Р 52.24.581-97

РЕКОМЕНДАЦИИ

     
ОРГАНИЗАЦИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ
СПЕЦИАЛЬНЫХ НАБЛЮДЕНИЙ ЗА СОСТОЯНИЕМ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
В РАЙОНАХ РАЗВИТИЯ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
И СОПУТСТВУЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ

     

Дата введения 1999-04-01

     

ПРЕДИСЛОВИЕ

1 РАЗРАБОТАНЫ Гидрохимическим институтом Росгидромета

2 РАЗРАБОТЧИКИ А.М.Никаноров, д-р геол.-мин. наук (руководитель разработки); А.Г.Страдомская, д-р хим. наук; В.М.Иваник, канд. геогр. наук

3 УТВЕРЖДЕНЫ Гидрохимическим институтом Росгидромета

4 ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ ЦКБ ГМП 18.09.97 за N Р 52.24.581-97

5 РАЗРАБОТАНЫ ВПЕРВЫЕ

     
ВВЕДЕНИЕ

Высокий уровень загрязнения большого числа регионов токсичными соединениями приводит, а в ряде случаев уже привел к возникновению необратимых изменений наземных и водных экосистем. Последнее явилось основанием для выделения в соответствии с Законом Российской Федерации "Об охране окружающей природной среды" (статьи 58 и 59) территорий, классифицируемых как зоны экологического кризиса и экологического бедствия. Оценка их проводится в соответствии с разработанным в 1992 г. Минприроды совместно с Миннауки, Минздравом РФ, Росгидрометом и другими министерствами и ведомствами Российской Федерации основополагающим руководящим документом "Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия". Практический опыт показывает, что значительная часть территорий характеризуется напряженной экологической обстановкой (зоны экологического риска); в результате хозяйственной деятельности происходят негативные изменения в природной среде, влияющие на здоровье населения, снижение продуктивности и устойчивости природных экосистем.

В настоящее время в условиях жесткого дефицита бюджета и необходимости обоснованного вложения средств на решение приоритетных экологических проблем особенно острым является выявление регионов с сильно нарушенными природными комплексами, наиболее экологически опасных промышленных объектов и создание перечня приоритетных химических веществ, загрязняющих объекты природной среды и влияющих на здоровье населения.

Должная информация о состоянии природной среды в таких районах и нормативно-техническая документация их обследования отсутствуют.

В связи с этим требуется разработка новых, отличных от режимного подходов в организации и проведении локального мониторинга на территориях с высоким уровнем длительного хронического загрязнения, учитывающих специфику отдельных техногенных источников, и подготовка руководящих документов по их реализации.

Угледобывающая промышленность относится к числу одной из основных отраслей хозяйственной деятельности человека, развитие которой сопровождается негативным воздействием на здоровье человека и нарушением экологического состояния природной среды. На территории Российской Федерации насчитывается около 30 угледобывающих районов, где одновременно часто развиваются топливно-энергетические и химико-металлургические комплексы.

Большая мощность производственных объектов, зачастую находящихся друг от друга на значительном расстоянии, многочисленность используемых технологий и источников загрязнения, широкий набор содержащихся в них загрязняющих, в том числе токсичных, соединений (бенз(а)пирен и другие полициклические ароматические углеводороды, каменноугольные смолы, кадмий, свинец, ртуть, мышьяк и другие тяжелые металлы, сернистые соединения, а также нефтепродукты, фенолы, цианиды, сульфаты, хлориды, взвешенные вещества и т.д., включая вещества I-II класса опасности [26]), приводят к интенсивному загрязнению объектов природной среды на обширных территориях.

В то же время существующая система наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха, почв, природных вод позволяет контролировать содержание лишь незначительной доли токсикантов, зачастую не учитывающих специфику данного вида техногенного воздействия.

Поэтому для получения информации, адекватно отражающей реальное состояние объектов природной среды в районах добычи, переработки и использования каменного угля, необходимо проведение комплексных специальных наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха, почв и природных вод, позволяющих выявить зоны интенсивного антропогенного влияния, оценить статус их экологического неблагополучия (зоны экологического риска, экологического кризиса, экологического бедствия) с целью принятия целенаправленных природоохранных мер по оздоровлению этих территорий.

В настоящих рекомендациях предлагаются методико-методологические основы организации и функционирования локального мониторинга за загрязнением объектов природной среды в районах развития угледобывающей промышленности и производств, использующих каменный уголь в качестве сырья или энергетического топлива.

При разработке рекомендаций использованы основные принципы и положения, изложенные в руководящих документах [1-4], стандартах, указанных в разделе 2 по организации и проведению режимного мониторинга за загрязнением атмосферного воздуха, поверхностных вод суши и почв, а также библиографические источники [5-40].

     1 ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящие рекомендации устанавливают основные принципы организации и проведения специальных наблюдений за загрязнением объектов природной среды (атмосферного воздуха, почвы, поверхностных вод, донных отложений) в районах, подверженных техногенному воздействию угледобывающей промышленности и производств, использующих уголь в качестве сырья или топлива (далее - сопутствующих производств). Такие наблюдения организуются на базе сети режимных наблюдений, осуществляемых в рамках Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей природной среды.

Рекомендации предназначены для оперативно-производственных организаций Росгидромета, проводящих режимные наблюдения за загрязнением объектов природной среды, а также могут быть использованы подразделениями соответствующих министерств и ведомств, осуществляющих природоохранную деятельность в районах развития угледобывающей промышленности, научно-исследовательскими и проектными организациями, занимающимися оценкой и прогнозированием состояния атмосферного воздуха, почв и водных объектов в этих районах.

     2 НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ

В рекомендациях использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов.

ГОСТ 17.1.5.05-85. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков.

ГОСТ 17.4.3.04-85. Охрана природы. Почвы. Общие требования к контролю и охране от загрязнения.

ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб.

ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.

     3 СОКРАЩЕНИЯ

     4 ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Загрязняющее воду вещество, загрязняющее вещество - вещество, вызывающее нарушение норм качества воды.

Загрязненность воды - содержание в воде загрязняющих веществ, микроорганизмов и тепла, вызывающее нарушение требований к качеству воды.

Загрязнение воды - поступление в водный объект загрязняющих веществ, микроорганизмов и тепла, вызывающее нарушение требований к качеству воды.

Загрязнение атмосферы - изменение состава атмосферы в результате наличия в ней примесей.

Загрязняющее воздух вещество - примесь в атмосфере, оказывающая неблагоприятное действие на окружающую среду и здоровье человека.

Режимные наблюдения за состоянием природной среды - наблюдения, проводимые на сети Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей природной среды по установленным программам с целью получения и накопления данных о состоянии объектов природной среды.

Специальные наблюдения за состоянием природной среды - наблюдения, проводимые на сети Государственной службы наблюдений за состоянием окружающей природной среды по специальным программам с целью получения информации о загрязненности объектов природной среды в местах интенсивного техногенного воздействия.

     5 ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В РАЙОНАХ РАЗВИТИЯ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И СОПУТСТВУЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВ И ОСОБЕННОСТИ ИХ НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

     5.1 Общие сведения

Угледобывающая промышленность включает добычу и переработку (обогащение и брикетирование) природного каменного угля, значительная часть которого затем используется в виде кокса в черной и цветной металлургии, для производства электроэнергии, цемента и в качестве сырья в различных видах химической промышленности.

Основными аспектами влияния угледобывающей промышленности и сопутствующих производств на состояние природной среды являются:

- геомеханические (изменение рельефа местности, механические повреждения почвы);

- гидрогеологические (изменение уровня подземных вод и путей их движения, истощение водоносных горизонтов, изменение водного режима почв);

- гидрологические (изменение водности и водного режима водных объектов);

- физико-химические (загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, почв, донных отложений остротоксичными специфическими веществами, их подкисление, засоление и т.д.).

Значимость перечисленных аспектов на стадиях добычи угля, его переработки и непосредственного использования различна и зависит от применяемой технологии производства и типа добываемого и перерабатываемого сырья.

     5.2. Состав добываемого угля

Состав угля, добываемого в разных месторождениях, существенно различен, но обязательно включает органическую (горючую) массу и минеральные примеси.

Основой любого угля является органическая масса, в состав которой входят в различных соотношениях углерод, кислород, водород, азот, сера и иногда фосфор. Основную часть минеральной составляющей угля, остающейся после сгорания горючих веществ (зола), образуют три класса минералов: силикаты (в основном алюмосиликаты), сульфиды (преимущественно сульфиды железа) и карбонаты кальция, магния и железа.

В составе примесей угля наиболее вредной составляющей является сера сульфатная (пирит, марказит), предопределяющая формирование кислых шахтных вод и кислотных выбросов. В углях разных и даже одного бассейна содержание серы сульфатной различно [5, 11]. На территории Российской Федерации наиболее высоким содержанием серы сульфатной отличаются угли Кизеловского месторождения (более 6%) и Донбасса (до 3,5%). Содержание серы сульфатной в углях Кузбасса составляет от 0,5 до 1%, в сибирских углях, за исключением Иркутского месторождения, - не более 2%.

Наряду с перечисленными компонентами некоторые угли содержат различные металлы (Mn, Zn, Pb, Cd, Cu, As, Au, V, Be, Ge, Ni и др.).

В процессе переработки и использования угля в качестве сырья или топлива органические и неорганические его компоненты становятся источниками загрязнения объектов природной среды. В частности, при горении и коксовании угля от 30 до 50% от общего количества содержащегося в нем мышьяка может поступать в атмосферу.

     5.3 Основные источники загрязнения объектов природной среды при добыче и переработке угля

5.3.1 Шахтные (карьерные) воды

Подземная добыча угля сопровождается образованием значительного количества шахтных вод, открытая добыча - карьерных вод, в дальнейшем именуемых общим понятием шахтные воды.

Основу шахтных вод составляют подземные воды, дренируемые горными выработками. Дополнительным источником образования шахтных вод может быть фильтрация в горные выработки атмосферных осадков и поверхностных вод из прилегающих водных объектов, что особенно характерно для районов распространения трещиноватых и карстовых пород.

Обводненность шахт варьирует в широких диапазонах и значительно изменяется в течение года: наибольший водоприток в горные выработки приходится, как правило, на период весеннего снеготаяния и летне-осенние дождевые паводки.

Химический состав шахтных вод определяется в первую очередь исходным составом формирующих их подземных вод. В дальнейшем последние загрязняются частицами угля, породы и инертной пыли, образующейся в процессе проведения горных работ. Как правило, при этом значительно возрастает содержание взвешенных веществ, минерализация воды, изменяется ионный состав (класс воды из гидрокарбонатного переходит чаще в сульфатный, а в некоторых районах при разработке глубоких горизонтов угля - в хлоридный). При взаимодействии шахтных вод с содержащимся в углях серным колчеданом (преимущественно пиритом) может происходить формирование кислых шахтных вод, представляющих наибольшую экологическую опасность. В результате может существенно (на 2-3 единицы) снижаться рН, что приводит к возрастанию в этих водах концентраций Мn, Аl, Fe (до нескольких десятков, сотен и тысяч миллиграммов в кубическом дециметре соответственно), а также других, в том числе приоритетных токсичных металлов (Cd, Pb, Hg).

Шахтные воды, помимо этого, существенно обогащены органическими ароматическими соединениями, в том числе полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и их окисленными производными (ПАС), а также нефтепродуктами.

Минерализация и химический состав шахтных вод даже в пределах одной и той же шахты могут существенно изменяться как в течение года, так и со временем ее эксплуатации.

Учитывая то, что шахтные воды подвергаются в основном только механической очистке в прудах-отстойниках, можно считать, что последующий сброс их в водные объекты либо в пониженные участки рельефа (балки, овраги и т.д.) приводит к загрязнению объектов природной среды органическими и неорганическими загрязняющими веществами.

5.3.2 Отвалы горных пород

При извлечении из шахт на поверхность горной породы образуются отвалы, являющиеся потенциальными источниками загрязнения объектов природной среды сульфатами, хлоридами, тяжелыми металлами и др. Возникающая в процессе разрушения пород пыль сдувается с отвалов и переносится ветром на значительные расстояния, загрязняя почвы и приземный слой атмосферы. Кроме того, значительные количества веществ, главным образом минеральных макрокомпонентов и тяжелых металлов, вымываются из пород атмосферными осадками, загрязняя почвы, поверхностные и подземные воды, донные отложения. Источниками загрязнения атмосферы диоксидом серы, оксидами азота, углерода, а также полициклическими ароматическими углеводородами являются горящие отвалы пород.