Аналитическое исследование бактериостатических и бактерицидных свойств шлаков феррованадиевого производства

Полигоны захоронения твердых бытовых отходов (ТБО) представляют санитарно-эпидемиологическую опасность. Отходы, направляемые на захоронение, содержат различную микрофлору, жизнеспособные личинки насекомых, яйца гельминтов.

Депонированные отходы - это благоприятная среда для выживания и размножения различных возбудителей инфекционных заболеваний: дизентерии, инфекционного гепатита, полиомиелита, брюшного тифа, холеры и др. инфекций. Полигоны ТБО являются местом обитания и источниками питания грызунов, мелких животных и птиц, что повышает риск распространения патогенных микроорганизмов за пределами объектов захоронения отходов. Территория захоронения является кормовой базой ворон, галок, воронов, крыс, одичавших собак [1].

Для того чтобы препятствовать распространению грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов, необходимо предусмотреть в проекте полигона послойную укладку ТБО с пересыпкой их промежуточными изолирующими слоями инертного материала ежесуточно в тёплое время года, в холодное - с интервалом не более трёх суток. Толщина слоя уплотнённых ТБО - 2 м, изолирующего слоя - 0,25 м. Этот способ обеззараживания в зарубежной литературе получил название санитарной засыпки ТБО.

К материалу для пересыпки ТБО предъявляется ряд требований, в частности, он должен надежно изолировать ТБО от контакта с насекомыми, препятствовать доступу птиц и грызунов к отходам, быть неудобным для устройства лазеек и нор, он должен иметь однородную структуру с размером фракций менее 250 мм.

В качестве пересы-почного материала могут использоваться промышленные отходы IV класса опасности, принимаемые без ограничений и используемые в качестве изолирующего материала, характеризующиеся содержанием в водной вытяжке токсичных веществ на уровне фильтрата из твердых бытовых отходов, а по интегральным показателям -биохимической потребности в кислороде (БПК₂₀) и химической потребности в кислороде (ХПК) - не выше 300 мг/л [2, 3].

Также для поддержания санитарного благополучия полигона важно, чтобы изолирующий материал обладал бактерицидными или бактериостатическими свойствами, т.е. убивал или приостанавливал размножение микроорганизмов. При неправильном обустройстве полигона или отсутствии защитных сооружений, в том числе пересыпных слоев, существует опасность бактериального загрязнения близлежащих районов.

Так, по данным [4] известны случаи заболевания детей стрептодермией после купания в реке Бейсуг Новомалороссийской станицы (Выселковский район Краснодарского края). Стрептодермия - инфекционное заболевание кожи, вызываемое стрептококками. Причиной заражения стала неблагоприятная эпидемиологическая обстановка, образовавшаяся в результате деятельности свалки, расположенной вблизи реки Бейсуг.

На ОАО "Чусовской металлургический завод" (ЧМЗ) в ферросплавном цехе при силикоалюминотермическом методе ежегодно образуется многотоннажный отход производства феррованадия, состав которого представлен в таблица 1.

На сегодняшний день накоплено уже более миллиона тонн шлака производства феррованадия. Данный отход по результатам биотестирования относится к 4-му классу опасности для окружающей природной среды в соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды», утвержденными приказом МПР России № 511 от 15.06.2001 г. (на основании паспорта на опасный отход от 07.2007, выдан Пермским Межрегиональным управлением по технологическому и экологическому надзору на основании протокола лабораторных испытаний № 1655/1 -03 от 21 апреля 2003 г., протокола радиационного обследования № 07/05-А от 07 апреля 2003 г. и заключения № 44/э)

Хранение шлаков осуществляется открытым способом, вследствие чего происходят эмиссии загрязняющих веществ в воздух, объекты гидросферы и почву, а через них оказывается влияние на состояние флоры, фауны и здоровье людей. Пылевидные шлаковые частицы разносятся ветром на прилегающие территории и оказывают негативное воздействие на здоровье людей. Смытая ливневыми водами шлаковая пыль загрязняет почву, растворимые компоненты проникают в грунтовые воды и поверхностные водные объекты.

Создание шлакового отвала привело к изменению гидрогеологических и гидрологических условий на этом участке. Отсыпка отвала на террасу р. Чусо-вой нарушила режим естественного поверхностного стока, что привело к частичной фильтрации стока через отвалы, а также к заболачиванию части прилегающей территории. Атмосферные осадки инфильтруются через тело отвала, насыщаются водорастворимыми компонентами и при отсутствии противофильтрационной защиты загрязняют грунтовые воды. Отвал оказывает существенное влияние на донные отложения рр. Усьвы и Чусовой. Вследствие размыва отвалов речными водами, особенно в период паводка, смыва ливневыми водами, отходы попадают в реки и переносятся водным потоком на значительные расстояния [5, 6, 7].

Согласно аналитическим исследованиям, отходы производства феррованадия содержат компоненты, которые могут обладать бактерицидными свойствами и, следовательно, имеют предпосылки для использования шлака в качестве материала для пересыпки полигонов ТБО. Так, оксид кальция, преобладающий компонент в шлаке, относится к основным оксидам. При смешивании с водой, оксид кальция переходит в гид-роксид, который согласно данным [8] действует дезинфицирующе, противопаразитар-но и дезодорирующе.

В основе антимикробного действия лежит изменение рН среды, дегидратация микробных тел и образование с белками альбуминатов. Взвесь свежегашеной извести убивает большинство вегетативных форм бактерий. Известь губительно действует на блох, клопов и их яйца, убивает патогенные микроорганизмы холеры, брюшного тифа и сибирской язвы (но не споры последней) даже в слабой концентрации. Магния окись обладает антацидным, адсорбирующим, антисептическим (слабым) и детоксирующим действием, адсорбирует газы и соли тяжелых металлов [9]. В работе [10] также отмечаются бактерицидные свойства серы, что создаёт неплохие предпосылки для решения вышеуказанной проблемы.

Бактерицидные свойства феррованадиевого шлака будут проверены аккредитованной лабораторией по методике [11].