|
апрель 2007 года
СЕКЦИЯ ГЕОЛОГИИ
содержание
Т.Г. Шимко, М.Л. Кулешова, В.И. Сергеев, З.П. Малашенко, Н.А. Свиточ Н.А. (ЛОГС)
В России существует обширная сеть тепловых электростанций, работающих на угле., Используемые в качестве топлива низкосортные угли содержат большое количество токсичных элементов, которые при смывании водой золы от сжигания переходят в жидкую фазу пульпы. В этом растворе могут присутствовать в концентрациях, превышающих ПДК, такие элементы как As, Se, V, Be, B, Ba, Mo, Sr, F, Al, Li и др. Несмотря на то, что вода используется в замкнутом цикле, определенная часть ее профильтровывается через основание хранилища и создает угрозу загрязнения подземных вод. Единственным препятствием на пути транспорта загрязнителей в водоносный горизонт служит грунтовая толща зоны аэрации в основании места складирования отходов. В зависимости от состава слагающих ее грунтов, она может служить в качестве геохимического барьера или нет.
В результате исследований ЛОГС, выполненных на 5 объектах складирования отходов тепловых электростанций, разработана методика оценки грунтовых толщ в основании золохранилищ как геохимических барьеров для загрязнителей, содержащихся в жидкой фазе.
Методологическая схема проведения исследований при размещении золошлаковых отходов рассматривается на примере Рефтинской ГРЭС. Эта станция на Урале, одна из крупнейших тепловых электростанций в России, работает с 1963 г. В ходе научно-исследовательских работ изучалась территория площадью 5 км2 с целью оценки природной защищенности подземных вод. Планируемое время эксплуатации хранилища было 10 лет.
Работы выполнялись по следующему плану.
- Изучение химического состава твердой и жидкой фазы отходов показало, что в данном случае потенциальными элементами-загрязнителями подземных вод, концентрации которых превышали ПДК, были As, V, Se и F.
- В результате изучения и анализа геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий района Рефтинской ГРЭС было проведено типологическое районирование с выделением квази-однородных участков по строению зоны аэрации. Вся территория была подразделена на 13 участков, каждый из которых имел характерный для него разрез зоны аэрации (рис. 1). Для дальнейших лабораторных исследований были отобраны образцы всех типов грунтов, слагающих зону аэрации на изучаемой площади.
- На всех разновидностях грунтов были проведены экспериментальные исследования поглощающей способности относительно присутствующих в пульпе элементов-загрязнителей (с использованием жидкой фазы отходов) и определены миграционные параметры процесса массопереноса. Исследовалась также десорбция поглощенных элементов.
- На базе получаемых выходных кривых с использованием математического моделирования рассчитывались миграционные параметры, получение которых позволяло решать прогнозные задачи распространения загрязнителей в грунтах зоны аэрации.
- Для каждого типа грунта и каждого элемента рассчитывалось предельно допустимое время его эксплуатации как геохимического барьера, в течение которого загрязнитель будет поглощаться грунтом зоны аэрации, и не будет происходить загрязнения подземных вод. Такой расчет производился для каждого участка, выделенного на этапе типизации территории, при этом учитывался процесс десорбции. Пример расчета времени достижения элементом УГВ показан в таблице для одного из участков. В расчетах предельно-допустимого времени эксплуатации участка как барьера (Т пред ) принимались во внимание минимальные значения мощности слоя грунта и минимальное время достижения УГВ первым из элементов.
- По результатам расчетов Тпред для каждого участка была построена карта защищенности подземных вод на всей площади золохранилища на период проектируемого времени эксплуатации участка (рис. 2).
|
|
| Рис. 1. Карта типологического районирования |
Рис. 2. Карта защищенности подземных вод |
|
