Химический состав отходов шламонакопителя «Черная дыра» Нижегородской области

     Исследования химического состава и физико-химических проб отходов проведены в соответствии с действующими в РФ нормативно-методическими документами, с применением спектрофотометрического и рентгенофлуоресцентного методов анализа, ИК-спектроскопии, а также газовой хроматографии с масс-селективным детектированием (ГХ/МС-анализ).

УДК 543+630.86

В. В. Олискевич, В. П. Севостьянов, П. Г. Никоноров, Л. И. Руцкая

CHEMICAL COMPOSITION OF THE WASTE
IN THE SLUDGE STORAGE «THE BLACK HOLE»
IN NIZHNY NOVGOROD REGION
V. V. Oliskevich, V. P. Sevostyanov, P. G. Nikonorov, L. I. Rutskaya

     Аннотация. Актуальность и цели. Экологическая ситуация в России, связанная с накоплением огромного количества токсичных отходов, крайне неблагоприятна, что обусловливает актуальность проведения работ, связанных с исследованиями такого источника экологического ущерба, как несанкционированный шламонакопитель «Черная дыра» Нижегородской области.
     Предмет работы – отходы, накопленные в несанкционированном шламонакопителе «Черная дыра» Нижегородской области.
     Цель работы – исследование химического состава и физико-химических свойств жидких, пастообразных и заполимеризовавшихся отходов, накопленных в несанкционированном шламонакопителе «Черная дыра» Нижегородской области.
     Материалы и методы. Исследования химического состава и физико-химических проб отходов проведены в соответствии с действующими в РФ нормативно-методическими документами. Исследования химического состава проб проведены с применением спектрофотометрического и рентгенофлуоресцентного методов анализа, ИК-спектроскопии, а также газовой хроматографии с масс-селективным детектированием (ГХ/МС-анализ).
     Результаты. Исследования химического состава отходов, накопленных в несанкционированном шламонакопителе «Черная дыра», показали наличие в них таких элементов, как As, Bi, Cd, Co, Cu, Cr, Fe, Ni, Pb, Se, Sr, V, Zn, Mn, Ti, а также сернистых соединений, смолисто-асфальтеновых веществ, алифатических и ароматических углеводородов, кислородсодержащих органических соединений, в том числе сложных эфиров, хлорсодержащих органических соединений, соли неорганических кислот. Определены вязкость, плотность, зольность и другие физико-химические характеристики отходов. Результаты работы могут быть использованы при разработке методов обезвреживания отходов, накопленных в несанкционированном шламонакопителе «Черная дыра».
     Выводы. Впервые получены систематизированные результаты химического состава и физико-химических свойств отходов, накопленных в шламонакопителе «Черная дыра». Экспериментальные данные подчеркивают актуальность решения вопроса по ликвидации источника накопленного экологического ущерба – несанкционированного шламонакопителя «Черная дыра».
     Ключевые слова: шламонакопитель «Черная дыра», источник накопленного экологического ущерба, жидкие отходы, пастообразные отходы, заполимеризовавшиеся отходы, химический состав, физико-химические свойства.

     Abstract. Background. The environmental situation in Russia, associated with the accumulation of huge amounts of toxic waste is extremely unfavorable, so it leads the relevance of the works related to research sources of environmental damage such as unauthorized sludge storage «Black hole» in Nizhny Novgorod region. The subject of the work is waste accumulated in the unauthorized sludge storage «Black hole» in Nizhny Novgorod region. The purpose of the work is the studying of the chemical composition and physicochemical properties of the liquid, paste and polymerized waste accumulated in the unauthorized sludge storage «Black hole» in Nizhny Novgorod region. Materials and methods. Study of the chemical composition and physicochemical properties of the waste samples were carried out in accordance with the applicable in RF regulatory guidance documents. Study of the chemical composition of the samples was carried out using spectrophotometric analysis, X-ray fluorescence analysis, infrared spectroscopy analysis and gas chromatography with mass selective detection (GC/MS) analysis. Results. Study of the chemical composition of the waste accumulated in the unauthorized sludge storage «Black hole», showed the presence of elements such as As, Bi, Cd, Co, Cu, Cr, Fe, Ni, Pb, Se, Sr, V, Zn, Mn, Ti and sulfur compounds, resinous-asphalten compounds, aliphatic and aromatic hydrocarbons, oxygenated organic compounds including esters, chlorinated organic compounds, salts of inorganic acids. The viscosity, the density, the ash and other physical-chemical characteristics of the waste were determined. The results of the work can be used to develop methods of disposal of the waste accumulated in the unauthorized sludge storage «Black hole». Conclusions. The systematic results of analysis of the chemical composition and physicochemical properties of the waste accumulated in the unauthorized sludge storage «Black hole» were obtained for the first time. The experimental data underscore the urgency of solving the issue of the elimination of the object of accumulated environmental damage – unauthorized sludge storage «Black hole».
     Key words: sludge storage «Black hole», the source of accumulated environmental damage, liquid waste, pasty waste, polymerized waste, chemical composition, physicochemical properties.

     В число приоритетных задач в области защиты окружающей среды входит комплексная оценка ее состояния, выявление загрязненных токсичными веществами территорий и объектов, разработка и применение технологий их экологической реабилитации с последующим наблюдением за эффективностью проведенных мероприятий.
     В течение многих лет в малых городах России, где градообразующие предприятия производили опасные химические, биологические, радиоактивные и прочие вещества, на санкционированных и на неразрешенных свалках (шламонакопителях) скопилось большое количество экологически опасных жидких, твердых, органических и неорганических отходов. Не исключение составляет известное накопление опасных отходов, сосредоточенных в так называемом несанкционированном шламонакопителе «Черная дыра», расположенном в Восточной промзоне г. Дзержинска Нижегородской области.
     Несанкционированный шламонакопитель «Черная дыра» представляет собой естественную замкнутую впадину площадью 1,5 га, включая прилегающую территорию [1], где «хранится» около 5,5 тысячи кубометров жидких, 9,7 тысячи кубометров пастообразных и 55,5 тысячи кубометров заполимеризовавшихся шламов [1].
     Экологическая ситуация в регионе настолько критичная, что Президент РФ Дмитрий Медведев (по итогам заседания Президиума Государственного Совета, состоявшегося 9 июня 2011 г. в городе Дзержинске Нижегородской области) подписал поручение Администрации Нижегородской области подготовить проект ликвидации неорганизованной свалки промышленных отходов «Черная дыра» бывшего производства ОАО «Оргстекло».

Экспериментальная часть

     Исследование химического состава и некоторых физико-химических свойств отходов проводилось лабораторией аналитического контроля Испытательного центра ООО «НИИ технологии органической, неорганической химии и биотехнологии», аккредитованного на техническую компетентность и независимость (аттестат аккредитации № SSAQ 000.10.2.0215 от 01.08.2012 г.) в ходе выполнения НИР «Исследование химического состава и физико-химических свойств отходов, накопленных в шламонакопителе жидких и пастообразных отходов «Черная Дыра» [2]. При выполнении работ в качестве методического обеспечения использовались действующие в РФ нормативно-методические документы.
     Чрезвычайно важной при анализе состава отходов шламонакопителя «Черная дыра» является технология отбора проб и составления карты-схемы мест расположения контрольных точек отбора с учетом охвата максимальных глубин залегания отходов (горизонт жидких, горизонт пастообразных и горизонт заполимеризовавшихся отходов), обеспечивающая возможность отбора проб в каждой контрольной точке пробоотбора с шагом по сети 25×25 м (рис. 1).

     Анализ составов проб осуществлялся с применением спектрофотометрического (спектрофотометр UNICO 2802S), рентгенофлуоресцентного (спектроскан МАКС 6525) методов анализа, ИК-спектроскопии (анализатор нефтепродуктов «Концентратомер КН-2м»), а также газовой хроматографии с масс-селективным детектированием (хромато-масс-спектрометр Agilent Technologies (GH 7820А,MS 5975)). Хромато-масс-спектрометрические исследования (ГХ/МС-анализ) проводились в режиме сканирования (SCAN) при проведении качественного анализа, а также в режиме селективного детектирования характеристических ионов аналитов (SIM) при количественном анализе. Для проведения ГХ/МС-анализа были использованы колонка НР-5MS 30 м × 250 нм × 0,25нм, газ-носитель гелий, а также были подобраны хроматографические программы и режимы масс-спектрометра.
     Для выполнения процедуры скрининга (с применением ГХ/МС-анализа) первоначально были отобраны по три точечные пробы жидких и пастообразных отходов, взятых на расстоянии двух метров от берегового среза шламонакопителя. Пробы усреднялись таким образом, чтобы в итоге была возможность фиксировать представительную пробу каждого вида отходов. Для идентификации аналитов по масс-спектрам использовалась электронная библиотека масс-спектров NIST08 (MS Search v.2.0).
     Анализ предыдущих исследований, проведенных НИИ химии ГОУ ВПО «Нижегородский государственный университет» [3], свидетельствует о том, что жидкие и пастообразные отходы, накопленные в шламонакопителе «Черная дыра», представляют собой сложную многокомпонентную систему. Этот факт необходимо учитывать при проведении пробоподготовки образцов отходов перед проведением химического анализа. Для проведения качественного и количественного химического анализа нами был предусмотрен перевод компонентов отходов в растворимое состояние. Предполагая селективное и наиболее полное извлечение отдельных групп органических веществ, были выбраны наиболее эффективные для этой цели растворители – хлороформ, ацетон, гексан, диэтиловый эфир и четыреххлористый углерод.
     Таким образом, экстрагируя органические компоненты проб выбранными растворителями и используя подобранные хроматографические программы и режимы масс-спектрометра, был проведен соответствующий анализ состава жидких и пастообразных отходов с вероятностным нахождением веществ в каждой из проб (рис. 2, 3 и табл. 1, 2).

Рис. 2. Качественный анализ пробы жидкого отхода, экстракция в ацетон

Рис. 3. Качественный анализ пробы пастообразного отхода, экстракция в гексан

Наименование вещества	Вероятность нахождения в пробе, %	Наименование вещества	Вероятность нахождения в пробе, %
Экстракция в хлороформе		Экстракция в ацетон
Фенол	96	Фенол	93
Ацетофенон	80	Додециловый эфир метакриловой кислоты	90
Экстракция в гексан		Ацетофенон	88
Фенол	91	Изопропилбензол (кумол)	85
Гептан	72	Бутиловый эфир фталевой кислоты	83
		1,4-циклогексатерефталевая кислота	55

Таблица 1. Результаты сканирования пробы жидкого отхода

Наименование вещества	Вероятность нахождения в пробе, %	Наименование вещества	Вероятность нахождения в пробе, %
Экстракция в ацетоне
Фенотиазин	94	Фенол	90
Альфа-метилстирол	93	Метиловый эфир метакриловой кислоты	86
Дибутилфталат	92	Тридециловый эфир метакриловой кислоты	85
		Тетрадециловый эфир метакриловой кислоты	85
Экстракция в гексане
Дибутиловый эфир фталевой кислоты	90	Фенол	96
4-; 2.3-; 3.3/-;4.4-дихлор-1,- бифенилы	99	Фенотиазин	94
2,2/,6-; 2,2/,5-; 2.4/.5-;3.4.4/-трихлор-1,1-бифенилы	99	Гексадециловый эфир метакриловой кислоты	99
2.2/.4.5/— тетрахлор-1,1- бифенил	99	Тетрадециловый эфир метакриловой кислоты	98
Додециловый эфир метакриловой кислоты	97	Изомеры изопропилбензола (кумола): 1-метил-4-этилбензол	97
		Циклодекан	90
Экстракция в хлороформе
Фенол	98	Ацетофенон	94
Фенотиазин	95

Таблица 2. Результаты сканирования пробы пастообразного отхода

     С учетом вышеизложенного был проведен подбор методик количественного определения органических и неорганических соединений, входящих в состав отходов, позволяющих проводить определение массовых долей углеводородов, смолисто-асфальтеновых веществ, азотистых и сернистых веществ, сульфокислот, кислых и средних эфиров, серной кислоты, хлорсодержащих соединений, алифатических и ароматических углеводородов, спиртов, кетонов, тяжелых металлов.
     Жидкие отходы. Органолептический анализ проб (отобранных на расстоянии двух метров от среза береговой линии) осуществлялся по цвету, запаху и визуальному определению реологических параметров, таких как тягучесть (дуклитность), липкость.
     Проведенный анализ показал, что пробы отходов представляли собой подвижную жидкость с резким, неприятным запахом, желто-бурого цвета, но при этом сохранившую некоторую прозрачность. Это обстоятельство дает возможность исследовать физико-химические свойства фазы методами, применяемыми к водным темноокрашенным растворам.
     В табл. 3 представлены результаты систематизации данных химического состава проб жидких отходов, отобранных в контрольных точках (см. рис. 1) с поверхности горизонта и в придонном слое шламонакопителя.

Компонент	Номер точки отбора*	Максимальное значение, мг/дм3
Кадмий	Во всех пробах	<0,01
Железо	№ 14↓↓	12,78 ± 1,28
Медь	№ 14↓↓	14,26 ± 2,85
Никель	Во всех пробах	<0,08
Хром (3+)	Во всех пробах	<0,01
Хром (6+)	Во всех пробах	<0,01
Цинк	№ 2↓↓	3,98 ± 1,11
Свинец	№ 13↓↓	0,024 ± 0,006
Хлорид-ион	№ 4↓↓	169,7 ± 13,6
Сульфат-ион	№ 7↓↓	198 ± 11
Нитрит-ион	№ 7, 8, 5↓↓	0,12 ± 0,01
Сульфид-ион	№ 16↓↓	0,052 ± 0,005
Нитрат-ион	№ 3↓↓	19,50 ± 4,4
Цианиды	№ 13↓↓	1,91 ± 0,29
Метилмета-крилат	№ 4↓↓	630,9 ± 94,6
Нефтепродукты	№ 5↓↓	93,06 ± 9,31
Изопропилбензол	№ 14↓↓	1470,5 ± 220,6
АПАВ	№ 1, 5 →	0,283 ± 0,040
Дибутилфталат	№ 15↓↓	27,4 ± 7,1
Ацетофенон	№ 13↓↓	56,6 ± 14,7
Фенол	№ 8↓↓	4971,1 ± 845,1
Мышьяк	№ 9↓↓	0,015 ± 0,004
Селен	№ 6, 7, 4↓↓	0,017 ± 0,007
Висмут	№ 6 →; № 6, 8↓↓	0,009 ± 0,004
Взвешенные вещества	№ 15↓↓	995 ± 100
Сухой остаток	№ 12↓↓	5432,8 ± 488,9

П р и м е ч а н и е. *Пробы отбирались: ↓↓– в придонном и → – в поверхностном слоях.
Таблица 3. Химический состав (максимальное значение)
проб жидких отходов шламонакопителя

     Содержание воды в точках отбора № 1–16 составляет 96,5 масс. %. Кинематическая вязкость в точках отбора № 7, 9, 14, 16 (с поверхности) и № 2, 7, 9, 13, 14 (в придонном слое) равна η = 0,98 мм2/с; плотность в точке отбора № 1 (в придонном слое) d = 1,015 г/см3; кислотность в точках отбора № 3, 4, 11 (в придонном слое) рН ≈ 5,0–5,4.
     Результаты анализа показали, что по химическому составу жидкие отходы в шламонакопителе «Черная дыра» состоят на 96 масс. % из природной (дождевой) воды и суммарно из ≈ 4 масс. % органических и минеральных соединений, включая соли тяжелых металлов. Статистически количество взвешенных веществ находится в пределах 602,2–995,0 мг/дм3; содержание воды в пробах находится в пределах 96,5–95,7 масс. %; сухой остаток составляет 3795,6–5432,8 мг/дм3; кинематическая вязкость η ≈ 0,96–0,98 мм2/с; плотность находится в пределах d ≈ 1,001–1,015 г/см3; кислотность составляет рН ≈ 5,0–5,4.
     Действительная часть диэлектрической проницаемости объединенной пробы образца жидких отходов, накопленных в шламонакопителе «Черная дыра», в частотном диапазоне от 600 МГц до 3 ГГц составила 78–80, мнимая часть диэлектрической проницаемости – 8–10.
     Основной вклад в состав жидких отходов вносят такие загрязнители, как фенол, ацетофенон, дибутилфталат, изопропилбензол, метилметакрилат, нефтепродукты, цианиды, мышьяк, цинк, свинец, медь (табл. 3). Содержание указанных соединений во много раз превышает предельно-допустимые концентрации. Так, например, содержание фенола, изопропилбензола, ацетофенона, дибутилфталата превышает ПДК в ≈ 4 × 105, ≈ 6,7 × 105, ≈ 2 × 103 ≈ 103 раза соответственно.
     Пастообразные отходы. Согласно органолептическому анализу пастообразные отходы – это липкая, тягучая, плотная масса темного цвета с резким, неприятным запахом. При визуальном осмотре заметны включения механических примесей и водного раствора.
     Поэтому для определения плотности данной фазы отходов использовался пикнометрический метод [4], предназначенный для анализа нефти, жидких и твердых нефтепродуктов, гудронов, асфальтов, битумов и т.д. То же самое относится и к определению условной вязкости (на базе вискозиметра битумного ВУБ-1).
     В итоге пастообразные отходы содержат воду в пределах 17,7–21,8 масс. %. Условная вязкость (при Т = 80 ºС) находится в пределах η = 18–25 с, средняя плотность d ≈ 1,115–1,472 г/см3, массовая доля механических примесей находится в пределах См ≈ 30,8–41,2 масс. %, зольность проб составляет Z ≈ 9,3–4,0 масс. %.
     В табл. 4 представлены результаты систематизации данных химического состава проб пастообразных отходов, отобранных в контрольных точках (см. рис. 1) в поверхностном слое горизонта и на глубинах от 1 до 2 м.

Компонент	Номер точки отбора*	Максимальное значение, мг/кг (масс. %)
Хлорид-ион	№ 11↓	1218,6 ± 60,9
Сульфат-ион	№ 1↓	28285,5 ± 1414
Сульфид-ион	Во всех пробах	<5
Нитрат-ион	№ 8↓	108,6 ± 16,3
Нефтепродукты	№ 7↓	50575 ± 5058
Дибутилфталат	№ 14↓	12000 ± 3120
Ацетофенон	№ 14↓	605 ± 151
Фенол	№ 2↓	42500 ± 8500
Фенотиазин	№ 14↓	845 ± 169
Циклодекан	№ 14↓	208 ± 54
Изопропилбензол (кумол)	№ 6↓	8156 ± 2121
Альфа метилстирол	№ 14↓	14000 ± 3500
Полихлорированные бифенилы	№ 12↓ № 12↓↓	9000 ± 2430
Метил метакрилат	№ 2↓	146216 ± 21932
Цианиды	№ 15↓	28,35 ± 4,25
Бутил метакрилат	№ 3↓	85714 ± 12857
Тридецил метакрилат	№ 6↓	63750 ± 9563
Додецил метакрилат	№ 8↓	40000 ± 6000
Тетрадецил метакрилат	№ 5↓	63636 ± 9545
Титана диоксид	№ 12↓	(1,47 ± 0,15)
Ванадий	Во всех пробах	(< 0,0001)
Хром (общий)	№ 5, 16↓	(0,025 ± 0,20)
Марганца оксид	№ 11, 12, 16 →	(0,0026 ± 1,6002)
Железа триоксид	№ 5 →	(0,44 ± 0,07)
Кобальт	№ 13, 14 →	(0,00009)
Никель	№ 6, 10 →	(0,006)
Медь	№ 4, 8 →	(0,18 ± 0,03)
Цинк	№ 15↓	(0,0017)
Мышьяк	№ 9↓	(0,0065)
Стронций	№ 6 →	(0,004)
Свинец	№ 3↓; № 12↓↓	(0,028)
Механические примеси	№ 11↓	(41,2 ± 10,3)
Содержание воды	№ 13 →	(21,8 ± 0,4)

П р и м е ч а н и е. * Пробы отбирались: → – в поверхностном слое, ↓– на глубине 1–0,5 м, ↓↓– на глубине 2 м шламонакопителя.
Таблица 4. Химический состав (максимальное значение) проб пастообразных отходов шламонакопителя

     Действительная часть диэлектрической проницаемости объединенной пробы образца пастообразных отходов, накопленных в шламонакопителе «Черная дыра», в частотном диапазоне от 600 МГц до 3 ГГц составила 5–7, мнимая часть диэлектрической проницаемости – 1,6–2,2.
     Таким образом, значительная часть пастообразных отходов представлена химическим соединением метилметакрилата, который чрезвычайно опасен для человека, он оказывает угнетающее действие на центральную нервную систему, печень, почки, вызывает аллергические реакции глаз, кожи, носа, горла, вызывает сильную головную боль, тошноту, дерматит у людей, контактировавших с данным мономером.
     Наряду с метилметакрилатом также в достаточно высоких концентрациях были обнаружены такие компоненты, как нефтепродукты, дибутилфталат, фенол, изопропилбензол, альфаметилстирол, цианиды, бутилметакрилат, тридецилметакрилат, додецилметакрила, тетрадецилметакрилат, полихлорированные бифенилы.
     Заполимеризованные отходы. В табл. 5 представлены результаты систематизации данных по химическому составу проб заполимеризовавшихся отходов, отобранных в контрольных точках (см. рис. 1) в поверхностном слое горизонта и на глубинах от 1 до 12 м.

Компонент	Номер точки отбора*	Максимальное значение, мг/дм3 или ( %)
Хлорид-ион	№ 11 →	1122,8 ± 56,1
Сульфат-ион	№ 1↓↓1 м	23711 ± 1186
Сульфид-ион	Во всех пробах	<5
Нитрат-ион	№ 8 →	112,7 ± 16,9
Нефтепродукты	№ 7↓↓1 м	49008 ± 4901
Дибутилфталат	№ 14↓↓1 м	11867 ± 3085
Ацетофенон	№ 6↓↓1 м	991 ± 248
Фенол	№ 2↓↓1 м	39431 ± 7886
Фенотиазин	№ 14 →	828,3 ± 165,7
Циклодекан	№ 14 →	209 ± 54
Изопропилбензол	№ 14 →; № 6↓↓3 м	7862 ± 1179
Альфа метилстирол	№ 14↓↓3 м	13859,9 ± 3465
Полихлорированные бифенилы	№ 12 →	8837 ± 2386
Метил метакрилат	№ 6↓↓2 м	143687 ± 21553
Бутил метакрилат	№ 3↓↓1 м	85100 ± 12765
Додецил метакрилат	№ 8 →	40032 ± 6005
Тридецил метакрилат	№ 6 →	63322 ± 9498
Тетрадецил метакрилат	№ 5↓↓1 м	63184 ± 947
Титана диоксид	№ 13↓↓3 м	(5,4 ± 0,504)
Ванадий	Во всех пробах	(<0,001)
Хром (общий)	№ 6↓↓3 м	(0,091 ± 0,02)
Марганца оксид	№ 10↓↓3 м	(0,056)
Железа триоксид	№ 5↓↓3 м	(0,58 ± 0,08)
Кобальт	№ 14 → № 3, 15↓↓2 м; №7↓↓3 м	(0,00009)
Никель	№ 5, 12, 13↓↓3 м; № 7↓↓7 м	(0,009)
Медь	№ 8↓↓3 м	(0,78 ± 0,08)
Цинк	№ 9↓↓3 м, № 9↓↓7 м	(0,026)
Мышьяк	№ 16↓↓3 м	(0,0061)
Стронций	№ 5↓↓3 м	(0,009)
Свинец	№ 11↓↓3 м	(0,054)
Механические примеси	№11↓↓10 м	(66,3 ± 16,6)
Содержание воды	№10↓↓2 м	(19,1 ± 0,4)

П р и м е ч а н и е. * Пробы отбирались: → – в поверхностном слое и ↓↓– на глубине шламонакопителя, м.
Таблица 5. Химический состав (максимальное значение)
проб заполимеризовавшихся отходов шламонакопителя

     Плотность заполимеризовавшихся отходов на глубине 1,0 м составила d ≈ 1,14 г/см3, зольность Z ≈ 5,9 масс. % с содержанием воды C ≈ 17 масс. %. Эти параметры принципиально изменяются с толщиной отложений. Так, например, на глубине 6 м параметры в среднем фиксировались так: плотность d ≈ 1,986 г/см3, зольность Z ≈ 39,2 масс. % и содержание воды C ≈ 13,2 масс. %, а на 12 м колебались в пределах: d ≈ 1,945–2,115 г/см3, зольность Z ≈ 40,1–49,5 масс. % и содержание воды C ≈ 8,8–10,2 масс. %.
     Среднее значение содержания механических примесей на глубине ниже границы раздела горизонтов пастообразных и заполимеризовавшихся отходов См ≈ 34,24 масс. %, а на 12 м залегания См > 48,95 масс. %. Увеличение содержания механических примесей особенно в пробах, отобранных в самых глубоких местах залегания отходов, может быть обусловлено появлением в их составе включений песка, что свидетельствует о достижении подстилающего грунта.
     Таким образом, содержание воды в пробах заполимеризовавшихся отходов находится в пределах C ≈ 8,8 – 19,1 масс. %; плотность проб заполимеризовавшихся отходов составляет d ≈ 1,140 – 2,177 г/см3; массовая доля механических примесей находится в пределах См ≈ 30,4 – 66,3 %; зольность проб составляет Z ≈ 4,0 – 56,3 %.
     Результаты исследований химического состава отходов, приведенные в табл. 5, и их соединений свидетельствуют о том, что качественный состав заполимеризовавшихся отходов по основным компонентам идентичен составу пастообразных отходов. Основную долю в них составляют метилметакрилат, бутилметакрилат, додецилметакрилат, тридецилметакрилат, тетрадецилметакрилат, фенол, полихлорированные бифенилы и т.д., из металлов, представляющих наибольшую опасность, – мышьяк и его соединения.
     Говорить о превышении ПДК в случае пастообразных и заполимеризовавшихся отходов не представляется возможным, потому что их трудно классифицировать как компонент окружающей среды. Это в чистом виде отход, представляющий чрезвычайную опасность для окружающей среды и человека, так как содержит в значительных количествах вещества 1–2-го класса опасности.

Выводы

     Таким образом, впервые получены результаты (качественные и количественные) химического состава и физико-химических свойств жидких, пастообразующих и заполимеризовавшихся отходов, накопленных в несанкционированном шламонакопителе «Черная дыра» Нижегородской области.
     Исследования химического состава отходов, накопленных в несанкционированном шламонакопителе «Черная дыра», показали наличие в них таких элементов, как As, Bi, Cd, Co, Cu, Cr, Fe, Ni, Pb, Se, Sr, V, Zn, Mn, Ti, а также сернистых соединений (соли серной и сероводородной кислоты, фенотиазин), смолисто-асфальтеновых веществ, алифатических и ароматических углеводородов (изопропилбензол, циклодекан, альфа-метилстирол), кислородсодержащих органических соединений, в том числе сложных эфиров (ацетофенон, фенол, дибутилфталат, метиловый эфир метакриловой кислоты, додециловый эфир метакриловой кислоты и др.), хлорсодержащих органических соединений (полихлорированные бифенилы); нитрат-, нитрит-, сульфат-, сульфид-, хлорид-ионов. Причем распределение экологически опасных соединений по периметру и глубине (до 12 м) шламонакопителя весьма неоднородно. Определены вязкость, плотность, зольность и другие физико-химические характеристики отходов.
     Экспериментальные данные подчеркивают актуальность решения вопроса по ликвидации источника накопленного экологического ущерба – несанкционированного шламонакопителя «Черная дыра».

Список литературы

1. Официальный сайт Администрации города Дзержинск. – URL: http://admdzr.ru/
2. Исследование химического состава и физико-химических свойств отходов, накопленных в шламонакопителе жидких и пастообразных отходов «Черная дыра»: отчет о НИР / Научно-исследовательский институт технологий органической, неорганической химии и биотехнологий; рук. работы В. В.Олискевич; исполн. Н. М. Талаловская, П. Г. Никоноров, Л. И. Руцкая и др. – Саратов, 2012. – 388 с.
3. Исследование состава проб, взятых из шламонакопителя жидких и пастообразных отходов «Черная дыра»: отчет о НИР / Научно-исследовательский институт химии ГОУ ВПО «Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского»; рук. работ А. Д. Зорин ; исполн. Д. А. Зорин, В. Ф. Зонозина, В. И. Фаерман, М. Л. Маркова, Н. М. Горячева. – Н. Новгород, 2011. – 17 с. – № ХД 443.
4. ГОСТ 3900-85 Нефть и нефтепродукты. Методы определения плотности.