В 2021 году мировое потребление угля достигло 7929 миллионов тонн, из которых 5735 миллионов пришлось на энергетику. Однако высокий спрос на уголь приводит к образованию огромного количества отходов, вызывает деградацию почв и химическое загрязнение подземных вод, нарушение природных ландшафтов. До последнего времени в России не применялись обычные для мировой практики замеры мобильности потенциально опасных веществ, содержащихся в отходах добычи и переработки углей, что препятствовало освоению новых природоохранных технологий.
Ученые Университета МИСиС разработали новые статические и кинетические тесты для отслеживания миграции в водной экосреде вредоносных макро- и микроэлементов. Они установили, что повышенное содержание серы в отходах снижает уровень pH дренажных вод, которые несут в окружающую среду такие потенциально опасные элементы, как кобальт, железо, марганец, никель, кадмий, стронций, медь, цинк, превышение концентрации которых в водах и почвах приводит к существенному загрязнению окружающей среды.
Систему уже опробовали на трех различных образцах Канско-Ачинского (Красноярский край) и Буреинского (Хабаровский край) угольных бассейнов.
— Необходимо было заранее не только установить состав таких отходов, но и провести дополнительные тесты, позволяющие смоделировать их поведение в окружающей среде. Результаты сделанных нами статических испытаний показали, что повышенное содержание водорастворимой формы серы в отходах может стать причиной образования дренажных кислых вод, которые повышают эмиссию в окружающую среду потенциально опасных элементов, — рассказала научный сотрудник лаборатории «Физико-химия углей» Университета МИСиС Елизавета Кочеткова.
По ее словам, для анализа образцов использовались различные методы, позволяющие определить состав образцов, а также концентрацию различных химических элементов в отходах и образующихся при их контакте с водой дренажах.
Сегодня для определения содержания и состава водорастворимых веществ в твердом минеральном топливе действует ГОСТ Р 58914-2020, разработанный специалистами лаборатории «Физико-химия углей» Университета МИСиС.
Как отметила ректор МИСиС Алевтина Черникова, применение тестов, разработанных исследователями научно-учебной испытательной лаборатории «Физико-химия углей» под руководством доктора технических наук, профессора Светланы Эпштейн, позволит компаниям горно-перерабатывающей отрасли прогнозировать миграцию вредоносных элементов в подземных водах.
В дальнейшем коллектив лаборатории планирует расширить объекты исследования, включив в них золошлаковые отходы угольной генерации, а также завершить разработку кинетических тестов, которые позволят точнее моделировать длительное поведение отходов в условиях природного выветривания, окисления, низких температур и т. п.
Подробные результаты опубликованы в научном журнале Solid Fuel Chemistry.
Жанна МАНУКЯН
Нет комментариев