ВЛИЯНИЕ ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ПОЧВУ НА ПРИМЕМРЕ АО «Белгородский цемент»

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается влияние цементного производства на содержание тяжелых металлов в почве.

Ключевые слова: цементное производство, анализ почвы, содержание химических элементов.

Современный этап развития цивилизации характеризуется крупномасштабными стройками во всех сферах деятельности человека. В связи с чем одним самых востребованных производств является цементная промышленность. Выбросами цементных заводов являются как твердые, так и газообразные вещества, которые, безусловно, негативно влияют на окружающую среду и на природные биосистемы. В связи с чем одной из основных проблем современности является ухудшение качества окружающей среды за счет поступления в нее значительных объемов поллютантов различного происхождения.

Одним из основных индикаторов загрязнения промышленных выбросов на окружающую среду является почва, так как именно она, благодаря высокой чувствительности к антропогенному воздействию, первой принимает на себя воздействие техногенного пресса. Так же под влияние промышленности попадает близлежащая растительность, пылевые частицы забивают устьичный аппарат растений, приводят к ухудшению фотосинтеза, жизненного состояния, что снижает темп роста и развития растений [1]. В то же время практически мало работ по влиянию цементной пыли и других загрязняющих веществ на почву, в том числе и в городе Белгороде. Исследования по влиянию цементного производства на растительность проводилось в окрестностях территории АО «Белгородский цемент» города Белгород.

Целью исследований являлось изучить влияние выбросов цементного завода на почву близлежащей территории.

Основными методами исследований являются общепринятые полевые методы и методы спектрального полуколичественного анализа проб почвы – отбор проб почвы на химический анализ в точках отбора почвенных образцов.

Отборы проб почвы и определения в них химических элементов проводились с учетом методик [2,3,4]. Содержание тяжелых металлов определяли методом рентгенофлуоресцентного анализа на Рентгенофлуоресцентном волновом спектрометре Thermo Fisher Scientific ARL 9900 WORKSTATION.

Отбор проб в зоне воздействия цементного завода города Белгород производился по методу конверта. Были отобраны 96 проб почвы по четырем направлениям (северо-восточное, северо- западное, юго-западное и юго-восточное). Фоновые пробы отбирались на удалении 6 км от завода. При отборе учитывалась роза ветров и микрорельеф. Определение содержания тяжелых металлов в почве проведено в лаборатории технического контроля АО «Белгородский цемент».

Цементное производство наряду с металлургией, электроэнергетикой, химией и машиностроением определяет экономический потенциал и уровень промышленного развития страны. Динамично развивающийся  строительно-инвестиционный комплекс России, основу которого составляет цементная промышленность, дает возможности расширения объемов производства и ассортимента выпускаемой продукции [5].

Вокруг заводов, производящих цемент, асбестоцементные изделия, пеноблоки и другие строительные материалы повышенной летучести, образуются зоны максимального загрязнения окружающей среды радиусом до 2 км, с повышенным содержанием в воздухе пыли из частиц цемента, асбеста, кварца и других вредных веществ. Помимо стационарных источников значительное влияние на состояние атмосферного воздуха оказывают выбросы при добыче природного строительного сырья открытым способом, также на выбросы вредных веществ влияет автотранспорт [6,7].

Основными воздействиями на окружающую среду при производстве цемента являются следующие факторы:

1. Пыль (выбросы из дымовых труб и быстроиспаряющиеся компоненты),
2. Газообразные выбросы в атмосферу (NOx, SO2, CO2, др.)

Исследовались 2 пробы почв − растворимая и пылевая (пыль) − по 4-ем направлениям (северо-западное, северо- восточное, юго-западное, юго-восточное) (табл. 1). Анализы показали присутствие в растворимой фазе ионов солей кальция, магния, калия, натрия. Также выявлены ионы сульфата, нитрата, нитрита, ион 3-валентного железа и аммония, и других химических элементов. Наибольшее загрязнение наблюдается на юго-восточном направлении – по господствующему направлению ветра.

Плотность загрязнения почв водорастворимыми компонентами, связанными, главным образом, с аэрозольным загрязнением атмосферы, заметно меньше, чем загрязнение пылью. Установлено, что превышений не наблюдается в содержании пыли над фоновыми показателями для всех элементов. Содержания таких металлов как цинк, хром и ванадий объясняется их высокой концентрацией во вмещающих горных породах. Минеральная нерастворимая фаза почв насыщена химическими элементами. Полученные данные объясняются распространением пыли, в том числе цементной, в высоких концентрациях от карьера, завода и побочных источников (автотранспорт и др.).

Таблица 1.

Средние показатели содержания химических элементов в пылевой фазе почв в сравнении с фоновыми показателями и ПДК _почв (северо-восточное направление)

Исследованиями установлено, что площадь загрязнения территории составляет свыше 10 км2. Техногенная аномалия в районе исследования с центром загрязнения цементным заводом распространяется на территорию города Белгород. Пылевое загрязнение тянется широким шлейфом к северо-востоку. По степени загрязнения почвенного покрова в минеральной фазе в северо-восточном направлении можно выделить 2 зоны: повышенного и слабого загрязнения. Первая зона наиболее подвержена загрязнению − зона повышенного воздействия распространяется до 500 м с отсутствием превышения, но всё же имеющимся содержанием тяжёлых металлов.

Вторая − зона слабого воздействия до 2000 м, где содержание тяжёлых металлов гораздо ниже.

Выводы. Изучив проверенные пробы почвы в зоне воздействие выбросов цементного завода, запыленной территории цементной пылью, превышения ПДК не выявлено, но возможно со временем накопление в почве многих химических элементов, в том числе и тяжелых металлов увеличит антропогенную нагрузку на почву и естественную растительность вокруг. Во избежание усугубления ситуации необходимо совершенствовать газоочистные установки, а также снижать количество сырья в состав которого входят тяжелые металлы.

Список литературы:

1. Ступин Д.Ю. Загрязнение почв и технологии их восстановления. Учебное пособие 2023. 430 с.
2. Глазовский Н. Ф., Злобина А.И., Учватов В.П. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна. Пущино: Науч. центр биол. исслед. АН СССР. 1978. 28 с.
3. Ломоносов И.С., Макаров В.Н., Хаустов А.П. и др. Экогеохимия городов Восточной Сибири / Якутск: Ин-т мерзлотоведения СО РАН. 1993. 108 с.
4. Эколого-химический мониторинг урбанизированных территорий на Севере - на примере г. Сыктывкара // Коми научный центр УрО РАН: науч. докл. Вып. 354. Сыктывкар, 1995. 24 с.
5. Катин В.Д. Теоретические и практические основы промышленной и экологической безопасности. Учебное пособие, 2022. 164 с.
6. Соколова Т.А., Дронова Т.Я., Толпешта И.И. Глинистые минералы в почвах. Москва. 2005. 336 с.
7. Соколова Т.А., Толпешта И.И., Топунова И.В. Выветривание биотита в подзолистой почве в условиях модельного полевого опыта 2010. 1248 с.