«Моніторинг міграції важких металів з хвостосховищ гірничо-збагачувальних комбінатів до природних водних об'єктів»




Сторінка1/9
Дата конвертації03.07.2018
Розмір3,66 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9


НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ

«КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ
імені ІГОРЯ СІКОРСЬКОГО»


Інженерно-хімічний факультет

Кафедра екології та технології рослинних полімерів


«На правах рукопису»

УДК 504.064.36



«До захисту допущено»

Завідувач кафедри

__________ М.Д. Гомеля

«___»_____________2018 р.




Магістерська дисертація

на здобуття ступеня магістра

зі спеціальності 101 Екологія

на тему: «Моніторинг міграції важких металів з хвостосховищ гірничо-збагачувальних комбінатів до природних водних об'єктів»
Виконав (-ла):

студент (-ка) VI курсу, групи ЛЕ-61м

Кулібаба Тетяна Олександрівна __________

Керівник:

доц., к.х.н., доц. Овсянкіна В.О. __________

Консультант:

Рецензент:

______________________________________________ __________

Рецензент:

______________________________________________ __________

Засвідчую, що у цій магістерській дисертації немає запозичень з праць інших авторів без відповідних посилань.

Студент (-ка) _____________

Київ – 2018 року

Національний технічний університет України

«Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»

Інженерно – хімічний факультет

Кафедра екології та технології рослинних полімерів

Рівень вищої освіти – другий (магістерський) за освітньо-науковою програмою

Спеціальність (спеціалізація) – 101 «Екологія»

Спеціалізація – Екологічна безпека

ЗАТВЕРДЖУЮ

Завідувач кафедри

__________ М.Д. Гомеля

«___»_____________2018 р.


ЗАВДАННЯ

на магістерську дисертацію студенту

Кулібаби Тетяни Олександрівни

1. Тема дисертації «Моніторинг міграції важких металів з хвостосховищ гірничо-збагачувальних комбінатів до природних водних об'єктів», науковий керівник дисертації Овсянкіна Вікторія Олексіївна, к.х.н, доц., затверджені наказом по університету від «21» березня 2018 р. № 979-с

2. Термін подання студентом дисертації _ 14.05.2018___________________

3. Об’єкт дослідження: вивчення підвищення вмісту важких металів в річці Тиса

4. Предмет дослідження: іони важких металів як чинник антропогенного забруднення водних ресурсів

5. Перелік завдань, які потрібно розробити: визначити умови пробовідбору та консервування проб з досліджуваних річок; визначити рівень концентрацій іонів важких металів Cu2+, Zn2+, Сr2+, Pb2+, Ni2+, Co2+ у відібраних пробах з річок Тиса і Дніпро; оцінити динаміку змін концентрацій та порівняти результати двох річок;

6. Орієнтовний перелік графічного (ілюстративного) матеріалу:
1. Актуальність і мета магістерської дисертації, завдання, предмет та об’єкт дослідження; 2. Місця відбору проб; 3. Результати аналізів проб води з річки Тиса за червень-грудень; 4. Результати аналізів проб води з річки Дніпро; 5. Результати, отримані методом тонкошарової хроматографії; 6. Залежність концентрації від періоду відбору та місця відбору проби; 7. Порівняння отриманих результатів з ГДК і відмінність результатів для двох річок; 8. Висновки.

7. Орієнтовний перелік публікацій: 1. Герцюк Мод.М., Кулібаба Т.О. «Визначення складу хімічних забруднювачів в Дніпрі в районі м.Києва», Журнал Хроматографічного товариства, 18 том - 2018 р. (прийнято до друку);



2. Герцюк Мод.М., Лисиченко Г.В., Мельниченко Т.І., Герцюк Мик.М., ТовмаченкоА.В., Дмитрієва Т.Ф., Пилипенко В.О., Кулібаба Т.О. «Дослідження складу забруднюючих речовин у річці Тиса на території України», п’ята міжнародна конференція «Хімічна і радіаційна безпека: Проблеми і рішення», 24-26 травня 2017, Київ;

3. Герцюк Мод.М., Кулібаба Т.О., Мельниченко Т.І., Герцюк Мик.М., Дмитрієва Т.Ф., Товмаченко А.В., Кузенко С.В. «Моніторинг вмісту важких металів у річці Тиса Закарпаття», п’ята міжнародна конференція «Хімічна і радіаційна безпека: Проблеми і рішення», 24-26 травня 2017, Київ;

4. Gertsiuk M., Kulibaba T. "Іnvestigation of organic pollutants and heavy metals content in the Dnipro River in the Kyiv area"thesis report, 24th International Symposium on Separation Sciences, 17-20 June, Slovakia (прийнято до друку);

5. Овсянкіна В.О., Кулібаба Т.О. «Вивчення підвищення вмісту важких металів в природних водних об'єктах», Збірник тез доповідей міжнародної науково-практичної конференції студентів, аспірантів і молодих вчених "Ресурсо-енергозберігаючі технології та обладнання", 2018. (прийнято до друку).

8. Консультанти розділів дисертації




Розділ

Прізвище, ініціали та посада консультанта

Підпис, дата

завдання
видав

завдання
прийняв












9. Дата видачі завдання __01.09.2017_________________________________

Календарний план

№ з/п

Назва етапів виконання
магістерської дисертації

Термін виконання етапів магістерської дисертації

Примітка

1.

Літературний огляд

01.09.17-31.10.17




2.

Опрацювання методик дослідження

01.11.17-30.11.17




3.

Відбір проб з річки

04.04.18




4.

Експериментальна частина

01.02.18-24.04.18




5.

Обробка та обговорення отриманих результатів

25.04.18-30.04.18




6.

Розробка стартап-проекту

01.05.18-07.05.18




7.

Оформлення результатів магістерської дисертації

07.05.18-11.05.18




8.

Підготовка презентації

12.05.18




9.

Представлення роботи до захисту

14.05.18



Студент Кулібаба Т.О.


Науковий керівник дисертації Овсянкіна В.О.

РЕФЕРАТ

Магістерська дисертація: 132 с., 28 рис., 53 табл., 67 джерела.

Мета даної роботи полягає у проведенні моніторингу вмісту важких металів в річці Тиса для визначення стану забруднення і динаміки змін цих забруднень для річки та виявлення негативних змін унаслідок антропогенного впливу. Наявність важких металів у воді є небезпечною для здоров'я людей та наносить шкоду навколишньому середовищу, тому контроль зміни рівня концентрацій цих речовин у водних об'єктах підкреслює актуальність даної теми. Першу частину роботи виконано в рамках проекту SfP 984440 програми НАТО «Наука заради миру».

Для наглядності та порівяння результатів, додатково було проведено процедуру пробовідбору і консервування проби з річки Дніпро (точка відбору – м.Київ, поблизу ст.м. Славутич) і проведення аналогічних аналізів на вміст іонів важких металів. У випадку з пробами з річки Дніпро – аналіз було проведено за кількома різними методиками. Було обрано дві методики: атомно-абсорбційну спектрометрію та тонкошарову хроматографію, для визначення збіжності результатів і додаткового порівнянн даних методик.

Дисертація містить літературний огляд, опис експериментальної частини, аналіз та обговорення отриманих результатів. Наведено інформацію щодо використаних методик, їх порівняння за якісними і кількісними характеристиками, а також доступність, експресність, чутливість і межа визначення. Результати аналізу проб води з річок, виражені у рівнях концентрації іонів важких металів, проаналізовані з точки зору відповідності нормативним вимогам (ДСанПіН 2.2.4-171-10).
МОНІТОРИНГ, ТИСА, ДНІПРО, ВАЖКІ МЕТАЛИ, ТОНКОШАРОВА ХРОМАТОГРАФІЯ, АТОМНО-АДСОРБЦІЙНИЙ МЕТОД.

РЕФЕРАТ

Магистерская диссертация: 132 с.., 28 рис., 53 табл., 67 источника.

Цель данной работы заключается в проведении мониторинга содержания тяжелых металлов в реке Тиса для определения состояния загрязнения и динамики изменений этих загрязнений для реки и выявление негативных изменений вследствии антропогенного воздействия. Наличие тяжелых металлов в воде опасно для здоровья людей и наносит вред окружающей среде, поэтому контроль изменения уровня концентраций этих веществ в водных объектах подчеркивает актуальность данной темы. Первую часть работы выполнено в рамках проекта SfP 984440 программы НАТО «Наука ради мира».

Для наглядности и сравнения результатов, дополнительно было совершно процедуру пробоотбора и консервирования пробы из реки Днепр (точка отбора - Киев, возле ст.м. Славутич) и проведение аналогичных анализов на содержание ионов тяжелых металлов. В случае с пробами из реки Днепр - анализ был проведен по нескольким различным методикам. Были избраны две методики: атомно-абсорбционная спектрометрия и тонкослойная хроматография, для определения совпадения результатов и дополнительного сравнение данных методик.

 Диссертация содержит литературный обзор, описание экспериментальной части, анализ и обсуждение полученных результатов. Приведена информация относительно использованных методик, их сравнение по качественным и количественным характеристикам, а также доступность, экспрессность, чувствительность и предел определения. Результаты анализа проб воды из рек, выраженные в уровнях концентрации ионов тяжелых металлов, проанализированы с точки зрения соответствия нормативным требованиям (ГСанПиН 2.2.4-171-10).

МОНИТОРИНГ, ТИСА, ДНЕПР, тяжелые металлы, тонкослойная хроматография, атомно-адсорбционный МЕТОД.



SUMMARY

Master's dissertation: 132 pages, 28 pictures, 53 tables, 67 sources.

The purpose of this work is to monitor the content of heavy metals in the Tisza River to determine the state of pollution and the dynamics of changes in these pollution for the river and identify negative changes due to anthropogenic impact. The presence of heavy metals in water is hazardous to people's health and causes harm to the environment, therefore, the control of changes in the level of concentration of these substances in water bodies emphasizes the relevance of this topic. The first part of the work was carried out within the SfP 984440-project of the NATO programme «Science for Peace».

For clarity and comparison of the results, an additional procedure was carried out for sampling and preservation of samples from the Dnipro river (a selection point - Kyiv, near the Slavutich metro station) and conducting analogous analyzes of the content of heavy metal ions. In the case of samples from the Dnipro river - the analysis was conducted in several different methods. Two methods were chosen: atomic absorption spectrometry and thin-layer chromatography, to determine the convergence of results and additional comparisons of these techniques.

 The dissertation contains a literary review, description of the experimental part, analysis and discussion of the results. There are the information of the used methods, their comparison with qualitative and quantitative characteristics, as well as availability, expressiveness, sensitivity and definition limit are given. The results of the analysis of water samples from rivers, expressed in levels of concentration of heavy metal ions, have been analyzed from the point of view of compliance with regulatory requirements (DSANPiN 2.2.4-171-10).
MONITORING, TISA, DNIPRO, WEAKING METALS, THIN-COVER CHROMATOGRAPHY, ATOMIC ADSORPTION METHOD.
ЗМІСТ


10

ВСТУП 11


ГДК (Ме) 11

мг/дм3 11

Cu2+ 11

1 11


Zn2+ 11

1 11


Cd2+ 11

0,001 11


Pb2+ 11

0,01 11


Ni2+ 11

0,02 11


Co2+ 11

0,1 11


Cr6+ 11

0,05 11


Mn7+ 11

0,1 11


Fe3+ 11

0,3 11


Mg2+ 11

50 11


РОЗДІЛ 1 13

1.1 Моніторинг водних об'єктів 13

РОЗДІЛ 2 42

3.1.Плачкова С.Г., Плачков І.В. Енергетика: історія, сучасність і майбутнє/Книга 2. Пізнання й досвід – шлях до сучасної енергетики/ - Київ, 2001. 120


  1. ВСТУП

Об'єктом дослідження даної роботи є вивчення вмісту важких металів в річці Тиса. Предмет дослідження: іони важких металів як чинник антропогенного забруднення водних ресурсів. Для наглядності та порівння результатів, додатковим є проведення пробовідбору і консервування проби з річки Дніпро (точка відбору – м.Київ, поблизу ст.м. Славутич) і проведення аналогічних аналізів на вміст іонів важких металів. У випадку з пробами з річки Дніпро – є необхідність провести аналіз за кількома різними методиками. Було обрано дві методики: атомно-абсорбційну спектрометрію та тонкошарову хроматографію, для визначення збіжності результатів і додаткового порівнянн даних методик.

За нормативними документами вміст важких металів у воді чітко визначено (ДСанПіН 2.2.4-171-10) (табл.1).
Таблиця 1 - Гранично допустимий вміст важких металів у природних водоймах

ГДК (Ме)

мг/дм3

Cu2+

1

Zn2+

1

Cd2+

0,001

Pb2+

0,01

Ni2+

0,02

Co2+

0,1

Cr6+

0,05

Mn7+

0,1

Fe3+

0,3

Mg2+

50

Важкі метали — група елементів з металічними властивостями, що зазвичай включає перехідні метали, деякі металоїди, лантаноїди і актиноїди. Історично було запропоновано багато визнечень цього терміну, деякі засновані на густині, інші на атомному номері або атомній масі, ще інші на хімічних властивостях або токсичності.

Важкі метали є не тільки в ґрунтах, але й в повітрі і в воді. В воду вони потрапляють з ґрунтів. В повітря, в основному при спалюванні різних складних речовин, до складу яких вони входять, наприклад при викидах газів автомобілями, тепловими електростанціями, заводами.

Також ці речовини потрапляють в навколишнє середовище при викидах підприємствами гірничої промисловості залишків руд і т.д. Важкі метали можуть міститися і в смітті, яке знаходиться на звалищах, наприклад в пластмасах. Адже для досягнення кращих якостей при виробництві пластмас, до їх складу добавляють різні хімічні доповнення. Це так звані стабілізатори, які захищають пластмаси проти високих температур і сонячного випромінювання. Вони є отруйними. Це фарбуючи речовини, інгібітори згорання (антипірен) і т.д. До них відносяться і важкі метали (свинець, ртуть, кадмій, бром, олово.

Наявність важких металів у воді є небезпечною для здоров'я людей та наносить шкоду навколишньому середовищу, тому контроль зміни рівня концентрацій цих речовин у водних обєктах є необхідним.

РОЗДІЛ 1


МОНІТОРИНГ ВМІСТУ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У РІЧКАХ УКРАЇНИ

1.1 Моніторинг водних об'єктів


Моніторинг довкілля, екомоніторинг (англ. environmental monitoring, нім. Monitoring n der Umwelt (der Umgebung)) — комплексна науково-інформаційна система регламентованих періодичних безперервних, довгострокових спостережень, оцінки і прогнозу змін стану природного середовища з метою виявлення негативних змін і вироблення рекомендацій з їх усунення або ослаблення [1]. Основними задачами моніторингу навколишнього середовища є: спостереження за станом біосфери, оцінка і прогноз її стану, визначення ступеня антропогенного впливу на навколишнє середовище, виявлення факторів і джерел впливу. Система моніторингу навколишнього природного середовища будується на принципах:

  1. об'єктивності і достовірності;

  2. систематичності спостережень за станом навколишнього природного середовища;

  3. багаторівневості;

  4. узгодженості нормативного та методичного забезпечення;

  5. узгодженості технічного та програмного забезпечення;

  6. комплексності в оцінці екологічної інформації;

  7. оперативності проходження інформації між окремими ланками системи;

  8. відкритості інформації для населення.

Моніторинг навколишнього середовища виник на стику екології, біології, географії, геології та інших природничих наук.

Порядок проведення оцінки якості питної води, выдповыдно до методики аналізу води складається з семи етапів.

На першому етапі необхідно встановити тип вимог до якості води. Розрізняють 4 основних типи таких вимог.

Перший тип - це вимоги до якості питної води при централізованому господарсько-питному водопостачанні. Якість має відповідати показникам діючого стандарту на питну воду (ГОСТ 2874-82 "Вода питна. Гігієнічні вимоги і контроль за якістю", СанПіН 2.1.4.1074-01 "Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води централізованих систем питного водопостачання. Контроль якості", ДСанПіН "Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання".

Другий тип - це вимоги до якості джерельної води. Вона повинна також бути якісною і відповідати нормам "Санітарних правил по влаштуванню і утриманню колодязів і каптажів джерел, використовуваних для децентралізованого господарсько-питного водопостачання" № 1226-75.

Третій тип - це вимоги до якості води джерел (підземних і поверхневих) централізованого господарсько-питного водопостачання. Вимоги до якості води джерел централізованого водопостачання регламентуються ГОСТом 2761-84 "Джерела централізованого господарсько-питного водопостачання. Гігієнічні, технічні вимоги та правила вибору".

Четвертий тип - це вимоги до якості гарячої води, яка повинна відповідати нормам "Санітарних правил проектування і експлуатації систем централізованого гарячого водопостачання" № 2270-80.

На другому етапі необхідно визначити завдання. А саме: надати висновок про якість питної водопровідної води, оцінити якість і ефективність водопідготовки на спорудах водопровідної станції, з'ясувати причину тієї чи іншої інфекції водного походження, визначити ставлення впливу на якість питної води нових реагентів, які використовуються на водопровідних станціях, або нових полімерних матеріалів, з яких виготовлені конструкції водоочисних споруд або водопровідні труби, і т. п.

На третьому етапі визначається програма і обсяг лабораторних досліджень. Для висновку про якість питної води, відібраної з крана або вуличної водорозбірної колонки, повинні бути досліджені фізико-органолептичні (запах, смак і присмак, кольоровість, каламутність) і санітарно-мікробіологічні (мікробне число і колі-індекс) показники. Для висновку про якість колодязної води необхідно досліджувати фізико-органолептичні, санітарно-мікробіологічні показники і азот нітратів. Крім того, в програму доцільно включити дослідження хіміко-органолептичних (сухий залишок, загальна жорсткість, вміст заліза, активна реакція), санітарно-хімічних (перманганатная окислюваність, вміст нітритів і аміаку) показників. Визначають також вміст фторидів.

На четвертому етапі перевіряється повноту представлених матеріалів і звертається увага на правильність відбору проб і терміни виконання досліджень.

Якщо проба води взята на водопровідній станції або з водорозбірної колонки або шахтного колодязя, повинні бути приведені дані санітарного (санітарно-топографічного, санітарно-технічного, санітарно-епідеміологічного) обстеження і результати лабораторного аналізу води відповідно до програми досліджень.

Якщо проба води відібрана з водопровідного крана, повинні бути приведені результати лабораторного аналізу води відповідно до конкретної програми досліджень.

Кожна проба води, що надходить в лабораторію, повинна мати супровідний документ, в якому вказують:

• найменування проби;

• місце взяття проби (адреса);

• якщо проба відібрана з водного джерела, то його характеристику (тип, глибина, засоби водопідйому, санітарний стан навколишнього території);

• стан погоди при відборі проби і протягом 10 попередніх днів, силу і напрям вітру для відкритих водойм;

• мета відбору проби;

• необхідний обсяг досліджень;

• дату і час відбору проби;

• дані досліджень, виконаних при відборі проби;

• посаду, прізвище і підпис особи, яка відібрала пробу.

Бактеріологічні дослідження повинні бути проведені протягом 2 годин після відбору проби або за умови збереження в холодильнику при температурі 1 8 ° С - не пізніше ніж через 6 г. Фізико-хімічний аналіз проводять протягом 4 годин після відбору проби або за умови збереження в холодильнику при температурі 1 8 ° С - не пізніше ніж через 48 год.

На п'ятому етапі аналізуються надані матеріали та робляться необхідні висновки за даними санітарного обстеження.

Санітарно-топографічне обстеження є незамінним методом гігієнічної оцінки джерела водопостачання, водопровідної станції, водорозбірних колонок, колодязів. Починають з вивчення матеріалів про геологічну будову місцевості, визначають рельєф місцевості, глибину залягання ґрунтових вод, характер ґрунту. При цьому обстежують територію навколо джерела, щоб виявити об'єкти, що забруднюють ґрунт, місця випуску стічних вод, визначають відстань від потенційних джерел забруднення та їх характеристику.

Під час санітарно-технічного обстеження оглядають джерело водопостачання, водозабірні пристрої, звертають увагу на правильність обладнання та експлуатації артезіанської свердловини, шахтного колодязя, вуличної водорозбірної колонки, їх оснащення. Визначають можливість проникнення забруднень в воду джерела або в підземні води, які живлять його.

Санітарно-епідемічне обстеження джерел водопостачання проводять з метою визначення епідеміологічного стану району, в якому розміщені водні джерела, виявлення хворих і носіїв тих інфекційних захворювань, які можуть передаватися через воду, наявності в цій місцевості епізоотії серед тварин, тощо.

На підставі даних санітарного обстеження робиться попередній висновок: чи є причини підозрювати, що вода може бути забрудненою, неякісною, епідемічно небезпечною; чи є умови для забруднення води в джерелі водопостачання, колодязі, водорозбірної колонки.

На шостому етапі аналізуються дані лабораторного дослідження води по кожній групі показників (окремо) і робляться висновки.

Аналіз показників лабораторного дослідження води проводять в такій послідовності:

• фізико-органолептичні;

• хіміко-органолептичні;

• показники, що характеризують нешкідливість хімічного складу;

• санітарно-мікробіологічні;

• санітарно-хімічні.

На підставі результатів лабораторного дослідження води дають якісну і кількісну оцінку. Наприклад, загальна жорсткість води становить 9 мг-екв / л. У висновку вказують: " 'Вода жорстка із загальною жорсткістю вище норми 7 мг-екв / л". Якщо сухий залишок води становить 750 мг / л, то зазначають: "Вода прісна, так як сухий залишок - до 1000 мг / л, але підвищеної мінералізації". Якщо запах інтенсивністю 2 бали, присмак - 2 бали, прозорість - 30 см, каламутність - 1,5 мг / л, кольоровість - 20 °, висновок буде таким: "Вода без запаху, без присмаку, прозора, безбарвна, таким чином, має хороші органолептичні властивості і по цій групі показників відповідає вимогам державного стандарту (СанПіН) ".

На сьомому етапі складається загальний висновок про якість води відповідно до завдання і при необхідності дається рекомендація щодо поліпшення її якості [48].

Оскільки всі ми прагнемо до кращого життя, а на цьому шляху потрібні правильні орієнтири, слід звернути увагу на водопідготовку і водопостачання в європейських країнах - Німеччині, Франції, Швеції, Норвегії, Фінляндії, які входять в десятку держав з найкращою якістю питної води в централізованому водопостачанні. Іншими словами, жителі цих країн без будь-яких побоювань можуть пити воду прямо з-під крана.

В першу чергу, не дивлячись на великі витрати, всі очисні споруди і мережі в цих країнах були максимально реконструйовані і модернізовані. Металеві труби замінені на більш міцні і безпечні поліетиленові. Крім того були встановлені і використовуються автоматизовані системи контролю трубопроводів, що дозволяють своєчасно виявляти і здійснювати їх ремонт. Це забезпечило не тільки збереження високої якості води при її транспортуванні, а й істотно знизило втрати води у водопровідних мережах. Так, для прикладу, втрати води в централізованому водопостачанні Німеччини не перевищують 10%, в Фінляндії і Швеції - 17%, в Норвегії - 19%, тоді як в Україні ця цифра становить 49%.

По-друге в розвинених країнах не економлять на ефективних сучасних методах очищення води. Так, для видалення природних органічних речовин, як прекурсора до утворення токсичних ППД, використовують інтенсивну коагуляцію з застосуванням високоякісних коагулянтів, адсорбцію на активованому вугіллі, технології інтенсивного окислення, ультрафільтрацію і ін. При знезараженні води поряд з хлором використовують більш безпечні методи озонування і УФ опромінення. Крім того, в ряді випадків (наприклад, у Франції) застосовуються дорогі мембранні методи (зворотний осмос, нанофільтрація), які доступні в Україні лише окремим споживачам.

Третій важливий фактор - це очищення стічних вод. В європейських країнах ефективне очищення і повторне використання стічних вод - найважливіше завдання муніципальних і законодавчих органів. Для того, щоб запобігти потраплянню забруднених стоків у питну воду, використовуються багатоступінчасті сучасні технології очищення і знезараження води, а також знешкодження осаду. Якість очищених стоків строго регулюється і систематично перевіряється.

І нарешті, в більшості випадків, висока якість води в цих країнах забезпечують самі ж споживачі, оплачуючи тарифи на водопостачання і збори за видалення стічних вод. Натомість споживачам надаються хороша інфраструктура (мережа трубопроводів, підготовчі установки, зони санітарної охорони водойм), надійне водопостачання, висока якість питної води. До слова, встановлені в Україні тарифи не здатні покрити і мінімальну частку витрат на модернізацію і реконструкцію діючих очисних споруд. Разом з тим, підвищити тарифи, а тим більше ввести оплату за відведення та очищення стоків, не дозволяє низька платоспроможність населення нашої країни [49].


1.2 Джерела надходження важких металів у довкілля та форми існування

Умовно до групи важких металів зараховують метали з питомою вагою понад 4,5 г/см3. Це свинець, кадмій, ртуть, хром, мідь. Метали, а з-поміж них важкі метали, широко розповсюджені в природі, де перебувають звичайно у вигляді руд, рідше – елементів [2]. Метали у вигляді чистих елементів скоріше за все не зумовлюють токсичної дії, оскільки є практично нерозчинними. Виняток становлять леткі метали, наприклад, випарування ртуті, які можуть проникати до організму через дихальний апарат або шкіру. Токсичні властивості виявляють сполуки металів, які є легко розчинними і сильно дисоціюють. Розчинення і дисоціація полегшують проникнення токсинів через тканні оболонки до організму.

Подібно до діоксинів, майже 70% токсичних металів потрапляє до організму разом із їжею, а оскільки сьогодні саме продукти харчування є предметом інтенсивної міжнародної торгівлі, то об'єднана комісія ФАО (продовольчої організації) і Всесвітньої Організації Охорони Здоров'я (ВОЗ) із Харчового Кодексу (Codex Alimentarius) включила до складу харчових компонентів, які зазнають контролю під час міжнародної торгівлі, вісім найбільш небезпечних токсичних елементів: ртуть, кадмій, свинець, миш'як, мідь, олово, цинк, залізо.[3] У Росії до них додали ще сім: сурма, нікель, хром, алюміній, селен, фтор, йод (хоча три останні взагалі не є металами).

Важкі метали та їхні сполуки розпорошені природним способом у навколишньому середовищі. Говоримо тоді про наявність так званого фону.

Значення концентрацій, які є вищими від фонових, свідчать про забруднення навколишнього середовища [4]. Головним джерелом забруднення навколишнього середовища важкими металами є різні галузі промисловості. Так, хімічна промисловість (виробництво барвників, засобів захисту рослин, пластмаси, красильна справа) є джерелом забруднень As, Ba, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Pb, Se, Sr, Sn, Ті, Zn. Целюлозно-паперова промисловість постачає до навколишнього середовища такі метали, як Cr, Cu, Hg, Ni, Zn, Pb; електрохімічна промисловість - Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Se, Ті, V, W, Zn; металургійна промисловість - Fe, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Zn, Zr; керамічна промисловість - Cr, Ni, Cu, Co, Pb, Sr. Значним джерелом важких металів є електро- і теплоелектростанції. В останньому випадку комплекс важких металів, що потрапляють до навколишнього середовища зі стоками, із виділенням газів і пилу, з твердими відходами, залежить значною мірою від виду палива, що переробляється, тобто вугілля, нафти, газу і т. ін. [5].

Мікрозабруднення у вигляді важких металів у водному середовищі виступають у вигляді розчинів, колоїдів і суспензії. У розчинному вигляді виступають вільні гідрат-іони, прості неорганічні й органічні комплекси. Діаметр цих форм не перевищує 0,001 нм. Іони металу, пов'язані із складними, багатомолекулярними органічними лігандами, що мають розмір частинок у діапазоні 0,001-0,01 нм, утворюють колоїдні форми. Іони металів, адсорбовані на частинках колоїдних міцел або органічних частинках розміру 0,01-0,1 нм, утворюють суспензії. Седиментаційні суспензії входять до складу мулу.

Для важких металів дуже розповсюдженою формою існування є комплекси як з органічними, так і з неорганічними лігандами. Вважається, що близько 90% свинцю, алюмінію, хрому виступає у вигляді комплексних сполук. Цей факт має істотне значення для біохімічних процесів і токсичності іонів металу. Звичайно більш токсичними є вільні іони (гідрат-іони) металів, ніж комплексні форми.

Форми існування важких металів у водному середовищі залежать від низки фізико-хімічних рівноваг, з-поміж яких варто виділити:

· реакції утворення комплексів;

· реакції гідролізу;

· реакції окислення і відновлення;

· процеси адсорбції і десорбції;

· реакції витиснення і розчинення [6].

Звичайно після розчинення у воді іони металів виступають у вигляді гідрат-іонів, що є комплексними акваіонами, наприклад, іон заліза у вигляді [Fe(H20)6]+3. Часточки води, які виконують роль слабких лігандів, заміщуються більш сильними лігандами, що присутні у складових компонентах природних вод або у їхніх за бруднювачах. Оскільки аквакомплекси є так званими лабільними комплексами, швидкість заміщення лігандів є значною. За проміжок часу менший ніж 1 хв наступає повне заміщення лігандів у сфері координації іону металу. На місці часточок води впроваджуються нові ліганди: карбонатні, гідрокарбонатні, хлоридні, гідроксильні групи та ін. Кількісним шляхом нові комплекси можна охарактеризувати за допомогою цілих констант міцності. Наприклад, ртуть у вигляді іону Hg у воді утворює низку галогенових комплексів.

Порівняння кількісних значень, а точніше кажучи, значень логарифмів констант міцності комплексів з тим самим центральним іоном і з різними лігандами дає змогу оцінити, які з них є міцнішими. Наприклад, міцність комплексів іону діаміну срібла [Ag(NH3)2]+ описує константа (3 = 1,62-107, у той час як міцність комплексу діціаніду срібла [Ag(CN)2] описує константа (3 = 1,00*1021, що свідчить про значно сильніші комплексотворчі властивості іону ціаніду [7]. Метали утворюють комплексні сполуки як з природними складовими (гумусові речовини, гідрокарбонати), так і з речовинами, що потрапляють до вод разом із стоками, зокрема промисловими. Такими комплексними речовинами є EDTA (етилендіамінотетраоцтова кислота, англ. ethylendiaminetetraaceticacid) і NTA (нітротриоцтова кислота, англ. nitrotriaceticacid). Обидві речовини мають відношення до виробництва миючих засобів. Нітротриоцтова кислота утворює дуже міцні комплексні сполуки (logpCuNTA=13,0; logppbNTA=11,8), пов'язуючи незвичайно міцні іони металів. Здатність утворення комплексних сполук, як і багатьох інших хімічних рівноваг, залежить від рН [8].

Актуальнысть тематики даної курсової роботи полягає у тому, що Токсична дія іонів важких металів на живі організми пов'язана з їхньою хімічною природою, а саме з їхньою здатністю координувати різноманітні функціональні групи білкових тіл. Також вплив токсичності важких металів залежить від їхніх біохімічних і біологічних властивостей, зокрема від: схильності до біоакумуляції з надр (Cd, Zn) або з води (Pb,Cd,Zn,Cu); можливості концентрування (Pb); легкої адсорбції із стравоходу (Cd); можливості проникнення через плаценту (Cd, Pb, Zn); можливості проникнення до крові і мозку (Pb). Інформація щодо токсичності важких металів та їх ролі для організму людини наведена у таблиці 1.1.


Таблиця 1.1 - Роль мікроелементів в організмі, симптоми дефіциту й надлишку

Метал

Фізіологічна роль мікроелементів

Симптоми дефіциту

Симптоми надлишку

Cu

Бере участь в імунних реакціях, тканинному диханні, пігментному обміні та обміні інсуліну. Впливає на розвиток нервової тканини, кровотворення та диференціювання еритроцитів, мінералізацію кісток, механізми ферментативного каталізу, перенесення електронів

Осередкова алопеція, анемія, емфізема легень, стомлюваність, зниження імунітету, гіперхолестеринемія, лейкопенія, депресія, остеопороз, порушення формування колагену, пігментація шкіри та висипання на ній, руйнування міокарда

Біль у м’язах і животі, анемія, нудота, блювання, депресія й дратівливість

Zn

Бере участь у синтезі РНК і ДНК; розподілі, відновленні й рості клітин; у реакціях антиокиснення; у переносі CO2;вутворенні й рості кісток, шкіри, волосся і нігтів; у стабілізації біологічних мембран; у загоєнні ран, кровотворенні, діяльності залоз внутрішньої секреції й статевих залоз. Підтримує нормальне смакове сприйняття й нюх. Підтримує нормальний рівень вітаміну А в крові. Кофактор більше ніж 100 ферментів

При помірному дефіциті: втрата смакових відчуттів та відчуття запаху; повільний ріст у дітей; алопеція; лущіння шкіри; глосит, стоматит, блефарит, пароніхія, безплідність, тривале загоєння ран.

Хвороблива чутливість шлунка, нудота, сонливість, млявість, марення, порушення здатності писати, непевність при ході

При значному дефіциті: затримка розвитку кісток; гепато-спленомегалія, гіпоплазія й гіпофункція яєчок; низький зріст або карликовість; ретробульбарний неврит, погане розрізнення кольорів, катаракта

Ni

Бере участь в утворенні й функціонуванні ДНК, РНК і білків, а також гормону пролактину. Потужний стимулятор еритропоезу, синтезу гемоглобіну; підвищує засвоєння доступного Fe

Не описані

Носові кровотечі, повнокрів’я зіву й бронхів, «нікелева екзема» і «нікелева короста», головний біль, нудота, блювання, задишка, підвищення температури тіла за типом «ливарної лихоманки», болючість у правому підребер’ї, уробілін у сечі, наростання серцевої слабкості, синюшність шкірних покривів, смерть настає при явищах, що нагадують отруєння задушливими газами. Хронічна інтоксикація підвищує ризик раку легені, нирки, шкіри

Co

Бере участь у кровотворенні, ензимних реакціях, у формуванні мієлінових оболонок нервової тканини, відновленні організму після тяжких захворювань. Необхідний для нормальної діяльності підшлункової залози. Регулює вміст адреналіну в крові. Є складовою вітаміну B12, холіну, інозитолу. Збільшує синтез нуклеїнових кислот

Слабкість, особливо в руках і ногах, нудота, втрата апетиту й маси тіла, мовна збудженість, кровотеча з ясен, оніміння й поколювання в кінцівках, складність збереження рівноваги, блідість слизових оболонок, сплутаність свідомості й деменція, головний біль, зниження функції щитоподібної залози

«Хвороба любителів пива» (деякі сорти пива містять Co як стабілізатор): кардіоміопатія, застійна серцева недостатність, гіперплазія щитоподібної залози, поліцитемія.

Суміші Co із W і Ti більш токсичні, викликають ураження органів кровотворення, дихання, травлення, нервової системи

Cd

Активація цинк-залежних ферментів; входить до складу білка Тінтіна, який, в свою чергу, здатний зв'язувати і транспортувати важкі метали; бере участь у метаболізмі цинку, заліза, міді і кальцію; в печінці бере участь у синтезі гиппурової кислоти

Основним, і можливо єдиним, проявом нестачі кадмію є уповільнення росту

Вдихання кадмієвого пилу швидко призводить до захворювань, часто смертельних, дихальних шляхів і нирок (найчастіше — ниркова недостатність). Поглинення будь-якої значної кількості кадмію викликає негайне ураження печінки і нирок. Сполуки, що містять кадмій є також канцерогенними

Pb

Сприяє поліпшенню росту і розвитку; бере участь в обмінних процесах кісткової тканини; бере участь в обміні заліза; впливає на рівень гемоглобіну в крові; впливає на позитивні зміни в активності деяких ферментів

Нестача цієї речовини в організмі трапляється досить рідко, тому дані досліджень про його симптомах відсутні в сучасній медицині.

При гострому отруєнні наступають болі в животі, в суглобах, судоми, непритомність. Свинець може накопичуватися в кістках, викликаючи їх поступове руйнування, концентрується в печінці та нирках.
Особливо небезпечний свинець для дітей: при тривалому впливі він викликає розумову відсталість і хронічні захворювання мозку.


1.3 Причини вибору річки Тиси як прикладу для дослідження

Довжина річки Тиса складає 966 км (у межах України — 201 км), тобто її протяжність надзвичайно велика як для нашої країни, так і для країн Європи. Тиса є найбільшою притокою Дунаю, що протікає через 10 країн - Німеччина, Австрія, Словаччина, Угорщина, Сербія, Хорватія, Румунія, Болгарія, Молдова, Україна (рис. 1.1). У межах України Тису використовують для водопостачання, рибництва, рекреації. Основними джерелами надходження важких металів у води річки Тиса є золотовидобування і рудні розробки на території України і більшою частиною – на території Румунії.

В Україні склалася складна екологічна ситуація, при якій практично всі поверхневі, а в окремих регіонах і підземні води, за рівнем забруднення не відповідають вимогам нормативів якості джерел водопостачання [51].

Особливе занепокоєння викликає стан водопостачання в сільській місцевості, оскільки лише 26% населення користуються послугами централізованих систем водопостачання, а інша частина населення для питних потреб використовують місцеві джерела - шахтні і трубчасті колодязі, саморобні каптажі, прируслові копанки, а також привезену воду [51 - 53]. Крім того, в більшості випадків сільське населення змушене пити воду, яка не відповідає ряду показників гігієнічних вимог. Це призводить не тільки до поширення різних захворювань і погіршення епідеміологічної ситуації, а й до підвищення соціальної напруги в сільській місцевості, стримування в маловодних регіонах країни розвитку господарської діяльності [52 - 55].



Рисунок 1.1 - Розташування річки Тиса



Однією з екологічно несприятливих зон є Західна Україна, яка відноситься до найбільш паводконебезпечних регіонів Європи. Велика частина території Закарпаття є водозбором басейну р. Тиса. Другим водним об'єктом, який потрапляє в басейн Тиси, є р. Ріка (права притока) (рис 1.2), що протікає в Міжгірському та Хустському районах Закарпатської області. Гідрологічні пости знаходяться біля сіл Верхній Бистрий і Нижній Бистрий, смт. Межигір'я та м Хусті. Частину стоків басейну р. Тиса формується на румунській, угорській і словацькій територіях нерівномірно протягом року. 75% стоку припадає на весняні і осінні паводки і тільки 25% - на інші періоди року [56]. Різні токсиканти, в тому числі і важкі метали (ТМ), потрапляють безпосередньо в поверхневі води басейну Тиси внаслідок техногенних аварій, які регулярно відбуваються в Румунії, а також з неочищеними або недостатньо очищеними комунально-побутовими та промисловими стічними водами. Крім того, ТМ потрапляють у води р. Тиса під час повеней за рахунок змиву їх з забруднених територій та сільгоспугідь, а також внаслідок ерозії грунтів з водами малих річок.

Рисунок 1.2 - Русло річки Тиса


Техногенні аварії та непередбачені викиди стічних вод, які відбуваються щорічно на станції очистки шламових вод гірничодобувного підприємства SC Cartel Bau SA, м Бая Борша (Румунія) [57, 58], є одними з основних джерел забруднення ТМ води р. Тиса. Внаслідок цього в транскордонні води Закарпатській області надходять аварійні викиди важких металів - міді, заліза, цинку і ін. Наприклад, в 2009 році, за даними Державної екологічної інспекції в Закарпатській області, концентрація Cu (II), Fe (III), Zn ( II) в р.Тиса перевищувала допустимі норми в 2 - 4 рази [59], через що протягом двох тижнів було заборонено використання води для питного та господарського водопостачання.

Басейн р. Ріка використовують для гідроенергетики (Теребле-Ріцька ГЕС) і водопостачання. На її берегах розташовані м.Хуст та численні туристичні бази відпочинку. На більшості ділянок річки встановлені конструкції для зміцнення берегів, що включають оцинковану металеву арматуру, яка також може служити джерелом надходження сполук цинку в воду [59].

Існуюча нині мережу спостережень за ступенем забруднення поверхневих вод Закарпаття ТМ не дозволяє провести реальну екологічну оцінку стану басейну води р. Тиса, оскільки більша його частина знаходиться за межами України і має значну антропогенне навантаження.

Аналізуючи отримані дані за змістом ТМ в водах річок Тиса і Ріка, перш за все необхідно відзначити сезонний характер коливань концентрацій токсикантів. Максимальні значення їх концентрацій збігаються з погодними умовами, так як саме в цей час на території Закарпатської області спостерігалися потужні зливи, які викликали сильні повені. В результаті стоки води із забруднених територій промислових зон і сільськогосподарських угідь знову потрапляли в русло р.Тиса, що і призвело до підвищеного вмісту Pb (II) у воді. При цьому превишеніеконцентраціі Сu (II) і Zn (II) у воді для питного використання не спостерігалося. Встановлено, що концентрація Сu (II) у воді в зимовий період максимальна, а влітку знижується, мабуть, внаслідок активного росту біомаси. З цього випливає, що на кількість Сu (II) у воді впливають гідробіонти (наприклад, молюски). Крім того, концентрація Сu (II) знижується при осадженні зважених мінеральних і органічних частинок через їх здатності адсорбувати іони міді. Останні переходять в донні відкладення, що підтверджує спостережуваний ефект. Інтенсивність цього процесу залежить від швидкості седиментації суспензій, тобто побічно від таких факторів, як природа, розміри і заряд частинок, на яких адсорбований іони міді.

Джерела підвищення вмісту важких металів у водах річок Тиса і Ріка різні. Так, для р. Ріка, забруднення в основному пов'язані з геохімічної структурою порід і вимиванням іонів металів внаслідок ерозійних процесів, природними аномаліями, випаданнями опадів. Зміни концентрації ТМ в воді р. Тиса пояснюються додатковими антропогенними факторами, які пов'язані з діяльністю промислових об'єктів не тільки в Україні, а й за її межами. Тому контроль забруднення води р. Тиса потрібно проводити комплексно і регулярно, спільно з іншими європейськими країнами.

У 2005-2008 роках науковцями було проведено оцінку якості води за індексом забруднення води (ІЗВ) [67], рекомендованого Держкомгідромета України, що дозволяє віднести поверхневі води до семи класів якості [66].

Було визначено, що для питної води р. Тиса максимальні значення ІЗВ відзначені в IV кварталі 2005 р, IІ і III кварталах 2006 році (вода ІІ класу - чиста); в III кварталі 2005 та IІ кварталі 2008 рр. (Вода ІII класу - помірно забруднена). Для поверхневої води р. Тиса максимальні значення ІЗВ відзначені в І кварталі 2005 р, ІІ кварталі 2006 р, І кварталі 2007 р, ІII кварталі 2007 р, І кварталі 2008 р, ІІІ кварталі 2008 р, ІII кварталі 2009 р (вода VII класу - надмірно забруднена, з порушенням екологічних параметрів, стан яких оцінюється як екологічний регрес (ІЗВ> 10)). Максимальні значення ІЗВ для води рибогосподарського призначення, р. Тиса зафіксовано в І кварталі 2005 р .; ІІ кварталі 2006 р .; І та ІІІ кварталах 2007 р .; І та ІІІ кварталах 2008 р .; ІII кварталі 2009 р (вода VII класу - надмірно забруднена (ИЗВ> 10)). Для порівняння, у табл. 1.2 наведена гігієнічна класифікація водних об'єктів за ступенем забруднення [50].

Допустима ступінь забруднення-визначає придатність водного об'єкта для всіх видів водокористування населення практично без будь-яких обмежень. Помірна ступінь забруднення-свідчить про відому небезпеку для населення культурно-побутового водокористування на водному об'єкті. Його використання як джерела господарсько-питного водопостачання без зниження рівня хімічного забруднення на очисних водопровідних спорудах може привести до появи початкових симптомів інтоксикації у частини населення, особливо при наявності в воді речовин 1 і 2 класів небезпеки.

Високий ступінь забруднення-вказує на безумовну небезпеку культурно-побутового водокористування на водному об'єкті. Неприпустимо використання такого водного об'єкта як джерела господарсько-питного водопостачання через складність видалення токсичних речовин в процесі водопідготовки на водопровідних спорудах. Вживання для пиття води, що має високий ступінь забруднення може привести до появи у населення симптомів інтоксикації і розвитку віддалених ефектів, особливо в разі присутності в воді речовин 1 і 2 класів небезпеки.

Надзвичайно високий ступінь забруднення водного об'єкта - визначає його абсолютну непридатність для всіх видів водокористування. З гігієнічної точки зору забруднення є екстремально високим і навіть короткочасне використання води водного об'єкта небезпечно для здоров'я населення.

Таким чином, на основі проведених досліджень можна було відзначити такі закономірності:

- спостерігаються періодичні (сезонні) коливання рівня забруднення ТМ вод річок Тиса і Ріка, які викликані в основному повенями і дією антропогенних факторів для р.Тиса та природними опадами, ерозійними процесами для р. Ріка;

- максимуми рівня забруднення сполуками ТМ вод р. Тиса збігаються з техногенними аваріями на гірничодобувному підприємстві SC Cartel Bau SA, м Бая Борша (Румунія), стічні води якого потрапляють в басейн цієї річки;

- в період повеней і техногенних аварій вода р. Тиса стає непридатною для вживання населенням і ведення фермерського господарства;

- вода річок Ріка і Тиса, згідно з нормативами по Сu (II) і Zn (II), не придатна для ведення рибного господарства;

- інтегральний винос ТМ з поверхових водами річок Закарпаття за період з 2005 по 2009 рр. показав, що рівень токсикантів у воді р. Тиса значно перевищує їх рівень в воді р. Ріка. При цьому внаслідок антропогенного навантаження концентрація ТМ повис майже в три рази для р. Тиса і в п'ять разів для р. Ріка, що призводить до негативних наслідків і екологічної небезпеки.



У Румунії насьогодні активно ведеться золотовидобування та рудні розробки. Така діяльність призводить до необхідності створення хвостосховищ. В природі не існує двох однакових родовищ корисних копалин – всі вони різні. Природні умови характеризуються геологією, топографією поверхні, гідрогеологією, сейсмологією та кліматом. Кожне родовище має свій генезис, тобто походження та розвиток впродовж мільйонів років, саме тому всі родовища різні.
Таблиця 1.2 - Гігієнічна класифікація водних об'єктів за ступенем забруднення

Ступінь забруднення

Оціночні показники забруднення для водних обєктів I та II категорій

Індекс забруднення

Органо-лептичні

Токсико-логічні

Санітарний

режим


Бактеріо-логічний

Запах, присмак

ГДК орг. (ступінь пере-вищення)

ГДК токс. (ступінь пере-вищення)

Тимч. погодж.

рівень., мг/дм3

Кисень розчи-нений

Число кишкових паличок в 1 дм3










I

II

Допустимий

2

1

1

3

6

4

Меньше 1·104

0

Помірний

3

4

3

6

8

3

1·104

1·105

1

Високий

4

8

10

8

10

2

Більше 1·105-1·106

2

Надзвичайно високий

>4

>8

100

>8

>10

1

Більше

1·106

3


Незважаючи на це всі родовища можна згрупувати та класифікувати за певними ознаками – наприклад за формою рудного тіла. За формою рудного тіла родовища поділяють на: пластові, пластоподібні, трубоподібні, стовбоподібні, лінзоподібні, жильні, штокверкові, гніздоподібні, складної форми та розсипи. Найпоширенішими є відкриті кар’єрні розробки. Перевапгою є дешевизна і можливість застосування потужного і високопродуктивного устаткування.

Недоліки:

· величезні S землі пропадають

· для доступу до корисної копалини необхідно витягувати (розкривні) порожні породи

· існує залежність від кліматичних умов.

Підземний спосіб розробки реалізується за допомогою шахтної або свердловинної технології.

Відкритими гірничими роботами називається видобування корисної копалини безпосередньо з поверхні землі. В результаті цих робіт на поверхні землі утворюється кар’єр.

Вироблений простір – утворюється в процесі відкритих гірничих робіт. На поверхні вироблений простір обмежується границями кар’єрного поля, по глибині – днищем кар’єру. Розробка корисних копалин при відкритій розробці ведеться горизонтальними шарами, внаслідок чого профіль кар’єру має форму сходинки.

У магматичних породах Вулканічного хребта Карпат виявлені одні з найбільших у світі родовища ртутної руди — кіноварі (Вишківське родовище).

На берегах Південного Бугу розташований Побузький гірничорудний район. Із ним пов'язані численні родовища нікелевих та кобальтових руд. Також у цьому районі проводиться детальна розвідка першого в Україні родовища хромітових руд — Капітанівського.

Родовища кам’яної солі розробляються в Закарпатті (Солотвинське). У Передкарпатті видобувають калійні солі (Калуське та Стебниківське родовища), самородну сірку (Яворівське, Яхінське, Роздольське родовища).

Основний район розробки родовищ залізних руд у Румунії — масив Пояна-Руске. Найважливіші родовища — Телюк і Гелар. Руди збагачують шляхом випалення і магнітної сепарації. Концентрат містить 50 % Fe і 7 % SiO2. У 2001 Румунія імпортувала близько 3,1 млн т (із них Sidex — 3 млн т) залізної руди і виробила 4.93 млн т сирої сталі.

Видобуток марганцевих руд. Здійснюється у зоні Якобені — Ватра-Дорней (середній склад руд: 20 % Mn, 10 % Fe і 28 % SiO2) та в Резоаре-Лепуш (20 % Fe, 18 % Mn і 20 % SiO2). Румунія повністю забезпечує свої потреби у марганці.

Видобуток руд кольорових металів. Розробка родовищ бокситів ведеться у горах Педуря-Краюлуй і прилеглих зонах (родовища Ремеці, Лунка-Спріє, Рошія, Гугу-Зече-Хотаре і ін.), та на родовищах Охаба-Понор (м. Себеш). Руду добувають відкритим способом, переробляють на глиноземному заводі у м. Орадя. Боксити також імпортують. Потужності власного алюмінієвого заводу Alro в Слатині (Slatina) 175 тис. т/рік первинного алюмінію. Після його часткової приватизації планується збільшити продуктивність у 2003 р до 190 тис. т/рік.

Бісмут добувають з комплексних молібден-бісмутових руд у м. Петру-Гроза і з свинцево-цинкових концентратів на металургійному заводі Копша-Міке.

Свинцево-цинкові руди. Добувають у Лешу-Урсулуй (Сучава), Бая-Борша, Кавнік, Ілба, Хержа, Ністру (Бая-Маре), Бая-де-Ар'єш, Златна, Мунчелу-Мік, Секеримб, Рускіца і Сомова (Добруджа). На металургійних заводах при обробці концентратів отримують низку вторинних продуктів, зокрема стибій, кадмій, селен, бісмут і інш.

У 2001 р. виробництво свинцю в концентратах оцінюється у 19 тис. т, рафінованого свинцю 29 тис.т, споживання близько 20 тис. т. Видобуток цинку склав 28 тис. т металу у концентратах і рафіноване виробництво оцінюється в 52 тис. т, споживання — до 22 тис. т.

Окремо слід виділити золотовидобування у Румінії. Основні райони видобутку руд золота розташовані у горах Апусені — Брад, Рошія-Монтане, Бая-де-Ар'єш, Златна, Секеримб і у Бая-Маре — Сесар і Шуйор. Із цих же руд вилучають срібло. Крім того, золото і срібло отримують із комплексних руд.

Золотовидобувна підгалузь Румунії розвивається. На початку XXI ст. компанія Gabriel Resources будує нове підприємство з видобутку Au і Ag Rosia Montana. Проектна продуктивність підприємства по руді 10 млн т/рік із вилученням 12780 кг Au і 63,45 т Ag протягом 9 планових років експлуатації. Виконуються також інші нові золотодобувні проекти, зокрема Baita-Cracuniesti, Certej, в яких задіяні компанії European Goldfields Ltd, SNC Lavalin Engineers and Constructors Inc., інші компанії і організації та уряд Румунії.

Видобуток мідних руд ведеться в місцевостях Белан, Алтин-Тепе (Добруджа), Молдова-Ноуе, Дєва, Брад, Рошія-Поєні, Бая-де-Араме. Мідний концентрат одержують також при обробці комплексних руд родовищ Лешу-Урсулуй, Бая-Борша, Кавнік, Ністру-Бая-Спріє і ін. Мідь також імпортують.

Як відомо, видобуток золота зазвичай здійснюється за допомогою отруйного ціаніду, наслідки використання якого можуть стати фатальними.

Ще в 1999-му компанії «Rosia Montana Gold Corporation» румунський уряд надав ліцензію на розробку золоторудних родовищ у Західних Карпатах. В січні 2000 року внаслідок прориву греблі на золотовидобувному підприємстві в Бая-Маре 100 тисяч кубічних метрів води, забруднених ціанідом та важкими металами, потрапило в ріки, у тому числі в Дунай і Тису.

Подібні проблеми характерні і для Закарпаття. Адже тут знаходяться дві «золоті точки» України – Берегівщина та Рахівщина. Дані території пошкоджені через роботу «Закарпатполіметалів». Діяльність цього підприємства залишила по собі реальну екологічну катастрофу. Тоді важкими металами було отруєно водоймища й питну воду в криницях. Єдиним вигідним методом видобутку є ціанідний, адже при застосуванні інших майже половина золота залишається у хвостосховищах.

Найбільші негативні наслідки ведення золотовидобувної діяльності - прориви дамб і хвостосховищ. Періодично відбуваються спускався води зі хвостосховищ або неконтрольовані проривання дамби.

Хвостосховище — це гідротехнічна споруда, комплекс спеціальних споруд та обладнання, які призна чені для складування або захоронення радіоактивних, токсичних та інших відвальних відходів збагачення корисних копалин. На гірничо-збагачувальних комбінатах (ГЗК) із добутої руди отримують концентрат, а відходи переробки переміщують у хвостосховища. Хвости надходять у вигляді пульпи (пісок, вода).

Здебільшого хвостосховище відгороджується дамбою, яка намивається із хвостів і додатково зміцнюється. У хвостосховищі відбувається процес поступового осідання твердої фази хвостів, іноді за допомогою спеціально додавання реагентів — коагулянтів та флокулянтів. Відстояна вода піддається очищенню та скидається у локальні водойми або повертається на збагачувальну фабрику для технологічних потреб.

Що стосується Дніпра, то його води у значній мірі забруднені важкими металами, що пов’язано з інтенсивним розвитком металургії, гірничодобувної, хімічної промисловості. Значна кількість теплоелектростанцій працює на вугіллі та мазуті. Суттєвий вплив на забруднення повітряного та водного середовища має автотранспорт. Водосховища Дніпровського каскаду розташовані у густонаселених індустріальних та аграрних районах., де внаслідок екстенсивного ведення сільськогосподарського виробництва, високої концентрації промислових та енергетичних потужностей, проявляється тенденція до зростання концентрації важких металів у водному середовищі. Протягом 90-х років концентрація міді, цинку та свинцю збільшилися у 1,5-3 рази у порівнянні з початком 80-х років.

Значний вплив на якість води у водосховищах Дніпра мала аварія на Чорнобильській АЕС. При проведенні заходів щодо ліквідації її наслідків наряду з іншими речовинами було застосовано скидання у розплавлений реактор тисячі тон свинцю. Внаслідок цього у воді Київського водосховища у травні 1986 р. вміст свинцю досягав 90 мкг/л, у той час як у 1985 р. його вміст не перевищував 10 мг/л.

Основними джерелами забруднення води водосховищ є побутові та промислові стічні води м. Киэва, м. Канева, м. Золотоноши, м. Черкаси. Так, протягом року Черкаський водоканал скидає 51,1 млн. м3 стічних вод, причому понад 50% - без відповідної очистки. Завдяки цьому з ними до водосховища щодоби надходить 1,2-2,0 т органічних речовин, 14-15 кг важких металів.

Серед водосховищ дніпровського каскаду найбільш забрудненими важкими металами є Запорізьке та Каховське водосховища. Так у воді Каховського водосховища концентрація міді досягає 220 мкг/л, цинку - 170 мкг/л, марганцю - 180 мг/л, свинцю - 145 мкг/л, хрому - 160 мкг/л. Звертає увагу перевищення рибогосподарських нормативів для води за вмістом міді у 9-150 разів, цинку - у 1,5-2,0 рази, свинцю - у 1,5 рази. Таким водосховища Дніпра, зокрема Кременчуцьке водосховище, знаходяться під сильним антропогенним пресом, їх екосистеми є забрудненими важкими металами, що може становити небезпеку для гідробіонтів та для людини.
Висновки до розділу 1

Сучасний критичний стан екології, зокрема природних водних об'єктів, зумовлює актуальність досліджуваної теми. Моніторинг забруднення природних водних об’єктів є необхідною складовою для контролю та управління екологічним станом країни. В даній роботі проводилося дослідження динаміки зміни концентрацій за таким показником, як важкі метали, оскільки це одні з найнебезпечніших забруднювачів води.

Для прикладу, дослідження проводилося на пробах води, відібраних х річок Тиса, Закарпатської області, та Дніпро, у районі Києва. Річку Тису було обрано, оскільки у її басейні ведуться рудні розробки, зокрема проводяться роботи по золотовидобуванню. Для забезпечення процесу створюються дамби із хвостосховищами, які періодично можуть проривати. Це зумовлює неконтрольоване надходження важких металів до річки.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка