Характерные содержания элементов в основных почвообразующих породах России, не подвергнутых техногенному воздействию
|
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------- ------ -------------------------------- Г ........ |
1 ■ ---------------------------------------------------- |
|||||||
|
|
|
Основные почвообразующие породы, г/т |
|
|
||||
Химиче |
Лёссы |
Мор |
Озерно- |
Покров |
Сугли |
Супес |
Флюви- |
Шунги- |
Кларк |
ский |
и лёссо |
ледни |
чаная |
огляци- |
|||||
элемент |
ские |
ные суг |
нистая |
и пес |
товые |
лито |
|||
|
видные |
глины |
ковые |
линки |
морена |
чаная |
альные |
породы |
сферы |
|
суглинки |
глины |
пески |
||||||
|
|
|
|
морена |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
50 |
130 |
30 |
25 |
22 |
20 |
10 |
55 |
12 |
V |
170 |
140 |
180 |
90 |
80 |
30 |
20 |
200 |
90 |
Сг |
95 |
86 |
140 |
75 |
65 |
40 |
36 |
20 |
83 |
Мп |
500 |
>4000 |
800 |
800 |
600 |
350 |
200 |
1660 |
1000 |
Со |
15 |
10 |
10 |
10 |
9 |
6 |
2 |
30 |
18 |
Ni |
30 |
58 |
40 |
38 |
22 |
15 |
5 |
500 |
58 |
Си |
25 |
23 |
25 |
23 |
20 |
12 |
5 |
260 |
47 |
Zn |
70 |
70 |
54 |
49 |
47 |
28 |
10 |
129 |
83 |
Мо |
0 |
15 |
0 |
0 |
0 |
0,8 |
0,8 |
1,9 |
1,1 |
I |
1,1 |
5 |
1 |
0,9 |
0,9 |
0,1 |
0,1 |
0 |
0,4 |
Таблица 3.28
Содержание стронция в грунтах на территории ОАО "Северсталь"
|
Глубина |
|
Количество стронция, г/т |
||
Место отбора пробы |
|
|
|
||
бурения, м |
в пробе |
среднее |
аномальное (до глубины) |
||
|
|||||
|
|
в пробе |
|||
|
|
|
|
||
Район кислородно-кон |
18 |
123-171 |
140 |
171 (до 0,4 м) |
|
вертерного цеха |
|
|
|
|
|
Район ЧСПЗ |
4 |
117-326 |
168 |
300-326 (до 1,1 м) |
|
Завод бетонных изделий |
3 |
131-195 |
158 |
174-195 (до 0,6 м) |
|
Левый берег р. Кошта |
21 |
94-192 |
150 |
176-192 (до 0,6 м) |
|
Район ЗШН № 2 |
13 |
88-237 |
169 |
197-273 (до 0,6 м) |
|
Берег р. Кошта |
13 |
133-146 |
139 |
Равномерное распределение |
|
у ЗШН № 2 |
|
|
|
|
|
ЗШН № 1 |
23 |
128-247 |
137 |
193-247 (до 0,6 м) |
|
Сток из ЗШН № 1 |
23 |
123-192 |
142 |
Равномерное распределение |
|
Район АТП |
12 |
137-240 |
148 |
240 (до 0,1 м) |
|
Район АТП и КХП |
6 |
167-179 |
174 |
Равномерное распределение |
|
Шлаковый отвал |
8 |
156-286 |
160 |
286 (до 0,1 м) |
|
На границе порта и завода |
3 |
165 |
145 |
Равномерное распределение |
|
бетонных изделий |
|
|
|
|
|
Порт |
4 |
160 |
140 |
Равномерное распределение |
|
На границе прокатного |
5 |
80-350 |
188 |
200-350 (до 2 м) |
|
цеха и жилых районов |
|
|
|
|
|
ЧСПЗ - Череповецкий сталепрокатный завод; АТП - азотно-туковое производство; КХП - кок сохимическое производство.
Ряды биологического поглощения
Эффективность
поглощения
Ряд |
Группа |
Элементы биоло Энергичного гического накоп-
ления
Сильного
Элементы биоло Среднего гического захвата
Слабого и очень слабого
Коэффициент поглощения Ах
100п |
Юл |
п |
0,1/1 |
0,01-0,1/1 |
Р, S, Cl, Br, I
Са, Na, К, Mg, Zn, В, Se, Sr
Mn, F, Ba, Ni, Cu, Ga, Co, Pb,
Sn, As, Mo, Hg, Ag, Ra
Si, Al, Fe, Ti, Zr, Rb, V, Cr, Li, I, Nb, Be, Cs, Та, W, Se, Sb, Cd
ногенные грунты, составляет:
28 10б • 3,5 • 1,6 • (178 - 140) • 10- 6 = 5958,9 т или 26,17 г/т чугуна,
где 28 • 1 0 б - общая площадь техногенных грунтов на территории металлур гического региона; 3,5 - средняя мощность техногенных грунтов, м; 1,6 - средняя плотность грунта, т/м3; (178 - 140) - разность между содержанием стронция в техногенных грунтах и фоновым содержанием, г/т.
Аккумулирование стронция растительным покровом. Аккумуляция микроэлементов растительным покровом оценивается коэффициентом биологического поглощения А х (табл. 3.29)
А, = 1х/пх,
где 1Х- содержание элемента в золе растения; пх - содержание элемента в гор ной породе или почве, на которой произрастает растение (кларк концентрации).
Стронций относится к элементам очень интенсивного биологического накопления (Ах = 10-100, в среднем для условий Севера Европейской части России - 75). Кроме того, у стронция обнаруживается тенденция к накопле нию в свежем опаде лиственного леса и лесной подстилке. В озеленении тех ногенных грунтов северной и средней полосы России во второй половине XX века наиболее часто использовалась липа мелколистная. Для этой дре весной породы характерно интенсивное накопление таких элементов, как Sr, Мо, Си (табл. 3.30).
Определим количество стронция, аккумулируемого растительным по кровом Череповецкого промышленного района:
178 • КН • 50 • 106 • (0,35/10) • 5 • 0,252 • (3,14/4) • 0,2 • 0,035 • 75 =
= 4,1 т стронция или 0,18 г Sr/т чугуна,
где 178 10- 6 - содержание стронция в технических грунтах, т/м3; 50 • 106 - территория металлургического комбината, м2; 0,35 —площадь, занимаемая зелеными насаждениями, доли ед.; 1 0 —площадь, занимаемая одним дере вом, м2; 5 —средняя высота дерева, м; 0,2 —плотность древесины, т/м3; 0,035 —
Таблица 3 3 0
Интенсивность биологического поглощения микроэлементов липой мелколистно**
Тип насаждений |
|
Коэффициент поглощения Ах |
|
||
Юл |
л |
0,1л |
0,01-0, In |
||
100л |
|||||
Лесопарки |
Sr, Zn |
Mo, Cu, Ag, |
Mn, Pb, Cr, |
Ti, V, Co, Sn |
|
|
|
Ba |
Ni |
|
|
Зона промышленных Ag |
Mo, Ni, Sr, |
Mn, Pb, Sn |
Cr, Co |
Ba, Ti, V |
|
предприятий |
Zn, Cu |
|
|
|
|
Зона предприятий |
Mo, Sr, Sn, |
Ni, Zn, Pb, |
Mn, Sn, Ba |
V, Co, Ti |
|
черной металлургии |
Zn |
Cu, Cr, Ag |
|
|
|
Посадки вдоль ма |
Sr, Mo |
Cu, Ag, Zn, |
Mn, Co, Ba |
Ti,V |
|
гистралей электро |
|
Sn, Pb, Cr, Ni |
|
|
|
передач: |
|
|
|
|
|
5-10 тыс. кВт/ч |
|
|
|
|
|
3-5 тыс. кВт/ч |
Sr, Mo |
Cu, Ag, Zn |
Sn, Pb, Cr, |
V |
|
|
|
|
Ni, Ba, Ti, |
|
|
|
|
|
Mn, Co |
|
|
3-5 тыс. кВт/ч |
Sr, Mo, Cu |
Zn, Ag, Pb, |
Sn, Co, Cr, |
Ti, V |
|
|
|
Ni |
Mn, Ba |
|
|
Таблица 3 3 1
Элементопоток стронция для Череповецкого металлургического региона за 1955-1995 гг.
Статья баланса |
Количество |
% |
|
|
стронция, т |
|
|
Приход |
|
100 |
|
В с е г о |
15255,9 |
||
В том числе: |
|
|
|
с угольным концентратом |
13662,0 |
89,6 |
|
с железорудными материалами |
455,4 |
3,0 |
|
с флюсами |
1138,5 |
7.4 |
|
Расход |
|
|
|
Продукция (доменный шлак) |
6307,3 |
41,3 |
|
Накоплено в техногенных грунтах |
|
|
|
В с е г о |
7325,1 |
48.0 |
|
в том числе: |
|||
|
|
||
в ЗШН и шлаковых отвалах |
1366,2 |
|
|
собственно в грунтах |
5958.9 |
|
|
Выбросы в водную среду |
|
||
|
|
||
В с е г о |
303,5 |
2,0 |
|
В том числе: |
|||
|
|
||
грунтовые воды |
262,5 |
|
|
поверхностные сточные воды |
|
||
36,4 |
|
||
подземные воды |
4,6 |
|
|
Аккумулировано растительным покровом |
0ЧУ, J3 |
||
40,1 |
|||
Выбросы в воздушный бассейн за территорию предприятия (по |
1279,9 |
8,4 |
|
разности) |
|
|
Таблица 3.32
Элементопотоки V, Cd, Со, Си, Ni, Pb, Сг, Zn для Череповецкого металлургического
Статьи баланса |
Ванадий |
|
|
т |
% |
Приход |
|
|
В с е г о |
46291,4 |
100 |
В том числе: с угольным |
10701,9 |
23,1 |
концентратом |
31718,6 |
68,5 |
с ж/рудным материалом |
||
с флюсами |
3870,9 |
8,4 |
Расход |
33722,4 |
|
В с е г о |
72,8 |
|
Продукция |
31878,0 |
|
В том числе: металлопродукция |
|
|
попутная продукция |
1844,4 |
|
Накоплено в техногенных |
|
|
грунтах |
11885,9 |
|
В с е г о |
25,75 |
|
В том числе: в ЗШН и |
2960,1 |
|
шлаковых отвалах |
|
|
собственно в грунтах |
8925,8 |
|
Выбросы в водный бассейн |
|
|
В с е г о |
68,3 |
0,15 |
В том числе: грунтовые воды |
45,5 |
|
поверхностные сточные воды |
22,8 |
|
подземные воды |
0 |
|
Аккумулировано растительным |
0 |
0 |
покровом |
|
|
Выбросы в воздушный бассейн |
614,8 |
1,3 |
за территорию предприятия (по |
|
|
разности) |
|
|
Химические элементы |
|
|
|
Кадмий |
|
|
Кобальт |
т |
% |
т |
% |
1161,3 |
100 |
23407.6 |
100 |
387,1 |
33,3 |
4280,8 |
18,3 |
728,6 |
62,7 |
17259,7 |
73,7 |
0 |
0 |
1867,1 |
8,0 |
159,4 |
13,7 |
13639,2 |
58,3 |
68,3 |
|
12580,4 |
|
91,1 |
|
1058,8 |
|
842,5 |
72,5 |
9483,7 |
40,5 |
364,3 |
|
1115,7 |
|
478,2 |
|
8368,0 |
|
45,5* |
3,9 |
22,8 |
0,1 |
45,5 |
|
22,8 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
1,0 |
0 |
|
11,4 |
11,4 |
0,005 |
|
102,5 |
8,8 |
250,5 |
1,05 |
среднее содержание золы в древесине, доли ед.; 7 5 —коэффициент интенсив ности биологического поглощения стронция.
Построение схемы элементопотоки стронция. Итак, мы рассмотрели все основные стадии движения стронция в производственном цикле метал лургического предприятия ОАО “Северсталь” и на территории формируе мого предприятием промышленного региона. Теперь можно построить элементопоток стронция в численной форме (табл. 3.31) и в графическом виде (рис. 3.12).
В соответствии с изложенной методикой для рассмотренных выше усло вий Череповецкого металлургического региона были рассчитаны элементо потоки для следующих химических элементов: ванадия, кадмия, кобальта, ме ди, никеля, свинца, хрома и цинка. Элементопотоки приведены в табл. 3.32 и на рис. 3.13-3.20. Анализ полученных результатов показывает, что:
|
|
|
Химические элементы |
|
|
|
|
||
Медь |
|
Никель |
|
Свинец |
|
Хром |
|
Цинк |
|
т |
% |
т |
% |
т |
% |
т |
% |
т |
% |
12717,0 |
100 |
79717,8 |
100 |
29919,8 |
100 |
222690,6 |
100 |
86298,3 |
100 |
3051,2 |
24,0 |
14140,2 |
17,7 |
8197,2 |
27,4 |
15028,2 |
6,7 |
3643,2 |
4,2 |
7798,7 |
61,3 |
64165,9 |
80,5 |
21722,6 |
72,6 |
199692,9 |
89,7 |
77418,0 |
89,7 |
1867,1 |
14,7 |
1411,7 |
1,8 |
0 |
0 |
7969,5 |
3,6 |
5237,1 |
6,1 |
10030,2 |
78,9 |
55490,5 |
69,6 |
7832,8 |
26,2 |
189901,8 |
85,3 |
26185,5 |
30,3 |
9905,0 |
|
55353,9 |
|
7104,2 |
|
185530,0 |
|
7969,5 |
|
125,2 |
|
136,6 |
|
728,6 |
|
4371,8 |
|
18216,0 |
|
2468,2 |
19,4 |
24188,6 |
30,35 |
16781,5 |
56,1 |
22337,4 |
10,0 |
52462,1 |
60,8 |
979,0 |
|
3574,9 |
|
3825,4 |
|
5829,1 |
|
32105,7 |
|
1489,2 |
|
20613,7 |
|
12956,1 |
|
16508,3 |
|
20356,4 |
|
207,2 |
1,6 |
36,5 |
0,05 |
216,3 |
0,7 |
9369,9 |
4,2 |
592,1 |
0,7 |
136,6 |
|
34,2 |
|
102,5 |
|
11,4 |
|
409,9 |
|
63,8 |
|
2,3 |
|
68,3 |
|
3574,9 |
|
113,9 |
|
6,8 |
0,1 |
0 |
|
45,5 |
|
5783,6 |
0 |
68,3 |
|
11,4 |
2,2 |
- |
2,3 |
- |
0 |
409,9 |
0,5 |
||
0 |
0 |
0 |
0 |
5086,9 |
17,0 |
1081,6 |
0,5 |
6648,7 |
7,7 |
-коэффициент извлечения микроэлементов в металлургическую про дукцию колеблется в широких пределах от 13,7% для кадмия до 85,3% для хрома;
-количество микроэлемента, остающегося (накапливающегося) в ме
таллургическом регионе в составе техногенных грунтов, также колеблется в широких пределах: от 10% - для хрома, до 72,5% - для кадмия.
- доля микроэлементов, рассеиваемых в окружающую среду через вод ный и воздушный бассейны, невелика и для большинства исследованных ме таллов равна 1,6—3,2%. Исключение составляют хром, активно мигрирую щий в водной среде (4 ,2 % выбросов), кадмий и свинец (соответственно 8 , 8 и 1 1 ,6 %), распространяющиеся за пределы региона с выбросами в атмосферу.
Таким образом, можно считать установленным фактом, что микроэле менты, поступающие в производственный цикл предприятий черной метал-