Показаны экологические последствия работы ТЭЦ-2 и накопления ее отходов — золы и пульпы. Зола складируется в огромных количествах на золоотвалах,. а пульпа в виде инфильтрационных растворов стекает в Уссурийский залив Японского моря. Описаны влияние этих отходов на организм человека, а также необходимость и пути их утилизации.

Эксплуатация тепловых электростанций, муниципальных и производственных котельных, работающих на твердом топливе (каменные и бурые угли, тора сланец), дает значительное количество отходов в виде золы и шлака. Для приготовления пульпы во Владивостоке на ТЭЦ-2 используется морская вода. Сначала зола и шлак в виде пульпы поступают по трубопроводу на золоотвал, а затем, после отстойника, инфильтрационные воды сливаются в бух. Промежуточную. Из всех видов отходов золошлаковые составляют более 90 % образующихся на тепловых электростанциях. На Владивостокской ТЭЦ-2 количество золошлаковых отходов с каждым годом увеличивается. Они размещаются в специально оборудованных хвостохранилищах — золоотвалах, сложных гидротехнических сооружениях, к изготовлению и эксплуатации которых предъявляются жесткие требования. Емкости существующих золоотвалов периодически исчерпываются, и создается критическая ситуация со складированием, которая характерна в настоящее время и для ТЭЦ-2, так как там накоплено 1600 тыс. т. отходов при проектной емкости 1750 тыс. т. Строительство новых золоотвалов отстает от сроков заполнения свободных емкостей. Неудовлетворительно обстоит дело и с рекультивацией отработанных золоотвалов. На энергопредприятиях АО "Энерго" нет установок по переработке золошлаковых отходов, за исключением ОАО "Дальэнерго", где на Владивостокской ТЭЦ-2 имеется технологическая линия РИФЕЙ-4 по производству стеновых блоков из шлакобетона производительностью 416 м3 в год. Но на этой линии перерабатывается всего 1,2-1,9 тыс. т. золы в год [8].
Следует заметить, что с ростом городов золоотвалы часто попадают в черту города и их пытаются перенести или ликвидировать, хотя не всегда удается сделать это быстро и хорошо. Например, в центре Владивостока на площадке старых золоотвалов была организована автостоянка.
Можно сказать, что земли, отведенные под золошлаковые отходы, практически безвозвратно изымаются из полезного использования. Довольно часты случаи прорыва ограждающих дамб, которые сопровождаются выносом больших объемов сильно минерализованной воды отстойных прудов и золошлаковых материалов, накопленных в отвалах, за их пределы.

Золоовалы ТЭЦ-2 состоят из трех секций (21 га, 36 и 47 га), объемы заполнения используемых площадей которых равны 3704 тыс. т, 6045 тыс. и 5623 тыс. т соответственно (см. рисунок). Здесь проектируются два новых участка площадью 36,5 га и 41 га.
На ТЭЦ-2 сжигаются бурые и каменные угли из разных месторождений, имеющие различный химический состав, поэтому и химический состав зол также различается [5, 8]. Химический состав золошлаков колеблется в значительных пределах: SiO2 — 10-58 %, Аl2О3 — 10-30 %, Fe2O3 — 2-20 %, CaO — 2-60 %, MgO — 0-10 %, R2O — 0-5 %. Золошлаки могут содержать микро примеси различных элементов. В основе минеральной части углей находятся глинистые минералы, хотя отмечается незначительное количество оксидов железа, пирита и сидерита. Все вышеуказанные компоненты в процессе сжигания подвергаются термическим превращениям. Большая их часть плавится при активном горении, а затем застывает в виде стекловидных частиц. Какая-то часть серы реагирует с кальцием с образованием ангидрита CaSO4. В золе и шлаке всегда содержится значительная доля углерода (механический недожог).

Источниками повышенной экологической опасности (по сравнению с осадочными породами золошлаков) могут служить микроэлементы Ni, Co, Cd, Pb, Sb, Cr, Mn, As, Hg и др., если содержание некоторых из них существенно выше фоновых.
На золоотвалах ТЭЦ-2 были отобраны образцы шлаков (около 20), в которых были изучены мономинеральные пробы с помощью рентгеноструктурного анализа и метода ИК спектроскопии. Полученные результаты показали, что пробы представлены смесями кварца, мусковита, полевого шпата (плагиоклаза), хлорита, каолинита, эпидота и карбоната. Эти составляющие шлаков экологически не опасны. Следует заметить, что шлак составляет не более 5 % массы всех золошлаковых отходов. Кроме того, было отобрано 100 проб на всех золоотвалах (по площади и в разрезе), где это было возможно. Во время отбора проб на золоотвалах проводились работы по перескладированию зол с одних отвалов на другие, поэтому золы вскрывались на глубину до 5-7 м. Внешне зола представлена главным образом тонкодисперсным, мягким, сыпучим порошком от светло-серого до темно-серого цвета, но встречаются довольно уплотненные прослои, которые при легком нажатии рассыпаются в пыль.

Отобранные образцы зол были проанализированы полуколичественным спектральным анализом на ряд химических элементов: Sn, Pb, Zn, Be, Си, Ge, Co, Ni, Zr, — содержание которых колеблется в пределах от тысячных до десятитысячных долей процента, за исключением кобальта — до десятых долей, a As, Cd, Hg, Sb, Bi, Au, Pt и In — ниже чувствительности метода. Кроме того, были отобраны и изучены золошлаковые отходы с фильтров, стоящих в верхней части труб на ТЭЦ-2, так называемый недожог, который возвращается при стряхивании на повторное сжигание, а часть его несомненно попадает в атмосферу с дымом. Полученные данные по содержанию элементов-примесей в изученных образцах зол близки к литературным [12] и кларковым [I], а для некоторых элементов даже на порядок ниже. С этой точки зрения золы можно считать безопасными. Образцы зол были также проанализированы на радиоактивные элементы с помощью прибора СРП-68-01. Полученные данные показали, что величина радиоактивности колеблется в пределах 17-21 мкР/ч. По данным Экоцентра ПГО "Приморгеология", величина радиоактивности достигает 40 мкР/ч [13]. Радиационный мониторинг золоотвала ТЭЦ-2, проведенный В.П. Молевым [6, 7], показал, что гамма-фон изменяется от 24 до 30 мкР/ч, превышая фон окружающих пород в 2-3 раза. Установлено, что уровень радиометрического поля золоотвала в засушливое время года возрастает до 30-33 мкР/ч, а в период осадков или оттаивания почвы уменьшается до 18-25 мкР/ч. Мелкая фракция золы в среднем на 10 % более радиоактивна, чем крупная. Согласно результатам проведенной спектрометрической съемки, золоотвал выделяется пониженными значениями содержаний К и повышенными U и Th, т. е. имеет ураноториевую природу.

Полученные нами данные указывают, что золы можно отнести к категории отходов с нормальным и повышенным содержанием радиоактивных элементов, т. е. не совсем безвредным для жизни. Замеры радиоактивности проб проводились нами летом, когда отмечалась значительная влажность в виде мороси. Во время осадков или оттаивания почвы ?-поле уменьшается, что объясняется экранированием ?-излучения водой и ухудшением условий миграции радиоактивных изотопов [7]. Следует обратить внимание на выбросы S, Ge и ряда других элементов, а также радиоактивных — Тh и U, содержащихся в угле, при сжигании которого последние попадают в воздушное пространство. В литературе отмечается, что технологические выбросы мощных угольных электростанций по фактору радиационного воздействия на население оказываются более вредными, чем АЭС равной мощности [7]. По данным снеговой геохимической съемки на содержание тяжелых металлов, дымовой шлейф выброса через трубы ТЭЦ-2 прослеживается в северо-восточном направлен — 8-10 км. Процесс сжигания углей можно рассматривать как факт перемещения большого количества радиоактивных элементов по земной поверхности.

На золоотвалах ТЭЦ-2 были также отобраны пробы воды (величина рН этих проб колеблется от 6,7 до 9,3) из стекающей в отстойник пульпы, осветленного пруда и ручья, вытекающего из этого пруда и впадающего в бух. Промежуточную Уссурийского залива. Эти пробы были проанализированы методом атомно-эмиссионной спектроскопии на приборе марки "Plasmequant-110" на Са, Na, Al, Ba, Mg, Fe, Mn, V, Cr, Ni, Co, Ag, Cu, Zn, Cd, Li, Sr, Se, Ga, Hg, В. Содержание Ag, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe. Ni в этих пробах близко к предельно допустимым концентрациям (ПДК) для морской воды[9, 10], содержание Al, В, Li, Mn, Pb, Se превышают ПДК на порядок. Sr и V — на 2 порядка. К сожалению, литературные данные имеются только для Fe, Mn, Cd, Сu [14]: содержание Fe и Mn в изученных нами гидрохимических пробах на порядок выше, а для Cd и Сu результаты близки. Кроме того, имеются данные о содержании Сu, Zn, Cd, Pb, Ni, [13] в морской воде Уссурийского залива на расстоянии 15 км от места впадения инфильтрационных растворов в бух. Промежуточная, которые близки к полученным результатам и говорят о накоплении рудных элементов в морской воде за многие годы работы ТЭЦ-2. К сожалению, в литературе нет данных по содержанию таких редких элементов, как Ga, Sr, Hg. Sc, V, а поэтому сравнить, полученные по этим элементам результаты, не с чем. Таким образом, следует обратить особое внимание на инфильтрационные растворы, которые образуются в отстойнике. Пульпа вымывает с ТЭЦ золы на золоотвалы и должна отстаивался длительнoe время в отстойнике или очищаться, прежде чем попадет в море, так как по содержанию рудных элементов инфильтрационные растворы близки к гидротермальным. Пульпа же после попадания в отстойник практически сразу уходит в бух. Промежуточная. Имеющиеся данные показывают, что с пульпой выносится значительное количество вредных, в том числе и радиоактивных, элементов [7]. Идет накопление этих элементов в морской воде, донных осадках, флоре и фауне, которые затем по трофическим цепям попадают в организм человека. Кроме того, пульпа и инфильтрационные растворы, просачиваясь в грунтовые и родниковые воды, представляют угрозу для подземной гидросферы.