6 Вопросы «Защиты земель и почвы от загрязнений»

6.1 Источники и виды воздействия вредных факторов исследуемого предприятия на литосферу (почвенный покров)

Оценка экологического состояния почв в районе Заполярного филиала ГМК Норильский никель по уровню загрязнения тяжелыми металлами, состоянию растительности и биологической активности показала, что территория до 4 км от города характеризуется высоким содержанием тяжелых металлов, отсутствием древесной растительности и нарушением минерализации органического вещества, что соответствует пятому уровню потери качества окружающей природной среды.

Зона 4-16 км от города соответствует четвертому уровню потери качества

окружающей природной среды, а зона 16-25 км – третьему уровню потери экологического качества. Почвы зоны 16-25 км характеризуются

повышенным содержанием кислоторастворимых и подвижных соединений металлов без превышения ПДК по водорастворимым соединениям, а также нормализацией микро биологической активности почв. На расстоянии 25 км от Норильска экологическое состояние природной среды приближается ко второму уровню. При загрязнении почв увеличивается доля подвижных

и связанных с аморфными оксидами и гидроксидами железа соединений Cu, Ni, Co .Исследования почвы продемонстрировали высокое содержание тяжелых металлов,которое снижается по мере удаления от

источника загрязнения. Однако в направлении доминирующих ветров содержание никеля даже на расстоянии 200-250 км не достигает нормативных показателей. Грибы и ягоды, произрастающие на

этих почвах, выступают в роли индикаторов загрязнения за счет способности аккумулировать присутствующие металлы (до 100-300 мг/кг сухого веса). Ягоды в силу своих физиологических свойств загрязняются меньше (15 мг/кг сухого веса) грибов55. Высокие уровни загрязнения тяжелыми металлами выявлены в почв местных огородов и теплиц, обнаружено их наличие, особенно никеля, в выращиваемой продукции: редисе, зеленом луке,

петрушке и салате. Снежный покров служит индикатором наличия вредных примесей в окружающей среде. Исследования снега на городских

газонах Норильска показали наличие широкого спектра металлов: никеля, меди, кобальта, цинка, кадмия, свинца, железа, марганца.

По данным на начало 1990-х годов, зона загрязнения от производственой деятельности Заполярного филиала Норильского никеля составила около 300 тыс. га древесного яруса, который почти полностью состоит из погибших деревьев. Повреждена почти половина травяно-кустарникового покрова на площади порядка 380 тыс. га,

Схема 3. Площади повреждения [13]

6.2 Особенности решения проблемы очистки почв от загрязнения

Способы очистки почв от загрязнений можно разделить на физические, хими­ческие, физико-химические и биохимические.

Физические методы предусматривают удаление верхнего слоя грунта с загряз­ненных территорий на свалку или в специально отведенные места. К ним же следует отнести все варианты промывки почвы с растворением загрязнителей в промываю­щей жидкости (воде).

Химические методы включают термические способы, процессы выщелачива­ния, связывания загрязнителей в комплексные соединения и т.д.

Термические способы используют для удаления органических веществ и неко­торых цветных металлов, химической стабилизации грунтов. Их реализуют в различ­ных вариантах: нагрев на воздухе, в вакууме, пиролиз и др.

Пиролиз как технологию очистки почв от ртути и других металлов в 90-е годы разработали в Германии. С 1992 г. здесь эксплуатируется установка по очистке 40 тыс. т/год почвы. Исходный грунт дезинтегрируют до крупности 20 мм, затем подвер­гают его магнитной обработке для удаления черных металлов и сушат до влажности 5%. Собственно пиролиз, т.е. термообработку без доступа воздуха, проводят при 600°С в барабанной печи. Здесь в газовую фазу возгоняются летучие соединения рту­ти, мышьяка и других металлов. Газы далее нагревают в окислительной среде при 1200°С, затем их обеспыливают, адсорбируя соединения-загрязнители. Грунт после охлаждения увлажняют и используют как рекультивируемый материал.

Термические способы реализуются не только на специальных установках, к ко­торым доставляют подлежащую очистке почву, но и могут осуществляться непосред­ственно на месте. Один из таких методов предусматривает остекловывание почвы. В последнюю вводят электроды и, пропуская ток, нагревают ее до высоких температур (2160°С). Грунт при этом расплавляется, органика пиролизуется, образующиеся газы поступают на очистку. Последующее охлаждение почвы приводит к ее остекловыванию и связыванию в устойчивые от вымывания формы таких загрязнителей, как, на­пример, радионуклиды и тяжелые металлы.

Выщелачивание как химический метод очистки почв заключается в обработке грунта 2%-ным раствором соляной кислоты при рН, равном 2, в течение 10 мин. Со­держание таких загрязнителей, как мышьяк, кадмий, медь, никель, цинк и свинец снижается при этом на 86-98%.

Физико-химические методы в настоящее время включают экстракцию, фотолиз и флотацию.

Фиторемидиация, или очистка почв с помощью растений, запатентована в США. Выявлено, что растения семейства Brassicaceae способны адсорбировать ме­таллы в корневой системе и затем переводить их в стебельную часть, извлекая, таким образом, загрязнители из почвы. Наземная часть растений убирается обычными спо­собами.