Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Минимизация антропогенного воздействия поверхностного стока с терриконов на бассейн водосбора

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Минимизация антропогенного воздействия поверхностного стока с терриконов на бассейн водосбора"

На правах рукописи ТРУШКОВА Екатерина Алексеевна

МИНИМИЗАЦИЯ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА С ТЕРРИКОНОВ НА БАССЕЙН ВОДОСБОРА

Специальность: 25.00.36 - «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новочеркасск - 2003

Работа выполнена на кафедре Водоснабжения и водоотведения в ФГОУ В ПО «Ростовский государственный строительный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Серпокрылов Николай Сергеевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Денисов Владимир Викторович доктор геологО-минералогических наук профессор Богуш Илья Александрович

Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Ростовский государственный

университет, г. Ростов-на-Дону

Защита диссертации состоится_ 2003г. в -SQ часов на заседании

диссертационного совета Д 220.049.02 в ФГОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия по адресу: 346428, г. Новочеркасск, Ростовской области, ул. Пушкинская, 111, НГМА ауд.236.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НГМА.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять ученому секретарю диссертационного совета.

Автореферат разослан 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного советам л

доктор технических наук, профессор Бондаренко В.Л.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Важной экологической проблемой для Ростовской области, как крупнейшей области Юга России, является воздействие процессов угледобычи, а также транспортировки и промышленного использования угля. Наиболее мощному антропогенному прессу, обусловленному процессами добычи и использования угля, подвергнуты урболандшафты и природные ландшафты северо-восточной части Ростовской области. Вследствие поступления кислых минерализированных шахтных водоотливов и выпадения продуктов газовых эмиссий солесодержание поверхностных вод малых рек достигает 3 - 4 г/ л. Также наблюдается увеличение миграции компонентов ионного стока с поверхности территорий в районах водосбора. Все вышеперечисленные процессы способствуют закислению почв, и, как следствие, появлению в поверхностном диффузном стоке тяжелых металлов и солей.

Серьезную опасность представляют отвальные породы угольных шахт (ОПУШ), количество которых в Ростовской области около 250, что составляет 137000га. Под воздействием дождевых и талых вод происходит процесс естественного выщелачивания металлов из материала отвалов с образованием загрязненных стоков, в которых содержание тяжелых металлов в сотни раз превышает ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

Следовательно, изучение влияния терриконов на качество поверхностных вод и почв на стадии формирования поверхностного диффузного стока, на базе которого возможно создание методов защиты ландшафтов от загрязнения, являются актуальной проблемой.

Работа выполнена в соответствии с госбюджетным планом НИР каф. «Водоснабжение и водоотведение» РГСУ «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований» в рамках государственной программы «Архитектура и строительство» (Гос. per. № 01.9.40001739), а также в рамках Международной научной программы ИНТАС - РФФИ «Экологическая оценка, принципы мониторинга и регулирования качества урболандшафтов Юга

России» (JR-970548).

Целью диссертационной работы является экологическая оценка влияния на природные ландшафты северо-восточной части Ростовской области терриконов различных генетических возрастов и разработка инженерно-экологических мероприятий по предотвращению их отрицательного воздействия.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- теоретическое обоснование и экспериментальное исследование воздействия ОПУШ на водные и почвенные объекты окружающей среды;

- определение изменения минералогического состава ОПУЩ в зависимости от генетического возраста терриконов;

- исследование фильтрационных, ионообменных и сорбционных характеристик ОПУШ с учетом климатических условий;

- обоснование использования термонеизменённых ОПУШ для защиты педосферы и гидросферы;

- изучение и моделирование гидравлических характеристик потоков вод, стекающих с терриконов и определение концентраций загрязняющих веществ;

- разработка и внедрение технологии защиты природных ландшафтов от загрязнения поверхностными стоками с терриконов в опытно-промышленных условиях;

- разработка методики расчёта выноса загрязняющих веществ с поверхности ОПУШ для оценки экологического ущерба водным и почвенным объектам окружающей среды.

Основная идея работы заключается в выявлении возможности использования ОПУШ в качестве фиксирующего агента поллютантов поверхностного диффузного стока (тяжелых металлов и фосфатов) с целью предотвращения их негативного воздействия на экосистемы почвы и водоемов, а также возможности регенерации отвальных пород угольных шахт (ОПУШ), насыщенных фосфат-ионами.

Методы исследований. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена: применением апробированных методик экспериментальных исследований с использованием аттестованных методик

анализа и поверенных приборов; выполнением планирования экспериментов в программе ПЭСМ4ф, математической формализацией результатов большого массива опытов с помощью пакета статистического анализа Microsoft Excel, сходимостью данных лабораторных исследований с результатами экспериментов (относительная погрешность ±10%, при доверительной вероятности 0,95).

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

- -отвальные породы угольных шахт (терриконы) различного генетического возраста оказывают негативное воздействие на ландшафты, в т.ч. и не рассматривавшимся ранее поверхностным стоком;

- термонеизменённые ОГГУШ могут применяться в качестве относительно дешевого и эффективного сорбента для удаления тяжелых металлов и биогенных элементов из стока;

- концентрацию поллютантов в поверхностном стоке с терриконов, определяют следующие факторы: уклон террикона, интенсивность выпадения осадков и коэффициент стока;

при определенных значениях рН тяжелые металлы из поверхностного стока фиксируются ОГГУШ после их предварительной обработки;

- ОГГУШ обладают сорбционной способностью по отношению к фосфат-ионам;

- повышение сорбционной способности термонеизменённых ОПУШ по отношению к тяжелым металлам и биогенным элементам позволяет регулировать качество поверхностного диффузного стока ландшафтов;

- внедрение термонеизменённых ОПУШ в качестве сорбента в практику очистки поверхностного диффузного стока имеет существенную эколого-экономическую эффективность.

Научная новизна работы:

- установлены закономерности влияния геометрических и морфологических особенностей террикона на концентрацию поллютантов в поверхностном стоке с терриконов различных генетических возрастов;

- теоретически обоснована возможность применения и предложена методика повышения сорбционной способности термонеизменённых ОПУШ в качестве сорбента поллютантов поверхностного диффузного стока с термоизменённых ОПУШ;

Практическая значимость работы:

• установлены количественные характеристики влияния терриконов различного генетического на водные и почвенные объекты окружающей среды;

• разработана методика повышения сорбционных характеристик ОПУШ по отношению к поллютантам поверхностного диффузного стока (тяжелым металлам и фосфатам);

• на базе лабораторных и опытно- промышленных испытаний определены дозы внесения ОПУШ в почву и составлены рекомендации по применению ОПУШ после предварительной подготовки - путем внесения в них определенного количества избыточного ила, в качестве эффективного сорбента для удаления тяжелых металлов и биогенных элементов, которые внедрены на ряде объектов и в проектную практику.

Реализация результатов работы

Рекомендации по использованию отвальных пород угольных шахт после предварительной подготовки, в качестве сорбента широкого спектра тяжелых металлов и фосфатов с минимальным воздействием на водные и почвенные объекты окружающей среды используются на ряде предприятий угольной промышленности и в деятельности природоохранных органов Ростовской области, что подтверждается соответствующими актами.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: международных научно-практических конференциях института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону; 2000-2003 г.г.); международных конференциях молодых специалистов Ростовской экономической академии (Ростов-на-Дону; 1999-2000г.г.), научно- практическом семинаре «Безопасность, экология, энергосбережение» РГСУ (Ростов-на-Дону, 2000); 4 международной научно-практической конференции, «Человек и окружающая природная среда - проблемы взаимодействия» (Пенза, 2001г.), всероссийской научно-практической конференции «Химическое загрязнение

среды обитания и проблемы экологической реабилитации, нарушенных экосистем» (Пенза, 2003г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 17 работах., в т.ч. в виде отдельных глав в 2 томах монографии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, перечня цитируемой литературы, включающего 158 источников. Диссертация изложена на 210 страницах, включает 21 таблицу, 24 формулы и 22 рисунка. В приложении представлено 2 акта, подтверждающих практическое применение результатов работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, постановка основной цели исследования, определяются задачи и методы исследования, научная новизна полученных результатов и их практическое значение.

В первой главе выполнен анализ формирования поверхностных вод и методов защиты ландшафтов от влияния ОПУШ. Приведен обзор научно-технических публикаций, посвященных воздействию терриконов на атмосферу, а также водные и почвенные объекты окружающей среды.

Терриконы - это техногенные месторождения, сформировавшиеся в результате добычи угля, сложенные горными породами и поднятые на поверхность в процессе угледобычи. Они оказывают негативное воздействие на атмосферу, почвы, поверхностные и подземные водные источники. По истечении пяти лет с момента начала складирования в ОПУШ под воздействием кислорода воздуха уголь и сера окисляются, а иногда самовозгораются. Горящие терриконы выделяют вредные газообразные вещества, например, с одного квадратного метра в сутки поступает в атмосферу 10,7 кг оксида углерода, 6,3 кг сернистого газа, 0,6 кг сероводорода и оксидов азота. Вынос в атмосферу мельчайших частиц - пыли в свободном состоянии и в виде аэрозолей приводит к загрязнению воздушного пространства. Как правило, пыль оседает на почву, на поверхность водоемов и растительность, что приводит к непрерывному накоплению тяжелых металлов.

Гидросфера аккумулирует все поллютанты антропогенного происхождения, поэтому для предотвращения необратимых процессов в изменении гидрохимических характеристик водоёмов, целесообразно минимизировать воздействие токсичных веществ, содержащихся в поверхностном стоке, путем снижения их подвижности и фиксации в почвенном слое.

Следовательно, на первое место должны выдвигаться инженерно-мелиоративные технологические методы, снижающие или предотвращающие на стадии формирования загрязнение почв и поверхностных вод.

Минеральный состав пород, слагающих отвалы угольных шахт, (Гипич JI.B. и др., 1992-1998г.г.) тесно связан с их происхождением и с последующим воздействием процессов выветривания и термического воздействия, приводящих к его изменению, глубина которого зависит от генетического возраста терриконов. Углевмещающие породы, складированные в отвалы, подвергаются воздействию теплового поля, что и приводит к формированию различных типов ОПУШ. В связи с этим нами предложено различать термоизменённые ОПУШ и термонеизменённые ОПУШ. Главными породообразующими минералами термонеизменённых ОПУШ являются: кварц, полевые шпаты, слюды, карбонаты, гиббсит, гематит, гетит и слоистые алюмосиликаты.

В породах, затронутых термическим воздействием, при котором температуры горения достигают 1450°С, происходят более глубокие изменения в минеральном составе. Для них характерна следующая минеральная ассоциация: кварц - ортоклаз - гематит - муллит - стекло. Вследствие существенной конверсии их химического состава, происходят преобразования горелых пород, которые выражаются в увеличении соотношения Fe203: FeO, и коррелируются с интенсивностью их термообработки. Имеет место природная активация переходных металлов на поверхности ОПУШ. Термоизменённые ОПУШ применяются в строительстве, (Г.И. Книгина, A.M. Фоминых, Н.Д. Артеменок и др.) в т.ч. и в качестве фильтрующей загрузки. Однако, применение в качестве сорбента не рассматривалось.

На основе проведенного анализа сформулированы выводы о необходимости проведения теоретических и экспериментальных исследований по разработке методов предотвращения негативного воздействия ОПУШ на гидросферу и педосферу с одновременным их использованием в качестве сорбентов.

Вторая глава посвящена теоретическому обоснованию основных положений диссертационной работы.

Влияние поверхностного диффузного стока на качество подземных вод и питаемых ими поверхностных - зависит от протекторных свойств почвы: их состава, количества гумусовой составляющей, пористости, степени дисперсности частиц почв, окислительно-восстановительного потенциала и других факторов. На территориях, подвергаемых техногенному воздействию, через почву проходят потоки химических элементов, среди которых особое место занимают основные поллютанты - тяжелые металлы и нефтепродукты. Почва, " пропуская " через себя эти соединения, значительную их часть связывает в малоподвижные формы, выполняя тем самым протекторную роль по отношению к сопряженным средам: природным водам, подстилающим породам, грунтам и растительности. Однако техногенное воздействие на почвенный покров нарушает одну из важнейших экологических функций почвенного гумуса: способность прочно связывать и, тем самым, выводить из биологического круговорота различные загрязняющие вещества. В уплотненных почвах вследствие антропогенного воздействия, нарушаются влагогазовые обмены, и почвы снижают свою протекторную и продуктивную способности. Это приводит к увеличению смыва загрязнений с их поверхности во время дождей и таяния снегов, что в итоге ведет к повышенному выносу взвешенных (минеральных и органических) веществ, маслонефтепродуктов в водоемы. При попадании в атмосферу или педосферу тяжелые металлы не остаются на месте, а включаются в природные геохимические циклы. В различных природных условиях они ведут себя по-разному. В окислительной природной обстановке (высокая кислотность почвы и придонных вод) свинец, медь, никель, цинк и ртуть более подвижны, чем в нейтральной или щелочной среде. Тяжелые металлы, находясь в подвижном состоянии, способны

мигрировать в подземные воды и растения, что приводит к увеличению общего уровня токсичности почв. Они могут фиксироваться в почвах в результате образования органо - минеральных комплексов. При выпадении атмосферных осадков наблюдается процесс закисления почв, что способствует переводу тяжелых металлов из неподвижных в подвижные формы при значениях рН от 4 до 7. Активность ионов тяжелых металлов представлена на рис. 1.

В диссертационной работе, исходя из произведений растворимости,

получены уравнения зависимости концентрации тяжелых металлов от значения

По (1-4) рассчитываются значения рН для алюминия, меди, цинка и железа при которых достигаются значения ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

Проведенный анализ минералогического состава позволил сформулировать гипотезу о возможности использования ОПУШ в качестве сорбента тяжелых металлов и биогенных элементов, поскольку обладают высокой пористостью и развитой удельной поверхностью, что влечет, по-видимому, и улучшение их сорбционных свойств.

В третьей главе дана характеристика объектов, методов исследования и экспериментальных результатов по снижению концентрации поллютантов в поверхностном стоке с терриконов, а также экологическая оценка влияния на природные ландшафты ОПУШ различных возрастов.

Объектами исследования являлись техногенные образования - ОПУШ различного генетического возраста, загрязняющие водные и почвенные объекты окружающей среды тяжелыми металлами и биогенными элементами.

Впервые проведены натурные исследования по степени насыщения тяжелыми металлами поверхностного стока с терриконов при выпадении атмосферных осадков. Автором исследованы специфические условия формирования качественного состава поверхностного диффузного стока под влиянием ОПУШ.

рН:

[А13+]=10-ЗрН ^ [Си2+]=8.34-2рН 1Б [7,п2+]=11-2рН 18 [Те3+]=2.65-ЗрН

(1) (2)

(3)

(4)

30 27 24 21 18 15 12 9 б 3 0 ■3 -6 -9 -12

РН

♦ медь » цинк

Ж -1д ПДК цинка + -1д ПДК алюминия ^—Линейный (железо)

-Линейный (цинк)

—Линейный (-1д ПДК меди) -Линейный (-1д ПДК меди)

алюминии железо -1д ПДК меди -1д ПДК железа -Линейный (алюминий) -Линейный (медь) -Линейный (-1д ПДК железа) -Линейный (-1д ПДК цинка)

Рисунок 1- Активность ионов ьго тяжелого металла в зависимости от

значения рН

В качестве объектов исследования выбраны терриконы, расположенные в г. Гуково: №1 - породный отвал «ЦОФ -Гуковская», начало складирования с 1999г., отвал эксплуатируемый; №2 - породный отвал «ЦОФ - Гуковская», (1967г., отвал неэксплуатируемый), №3 -породный отвал шахты «Ростовская», (1948г., горящий с 1953г., неэксплуатируемый отвал). Произведен отбор проб дождевых и талых вод, стекающих с поверхности терриконов различных генетических возрастов, с шагом 500 м по периметру (табл.1.). Данные результатов исследований отобранных проб дождевых и талых вод, стекающих с поверхности терриконов различных генетических возрастов, обработаны методами математической статистики. Достоверность проведенных исследований составляет 95%.

Зависимость содержания цинка и меди в дождевых и талых водах, стекающих с поверхности терриконов, отражена в виде уравнений регрессии: для цинка в дождевых водах: У= 2Е -0,6х2 - 0,0003 х+0,003 (5)

для цинка в талых водах:

У= 4Е -0,6х2+0,0014 х+0,0914

(6)

для меди в дождевых водах: У=-8Е-0,7х2+7Е-0,5х +0,0032 (7)

для меди в талых водах: У=-4Е-0,6х2+0,0001х +0,0063 (8) Для марганца, железа, хрома, алюминия и свинца также получены уравнения регрессии, которые представлены в диссертационной работе.

Полученные кривые по уравнениям регрессии свидетельствуют о квадратичной зависимости концентрации различных компонентов в стоке от возраста террикона и рекомендуются для прогнозных расчетов количества загрязнений, поступающих в окружающую среду с дождевым и талыми стоками. Подобные зависимости получены в отечественной практике впервые. Максимальные концентрации по 8Ю2\ Ж>2\ + К+, сухому остатку НС03", ЫОз', гп2+, Бг2+ и высокие значения рН обнаруживаются в стоке с террикона № 1 (термонеизменённые отвальные породы угольных шахт). Минимальные концентрации по этим же компонентам характерны для стока с террикона №3 (термоизменённые отвальные породы угольных шахт), при этом значение рН в стоке уменьшается. Для террикона №2 (термонеизменённые отвальные породы угольных шахт) в стоке отмечаются максимальные концентрации по Мп2+, Са2+, М§2+, А13+, Си2+, Б042-

Установлено, что для террикона №1 и террикона №2 характерно преобладание ионов Са2+, Мё2+, Бг2+, К*, №1)+ и повышение содержания глинозема (А120з).

Изучено влияние дождевого и талого стока с терриконов на состав почв на расстоянии 10 и 50 м от террикона №3 в двух точках. В них определены содержания следующих ингредиентов: кальций, магний, хром, свинец, кобальт, молибден, железо, медь, цинк, алюминий, мышьяк, гумус и зольность (табл. 2.).

Установлено, что по мере удаленности от подножия террикона №3 содержание в почве тяжелых металлов: кальция, магния, алюминия, железа, хрома, свинца, стронция - уменьшается, а цинка и марганца — увеличивается, что объясняется их взаимодействием с гуминовыми и фульвокислотами почв почвенных растворов. Процентное содержание влажности, зольности и гумуса увеличивается в образцах почвы, отобранных на расстоянии 50 м от подножия террикона №3.

Таблица 1 - Средние значения определяемых компонентов, в талых и

дождевых водах, стекающих с поверхности терриконов

Концентрация компонентов загрязнения в талых водах, мг/л

Ш/ мё2+ ЭЮа' Ж>2' Са2+ Жо6щ Возраст террикона, ГОД

2,213 1,800 5,800 0,490 26,203 1,515 1

2,213 3,325 3,838 0,278 26,203 1,515 33

1,900 1,650 3,838 0,278 20,25 1,150 52

Ыа++К+ Сухой остаток РН НС03" СГ

22,950 169,75 7,15 67,865 5,238 7,1 1

11,525 169,75 7,15 67,865 5,238 7,1 33

11,525 118,50 6,70 38,130 5,075 7,1 52

Эг2* Мп2+ А13+ гп2+ 3042" Си2+

0,270 0,011 0,298 0,09 52,275 0,0064 1

0,110 0,049 0,298 0,05 52,275 0,0064 33

0,042 0,006 0,152 0,03 35,8 0,003 52

Концентрация компонентов загрязнения в дождевых водах, мг/л

Си2+ 2П2+ Мп2+ А13+ 8Г2+ РЬг+

0,0033 0,0033 0,0098 0,168 0,013 0,0005 1

0,00465 0,0154 0,098 0,268 0,040 0,0003 33

0,00465 0,0250 0,0131 0,095 0,021 0,0021 52

Ре* С«*

3,1780 0,00105 1

0,7915 0,00105 33

0,7915 0,0008 52

Исследованы сорбционные характеристики ОПУШ с целью использования их в качестве сорбента для защиты педосферы и гидросферы.

Исследования проведены в лабораторных условиях на модельных установках, представляющих собой фильтровальные колонки, загруженные исследуемыми материалами, предварительно высушенными до постоянного веса при 105° С. Эквивалентный диаметр зерен загрузки составлял 1,25- 2,5 мм. Исследуемую дождевую воду фильтровали и фиксировали объем фильтрата до проскока тяжелых металлов в концентрациях, превышающих предельно допустимые для водоемов рыбохозяйственного назначения. Определение концентрации тяжелых металлов в исходных пробах и в фильтрате проводили на спектрографе ДФС-8-2 №71004.

Установлено, что при фильтровании через термонеизменённые ОПУШ с периодом складирования до 1 года концентрации РЬ2+ снижаются,

соответственно, в 10 раз и 1,5 раза и составляют 0,75ПДК и 0,002ПДК; а концентрации Си2+, Мп2+, А13+ увеличиваются, соответственно, в 2,5; 6,7; 1,3 раза и составляют 7,5ПДК; 2ПДК и ЗПДК. Следует отметить, что при фильтровании через термоизменённые ОПУШ и термонеизменённые ОПУШ с периодом складирования больше 1 года концентрации Zn2+, хотя и снижаются 3,3 и 4 раза, но превышают ГЩК в 1,5 и 2,5 раза, соответственно. При фильтровании через термонеизменённые ОПУШ с периодом складирования больше 1 года концентрации Си2+ и Мп2+ не изменяются и составляют 5ПДК и 0,5ПДК, а при фильтровании через термоизменённые ОПУШ - составляют 15ПДК и 1,5ПДК, соответственно.

Установлено, что термонеизменённые ОПУШ с периодом складирования до 1 года снижают концентрации 2,п+, РЬ2+, однако, при этом наблюдается процесс выщелачивания из них Си2+, Мп2+, А13+, Бе3+, Сг3+ .

Таким образом, исследования на первом этапе свидетельствуют о невозможности использования отвальных пород угольных шахт различного генетического возраста без предварительной подготовки в качестве сорбента широкого спектра тяжелых металлов, вследствие их выщелачивания. Поэтому на втором этапе автором предложена методика повышения сорбционной способности ОПУШ по отношению тяжелым металлам и фосфатам, путём

внесения в них избыточного стабилизированного ила очистных сооружений сточных вод, позволяющая фиксировать тяжелые металлы и переводить их в неподвижные формы при определенных значениях рН. Таблица 2 - Средние значения определяемых компонентов в образцах почв

на расстоянии 10 и 50 м от террикона №3

Наименование компонента Содержание металлов, мг/кг Содержание металлов, %

Юм. 50 м. Юм. 50 м.

Кальций 16300 14250 1,630 1,425

Магний 13250 12250 1,325 1,225

Алюминий 73700 69100 7,370 6,910

Железо 41400 37950 4,140 3,795

Молибден 1 1 0,0001 0,0001

Хррм 125 100 0,0125 0,0100

Кобальт 20 20 0,002 0,002

Свинец 18 ' 10 0,0018 0,0010

Марганец 600 650 0,060 0,065

Медь 35 35 0,0035 0,0035

Цинк 70 80 0,007 0,008

Бериллий 2 2 0,0002 0,0002

Мышьяк 100 100 0,01 0,01

Стронций 200 175 0,0200 0,0175

Определение вида уравнения регрессии осуществляли в ходе выполнения опытов и обработки полученных данных по методу планирования эксперимента - дробный факторный эксперимент типа 23'1, где X! - скорость фильтрования (У=0,Н0,5м/ч); х2 -соотношение доз избыточного стабилизированного ила и отвальных пород угольных шахт с периодом складирования до 1 года (Di/D2=0,054-0,2); х3 -значение pH среды (в пределах 5,5ч-8,5). Влажность ила -99,7%. Зольность ила- 24,85%.

Полученные уравнения регрессии в натуральных переменных имеют вид: для меди: у= -0,0066+0,03-V +0,037-(D,/D2) (9) для цинка: у= 0,1044+0,2345-V +0,014-рН (10) для железа: у= -0,2029+0,939-V +1,207- (Di/D,_) (11) Исследование эффективности адсорбции гидрофосфат-ионов осуществляли путем фильтрования модельной воды с содержанием

гидрофосфат-ионов в диапазоне концентраций характерных для склонового стока с полей.

Установлено, что только термонеизменённые отвальные породы угольных шахт (с периодом складирования до 1 года) могут быть предложены в качестве сорбента фосфат-ионов. Поскольку концентрация фосфат-ионов реального склонового стока не превышает 1-1,5 мг/л, можно определить дозу вносимого в почву сорбента - термонеизменённых отвальных пород угольных шахт (с периодом складирования до 1 года) при удельной сорбции 23,7 мкг/г.

При использовании ОПУШ для выделения из склонового стока фосфат-ионов регенерация исключает изъятие сорбента и отделение его от почвы, изучена возможность восстановления сорбционной активности при следующих вариантах:

- адсорбент + увлажненная почва, при соотношении 1:1;

-адсорбент + увлажненная почва (соотношение компонентов 1:1) +

прорастающие семена пшеницы.

В опытах использовали почву ростовского ботанического сада (далее фоновая). Масса адсорбента, насыщенного фосфат-ионами, составляет 35,7г. В качестве контрольных проб использовали следующие варианты: -адсорбент + сухая почва (соотношение компонентов 1:1); -адсорбент + увлажненная почва промзоны ростовского вертолетного завода.

Во всех случаях использовали термонеизменённые ОПУШ, насыщенные фосфат - ионами. Полученные результаты приведены в диссертационной работе. Для исследования на интенсификацию развития растений - тест -культуры применена стандартная методика для определения токсичности. Построены графики зависимости высоты наземной части растений - тест-культуры по дням недели (рис.2).

В четвертой главе представлены результаты опытно - промышленных исследований по определению закономерностей масс выноса загрязняющих веществ с поверхности терриконов в зависимости от факторов окружающей среды. Описано влияние коэффициента стока и уклона террикона на концентрацию поллютантов в поверхностном расходе с терриконов.

1 - фоновая почва (R2 =0.9977);

2 - фоновая почва + насыщенный сорбент (доза внесения - 50 t/m3);(R2 =0.9847);

3 - фоновая почва + насыщенный сорбент (доза внесения — 300 г/м3); (R2=0.9489);

4 - фоновая почва + ненасыщенный сорбент; (R2 =0.9735).

Рисунок 2 - Фиторегенерация почв Определены основные гидравлические характеристики, влияющие на расчётное значение коэффициента стока: скорость потока (Уф, м/сут); гидравлический уклон (tgaTep); число Рейнольдса (Re); площадь поперечного сечения (w, м2) и расход стекающей жидкости (Q, м 3/сут). Границы исследований: для термоизменённых ОПУШ: атср от 21° до 37°; I от 0,3 до 10 мм/мин; Re от 190 до 360 и для термонеизменённых ОПУШ сЦер от 21° до 37°; 1 от 0,3 до 10 мм/мин; Re от 180 до 750.

Определение вида уравнения регрессии осуществляли в ходе выполнения опытов и обработки полученных данных по методу планирования эксперимента (рис.3, и рис.4.). Расчёты произведены при использовании программы «Планирование экспериментально- статистических моделей 4 факторов (ПЭСМ 4Ф)», разработанной на кафедре ВВ РГСУ. Полученные уравнения регрессии коэффициента стока в натуральных переменных имеют вид:

- для термоизменённых ОПУШ:

у= 0,04271 - 0,0008 -с^р + 0,0008 • I + 0,0000236 - Re (12)

- для термонеизменённых ОПУШ:

- у=-3,4819 + 0,001278 Отер +0,00851-1 - 0,00021 0^1 - 0,0000012 a^ Re ++0,0000648 Re (13)

□ - интенсивность 0,3 мм/мин, уклон террикона -21°;

• - интенсивность 10 мм/мин, уклон террикона 21°; - интенсивность 10 мм/мин, уклон террикона 37°;

X - интенсивность 10 мм/мин, уклон террикона 37°;

* -интенсивность 0,3 мм/мин, уклон террикона 37°; ^ - интенсивность 0,3 мм/мин, уклон террикона 37°;

Рисунок 3 - Зависимость коэффициента стока от числа Рейнольдса для термонеизменённых ОПУШ

□ - интенсивность 10 мм/мин, уклон террикона 29°;

• - интенсивность 10 мм/мин, уклон террикона 37°; - интенсивность 0,3 мм/мин, уклон террикона 21°;

X - интенсивность 10 мм/мин, уклон террикона 21°;

* -интенсивность 0,3 мм/мин, уклон террикона 37°; О - интенсивность 0,3 мм/мин, уклон террикона 29°;

Рисунок 4 - Зависимость коэффициента стока от числа Рейнольдса для термоизменённых ОПУШ

В работе было также изучено изменение концентрации тяжелых металлов в дождевом стоке в зависимости от уклона террикона. На поверхности каждого из терриконов были заложены три опытные площадки, с размерами 1м х 2м каждая, и уклонами соответственно равными 21°, 29 0 и 37°. На них осуществляли искусственное дождевание с интенсивностями, характерными для дождей, выпадающих в Ростовской области, равными соответственно 0,3; 1; 3; 5; 10 мм/мин. (рис.5.)

В опытно - промышленных условиях проведены исследования по повышению сорбционной способности отвальных пород угольных шахт (ОПУШ) при их использование в качестве эффективного сорбента для фиксации тяжелых металлов. На поверхности термоизменённых ОПУШ были заложены шесть опытных площадок, с размерами 1м х 2м каждая, и уклонами соответственно равными 21°, 29 ° и 37°. На три из них был внесен стабилизированный активный ил, с учетом оптимального соотношения ОПУШ и ила (20:1), установленного при проведении лабораторных экспериментов. Через трое суток на опытных площадках осуществляли искусственное дождевание с интенсивностями, характерными для дождей, выпадающих в Ростовской области, равными соответственно 0,3 и 10 мм/мин (рис.5, и рис.6.).

На основе результатов натурных исследований были получены экспериментальные данные, характеризующие количества загрязняющих веществ, выщелачиваемых под действием дождевых и талых вод с поверхности терриконов, что позволило разработать технологию защиты природных ландшафтов от загрязнения поверхностными стоками с терриконов в опытно-промышленных условиях (рис.7.).

В пятой главе даны рекомендации для практической природоохранной деятельности по использований ОПУШ в качестве эффективного сорбента основных поллютантов поверхностного диффузного стока: - при использовании ОПУШ для снижения концентрации тяжелых металлов целесообразным является предварительная подготовка смеси компонентов

35 30 -25

ПДК И.ВМЗ

:11

Рисунок 5 - Содержание 1-го тяжелого металла в пробах воды, стекающей с термоизменённых отвальных пород угольных шахт без внесения активного ила (в долях ПДК)

Рисунок 6 - Содержание ¡-го тяжелого металла в пробах воды, стекающей с термоизменённых отвальных пород угольных шахт с внесения активного ила

(в долях ПДК)

Террикон

Зоны сегрегации:

1 - нижняя зона - крупнокусковатый материал.

2 - средняя зона - материал средней крупности.

3 - верхняя зона - материал мелкий.

Рисунок 7- Технологически; предложения по

- расстояние от подножия террикона до первой траншеи, м; Ь|=10 м.

в - расстояние между траншеями, м; в=4 м. а - ширина траншеи; а=0,5-0,7 м. Ь - глубина траншеи; 11=1 м.

Сорбент - смесь активного ила очистных сооружений и термонеизмененные ОПУ1П (соотношение 1:20). анию ")Ючв в районах с ОПУШ

(ОПУШ и стабилизированного ила очистных сооружений) путем известкования, для улучшения процесса комплексообразования;

- внесение активного ила является целесообразным для фиксации цинка и меди (при уклоне террикона 21°) с доведением их концентраций до значений ПДК рыбохозяйственных водоемов (ПДК(2п2+)= 0,01 мг/л; ПДК(Си2+)= 0,001 мг/л).

- максимальная фиксация тяжелых металлов достигается при соотношении доз ила и ОПУШ (1:20) и рН среды 8,5.

- для свинца и алюминия исследуемая область оптимальна, при данных условиях (при соотношении доз ила и ОПУШ (1:20) и рН среды 8,5.),в обнаруживается полная их сорбция, концентрации этих тяжелых металлов в фильтрате соизмеримы с погрешностью прибора.

- способ предотвращения выноса тяжелых металлов поверхностным стоком с терриконов предлагается реализовать по принципу террасирования. Глубина траншеи при этом составит 1,0 м, ширина - 0,5-0,7м. Для повышения эффективности фильтрации склонового стока рекомендуется закладка двух параллельных траншей с отводом дренажных вод на локальные очистные сооружения поверхностного стока.

В главе приводится методика расчёта выноса загрязняющих веществ с поверхности ОПУШ для оценки экологического ущерба водным и почвенным объектам окружающей среды. Внедрение термонеизменённых ОПУШ в качестве сорбента в практику очистки поверхностного диффузного стока имеет существенную эколого-экономическую эффективность 58780руб/год при внесении термонеизменённых ОПУШ на 1 га террикона.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые установлено вредное воздействия поверхностного стока с терриконов различных генетических' возрастов на природные ландшафты северо-восточной части Ростовской области.

2. Определена зависимость изменения минералогического состава ОПУШ от генетического возраста терриконов и возможность использования некоторых ич них в качестве сорбентов.

3.Впервые обосновано использование термонеизмененных ОПУШ для защиты педосферы и гидросферы в качестве эффективного сорбента для удаления тяжелых металлов и биогенных элементов.

4.Установлены закономерности влияния геометрических и морфологических особенностей террикона на концентрацию поллютантов в поверхностном диффузном стоке с терриконов различных генетических возрастов.

5.Получены экспериментальные данные и зависимости, характеризующие массу загрязняющих веществ, выщелачиваемых под действием дождевых и талых вод с поверхности термоизмененных и термонеизмененных отвальных пород угольных шахт (ОПУШ).

6.Предложена методика по повышению сорбционной способности термонеизмененных отвальных пород угольных шахт (ОПУШ) по отношению к тяжелым металлам и фосфатам. При определенных значениях рН тяжелые металлы из поверхностного стока фиксируются ОПУШ после их предварительной обработки. Осуществлена оптимизация состава соотношения компонентов смеси отвальных пород угольных шахт (ОПУШ) и избыточного активного ила очистных сооружений при определенных значениях РН среды.

7.Разработаны и внедрены методы защиты природных ландшафтов от загрязнения поверхностными стоками с терриконов в опытно-промышленных условиях.

8 Оценена экономическая эффективность использования ОПУШ после их предварительной обработки по ущербу, наносимому окружающей среде при попадании в почву и водоемы тяжелых металлов. Экономический эффект составляет 58780 руб/год при внесении термонеизменённых ОПУШ на 1 га террикона.

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

Основное содержание диссертации изложено в следующих печатных работах:

1. Трушкова Е.А. Особенности вещественного состава отвальных пород угольных шахт и новые направления их использования // Материалы 5-й Международной научно-практической студенческой конференции Рост. экон. гос. акад.- Ростов н/Д, 1999. - С. 110-111.

2. Вильсон Е.В., Куделич В.А., Трушкова Е.А. Снижение концентрации фосфатов в диффузном стоке. // Безопасность, экология, энергосбережение. Мат. науч.- практ. сем. (Гизель - Дере, 2000г.). Вып. 2. Ростов - на - Дону: Рост. гос. строит, ун-т, 2000. С.56-59 (автор 50%).

3. Трушкова Е.А., Вильсон Е.В., Серпокрылов Н.С. Фиксация тяжелых металлов отвальными породами угольных шахт // Строительство 2001: Материалы международной научно- практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т. 2001. - С.22 (автор 75%).

4. Экологические проблемы антропогенных ландшафтов Ростовской области. Том 1. Экология города Ростова-на-Дону. Ростов н/Д: Изд-во СКНВЦ ВШ.2003. Монография/ С.75- 77 (раздел 2.2 - Серпокрылов Н.С, Приваленко В.В., Вильсон Е.В., Трушкова Е.А.) и С.127-146 (раздел 5.1. - Серпокрылов Н.С, Приваленко

B.В., Вильсон Е.В., Трушкова Е.А.) (автор 40%).

5. Трушкова Е.А., Серпокрылов Н.С., Вильсон Е.В., Орехов С.И. Результаты использования отвальных пород угольных шахт для снижения концентрации тяжелых металлов в поверхностном диффузном стоке. // Строительство 2002: Материалы международной научно- практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т. 2002. - С.54-55 (автор 75%).

6. Трушкова Е.А., Орехов С.И., Серпокрылов Н.С., Вильсон Е.В. Экологическая оценка влияния на урболандшафты отвальных пород угольных шахт. // Человек и окружающая природная среда - проблемы взаимодействия: Материалы 4 международной научно-практической конференции. Пенза. 2001.- С. 136 - 138. (автор 75%).

7. Трушкова Е.А., Серпокрылов Н.С., Вильсон Е.В. Орехов С.И. Перспективы использования отвальных пород угольных шахт для экологической реабилитации загрязнённых ландшафтов // Химическое загрязнение среды обитания и проблемы экологической реабилитации нарушенных экосистем: Материалы Всероссийской научно-практической конференции 6-7 февраля. Пенза. 2003.- С. 159-161. (автор 75%).

8. Трушкова Е.А. Исследование сорбционных характеристик отвальных пород угольных шахт по отношению к тяжелым металлам и фосфатам. // Строительство 2003: Материалы международной научно- практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т. 2003. - С.247-249.

9. Трушкова Е.А. Гидравлические характеристики потока дождевых вод, стекающих с терриконов. // Строительство 2003: Материалы международной научно- практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т. 2003. -

C.142-143.

10. Трушкова Е.А., Вильсон Е.В., Серпокрылов Н.С. Апробация технологии защиты ландшафтов от загрязнения поверхностного стока с терриконов в опытно-промышленных условиях. // Строительство 2003: Материалы международной научно- практической конференции. - Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т. 2003. -С.144-145. (автор 75%).

Подписано в печать 20Д1.2003г Тираж 100 экз. Заказ 287

Типография НГМА,г.Новочеркасск ул.Пушкинская III, 346428

*

i

J

»20258

¡

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Трушкова, Екатерина Алексеевна

ВВЕДЕНИЕ

1.ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ НА ЛАНДШАФТЫ ТЕРРИКОНОВ РАЗЛИЧНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ВОЗРАСТОВ

1.1. Влияние отвальных пород угольных шахт (ОГГУШ) на атмосферу, водные и почвенные объекты окружающей среды

1.2. Характеристика отвальных пород угольных шахт

1.3. Методы защиты ландшафтов от негативного воздействия процессов угледобычи

1.4. Выводы по 1 главе, цели и задачи исследований

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ОПУШ В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА В ПРАКТИКЕ ОЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТНОГО ДИФФУЗНОГО СТОКА

2.1. Формирование качественного состава поверхностного стока с территорий, подвергаемых техногенному воздействию

2.2. Формирование качественного состава поверхностного диффузного стока с сельскохозяйственных территорий

2.3. Тяжелые металлы в почвах и почвенных компонентах, способы их фиксации.

2.4. Выводы по 2 главе

3. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПО СНИЖЕНИЮ КОНЦЕНТРАЦИИ ПОЛЛЮТАНТОВ В ПОВЕРХНОСТНОМ СТОКЕ С ТЕРРИКОНОВ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО ВОЗРАСТА

3.1. Натурные исследования по степени насыщения тяжелыми металлами поверхностного стока с терриконов

3.2. Методика расчета поступления биогенных элементов в водоемы

3.3. Исследование сорбционных характеристик ОПУШ по отношению к тяжелым металлам

3.4. Исследование отвальных пород угольных шахт(ОПУШ) эффективности адсорбции фосфат - ионов

3.5. Исследование возможности регенерации отвальных пород угольных шахт (ОПУШ), насыщенных фосфат - ионами

3.6. Выводы по 3 главе.

4.ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ МАСС ВЫНОСА ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ С ПОВЕРХНОСТИ ТЕРРИКОНОВ

4.1 .Влияние коэффициента стока и уклона террикона на концентрацию поллютантов в поверхностном расходе с терриконов.

4.2. Опытно-промышленные исследования при использовании ОПУШ в качестве эффективного сорбента для удаления тяжелых металлов.

4.3. Выводы к 4 главе

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минимизация антропогенного воздействия поверхностного стока с терриконов на бассейн водосбора"

Актуальность темы. В современном мире все большую значимость приобретает проблема экологической деформации территорий под воздействием антропогенного фактора. Вмешательство в природные процессы приводит к загрязнению окружающей среды.

Важной экологической проблемой для Ростовской области, как крупнейшей области Юга России, является воздействие процессов угледобычи, а также транспортировки и промышленного использования угля. Наиболее мощному антропогенному прессу, обусловленному процессами добычи и использования угля, подвергнуты урболандшафты и природные ландшафты северо-восточной части Ростовской области. Вследствие поступления кислых минерализированных шахтных водоотливов и выпадения продуктов газовых эмиссий солесодержание поверхностных вод малых рек достигает 3 - 4 г/ л. Также наблюдается увеличение миграции компонентов ионного стока с поверхности территорий в районах водосбора. Все вышеперечисленные процессы способствуют закислению почв, и, как следствие, появлению в поверхностном диффузном стоке тяжелых металлов и солей.

По данным Департамента Водных ресурсов Российской Федерации более 80% загрязнения поверхностных источников обусловлено влиянием ингредиентов поверхностного диффузного стока, формирующегося с территорий бассейна водосбора во время выпадения дождей и таяния снегов. Свой негативный вклад в формирование и количественную массу загрязнений поверхностного диффузного стока вносят отвальные породы угольных шахт (терриконы), удобрения, аэрозольные выпады из атмосферы от стационарных и передвижных источников выбросов, свалки и полигоны промышленных и бытовых отходов и т.д.

Серьезную опасность представляют отвальные породы угольных шахт (ОПУШ), количество которых в Ростовской области около 250, что составляет 137000га. Под воздействием дождевых и талых вод происходит процесс естественного выщелачивания металлов из материала отвалов с образованием загрязненных стоков, в которых содержание тяжелых металлов в сотни раз превышает ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

Следовательно, изучение влияния терриконов на качество поверхностных вод и почв на стадии формирования поверхностного диффузного стока, на базе которого возможно создание методов защиты ландшафтов от загрязнения, являются актуальной проблемой.

Работа выполнена в соответствии с госбюджетным планом НИР каф. «Водоснабжение и водоотведение» РГСУ «Совершенствование процессов очистки природных и сточных вод южного региона страны с учетом экологических требований» в рамках государственной программы «Архитектура и строительство» (Гос. per. № 01.9.40001739), а также в рамках Международной научной программы ИНТАС - РФФИ «Экологическая оценка, принципы мониторинга и регулирования качества урболандшафтов Юга России» (JR -970548).

Область исследования: исследование влияния отвальных пород угольных шахт (терриконов) на почвенные и водные экосистемы для снижения концентрации тяжелых металлов и фосфат - ионов в поверхностном диффузном стоке.

Объект исследования - техногенные образования - ОПУШ различного генетического возраста складирования, загрязняющие водные и почвенные объекты окружающей среды тяжелыми металлами и биогенными элементами.

Целью диссертационной работы является экологическая оценка влияния на природные ландшафты северо-восточной части Ростовской области терриконов различных генетических возрастов складирования и разработка инженерно-экологических мероприятий по предотвращению их отрицательного воздействия.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- теоретическое обоснование и экспериментальное исследование воздействия ОПУШ, на водные и почвенные объекты окружающей среды;

- определение изменения минерального состава ОПУШ, в зависимости от генетического возраста терриконов;

- исследование фильтрационных, ионообменных и сорбционных характеристик ОПУШ, с учетом климатических условий;

- обоснование использования термонеизменённых ОПУШ для защиты педосферы и гидросферы;

- изучение и моделирование гидравлических характеристик потоков вод, стекающих с терриконов и определение концентраций загрязняющих веществ;

- разработка и внедрение технологии защиты природных ландшафтов от загрязнения поверхностными стоками с терриконов в опытно-промышленных условиях;

- разработка методики расчёта выноса загрязняющих веществ с поверхности ОПУШ для оценки экологического ущерба водным и почвенным объектам окружающей среды.

Основная идея работы заключается в выявлении возможности использования ОПУШ в качестве фиксирующего агента поллютантов поверхностного диффузного стока (тяжелых металлов и фосфатов) с целью предотвращения их негативного воздействия на экосистемы почвы и водоемов, а также возможности регенерации отвальных пород угольных шахт (ОПУШ), насыщенных фосфат - ионами.

Методы исследований. Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена: применением апробированных методик экспериментальных исследований с использованием аттестованных методик анализа и поверенных приборов; выполнением планирования экспериментов в программе ПЭСМ4ф, математической формализацией результатов большого маесива опытов с помощью пакета статистического анализа Microsoft Excel, сходимостью данных лабораторных исследований с результатами экспериментов (относительная погрешность ±10%, при доверительной вероятности 0,95).

Научная новизна работы:

- установлены закономерности влияния геометрических и морфологических особенностей террикона на концентрацию поллютантов в поверхностном диффузном стоке с терриконов различных генетических возрастов складирования;

- получены экспериментальные данные и зависимости, характеризующие массу загрязняющих веществ, выщелачиваемых под действием дождевых и талых вод с поверхности термоизмененных и термонеизмененных отвальных пород угольных шахт ОПУШ;

- теоретически обоснована возможность применения термонеизменённых ОПУШ в качестве сорбента поллютантов поверхностного диффузного стока с термоизмененных ОПУШ;

- предложена методика повышения сорбционной способности термонеизмененных ОПУШ по отношению к тяжелым металлам и фосфатам;

- разработаны технологические предложения по мелиорированию почв в районах с ОПУШ.

Наиболее существенные результаты, полученные лично автором, состоят:

• в экспериментальном подтверждении высказанной автором гипотезы о возможности ОПУШ для снижения концентраций тяжелых металлов и фосфат - ионов в поверхностном диффузном стоке;

• в повышении сорбционной способности ОПУШ путем внесения в них определенного количества избыточного ила очистных сооружений;

• в экспериментальном установлении зависимости концентрации поллютантов в поверхностном диффузном стоке с терриконов от скорости фильтрования, рН среды и соотношения доз ОПУШ и избыточного ила очистных сооружений;

• в разработке инженерно - мелиоративных мероприятий по регулированию качества поверхностного диффузного стока.

Практическая значимость работы:

• установлены количественные характеристики влияния терриконов различного генетического на водные и почвенные объекты окружающей среды;

• разработана методика повышения сорбционных характеристик ОПУШ по отношению к поллютантам поверхностного диффузного стока (тяжелым металлам и фосфатам);

• осуществлена оптимизация состава соотношения компонентов смеси ОПУШ и избыточного активного ила очистных сооружений при определенных значениях рН среды;

• на базе лабораторных и опытно-промышленных испытаний определены дозы внесения ОПУШ в почву и составлены рекомендации по применению ОПУШ после предварительной подготовки - путем внесения в них определенного количества избыточного ила, в качестве эффективного сорбента для удаления тяжелых металлов и биогенных элементов, которые внедрены на ряде объектов и в проектную практику.

Реализация результатов работы

Рекомендации по использованию отвальных пород угольных шахт после предварительной подготовки, в качестве сорбента широкого спектра тяжелых металлов и фосфатов с минимальным воздействием на водные и почвенные объекты окружающей среды используются на ряде предприятий угольной промышленности и в деятельности природоохранных органов Ростовской области, что подтверждается соответствующими актами.

Основные положения диссертационной работы, выносимые на защиту:

- -отвальные породы угольных шахт (терриконы) различного генетического возраста складирования оказывают негативное воздействие на ландшафты, в т.ч. и не рассматривавшимся ранее поверхностным стоком;

- термонеизменённые ОПУШ могут применяться в качестве относительно дешевого и эффективного сорбента для удаления тяжелых металлов и биогенных элементов;

- концентрацию поллютантов в поверхностном стоке с терриконов, определяют следующие факторы: уклон террикона, интенсивность выпадения осадков и коэффициент стока;

- при определенных значениях рН тяжелые металлы из поверхностного стока фиксируются ОПУШ после их предварительной обработки;

- ОПУШ обладают сорбционной способностью по отношению к фосфат-ионам;

- повышение сорбционной способности термонеизменённых ОПУШ по отношению к тяжелым металлам и биогенным элементам позволяет регулировать качество поверхностного диффузного стока ландшафтов;

- внедрение термонеизменённых ОПУШ в качестве сорбента в практику очистки поверхностного диффузного стока имеет существенную эколого-экономическую эффективность.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: международных научно-практических конференциях института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону; 20002003 г.г.); международных конференциях молодых специалистов Ростовской экономической академии (Ростов-на-Дону; 1999-2000г.г.), научно- практическом семинаре «Безопасность, экология, энергосбережение» РГСУ (Ростов-на-Дону, 2000); 4 международной научно-практической конференции, «Человек и окружающая природная среда - проблемы взаимодействия» (Пенза, 2001г.), всероссийской научно-практической конференции «Химическое загрязнение среды обитания и проблемы экологической реабилитации, нарушенных экосистем» (Пенза, 2003г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 17 работах., в т.ч. в виде отдельных глав в 2 томах монографии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, перечня цитируемой литературы, включающего 158 источников. Диссертация изложена на 210 страницах, включает 22 таблицы, 24 формулы и 22 рисунка. В приложении представлено 2 акта, подтверждающих практическое применение результатов работы.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Трушкова, Екатерина Алексеевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Впервые установлено вредное воздействия поверхностного стока с терриконов различных генетических возрастов на природные ландшафты северовосточной части Ростовской области.

2. Определена зависимость изменения минералогического состава ОПУШ от генетического возраста терриконов и возможность использования некоторых из них в качестве сорбентов. ж

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО МЕЛИОРИРОВАНИЮ

Траншеи с сорбентом

Террикон

Сорбент £

Зоны сегрегации:

1 - нижняя зона - крупнокусковатый материал.

2 - средняя зона - материал средней крупности.

3 - верхняя зона - материал мелкий.

Li - расстояние от подножия террикона до первой траншеи, м; Ц=10 м. в - расстояние между траншеями, м; в=4 м. а - ширина траншеи; а=0,5-0,7 м. h - глубина траншеи; h=1 м.

Сорбент - смесь активного ила очистных сооружений и термонеизмененные ОПУШ (соотношение 1:20).

Рисунок 21 - Технологические предложения по мелиорированию

Дождевой сток с терриконов железо

СРв3+=0,26 мг/л Ссг^О.Огв мг/г CZn2+=0,35 мг/л Срь2+=0,014 мг/j

2+п ЛПО/t хром цинк свинец

1 медь —> известь активный ил

Влажность ила -90% Зольность -24,85% железо

ТРАНШЕЯ на рельефу

Термонеизмене иные ОПУШ

Соотношение ОПУШ и ила 20:1 хром

ЦИНК свинец медь

ДОЗИРОВАНИЕ И ПРИГОТОВЛЕНИЕ СМЕСИ КОМПОНЕНТОВ (ОПУШ И АКТИВНОГО ИЛА)

Вода подача

ЛОС

Накопитель ила »

CFe3+=0,1 мг/л ССг3+=0,005 мг/л CZn2+=0,01 мг/л СРЬ2+=0,0001 мг/л

Сси2+=0,001 мг/л

Сорбент

Узел приготовления извести

Рисунок 22 - Схема опытно-промышленной детоксикации поверхностного стока

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Трушкова, Екатерина Алексеевна, Новочеркасск

1. Актуальные проблемы изменения природной среды за рубежом. М., Изд-во МГУ, 1976.209 с.

2. Алексеев М.И., Курганов A.M. Организация отведения поверхностного (дождевого и талого) стока с урбанизированных территорий: Учеб. Пособие. М.: Изд-во АСВ; СПб.: СПбГАСУ. 2000. 352 с.

3. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Л., ВО Агро-промиздат. 1987.102 с.

4. Альтшулер И.И., Ермаков Ю.Г. Региональные особенности загрязнения атмосферы земли. М., 1974. 103 с.

5. Аммосова Я.М., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Охрана почв от химического загрязнения. М.: Изд-во МГУ, 1989.

6. Ананичев К.В. Проблемы окружающей среды, энергии и природных ресурсов. Международный аспект. М., ВИНИТИ МГУ, 1974,164 с.

7. Андреев В.В., Федорова Т.С. Некоторые аспекты влияния хозяйственной деятельности человека на природную среду на территории КМА. МГУ., 1980. 98 с.

8. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. М.: МГУ, 1970. 207 с.

9. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. Учебное пособие. М.: Высшая школа, 1978. 305 с.

10. Аширов А.В. Ионообменная очистка сточных вод, растворов и газов. Л.: Химия, 1983. 295 с.

11. Аюкаев Р.И., Мельцер В.З. Производство и применение фильтрующих материалов для очистки воды: Справ, пособие. Л.: Стройиздат, 1985. 120 с.

12. Безуглова О.С. Гумусное состояние почв юга России. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦВШ, 2001. 228 с.

13. Безуглова О.С., ЕценковаЕ.В. Применение бурого угля и гуминовогоудобрения на некоторых почвах Ростовской области // Почвоведе-ние.1992. N1. С.139-143.

14. Безуглова О.С., Соборникова И.Г. Гумусное состояние и распределение тяжелых металлов в почвах 30-км зоны Ростовской АЭС // Проблемы землепользования на современном этапе перестройки. Вып.З. Киев, 1989.С. 180-183.

15. Большаков В.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.И., Сорокин С.Е., Гра-ковский В.Г. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. М.,1993.90 с.

16. Бент О.И. Нетрадиционные методы изучения вторичного сырья // Строительные материалы и конструкции. 1994. №2 С.28-31.

17. Беспамятное Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. Л.: Химия. 1985.258 с.

18. Беус А.А., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1980.235 с.

19. Буравчук Н.И., Мещерякова Л.В., Кладченко В.Г. Керамические изделия из масс с добавкой горелых шахтных пород // Науч. реф. сб. ВНИИЭСМ / Сер.5. Керам. промышл. 1981. С.24-26.

20. Буравчук Н.И., Рутьков К.И. Переработка и использование отходов добычи и сжигания угля. Ростов на - Дону: Изд-во СКНЦВШ, 1997. 223 с.

21. Василевская В.Д. Проблемы и опыт составления карт устойчивого почвенного покрова к антропогенным воздействиям // Биологические науки. 1990. №9 С.51-59.

22. Вильсон Е.В., Куделич В.А., Трушкова Е.А. Снижение концентрации фосфатов в диффузном стоке. // Безопасность, экология, энергосбережение. Мат. науч.- практ. сем. ( Гизель Дере, 2000г.). Вып. 2. Ростов - на - Дону: Рост. гос. строит, ун-т, 2000. 264 с.

23. Вильсон Е.В., Черникова Л.Ю. Методы удаления фосфатов при очистке сточных вод//Межвуз. сборн. научн. тр., Ростов-на-Дону, 1997. С. 48-52.

24. Владимиров Б.В., Алексашина В.В. Экологические проблемы антропогенного воздействия на городскую среду.// М.: ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Сер. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. 1988. Т.22 С.83-98.

25. Влияние промышленных предприятий на окружающую среду // Под. Редакцией Д.А. Криволуцкого. М.: Наука, 1987. 308 с.

26. Гипич JI.B. Особенности вещественного состава отвальных пород шахт Восточного Донбасса и новые направления их использования. Автореф.дис. . к. г м.н., Ростов - на - Дону, 1998. 20 с.

27. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов. М. Высшая школа. 1988. 266 с.

28. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. М.: Недра. 1981.125 с.

29. Дависон Д. Открытые разработки угля и окружающая среда . — " Труды 9 Международного горного конгресса Лима, 1966.С.З-10.

30. Девис Д. Охрана окружающей среды: размещение пустой породы, оседание поверхности в результате ведения горных работ и откачки шахтных вод. -" Труды 8 Международного конгресса Лима. 1974. С.10-17.

31. Добровольский Г.В., Гришина Л.А. Охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1986.224 с.

32. Другин B.C., Кацнельсон Ю.Я. Глаукониты как поглотители нефтепродуктов // Проблемы геоэкологии, оценки и прогноза П.И. Юга России. Тез. докл. науч. конф. Новочеркасск, 1995. С. 130 132.

33. Дубовик Ф.Н. Рекультивация земель предприятиями угольной промышленности. Оржоникидзе., 1951. 89 с.

34. Еценкова Е.В. Влияние бурого угля и углематов на почвы Ростовской области. Автореф. дис. .канд. биол. наук. М., 1993. 23 с.

35. Жоробекова Ш.Ж. Макролигандные свойства гуминовых кислот. Фрунзе, 1987. 194 с.

36. Заславская З.И. Особенности минералогического состава отвальных масс угольных шахт Восточного Донбасса. Автореф. дис.к. г м.н., Ростов- н/Д, РГУ., 1998. 26 с.

37. Ивонин В.М., Власова Л.В., Засоба В.В. Методические указания для выполнения расчётных, курсовых и дипломных работ по экологическим дисциплинам. Новочеркасск: Изд-во НИМИ, 1991. 81 с.

38. Ивонин В.М., Водяной С.М. Экология: Учеб. пособие. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2000. 184 с.

39. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Пресман А .Я. и др. Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат. 1983.145 с.

40. Инженерная экология. Справочное пособие. Том. 2. М.: Изд-во Мир, 1999. 583 с.43 .Исследование состояния вопроса динамического контроля АД и СК на основе ПК.// НТО г/б 1986. С.15.

41. Каренов Р.С. Пути снижения вредного воздействия предприятий угольной промышленности на окружающую среду // Комплексное использование минерального сырья. Алма-Ата. 1992. №6. С.88-94.

42. Кацнельсон Ю.Я., Капустян А.С. и другие. Глаукониты и бентонитыв процессе очистки дренажных вод // Проблемы геологии и полезных ископаемых юга России. Тез. докл. науч. конф. Новочеркасск, 1995. С. 181-182.

43. Кизилыытейн Л.Я., Соборникова И.Г. Медь, цинк, свинец в почвах и растениях полыни города Ростова-на-Дону и его окрестностей //Изв.СКНЦВШ. Естественные науки. 1990. N3.

44. Кононенко В.В., Муханов В.В. Приборный мониторинг урболандшафтов юга России // Промышленная экология: Материалы международной школы-семинара. Ростов-на-Дону. РГСУ, 2000. С. 74-75.

45. Кравцов В.А. О некоторых путях снижения экологической нагрузки на окружающую среду // Комплексное использование минерального сырья. Алма- Ата. 1992. №5. с. 86-89.

46. Красавин А.П. Защита окружающей среды в угольной промышленности. М., 1991.221 с.

47. Кухаренко Т.А. Окисленные в пластах бурые и каменные угли. М., 1972.215 с.

48. Лабораторные и производственные испытания линейного полупроводникового усилителя на микросхеме для методов НК ЖБК.// Научно-технический отчет по г/б НИР. 1980. 36 с.

49. Ладонин Д.В., Марголина С.Е. Взаимодействие гуминовых кислот с тяжелыми металлами// Почвоведение, 1997, №7, С. 806-811.

50. Ласкарин Б.Н. Барский Л.А., Персиц В.В. Безоотходная технология переработки минерального сырья. Системный анализ. М., 1984.178 с.

51. Лебедев В.В., Рубан В.А., Шпирт М.Я. Комплексное использование углей. М.: 1980.

52. Лозановская И.Н. , Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учебное пособие. М.: Высшая школа. 1998.287 с.

53. Лозановская И.Н., Луганская И.А. Экологическая оценка возможностииспользования бурых углей в качестве гуминовых удобрений// Биологические науки. 1991. N10. С. 155-160.

54. Львович А.И. Защита вод от загрязнений. Л.:Гидрометеоиздат. 1977. 98с.

55. Международный экологический конгресс. Воронеж. 1996. С. 3.

56. Меркулов В.А. Охрана природы. Учебное пособие. Новочеркасск: Изд-во НПИ, 1985.84 с.

57. Методика определения предотвращенного экологического ущерба, М.: 1999, -76 с.

58. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений при контроле загрязнения окружающей среды металлами. / Под. ред. Н.Г. Зырина и С.Г. Малахова. М.: Гидроме-теоиздат. 1981. 36 с.

59. Микроорганизмы и охрана почв / Под редакцией Д.Г. Звягинцева. М.: Изв-воМГУ, 1989.232 с.

60. Моторина Л.В., Овчинников В.А. Промышленность и рекультивация земель. М., " Мысль",1977.158 с.

61. Мосинец В.Н., Грязное М.В. Горные работы и окружающая среда. М., " Недра", 1978.192 с.

62. Мосьянов В.В. Совершенствование правового и экономического обоснования проектов рекультивации земель. М., 1987.134 с.

63. Муррей Л., Захари Г., Хор Б. Восстановление земель задача, стоящая перед открытыми горными разработками Канады.-" Труды 8 Международного горного конгресса Лима, 1984. С.2-5.

64. Назаров Г. В. Гидрогеологическая роль почвы. Л., 1981. 215 с.

65. Никитин B.C. Предупреждение вредного воздействия предприятий горной промышленности на окружающую среду в США и Канаде. — " Горный журнал" ,1986, №9. С.74-78.

66. Оперативный контроль за изменением параметров воздушного потока методом АЭ. // Обеспыливание. Сб. трудов РИО, РИСИ. 1987. С. 4.

67. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. 376 с.

68. Орлов Д.С., Гришина JI.A. Практикум по биохимии гумуса. М.: МГУ 1981.202 с.72,Орлов Д.С. Химия почв. М., 1992. 400 с. 73.Отчет ЮГУГП «Южгеология», 1999. 53 с.

69. Пабат И.А. и др., Поверхностный сток и смыв почвы на склонах в зависимости от возделываемой культуры// Почвоведение. 1976. №2. С. 120125.

70. Пампура Т.В. Поглощение меди и цинка черноземом типичным в условиях модельных экспериментов// Автореф. Дис. к.б. н., М., 1996. 18 с.

71. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрение, урожай. М.: Агро-промиздат. 1987.178 с.

72. Поклонский П.С., Ецин Б.Ф. Борьба с пылью и газами в карьерах. М., и Недра" , 1986., 209с.

73. Порфирьев В.Б. Природа нефти, газа и ископаемых углей. Киев, 1987. Т.1. С.5-133

74. Посыльный И.Д., Новиков А.И. , Буравчук Н.И. и др. Применение горелых пород в производстве строительных материалов // Строительство предприятий угольной промышленности. 1982. №2. С.5 -7.

75. Приваленко В.В. Геохимическая оценка экологической ситуации в г. Ростове на - Дону. Ростов - на - Дону, 1993. 208 с.

76. Приваленко В.В., Безуглова О.С. Экологические проблемы антропогенных ландшафтов Ростовской области. Том 1. Экология города Ростова-на-Дону. Ростов н/Д: Изд-во СКНВЦ ВШ, 2003. 284 с.

77. Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии Юга России и Кавказа: Материалы 2-й международной научной конференции, 21-23октября 1999 .Т.2. Юж. Рос. гос. техн. ун-т ( НПИ). Новочеркасск: Набла,1999. 184 с.

78. Пуресев А.И., Лепихова В.А. Оценка экологического состояния окружающей среды по сигналам акустической эмиссии Н Промышленная экология. Материалы международной школы семинара. Ростов-на-Дону. РГСУ.,2000. С. 75-79.

79. Разработка и лабораторные испытания малогабаритного устройства для НК СК. РЖ, 1984. Серия 7. Вып. 4. С. 5.

80. Рекомендации по применению активных углей для детоксикации почв, загрязненных остатками пестицидов. Краснодар, 1990.12 с.

81. Реймерс Н.Ф. Природопользование. М. Мысль. 1990. 390 с.

82. Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М. Агропромиздат. 1986.123 с.

83. Ржевский В.В. Комплексное использование минеральных ресурсов и охрана окружающей среды.- " Труды 7 Международного горного конгресса " . Дюссельдорф, 1985. С.2-6.

84. Родэ В.В., Аляутдинова Р.Х., Екатеринина Л.Н., Рыжков О.Г., Мотови-лова Л.В. Стимуляторы роста растений из бурых углей И Гуминовые вещества в биосфере. М.,1993. С.162-166.

85. Розанов А.Б., Розанов Б.Г. Экологические последствия антропогенных изменений почв. М.: ВИНИТИ. Итоги науки и техники. Сер. Почвоведение и агрохимия. 1990.234 с.

86. Романов Г.А., и др. Цеолиты: эффективность и применение в сельском хозяйстве, М. 2000. 156с.

87. Ростовщикова И.Н. Состав и свойства фракций гуминовых кислот, различных по молекулярным массам. Автореф. Дисс. канд. биол. наук. М.: МГУ, 2002.26 с.

88. СанПиН №4630-88 " Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения".

89. Секисов Г.В. Основные проблемы рационального минералопользования в современных условиях // Горный журнал. 1992. №1.С. 17-24.

90. Селезнев С.Н., Буевский Н.М. Очистка шахтных вод и рекультивация земель угольными предприятими Украины.- " Уголь Украины " , 1980., №4 С .40-43.

91. Сердюков И.А., Горохов А.В. Рациональное использование земель, нарушенных горными работами. М.,1986. 128 с.

92. Справочник " Мелиорация и водное хозяйство СССР" Т.5. Водное хозяйство. М. Агропромиздат. 1988. 189 с.

93. Справочник по физико-химическим методам исследования объектов окружающей среды. JL: Судостроение. 1989. 233 с.

94. Старых М.К., Клименко Н.Т. Опыт рекультивации земель, отработанных открытым способом.// Уголь, 1987., №3. с. 14-18.

95. Стретт Дж. ( Лорей Рей). Теория звука. М.: Техн. эконом, литер., 1995. Т. 1. 499 с.

96. Трещевский И.В. Экономическая эффективность биологической рекультивации отвалов.//Лесное хозяйство. 1988., №6, с.33-37.

97. Трубецкой К.Н., Уманец В.Н. Комплексное освоение техногенных месторождений // Горный журнал. 1992. №1. С. 12-16.

98. Трушкова Е.А. Особенности вещественного состава отвальных пород угольных шахт и новые направления их использования // Материалы 5-й Международной научно-практической студенческой конференции Рост. экон. гос. акад.- Ростов н/Д, 1999. -С.110-111.

99. Трушкова Е.А. Гидравлические характеристики потока дождевых вод, стекающих с терриконов. // Строительство 2003: Материалы международной научно- практической конференции. Ростов н/Д: Рост. гос. строит, ун-т. 2003. -С.142-143.

100. Туманова Е.С., Цибизов А.Н., Блоха Н.Т. и др. Техногенные ресурсы минерального строительного сырья. М., 1961. 208 с.

101. Тюрин И.В. Органическое вещество и его роль в почвообразовании и плодородии. M.-JI.,1937. 287 с.

102. Тяжелые металлы в окружающей среде / Под ред. В. В. Добровольского М.: Изд-во МГУ. 1980.245 с.

103. Уланов Н.Н. Возможности использования окисленных углей и гуми-новых веществ в сельском хозяйстве// Гуминовые вещества в биосфере. М.,1993. С.157-161.

104. Фоминых A.M. Отходы угольной промышленности сырье для приготовления фильтрующего материала.// Физико-химические основы и экологические проблемы использования отходов добычи и переработки твердых горючих ископаемых. 1989. №3 С.63-67.

105. Химическая энциклопедия. М.,1988. T.l. С.325-326.

106. Химия тяжелых металлов, мышьяка, молибдена в почвах / Под ред. Н.Г. Зырина, JI.K. Садовниковой. М.: Изд-во МГУ, 1985. 234 с.

107. Химия окружающей среды / Под редакцией Дж. О.М. Бокриса. М.: Химия. 1982. 233 с.

108. Худин Ю.Л., Ельчанинов Е.А. Технологические решения экологических проблем при подземной добыче угля на шахтах России // Уголь. 1995. №7.-С. 38-39.

109. Церлинг В.В. Диагностика питания сельскохозяйственных растений. М.: Агропромиздат,1990.235 с.

110. Черняев A.M. Управление водными ресурсами в агропромышленном регионе. Л.: Гидрометеоиздат, 1987.248 с.

111. Шпирт М.Я. Утилизация отходов и переработки твердых горючих ископаемых. М. 1986.255 с.

112. Экологический словарь. М.: Конкорд ЛТД. Экопром., 1993.

113. US mining industry reclaims 80% of surface acreage used in 1971. « Mining Engineering», 1974, Vol. 26, No. 10, pp. 59-60.

114. Morton R.S. Increasing renewable resource potential an insurance policy. « Journal Forests.», 1977, Vol. 73, No. 3, pp. 160-161.

115. Environmental pollution control. Tech. econ. and legal aspects. Ed. McKnight A.D. London, 1967,324 pp.

116. Proceedings Illinois mining istitute 81st. annual meeting, Springfield, Illinois, 1973,309 pp.

117. Davils B.E., Robersts L. Heavy metals in soils and radish in mineralized limestone area of Wales, Great Britain. «Science of the total environment», 1975, Vol. 4, No. 3, pp. 249-261.

118. Axtmann R.C. Emission control of gas effluents from geothermal power plants. «Environment Letters», 1985, Vol. 8, No. 2, pp. 135-146.

119. Axtmann R.C. Environmental impact of a geothermal power plant. «Science », 1975, Vol. 187, No. 4179, pp. 795-803.

120. Capp R.T. A land and water reclamation program. «Mining Congress Journal», 1967, Vol. 53, No. 8, pp. 106-108.

121. Chambury B. Developments in mine drainage pollution control. «Mining Congress Journal», 1968, Vol. 54, No. 1, pp. 50-53.

122. Watson T. Environmental control at Morton colliery. « Colliery Guardian», 1977, Vol. 233, No. 7, pp. 257-259.

123. Recovery of metal from wastes. «Mining Journal», 1978, Vol. 284, No. 2309, pp.213.

124. MatthessG. et al. Effects of coal mine wastes of Nordrhine Westphalia on groundwater// IAHS Publ.- 1982.- N 139.

125. Gorbunova K.A., Maximovich N.G. Formation of sulfate-calcic waters in Kungur Cave massif // Cave and Karst Science: Abstract. 1994.-Vol. 21.- №1.- P. 12.

126. Gorbunova K.A., Maximovich N.G., Kostarev V.P. Technogenic activation of karst sinks in Perm region // Proceeding 7 Int. Congress Ass. of Engineering Geology, V.3. Portugal, Lisboa, 1994.-P.1929-1931.

127. Maximovich N.G., Blinov S.M. The use of geochemical methods for neutralization of surroundings aggressive to underground structures // Proceeding 7 Int. Congress Ass. of Engineering Geology.-V.5.-Portugal, Lisboa,1994.-P.3159-3164.

128. Maximovich N.G., Kataev V.N., Blinov S.M. Consequence of the Kizel Koalfield acid mine water disposal into karst cavities // Proceeding of the 8-th Int. Symposium on Waterroc Interaction-WRI-8. Russia. Vladivostok, 1995.-P.885-888.

129. Maximovich N.G., Blinov S.M., Menshikova E.A. The influence of Kizel coal basin on the river ecology conditions// Abstracts XIII international Congress on carboniferous-permian.-Poland, Krakow, 1995.-P.99

130. Sergeev V.I., Shimko T.G., Kuleshova M.L., Maximovich N.G. Ground water protection against pollution by heavy metals at waste disposal sites // 18th IAWQ Biennial Int. Conference & Exhibition. Singapore,1996.-P.44-45.

131. Sergeev V.I., Shimko T.G., Kuleshova M.L., Maximovich N.G. Ground water protection against pollution by heavy metals at waste disposal sites// Wat.Sci.Tech,1996-Vol.34,-N7-8.-P.383-387.

132. Maximovich N.G., Blinov S.M. Hydrosphere transformation in the diamond placers mining area in the Vishera river basin, the Urals // Engineering Geology and the Environment. Rotterdam, Brookfield,1997.-V.3.-P.2467-2469.

133. Gorbunova K.A., Maximovich N.G., Blinov S.M., Sychkina G.A. Karst water level regime of Kungur cave // Kras i speleologia.-Poland, 1998.-T.9(XV111).-P. 118-124.

134. Maximovich N.G., Menshikova E.A., Osovetskiy B.M. Hard technogenic components in alluvium and environment // Proceedings of the 8th International

135. Congress. International Association of Engineering Geology, Vanconver, 21-25 Sept. 1998. Rotterdam; Brookfield, 2000. P.4579-4582.

136. Maksimovich N.G., Kulesheva M.L., Shimko T.G. Complex screens to protect ground-water at sludge sites. // Protection of groundwater from pollution and seawater intrusion.-Bari, 1999.-P, 14.

137. Osovetskij B.M., Maksimovitch N.G., Kataev V.N, Blinov S.M. Problemi ecologici della regione occidentale degli Urali // Risorse idriche: monitoraggio e tutela. CasaEditrice dellyUniversita Statale Lomonosov.-Mosca, 1999.-58-61.

138. Brady I. Т., Stephenson B.R. Mining methods now and the future. // Australian Mining, 1980. Vol. 66, No. 11, pp. 23-29.

139. Grandt A.F. Reclamation problems in surface mining // Mining Congress Journal. 1985. Vol. 60, No. 6, pp. 29-33.

140. Schnitzer M., Kerndorf H. Reactions of fulvic acid with metal ions// Water, air and soil polutions. 1981. №5. P. 97 108.

141. Spoljaric N., Crawford W. Glauconitic greensand: a possible filter of heavy metall cations from polluted waters / Environ.Geol., 1978. P. 87 98.

142. Steinnes E. Heavy metal pollution of natural surface soil from long range atmospheric transport // Tans. 13-th Congr. Int. Soc. Soil Sci. Hamburg, 1986. V.2.S.I., s.a. P.504 505.

143. Stevenson F. J. Stability constants of Cu, Pb and Cd complexes with humic acids// Soil Sci. Soc. Am. J., 1976. 40. P.665 672.

144. АКТИВНОСТЬ ИОНОВ I -ГФТЯЖЕЛОГО МЕТАЛЛА В 4 ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЗНАЧЕНИЯ рН11.«8 О)рНмедь ■ алюминий-«-цинк X железож -Ig ПДК цинка • -Ig ПДК меди-Ig ПДК алюминия -Ig ПДК железа-^Линейный (железо) Линейный (алюминий)

145. Линейный (цинк) ^—Линейный (медь)

146. Линейный (-Ig ПДК меди) —Линейный (-Ig ПДК железа)

147. Линейный (-Ig ПДК меди) —"Линейный (-Ig ПДК цинка)медь20а Ч Ю1.1о я га0 -10- Ig ПДК меди 1. t ' 2 3 4 5 6 У = 2Х 8,34 7 8 9 1D1. РН медь ■ -Ig ПДК меди — Линейный (-Ig ПДК меди) Линейный (медь)

148. Активность ионов Zn 2+ в зависимости от значения рН15с1. N О)1. ПДК /цинк^6,82.-105 2 2,5 3 39 9,5 10 10,5 11 11,5 12о\-15цинк -~-ПДК

149. Региональный лабораторный центр Южного государственного унитарного геологического предприятия" Южгеология" Аттестат аккредитации Госстандарта России № РОСС RU .0001.511374 от 02.06.98 г.

150. Ot 5~0 нлб Hjf и и XJ4 ■бес у 7 с 2- , И.1 qu.7 с m-Sij-f- / H-CvU 1ЛО -ccUfmo i М1Ц Of J-A Ь- (Х-ЫЛЛ А-- е lS>Gc t? .a ' <f1. J

151. Результаты КХА соответствуют требованиям госуларственных и отраслевых стандартов по управлению качеством аналитических работ: ГОСТ 27384 87, МУ "Подземные воды. Внутрилабораторный контроль качества анализов".

152. КХА выполняются по методикам изложенным в ГОСТах, РД, инструкциях ПСАМ, аттестованных методиках пре^прийтая:1'''''^ч v э

153. Дата выдачи резатьтатв>в КХА Зо ^е/сатл /9S3 г

154. Ответетеенныи й^лрлйй'УеШая 'о^е/^оц^1. Руководитель

155. Начальник РЛЙ дг. /'опопЛ.ч fuUriM1. W —' WU:1. В.Гальчиков1. ПК*

156. Региональный лабораторный центр Южного государственного унитарного геологичеши о мредпрпя шя"10жгеология" Апестат аккредитации Госстандарта России № РОСС RU .0001 .Ы 1374 от 02.06.98 г.

157. TU>G68O /.00 /.СО 1.40 OJO РЛЧ о./ъ

158. О " О^О 44.4-S 4.2 0.0 S в.гл ЯЗ/ ---6 /,2.0 е.9 "/О зе-6. 0,60 f.4 0.ЛО че. / pj6 4.S- 9.0, 0 "Тсо 4.9 /2.1- 1.6 Ч/О ft- 0.00 0.2.0 0.Р9 о.ео зг.е/ ЮЛТ Шь п.ч 3. ъ ч- 3<г ч! 0JJA. J£dL 1.30 Ю-П Z&.8S

159. МО 2.01/ чю 67. о 4.4 f.f £9 Н/оft— /,00 1.С0 0.2,0 1.6 / о. с2 0,?>V CJ0 КЗ

160. L/0 ео 6.9%. да/ алч- 1Ш еыщ ВО. 4 1130 МЛ1. £,52

161. Результаты КХА соответствуют требованиям госуларствонных и отраслевых стандартов по управлению качеством аналитических работ: ГОСТ 27384 87, МУ "Подземные воды. Внутрилабораторный контроль качества анализов*.

162. КХА выполняются по методикам изложенным в ГОСТах, РД, инструкциях НСАМ, аттестованных методиках г^еДГШЯтияу ^^V

163. Дата выдачи результатов КХА ЗОалш&х /999 г1. Ответствен^'исполнмхель

164. Р^ководите/У гоуппы'аз(3(!^иЩ Начальник « «encptaf^остов иа-Доя,уОС?1. В.Гальчиков

165. ПРОТОКОЛ 1СХЛ природных иод1. Заказчик Объект

166. СО 3 НСО з CI 2-SO 4 SIO n d. NO NO 2 2+ Ca 2+ Mg + Na ^ + . к + NH 4 3+ Fe ' общ3 / LiyDi ?.COf 1,1-0 t$f Ч/о еи 7. 1 ш 0.3DS М/ %,Г У/0

167. ГГ(} л 1,10 ■f.W о.г.о 1,31 4&SL с. с 9 hSV 0.10 0,14

168. Ц : 1,30 № 1.4-й— иго 1.60 o.cS o6J}J 3S.9 list i.ct 5Щ A. $b

169. Сс< 'Ti'aTo фГ/v4.сс с е 1уО I / icfui ™ ; uo ек'и с с / "Л от *>OJ Jul mJjtj. O-Ltf, <- (T IS /

170. Результаты КХА соответствуют требованиям госуларственных и отраслевых стандартов по управлению качеством .аналитических работ: ГОСТ 27384 87, МУ "Подземные воды. Внутрилабораторный контроль качества анализов".

171. КХА выполняются по методикам изложенным в ГОСТах, РД, инструкциях НСАМ, аттестованных методиках предприятия. ^fi§f Ростовская

172. Дата выдачи результатов КХА Ответственный исполнитель,■утб^к^^/.с^с^30g*Mfj Щ,Т , ^ ,: Руководитель^упп^^жар^/. , ••■ . Начальник РЛ1Д ЧЛ Jfm ' В.Гальчиков

173. Региональный лабораторный цотр Южного государственного унитарною геологическою продприягия'Южгеология" Аттестат аккредитации Госстандарта России № РОСС RU .0001 .Ы 1374 от 02.06.98 т.

174. ПРОТОКОЛ КХЛ природных подп/п1. Заказчик Объектпроб9 ТС УУ

175. CfiuhiatOti о/ с им j отпЬЪ о : № Мее опроб отбора пробnOOeJpX:VCOi'nW /> If A Ai itfOHoB зо 'лолУу /§99Г ' '1. Заказ № Шифр сметы1. Он >о опяомыо компоненты,1. Си