WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 |

На правах рукописи

Копенкина Ольга Алексеевна

ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ СРЕДНЕГО УРАЛА НА ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

Специальность 25.00.36 – «Геоэкология»

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург – 2008

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель

доктор геолого-минералогических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ

Грязнов Олег Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник

Расулов Ариф Таджаддин оглы

кандидат геолого-минералогических наук, ведущий специалист

Новиков Виталий Прокофьевич

Ведущая организация

ГОУ ВПО «Томский политехнический университет».

Защита диссертации состоится 29 декабря 2008 г. в 1430 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 (III уч. корпус, ауд. 3326)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «____» __________ 2008 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

доктор геолого-минералогических наук А.Б. Макаров

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Одной из основных причин неблагополучного состояния окружающей среды на Среднем Урале в настоящее время является большая масса отходов горного и металлургического производств, накопленных здесь за длительный период. Наибольшую опасность для загрязнения природной среды представляют накопители поверхностного типа, к числу которых относятся шламохранилища.

Большинство накопителей построены без противофильтрационных экранов, сточные воды содержат многие макро- и микрокомпоненты в количествах значительно превышающих допустимые, что делает их потенциально опасными источниками загрязнения подземных и поверхностных вод.

Накопители имеют различные размеры и объемы. И если крупные накопители достаточно хорошо изучены, то более мелкие (количество которых существенно преобладает) функционируют часто без анализа возможных воздействий на окружающую среду и прогнозных оценок влияния накопителя на перспективу.

Подобный прогноз чрезвычайно важен для условий Свердловской области, где техногенные образования находятся, главным образом, в пределах горно-складчатого Урала, характеризующегося развитием слабо- защищенного грунтового горизонта подземных вод зоны региональной трещиноватости палеозойских пород. При недостаточной мощности и неблагоприятной литологии покровных отложений сточные загрязненные воды оказывают отрицательное воздействие, в первую очередь, на него. Это, в свою очередь, может вызвать тотальное загрязнение подземных вод территории.

Для достоверного прогнозирования качества подземных и поверхностных вод и разработки защитных мероприятий, снижающих опасность их загрязнения в районах действующих шламохранилищ, необходимо детальное изучение существующей ситуации на основе комплексной оценки природных и техногенных условий, сложившихся в период длительной эксплуатации шламохранилищ.

Цель исследований определение и оценка масштабов воздействия малых накопителей сточных вод предприятий черной металлургии на подземные и поверхностные воды.

Идея работы заключается в том, что небольшие накопители сточных вод предприятий черной металлургии расположены в пределах Среднего Урала в сходных условиях, что позволяет создать типовую геофильтрационную модель функционирования подобного накопителя.

Задачи исследований определяются их целевым назначением и включают:

1. Определение степени нарушенности гидродинамического и гидрохимического режимов территорий, прилегающих к накопителям сточных вод.

2. Оценка величины фильтрационных потерь из накопителей сточных вод.

3. Оценка влияния подземного стока территорий накопителей сточных вод на поверхностные воды.

4. Разработка геофильтрационной модели накопителя сточных вод.

Исходный материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положены материалы, собранные автором в период обучения в очной аспирантуре Уральского государственного горного университета в 2003 – 2006 годах и работы в ОХНИР Уральской государственной горно-геологической академии в 2001-2002 гг. В настоящей работе использованы материалы кафедры гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии УГГУ, СОО ОО МАНЭБ, фондовые и производственные материалы по накопителям Ревдинского метизно-металлургического завода (РММЗ) и Нижнетагильского металлургического комбината (НТМК). Исследования проведены с использованием современных методов сбора, обобщения и анализа материалов, моделирования на основе компьютерных технологий.

Научная новизна работы:

- на примере накопителей сточных вод предприятий черной металлургии показано, что на прилегающих территориях, формируется особый гидродинамический и гидрохимический режим;

- изучены объемы и состав загрязняющих веществ, поступающих в водные объекты от накопителей сточных вод предприятий черной металлургии;

- разработана геофильтрационная модель действующего накопителя сточных вод.

На защиту выносятся следующие научные положения.

1. Состав загрязняющих веществ на территориях, прилегающих к накопителям сточных вод предприятий черной металлургии, определяется составом отходов, складируемых в накопитель, и в первую очередь составом жидкой фазы.

2. Условия формирования загрязнения подземных и поверхностных вод определяются природными (ландшафтные условия, наличие в разрезе пород зоны аэрации слабопроницаемых отложений; глубина залегания подземных вод; литология и фильтрационные свойства пород, перекрывающих водоносный горизонт) и техногенными (условия складирования, количество жидких отходов, состав фильтрата, наличие противофильтрационного экрана) факторами.

3. Накопители сточных вод предприятий черной металлургии Свердловской области близки по своим характеристикам, что позволяет создать их геофильтрационную модель, которую можно использовать на других объектах Среднего Урала, находящихся в схожих условиях.

Практическая значимость работы заключается в том, что в результате выполненных исследований определены состав, параметры и характеристики техногенного загрязнения территорий, прилегающих к накопителям сточных вод предприятий черной металлургии. Эти данные в дальнейшем можно использовать для оценки экономического ущерба окружающей среде и принятия управленческих решений.

Личный вклад автора. Лично автором или при его непосредственном участии были выполнены:

  • постановка задач исследований;
  • анализ опубликованных и фондовых источников по природным условиям Среднего Урала;
  • исследование последствий эксплуатации накопителей металлургических заводов на Среднем Урале, включая непосредственное участие в полевых и камеральных работах по оценке геоэкологической обстановки в районах размещения накопителей;
  • разработка геофильтрационной модели функционирования накопителя.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается большим объёмом корректного фактического материала, использованием результатов исследований на накопителях ОАО «Святогор».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Молодёжной научно-практической конференции «Уральская горнопромышленная декада» (2002, 2003, 2005, 2007 гг., Екатеринбург), на научных чтениях имени профессора Н.И.Толстихина «Х Толстихинские чтения» (2002, Санкт-Петербург), конференции «Экологические проблемы промышленных регионов» (2003, Екатеринбург), совещании «Водохозяйственные проблемы и рациональное природопользование» (2008, Оренбург).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 10 печатных работ, в т.ч. 2 статьи в издании из перечня ВАК.

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения общим объёмом 125 страниц машинописного текста, содержит 28 таблиц, 22 иллюстрации и список литературы из 81 наименования.

Автор выражает благодарность научному руководителю профессору, д-ру геол.-минерал. наук, заведующему кафедрой гидрогеологии, инженерной геологии и геоэкологии О.Н. Грязнову, д-ру геол.-минерал. наук А.И. Семячкову за помощь, оказанную при сборе материалов, доценту, канд. Геол.-минерал. наук Л.П. Парфеновой за помощь при сборе, обработке материалов и подготовке диссертации.

Содержание работы

В первой главе диссертации рассмотрено современное состояние металлургического производства на Среднем Урале и работ по изучению условий формирования загрязнения от накопителей сточных вод.

В Свердловской области исторически сложился крупнейший в России и на Урале промышленный комплекс. Фундаментом всего хозяйственного комплекса области является горно-металлургический комплекс. В настоящее время он включает более 300 предприятий и производств, большинство из которых функционируют уже долгое время. Современное металлургическое производство содержит большое количество технологических операций. Сточные воды образуются на всех этапах металлургического передела. Сточные воды систем газоочистки, гидравлической транспортировки, обработки и отделки металлов сильно загрязнены и поступают в накопители сточных вод (шламонакопители и шламохранилища) с помощью гидротранспорта.

Из общего количества предприятий, расположенных в Свердловской области, 9 % - предприятия металлургической промышленности (табл. 1).

Таблица 1

Распределение предприятий Свердловской области по отраслям экономики

Территориально-производственные комплексы

Количество предприятий

Топливно-энергетический

43

Металлургический

69

Химический

22

Лесной и лесохимический

20

Строительный

54

Машиностроительный

97

Жилищно-коммунальный

119

Транспортный

67

Сельскохозяйственный

52

Прочие

245

Объем образования отходов на предприятиях черной метал­лургии (67,2 млн т или 36,3 % от объема образования отходов по области) согласно Государственному докладу «О состоянии окружающей природной среды и влиянии факторов среды обитания на здоровье населения Свердловской области в 2007 г.». Количество сточных вод, образованных на предприятиях черной металлургии – 160, 0 млн. м3. Вклад основных отраслей экономики в водоотведение представлен на рис.1. Наибольшее количество загрязненных сточных вод поступает в поверхностные водные объекты от предприятий (в  %):

– жилищно-коммунального хозяйства – 50,6;

– черной металлургии – 13,5;

– цветной металлургии – 7,7.

Основной объем отходов, образованных и накопленных на территории области, приходится на вскрышные и вмещающие породы, отходы обогащения, метал­лургические шлаки, золошлаки ГРЭС, ТЭЦ и котельных, коммунальные отходы и отходы содержания животных и птиц.

Рис. 1. Вклад основных отраслей в отведение сточных вод, млн м3

На предприятия черной металлургии приходится 4,20 млн т (45,7 % от общего объема образования отходов 1–4 классов опасности по области).

На начало текущего года на территории Свердловской области существовало 98 шламо- и хвостохранилищ (табл. 2).

Таблица 2

Количество и типы объектов размещения отходов

в Свердловской области на 01.01.2008 г.

Тип хранилища

Количество хранилищ

Хранилища промышленных отходов, всего

из них

- отвалы

- шламо- и хвостохранилища

- свалки и полигоны промышленных отходов

368

179

98

91

Большинство из существующих шламохранилищ относятся к малым. (табл. 3)

Таблица 3

Классы хвостохранилищ (шламохранилищ)

Размеры

Емкость хво­стохранили­ща, млн м3

Количество

Крупные

>100

3

Средние

Pages:     || 2 | 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»