Главная
АИ #37 (219)
Статьи журнала АИ #37 (219)
Влияние цементного производства на почву на примере АО «Белгородский цемент»

Влияние цементного производства на почву на примере АО «Белгородский цемент»

Рубрика

Биология

Ключевые слова

цементное производство
анализ почвы
содержание химических элементов

Аннотация статьи

В статье рассматривается влияние цементного производства на содержание тяжелых металлов в почве.

Текст статьи

Современный этап развития цивилизации характеризуется крупномасштабными стройками во всех сферах деятельности человека. В связи с чем одним самых востребованных производств является цементная промышленность. Выбросами цементных заводов являются как твердые, так и газообразные вещества, которые, безусловно, негативно влияют на окружающую среду и на природные биосистемы. В связи с чем одной из основных проблем современности является ухудшение качества окружающей среды за счет поступления в нее значительных объемов поллютантов различного происхождения.

Одним из основных индикаторов загрязнения промышленных выбросов на окружающую среду является почва, так как именно она, благодаря высокой чувствительности к антропогенному воздействию, первой принимает на себя воздействие техногенного пресса. Так же под влияние промышленности попадает близлежащая растительность, пылевые частицы забивают устьичный аппарат растений, приводят к ухудшению фотосинтеза, жизненного состояния, что снижает темп роста и развития растений [1]. В то же время практически мало работ по влиянию цементной пыли и других загрязняющих веществ на почву, в том числе и в городе Белгороде.

Исследования по влиянию цементного производства на растительность проводилось в окрестностях территории АО «Белгородский цемент» города Белгород.

Целью исследований являлось изучить влияние выбросов цементного завода на почву близлежащей территории.

Основными методами исследований являются общепринятые полевые методы и методы спектрального полуколичественного анализа проб почвы – отбор проб почвы на химический анализ в точках отбора почвенных образцов.

Отборы проб почвы и определения в них химических элементов проводились с учетом методик [2, 3, 4]. Содержание тяжелых металлов определяли методом рентгенофлуоресцентного анализа на Рентгенофлуоресцентном волновом спектрометре Thermo Fisher Scientific ARL 9900 WORKSTATION.

Отбор проб в зоне воздействия цементного завода города Белгород производился по методу конверта. Были отобраны 96 проб почвы по четырем направлениям (северо-восточное, северо-западное, юго-западное и юго-восточное). Фоновые пробы отбирались на удалении 6 км от завода. При отборе учитывалась роза ветров и микрорельеф. Определение содержания тяжелых металлов в почве проведено в лаборатории технического контроля АО «Белгородский цемент».

Цементное производство наряду с металлургией, электроэнергетикой, химией и машиностроением определяет экономический потенциал и уровень промышленного развития страны. Динамично развивающийся строительно-инвестиционный комплекс России, основу которого составляет цементная промышленность, дает возможности расширения объемов производства и ассортимента выпускаемой продукции [5].

Вокруг заводов, производящих цемент, асбестоцементные изделия, пеноблоки и другие строительные материалы повышенной летучести, образуются зоны максимального загрязнения окружающей среды радиусом до 2 км, с повышенным содержанием в воздухе пыли из частиц цемента, асбеста, кварца и других вредных веществ. Помимо стационарных источников значительное влияние на состояние атмосферного воздуха оказывают выбросы при добыче природного строительного сырья открытым способом, также на выбросы вредных веществ влияет автотранспорт [6, 7].

Основными воздействиями на окружающую среду при производстве цемента являются следующие факторы:

  1. Пыль (выбросы из дымовых труб и быстроиспаряющиеся компоненты),
  2. Газообразные выбросы в атмосферу (NOx, SO2, CO2, др.).

Исследовались 2 пробы почв − растворимая и пылевая (пыль) − по 4-ем направлениям (северо-западное, северо-восточное, юго-западное, юго-восточное) (табл.). Анализы показали присутствие в растворимой фазе ионов солей кальция, магния, калия, натрия. Также выявлены ионы сульфата, нитрата, нитрита, ион 3-валентного железа и аммония, и других химических элементов. Наибольшее загрязнение наблюдается на юго-восточном направлении – по господствующему направлению ветра.

Плотность загрязнения почв водорастворимыми компонентами, связанными, главным образом, с аэрозольным загрязнением атмосферы, заметно меньше, чем загрязнение пылью. Установлено, что превышений не наблюдается в содержании пыли над фоновыми показателями для всех элементов. Содержания таких металлов как цинк, хром и ванадий объясняется их высокой концентрацией во вмещающих горных породах. Минеральная нерастворимая фаза почв насыщена химическими элементами. Полученные данные объясняются распространением пыли, в том числе цементной, в высоких концентрациях от карьера, завода и побочных источников (автотранспорт и др.).

Таблица

Средние показатели содержания химических элементов в пылевой фазе почв в сравнении с фоновыми показателями и ПДК почв (северо-восточное направление).

Химические элементы

Среднее содержание в мг/кг

Фоновые значения в мг/кг (6000 м)

ПДК почв

на расстоянии от завода

20 м

2000 м

Li

60

12

2

-

B

46

15

8

-

Sc

11,0

2,6

2

-

Ti

916

510

75

5000

V

99

28

6

150

Cr

67

17

12

100

Mn

334

100

980

1500

Co

41

10,4

5

50

Ni

27

7,2

15

35

Cu

3,4

0,6

12

30

Zn

60,2

19,2

18

150

Ga

16,0

14,4

10

-

Y

76

28

25

-

Nb

13,4

7,9

7

-

Mo

1,9

2,8

2

5

Sn

5,9

4,2

4

50

Pb

18,2

2,2

15

32

Исследованиями установлено, что площадь загрязнения территории составляет свыше 10 км2. Техногенная аномалия в районе исследования с центром загрязнения цементным заводом распространяется на территорию города Белгород. Пылевое загрязнение тянется широким шлейфом к северо-востоку. По степени загрязнения почвенного покрова в минеральной фазе в северо-восточном направлении можно выделить 2 зоны: повышенного и слабого загрязнения.

Первая зона наиболее подвержена загрязнению − зона повышенного воздействия распространяется до 500 м с отсутствием превышения, но всё же имеющимся содержанием тяжёлых металлов.

Вторая − зона слабого воздействия до 2000 м, где содержание тяжёлых металлов гораздо ниже.

Выводы

Изучив проверенные пробы почвы в зоне воздействие выбросов цементного завода, запыленной территории цементной пылью, превышения ПДК не выявлено, но возможно со временем накопление в почве многих химических элементов, в том числе и тяжелых металлов увеличит антропогенную нагрузку на почву и естественную растительность вокруг. Во избежание усугубления ситуации необходимо совершенствовать газоочистные установки, а также снижать количество сырья, в состав которого входят тяжелые металлы.

Список литературы

  1. Ступин Д.Ю. Загрязнение почв и технологии их восстановления. Учебное пособие 2023. 430 с.
  2. Глазовский Н.Ф., Злобина А.И., Учватов В.П. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна. Пущино: Науч. центр биол. исслед. АН СССР. 1978. 28 с.
  3. Ломоносов И.С., Макаров В.Н., Хаустов А.П. и др. Экогеохимия городов Восточной Сибири / Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН. 1993. 108 с.
  4. Эколого-химический мониторинг урбанизированных территорий на Севере - на примере г. Сыктывкара // Коми научный центр УрО РАН: науч. докл. Вып. 354. Сыктывкар, 1995. 24 с.
  5. Катин В.Д. Теоретические и практические основы промышленной и экологической безопасности. Учебное пособие, 2022. 164 с.
  6. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. Москва. 2005. 336 с.
  7. Соколова Т.А., Толпешта И.И., Топунова И.В. Выветривание биотита в подзолистой почве в условиях модельного полевого опыта 2010. 1248 с.

Поделиться

61

Джавакян В. Г. Влияние цементного производства на почву на примере АО «Белгородский цемент» // Актуальные исследования. 2024. №37 (219). С. 7-9. URL: https://apni.ru/article/10044-vliyanie-cementnogo-proizvodstva-na-pochvu-na-primere-ao-belgorodskij-cement

Актуальные исследования

#39 (221)

Прием материалов

21 сентября - 27 сентября

Остался последний день

Размещение PDF-версии журнала

2 октября

Размещение электронной версии статьи

сразу после оплаты

Рассылка печатных экземпляров

15 октября