Гидрогеоэкологическое обоснование строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов в горнодобывающих районах Оренбуржья

Кузнецова, Елена Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Гидрогеоэкологическое обоснование строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов в горнодобывающих районах Оренбуржья
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Гидрогеоэкологическое обоснование строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов в горнодобывающих районах Оренбуржья"

На правах рукописи

КУЗНЕЦОВА ЕЛЕНА ВЛАДИМИРОВНА

ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА И ЭКСПЛУАТАЦИИ ВОДОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ В ГОРНОДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНАХ ОРЕНБУРЖЬЯ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь - 2004

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет».

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Гаев Аркадий Яковлевич

Официальные оппоненты:

доктор технических наук,

профессор Костицын Владимир Ильич

доктор технических наук,

профессор Минигазимов Наил Султанович

Ведущая организация: Оренбургский научно-исследовательский и проектный институт нефти (ОАО "ОренбургНИНИнефть")

Защита диссертации состоится " 2 " декабря 2004 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д212.189.05 в «Пермском государственном университете» по адресу: 614990, г. Пермь, ул. Букирева 15, в зале заседания ученого совета. Факс: (3422) 37-16-11.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан октября 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного сов1 кандидат географических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Горнодобывающие районы Оренбуржья относят к территориям с опасными гидрогеоэкологическими условиями. Они обусловлены значительной техногенной нагрузкой на окружающую среду (ОС). Крупнейшими загрязнителями в регионе являются горнодобывающие объекты, предприятия нефте-газо-химии, чёрной и цветной металлургии, топливно-энергетического комплекса, стройиндустрии и сельское хозяйство.

В г, Орске вокруг нефтеперерабатывающего завода сформировались техногенные залежи углеводородов с запасами более 500 тыс. т. (А.Я. Гаев, Е.В. Кузнецова, 2003; B.C. Самарина, А.Я. Гаев, Ю.М. Нестеренко и др., 1999). На предприятиях области накоплены сотни миллионов тонн твёрдых отходов. Под отвалами Гайского рудника сформировались техногенные рассолы. Только Орск и Оренбург сбрасывают в водоёмы более 500 тыс. м3 недостаточно очищенных сточных вод. 29 районов области не имеют очистных сооружений. Реки и подрусловые воды служат главными источниками водоснабжения. Они находятся под воздействием предельной техногенной нагрузки. Мероприятия по защите ОС на предприятиях не дали ожидаемых результатов. До сих пор нет достоверных данных о том, как изменилась ОС в зоне влияния накопителей крупнотоннажных отходов горнодобывающих предприятий.

В.И. Вернадский (1988), А.Е. Ферсман (1934, 1937), Е.М. Сергеев (1979-1985), В.И. Осипов (1993, 1996), В.А. Мироненко, В.Г. Румынии (1998), В.А. Кирюхин, А.И. Короткое, С.Л. Шварцев (1993), В.Л. Бочаров (2000), В.Т. Трофимов с коллегами (1997) и др. хорошо раскрыли основные черты преобразований ОС под влиянием производственной деятельности человека. Разработка гидрогеоэкологических мероприятий для горнодобывающих районов области в свете идей этих учёных является весьма актуальной.

Цель работы: научно-техническое обоснование мероприятий, направленных на снижение негативного воздействия техногенной нагрузки на водозаборы, водоемы и ОС в горнодобывающих районах Оренбуржья.

Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:

- оценить современное состояние гидросферы и ОС;

- изучить характер техногенных преобразований природных вод и ОС;

- исследовать и разработать критерии, позволяющие снизить уровень техногенного воздействия инженерных сооружений на гидросферу;

- разработать и выдать рекомендации по стабилизации гидрогеоэкологической ситуации на водозаборах и водоемах Оренбуржья.

Объект исследований: водные объекты и их гидрогеоэкологические особенности, формирующиеся под влиянием природных и техногенных факторов.

Предмет исследований: процессы природных и техногенных

преобразований водных объектов горнодобывающих хуЩкздцц!

Фактический материал и методы исследований. Применялись

аналитический и картографический методы, системный и резолютивный анализ взаимодействия инженерных сооружений и коммуникаций с водными объектами, лабораторные, экспериментальные, расчётно-графические и мониторинговые исследования. В работе использованы гидрологические, гидрогеоэкологические и географические материалы, а также данные по техногенной нагрузке и загрязнению ОС. В лабораторных условиях выполнены эксперименты по исследованию местных материалов в процессе их взаимодействия в системе вода - порода (известняки, песчаники на карбонатном и карбонатно-глинистом цементе, гипсы, граниты). Собраны данные по физико-химическим анализам проб природных и сточных вод (830 проб), почв, элювиально-делювиальных и пролювиально-аллювиальных отложений (около 650 образцов). Кроме того, собраны и использованы анализы водо-растворенных органических веществ (370) и газов (210) и водных вытяжек из почв и грунтов (410). Материалы преимущественно собирались из фондовых и литературных источников (приложение 1, 2). Установлено, что водозаборы хозяйственно-питьевого назначения и водоемы Оренбуржья являются наиболее уязвимыми к загрязнению компонентами ОС и подвержены необратимой техногенной трансформации под воздействием крупнотоннажных отходов и отвалов горнодобывающих предприятий, накопителей, испарителей, отстойников ливневых и сточных вод. Поэтому

на защиту выносятся следующие основные положения:

1. Обустройство искусственных геохимических барьеров из активных в физико-химическом отношении местных, естественных материалов (известняков, песчаников на карбонатном и карбонатно-глинистом цементе) с целью локализации загрязнителей и очистки вод. Эти материалы обладают наибольшей активностью поглощения неконсервативных компонентов-загрязнителей (ионов тяжелых металлов - ^2+, Zn2+, &3+), о чем свидетельствуют результаты исследований системы: вода-порода.

2. Создание комплексных барьеров на границе водозаборов пресных и дренажных вод. Одновременно с откачкой питьевых вод откачиваются загрязнённые воды, используемые в технических и сельскохозяйственных целях.

3. Устройство для эксплуатации техногенных промышленных залежей нефтепродуктов в районе нефтеперерабатывающего завода (г. Орск), сочетающее приемы вертикального и горизонтального дренажа. Рекомендуется также внедрять элементы системы мониторинга и совершенствовать технологию природопользования.

Научная новизна:

- установлены гидрогеоэкологические особенности техногенных процессов в горнодобывающих районах; использованные для прогноза техногенных преобразований ОС;

- учёт защищенности и устойчивости ОС к загрязнению позволяет обоснованно защищать водозаборы и водоемы области;

- установлена высокая физико-химическая активность известняков и песчаников на карбонатном цементе при локализации загрязнителей;

- разработаны конструктивные элементы сооружений, которые обеспечивают повышение эффективности водоохранного строительства.

Практическая значимость результатов:

- установлена неблагополучная гидрогеоэкологическая ситуация и определены граничные условия устойчивости водных объектов к загрязнению в горнодобывающих районах Оренбуржья;

- обоснована необходимость строительства очистных сооружений во всех районах области на основе внедрения комплексных геохимических и гидродинамических барьеров; что позволит локализовать очаги загрязнений вокруг водозаборов, водоёмов и предприятий;

- внедрение результатов исследований и рекомендаций позволяет повысить экологическую безопасность в Оренбуржье; внедрение осуществлено на Сакмарской ТЭЦ и в учебный процесс при подготовке инженеров-строителей [4].

Апробация результатов работы Основные положения диссертационной работы докладывались автором: на Всероссийской научно-практической конференции: «Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке» (Оренбург, 1999), ' на региональных научно-практических конференциях в Оренбургском (1997-2002), Пермском (2003) и Московском (2003) госуниверситетах, а также в Уральской государственной горно-геологической академии (2002) и Оренбургском госпедуниверситете (2003).

По материалам диссертации опубликовано 17 работ. Результаты исследований внедрены в учебный процесс, на Сакмарской ТЭЦ, и реализованы в учебном пособии «Геоэкологические основы строительного производства» для студентов строительных специальностей (2004).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем текста -144 страницы, количество рисунков - 24, таблиц - 15 , библиографический список содержит 169 наименований.

За советы и консультации при подготовке диссертации и помощь в работе автор выражает глубокую благодарность научному руководителю профессору А.Я. Гаеву, а также сотрудникам архитектурно-строительного факультета ОГУ, профессорам Л.Ф. Калиниченко и Г.Н. Карпову, доцентам А.И. Альбакасову, СВ. Миронову, инженеру И.Н. Алферову и др.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приводится история гидрогеоэкологических исследований в Оренбуржье. Важнейшие работы учтены в т.43 «Гидрогеология СССР, Оренбургская область» (1972), в работах А.Я. Гаева (1978-2001), А.Я Гаева, Т.И. Якшиной (1996), B.C. Самариной, А.Я. Гаева и др. (1999), В.Д. Бабушкина, А.Я. Гаева и др. (2003), A.M. Черняева (19602000), О.М. Севастьянова и др. (1965-1990), А.П. Бутолина (1987) и др.

В опубликованных источниках нет данных о гидрогеоэкологической оценке последствий воздействия отвалов горных пород и крупнотоннажных потерь и отходов производства на ОС. Выполнено немало работ по охране водных ресурсов, но нет сведений о применении в России конкретных технологий защиты от загрязнения водных объектов, что обусловлено дороговизной и сложностью их разработки. На предприятиях отсутствуют комплексные технологии очистки и локализации высоко минерализованных, загрязненных вод, содержащих тяжелые металлы, сульфаты, хлориды, нефтепродукты и др. токсичные компоненты. Необходимо разработать и внедрить простые и доступные методы защиты окружающей среды и водозаборов хозяйственно-питьевого назначения, не требующие крупных капитальных вложений [2].

Во второй главе изложены наземные и дистанционные методы исследований, используемые при изучении поверхностных и подземных вод. Учтены также материалы по загрязнению почв, грунтов и илов, подпочвенного воздуха и состава микрофлоры. Установлено изменение качества воды во времени. Источники загрязнения оказывают существенное воздействие на трансформацию природных вод. Защищенность и устойчивость их к загрязнению крайне не одинакова в различных условиях. Типизацией этих условий выявлены участки с повышенной устойчивостью к загрязнению. Гидрогеоэкологические карты и схемы позволяют вскрыть ситуацию и прогнозировать ее развитие.

Гидродинамические расчеты показывают, что ареалы загрязнения от крупных загрязнителей поступательно продвигаются в долину р. Урал и ее притоков. Зона аэрации имеет два и более слоев. Верхний слой нередко сложен слабопроницаемыми глинами и суглинками. Инфильтрация загрязнителей до уровня грунтовых вод складывается из времени инфильтрации через каждый слой (В.А. Мироненко, В.Г.

Румынии, 1998):

Я 0 +т

(1)

(2)

где //д /л2 - недостаток насыщения пород этих слоев {р - П| - Пь Пг - пористость; \уе), We2 - начальная (естественная) влажность пород; к|, кг — коэффициенты фильтрации, м/сут.; Ш), т2 - мощность слоев, мН;ъ - высота столба сточных вод в техногенном водном объекте, м.

Загрязненные воды достигают уровня грунтовых вод примерно за 45 сут и начинается их движение к аллювиальному водоносному горизонту. Вычисляем расстояние, на которое продвигается контур загрязненных вод за 1 год ( 365 сут.) В.М Шестаков, 1961, 1979):

где Л св - приведенный радиус загрязнения источника, в м; . инфильтрация загрязненных вод, м3/сут; гпз - мощность горизонта грунтовых вод, м; - пористость водовмещающих пород; - скорость грунтового потока, м/сут. - уклон потока подземных вод,

коэффициент фильтрации водоносного горизонта). вычисляем по

формуле:

где а - длина источника; Ь - его ширина. Расход потока загрязненных вод рассчитываем по формуле Дарси: 0 = (5)

где Г— площадь поперечного сечения потока загрязненных вод, м2; Р = 8 • ш3, где S — ширина потока.

Расстояние от источников загрязнения, например, в г. Орске или Новотроицке до аллювиальных отложений долины р. Урал, как правило, не превышает 1000 м, а ряд источников расположен непосредственно на аллювии. Попав в пойму реки, загрязненные воды продвигаются на сотни метров вниз по потоку еще более стремительно (И.Н. Минигазимов, 2002):

(6)

- гидравлический градиент в аллювиальном коэффициент фильтрации в аллювиальных

где Уе2= ¡2' К7, ¡2

водоносном горизонте; отложениях.

Общее время пропитки загрязненными водами блока геологической среды от промышленной зоны до реки составляет около 75 лет. Крупные объекты индустриализации в Оренбуржье появились в середине 30-х годов. Сегодня геоэкологическая устойчивость этих районов практически исчерпана и необходимо внедрение инженерных методов ее усиления.

При гидрогеоэкологических исследованиях анализы водных проб использованы нами в весовой, эквивалентной и % эквивалентной формах. Величина минерализации воды получена суммированием всех компонентов в мг/л или в г/л. В условиях техногенеза в работе определяются химические

типы (подтипы) вод по Н.С. Курнакову - М.Г. Валяшко. Химический состав представлен формулой Курлова, где компоненты показаны в % эквивалентной форме. Вычисляются генетические коэффициенты:

soл

Na CI

— г—

CI Br

и др.

По B.C. Самариной (1977) построены частные миграционные кривые (рис. 1), например, для сульфатно-натриевого подтипа аллювиальных вод в долине р. Сакмары:

Минерализация, г/л Химический состав

Менее 0,65 HC03-S04-Ca-Mg (Na)

0,65 - 0,90 HC03-S04-Na-Ca

0.90 - 1.20 S04-HC03-Na-Ca

1.20 - 1.60 S04-Cl-Na-Mg (Ca)

более 1,60 Cl-S04-Na-Mg (Ca)

Рис. 1. Миграционные кривые сульфатно-натриевого подтипа вод (район нижнего течения р. Сакмары).

В третьей главе характеризуются физико-географические и геологические особенности Оренбуржья, его гидролого-гидрогеологические условия. Жаркий, резко континентальный климат и значительное испарение определяют дефицит водных ресурсов. Большая часть территории относится к бассейну р. Урал. Равнины Предуралья сменяются на востоке низкогорьем Урала и приподнятыми равнинами зауральского пенеплена. Ресурсы пресных вод сосредоточены в речных долинах и аллювиальных водоносных горизонтах поймы р. Урал и его притоков. В восточной половине области наряду с аллювиальными, распространены воды трещинного типа.

В четвёртой главе, в разделе 4.1 показано, что подземные воды практически не защищены от загрязнения. Техногенная их трансформация заключается в загрязнении за счет процессов гидрогенеза. По А.Е. Ферсману (1934) и Г.А. Максимовичу (1964) - это такое взаимодействие вод с породами, при котором химические элементы из твёрдой фазы переходят в растворённое состояние за счёт выщелачивания и растворения. Над промышленными центрами выпадают атмосферные осадки, содержащие до 300 мг/л растворенных и до 1000 мг/л взвешенных веществ. Минерализация

вод на отдельных участках течения рек Уральского бассейна возросла в 2-10 раз за счет загрязнения хлоридами, сульфатами, соединениями азота, железа, фосфора, щелочных, щелочноземельных и тяжелых металлов. Объем промышленных и коммунальных сточных вод в бассейне Урала за последние четверть века превысил 12,4% от местного водного стока. Больше половины недоочищенных вод приходится на горнодобывающую промышленность. Водохранилища превратились в отстойники сточных вод с концентрацией нефтепродуктов на отдельных участках до 15 мг/л. В подземных водах наряду с органическими соединениями и нефтепродуктами появились тяжелые металлы.

Интенсификация природных процессов наблюдается при осушении и

водопонижении в процессе строительных и сельскохозяйственных работ, вокруг горнодобывающих предприятий и водозаборов подземных вод. При понижении уровня фунтовых вод породы и минералы, залегавшие под водой, попадают в неустойчивую резко окислительную обстановку. Процессы окисления, растворения и выщелачивания интенсифицируются, породы подвергаются эрозии, суффозии и карсту. На крупных карьерах, разрезах, шахтах и длительно действующих водозаборах Урала интенсивность подземной химической денудации увеличивается в 200-500 раз [3].

Защитная реакция ОС выражается в усилении процессов самоочищения воды на геохимических барьерах. Самыми распространёнными являются сорбционные, хемосорбционные, щелочные и микробиологические барьеры. Они хорошо очищают воду от нефтепродуктов, органических веществ, тяжелых металлов и др. неконсервативных компонентов. Консервативные компоненты (хлор-ион, нитрат-ион) хорошо растворяются в природных водах и не деградируют в условиях зоны активного водообмена.

Масштабы техногенной трансформации гидросферы стремительно возрастают. Увеличиваются площади застройки и освоения территорий. Подземные рассолы, нефть, газ, находившиеся глубоко в недрах сотни миллионов лет, оказываются на поверхности земли. Процессы загрязнения проникают на всю глубину развития пресных подземных вод.

Глубокие качественные преобразования гидросферы и ОС сопровождают научно-техническую революцию. В водных объектах установлены искусственно синтезированные вещества, не известные природе: ядохимикаты, детергенты, ингибиторы коррозии, бензапирен, диоксин. Сформировались ареалы загрязнения вод разнообразными ядохимикатами, ранее считавшимися неустойчивыми в подземных водах. Загрязнение ОС и вод сопровождается наводнениями и подтоплением территории [7].

Первое защищаемое положение. Обустройство искусственных геохимических барьеров из активных в физико-химическом отношении местных, естественных материалов (известняков, песчаников на карбонатном и карбонатно-глинистом цементе) с цель локализации загрязнителей и очистки вод. Эти материалы обладают наибольшей активностью поглощения неконсервативных компонентов-загрязнителей (ионов тяжелых металлов — Си2', 2п7 , Сги), о чем свидетельствуют

результаты исследований системы: вода-порода. В разделе 4.2 рассмотрены представления о защищенности подземных вод по В.М. Гольдбергу (1984) и

06 устойчивости геологической среды к загрязнению по А.Я. Гаеву (1989), как активной ее реакции на негативные процессы, связанные со способностью к самоочищению и созданию эффекта геохимического барьера. Для количественной оценки устойчивости территории к загрязнению используется параметр модуля предельно допустимого загрязнения (МПДВ), измеряемый в т/км2 в год. Он изменяется значительно при переходе от одного типа района к другому (Гаев, 1989). Рассмотрено пять типов районов, отличающихся по проницаемости и геохимической активности покровных отложений и водовмещающих пород, по степени расчлененности рельефа и значениям гидрогеологических, инженерно-геологических и физико-географических параметров. Мщщ уменьшается с севера на юг, и от приподнятых территорий к пониженным, отражая закономерности высотной поясности и широтной зональности.

В разделе 4.3 характеризуется способность среды к самоочищению. При сбросе в водоем загрязнений аэробными микроорганизмами окисляются органические вещества:

СаН.Ос —СО2 + Н2О-0, (7)

где СаНвОс - органическое вещество, Q - теплота реакции. Образуются углекислый газ и вода. Водоем очищается от органических веществ, но содержание кислорода в воде уменьшается. Необходимо использовать в технологии очистки сточных вод геохимические барьеры.

Геохимические барьеры - это такие участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции, что приводит к концентрации химических элементов. А.И. Перельман (1989) выделяет физико-химический, биогеохимический и механический типы барьеров. Среди физико-химических барьеров выделяются окислительный, восстановительный, сульфатный, щелочной, кислый, испарительный, сорбционный и термодинамический классы. Барьеры бывают латеральными и радиальными. Первые являются препятствием для субгоризонтальной миграции вещества, вторые - для вертикальной [6, 8]. Пример радиального щелочного барьера в почве (типичный чернозем) приведён на рис. 2. Здесь на коротком расстоянии рН среды увеличивается от

7 до 8,5 и накапливаются медь и другие элементы. А.И. Перельман выделяет также техногенные и искусственные геохимические барьеры, которые отличаются от природных. Они имеют природные аналоги. Щелочной барьер представляет собой траншею, заполненную смесью известнякового, щебня и крупнозернистого песка и расположенную перпендикулярно направлению техногенного потока. Он используется для локализации тяжелых металлов. А.Я. Гаевым и Т.И. Якшиной (1996) в районе Гайского ГОКа обнаружен искусственный природно-техногенный тип барьера, сформировавшийся в природных условиях под влиянием систематического сброса в водоемы в огромных количествах известкового молока. Искусственные барьеры

являются принципиально новыми способами защиты среды от загрязнения, в основе которых лежит использование уже имеющихся в природе возможностей к самоочищению. В Оренбуржье практическое значение имеют: механические, щелочные, сорбционные, испарительные, биогеохимические и комплексные барьеры [6].

Рис. 2. Осаждение меди на щелочном барьере в профиле типичного чернозема (по Н.Ф. Мырляну, 1985).

1 - медь; 2 - молибден; 3 - рубидий; 4 - место отбора проб; 5 -карбонаты кальция; КК - кларк концентрации.

К числу важнейших количественных параметров геохимических барьеров относятся градиент и контрастность (А.И. Перельман, 1989):

где L- мощность; Ш1 и т? - величины показателей до и после барьера.

С увеличением градиента и контрастности усиливается интенсивность накопления химических элементов на геохимических барьерах.

Поведение загрязнителей при фильтрации pacтворов через почвы и готнты описывается лигЬгЬепенттиальным тоавнением в частных производных: 8 ас/а = о»дгс + V -ДС + /(х, у, г, г) (10)

В правой части уравнения соответственно учитываются диффузия, конвекция и сорбция компонента-загрязнителя. Динамика обмена в системе твёрдая фаза - раствор подробно рассмотрена в специальной литературе (Ф. Гельферих, 1962; Р. Грисбах, 1963; Ю.А. Колотое, В.А Пасечник, 1970; Основы расчёта и оптимизации..., 1972; К.Б. Лебедев и др., 1975; Шварцев, 1998; В.А. Мироненко, В.Г. Румынии, 1998). При увеличении скорости фильтраций'

жидкости увеличивается фронт развития загрязнения. При уменьшении скорости потока возрастает роль диффузии и сорбции компонентов-загрязнителей в пористой среде. При V*d « Ю"4 процессы диффузии преобладают. V - скорость фильтрации в см/с; d — диаметр каналов пористой среды в см. Коэффициент продольной диффузии рассчитывается по формуле

Где:Ож - коэффициент диффузии в жидкости (см. справ. химика, т.З, 1964); Т - коэффициент извилистости; s - пористость.

Выполнено изучение горных пород, способных извлекать ионы металлов из загрязнённых сточных вод. В экспериментах варьировались концентрации ионов меди и солей Na, Ca, Mg, Fe, присутствующих в растворах, в соответствии с рекомендациями В.З. Бродского (1972) (табл. 1). Результаты взаимодействия исходных растворов с известняками и песчаниками при различных рН и Eh приведены в таблицах 2 и 3.Установлено, что сорбционная активность горных пород уменьшается в ряду: известняки > песчаники »гипсы> габбродиабазы>граниты. В нейтральных и щелочных растворах она выше, чем в кислых, благодаря гидролитическому осаждению. Рентгенофазовый анализ продуктов сорбции показал их рентгеноморфный характер и присутствие сульфата кальция. Степень извлечения на основе средних величин растёт в ряду Zn < Cu< Cr, оставаясь для одной и той же породы в пределах одного порядка. Сильную конкуренцию сорбции металлов горными породами оказывает железо.

Первый образец карбонатных пород представлен ракушечником брахиопод из визейского яруса в Аккермановском карьере (р-н Новотроицка), второй - керном скв. 1 - 1 из московского яруса (Оренбург). Измельчённая до фракции < 0.1мм навеска карбонатной породы в 0.25 г помещалась в реакционный сосуд, заливалась 100 мл 0.03 М раствора сульфата меди и помещалась на определённое время во вращающуюся кассету. Фильтрат затем отделялся и анализировался. По разности концентраций меди в фильтрате и исходном растворе определялось количество поглощённой меди (табл.1, 2, 3). Протекающие при этом процессы можно описать уравнением диффузии, соответствующим случаю диффузии в шаре, на границе которого поддерживается постоянная концентрация сорбируемого компонента:

где степень превращения; радиус частицы.

Рассчитывались коэффициенты диффузии и величины предельной ёмкости. Эти исследования показали, что: 1) основную роль при фильтрации играет эффект диффузии и поглощение компонентов-загрязнителей веществом породы; 2) коэффициенты диффузии компонентов можно вычислить, зная пористость пород и коэффициенты диффузии в свободном объёме; 3) по сорбционной активности ионов металлов (Cu2+, Zn2+, Ci3*) горные породы образуют ряд: известняк > песчаник > гипс > габбродиабаз > гранит; 4) коэффициенты диффузии неконсервативных компонентов в породах на 1 - 5 порядков ниже, чем в свободном объёме жидкости; 5) наиболее активные

известняки и песчаники на карбонатном цементе следует использовать в качестве местных материалов для обустройства искусственных геохимических барьеров с целью очистки вод от загрязнителей.

Схемы типизации ОС по защищенности или устойчивости к загрязнению позволяют эффективно планировать развитие производительных сил и дальнейшее освоение территории. Такие схемы следует составить для всех районов области. На них необходимо отражать геохимические барьеры, имеющие наибольшее практическое значение. Экспериментальные исследования показали, что наиболее эффективны щелочные и сорбционные барьеры с применением активных в физико-химическом отношении блоков пород и специальных искусственно приготовленных смесей и добавок.

Второе защищаемое положение. Создание комплексных барьеров на границе водозаборов пресных и дренажных вод. Одновременно с откачкой питьевых вод откачиваются загрязнённые воды, используемые в технических и сельскохозяйственных целях. Как уже было показано выше загрязнение проникло в аллювиальные отложения поймы р. Урал. За 1 год они продвигаются на сотни метров (В.М. Шестаков, 1961,1992):

где - гидравлический градиент в аллювиальном

водоносном горизонте; - коэффициент фильтрации в аллювиальных отложениях. Расчеты показывают, что даже в случае соблюдения санитарно-защитной зоны загрязненные воды пропитывают блок геологической среды до реки за 71 — 75 лет. Крупные объекты индустриализации в Оренбуржье появились с 30-х годов и запас геоэкологической устойчивости ныне практически исчерпан. Необходимо усилить его инженерными методами.

Таблица 1 Состав исходных растворов

№№ растворов Концентрации, г/л

Ш+ Са2+ Mg2+ Си2+ Сг2+ /и2+ Ре3+

1 0.2 0.2 0.2 0.1 0.1 0.1 0.2

2 0.6 0.6 0.6 0.3 0.3 0.3 0.2

3 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.2

4 0.2 0.2 0.6 0.5 0.3 0.5 0.2

5 0.6 0.6 1.0 0.1 0.5 0.1 0.2

6 1.0 1.0 0.2 0.3 0.1 0.3 0.2

7 0.2 0.6 0.2 0.5 0.5 0.3 0.6

8 0.6 1.0 0.6 0.1 0.1 0.5 0.6

9 1.0 0.2 1.0 0.3 0.3 0.1 0.6

10 0.2 1.0 1.0 0.1 0.3 0.3 0.6

Таблица 2

Состав растворов после взаимодействия с известняком

Концентрация, мг/л рН ЕЬ,

растворов Сиг+ Сг3+ гп2+ Бе"

1 1.1 0.4 2.0 0.5 7.20 455

2 0.4 0.4 2.3 0.5 7.85 285

3 0.4 0.4 4.0 0.5 6.70 265

4 0.4 0.4 5.0 0.5 6.60 255

5 <0.4 <0.4 1.0 <0.5 7.15 240

6 <0.4 <0.4 4.6 <0.5 6.70 235

7 10.7 <0.4 4.6 <0.5 6.65 215

8 <0.4 <0.4 5.5 <0.5 6.40 200

9 3.7 <0.4 1.0 <0.5 6.90 220

10 <0.4 <0.4 2.3 <0.5 7.30 175

Таблица 3

состав раств ора после взаимодействия с песчаником Концентрации, мг/л рН ЕЬ, мв

растворов Си2+ Сг3+ /и2+ Бе3+

1 4.5 -0.4 10.4 <0.5 6.80 215

2 21.0 -0.5 9.3 <0.5 6.56 235

3 36.0 -0.5 8.2 <0.5 6.30 255

4 54.0 -0.5 9.8 <0.5 7.05 260

5 1.5 0.5 9.4 <0.5 6.25 235

6 7.0 0.5 6.4 <0.5 6.65 235

7 160.0 2.6 9.0 <0.5 4.95 280

8 2.5 <0.4 8.4 <0.5 6.20 240

9 13.0 <0.4 9.0 <0.5 7.00 205

10 5.5 0.4 7.4 <0.5 6.75 240

Рекомендуется создавать комплексные барьеры, включающие гибкие непроницаемые гидродинамические и геохимические барьеры между дренажом загрязненных и водозабором пресных вод (рис.3).

В работе рассмотрены следующие варианты, отражающие особенности взаимосвязи ареалов и потоков загрязнения от их источников с водозаборными сооружениями: 1)источник загрязнения расположен на водоразделе или на склоне речной долины: потоки загрязнения распространяются вниз по рельефу местности в сторону водозабора или речной долины; 2) источники загрязнения расположены выше по потоку реки, загрязняя водоем, питающий инфильтрационный водозабор: загрязнения поступают в водозабор со стороны водоема; 3)загрязнения поступают к водозабору с обеих сторон: от источников расположенных со стороны водосборной площади и со стороны водоема (рис.3).

Рис 3 Комплексный барьер для варианта с двухсторонним поступлением

загрязнителей

В третьем варианте предусмотрены геохимические барьеры, экранирующие загрязнения вблизи его источника. Барьер может быть представлен в виде стенки из глинобетона, цементной завесы или в форме искусственного геохимического барьера создаваемого по индивидуальной технологии. Второй геохимический барьер расположен вблизи водоема, он является проницаемым, пропуская воду, он задерживает компоненты загрязнители. За тем и другим геохимическими барьерами создаются гидродинамические барьеры. Они создаются путем формирования поверхности раздела потоков (В.Д. Бабушкин и др., 2003). Граница раздела потоков в водоносном пласте должна находиться в зоне пресных вод [5]. В безграничном водоносном слое (рис. 4.) эту границу определяем с помощью уравнения (14):

где х, у - координаты точки, лежащей на линии раздела потоков; d -расстояние между водозабором пресных вод и дренажом; - деоиты

водозабора пресных вод и дренажа. Для решения задается линия параллельная оси у, при ха = а. На этой линии подбирается значение у = у„ на

линии х = а. Приравнивая уравнение (14) к нулю, определяем х0, при котором скорость фильтрации равна нулю:

Ом'*

— (15)

х„ -

а+а'

Численное решение этой формулы показало, что при <Зь/(2е = 1 расстояние от границы раздела потоков до водозабора составляет 0,09 d. При Рь^е = 2,0 расстояние границы раздела потоков удаляется от водозабора пресных вод на 0,66d, становится в 7 раз больше, чем в первом случае.

Предельно возможное отношение дебита водозабора и дренажа проф. Бабушкин (2003) предлагает рассчитывать по следующей формуле

где ордината точки пересечения границы раздела потоков с

осью х при совпадении этой границы с границей загрязненных вод.

Рассмотрены также схемы размещения водозабора и дренажа в двух контактирующих полуограниченных слоях и даны решения по формированию барьера для различных случаев их расположения относительно контакта между слоями. Выданы рекомендации по созданию комплексных геохимических и гидродинамических барьеров.

Особого внимания заслуживают пылящие источники загрязнения. Пыление, например, с поверхности отвалов загрязняет компоненты ОС в радиусе до 25 км и более. Отвалы занимают большие площади и поставляют в ОС сотни тонн загрязнителей. Они попадают в подземные и поверхностные воды. Подавление пыления водой или бардой увеличивает интенсивность выщелачивания загрязняющих веществ из отвалов в водоносный горизонт. Рекомендуется создание искусственного радиального барьера, состоящего из нескольких слоев: 1) почвенного; 2) гидроизоляционного и 3) подготовительного слоя с использованием рекомендуемых материалов (рис. 5). Почвенный слой обеспечивает рост многолетних трав, препятствует ветровой и водной эрозии и способствует транспирации. Глинистый гидроизоляционный слой препятствует инфильтрации воды с поверхности земли. Для полу аридных и аридных районов рекомендуется создавать верхний слой толщиной в 50-60 см, а гидроизоляционный - 30 см (И.Н. Минигазимов, 2002). Предотвратить загрязнение подземных и поверхностных вод можно путем обустройства искусственных геохимических барьеров с утилизацией вод в водооборотных системах предприятий или на ЗПО.

Кроме того, на геохимических барьерах рекомендуется использовать методы очистки вод во внутрипластовых условиях, разделив их (как и в производственных) на методы нейтрализации, адсорбционные, реагентные, ионообменные, биохимические и электрохимические. Первые три из них более доступны. Так, при закачке в водоносный горизонт известкового

молока происходит не только нейтрализация вод, но и значительный рост сорбционной способности пелитовых и пылеватых фракций. Эффективность процессов усиливается коагулянтами и флокулянтами. В качестве коагулянта используется Ре(С1)31 превращающееся в окислительной обстановке в Ре(ОН)з

Рис. 4. Схема расположения водозабора пресных вод и дренажа загрязненных вод в неограниченном однородном водоносном пласте.

1 - дренаж; 2 - водозабор пресных вод; 3 - граница раздела потоков между водозабором и дренажем

Тяжелые металлы хорошо сорбируются только что образованными гидроокислами железа и алюминия или сернокислыми солями алюминия (Высокоэффективный коагулянт, 1990). Гидроксохлориды, гидроксосульфиды и хлориды алюминия более эффективны. В щелочной среде ионы алюминия образуют с кальцием и сульфат ионами трудно растворимые гидросульфоалюминаты кальция (Новые достижения, 1992). Применение алюмината натрия обеспечивает образование шламов, которые легче обезвоживаются и имеют меньший объем (И.Н. Минигазимов, 2002). Фирма из Великобритании предложила высокоактивный коагулянт, который в 10 раз эффективнее квасцов и хлоридов железа с глубиной очистки 99,9 % (Процесс очистки..., 1989). Тем не менее в отечественных

Почвенный слой

Гидроизоляционный слой

Подготовительный слой, геохимический барьер

Отвалы, отходы

Рис. 5. Схема радиального барьера

условиях более практично использовать неорганические коагулянты Са(0Н)2, Л12(804)з) и полимерные флокулянты (И.Н. Минигазимов, 2000).Они эффективно работают в щелочной среде Отделение коагулированных загрязнений в водоносном горизонте происходит при фильтрации эффективнее, чем при отстаивании. С гидроокислами А13+, Ре3+ и Сг3+ осаждаются так же Си*1, С<12+, РЬ2+, Хг?* (ВаитЬасЬ 1989). Их концентрация в очищенных производственных водах составляет: Си Сс12+ - 0,04; и Си2+ - не более 0,07 мг/л. В водоносном горизонте концентрации их снижаются более, чем на порядок.

К преимуществам использования геохимических барьеров в водоносных горизонтах следует отнести исключение из технологического цикла операций по удалению осадков, значительную экономию производственных площадей, материальных и финансовых средств.

Итак, защиту пресных вод от загрязнения обеспечивает обустройство на участке водного объекта комплексного гидродинамического и геохимического барьера. Одновременная откачка пресных и загрязнённых вод на участке водозабора формирует гибкий гидродинамический барьер. В работе приведены рекомендации по созданию комплексных барьеров для защиты водозаборов и водоёмов.

Третье защищаемое положение. Устройство для эксплуатации техногенных промышленных залежей нефтепродуктов в районе нефтеперерабатывающего завода (г. Орск), сочетающее приемы вертикального и горизонтального дренажа. Рекомендуется также внедрять элементы системы мониторинга и совершенствовать технологию природопользования.

Пятая глава посвящена вопросам профилактики загрязнения подземных и поверхностных вод. В промузле Орска в середине 80-х годов XX в. сложилась экстремальная экологическая ситуация, связанная с подтоплением территории и формированием техногенных залежей нефтепродуктов. В пос. Октябрьский нефтепродуктами были затоплены погреба жителей. Гибли фруктовые деревья. От возгорания молодые супруги получили ожоги разной степени. По заказу ПО Орскнефтеоргсинтез сотрудниками ОрПИ (ныне ун-та) под руководством проф. А.Я. Гаева выполнены исследования потоков нефтепродуктов с территории НПЗ. Дренажные сооружения были построены в пос. Октябрьском и на комбинате строительных материалов (КСМ), расположенном непосредственно южнее НПЗ. Притоки нефтепродуктов в каждую дренажную систему составили 6 м3 в сутки при понижении уровня загрязненных вод в среднем на 1,6 м (максимально до 2,7 м). Коэффициенты фильтрации составили: для суглинков - 0,1 м/сут, для глин - 0,04 м/сут, для глин с прослойками гравия - 1 м/сут. Нами предложена дренажная конструкция глубиной 4 м с проходкой на ее крыльях двух эксплуатационных скважин (рис. 6). Обе эксплуатационные скважины бурятся до скальных пород глубиной 20 м. В непосредственной близости от каждой скважины бурятся по кругу 6 скважин глубиной по 10м. В пять из шести скважин засыпается мелкий щебень с извлечением обсадных

труб. Шестая скважина оборудуется как наблюдательная. Предложенная конструкция обеспечивает максимальный приток нефтепродуктов и загрязненных вод при невысокой проницаемости вмещающих пород. Расчеты показали, что запасы нефтепродуктов в капельножидком (свободном) состоянии в техногенных залежах составляют 500 тыс. тонн. Их откачка должна занять во времени не менее 15 лет (Гаев и др., 1990).

А.П. Трубиным и М.Н. Макуневым на площади 60 км2 в масштабе 1:10 000 (Н — 1000 м) методом ТИКАС получены четыре тепловых фильма и один АФС с вертолета МИ-8 (использован тепловизор «Вулкан»). Использованы также космофотоматериалы. Наземные методы заключались в выполнении почвенно-гидрогеохимической и газо-химической съемки, в проходка шурфов и скважин (более 50) с опробованием свободной и водо-растворенной фаз углеводородов. В геологическом разрезе установлены два основных нефтеносных этажа (рис. 7): в ложковом аллювии и в трещинных зонах коренных пород и элювии. Это характерно для подножия склона. Выше в пределах коренного склона элювий совместно с ложковыми и делювиальными отложениями образует единый нефтегазоносный этаж. Установлены места утечек флюидов из трубопроводов. Судя по данным бурения, выполненного по рекомендациям лаборатории силами Восточной экспедиции, а также по материалам ТИСИЗ и "Фундамент проекта", нефтегазоносные линзы ложкового аллювия представляют собой своеобразные нефтеловушки" в форме рукавов, слепо заканчивающихся внутри толщи суглинков в зоне тылового шва первой террасы (рис. 7). Более обширны по площади скопления углеводородов в элювии и трещинных зонах коренных пород. Водонефтяной контакт на территории КСМ зафиксирован на глубинах 0,6—1,9 м. Техногенные залежи нефтепродуктов определены как линзовидные тела со сложной формой в плане, с максимальной мощностью 6,5 м, длиной от 370 до 150 м и шириной от 70 до 110 м. Это обусловило появление в 1989 г. нефтепродуктов в аллювиальном водоносном горизонте у оз. Песчаного, в 1,5 - 2 км южнее НПЗ. На территории завода выделены три зоны загрязнения подпочвенного воздуха с концентрациями углеводородов от 27,6 до 1806,5 мг/дм3 (рис. 8). От скоплений жидких углеводородов прослежены четыре языка-потока газообразных углеводородов вплоть до р. Урал. Изучены также органические вещества в водной вытяжке из почв и грунтов методом перманганатной окисляемости. Местный фон составил 25 мг/дм3 О2. Максимально-аномальные значения (126,8—128,8мг/дм3 О2)

установлены на территории НПЗ, а минимально-аномальные - вблизи русла р. Урал. Эти потоки аналогичны показанным на рис. 5, но протяженность и контрастность их меньше. В твердой фазе почв и грунтов их концентрации на территории завода составили 1206,6—4640, в пойме реки - до 244,0—880 мг/кг. Все аналитические методы подтверждают влияние техногенных скоплений нефти на природный комплекс поймы р. Урал.

Уже к 1998 году завод утилизировал на дренажных сооружениях более 50 тыс. тонн нефтепродуктов из техногенных скоплений. Сегодня установлено,

что техногенные скопления углеводородов промышленного значения продолжают формироваться в зоне тылового шва первой террасы на упомянутых нефтеловушках. Заводом проведены работы по замене непригодных участков коммуникаций, частично по рекультивации нарушенных и замазученных земель и совершенствованию технологии.

Значительная часть нефтепродуктов находится в грунтах в физически связанном состоянии. Извлечение их требует новых технологий. Откачка флюидов приводит к временному улучшению экологической ситуации. При остановке работ к 1999 г. ситуация вновь стала неблагополучной. Во-первых, продолжают действовать факторы, приведшие к формированию техногенных залежей углеводородов и к подтоплению территории. Во-вторых, до сих пор не учтена физически связанная составляющая углеводородов в фунтовом массиве и не решается вопрос об ее извлечении. Сохраняется угроза здоровью людей и

всему пойменному комплексу долины р. Урал. Вокруг охраняемых и производственных объектов — источников загрязнения ОС необходимо усовершенствовать зоны санитарной охраны (Руководство по проектированию с. 33., 1984; Минкин, 1973). Вокруг водных и производственных объектов следует создать барьеры. Необходимо возобновить работы по совершенствованию технологий, введению ограничений на промышленные выбросы предприятий, по созданию систем мониторинга.

1 - суглинки; 2 - глины Кг, 3—глины М2, 4 - песчано-гравийные отложения, 5 - эффузивные и вулканогенно-осадочные породы, 6 - кора выветривания девонских пород, 7 - граница коры выветривания, 8 - нефтяная залежь, 9 -инфильтрация углеводородов, 10-разломы, 11 -уровень подземных вод, 12 — направление потока углеводородов, 13 - скважина (вверху - номер, внизу — глубина, м), 14 - миграция углеводородов в газовой фазе из эмульсии; 15 -установленная граница разновозрастных отложений, 16 - предполагаемая граница отложений

В сеть наблюдений включаются водозаборы хозяйственно-питьевого назначения, водопункты и водоемы, наблюдательные скважины и горные выработки любого назначения. Корректура сети наблюдений производится с учетом числа объектов, нуждающихся в особой охране (водозаборы, зоны сосредоточения пресных вод, заповедники, заказники, плодородные почвы). Мониторинг-центры созданы на базе Минприроды. Их рекомендации по охране ОС должны стать составной частью планов социально-экономического развития регионов, обусловливая нетрадиционные подходы в строительстве [1].

Рис. 7. Профиль от НПЗ к реке Урал.

I I / ЕЗгПТТТГЬ ЕЩЗ</ ЕЮ^ВЮб

Рис. 8 Карта - схема распространения углеводородов в подпочвенном

воздухе.

1 - фоновое содержание (до 5 мг/м3); превышение фоновых значений: 2 - в 1,01-1,49 раза, 3 - в 1,5-4,9 раза (минимально- и средне-анамальное), 4 - в 5 раз и более (максимально-анамальное), 5 - точка опробования и содержания углеводородов, мг/м3, 6 - водозаборная скважина и ее номер

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1.Водные объекты в условиях полуаридного климата являются наиболее уязвимыми к загрязнению компонентами окружающей среды и подвержены значительной и необратимой техногенной трансформации. Они являются наиболее значимыми ее компонентами и нуждаются в серьезной системе защиты, не требующей крупных капиталовложений.

2. Основная масса загрязнений поступает в водоемы и водозаборы в процессе развеивания загрязнителей в атмосферном воздухе и инфильтрации загрязнённых вод от промышленных, транспортных, сельскохозяйственных и геотехнологических источников загрязнения - крупнотоннажных отходов и отвалов горнодобывающих предприятий, накопителей и отстойников сточных вод, шламо- и хвостохранилищ, испарителей и ливненакопителей.

3. Экспериментальные исследования в системе вода-порода показали, что: а) основную роль при фильтрации загрязненных вод через породу играют процессы диффузии и поглощения загрязнителей веществом породы;

б) по активности поглощения ионов горные породы образуют ряд: известняки > песчаники > гипсы > габбродиабазы > граниты;

в) коэффициент диффузии неконсервативных компонентов в породах на 1 -5 порядков ниже, чем в свободном объеме;

г) известняки и песчаники на карбонатном цементе рекомендуется использовать для обустройства искусственных геохимических барьеров с целью очистки вод от неконсервативных компонентов загрязнителей.

4. Загрязнение достигло аллювиальных отложений поймы реки Урал и начинает проникать в открытые водоемы. Рекомендуется наряду с обустройством техногенно-природных геохимических барьеров, создавать принципиально новые комплексные геохимические и гидродинамические барьеры, которые формируются на границе водозаборов пресных и дренажных вод. Одновременно с откачкой хозяйственно-питьевых вод следует откачивать загрязненные воды, используя их в технических или сельскохозяйственных целях. Универсальность применения барьерного принципа усиливается за счет использования местных активных в физико-химическом отношении материалов из известняков и песчаников на карбонатном и карбонатно-глинистом цементе, а так же различных сорбентов и флокулянтов при обустройстве искусственных барьеров.

5. Разработано устройство для извлечения техногенных залежей нефтепродуктов, сочетающее приемы вертикального и горизонтального дренажа. Рекомендуется совершенствовать технологию и оптимизировать всю систему природопользования на основе внедрения принципиально новых комплексных барьеров и элементов системы мониторинга.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. О гидрогеоэкологических проблемах строительства в Оренбуржье / Теория и практика высшего профессионального образования: содержание, технологии качество: Материалы XXV научно-практической конференции. Оренбург. 3-4апреля 2003г. Часть5: Секции физики, алгебры, информатики, химии, географии. - Оренбург: Издательство ОГПУ, 2003. С. 198-200.

2. Нетрадиционные подходы в проектировании жилых зданий/Межвузовский сб. научных трудов. Материалы региональной научно-практической конференции. Тольятти, 2001.

3.0 загрязнителях и загрязнении гидросферы в Оренбуржье. /В кн. Техногенная трансформация геологической среды: Материалы Международной научно-практической конференции (Россия, Екатеринбург, УГГГА, 17-19 декабря 2002 г.)/Отв. Редактор О.Н. Грязнов. - Екатеринбург: Изд. УГГГА и АМБ, 2002. С. 42-45 (соавторы А.Я. Гаев, З.С. Адигамова, В.О. Штерн).

4.К методологии геоэкологических исследований. /В кн. Техногенная трансформация геологической среды: Материалы Международной научно-практической конференции (Россия, Екатеринбург, УГГГА, 17-19 декабря 2002 г.)/Отв. Редактор О.Н. Грязнов. - Екатеринбург: Изд. УГГГА и АМБ,

2002. С. 190-191. (соавторы А.Я. Гаев, В.Г. Гацков, С.В. Миронов )

5.0 главном направлении интеграции науки, производства и высшего образования./Воронеж: Вестник Воронежского ун-та, № 2, 2002. С. 140 - 142 (соавторы А.Я. Гаев, З.С. Адигамова).

6.Барьерный способ защиты подземных вод/Материалы научной конференции; посвященной 50-летию кафедры гидрогеологии МГУ. Москва: МГУ, 2003 (в соавторстве с В.Д. Бабушкиным, А.Я. Гаевым).

7.0 защите водозаборов хозяйственно-питьевого назначения /Геология и полезные ископаемые Западного Урала. Материалы региональной научно-практической конференции. Пермь: Пермский ун-т, 2003 (в соавторстве с А.Я. Гаевым, В.Д. Бабушкиным)

8. О мероприятиях по борьбе с загрязнением и подтоплением территории / Вестник ОГУ, № 3. Оренбург, 2003. С. (соавтор А.Я. Гаев)

9. Техногенная трансформация гидросферы в регионах Урала / Теория и практика высшего профессионального образования: содержание, технологии качество: Материалы XXV научно-практической конференции. Оренбург. 3-4апреля 2003г. Часть5: Секции физики, алгебры, информатики, химии, географии. - Оренбург: Издательство ОГПУ, 2003. С. 179-184. (соавторы А.Я. Гаев, М.О. Кривошеее)

10. О необходимости разработки научно обоснованной программы борьбы с наводнениями / Теория и практика высшего профессионального образования: содержание, технологии качество: Материалы XXV научно-практической конференции. Оренбург. 3-4апреля 2003г. Часть5: Секции физики, алгебры, информатики, химии, географии. - Оренбург: Издательство ОГПУ, 2003. С. 184-186. (соавторы А.Я. Гаев, Т.В. Леонтьева).

11. Гидрогеохимическая характеристика кунгурского яруса Предуралья. Проблемы современной гидрогеохимии: Межвуз. сб./Под ред. А.И. Гавришина. Юж.- Рос.гостехун-т (НПИ). Новочеркасск: ООО НПО «Темп»,

2003. С. 118-125. (Соавторы: А.Я. Гаев, Гацков ВГ., Килин Ю.А. Адигамова 3.С).

12. О барьерном принципе защиты водозаборов. Геология и полезные ископаемые Западного Урала: Материалы региональной научно-практической конференции / Пермский ун-т - Пермь, 2004. с. 300 (Соавторы: Бабушкин В.Д., Гаев А.Я., Гацков В.Г.).

13. Барьеры на защиту водозаборов, международная конференция по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды ENVIROMIS 6-2004 г. Россия, Томск: Изд-во Томского ЦНТИ, 2004, с. 95. (соавторы Бабушкин В.Д., Гаев А.Я., Гацков ВГ, Волошина С.Н.).

14. О техногенной трансформации природных вод в Орской промышленной зоне, международная конференция по измерениям, моделированию и информационным системам для изучения окружающей среды ENVIROMIS 62004 г. Россия, Томск: Изд-во Томского ЦНТИ, 2004, с. 100. (Гаев А.Я., Кузнецова Е.В., Алферов И.Н., Леонтьева Е.А., Локоткова Н.С., Леонтьева Т.В.).

15. About transformation of structure of natural, wasters in the industrial zone of Orsk. 32nd International gtological cjngress, Florence - Italy, August 20-28,2004. Abstracts, part 1. P. 262. (Gaev Arkadii, Gatskov Vladimir, Adigamova Zemfira).

16. Use of barriers to protection of water-withdrawals. 32nd International gtological cjngress, Florence - Italy, August 20-28, 2004. Abstracts, part 1. P. 262. (Babushrin Vulf, Gaev Arkadii, Gatskov Vladimir).

17. О создании наукоемких экспертных систем на пути интеграции науки, образования и производства. ВЕСТНИК Воронежского Государственного Университета. Серия Геология, №1/2004. С. 194- 106. (соавторы Гаев А.Я., Гацков В.Г, Адигамова З.С.).

Подписано в печать 1&.Ю,ОЦ, Формат 60x84/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. . ТиражЮОэкз. Заказ № 2 в & ,

Типография Пермского госуниверситета. 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15.

»1964 1

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Кузнецова, Елена Владимировна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Выводы по главе

ГЛАВА2 МЕТОДИКА ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Полевые работы.

2.1.1. Сбор полевого фактического материала

2.1.2. Полевые исследования поверхностных и подземных вод.

2.1.3. Изучение пород, почв, грунтов и илов

2.1.4. Опробование газовых компонентов

2.1.5. Исследование микрофлоры

2.2. Гидрорежимные наблюдения

2.3. Изучение источников загрязнения

2.4. Защищенность подземных вод от загрязнения

2.5. Дистанционные методы исследования.

2.6. Составление гидрогеоэкологических карт и схем.

2.6.1. Общая гидрогеоэкологическая карта

2.6.2. Частные гидрогеоэкологические карты и схемы

2.7. Расчеты скорости развития ареалов и потоков загрязнения

Выводы по главе

ГЛАВА 3. ПРИРОДНЫЕ УСЛОВИЯ

3.1. Физико-географическая характеристика.

3.2. Геологическое строение.

3.3. Гидролого-гидрогеологические условия.

10), Выводы по главе

ГЛАВА 4. ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СВЯЗИ С ЗАЩИТОЙ ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ

ВОД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

4.1. Загрязнение подземных и поверхностных вод.

4.1.1. Тенденции техногенной трансформации гидросферы.

4.1.2. Характеристика источников загрязнения

4.1.3.0 картах источников загрязнения

4.2. Сопротивляемость подземных вод к загрязнению.

4.2.1. Устойчивость или уязвимость подземных вод

4.2.2. Типизация территории по устойчивости или уязвимости к загрязнению

4.3. Способность среды к самоочищению.

4.4. Классы геохимических барьеров.

4.4.1. Механические барьеры

4.4.2. Щелочные барьеры

4.4.3. Сорбционные барьеры

4.4.4. Испарительные барьеры

4.4.5. Кислые барьеры

4.4.6. Биогеохимические барьеры

4.4.7. Комплексные геохимические барьеры

4.5. Исследование барьерного принципа для решения проблемы чистой воды.

4.5.1. Экспериментальные исследования

4.5.2. Защита от загрязнения подземных и поверхностных вод при помощи барьеров

Выводы по главе

ГЛАВА 5. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОФИЛАКТИКЕ

ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД.

5.1. Основные направления совершенствования системы природопользования

5.2. Инженерно-технические мероприятия по борьбе с загрязнением нефтепродуктами и подтоплением

5.3. Создание барьеров у водозаборов и водоемов

5.3.1. Гидродинамические барьеры

5.3.2. Защита водозаборов, эксплуатирующих неограниченный однородный водоносный горизонт.

5.3.3. Защита водозабора, эксплуатирующего два контактирующих полуограниченных водоносных пласта.

5.3.4. Рекомендации по созданию комплексных геохимических барьеров для защиты водозаборов и водоемов

5.4. Система мониторинга.

5.4.1. Историческая справка

5.4.2. Научные основы создания систем мониторинга

5.4.3. О необходимости совершенствования систем мониторинга . 129 Выводы по главе

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гидрогеоэкологическое обоснование строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов в горнодобывающих районах Оренбуржья"

Актуальность работы. Горнодобывающие районы Оренбуржья и всего уральского региона справедливо относят к территориям с наиболее опасными гидрогеоэкологическими условиями. Эта опасность обусловлена значительной техногенной нагрузкой на основные компоненты окружающей среды (водные и земельные ресурсы, атмосферный воздух). Крупнейшими в регионе являются горнодобывающие объекты, предприятия нефте-газохимии, чёрной и цветной металлургии, топливно-энергетического комплекса, машиностроения, стройиндустрии, расположенные в г.г. Оренбурге, Орске и др. городах и районах области. Крупный вклад в формирование техногенной нагрузки на окружающую среду вносит и сельское хозяйство.

Наиболее опасными для окружающей среды являются техногенные залежи крупнотоннажных, жидких и твёрдых отходов производства. Так в г. Орске вокруг нефтеперерабатывающего завода сформировались техногенные залежи углеводородов с запасами более 500 тыс. т. [38,120]. В районах горнодобывающих, металлургических и топливно-энергетических предприятий накоплено несколько сот миллионов тонн твёрдых отходов. Под отвалами Гайского горнорудного предприятия сформировались значительные ресурсы техногенных сернокислых рассолов. Только города Орск и Оренбург сбрасывают в водоёмы более 500 тыс. м3 недостаточно очищенных сточных вод. 29 районов области и подавляющее число её населённых пунктов не имеют очистных сооружений. Основные водные артерии области - реки Урал, Сакмара, Самара и их притоки являющиеся совместно с их подрусловыми водами главными источниками хозяйственно-питьевых вод большей части населения региона, находятся под воздействием предельной и запредельной техногенной нагрузки. На сегодняшний день проблема геоэкологически обоснованного строительства практически не решается; используется только часть накопленного опыта. Внедренные на предприятиях мероприятия по защите окружающей среды от негативного воздействия существующих технологий пока не дали ожидаемых результатов. Объемы выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух, сбросов сточных вод, твердых токсичных отходов от объектов промышленного и гражданского строительства установлены. Однако до сих нет достоверных данных о том, как изменилось в результате длительного воздействия экологическое состояние геологической среды, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха и почв в зоне влияния различных строительных объектов. Поэтому оценка последствий многолетнего негативного воздействия этих объектов, особенно накопителей крупнотоннажных отходов горнодобывающих предприятий на окружающую среду, и разработка эффективных мероприятий по защите окружающей среды от загрязнения отходами стройиндустрии и построенных объектов в процессе их эксплуатации, является весьма актуальной. Не менее важным является вопрос устойчивости возводимых нами сооружений и коммуникаций во вновь формирующейся окружающей среде. Дело в том, что природные процессы в условиях техногенеза приобретают невиданные ранее масштабы и интенсивность. Это негативно влияет на устойчивость зданий, сооружений и коммуникаций.

В.И. Вернадский, А.Е. Ферсман, Е.М. Сергеев, В.И. Осипов, В.А. Мироненко, В.Г. Румынии, В.А. Кирюхин, А.И. Короткое, C.JL Шварцев, B.JL Бочаров, В.Т. Трофимов с коллегами и др. хорошо раскрыли основные черты преобразований природной среды под влиянием производственной деятельности человека [15,24-26,70,91,97,98,128,129,137,142]. Разнообразное строительство является одним из важнейших видов человеческой деятельности. В процессе промышленного, гражданского, сельскохозяйственного, военного, энергетического, транспортного, мелиоративного и иного строительства и в процессе эксплуатации построенных объектов серьёзно нарушаются все компоненты окружающей среды. Инженерная инфраструктура территории и планеты в целом превратилась в один из важнейших компонентов окружающей среды. Поэтому гидрогеоэкологическая обоснованность строительства и разработка экологических мероприятий при всех видах строительной деятельности в горнодобывающих районах со сложными инженерно-геологическими и гидролого-гидрогеологическими условиями являются весьма актуальными.

Для достижения этой цели в работе поставлены следующие задачи:

-оценить современное состояние гидросферы и ОС;

- изучить характер техногенных преобразований природных вод и ОС;

Предмет исследований: процессы природных и техногенных преобразований водных объектов горнодобывающих районов.

Фактический материал и методы исследований. Применялись аналитический и картографический методы, системный и резолютивный анализ взаимодействия инженерных сооружений и коммуникаций с водными объектами, лабораторные, экспериментальные, расчётно-графические и мониторинговые исследования. В работе использованы гидрологические, гидрогеоэкологические и географические материалы, а также данные по техногенной нагрузке и загрязнению ОС. В лабораторных условиях выполнены эксперименты по исследованию местных материалов в процессе их взаимодействия в системе вода - порода (известняки, песчаники на карбонатном и карбонатно-глинистом цементе, гипсы, граниты). Собраны данные по физико-химическим анализам проб природных и сточных вод (830 проб), почв, элювиально-делювиальных и пролювиально-аллювиальных отложений (около 650 образцов). Кроме того, собраны и использованы анализы водо-растворенных органических веществ (370) и газов (210) и водных вытяжек из почв и грунтов (410). Материалы преимущественно собирались из фондовых и литературных источников (приложение 1, 2).

Установлено, что водозаборы хозяйственно-питьевого назначения и водоемы Оренбуржья являются наиболее уязвимыми к загрязнению компонентами ОС и подвержены необратимой техногенной трансформации под воздействием крупнотоннажных отходов и отвалов горнодобывающих предприятий, накопителей, испарителей, отстойников ливневых и сточных вод. Поэтому на защиту выносятся следующие основные положения:

1. Обустройство искусственных геохимических барьеров из активных в физико-химическом отношении местных, естественных материалов (известняков, песчаников на карбонатном и карбонатно-глинистом цементе) с цель локализации загрязнителей и очистки вод. Эти материалы обладают наибольшей активностью поглощения неконсервативных компонентов-загрязнителей (ионов тяжелых металлов - Cu2+, Zn2+, Сг3+), о чем свидетельствуют результаты исследований системы: вода-порода.

Научная новизна:

- разработаны конструктивные элементы сооружений, которые обеспечивают повышение эффективности водоохранного строительства;

Практическая значимость результатов:

Апробация результатов работы Основные положения диссертационной работы докладывались автором: на Всероссийской научно-практической конференции: «Стратегия природопользования и сохранения биоразнообразия в XXI веке» (Оренбург, 1999), на региональных научно-практических конференциях в Оренбургском (1997-2002), Пермском (2003) и Московском (2003) госуниверситетах, а также в Уральской государственной горногеологической академии (2002) и Оренбургском госпедуниверситете (2003).

По материалам диссертации опубликовано 10 работ. Результаты исследований внедрены в учебный процесс, на Сакмарской ТЭЦ, и реализованы в учебном пособии «Геоэкологические основы строительного производства» для студентов строительных специальностей (2004).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем текста - 144 страницы, количество рисунков - 24, таблиц - 15 , библиографический список содержит 169 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Кузнецова, Елена Владимировна

Выводы по главе 5

1 .Рекомендуется реализовать комплексную программу природопользования, поскольку техногенной трансформацией захвачены все . компоненты окружающей среды. Процессы загрязнения не знают границ. Природные воды нельзя сохранить в чистоте, если почвы, атмосферный воздух горные породы, растительность загрязнены.

2. Загрязнение углеводородами часто сопровождается подтоплением территории. Вокруг таких источников загрязнения, как Орский нефтеперерабатывающий завод, работающий около 70 лет, сформировались техногенные залежи нефти и нефтепродуктов с промышленными запасами углеводородов. С целью извлечения нефтепродуктов из этих залежей разработано устройство, сочетающее приемы вертикального и горизонтального дренажа. Параллельно следует проводить работы по рекультивации замазученных и нарушенных земель и совершенствовать переработку и транспортировку нефти и нефтепродуктов. Для извлечения физически связанных углеводородов необходимо привлечение новых технологий.

3. Защиту пресных вод от загрязнения обеспечивает обустройство на участке водозабора или водоема комплексного гидродинамического и геохимического барьера. Одновременная откачка пресных и загрязнённых вод на участке водозабора формирует гибкий гидродинамический барьер. Причём в разных гидрогеологических условиях гидродинамические барьеры создаются по разным расчётным схемам. В работе приведены рекомендации по созданию комплексных барьеров для защиты водозаборов и водоёмов.

4. Необходимо оптимизировать всю систему природопользования на основе внедрения элементов системы мониторинга. Контроль над качеством природных вод осуществляется при помощи литогидромониторинга, который является одним из блоков этой системы. Система мониторинга служит инструментом для принятия управленческих решений по природопользованию, включая мероприятия по защите водозаборов и водоемов

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Ч I •у I б) по активности поглощения ионов Си , Zn , Cr горные породы образуют ряд: известняки > песчаники > гипсы > габбродиабазы > граниты; в) коэффициент диффузии неконсервативных компонентов в породах на 1 -5 порядков ниже, чем в свободном объеме; г) известняки и песчаники на карбонатном цементе рекомендуется использовать для обустройства искусственных геохимических барьеров с целью очистки вод от неконсервативных компонентов загрязнителей.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Кузнецова, Елена Владимировна, Пермь

1. Абдрахманов Р.Ф. Техногенез в подземной гидросфере Предуралья/ УНЦ РАН, Уфа. 1993.208 с.

2. Абдрахманов Р.Ф., Попов В.Г. Формирование подземных вод Башкирского Предуралья в условиях техногенного влияния. Уфа: БНЦ УрО АН СССР. 1990. 120 с.

3. Абрамов С.К., Бабушкин В.Д. Методы расчета притока воды к буровым скважинам. М.: Стройиздат, 1955. 415 с.

4. Абрамов С.К. Борьба с подтоплением промышленных площадок М.: Стройиздат, 1949. 72с.

5. Алекин О.А. Руководство по химическому анализу вод суши. Л.: Гидрометеоиздат, 1973. 70 с.

6. Алекин О.А. Основы гидрохимии. Л.: Гидрометеоиздат. 1970. 444 с

7. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. 627с.

8. Алисов Б.П. Климат СССР. М.: Высшая Школа, 1969. 194 с.

9. Алисов Б.П., Полтораус Б.В. Климатология. М.: МГУ, 1994. 298 с.

10. Алферова Л.А., Нечаев А.П. Замкнутые системы водного хозяйства промышленных предприятий, комплексов и районов. М.: Стройиздат, 1984. 272 с.

11. Анпилов В.Е. Формирование и прогноз режима грунтовых вод на застраиваемых территориях. М.: Недра, 1984. 160с.

12. Бабушкин В.Д., Гаев А.Я., Кузнецова Е.В. Барьерный способ защиты подземных вод. В сб. науч. тр., посвященных 50-летию кафедры гидрогеологии. М.: МГУ, 2003. (в печати).

13. Бабушкин В.Д., Глазунов И.С., Гольдберг В.М. Разведка, изучение и оценка эксплуатационных запасов линз пресных вод. М.: Недра, 1969. С. 33148.

14. Блинов С.М. Основы применения геохимических барьеров для охраны окружающей среды. Автореф. дис. .к.г-м. наук. Пермь: Перм. ун-т, 2000. 23 с.

15. Бочаров В.Л., Зинюков Ю.М., Смолиницкий Л.А. Мониторинг природно-технических экосистем. Воронеж: Истоки, 2000. 226 с.

16. Бочевер Ф.М., Лапшин И.Н., Орадовская Л.Б. Защита подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1979. 255 с.

17. Бочевер Ф.М. Расчет ресурсов подземных вод. М.: Недра, 1968. 286 с.

18. Бродский А.А. Основы гидрогеохимического метода поисков сульфидных месторождений. М.: Недра, 1964. 259 с.

19. Буданов Н.Д. Гидрогеология Урала. М.: Наука, 1964. 304 с.

20. Булатов Р.В. Стратегия охраны подземных вод (на примере Урала). /Под науч. ред. A.M. Черняева. Екатеринбург: «Аква-пресс», 2000. 268 с.

21. Быков В.Н. Экология недропользования: Учеб. Пособие: В 2 кн./Перм. гос. ун-т, Перм. гос. техн. ун-т. Пермь, 2000. Кн.1. 186 с.

22. Валяшко М.Г. Основные типы вод и их формирование // Там же 1955. Т. 102, №2 С.315 -318.

23. Валуконис Г.Ю. Процессы метаморфизации состава подземных вод и их геологическая роль: Дис. д-ра геол.-мин. наук. Л., 1987. 44 с.

24. Вернадский В.И. История природных вод. М.: ОНТИ, 1933 1936.562 с.

25. Вернадский В.И. Философские мысли натуралиста. М.:Наука, 1988. 519с.

26. Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967. 376с.

27. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР. 1957. 237 с.

28. Водные ресурсы: рациональное использование. /Под. Ред. М.Б. Витт. -М.: «Экономика», 1987. 125 с.

29. Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности. Утверждено Главным государственным санитарным врачом СССР 13 мая 1987 года № 428687.

30. Временные методические указания для производства отбора и обработки проб снежного покрова в городах и их окрестностях на комплекс загрязняющих веществ. М., 1985.

31. Временные рекомендации по проектированию сооружений для очистки поверхностного стока с территорий промышленных предприятий и расчету условий выпуска его в водные объекты. М.: ВНИИ «ВОДГЕО», 1982. 46 с.

32. Всеволожский В.А. Основы гидрогеологии: Учебник. М.: Изд-во МГУ, 1991.351 с.

33. Вторжение в природную среду. Оценка воздействия (Основные положения и методы)/Под ред. А.Ю. Регеюма, пер. с англ. Э.П. Романовой, Н.Б. Бараш. М.: Прогресс, 1983. 192 с.

34. Высокоэффективный коагулянт SE-1 Тао Баоюй и др. // Environ. Prot. -1990. № 12. -с.25-26. Рж 85.85.218, 1990.

35. Гаев А.Я. Гидрогеохимия Урала и вопросы охраны подземных вод. Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1989. 368 с.

36. Гаев А.Я. Охрана окружающей среды или введение в геоэкологию: Учеб. пос. для студ. естеств. и техн. спец. / Перм. ун-т. — Пермь, 2001. 244с.

37. Гаев А.Я., Кузнецова Е.В. О мероприятиях по борьбе с загрязнением и подтоплением территории// Вестник Оренбургского ун-та. Оренбург. 2003. № 1.

38. Гандурина Л.В., Васильева Е.Б. Применение коагулирующих и флокулирующих реагентов для очистки сточных вод окрасочных производств // Деревообрабатывающая промышленность. -1993, № 4. -с. 14-15.

39. Гаррелс P.M., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968. 368 с.

40. Геохимия окружающей среды. /Д.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: «Недра», 1990. 335 с.

41. Гидрогеология СССР. М.: Недра, 1970. Т. 13. 800 е.; 1972. Т. 14. 648 е.; 1972. Т.15. 344 е.; 1972. Т. 43. 272с.; 1973. Сводный том. Вып.4. 278 с.

42. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР: Учеб. пособие. М.: Высш. шк., 1988. 327 с.

43. Голодковская Г.А., Воронкевич С.Д., Гольдберг В.М., Ершов Э.Д. Проблемы рационального использования, управления и охраны геологической среды // Проблемы рационального использования геологической среды. М.: Наука, 1988. С. 108-116.

44. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 247 с.

45. Гольдберг В.М. и др. Техногенное загрязнение природных вод углеводородами и его экологические последствия. М.: Наука. 2001. 124с

46. Горбунова К.А., Максимович Н.Г., Андрейчук В.Н Техногенное воздействие на геологическую среду Пермской области. Пермь: Изд-во Перм. ун-та, 1990. 44 с.

47. Горский В.Г., Швецова-Шиловская Т.Н., Курочкин В.К. Проблема воздействия хранилищ промышленных отходов на грунтовые и поверхностные воды (методологические аспекты). Экватек-98. С. 320.

48. Государственный водный кадастр. Ежегодные данные о режиме и ресурсах поверхностных вод суши. 1995 г. часть 1. Реки и каналы. Самара, 1999.

49. Григорьева А.Г., Феофанов В.А., Жданович Л.П. Использование гальвано коагуляции для очистки сточных вод от анионов // Цв. мет. -1993. -№ 6-7. -с.32-35.

50. Гридин В.И. Геологическое дешифрирование материалов дистанционного зондирования /МИНГ им. И.М. Губкина. М., 1988. 88 с.

51. Грушевская A.M., Михович А.С. Защита грунтовых вод от загрязнения в районе хранилища твердых отходов. /Защита подземных вод от загрязнения истощения. -М.: 1989. С.29-31.

52. Дончева А.В., Казакова Л.К., Калуцков В.Н. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды. М.: Экология, 1992. 255 с.

53. Евилевич А.З, Евилевич М.А. Утилизация осадков сточных вод.-Л. :Стройиздат, 1988-248с.

54. Егоренков Л.И. Геоэкология / МГЛУ. М., 1993. 230с.

55. Елкин К.М. Строителю об охране окружающей природной среды. М.: Стройиздат.,1986. 136с.

56. Емлин Э.Ф. и др. Геохимические аспекты процесса урбанизации на Урале. Свердловск: Изд-во Свердл. правления Союза НИО, 1988. 55 с.

57. Израэль Ю.А., Гасилина Н.К., Ровенский Ф.Я. Осуществление в СССР системы мониторинга загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 115 с.

58. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов. М.: Минстрой РФ. 1996. 46 с.

59. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. -М.: Мир. 1989. 439 с.

60. Кирюхин В.А., Короткое А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия: Учебник для вузов. М.: Недра, 1993. 384 с.

61. Кирюхин В.А., Толстихин Н.И. Региональная гидрогеология: Учебник для вузов. Недра, 1987. 382 с.

62. Кичигин Е.В., Кривошеее В.Я., Воропаев Б.П. Оценка влияния горнорудной промышленности на гидрогеологические условия бассейна КМА и разработка рекомендаций по охране и рациональному использованию подземных вод. Водные ресурсы, № 1, 1991. С. 196-198.

63. Ковалевский B.C. Влияние изменений гидрогеологических условий на окружающую среду. М.: Наука, 1994. 138 с.

64. Комин О.Г. Защита водных объектов от загрязнения стоком с отвалов медно-цинковых руд. Автореф. канд. дисс. Екатеринбург, 2000. 18 с.

65. Крайнов С.Р., Швец В.М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. М.: Недра, 1987. 237 с.

66. Красноперое В.Ю., Кузовлев В.П. и др. Способ очистки природных и сточных вод // Пат. 1804451 СССР, МКИ5 С 02 F 1/52. 23.03.93. -Бюл. № 11.

67. Краткий словарь по экологии и геоэкологии: методич. пособи по курсам «экология» и «геоэкология» для студ. естеств. и сторит. вузов / Перм. ун-т. Пермь, 2001. 114с. / Составил А.Я. Гаев при участии А. Зубрицкого и И.И. Минькевич.

68. Куранов Н.П., Муфтахов А.Ж., Шевчик А.П. и др. Последствия подтопления застроенных территорий и способы их дренирования / источн.науки и техники. Обзорная информация ВИНИТИ. Сер. Гидрогеология и инженерная геология. М. 1991. Т. 13.128с.

69. Лушников Е.А. Геологическая деятельность современных рек Урала и прилегающих равнин. Воронеж: Изд-во Воронеж, ун-та, 1974. 124 с.

70. Усольцев В.А., Краснов Т.А. и др. Исследование процесса коагуляции при первичном хлорировании воды // ВСТ.- 1994. С.11.

71. Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами. М.: МинздравСССР, ИМГРЭ, 1987. 25 с.

72. Методы фильтрационных расчетов гидромелиоративных систем. /Под ред. Н.Н. Веригина. М.: Колос, 1970. 287 с.

73. Минигазимов И.Н. Защита окружающей среды от негативного воздействия отходов переработки горнорудного сырья (на примере ОАО МИНУДОБРЕНИЯ). Автореф. дис. . к.т. наук. Пермь, 2002. 21с.

74. Минкин Е.Л. Взаимосвязь подземных и поверхностных вод и ее значение при решении некоторых гидрогеологических и водохозяйственных задач. М.: Стройиздат, 1973. 103с.

75. Мироненко В.А., Румынии В.Г. Проблемы гидрогеоэкологии: В 3 т. М.: Изд-во Моск. гос. гор. ун-та, 1998. Т. 1. 611с.

76. Мироненко В.А., Румынии В.Г., Учаев В.К. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах. Л.: Недра. 1980. 320 с.

77. Мониторинг фонового загрязнения природной среды: Тр. лаб. мониторинга / Под ред. Ю.А. Израэля, Ф.А. Ровинского. Л.: Гирометеоиздат, 1987. Вып. 4.384 с.

78. Муфтахов А.Ж. Подтопление застроенных территорий и пути его предотвращения. / Совершенствование системы водоснабжения, очистки сточных вод и сооружений промышленной гидротехники: Труды ВНИИВОДГЕО. М., 1984. 73с.

79. ЮО.Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. 528 с.

80. Печеркин И.А. Шахтные воды Кизеловского угольного бассейна // Тр. Горно-геол. ин-та УФ АН СССР. Свердловск, 1960. Вып. 48. С. 79-92.

81. Ю2.Пиннекер Е.В. Экологические проблемы гидрогеологии. Новосибирск: Наука, 1999. 128 с.

82. Плотников Н.И. Введение в экологическую гидрогеологию: Научно-методические основы и прикладные разделы. М.: Изд. МГУ, 1998. 240 с.

83. Рабочие материалы учебных курсов «Проектирование и эксплуатация полигонов для захоронения твердых отходов в странах с переходной экономикой». М.: 2001. 208 с.

84. Ш.Ревич Б. А., Смирнова Р. С., Сорокина Е. П. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982.

85. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь справочник. М.: Просвещение, 1992. 317 с.

86. РД 52.04.186-89. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. М.: ИМГРЭ, 1990,10 с.

87. Россия: Экосистемное управление водопользованием / A.M. Черняев, М.П. Дальков, Н.Б. Прохорова и др.; под. ред. A.M. Черняева. Екатеринбург: Аэрокосмоэкология, 1999. 350 с.

88. Рошаль А.А. Методы определения миграционных параметров. Обзор ВИЭМС, Сер. Гидрогеология и инженерная геология». М, 1980. 62 с.

89. Руководство по проектированию санитарно-защитных зон промышленных предприятий. М.: Стройиздат, 1984. 38 с.

90. Руководство по химическому и технологическому анализу воды. М.: Стройиздат. 1973. 98 с.

91. Рыбаков Ю.С. Охрана и предотвращение загрязнения водных объектов от стока с техногенных территорий. Автореф. докт. дисс. Екатеринбург, 2000.40 с.

92. Самарина B.C. Гидрогеохимия. JL: Изд-во ЛГУ, 1977. 359 с.

93. Самарина B.C., Гаев А.Я., Нестеренко Ю.М. и др. Техногенная метаморфизация химического состава природных вод (на примере экологогидрогеохимического картирования бассейна р.Урал, Оренбургская область). Екатеринбург: Изд-во УрО РАН, 1999. 444 с.

94. Санитарные правила и нормы : Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения. СанПиН 2.1.4.027-95. М., 1996.

95. Санитарные правила и нормы: Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. СанПиН 2.1.4.544-96. М., 1996.

96. Санитарные правила и нормы: Гигиенические требования к использованию сточных вод и их осадков для орошения и удобрения. СанПиН 2.1.7.573-96 М.: Минздрав России. - 1997. - 54 с.

97. Санитарные нормы предельно-допустимого содержания вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. СанПиН № 42-121-4130-86 от 04.07.86. М., 1986.

98. Сборник санитарно-гигиенических нормативов и методов контроля вредных веществ в объектах окружающей среды. М.: «Искусство». 1991. 370с.

99. Семенов Е.М. Некоторые вопросы фильтрации из шламохранилищ. Труды ВОДГЕО, 1967, вып. 18, с. 60-63.

100. Сергеев Е.М. Инженерная геология наука о геологической среде// Инженерная геология. 1979. № 1. С.3-20.

101. Сергеев В.М., Трофимов В.Т. Влияние человека на литосферу в процессе инженерно-хозяйственной деятельности / Теоретические основы инженерной геологии. Социально-экологические аспекты. / Под ред. Е.М. Сергеева М.: Недра. 1985. с14-27.

102. Сигов А.П. Геологическое строение и перспективы Южного Зауралья // Матер, по геол. и полез, ископ. Урала. Свердловск, 1959. Вып. 6.

103. Сигов В.А. Кайнозойский тектогенез Урала: Автореф. дис.канд. геол.-мин. наук. Свердловск, 1975. 19 с.

104. Синяков В.Н., Бражников О.Г., Кузнецова С.В. Инженерно-геоэкологическое обеспечение урбанизированных территорий: Учеб. пособие. Волгоград: ВолгГАСА, 2000. 67 с.

105. Словарь по гидрогеологии: Учеб.-метод. пособие/ Сост. А.Я.Гаев, И.И. Минькевич; Перм. ун-т. Пермь, 2002. 336 с.

106. СНиП 2.04.01-85. Внутренний водопровод и канализация зданий. М.: Госстрой СССР. 1986. 55 с.

107. Справочник по предельно допустимым концентрациям химических веществ в окружающей среде. 2-е изд. JL: Химия, 985. 528 с.

108. Справочное руководство гидрогеолога: В 2 т. / В.М. Максимов, В.Д. Бабушкин, Н.Г. Паукер и др.; Под ред. В.М. Максимова. Л.: Недра, 1967. Т. 1. 592 с.

109. Теория и методология экологической геологии/ Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 1997. 368 с.

110. Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. /Под ред. Глазовской М.А. М.: Наука, 1981. 250 с.

111. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию масштаба 1 : 1 000 000 1 : 500 000, 1 : 200 000 - 1 : 100 000, 1 -50 000 - 1 : 25 000 : В 3 кн./ МИНГЕО СССР, ВСЕГИНГЕО. М., 1990.

112. НО.Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза М.: Наука, 1987. 335 с.

113. У инфицированные методы анализа воды .Под ред. Ю. Ю. Лурье. М.: Химия. 1971.375 с.

114. Ферсман А.Е. Геохимия. Л.: ОНШ,1934. Т. 2. 354 е.; Т. 3. Л.: ГХТИ, 1937. 503 с.

115. Фрид Ж. Загрязнение подземных вод. М.: Недра, 1981. 304 с.

116. Фридман К.Б., Васильев Б.В. Утилизация осадков сточных вод // ВСТ. 1997. № 1. С.27-28.

117. Фундаментальные проблемы воды и водных ресурсов на рубеже третьего тысячелетия: Матер, междунар. науч. конференции / Отв. ред. С.Л. Шварцев. Томск: Изд-во НТЛ, 2000. 662 с.

118. Химия окружающей среды / Под ред. Дж. Бокриса. М.: Химия, 1982. 667 с.

119. Черкинский С.Н. Санитарные условия спуска сточных вод в водоемы. 5-е изд. М.: Стройиздат, 1977. 224 с.

120. Черняев A.M. Управление водными ресурсами в агропромышленном регионе. Л.: Гидрометиздат, 1987. 248 с.

121. Черняев A.M., Сирман А.П. Ресурсы и гидрохимия шахтных вод Урала и их использование в народном хозяйстве. Челябинск: Южно-Уральское кн. изд-во. 1976. 232 с.

122. Черняева Л.Е., Черняев A.M., Могиленских А.К. Химический состав атмосферных осадков (Урал и Приуралье). Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 179 с.

123. Шварц С.С. Проблемы экологии человека// Вопросы философии. 1974. №9. С. 7-21.

124. Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. 2-е изд., испр. и доп. М.: Недра, 1998. 366 с.

125. Швец В.М. Органические вещества подземных вод. М.:Недра,1973. 288с.

126. Шестаков В.М. Динамика подземных вод. М.: Изд-во МГУ, 1979. 368с.

127. Шестаков В.М. Основы гидрогеологических расчетов при фильтрации из хранилища промстоков. М.: Недра, 1961 г.

128. Экологические проблемы гидрогеологии/Под ред. В.А. Кирюхина. СПб.: Горный ин-т, 1999.

129. Эколого-экономическая оценка производства минеральных удобрений и серной кислоты. М.: НИИТЭХИМ, 1989. 49 с.

130. Юрина С.В. Геоэкологическая оценка компонентов окружающей среды Оренбургского промышленного района. Автореферат дисс. к.г.н. -Оренбург, 2000. 25 стр.

131. Язвин Л.С., Зекцер И.С. Ресурсы пресных подземных вод России: современное состояние, перспективы использования, задачи исследований // Водные ресурсы. 1996. Т.23, № 1. С. 24 30.

132. Яковлев С.В., Карюхина Т.А. Биохимические процессы в очистке сточных вод. М., Стройиздат. 1980. 189 с.

133. Mann R.E. Global Environmental Monitoring System (GEMS). Action Plan for Phase G SCOPE. Rep. 3. Toronto, 1973. 130 p.

134. Ogata A. Theory of Dispersion in Granular Medium. Fluid Movement in Earth Materials// Geological Survey Professional Paper 411-1. 1970. 34 p.

135. Paces T. Chemical Characteristics and Aquilibration in Natural Water-felsic Rock- C02 system // Geochim ET Cosmo him Acta, 1972. № 2. P. 217 -240.

136. Volokh A.A., Gorbunov A.V., Gundorina S.F., Revich B.A. Frontasyeva M.N. Phoshorus fertilizer production as a sourse of rare-earth elements pollution of the environment. Sci. Tot. Environ. 95, 1990, p. 141-148.

Информация о работе

Кузнецова, Елена Владимировна
кандидата технических наук
Пермь, 2004
ВАК 25.00.36

Диссертация

Гидрогеоэкологическое обоснование строительства и эксплуатации водохозяйственных объектов в горнодобывающих районах Оренбуржья - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы