Территория размещения Мордовской ГРЭС. Почва и грунты исследуемой территории по содержанию химических веществ относятся к слабо загрязненным. Отмечается превышение концентраций кадмия, свинца, цинка, бериллия, кобальта, меди, бария, вольфрама над их фоновыми значениями, а также превышение концентраций цинка, бериллия и бария над ПДК. В донных отложениях рек Мокши и Рябки содержание металлов также незначительно. Прослеживается слабая тенденция возрастания концентраций металлов в иле вниз по течению рек. Установлено, что воды рек Мокши и Рябки характеризуются минерализацией до 1 г/л и содержат вредные загрязнения в незначительных количествах, отвечающих нормативным требованиям. В пробах стеблей и корней злаков отмечено значительное превышение ПДК по мышьяку, свинцу и кадмию. В пробе рыбы обнаружено высокое содержание ртути.
При проведении газогеохимических исследований измеренные концентрации метана оказались не выше 0.1 об. %, а концентрации углекислого газа - не выше 0.5 об. %, что указывает на отсутствие экологически опасных техногенных грунтов на площадке ГРЭС. Радиационно-экологические исследования показали, что МЭД внешнего гамма-излучения, содержание ЕРН и цезия-137 в почве, а также объемная активность радона не превышают допустимых нормативных величин. Исследование почв на микробиологические и паразитологические характеристики показало соответствие состояния почв нормативным санитарно-эпидемиологическим требованиям.
Территория склада сухой золы ТЭЦ-22. Химические анализы показали, что категория загрязнения почвы тяжелыми металлами в большинстве точек опробования характеризуется как “допустимая”. Категория загрязнения почв и грунтов бенз(а)пиреном варьируется в исследованных образцах от “чистой” до “опасной” при концентрациях, изменяющихся в пределах 0.002-0.050 мг/кг. Содержание нефтепродуктов колеблется от 3.9 до 115 мг/кг и не превышает нормативного уровня.
При проведении радиометрического обследования территории источников ионизирующего излучения и участков с повышенными уровнями гамма-фона не обнаружено. При этом МЭД внешнего гамма-излучения на исследуемой территории не отличается от присущего данной местности естественного гамма-фона. Согласно результатам анализа почв и грунтов на содержание ЕРН и цезия-137 установлено, что их активность не превышает допустимого уровня. Плотность потока радона также не превышает санитарных норм. Микробиологическое и паразитологическое исследование позволило идентифицировать пробы почв и грунтов как “чистые” и “умеренно опасные”.
Таким образом, установленные в главе уровни многофакторного загрязнения природной среды позволили определить количественные характеристики техногенного загрязнения исследованных территорий, необходимые для разработки средств инженерной защиты окружающей среды.
4-я глава посвящена вопросам оптимизации инженерно-экологических изысканий для строительства ТЭС и экологического проектирования ТЭС, а также некоторым сопутствующим вопросам.
Проведенный качественный анализ полного жизненного цикла ТЭС, негативных воздействий ТЭС на природную среду и взаимосвязи производства электроэнергии с национальной экономикой в целом показал, что невозможно в принципе вести речь о создании экологически чистого производства электроэнергии, можно говорить лишь о его локальной экологической чистоте. Дана количественная оценка объема выбросов и сбросов загрязняющих веществ и отходов, связанных с производством единицы электроэнергии в национальном масштабе.
На основании вывода о принципиальной невозможности создания экологически чистых ТЭС целесообразно использовать термин локально чистой ТЭС и понимать такую ТЭС как предприятие по производству электроэнергии, загрязняющее природную среду в минимальном объеме при выработке единицы мощности в расчете на весь жизненных цикл ТЭС. Целевая функция создания локально чистой ТЭС ставит (в том числе и перед инженерно-экологическими изысканиями) соответствующие оптимизационные задачи.
В результате анализа факторов, определяющих экологический ущерб от негативных воздействий ТЭС, с помощью экспертно-аналитического метода построена схема ранжирования факторов воздействий ТЭС на человека и компоненты природной среды (см. табл. 2).
Схема ранжирования позволяет обеспечить:
установление рангов негативных воздействий ТЭС;
оптимизацию инженерно-экологических изысканий путем задания приоритетов при исследовании компонентов природной среды;
оптимизацию инженерных решений защиты окружающей среды при разработке предпроектной и проектной документации;
оптимизацию организации природоохранных мероприятий на последующих этапах жизненного цикла ТЭС.
Результаты инженерно-экологических изысканий, полученные в районе золоотвала Черепетской ГРЭС, в районе площадки Мордовской ГРЭС и на участке склада сухой золы ТЭЦ-22, позволили выполнить прогнозные оценки возможных неблагоприятных изменений природной и техногенной среды при строительстве и эксплуатации проектируемых объектов. На основании таких оценок разработаны рекомендации и предложения по предотвращению и снижению неблагоприятных последствий строительных работ и эксплуатации объектов (см. табл. 3).
Таблица 2
Ранжирование факторов ТЭС по степени воздействия на человека и компоненты природной среды
|
Факторы воздействий ТЭС |
Виды топлива |
|||
|
уголь |
мазут |
газ |
||
|
Загрязнение атмосферы |
||||
|
SOx |
1 |
2 |
- |
|
|
NOx |
2 |
1 |
1 |
|
|
CO |
4 |
4 |
3 |
|
|
Твердые частицы |
3 |
3 |
2 |
|
|
Загрязнение поверхностных вод |
||||
|
Сточные воды системы гидрозолоудаления (фториды, мышьяк, металлы, взвешенные вещества и др.) |
6 |
- |
- |
|
|
Нефтесодержащие стоки |
7 |
6 |
5 |
|
|
Обмывочные воды регенеративных воздухоподогревателей (V, Ni и др.) |
8 |
7 |
6 |
|
|
Сточные воды химических промывок оборудования (Fe, Cu и др.) |
9 |
8 |
7 |
|
|
Отработанные воды водоподготовки (хлориды, сульфаты, взвешенные вещества и др.) |
10 |
9 |
8 |
|
|
Продувочные воды оборотных систем охлаждения (Cu, хлориды, сульфаты и др.) |
11 |
10 |
9 |
|
|
Загрязнение и нарушение земель и геологической среды |
||||
|
Строительство золоотвалов |
12 |
- |
- |
|
|
Отчуждение земель |
13 |
11 |
10 |
|
|
Вырубка лесов |
14 |
12 |
11 |
|
|
Загрязнение почв и грунтов . |
15 |
15 |
14 |
|
|
Загрязнение подземных вод |
16 |
13 |
12 |
|
|
Складирование и захоронение отходов |
17 |
14 |
13 |
|
|
Физические факторы |
||||
|
Тепловое загрязнение поверхностных вод |
5 |
5 |
4 |
|
|
Тепловое загрязнение атмосферы |
18 |
16 |
15 |
|
|
Шум |
19 |
17 |
16 |
|
|
Выбросы радионуклидов в атмосферу |
20 |
18 |
17 |
|
|
Электромагнитные поля |
21 |
19 |
18 |
Результаты, касающиеся оптимизации экологического проектирования ТЭС, проиллюстрированы на примере оценки экологичности проекта временного размещения МПГТЭС в Московском регионе. Проведено комплексное экологическое исследование по обоснованию размещения МПГТЭС, подготовке материалов ОВОС и разработке раздела проектной документации “Охрана окружающей среды”. Предложен ряд мероприятий инженерной защиты природной среды в период строительных работ и при эксплуатации МПГТЭС.
Приложения 1-3 содержат графические материалы по геоэкологическому опробованию компонентов природной среды и полевым измерениям, которые автор ввиду их громоздкости не счел целесообразным поместить в основной текст диссертационной работы. В приложении 4 представлены акты о внедрении результатов диссертации.
Таблица 3
Основные рекомендации и предложения по инженерной защите природной среды территорий размещения исследованных объектов
|
Объекты |
Рекомендации и предложения |
|
|
Золоотвал Черепетской ГРЭС |
1. Использование опробованных ранее технологий консервации отработанных золоотвалов № 1 и 3. 2. Уменьшение объема складируемых ЗШО путем организации производства строительных материалов. 3. Организация системы локального экологического мониторинга. |
|
|
Мордовская ГРЭС |
1. Использование технологий рекультивации почвы после проведения строительных работ. 2. Оснащение энергоблоков парогазовыми установками с высоким КПД. 3. Использование технологий, обеспечивающих уменьшение выбросов NOx. 4. Использование технологий, снижающих безвозвратные потери воды и уменьшающих сбросы засоленных и загрязненных вод. 5. Разработка технологий, исключающих залповые выбросы и сбросы загрязняющих веществ. 6. Организация системы локального экологического мониторинга. |
|
|
Склад сухой золы ТЭЦ-22 |
1. Обеспечение контроля за экологическими и санитарными ограничениями по использованию химически и биологически загрязненных грунтов при их использовании в строительных работах. 2. Использование строительных материалов с активностью ЕРН, не превышающей нормативного уровня. 3. Проведение радиационного контроля помещений при производстве строительных работ. |
В заключении приводится перечень основных результатов, полученных в работе и общие выводы:
1. Проведенный анализ полного жизненного цикла ТЭС, негативных воздействий ТЭС на природную среду и взаимосвязи производства электроэнергии с национальной экономикой в целом показал, что невозможно в принципе вести речь о создании экологически чистого производства электроэнергии, можно говорить лишь о его локальной экологической чистоте в пределах зоны техногенного воздействия. Такой результат получен впервые.
2. Анализ современного состояния геоэкологической изученности биотопов ПТС-ТЭС, механизмов загрязнения ландшафтных оболочек в пределах зон техногенного воздействия ТЭС и достигнутого опыта инженерно-экологических изысканий на объектах тепловой энергетики показал необходимость построения концептуальной схемы проведения инженерно-экологических изыскательских работ для строительства ТЭС.
3. По результатам полевых и камеральных работ впервые на единой методической основе на примере территорий размещения Черепетской ГРЭС, Мордовской ГРЭС, ТЭЦ-22 дана оценка современного экологического состояния территорий размещения ТЭС. Проведен анализ климатических, геоморфологических, гидрологических, геологических, гидрогеологических условий территорий, почвенных условий, состояния растительного и животного мира, хозяйственного использования территорий, социальной сферы. Выявлена степень химического, радиационного и биологического загрязнения компонентов природной среды. Результаты исследования адаптированы для решения природоохранных задач, связанных со строительством и эксплуатацией ТЭС на предпроектных этапах строительства ТЭС и при их проектировании. Совокупность полученных результатов исследования геоэкологического состояния биотопов ПТС-ТЭС впервые позволила построить концептуальную схему инженерно-экологических изысканий для строительства объектов тепловой энергетики.
4. Уточняется понятие зоны техногенного воздействия, границы которой можно интерпретировать как границы биотопа ПТС-ТЭС и впервые обосновывается задание территорий геоэкологических исследований, проводимых в рамках инженерно-экологических изысканий для строительства ТЭС. По материалам космических снимков снежного покрова выявлена конфигурация зоны техногенного воздействия Черепетской ГРЭС. Установлено, что размеры зоны техногенного воздействия ТЭС составляют несколько десятков километров.
5. Результаты инженерно-экологических изысканий, полученные в настоящей работе, позволили выполнить прогнозные оценки возможных неблагоприятных изменений природной и техногенной среды при строительстве и эксплуатации проектируемых объектов. Эти оценки обеспечили разработку рекомендаций и предложений по предотвращению и снижению неблагоприятных последствий строительных работ и эксплуатации объектов.