ВАЖКІ МЕТАЛИ У ГРУНТАХ ЗОНИ ВПЛИВУ ОБ’ЄКТІВ ЕНЕРГЕТИКИ М. КИЄВА

Вовк Катерина
(Київ, Україна)
ЕКОЛОГІЯ
(Глобальні та регіональні екологічні проблеми)

ВАЖКІ МЕТАЛИ У ГРУНТАХ ЗОНИ ВПЛИВУ ОБ’ЄКТІВ ЕНЕРГЕТИКИ М. КИЄВА
З усіх типів електростанцій найбільший негативний вплив на довкілля мають теплові електростанції [1]. Це пов’язане, головним чином, з процесами згоряння органічного палива. В залежності від вихідного складу палива, продукти згорання, що викидаються в атмосферу, містять оксиди азоту, вуглецю, сірки, вуглеводні, пари води та інші речовини у твердому, рідкому і газоподібному стані. Забруднення атмосфери дрібними твердими частинками пов’язане, головним чином, з використанням у якості палива вугілля. Під час спалювання рідкого палива (мазут) з викидами в атмосферу потрапляють: оксиди сірки та азоту, газоподібні та тверді продукти неповного згорання палива; в мазутній золі міститься 6-12 % V, 3-4 % Nі, концентрація інших елементів близька до їх вмісту у вугільній золі [2]. Під час спалювання природного газу в атмосферу також потрапляють оксиди азоту, але суттєво менше, ніж при спалюванні мазуту, та в 10 разів менше твердих продуктів. Це пояснюється не тільки властивостями самого палива, але і особливостями процесів спалювання. Природний газ на даний час найбільш екологічно чистим видом палива для ТЕС.
В даній роботі було розглянуто вплив електростанцій м. Києва на мікроелементний склад ґрунтів. Досліджувалися зона впливу Дарницької ТЕЦ, що працює на вугіллі та ТЕЦ-5, яка використовує природний газ, у якості резервного джерела енергії – мазут. Вміст мікроелементів у ґрунтах визначався за допомогою атомно-абсорбційного аналізу та методу мас-спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою (ICP-MS).
В геоструктурному плані Дарницька ТЕЦ знаходиться в межах Придніпровської низовини. Природні ґрунти даного району дерново-оглеєні з різним ступенем оглеєння, слабо задерновані, малогумусні. Значні площі навколо електростанції вкриті асфальтом, що знижує можливості ґрунтів до самоочищення. ТЕЦ-5 розташовується на східній межі Придніпровської пластової височини. Вона побудована на намивних ґрунтах. Електроцентраль знаходиться в межах розвитку лугових ґрунтів. Обом територіям властивий супераквальний тип геохімічного режиму ландшафту зі значною можливістю проникнення забруднення в ґрунтові води. За умовами водної міграції типоморфних елементів вони належать до кислого глеєвого типу (H++Fe2+). Переважний тип міграції речовини – латерально-висхідний з виносом і акумуляцією речовини в заплаві річки (ТЕЦ-5) та озера (Дарницька ТЕЦ).
Оцінка результатів дослідження показала комплексний характер забруднення, так як значно підвищується вміст не одного, а групи хімічних елементів (табл. 1). Інтенсивність накопичення мікроелементів порівняно з фоновими значеннями зменшується в наступних рядах: Дарницька ТЕЦ – Hg>Zn>Cu>Pb>Ni>Se, ТЕЦ-5 – Hg>Pb>Cu>Zn>Se>Ni. Ґрунти Дарницької ТЕЦ мають вищі вмісти важких металів, бо станція працює частково на вугіллі, а його продукти згоряння містять підвищені концентрації багатьох мікроелементів.

Таблиця 1
Вміст мікроелементів у ґрунтах поблизу об’єктів енергетики м. Києва, мг/кг [3]
Назва Cu Pb Zn Ni As Cd Hg Se Zc
ТЕЦ-5 86
±44 67
±36 127
±69 24
±13 2,31
±1,1 0,29
±0,15 0,27
±0,1 0,54
±0,38 26
Дарницька ТЕЦ 112
±71 64
±14 334
±120 25
±15 4,62
±2,22 0,45
±0,11 0,6
±0,28 0,41
±0,31 46
Примітка: Zc – сумарний показник забруднення, розрахований згідно [2]

Таблиця 2
Кореляційні взаємозв’язки вмісту важких металів у ґрунтах поблизу об’єктів енергетики м. Києва
ТЕЦ-5 Дарницька ТЕЦ
Еле-мент Ni Со V Cr Cu Pb Zn
Ni 1
Со 0,70 1
V 0,74 0,49 1
Cr 0,74 0,75 0,75 1
Cu 0,13 0,23 0,16 0,54 1
Pb 0,38 0,21 0,19 0,53 0,86 1
Zn 0,63 0,29 -0,1 0,48 0,33 0,60 1
Еле-мент Ni Co V Cr Cu Pb Zn
Ni 1
Co 0,51 1
V 0,76 0,34 1
Cr 0,67 0,72 0,60 1
Cu 0,60 0,10 0,50 0,24 1
Pb 0,03 -0,4 0,06 -0,2 0,18 1
Zn 0,20 -0,1 0,15 0,23 -0,1 -0,1 1

Комплексність забруднення від теплових електростанцій гарно проявляється при застосуванні кореляційного аналізу (табл. 2). Для ґрунтів досліджуваних об’єктів спостерігається чітка асоціація Ni-Co-V-Cr. Найбільш ймовірно, вони є елементами викидів електростанцій, що не вловлюються димоочисними фільтрами. В ґрунтах ТЕЦ-5 виявлено також сильні взаємозвязки Cu-Pb (коефіцієнт кореляції – 0,86). На думку автора, ця кореляція з’явилася за рахунок впливу автотранспорту, бо поблизу ТЕЦ-5 знаходиться велика транспортна розв’язка.
Отже, теплові електростанції мають суттєвий вплив на погіршення екологічної ситуації м. Києва. Київські ТЕЦ характеризуються помірно-небезпечним (ТЕЦ-5) та сильним (Дарницька ТЕЦ) рівнем забруднення, залежно від виду палива, що використовується. Вугільні електростанції є найбільш екологічно небезпечними серед інших видів електростанцій. Головний вклад в забруднення ґрунтів поблизу них наступних мікроелементів (мг/кг): ртуть – 0,27-0,6; цинк – 127-134; кадмій – 0,29-0,45; мідь – 86-112. Для ґрунтів досліджуваних електростанцій спостерігається чітка асоціація Ni-Co-V-Cr (за даними кореляційного аналізу).
Література:
1. Мотузова Г. В., Безуглова О. С. Экологический мониторинг почв. М.: Академический проэкт; Гаудеамус, 2007. 237 с.
2. Геохимия окружающей среды / Сает Ю.Е.[и др.]. М.: Недра, 1990. 325с.
3. Вовк К.В. Геохімія мікроелементів в об’єктах довкілля Київської агломерації: автореф. дис. … канд. геол. наук. Київ, 2018. 20 с.