logo
Главная История Структура Разработки Лаборатории Контакты

Лаборатория геологии техногенных процессов
Cотрудники Список публикаций Места работ
Максимович Н.Г., Блинов С.М., Меньшикова Е.А. Воздействие твердых отходов Чусовского металлургического завода на состояние р. Чусовой // Проблемы геологии Пермского Урала и Приуралья: Материалы регион. науч. конф. / Перм.ун-т.-Пермь, 1998. -С.152-154.

Воздействие твердых отходов Чусовского металлургического завода на состояние р. Чусовой

Максимович Н.Г., Блинов С.М., Меньшикова Е.А.

Чусовской металлургический завод (ЧМЗ) — единственное в Пермской области предприятие полного цикла “чугун-сталь-прокат”, специализирующее на выпуске проката для автомобильной промышленности, рессор для машин, пятиокиси ванадия и феррованадия. Отвал доменных шлаков ЧМЗ, расположенный в месте слияния рек Усьвы и Чусовой на высокой пойме и I надпойменной террасе, оказывает негативное воздействие на речную систему.
Металлургические шлаки образуются при выплавке металла за счет руды (или исходного предельного металла) и флюсов. В состав шлака попадают минеральные вещества топлива, а также элементы огнеупоров печей, поэтому они обладают сложным вещественным составом. В химическом составе шлаков присутствуют до 30 оксидов. Главными из них являются: SiO2, Al2O3, Fe2O3, FeO, MnO, CaO, MgO. Остальные не играют значительной количественной роли, однако могут мигрировать в окружающей среде и определять ее загрязнение.
Для оценки воздействия отвала проведено опробование воды и донных отложений рр. Чусовой и Усьвы, подземных вод, стоков ЧМЗ, вещества отвалов.
В минеральном составе пород отвала по результатам рентгеноструктурного анализа представлены следующие ассоциации: гематит (13%)-магнетит (13%)-кварцевая (47%); кальцит (11%)-портландитовая (85%); гематит (10%)-вюстит (20%)-магнетитовая (60%); периклаз (33%)-гематитовая (39%); геленит (10%)-кварц (13%)-периклазовая (57%);.
Содержания микроэлементов по данным спектрального анализа в грунтах отвала (г/кг) Cu — до 5.7, Zn — до 1.83, Cr — до 1.7, Mn — до 2,5. Следует отметить, что хром и марганец благодаря их амфотерным свойствам имеют повышенную миграционную способность в условиях щелочной среды, характерной для отвалов.
Водная вытяжка из пород отвалов характеризуется сильно щелочной реакцией (pH=9.1-12.6), высоким содержанием (мг/кг) водорастворимых солей — до 11.5, сульфатов (72.1-350.6) и хлоридов (17.8-560.2), среди катионов кальция (30.1-5861.7), натрия и калия (112.5-2771.6). При общем низком содержании ионов NO3, NO2, NH4 в отдельных пробах их концентрации достигают значений соответственно 37.8, 23.0, 13.2-25.0. Содержание общего железа 0-1.1.
Грунтовые воды в зоне влияния полигона имеют гидрокарбонатно-кальциевый состав, pH=6.8-8.9, при минерализации 299-865 мг/л. По сравнению с фоновой пробой здесь наблюдается увеличение содержания (мг/л): SO4-2, Cl-, NO3-, Mg+2, Na+, NH4-, железа общего, микроэлементов (Zn, Ti, Cr, Ni, Mn, Pb, Cu).
Воды рр. Чусовой и Усьвы в естественных условиях характеризуются HCO3-Ca составом, средней минерализацией (до 500 мг/л), слабощелочной реакцией (pH=7.4-7.90). В районе влияния отвала наблюдается увеличение содержания SO42-, Na+ и K+, общего железа (до 1.08), Zn (до 0,24), Ti (до 0.05), Cr (до 0.028), Ni (до 0.03), Mn (до 0.09), Pb (до 0.02), Cu (0.29).
Отвал оказывает существенное влияние на донные отложения рек Усьвы и Чусовой. Вследствие размыва отвалов речными водами, особенно в период паводка, их смыва дождевыми и талыми водами, а также развевания, часть вещества отвала попадает в реки, переносятся водным потоком и может служить источником вторичного загрязнения поверхностных вод на значительном удалении.
Минералогический анализ песчаных отложений рек Чусовой и Усьвы показывает, что в их составе, выше по течению отвала, наблюдается естественная минеральная ассоциация типичная для этой области. Она представлена в основном кварцем (54-74%), полевыми шпатами — альбитом (12-16) и микроклином (6-4), глинистыми минералами — иллитом (4-8) и каолинитом (1-4), присутствуют слюды, хлориты, амфиболы, карбонаты.
В районе отвалов в составе донных отложений рентгеноструктурным анализом определено значительное содержание оксидов и гидрооксидов железа в форме магнетита, вюстита, гетита (суммарное содержание до 10.9%). В значительных количествах присутствуют техногенные образования — металловидные шлаковые частицы (содержание до 30.5%), керамические и стекловатые частицы (0.6-0.9).
Естественный химический состав водной вытяжки донных отложений рек Чусовой и Усьвы характеризуется преобладанием ионов HCO3-, SO42-, Ca+2. Сумма водорастворимых солей до 3.9 мг/кг. В районе отвала наблюдается увеличение содержания (в мг/кг) SO42- (до 1818), Cl- (до 94), NO3- и NO2- (до 121 и 5 соответственно). Отмечается повышенное содержание в донных отложениях ниже отвала (мг/кг) Ti — до 510, Cr — до 1200, Ni — до 1050, Mn — до 290, Cu — до 330.
Таким образом, отвал оказывает существенное негативное влияние на состояние рек Чусовой и Усьвы, которое проявляется в изменение химического состава вод, минерального и микрокомпонентного состава донных отложений. Существующее положение требует разработки в ближайшее время мероприятий по снижению отрицательных воздействий объекта на геологическую среду
назад