МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ КАРГАЛИНСКОЙ ТЭЦ

Объектом нашего исследования является Каргалинская теплоэлектроцентраль (КТЭЦ), предназначенная для энерго- и теплоснабжения комплекса газоперерабатывающих заводов, и имеющая большое хозяйственное значение для региона. Основным видом топлива является смесь товарного газа Оренбургского газоперерабатывающего завода (ОГПЗ), газа выветривания ОГПЗ, а также газа обратного потока гелиевого завода.

Каргалинская ТЭЦ как объект теплоэнергетики оказывает значительное влияние на окружающую среду прилегающей территории. Предприятие относится к первой категории опасности.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на предприятии являются энергетические котлоагрегаты, от которых в атмосферу выбрасываются продукты сгорания топлива (дымовые газы) через две дымовые трубы высотой 180 м, с диаметром устья 7,8 м.

Приоритетным направлением ветра на исследуемой территории является юго-западное направление, поэтому в качестве материала исследования для оценки экологической ситуации на территории, прилегающей к Каргалинской ТЭЦ, были отобраны образцы почв на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) и на расстояниях 500 и 1000 метров от нее в северо-восточном направлении.

Точечные пробы на пробной площадке отбирались методом конверта. Масса объединенной пробы с одной пробной площадки составляла 1 кг. Для дальнейшего анализа были приготовлены водная и солевая вытяжки.

С помощью титриметрических методов анализа было определено содержание хлорид-ионов, ионов кальция и магния, гидрокарбонат ионов, гидросульфид-ионов. Содержание сульфат-ионов, ионов железа и аммония определялось с помощью фотоколориметрических методов анализа [1, 2].

Кроме этого, учитывая возможность кислотообразующих примесей в почве влиять на значение ее pH, нами контролировался этот показатель качества почвы на территории, находящийся в зоне влияния Каргалинской ТЭЦ.

Результаты исследования проб почв в зоне влияния предприятия на содержание в них загрязняющих веществ приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Содержание загрязняющих веществ в почве территорий, прилегающих к Каргалинской ТЭЦ

Анализируя данные, представленные в таблице 1, следует отметить, что почвы в наибольшей степени загрязнены   гидрокарбонат- и хлорид-ионами. Так, на границе санитарно-защитной зоны концентрация гидрокарбонат-ионов в 3 раза больше, чем на расстоянии 1000 метров от нее, а хлорид-ионов - в 2 раза больше. По мере удаления от территории предприятия наблюдается уменьшение концентрации загрязняющих веществ.

Но только по содержанию примесей в объектах окружающей среды трудно судить об экологическом состоянии территории. Поэтому установлены критерии оценки качества территории, позволяющие определить степень экологического неблагополучия, складывающегося на антропогенно-модифицированных территориях. 

К числу таких критериев относится рН и показатель химического загрязнения почвенного покрова (таблица 2).

Таблица 2.

Критерии оценки качества территории

Расчет показателя химического загрязнения проводится по формуле 1:

                                                                                                         (1)

где Кi - коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества, определяемого по формуле (2), который рассчитывается, как отношение наблюдаемой концентрации загрязняющего вещества к фоновой:

                                                                                                           (2)

где Сi - концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/кг;

Сф - фоновая концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/кг.

Нами проведен расчет коэффициентов концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в почве, и показателя химического загрязнения почвы. Результаты расчетов представлены в таблице 3.

Таблица 3.

Показатель химического загрязнения и pH почв на различном расстоянии от источника загрязнения

По показателю химического загрязнению можно оценить степень ее экологического неблагополучия по критериям, приведенных в таблице 2.

Полученные данные показывают, что на границе СЗЗ 16˂ПХЗп˂32. Это позволяет отнести исследуемую территорию, прилегающей к Каргалинской ТЭЦ,  к территориям с критической экологической ситуацией.

На расстояниях 500 м и 1000 м от СЗЗ складывается относительно-удовлетворительная ситуация. Причем приоритетными загрязняющими веществами по коэффициенту концентрации на границе СЗЗ и на расстоянии 500 метров от нее являются хлорид-ионы, гидрокарбонат-ионы и ионы кальция, а на расстоянии 1000 метров – хлорид-ионы, ионы кальция и гидросульфид-ионы.

Нами проведена оценка экологического состояния территории в зоне влияния Каргалинской      ТЭЦ по значению рН почвенного покрова. Исходя из результатов исследования, установили, что на границе санитарно-защитной зоны складывается критическая экологическая ситуация, что, очевидно, вызвано антропогенными факторами, такими как, выбросы промышленного предприятия, которые трансформируются под действием атмосферных осадков в кислотные дожди. Если почвенные системы подвергаются длительному или значительному изменению pH, это может привести к ухудшению качества почвы, а также негативному воздействию на живые организмы и биоразнообразие. На расстоянии 500 и 1000 метров от границы СЗЗ наблюдается относительно удовлетворительная экологическая ситуация.

Таким образом, определение содержания загрязняющих веществ с помощью химических методов анализа, определение рН почвы и показателя ее химического загрязнения помогает контролировать уровень загрязнения окружающей среды, выявлять приоритетные загрязняющие вещества и принимать меры по снижению антропогенной нагрузки на территории, что способствует улучшению качества жизни людей и сохранению природных ресурсов.