в сельском хозяйстве

Захоронение в свалках

Сжигание

Другие

Австрия

13 (20)

56 (10)

31 (60)

0 (0)

Швейцария

50 (50)

30 (10)

20 (40)

0 (0)

Германия

25 (40)

55 (0)

15 (30)

5 (30)

Дания

27 (+)

28 (–)

36 (–)

9 (+)

Швеция

15 (+)

70 (0)

0

15 (+)

Англия

53 (+)

16 (+)

7 (+)

24*(–)

Финляндия

27 (15)

36 (25)

0 (0)

37 (60)

 

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

 

Способ утилизации

Уровень загрязнения1

Допустимый

Низкий

Средний

Высокий

Очень высокий

Использование в качестве удобрения:

- под сельскохозяйственные культуры

-при благоустройстве и озеленении городов

-при рекультивации нарушенных и загрязненных земель

-на лесопитомниках, для выращивания древесины и другой растительной биомассы

 

 

++

 

+

 

+

 

+

 

 

+2

 

+

 

+

 

+

 

 

 

+2

 

+

 

+

 

 

 

 

+2

 

+2

 

 

 

 

 

Сжигание

+

+

+

+

+

Захоронение:

-на специально оборудованных площадках

-на заброшенных карьерах

-на полигонах ТБО с последующей рекультивацией

 

+

 

+

 

+

 

+

 

+

 

+

 

+

 

+2

 

+

++

 

+2

 

++

++

 

+2

 

++2

Использование при производстве керамзита

+

+

+

+

+

Получение белково-витаминных добавок и аминокислот

++

+

 

 

 

Пиролиз

+

+

+

 

+

Электролиз ТМ

+

+

Обработка специальными реагентами с последующей утилизацией

 

 

+

++

++

Вермикомпостирование

++

++

++

++

 

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

  1. Достовалова, Д.А. Снижение негативного влияния на окружающую среду последствий добычи и первичной переработки полезных ископаемых / Д.А. Достовалова, Н.С. Подгородецкий // Актуальные проблемы экологии и природопользования: сб. науч. трудов XXII Междунар. науч.-практ. конф. В 3 т. Москва, 22–24 апреля 2021 г. – М : РУДН, 2021. – С. 34-39.
  2. Зарипов, Ю.В. Использование осадка сточных вод для биологической рекультивации отвалов хризотил-асбеста / УГЛТУ, Екатеринбург, 2018. – С. 448.
  3. ГОСТ 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества. – М., 1998. – С. 1-2.
  4. Сметанин, В.И. Рекультивация земель с использованием осадков сточных вод / В.И. Сметанин, В.Н. Земсков. – ФГБОВУ ВПО «Московский ГУ природоустройства», 2013. – С. 15-18.

 


 

Разделы конференции »

  1. Единый государственный реестр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости
  10. Топографо-геодезическое обеспечение кадастровых работ
  11. Современные технологии в профессиональном образовании