Исследование влияния ртути в секторах промышленности, определённых в результате инвентаризации ртути

Описание проекта

Общая глобальная антропогенная нагрузка ртути на окружающую среду ежегодно увеличивается быстрыми темпами. В последние годы особое внимание уделяется оценке объемов экологически опасного загрязнения ртутью и ее соединениями, образующимися в результате добычи различных видов природного сырья и его переработки.
На основании имеющихся данных инвентаризации ртути, проведен анализ основных эмиттеров ртути в РК. Основными потенциальными источниками ртути в РК являются: добыча и использование источников топлива/энергии (угля, природного газа, нефти); производство первичного металла (цинк, медь, свинец, золото и алюминий); производство прочих минералов и материалов с примесями ртути (производство цемента, бумаги и целлюлозы, извести и многое другое); потребительские товары с запланированным использованием ртути (ртутьсодержащие лампы и медицинские отходы.); крематории и кладбища.
Значительная часть выбросов и утечек ртути в окружающую среду приходится на сжигание угля. При сжигании угля ртуть высвобождает в окисленной (Hg2+), элементной (Hg0) или связанной с частицами (Hgp) форме. В угле ртуть присутствует в следовых количествах, и в процессе горения высвобождается в выхлопной газ в качестве элементарной ртути.
При высоких температурах сжигания ртуть, содержащаяся в углях, практически вся переходит в газообразное состояние и, в конечном счете, выбрасывается в атмосферу с отходящими газами.
Объемы поступления ртути в окружающую среду во многом зависят от ее содержаний в исходном сырье, в том числе в углях.
Была проведена оценка содержания ртути в углях, добываемых на основных месторождениях Республики Казахстан: Экибастузский бассейн; Майкубенский бассейн; Шубаркольское месторождение; месторождение «Каражыра»; месторождение Борлинское.
Анализ содержания ртути в углях, добываемых на основных месторождениях Республики Казахстан, был проведен в лаборатории SGS Новокузнецка, Россия в соответствии со стандартами ГОСТ 32980-2014 (ISO 15237:2003).
Результаты исследований содержания ртути (Hg) углях с месторождений Казахстана были следующие: содержание ртути в углях находится в диапазоне 0.02-0.04 ppm, то есть не превышает 0.04 г/т. Результаты исследований показали, что содержание ртути в казахстанских углях существенно ниже среднего содержания ртути в иных каменных углях.
Полученные данные использованы для расчета вредных выбросов ртути при сжигании угля от предприятий теплоэнергетики на примере ТЭЦ-2 города Астаны.
При проведении исследований были разработаны два сценария развития событий:
1. Первый сценарий расчет валовых выбросов ртути при сжигании угля (на существующее положение, по фактическому расходу топлива), на перспективу расчеты сделаны с учетом полного перехода ТЭЦ на природный газ;
2. Второй сценарий расчет валовых выбросов ртути частично при сжигании природного газа и при сжигании угля. После реконструкции шесть водогрейных котлов КВ-Т-139, 6-150 перейдут на сжигание природного газа с сохранением твердого топлива в качестве резервного. Так как выбросы ртути при сжигании газа практически нулевые, будут произведены расчеты выбросов ртути при сжигании угля от семи энергетических котлоагрегатов.
На основе полученных данных были решены задачи по разработке ориентировочных факторов эмиссии ртути на существующее положение и расчёту потенциальных выбросов ртути на перспективу.
Анализ полученных результатов по расчетам величин приземных концентраций ртути по сценарию 1 показывает, что на границе санитарно-защитной зоны и в расчетном прямоугольнике не выявлено превышение норм ПДК: максимальная концентрация – 0.0034 ПДК; на границе СЗЗ – 0.0028 ПДК. Так как ближайшая жилая зона находится на расстоянии более 1 км, расчет загрязнения атмосферы не проводился.
Расчет выбросов ртути с учетом смены топлива (уголь-природный газ) по сценарию 2 показал, что на границе санитарно-защитной зоны и РП также не выявлено превышение норм ПДК.
По результатам расчета рассеивания при втором сценарии наблюдается снижение выбросов ртути на 10 %, то есть валовый выброс ртути на существующее положение составил 0,122 т/год, на перспективу развития с 2022 года – 0,111 т/год. По сравнению с предыдущим периодом выброс ртути снизится на 0,011 т/год.
Теплоэлектростанции, работающие на угле, составляют основную часть источников выбросов ртути в атмосферу. Для снижения эмиссий ртути необходимо перейти на более экологичное топливо – природный газ, что будет способствовать значительному улучшению экологической обстановки в столице не только с точки зрения снижения эмиссии ртути, но и снижения всех сопутствующих загрязняющих веществ, выделяющихся при сжигании.
При большинстве оценок воздействий на природную среду трудно определить количественное значение экологических изменений. На основе полуколичественной оценки, основанной на баллах, было выполнено сопоставление критериев значимости воздействия выбросов ртути на атмосферу на примере ТЭЦ-2 города Астаны.
Расчет значимости воздействия на атмосферу показал, что при частичном переходе на природный газ ТЭЦ-2 (сценарий 2) интенсивность воздействия снизится с умеренного воздействия на слабое, а значимость воздействия снизится со средней на низкую. Это еще раз подтверждает, что сжигание природного газа в энергетике и в промышленности приводит к более низким уровням выбросов ртути в атмосферу.
Оценка воздействия на социально- экономическую среду выполнена для каждого компонента социально - экономической среды с учетом уровней значимых площадных, временных воздействий и воздействий интенсивности, дифференцируемых по градациям.
В целом воздействие предприятия на социально-экономическую среду носит положительный характер, способствуя улучшению санитарных условий населения, увеличению доходов и общему росту благосостояния населения, а также развитию экономического потенциала региона.
Воздействие на здоровье населения оценивается как среднее положительное воздействие.
Ртуть и ее соединения относятся к чрезвычайно токсичным веществам (1 класс опасности). Длительное воздействие выбросов ртути в атмосферу для живых организмов, в том числе и для человека опасно тем, что ртуть имеет способность накапливаться в организме и хроническое воздействие в течение длительного времени может привести к тяжелым заболеваниям вплоть до интоксикации со смертельным исходом.
Для сокращения выбросов ртути необходимо применять методы и технологии, включающие проведение мероприятий, направленные на максимально возможное сокращение выбросов ртути.
Сжигание угля рассматривается сегодня в качестве крупнейшего отдельно взятого глобального источника выбросов ртути в атмосферу. Поэтому для сокращения выбросов ртути необходимо перейти на альтернативные виды топлива (природный газ). Кроме того, необходимо проводить регулярный мониторинг ртути, который включает в себя отбор и химический анализ на ртуть проб воздуха, почв, подземных и поверхностных вод, а также изучение влияния ртути на живые организмы, что позволит контролировать выбросы ртути в окружающую среду.
Важными результатами выполненной работы являются: анализ основных эмиттеров ртути в РК; исследования по анализу содержания ртути в углях, добываемых на основных месторождениях Республики Казахстан; расчет выбросов ртути от предприятий теплоэнергетики примере ТЭЦ-2 города Астаны; разработка карты-схемы с изолиниями, показывающими степень загрязнения близлежащих территорий ртутью; расчет выбросов ртути с учетом смены топлива (уголь-природный газ); оценка воздействия предприятий - загрязнителей на окружающую среду с учетом замены топлива/сырья; экономическая оценка при смене топлива на примере ТЭЦ-2; разработка рекомендаций по сокращению выбросов ртути при сжигании угля.