Калыйна промисловысть

Найбільш ефективні калійні добрива на легких піщаних і супіщаних, а також на торф'янистих і заплавних грунтах. На цих бідних калієм ґрунтах всі сільськогосподарські культури сильно відгукуються на внесення калійних добрив. На торфовищах, які містять досить азоту, а часто і фосфору, внесення одних калійних добрив (без азотних і фосфорних) дає високий ефект.

Важливою умовою ефективного застосування калійних добрив є хороше забезпечення рослин азотом і фосфором. На грунтах, бідних азотом і фосфором, одні калійні добрива не мають належного ефекту.

На солонцях, зазвичай багатих рухомим калієм, калійні добрива ефекту не дають, а внесення їх сприяє подальшому засолення цих грунтів.

При систематичному застосуванні азотних і фосфорних добрив ефективність калійних добрив підвищується і потреба в них з роками зростає. Зі збільшенням застосування гною, що містить відносно багато калію, на всіх типах грунтів потреба в калійних добривах, навпаки, зменшується [10].

 

3 ХАРАКТЕРИСТИКА ШКІДЛИВИХ РЕЧОВИН ПІДПРИЄМСТВ КАЛІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА

 

Пилогазові відходи калійного виробництва складаються з викидів димових газів сушильних відділень, шкідливими компонентами яких є пил концентратів (KCl), хлористий водень, пари флотореагентов і антизлежувачем (головним чином амінів).

Пил – це поняття, що визначає фізичний стан речовини, подрібненої на маленькі частки.

За походженням пил поділяється на два класи:

органічний: рослинний (дерев’яний, бавовняний ), тваринний (кістковий, вовняний), штучний (пластмасовий);

неорганічний: мінеральний (кварцовий, силікатний), металевий (залізний, алюмінієвий).

Пил відноситься до аеродисперсних систем, а відтак має здатність перебувати у завислому стані. Ступінь дисперсності пилу визначає тривалість перебування його у повітрі та глибину проникнення у дихальні шляхи.

За дисперсністю пил буває:

видимий >10мкм;

мікроскопічний < 10-0,25мкм;

ультрамікроскопічний <0,25мкм.

За способом утворення розрізняють аерозолі дезінтеграції і конденсації.

Аерозолі дезінтеграції утворюються під час подрібнення твердих речовин і складаються з пилинок великих розмірів.

Аерозолі конденсації утворюються з пари металів та їх сполук, які під час охолодження стають твердими частками, розміри яких значно менші ніж аерозолів дезінтеграції.

Дія пилу на організм людини залежить від його фізико-хімічних властивостей, тривалості впливу та концентрації. Дані про концентрацію пилу дають уяву про ступінь забруднення повітря і про ймовірність фіброгенної, подразнюючої і токсичної дії пилу на організм людини.

Найбільшу фіброгенну дію мають аерозолі дезінтеграції з розміром часток до 5мкм та аерозолі конденсації з частками меншими за 0,3-0,4мкм. Вони найглибше проникають і найдовше затримуються в альвеолах легенів.

Залежно від агресивності пилу можуть розвиватись специфічні (фібрози) і неспецифічні патологічні легеневі процеси (туберкульоз. рак)[6].

Розвиток професійних захворювань починається після накопичення пилу в альвеолах, в дрібних лімфатичних вузлах і по ходу лімфатичних судин. Накопичення пилу призводить до розростання сполученої тканини, що поступово веде до порушення функції легенів і серця. Сполучна тканина зморщується, утворює рубці, здавлює судини, порушуючи функцію дихання та кровообігу. Так розвивається картина легеневого фіброзу, відомого як пневмоконіоз (від грецьк. pneumon- легені та conia-пил). Під цим терміном розуміють численні види пилових легеневих фіброзів.

За класифікацією МОЗ пневмоконіоз поділяють на шість груп: силікоз, силікатоз, металоконіоз, карбоконіоз, пневмоконіоз від змішаного пилу і пневмоконіоз від органічного пилу.

Найпоширенішим серед всіх пневмоконіозів є силікоз, який розвивається тоді, коли людина вдихає пил кварцу, що містить кремній у вільному стані. При цьому захворюванні уражається весь організм, пригнічується функція нервової системи, відчуття смакового, слухового та шкіряного аналізаторів і т. ін.

Прояви пневмоконіозів різні, але всім їм притаманні загальні риси: задишка, біль у грудях і сильний кашель. У прогресуючих формах легеневих пневмоконіозів виникає легенева недостатність – зменшується легенева вентиляція , скорочується час затримки дихання.

Окрім вище описаного пил може призвести до розвитку професійних бронхітів, пневмоній, астматичних ринітів, бронхіальної астми, конюктивітів, ураження шкіри (дерміти).

Пил може виявляти чисто механічну дію – подразнювати слизові оболонки дихальних шляхів та очей, порушувати цілісність шкіри і створювати вхідні ворота для інфекційних збудників.

Запобігання професійної пилової патології зводиться до технологічних, технічних, санітарно-гігієнічних і медико-профілактичних заходів.

Ефективним заходом боротьби з пилом є дистанційне управління технологічними процесами. Надійно вирішує питання боротьби з пилом герметизація обладнання, ізоляція пиловидних матеріалів, механізація праці.

Санітарно-гігієнічні заходи ґрунтуються на правильній експлуатації устаткування й систематичному контролюванні вмісту пилу в повітрі виробничих приміщень.

Хлористий водень вступає у довкілля з викидами виробництв органічного синтезу, зокрема хлорвмісних засобів захисту рослин, целюлозно-паперових комбінатів, виробництв конденсаторів,химико-металлургических і сміттєспалювальних заводів. Максимальний викидНСl зафіксований у містах, які виробляють продукцію хлорним хімії, – Волгограді, Новомосковську, Пермі,Стерлитамаке,Усолье-Сибирске.

При вплив підвищених концентрацій хлористого водню з'являється їдкий запах, відчувається подразнення очей і верхніх дихальних шляхів.ГазообразнийНС1 за високої концентрації чи хлорне вода можуть викликати гострий дерматит, що у окремих випадках перетворюється на екзему. Відомо, що уелектролитическом виробництві хлору в робітників можуть з'явитися «хлорні вугри». І цей захворювання викликає не вільний хлор, ахлорсодержащие продукти, які утворюються на вугільному аноді (>гексахлорбензол,гексахлоретан та інших.)

При тривалому вплив хлористого водню можуть бути катари верхніх дихальних шляхів, освіту коричневих плям і ерозій на зубах, виразка слизової оболонкиюса, іноді навіть прорив. У концентрації 15мг/м3 >НСl вражає слизові оболонки верхніх дихальних колій та очей. На думку ВООЗ вплив хлору і хлористого водню на населення у цілому мінімально, крім ситуацій аварійних викидів[5].

Відходи виробництва калієвих добрив утворюються при переробці калієвих руд. Основним мінералом яких є сильвініт - суміш сильвіну КС1 і галіту NaCl. Калієві добрива в основному використовують у вигляді хлориду калію. Калієві руди переробляють різними методами. Найпоширенішими є метод роздільної кристалізації з розчинів і метод збагачення породи флотацією. При переробці і збагаченні сировини в калієвій промисловості утворюються багатотоннажні тверді галітові відходи, які поступають у відвали. На 1 т КС1 утворюється 3-4 т відходів. Окрім основного компоненту КаСl (до 90%), вони містять КСl, Са2S04, МgС12, Вr і нерозчинні речовини.

Галітові відходи можна використовувати для отримання куховарської солі, як сировина в содовому, хлорному виробництвах, що через транспортні витрати доцільно тільки для підприємств, розташованих калієвих родовищ, що поблизу розробляються. Перспективним напрямом є також упровадження методів комплексного використовування сировини: шляхом і витягання побічних компонентів - магнію, брому, використовування відходів для отримання кормової і технічної солі і інших продуктів.

Небезпечним джерелом засолення грунтів і водойм є шламо-сховища, містять рідкі глинисто-сольові шлами. З метою їх утилізації рядом інститутів проведено роботи з отримання на основі глинисто-сольових шламів нових форм мінеральних добрив з продовженим терміном дії і містять до 60% хлориду калію і 40% глинистих домішок (КГ-40). При організації виробництва 1 млн. т можна щорічно утилізувати 250-300 тис. т глинисто-сольових шламів.  
Так само розроблена технологія виробництва гранульованих добрив на основі торфу і шламів. 

З екотоксикологічної точки зору, калійні добрива можуть являти певну небезпеку довкіллю не лише тому, що впливають на реакцію ґрунтового середовища, а й тому, що містять у своєму складі доволі значні домішки хлору, натрію, магнію та сульфат-іонів. Так, при внесенні 1 кг Кр в ґрунт водночас надходить 0,9–5,2 кг хлору та 0,2-2,5 кг Na2O.

Рухомість ґрунтових катіонів підвищується із внесенням хлористих солей, оскільки жоден з них не утворює з аніоном хлору нерозчинних солей, що є причиною вимивання з ґрунту підвищених кількостей кальцію і магнію.

При значному вмісті у ґрунтовому вбирному комплексі одновалентних катіонів калію та натрію погіршується структура ґрунту; здатність утворювати ґрунтові колоїди у натрію вище, ніж у калію.

Небезпеку можуть являти також токсичні домішки, які містяться у калійних добривах, про що свідчать результати оцінки хлористого калію: Zn – 3,1 мг/кг, Си – 8,7, Ni – 4,3, Pb – 8,7, Cd – 0,25 мг/кг

Екологічні проблеми Домбровського кар’єру. Найбільшу небезпеку, пов’язану з порушенням стійкості земної поверхні на рудниках, зокрема «Ново-Голинь», внаслідок затоплення, слід очікувати на ділянках, де мають місце виходи теригенних порід під четвертинні відклади. З досвіду проведення гірничовидобувних робіт відомо, що породи верхньобалицької світи схильні до самовивалювання. Характерною особливістю для них є тріщинуватість та наявність багаточисельних дзеркал ковзання. При безпосередньому контакті порід з розсолами інтенсивність руйнації їх зросте багатократно. Оскільки теригенні відклади залягають на значних площах шахтних полів, масштаби зсувів земної поверхні можуть бути великими. Карстопровальні та зсувні процеси також будуть супроводжуватися витісненням великої маси соляних розсолів з підземних порожнин у во-доносний горизонт та поверхневі водойми. Розвиток таких процесів може спричинити аварійну ситуацію, яка призведе до втрати великої кількості житлового фонду в селах Кропивник і Сівка-Калуська та забруднення підземного водоносного горизонту на значних площах. При заключних стадіях затоплення рудника рівень розсолів, поданих у гірничі виробітки, досягне верхньобалицьких порід, які безпо- середньо примикають зверху до соляного дзеркала та виходять під четвертинні утворення. Саме тоді слід очікувати на максимальну активізацію екзогенних геологічних процесів, наслідком яких може бути значне просідання земної поверхні та утворення провалів на ній [9]. При відкритій розробці покладів калійних руд у відвалах Домбровського кар’єру накопичено 26 млн. м3 розкривних порід, з яких більш як 14 млн. м3 соленосні глини. У самому кар’єрі накопичилося більше 11 млн. м3 висококонцентрованих розсолів із загальною мінералізацією 350 г/л, кількість яких щорічно збільшується. Поруч (на відстані 250 м) протікає річка Сівка, води з якої стягуються депресією кар’єру, тому реальною є загроза затоплення кар’єру за короткий проміжок часу. Внаслідок цього розсоли попадуть у підземний водоносний горизонт та в саму річку, що призведе до екологічної катастрофи. Солевідвали та відходи від переробки калійної руди, які зберігаються в двох хвостосховищах, викликають засолення підземних вод, яке відбувається по причині фільтрації розсолів через тіло греблі, а також у верхній водоносний горизонт. Ареал засолення досягає 900 га і наближається до р. Лімниця. Домбровський кар’єр(рис 3.1 )уведено в експлуатацію в 1967 р., де вперше у світовій практиці калійні солі видобувалися відкритим способом. До недавнього часу кар’єр залишався єдиною діючою сировин- ною базою для видобутку калійної руди. Балансові запаси калійної руди в кар’єрі становлять 32 млн. т. Розробка кар’єру передбачалася двома окремими дільницями. Південна - відпрацьована в 1982 р. і заповнена розсолами. Північна частина кар’єру з травня 2007 р. почала інтенсивно зато- плюватись внаслідок попадання засолених вод з дренажних траншей, з галькового горизонту та з ріки Сівка.

 

Рисунок 3.1 -  План-схема Домбровського кар’єру станом на 05.08.2008 р

 

До 2008 р. щорічно у кар’єрі, внаслідок розчинення соляних покладів атмосферними опадами утворювалося 1,2–1,3 млн. м3 розсолів. Заповнення кар’єру рідкою фазою особливо помітно інтенсифікувалося протягом останніх двох років через затоплення насосної № 2 в дренажній траншеї та про- гресуючого розвитку карстових каналів в напрямку річки Сівка. За 2008 р. внаслідок інтенсивних опа- дів та фільтрації ґрунтових вод прилив вод у кар’єр склав майже 3,2 млн м3 . Станом на 01.01.2008 р. рівень розсолів у Південній ділянці становив +253,91 м, об’єм – 5607 тис м3 , у Північній ділянці – від- повідно +244,82 м і 593,4 тис м3 , разом 620,8 тис м3 . У серпні 2008 р. рівні з’єдналися. На по- чаток 2009 року рівень розсолів у кар’єрі становив +257,74 м, об’єм 8691 тис м3 ( з урахуванням того, що в 2008 р. з кар’єру перекачано у відстійник 668 тис м3 розсолів). Станом на 01.01.2010 року рівень розсолів у кар’єрі становив +263,6 м, об’єм – 11198,6 тис. м3 . У разі затоплення кар’єру до рівня підошви водоносного горизонту відбудеться значне збільшення засоленості останнього, яке може прискоритися під час повені та прориву вод річки Сівка. Внаслідок цього утвориться необмежений епіцентр розсіювання солей у довкілля, який додасться до вже існуючих у вигляді винесення солей із хвостосховищ, відвалів. Тому можна стверджувати, що затоплення кар’єру додатково різко збільшить навантаження на гідросферу території як вище місця свого розташування, так і далеко нижче по напрямку регіонального стоку і суттєво загострить екологічні проблеми, які існують в районі розташування гірничовидобувних і переробних об’єктів комплексу, що склався на базі покладів Калуш-Голинського родовища. Для запобігання проникнення розсолів у водоносні горизонти потрібно терміново виконати гідроізоляцію кар’єру. Необхідність проведення цих робіт викликана розвитком соляного карсту в прибортовій частині кар’єру і, відповідно, провалами денної поверхні. Подальший розвиток карстопровальних форм може привести до руйнування дачних ділянок і дачних будинків, розташованих між річкою і кар’єром. При розвитку карстових форм по всій площі або по “лінії”, яка з’єднює р. Сівку і Домбровський кар’єр, води річки будуть спрямовані в кар’єр. Для затоплення кар’єру водами річки під час паводку достатньо двох діб [6]. Необхідно врахувати також, що при відновленні природного рівня вод у прилеглій до кар’єру території внаслідок його затоплення, розсоли, які на даний час утворюються на хвостосховищі № 1 та відвалах і до теперішнього часу стягувалися депресією кар’єру, будуть прямувати в напрямку підземного стоку водоносного горизонту, русел річок Сівки та Млинівки і в кінцевому підсумку потраплятимуть у Дністер. На даний час недостатня ефективна моніторингова сітка, яка давала б можливість об’єктивно контролювати гідродинамічний режим водоносного горизонту в межах території, а також зміни у гідрохімічному складі вод. Тому одночасно із проведенням гідрохімічних опробувань на існуючих свердловинах, природних джерелах, криницях та водотоках важливо здійснювати розширення мережі спостережних свердловин. Під час активної експлуатації Домбровського кар’єру в 70–80 роках було цілком очевидно, що прийняте рішення про його відробку відкритим способом себе цілком виправдало. На даній дільниці нараховувалося усього 83 млн. тонн запасів руди. Об’єм видобування руди становив 1,25 млн. тонн у рік, хоча міг бути удвічі вищим. До кризового стану Домбровський кар’єр доведено з початку дев’яностих років, коли фактично перестали здійснювати будь-які заходи для недопущення затоплення атмосферними опадами. Організація ефективної системи збору і відведення вод із водоносного горизонту та атмосферного походження є головною умовою можливості експлуатації покладів солей відкритим способом. Ця система повинна підтримуватися в робочому стані та в міру розвитку видобувних робіт удосконалюватися. У дійсності вона повністю зруйнована. Через затоплення протягом тривалого часу кільцевої дренажної траншеї, яка знаходиться гіпсометрично вище рівня розкритих частин кар’єру, відбувається інтенсивне насичення масиву нерозкритої частини кар’єру водою. Відбувається рух води в напрямку розкритої частини кар’єру, при цьому інтенсивно карстується масив і солі переводяться в розчин. Можна передбачати, що незабаром розвиток карстових процесів ще більше активізується, а відтак проявляться інші негативні наслідки – зсуви, які охоплять всю внутрішню частину кар’єру і деформують борти дрена. Необхідно також враховувати, що на даний час кар’єр, будучи найбільшою депресією, збирає високомінералізовні розчини, що витікають із інших об’єктів (хвостосховища № 1, відвалів № 1 та № 4, акумулюючих ємностей). Геофізичні дослідження ЗУГРЕ (червень 2009 р.) показали, що карстові процеси розвинуті у межах ділянки досліджень від наявних воронок на північ на відстань до 120 м. При цьому карстом в основному уражена південно-західна, південна і південно-східна частини ділянки. У межах аномалій слід чекати подальших провалів. Південно-західна аномалія виявлена вперше. Південна аномалія узгоджується з аномалією, що виявлена в 2004 р. Ці аномалії примикають до провалів, тобто провали будуть мати розвиток на північ [6]. Тому з метою зменшення водопритоку у вироблені простори Домбровського кар’єру зі сторони річки Сівка й з галькового горизонту потрібно негайно здійснювати технічні заходи по укріпленню та гідроізоляції Північного борту кар’єру.