Спосіб визначення класу небезпеки твердих відходів гірничодобувної промисловості

Спосіб визначення класу небезпеки твердих відходів гірничодобувної промисловості, який включає визначення валового вмісту важких металів, який відрізняється тим, що визначають як валовий вміст важких металів, так і вміст їх водорозчинних форм у відходах, і на основі отриманих даних розраховують індекси токсичності для кожного з металів за формулою: Свал. / в. К і Ме , ГДКвал. / рух . Корисна модель відноситься до проблеми охорони навколишнього середовища та збереження здоров'я населення промислових територій і дозволяє визначити клас небезпеки відходів гірничодобувної промисловості, які вміщують важкі метали. Особливість відходів гірничодобувної промисловості пов'язана з їх значними об'ємами та складуванням на денній поверхні на довготривалий термін. Такі відходи, зазвичай, займають значні площі і тому є джерелом забруднення об'єктів довкілля. Розташовані поблизу великих міст зі значною чисельністю населення і за умов наявності в них важких металів відходи безперечно впливають на здоров'я населення, викликаючи захворювання бронхів, легенів, верхніх дихальних шляхів та ін. Тому, відповідно зі ст. 25 Закону України «Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення» необхідно визначати клас небезпеки відходів, в тому числі гірничодобувної промисловості, які впливають на здоров'я населення не стільки безпосередньо, скільки опосередковано за рахунок накопичення важких металів у таких об'єктах довкілля як ґрунт та рослини. В процесі сучасного вивітрювання відходів та вилу говування з них сполук важких металів вони також є джерелом постійного впливу на поверхневі та підземні води. Відомий спосіб визначення ступеню впливу відходів на забруднення ґрунту, річкової, питної води або прісноводних донних відкладів важкими металами ґрунтується на дослідженні поведінки таких тест-об'єктів як ембріони і личинки морських їжаків. Оцінку токсичності проводять за летальністю та кількістю аномалій розвитку ембріонів і личинок в порівнянні з контрольною пробою, при цьому токсичність виражають у відносних одиницях [1]. Недоліком даного способу є те, що оцінку токсичності ґрунту та донних відкладів можна проводити лише опосередковано через біологічне ураження тест-об’єктів, але без визначення кількісних показників, що не дає змогу однозначно оцінити ступінь токсичності відходів. Відомий також спосіб оцінки небезпеки відходів, заснований на проведенні дослідів з участю пацюків та оцінки поведінки при введенні їм через шлунок та через брюшину пилу золи теплової електростанції. Оцінку ступеню токсичності проводять за клінічними ознаками отруєння, симптомами проявлення дії золи на організм та поведінку тва де К і Ме - індекс токсичності кожного металу; С вал. / в. - валовий вміст компоненту або його вміст у водорозчинній формі; ГДКвал. / рух . - гранично допустима концентрація (19) UA (11) 55027 (13) U відповідно для валового вмісту або для вмісту рухомих форм важких металів у ґрунті, та визначають клас небезпеки і ступінь токсичності відходів за сумою індексів токсичності окремо за валовим вмістом та за вмістом водорозчинних форм металів. 3 55027 4 рин у порівнянні з поведінкою контрольних тварин та визначають клас небезпеки і ступінь токси[2]. чності відходів за сумою індексів токсичності окреНедоліком цих способів є те, що вони є досить мо за валовим вмістом та за вмістом водорозчиндовготривалими, коштовними, за суттю якісними, а них форм металів. не кількісними і тому не дозволяють точно і швидЗапропонований спосіб, визначення класу неко оцінити ступінь токсичності відходів і відповідно безпеки відходів відноситься до відходів що не тенденцію забруднення довкілля. переробляються і складуються у вигляді відвалів, Найбільш близьким за суттю до корисної мотериконів. Ці відходи представлені різними типами делі є Державні санітарні правила та норми [3]. гірничих порід, які являють собою природні матеВідповідно до даного документу проводиться виріали і до їх складу входять суглинки, піски, глини, значення валового вмісту для кожного з інгредієнсупіски, що включають різноманітні мінерали, які у тів - важких металів. При цьому розраховують тасвоєму складів містять сполуки важких металів. кий показник як індекс токсичності. Визначення При зберіганні відходів під впливом атмосферних індексу токсичності проводиться з урахуванням опадів у зоні розташування відвалів формуються таких фізико-хімічних та токсикологічних характетехногенні потоки розсіювання, що вміщують важкі ристик компонента - забруднювача, як гранично метали, які за рахунок процесів міграції будуть допустима концентрація металу у ґрунті, леткість надходити у поверхневі води, ґрунти та рослини і хімічного інгредієнта, розчинність його у воді. забруднюють їх. Даний спосіб має ряд недоліків: Спосіб складається з двох етапів. - при оцінці класу небезпеки відходів враховуПерший етап - це визначення валового вмісту ють лише два або три пріоритетних інгредієнта; важких металів І, II, III класу токсичності з викорис- вибір пріоритетних інгредієнтів у відходах танням спектрального методу аналізу. Далі проводля урахування їх небезпеки є деякою мірою видиться розрахунок індексів токсичності для кожнопадковим, оскільки відсутнє наукове обґрунтуванго з металів. Клас небезпеки відходів визначається ня цього вибору; за величиною суми цих індексів. - використання величин розчинності у розраС вал. Кі , хунку для різних сполук можуть відрізнятися на ГДК вал. декілька порядків, це потребує визначення повноде К і - сумарний індекс токсичності; го речового складу відходів, що ускладнює, удорощує спосіб і робить його не оперативним; С вал. - валовий вміст компоненту; - не враховуються санітарно-токсикологічні поГДК вал. - гранично допустима концентрація казники небезпеки окремих металів у відповідності з класами токсичності; валового вмісту важких металів у ґрунті. - кількісний і якісний аналіз відходів з метою Другий етап складається з визначення водновизначення класу їх небезпеки потребує значних міграційних форм металів, які утворюються при затрат коштів та часу. взаємодії відходів з опадами, талими водами. ВоЗадачею корисної моделі є розробка нового ни утворюється в першу чергу і метали у цій формі способу визначення класу небезпеки твердих відє найбільш рухомими. Для цього до наважки здріходів гірничодобувної промисловості, який дозвобненої до 1 мм відвальної породи додають дистиляє забезпечити достовірну екологічну оцінку клальовану воду у співвідношенні фаз тверда : рідка су небезпеки відходів та є об'єктивною основою 1:5. Суміш струшують 5 хв. Потім відділяють твердля прогнозування найбільш вірогідного забрудду фазу від рідкої фільтруванням. Визначення нення об'єктів довкілля у зоні розташування відхоконцентрації важких металів у фільтраті проводять дів за рахунок додаткового визначення вмісту важз використанням атомно-абсорбційного аналізу. За ких металів. результатами аналізу для кожного з металів розЗадача вирішується шляхом визначення валораховували індекси токсичності. Клас небезпеки вого вмісту важких металів, при цьому визначають відходів оцінювали за сумою індексів з урахуваняк валовий вміст важких металів, так і вміст їх воням елементів І, II, III класу токсичності дорозчинних форм у відходах і на основі отримаС в. Кі них даних розраховують індекси токсичності для ГДК рух . кожного з металів за формулою: де К і - сумарний індекс токсичності; С вал. / в. , К і Ме ГДК вал. / рух С в. - концентрації компоненту у водорозчинні формі; де К і Ме - індекс токсичності кожного металу; ГДК рух . - гранично допустима концентрація С вал. / в. - валовий вміст компоненту або його рухомих форм важких металів у ґрунті. вміст у водорозчинній формі; Випробування запропонованого способу проГДК вал. / рух - гранично допустима концентраводилося на прикладі відвальних шахтних порід ція відповідно для валового вмісту або для вмісту Західного Донбасу (табл. 1, 2). рухомих форм важких металів у ґрунті, 5 55027 6 Таблиця 1 Валовий вміст важких металів у відвальних шахтних породах Західного Донбасу Елементи Клас токсичності Рb Сu Ni Zn Co Mn I II II II II III від 15,0 20,0 30,0 30,0 15,0 300,0 Вміст, мг/кг до 20,0 50,0 100,0 100,0 30,0 700,0 середнє 18,3 38,3 61,6 75,0 21,6 533,3 ГДК, мг/кг 32 55 85 100 50 1500 Таблиця 2 Вміст водорозчинних форм важких металів у відвальних шахтних породах Західного Донбасу Елементи Клас токсичності Рb Сu Ni Zn Co Mn I II II II II III від 0 0 0,05 0,2 0 0,3 Вміст, мг/кг до 2,5 0,05 3,8 3,0 0,05 100 середнє 0,77 0,16 1,27 1,24 0,09 26,5 ГДК, мг/кг 2 3 4 23 5 50 Індекси токсичності розраховані для першого та другого етапу оцінки небезпеки відходів Західного Донбасу наведені в таблиці 3. Таблиця 3 Індекси токсичності важких металів у відвальних шахтних породах Західного Донбасу Елементи Рb Сu Ni Zn Co Mn Сумарний індекс токсичності Індекси токсичності за валовим вмістом за водорозчинними формами 0,57 0,39 0,70 0,05 0,72 0,32 0,75 0,05 0,43 0,02 0,36 0,53 3,53 1,36 Сумарний індекс токсичності знайдений за валовим вмістом важких металів у відходах виявився у 2,6 разів вищім ніж визначений за водорозчинними формами. Тобто було одержано перевищений результат токсичності відходів, а з використанням запропонованого способу можна з більшою вірогідністю оцінити ступінь впливу відходів на забруднення об'єктів довкілля. При цьому оцінка класу небезпеки відходів дозволяє визначити лише вірогідність ризиків забруднення об'єктів довкілля. Оцінка класу небезпеки відходів з урахуванням валового вмісту та рухомих форм важких металів дозволяє додатково виявити також реально терміновий вплив відходів на довкілля гірничодобувної промисловості. Запропонований метод дозволяє: - вирішити питання впливу відходів на забруднення не тільки поверхневих та підземних вод, а й ґрунтів та рослин на прилеглих територіях, а також вплив на здоров'я населення; - обґрунтувати розробку та проведення рекультиваційних заходів в гірничодобувній промисловості, оскільки технічні можливості переробки в повному обсязі значних об'ємів відходів гірничодобувної промисловості відсутні. Розроблений спосіб відрізняється універсальністю оскільки може бути використаний для відходів інших галузей промисловості. Джерела інформації 1. Патент RU 2057337 С2, кл. G01N33/18, 1996. 2. Борисенкова Р.В., Дик Э.П., Соболева А.Н., Луценко Л.А. Оценка опасности золошлаковых отходов Улан-Удэнских ТЭЦ //Медицина труда и промышленная экология. - 2000. - № 4. - С. 8-13. 3. ДСанПіН 2.2.7.029-99 Гігієнічні вимоги щодо поводження з промисловими відходами та визначення їх класу небезпеки для здоров'я населення. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 55027 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601