Обоснование геотехнологической системы обращения с отходами производства и потребления на территориях угледобывающих регионов

Куприн, Борис Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование геотехнологической системы обращения с отходами производства и потребления на территориях угледобывающих регионов
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Обоснование геотехнологической системы обращения с отходами производства и потребления на территориях угледобывающих регионов"

На правах рукописи

004600434

КУПРИН Борис Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ ГЕОТЕХНОЛОГИЧЕСКОИ СИСТЕМЫ ОБРАЩЕНИЯ С ОТХОДАМИ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ НА ТЕРРИТОРИЯХ УГЛЕДОБЫВАЮЩИХ РЕГИОНОВ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула-2010

1 ДПР 2219

004600434

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

КАЧУРИН Николай Михайлович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, доцент

АБРАМКИН Николай Иванович

кандидат технических наук КОРЧАГИНА Татьяна Викторовна

Ведущая организация - Открытое акционерное общество «Тульское научно-исследовательское геологическое предприятие» (ОАО «Тульское НИГП»).

Защита диссертации состоится «28 » апреля 2010 г. в М часов на заседании диссертационного Совета Д 212.271.09 при Тульском государственном университете по адресу: 300600, г. Тула, пр. Ленина, 90, ауд. 220, 6 уч. корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Автореферат разослан« 26 » марта 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета докт. техн. наук, доцент

А.Е. Пушкарев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Программа «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года» предусматривает диверсификацию энергоносителей: стабилизацию доли газа в производстве первичных топливно-энергетических ресурсов (до 38,8 %) и увеличение использования угля в топливно-энергетическом балансе страны. Применительно к Центральному Федеральному округу следует отметить, что планируется создание топливной базы Рязанской ГРЭС с годовым объемом добычи угля от 1 до 1,5 млн тонн, а в перспективе в 2015 г. объем добычи должен достигнуть 4 млн тонн в год. В соответствии с программой реструктуризации и общей стратегией развития угольной промышленности предусматривается превращение ее в устойчиво функционирующую и рентабельную отрасль за счет создания конкурентоспособных предприятий, освоения месторождений с благоприятными горно-геологическими условиями, внедрения новых технологий, комплексной экологически чистой переработки угля, закрытия нерентабельных предприятий.

Горное производство оказывает мощное техногенное воздействие на окружающую среду. Например, валовые выбросы от предприятий угольной отрасли Кузнецкого бассейна выросли до 550 тыс. т/год, сброс шахтных вод составляет около 260 млн м3/год, а загрязненные стоки угольных предприятий достигают свыше 30 % общего сброса загрязняющих веществ. Необходимость наращивания объемов добычи угля в Кузбассе приводит к образованию и складированию новых объемов твердых минеральных отходов топливно-энергетического комплекса в количестве более 5 млн т.

В России ежегодно образуются около 7 млрд т отходов, из которых используется только 1,5-2 млрд т и под полигоны отчуждается около 10 тыс. га пахотной земли. На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд т только твердых отходов. Среди твердых отходов значительную часть составляют отходы горной промышленности, золы и шлаки ТЭС, шлаки черной и цветной металлургии. По ориентировочным подсчетам, ежегодно в стране образуется более 3 млрд т только отходов горных предприятий.

Комплексное использование сырья и промышленных отходов металлургических, энергетических, горнодобывающих и химических предприятий является острейшей проблемой не только России, но и любого экономически развитого государства, и, как показала практика, отходы именно этих отраслей промышленности, во-первых, производятся в наибольших количествах, и, во-вторых, представляют серьезную экологическую опасность. Особую остроту данная проблема приобретает в условиях прогнозируемого подъема угольной промышленности в России. Показательными в этом отношении являются Кемеровская и Тульская области.

собов обращения с отходами. Поэтому дальнейшее развитие методических положений системы обращения с отходами производства на территории горнопромышленного региона является актуальной научной задачей.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319).

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей использования отходов производства и потребления на территориях горнопромышленных регионов для разработки геоэкологических положений системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами, позволяющей снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и обеспечить рациональное использование вторичных минеральных ресурсов.

Идея работы заключается в том, что геоэкологические положения системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами, позволяющей снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и обеспечить рациональное использование вторичных минеральных ресурсов, основываются на установленных физико-химических закономерностях взаимодействия компонентов техногенных месторождений, влияющих на качество вторичного сырья, интенсивность газообмена с атмосферой и экологическую безопасность утилизации отходов с использованием подземного пространства закрываемых шахт.

Основные научные положения, защищаемые автором:

■ динамика распределения физико-химических свойств отходов на полигонах и в отвалах топливно-энергетического комплекса удовлетворительно моделируется в фазовом пространстве (t, т) уравнением в частных производных первого порядка, а решение этого уравнения позволяет прогнозировать качественное состояние и количественные показатели рассматриваемой горной массы;

■ распределение средних значений физико-химических и технологических свойств отходов при их складировании на поверхности Земли изменяется

за время хранения до некоторого фиксированного значения pic ехр(—^¡т), а затем материал может терять свои потребительские свойства и выбывает из категории балансовых запасов из-за истечения срока годности;

■ при закрытии шахты совокупность горных выработок, расположенных у ствола шахты, может быть использована в качестве подземного хранилища отходов производства и прессованных ТБО, при этом существуют условия для протекания химических реакций с выделением токсичных соединений, возможность самопроизвольного протекания которых целесообразно определять по изменению энергии Гиббса;

■ взаимодействие кислорода с веществом прессованных отходов в процессе подземного хранения происходит за счет проникновения газов в пористую структуру вещества отходов и диффузионного переноса газовых молекул в микропорах и по внутренним поверхностям твердого скелета, при этом диффузионный поток газа стремится к некоторому постоянному значению, которое достигается через достаточно большое время.

Новизна научных положений:

■ уточнено решение одномерного уравнения гиперболического типа в частных производных для описания динамики распределения средних значений физико-химических и технологических свойств отходов в техногенных месторождениях;

■ уточнены закономерности диффузионного переноса кислорода и газообразных продуктов химических реакций в пористой структуре вещества отвалов и прессованных отходов, отличающиеся тем, что профили концентраций газовых компонентов описываются с учетом кинетики сорбционного взаимодействия с твердой фазой на макрокинетическом уровне и интенсивности химических реакций;

■ получены расчетные зависимости определения воздухообмена в горных выработках, которые используются для хранения прессованных отходов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

■ обоснованным использованием классических методов физической химии, математической физики, математической статистики и современных достижений вычислительной техники;

■ достаточным объемом лабораторных и вычислительных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных моделей и обоснованности выводов и рекомендаций;

■ положительными результатами опытно-промышленной апробации разработанных методик.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработанные новые технологические подходы обеспечивают реализацию экологически рациональных схем обращения с отходами горных предприятий и отходами других отраслей промышленности. Это позволяет рационально использовать природные ресурсы за счет вовлечения в технологические циклы отходов горнометаллургических и химико-технологических предприятий, а также тепловых электростанций. Разработаны комплексы программных средств для оценки динамики распределения физико-химичес-ких свойств отходов на полигонах и в отвалах топливно-энергетического комплекса, поглощения кислорода поверхностями отвалов и прессованных отходов производства и потребления, выделения газов химических реакций в веществе отвалов в приземный слой атмосферы и газов химических реакций в прессованных отходах в атмосферу горных выработок. Разработаны методические положения расчета воздухообмена по фактору возможных выделений газообразных продуктов реакций в веществе прессован-

ных отходов в атмосферу горных выработок, используемых в качестве подземного хранилища.

Реализация работы. Математические модели использованы Тульским региональным отделением Академии горных наук для оценки аэрологических последствий наращивания угледобычи в Тульской области. ОАО «Прокопьевск-уголь» использует геоэкологические сценарии обращения с отходами при развитии подземной добычи угля для разработки природоохранительных мероприятий. Теоретические результаты включены в учебные курсы по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов для студентов, обучающихся по специальностям 320700 - «Охрана окружающей среды и рациональное природопользование», а также использованы при выполнении договорных и госбюджетных НИР в Тульском государственном университете.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры геотехнологий и строительства подземных сооружений ТулГУ (г. Тула, 2009 - 2010 гг.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2007 - 2010 гг.), Международных .конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2007 - 2009 гг.), Международной конференции «Ecology, Energy, Economy Safety in a Non Liner World. 3E - SAFETY» (г. Белград, 2009 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 180 страницах машинописного текста, состоит из 4 разделов, содержит 20 таблиц, 46 рисунков, список литературы из 145 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность д.т.н., проф. Е.И. Захарову за постоянную поддержку и методическую помощь в проведении исследований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Проблемы комплексного использования минерального сырья, утилизации отходов и создания малоотходных и безотходных технологий в ведущих ресурсоемких отраслях промышленности приобрели исключительную актуальность в первой половине XXI в. Фундаментальные теоретические положения и практические рекомендации экологически рационального обращения с отходами горного производства сформулированы в трудах К.Н. Трубецкого, H.H. Моисеева, Д.Р. Каплунова, М.И. Агошкова, Ю.А. Израэля, С.А. Ахраменко, Н.И. Аб-рамкина, A.B. Бобович, П.И. Боженова, Н.И. Володина, В.И. Ефимова, П.А. Игнатова, Е.И. Захарова, Н.М. Качурина, А.П. Курковского, Б.Н. Ласкорина, Н.В. Мельникова, H.H. Моисеева, Л.Н. Попова, О.Н. Русака, Г.Г. Рябова, Э.М. Соколова, H.H. Семенова, H.H. Чаплыгина и др.

Аналитический обзор показал, что существующие подходы к оценке техногенных месторождений и геотехнологических методов обращения с отходами производства и потребления не отражают всех временных этапов функционирования угледобывающего производства, а методология мониторинга экологических последствий использования закрываемых шахт для хранения отходов требует дальнейшего развития и совершенствования.

Современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме, цель и идея работы определили необходимость постановки и решения следующих задач.

1. Выполнить анализ формирования техногенных месторождений, на примере Кузбасса и Подмосковного угольного бассейна, обобщить технологические и физико-химические условия хранения и переработки отходов.

2. Усовершенствовать математическую модель динамики распределения физико-химических и технологических свойств отходов производства, и обосновать геотехнологическую систему обращения с отходами на территории угледобывающего региона.

3. Изучить возможные химические реакции в прессованных отходах и оценить вероятность их возникновения при подземном хранении в горных выработках.

4. Разработать математические модели поглощения кислорода и выделения токсичных газов в атмосферу овалами угольных шахт и электростанций, а также прессованными отходами потребления.

5. Обосновать методику расчета воздухообмена в горных выработках при хранении отходов, разработать алгоритмы и комплекс программных средств для оценки воздействия на окружающую среду геотехнологической системы обращения с отходами.

По данным государственной статистической отчетности, за 2007 год на территории Кемеровской области образовалось 1 734 055,133 тыс. т отходов производства и потребления, из них: использовано 1 134 555,140 тыс. т, обезврежено 97,976 тыс. т, размещено на объектах 931 951,273 тыс. т, в том числе размещено отходов на собственных объектах на хранение 782 605,325 тыс. т и на захоронение 149 345,94 тыс. т. Распределение отходов по классам опасности для окружающей природной среды представлено в табл. 1. Образование отходов в 2007 году превышает образование отходов 2006 года на 32 688,904 тыс. т (1,92 %). Рост количества образования отходов обусловлен преимущественно увеличением образования вскрышной породы (V класс опасности) в связи с ростом добычи каменного угля.

В тех случаях, когда породы складируются в терриконах, с течением времени за счёт интенсивного окисления происходит вынос ряда химических элементов, в том числе и токсичных. В частности, протекает кучное сернокислотное выщелачивание. В результате окисления минералов, содержащих серу, под воздействием атмосферных осадков образуются растворы серной кислоты. В зависимости от «возраста» терриконов степень выноса элементов из их тела может быть самой разнообразной. Терриконы хаотично разбросаны по террито-

рии всего района. Занятые ими площади выпадают из сельскохозяйственного и лесного производства (рис.1).

Образование отходов V класса опасности для окружающей природной среды в 2007 году составило 1 726 242,350 тыс. т (99,549 % от общего количества отходов, образованных в 2007 году), что на 1,9 % больше по сравнению с 2006 годом. С учетом отнесения предприятий к видам экономической деятельности основное образование отходов V класса опасности приходится на предприятия по добыче полезных ископаемых - 1 697 722,037 тыс. т (98,35 %), в том числе по добыче топливно-энергетических полезных ископаемых - 1 679 131,371 тыс. т (97,27 %). Наибольший объем образования отходов приходится на предприятия по добыче полезных ископаемых - 98,07 %, на долю предприятий обрабатывающих производств - 1,742 % и на другие виды экономической деятельности -0,188 %. Основное количество отходов образуется на территориях муниципальных образований с хорошо развитой угольной промышленностью. В среднем на одного человека, проживающего в Кемеровской области, приходится за год 614,15 т отходов производства и потребления.

Таблица 1

Распределение отходов производства в Кузбассе по классам опасности для окружающей природной среды

2006 г. 2007 г.

Класс Масса Доля по клас- Масса Доля по классам опасности, %

опасности отходов, сам опасно- отходов,

тыс. т сти, % тыс. т

I 11,945 0,001 15,849 0,001

II 32 ,960 0,002 13,434 0,001

III 277,617 0,016 130,681 0,007

IV 7 584,711 0,446 7 652,819 0,442

V 1693458,996 99,535 1726242,350 99,549

Всего ¡701366, 229 100,00 1734055,133 100,00

В Центральном Федеральном округе главным источником минерального энергетического сырья до недавнего времени являлись месторождения бурых углей Подмосковного бассейна. Известно, что за 150 лет в Подмосковном бассейне было добыто 1 589,3 млн т угля. Непосредственно в Тульской области добыто 1 271,44 млн т угля. Суммарная площадь, подверженная техногенному воздействию, связанному с разработкой месторождений угля, достигает 3102,75 км2 или 12,1 % от общей территории области. На дневной поверхности накопилось, в виде различных отходов производства более 317,85 млн. т горных пород (25 % от объёма добычи товарной продукции). Сопоставление среднего содержания отдельных химических элементов с их кларковыми концентрациями в бурых уг-

лях показывает, что угли Подмосковного бассейна характеризуются повышенным содержанием металла в зольном остатке. Количественное содержание металлов в отвалах отработанных шахт ОАО «Мосбассуголь» представлено в табл.2.

Однако сами породные отвалы с учетом других промышленных отходов Тульской области можно рассматривать в качестве техногенных месторождений, прежде всего, для производства строительных материалов. В отдельных случаях создаются благоприятные предпосылки для накопления элементов на техногенных геохимических барьерах. Например, в почвах, особенно в транссу-пераквальных ландшафтах, аккумулируются на барьерах В2, В3, марганец, кобальт, никель, медь, цинк, хром, свинец, кадмий, ртуть, уран и другие. В тех случаях, когда сорбционные свойства природных ландшафтов резко снижены, могут наблюдаться процессы загрязнения грунтовых и даже подземных вод токсичными веществами и элементами. Примерами могут служить факты загрязнения подземных вод в Новомосковском промышленном районе, где зафиксированы факты превышения ПДК в подземных водах по кадмию и ртути. Однако генезис этих аномалий до конца не выяснен.

Таблица 2

Количественное содержание металлов в отвалах отработанных шахт ОАО «Мосбассуголь»

Металлы Концентрация в породных отвалах отработанных шахт треста «Богородицкуголь», мг/кг

Ш 59 Ш 59 Ш 71 Ш 71

и 3,7 3,9 4,1 4,0

Бг 28,3 50,7 81,8 89,6

РЬ 32,7 55,4 38,9 38,8

Аэ 13,7 16,4 12,7 13,2

Хп 33,4 163,6 38,1 38,5

Си 0 0 0 0

N1 21,5 53,0 41,1 43,7

Ре 2,8 3,53 4,2 3,4

Со 1,2 8,3 0 2,1

Мп 32,1 48,9 43,7 36,3

Сг 59,2 87,3 94,6 106,6

V 60,6 92,5 110,0 104,5

Т1 0,6 1,0 1,1 1,2

рН 3,7 5,1 4,2 4,0

Рис. 1. Породный отвал и образованная им техногенная пустыня территории отработанной шахты ОАО «Мое б ас су голь» в Богородицком районе Тульской области

В Тульской области имеется ряд отходов, которые из-за повышенной токсичности или ряда других причин не нашли широкого применения ни в одной отрасли народного хозяйства, в том числе и в производстве строительных материалов. К числу таких отходов относятся металлургические шлаки, например, феррованадиевые шламы, содержащие агрессивные кислоты (НР, НС1, Н2304, Н3Р04), отходы угледобычи, буроугольные золы, шлам газоочистки доменных печей и многие другие. Саморассыпающийся феррованадиевый шлак АК «Тулачермет» представляет собой порошкообразный высокодисперсный продукт белого цвета, имеющий следующий химический состав, %: [8Ю2]=28,6; [А1203]=2,3; [СаО]=59,9б; [МёО]-13,7б; [Т»2]=0,78; |У£>5]=0,3; р?е0]=0,21; [Мп0]=0,09; [Р205]-следы. Часть оксида кальция в составе этого шлака находится в связанном состоянии в виде минерала §-2СаОЗЮ2, образующегося при самораспаде шлака в результате полиморфного превращения Ь-2Са08Ю2. Вторая часть оксидов кальция и магния (8... 10 %) находится в свободном пережженном состоянии, что особенно ограничивает непосредственное применение этого шлака в сырьевых смесях строительных материалов, так как медленное и запоздалое гашение этих оксидов в затвердевших растворах или бетонах приводит к их разрушению.

Особый интерес для производства стройматериалов представляют отработанные катализаторы при производстве аммиака, не подлежащие регенерации, например, катализаторы типа «К-482», «СНТК-1-7», «ГИАП-3» и др. Установлено, что катализатор «К-482» в тонкомолотом состоянии может выполнить функцию наполнителя и одновременно пигмента для декоративных вязкотекучих растворов с применением магнезиального вяжущего.

При обработке феррованадиевого шлака водно-кислым раствором происходит химическое взаимодействие кислот этого раствора с К^О и СаО, входящими в состав феррованадиевого шлака. Этим обеспечивается соответствующий ускоренный период в процессе приготовления сырьевой смеси силикатного кирпича Р^О в М§(ОН)2 и СаО в Са(ОН)2.

В Тульском государственном университете исследован отработанный катализатор «К-482», неподдающийся регенерации и поступающий по мере отработки в отвалы. Отработанный катализатор «К-482» представляет собой темно-коричневые с бордовым оттенком гранулы в виде цилиндров с длинной 1,5...2 см и диаметром 0,5...0,7 мм и твердостью по шкале Маоса 2...2,5. Гранулы легко измельчаются до удельной поверхности 2000 см2/г и более. Эти отходы имеют следующий химический состав, %: гематит (Ре203) - 89,2...90,4; оксид хрома (Сг203) - 5,6...8,23; сульфат аммония (адсорбированный) (ЫН4)-280з - остальное.

Отходы, которые образуются при обогащении углей, в среднем составляют 3 т на 1 т угля с постоянным ростом соотношения в сторону образования отхода к добываемому углю. Дисперсность отвалов составляет 1,9...3,0 мм в верхних ярусах и более 50 мм в нижних ярусах отвалов. Терриконы шахт Подмосковного бассейна имеют следующий состав, %: БЮг - 53,7...83; А120з -9,6.-16,4; Ре203 - 0,4...5,0; ТЮ2 - 0,3...1,1; 1^0 - 0,15...0,25; СаО - 0,3...2,5; Мп02- 0,01...0,02; К20 - 0,2...0,8; Р205- 0,02...0,5.

Состав железного колчедана, %: Ре - 27...45; Б - 32...40; С - 4,5... 16; 8Ю2 - 7...10; А1203 < 3,3; СаО - 0,8; МеО - 0,6; МпО - 0,1; Си - 0,5; Хп - 0,5; РЬ -0,5; Аб - 0,1; Бп, N1, Ве, В, V, Сг, Со, Оа, Бг, У, Ъх, N1), Мо, Бе, I - следы.

Бурые угли Подмосковного бассейна характеризуются сложным петрографическим составом и подразделяются на две группы: гумолиты, сапропелита (последние встречаются редко). В зависимости от зольности бурые угли подразделяются на группы (ГОСТ - 4810 - 73): 1) А < 30,0; 2) А = 30,0...35,0; 3) А = 35...40; 4) А = 40...45, где А - зольность, %. Это высокосернистые угли с содержанием общей серы более 3 %. Химический состав углей определяет содержание компонентов золы, основными из которых являются кремнезем - 8Ю2 и глинозем - А1203, которые в сумме составляют 80...90 %, редко снижаясь до 70 %. Горючая масса бурых углей Подмосковного бассейна имеет следующий химический состав: сера колчеданная 8к - 4,4 %; сера органическая Бор - 2,5 %; углерод Сг - 66,0 %; водород Нг- 5,2 %; азот Мг -1,1 %; кислород Ог - 20,8 %. Химический состав золы в расчете на биосульфидную массу составляет, в %: БЮ2 -46; А1203 - 32; Ре203 - 15; СаО - 4; - 1,0; Я20 - 0,7; Ыа20 - 0,3; ТЮ2 - 1,0. Золы

ТЭС (золошлаковые отходы от сжигания углей Подмосковного бассейна) содержат А120328...40 %; 8Ю245...58 %; Ре203 6...11 %, атакже скандий, цирконий, титан, иттрий, галлий и др. металлы, присутствующие в буром угле.

Отходы металлургического производства составляют один из основных источников вторичного сырья для производства строительных материалов. Фер-ромарганцевые гранулированные шлаки имеют насыпную плотность 700...900 кг/м3; содержат 50...80 % стекловидной и 20...25 % кристаллической фазы (силикаты кальция, алюмосиликаты, оксиды железа и кальция). Среднее содержание компонентов, %: Мп -1,5; Си - 0,05; Хп - 0,7; Аи - 0,3; редкоземельных элементов - 0,1...4,0. Ферромарганцевая колошниковая пыль содержит следующие компоненты, %: 5Ю2 - 9,9... 13,7; Мп304 - 25,8...33,9; Ре203 - 5,86...14,7; СаО -8,15...9,5; (Ыа20 + К20) - 4,13...5,75; Б - 0,85...1,38; А1203 - 2,85...2,90; РеО -2,15...2,26; Р - 0,13...0,15; С - 25...30. Состав отходов производства, как правило, подходит для реализации целенаправленного синтеза малоиспользуемых отходов. Это, например, феррованадиевые шламы, содержащие агрессивные кислоты (ОТ, НС1, Н2804, Н3Р04), отходы угледобычи, буроугольные золы и шлам газоочистки доменных печей в результате самопроизвольного химического процесса, протекающего между компонентами смешивающихся отходов, может образовывать нетоксичный конечный продукт, играющий роль ценной добавки или сырья для производства строительных материалов.

Таким образом, на территориях горнодобывающих регионов России имеются отходы, которые вследствие повышенной токсичности или ряда других причин, не нашли широкого применения ни в одной отрасли народного хозяйства, в том числе и в производстве строительных материалов. К числу малоиспользуемых отходов относятся: феррованадиевые шламы, содержащие агрессивные кислоты (НР, НС1, Н2504, Н3Р04), отходы угледобычи, буроугольные золы, шлам газоочистки доменных печей и другие отходы. Экологически рациональные технологии производства различных материалов из отходов горных предприятий и промышленных отходов других отраслей экономики позволяют рассматривать отходы при таком комплексном подходе, как техногенные месторождения. Для существующих и вновь разрабатываемых технологий по переработке и использованию отходов в разных сферах экономики, не имеющих внутренних технологических связей между собой, необходима базовая информация по элементному и минералогическому составам. Промышленные отходы характеризуются разнообразием состава и свойств, широким спектром направлений использования.

При отработке запасов угля в пределах конкретного шахтного поля и закрытии шахты совокупность горных выработок, расположенных у ствола шахты и предназначенных для соединения стволов шахты с ее главными откаточными и вентиляционными выработками и для размещения технических и служебных пунктов шахтных служб, может быть использована в качестве подземного хранилища отходов производства и прессованных ТБО. Большое содержание органического вещества в ТБО, постоянное присутствие кислорода воздуха и повы-

шенная температура в прессованных отходах являются достаточными условиями для самовозгорания прессованных отходов, а также протекания различных химических реакций с выделением токсичных соединений, поэтому хранение прессованных ТБО на обычных полигонах твердых отходов является экологически опасным. При длительном хранении твердых отходов, содержащих сложные органические молекулы, невозможно сохранить их молекулярный состав в первоначальном состоянии.

Для оценки вероятности протекания процессов более информативными величинами являются уровни константы скорости реакций. В соответствии с ними можно расположить реакции в порядке увеличения вероятности их протекания. Наиболее вероятными реакциями являются реакции деструкции под действием ионизирующих излучений и реакции с участием органических соединений разложения, реакции этерификации, омыления. Уровни константы скорости реакций дают представление о значении вероятностей протекания данной реакции. Исходя из полученных величин, значения уровней константы скорости реакций обратно пропорциональны вероятности. Вероятности протекания большинства рассмотренных физико-химических процессов в прессованных отходах очень малы, однако самопроизвольное протекание некоторых реакций вполне возможно.

Уровни константы скорости реакций дают представление о значении вероятностей протекания данной реакции. Вероятности протекания большинства рассмотренных физико-химических процессов в прессованных отходах очень малы, однако самопроизвольное протекание некоторых реакций вполне возможно. Следовательно, для оценки вероятности протекания процессов более информативными величинами являются уровни константы скорости реакций. Поэтому можно расположить реакции в порядке увеличения вероятности их протекания. Таким образом, наиболее вероятными являются реакции деструкции под действием ионизирующих излучений, реакции с участием органических соединений разложения, реакции этерификации и омыления. Причем в каждой группе более вероятными являются реакции с участием соединений с меньшей молекулярной массой.

Возможность самопроизвольного протекания реакций целесообразно определять по изменению энергии Гиббса. Эта оценка показала, что возможно протекание следующих реакций:

СН3 - Ш2 + СН3 - С1 СН3 - Ш - СН3 + НС1;

Я-ОН + СО 2-> Я-СООН + СН4 Т ;

СН3 - СН2 - ОН + 02 СН3СООН + Н20; СН3СНО ->• СН4+СО Т; 2СН3-СЧ +НдО Н20+(СН3-С0-Г\1Н)2Нд

ын2

2Н2Б + 02 ->28 + 2Н20; 28+2Н20 + 302 28042" +4Н*;

С6Н,206 ->С3Н7СООН + 2Н2 +2С02; С2Н5СООН + 2Н20 СН3СООН + С02 + ЗН2;

С3Н7СООН + 2Н20 -> 2СН3СООН + 2Н2; С02 + 4Н2 -> СН4 + 2Н20;

СН3СООН -> СН4 +С02; Ш3" N0, N0 N,0 N..

Многолетние наблюдения на территории Подмосковного угольного бассейна показывают, что независимо от количества действующих предприятий на территории угледобывающего региона мониторинг экологических последствий не утрачивает своей актуальности. Подмосковный бассейн включает территории Московской, Тульской, Новгородской, Тверской, Смоленской, Рязанской и Калужской областей. В настоящее время подземная добыча угля в Подмосковном бассейне сведена к минимуму. Однако твердые отходы угледобычи все еще воздействуют на окружающую среду существенным образом. Поэтому отвалы отработанных шахт, полигоны твердых отходов горно-металлургических предприятий и тепловых электростанций должны быть объектами постоянного экологического мониторинга.

Но, с другой стороны, данные экологического мониторинга наглядно свидетельствуют о том, что отходы, складируемые в отвалах угольных шахт, горно-металлургических предприятий и тепловых электростанций, в комплексе с жидкими и твердыми отходами химических предприятий можно рассматривать как техногенные месторождения топливно-энергетического комплекса. Этот вывод справедлив для многих промышленных регионов России, где осуществляется добыча полезных ископаемых открытым и подземным способами.

Отходы в процессе хранения изменяют свои свойства, поэтому знание динамики этого процесса является основой системы комплексного мониторинга обращения с любыми видами отходов. В качестве эмерджентной характеристики состояния складируемой твердой смеси целесообразно использовать функцию распределения pj ¡-го физико-химического свойства как слагающих компонентов, так и массы отходов в целом. Такая функция может быть легко идентифицирована. Например, 1 = 1 - плотность отходов, представляющая собой объемное распределение массы; \ = 2~удельная активность, характеризующая объемное распределение интенсивности радиоактивного распада радионуклидов в отходах; 1 = 3- концентрация ¡-го компонента в отходах, которая является распределением массы компонента в массе твердой смеси (это распределение легко представить в виде распределения массы по объему смеси). Для фазового пространства т), где т - длительность сохранения ¡-го свойства, получено следующее уравнение:

Ф] ,

+ . (1)

Учитывая физические условия, которые характерны для полигонов твердых отходов, отвалов угольных шахт, теплоэлектростанций и металлургических предприятий, краевые условия для уравнения (1) можно записать следующим

образом: pi(0,t) = pi0 = const, p](t,0) = plc = const,, где pi0, pic - плотность распределения во времени i-ro свойства отходов в начальный момент времени (то есть в момент их образования) и в момент времени, соответствующий началу хранения. Решение уравнения (1) для данных краевых условий имеет следующий вид:

it х) = iP 10 ПрИ 0 -1 - т'

Pil'X'' [pieexp(-^T) при t > т. (2)

Результаты вычислительного эксперимента, представленные на рис. 2, где введены обозначения Rj = pt/pi0; 0 = t/x, показали, что распределение средних значений физико-химических и технологических свойств отходов при их складировании на поверхности Земли изменяется за время хранения до некоторого фиксированного значения. Это фиксированное значение численно равно Pic exp(-X.ji).

Рис. 2. Определение относительного значения предельно допустимого ременихранения горноймассы в техногенном массиве в|Пд3- Отношение р4 /рш соответственно равно: 1 -0,8; 2-0,5; -0,2; 4-0,1; 5-предельно допустимое значение относительной плотности распределения ¡-го свойствагорноймассы Я¡|Пд3 = 0,1; 0\|Пд311 ^пдз - относительные

значения предельно допустимого времени, при которых соответственно р/рй =р2/рй =0,1

Решение (2) справедливо, пока время хранения отходов т не превосходит некоторого предельного значения ТПР . Определение относительного значения предельно допустимого времени хранения горной массы в техногенном массиве

®1пдз' котоРое представляет собой отношение периода ТПР, соответствующего времени возникновения фиксированного значения предельно допустимой плотности распределения ¡-го свойства Pi (Пдо к его длительности сохранения, иллюстрируется на рис. 2.

Процессы диффузионного переноса кислорода в отвалах и прессованных отходах необходимо учитывать при оценке экологической рациональности технологий эксплуатации техногенных месторождений и реализации геотехнологических методов обращения с отходами производства и потребления. Диффузионный поток кислорода, поступающего в вещество отвалов и прессованных отходов, можно представить в виде:

(3)

где Ск(в) - концентрация кислорода в воздухе; - коэффициент диффузии кислорода в отвалах и прессованных отходах; ^(Х), - функции, заданные следующим образом:

Анализ результатов вычислительного эксперимента позволяет сделать вывод о том, что с ростом I функция убывает достаточно быстро, а функция Г2(0 стремится к асимптоте Г2(со)=(иК(0) / Гк)0,5. Глубина проникновения кислорода в пористую структуру вещества отвала или прессованных отходов составляет более 20...50 см (в зависимости от сорбционных свойств этого вещества и диффузионного сопротивления пористой среды) при практически любой площади внешней поверхности отвала или прессованных отходов. В целом, зависимость (3) характеризует диффузионный перенос и сорбцию кислорода веществом отвала или прессованных отходов. Очевидным является и тот факт, что эти зависимости должны использоваться для определения интенсивности обескислороживания атмосферы приземного слоя и воздуха горных выработок, в которых располагаются прессованные отходы.

Процессы низкотемпературного окисления могут вызвать образование различных газов в пористой структуре вещества отвала. Образовавшиеся газообразные продукты реакции будут мигрировать в сторону меньшей концентрации, выделение вредных газов будет происходить в атмосферу в режиме диффузии. Расчетные значения средней теоретической скорости газовыделения с по-

верхности вещества отвала пропорциональны корню квадратному от времени процесса газообмена:

yi(t) = 2,257YqJ^, (4)

V ш

где у - плотность вещества породного отвала; q, - источник образования i-ro газа, обусловленный процессом низкотемпературного окисления; - эффективный коэффициент диффузии i-ro газа в веществе отвала; m — пористость.

Процесс газообмена с атмосферой горных выработок при хранении прессованных отходов вполне возможно рассматривать при следующих допущениях: концентрация газов химических реакций в горной выработке - хранилище - зависит только от времени; изменение концентрации газов в рассматриваемом объеме происходит очень быстро. Тогда физически обоснованным и практически целесообразным является использование методов интегральной газовой динамики. Обобщение результатов вычислительных экспериментов позволяет представить расчетную зависимость газовыделений в атмосферу горной выработки - хранилища - в следующем виде:

1{ = Яс1(0) {l-exp[-SBn. ^Integral (Л)]}, (5)

где 1| — газовыделение в атмосферу горной выработки, м3/мин; Q - объем горной выработки - хранилища, м3; Л = и1(0)Т/Г,; S„ n - суммарная площадь внешних поверхностей прессованных отходов, находящихся в горной выработке - хранилище - с объемом Q, м2; с^о) - значения объемной концентрации газовой примеси в воздухе в начальный момент времени; Т - длительность процесса хранения^.

Параметр Integral (Л) в формуле (5) вычисляется по приближенной формуле. Практическая апробация расчетной зависимости (5) дает удовлетворительную сходимость как с данными натурных наблюдений, так и с результатами лабораторных экспериментов. Для практических расчетов разработаны программные средства на основе пакета прикладных программ Mathematica 2.2.

Схема горных выработок типового околоствольного двора шахты Подмосковного бассейна, которые могут быть использованы для подземного хранения прессованных отходов, представлена на рис. 3.

Воздухообмен по фактору возможных выделений газообразных продуктов реакций в веществе прессованных отходов, размещаемых в выработках околоствольного двора, целесообразно определять для всего объема горной выработки - хранилища - по величине кратности подаваемого в выработку воздуха. Для определения кратности воздухообмена получено интегральное выражение:

где к|= СШ - кратность воздухообмена по ¡-му газу, выделяющемуся в горную выработку - хранилище.

Зависимость (6) была использована в качестве базовой закономерности при вычислительных экспериментах. Результаты вычислительных экспериментов показали, что кратность воздухообмена можно аппроксимировать зависимостью:

"о(ПДК,-с,(0))" аТьр,8в„В|

где а, Ь - коэффициенты аппроксимации; ПДК; - предельно допустимая концентрация ¡-го газа; В, = 2,257 уя1Х/ц7т .

Fife Edit Objects Query Table Options Map Wrafctw Help

[оиа и тйи и Дэвида га |

Рис. 3. Схема горных выработок типового оклоствольного двора шахты Подмосковного бассейна, которые могут быть использованы для подземного хранения прессованных отходов

Обобщение результатов комплексных исследований показало, что геоэкологические положения системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами, позволяющей снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и обеспечить рациональное использование вторичных минеральных

ресурсов, основываются на установленных физико-химических закономерностях взаимодействия компонентов техногенных месторождений, влияющих на качество вторичного сырья, интенсивность газообмена с атмосферой и экологическую безопасность утилизации отходов с использованием подземного пространства закрываемых шахт.

Структура и функциональные принципы геотехнологической системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами представлены на рис. 4. Таким образом, разработанные новые технологические подходы, обеспечивают реализацию экологически рациональных схем обращения с отходами горных предприятий и отходами других отраслей промышленности. Это позволяет рационально использовать природные ресурсы за счет вовлечения в технологические циклы отходов горно-металлургических и химико-технологических предприятий, а также тепловых электростанций. Математические модели и ком-1 плекс программных средств внедрены в практику исследовательской работы Тульского регионального отделения Академии горных наук для оценки аэрологических последствий наращивания угледобычи в Тульской области.

Рис. 4. Структурно-функциональная схема геотехнологической системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами

Теоретические результаты включены в учебные курсы по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов, а также

использованы при выполнении договорных и госбюджетных НИР в Тульском государственном университете.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности комплексного обращения с отходами на территориях горнопромышленных регионов и разработаны методические положения геотехнологической системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами, позволяющей снизить техногенную нагрузку на окружающую среду, обеспечить рациональное использование вторичных минеральных ресурсов и экологическую безопасность утилизации отходов с использованием подземного пространства закрываемых шахт, что имеет важное значение для горной промышленности и экономики России.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Динамика распределения физико-химических и потребительских свойств отходов горного производства и промышленных отходов других отраслей на территории горнопромышленного региона свидетельствует о том, что технологические полигоны отходов представляют собой техногенные месторождения, которые экологически рационально и экономически целесообразно разрабатывать для получения сырья различных материалов. Такой подход к системе комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами на территории горнопромышленного региона позволяет снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и обеспечить рациональное использование вторичных минеральных ресурсов.

2. Распределения физико-химических свойств отходов на полигонах и в отвалах топливно-энергетического комплекса удовлетворительно моделируется уравнением в частных производных первого порядка, а решение этого уравнения позволяет прогнозировать качественное состояние и количественные показатели рассматриваемой горной массы.

3. Распределение средних значений физико-химических и технологических свойств отходов при их складировании на поверхности Земли изменяется за время хранения до некоторого фиксированного значения, а затем материал может терять свои потребительские свойства и выбывает из категории балансовых запасов из-за истечения срока годности.

4. Процессы низкотемпературного окисления могут вызвать образование различных газов в пористой структуре вещества отвала. Расчетные значения средней теоретической скорости газовыделения с поверхности вещества отвала пропорциональны корню квадратному от времени процесса газообмена.

5. При закрытии шахты совокупность горных выработок, расположенных у ствола шахты, может быть использована в качестве подземного хранилища отходов производства и прессованных ТБО; при этом существуют условия

для протекания химических реакций с выделением токсичных соединений, возможность самопроизвольного протекания которых целесообразно определять по изменению энергии Гиббса.

6. Взаимодействие кислорода с веществом прессованных отходов в процессе подземного хранения происходит за счет проникновения газов в пористую структуру вещества отходов и диффузионного переноса газовых молекул в микропорах и по внутренним поверхностям твердого скелета, при этом диффузионный поток газа стремится к некоторому постоянному значению, которое достигается через достаточно длительное время.

7. Уточненные закономерности диффузионного переноса кислорода и газообразных продуктов химических реакций в пористой структуре вещества отвалов и прессованных отходов позволяют рассчитать кинетику сорбционного взаимодействия с твердой фазой. Получены расчетные зависимости для определения кратности воздухообмена в горных выработках, которые используются для хранения прессованных отходов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих основных работах автора:

1. Захаров Е.И., Комиссаров М.С., Куприн Б.Н. Комплексный состав и структура информационной технологии экологически рационального природопользования на территории тульской области // Сборник материалов VI Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. с. 17-19.

2. Захаров Е.И., Комиссаров М.С., Куприн Б.Н. Оценка и прогнозирование воздействий на окружающую среду //Сборник материалов 2-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. - Тула: Изд-во «Гриф и К», 2005. с. 38-39.

3. Захаров Е.И., Комиссаров М.С., Куприн Б.Н. Природно-ландшафтная дифференциация территории // Сборник материалов 2-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. -Тула: Изд-во «Гриф и К», 2005. с. 46-47.

4. Захаров Е.И., Комиссаров М.С.,. Куприн Б.Н. Особенности современного экологического картографирования // Сборник материалов 2-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. - Тула: Изд-во «Гриф и К», 2005. с. 52-53.

5. Захаров Е.И., Комиссаров М.С., Куприн Б.Н. Природно-антропогенные системы // Сборник материалов 2-й Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. - Тула: Изд-во «Гриф и К», 2005. с. 58-59.

6. Захаров Е.И., Комиссаров М.С., Куприн Б.Н. Комплексный состав и структура информационной технологии экологически рационального природопользования на территории Тульской области/ // Сборник материалов 6-й Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии». - Тула: Изд-во ТулГУ, 2005. с. 17-18.

7. Захаров Е.И., Комиссаров М.С., Куприн Б.Н. // Системные принципы геоэкологической оценки. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2005.

8. Качурин Н.М., Комиссаров. М.С., Куприн Б.Н. Структурирование территории региона с развитой горной промышленностью для оценки геоэкологической ситуации // Известия Тульского Государственного Университета. Естественные науки. Серия: «Науки о Земле». Выпуск 2. - Тула: Изд-во «Гриф и К», 2007. с. 26-33.

9. Качурин Н.М., Рябов Г.Г., Куприн Б.Н. Формирование техногенных месторождений топливно-энергетического комплекса. // Известия Тульского Государственного Университета. Естественные науки. Серия: «Науки о Земле». Выпуск 2. - Тула: Изд-во «Гриф и К», 2007. с. 343-350.

10. Качурин Н.М., Белая JI.A., Куприн Б.Н. Теоретические положения и результаты оценки воздействия на окружающую среду. // Материалы международной научно-практической конференции «Инновации в качественной подготовке профессиональных кадров». / ТулГУ. - Тула, 2009. - С. 10-20.

11. Качурин Н.М., Рябов Г.Г., Куприн Б.Н. Оценка техногенных месторождений топливно-энергетического комплекса на территориях угледобывающих регионов. - Известия Вузов. Горный журнал. - 2009. - № 8. - С. 37 - 42.

12. Качурин Н.М., Рябов Г.Г., Куприн Б.Н. Динамика распределения физико-химических свойств отходов на полигонах и в отвалах топливно-энергетического комплекса. - Известия Вузов. Горный журнал. - 2010. - №2. -С. 38-43.

Изд. Лиц. ЛР №020300 от 12.02.97. Подписано в печать ^ Оз. Формат бумаги 60x84 у(6. Бумага офсетная.

Усл.печ.л.. Уч.-изд.л.

Тираж •г'бЬэкз. Заказ О. Тульский государственный университет 300600, г.Тула, пр.Ленина, 92 Отпечатано в Издательстве ТулГу 300600, г. Тула, пр. Ленина, 95

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Куприн, Борис Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1.1. Системные принципы в практике рационального природопользова- 10 ния.

1.2. Экологически рациональная стратегия природопользования на территории субъекта Российской Федерации.

1.3. Экологические принципы рациональной стратегии природопользования.

1.4. Системы обращения с отходами потребления на территориях промышленно развитых регионов.

ВЫВОДЫ.

Цель и идея работы. Задачи исследований.

2. АНАЛИЗ БАЗЫ ДАННЫХ О СОСТОЯЛИ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫХ РЕСУРСОВ ПРИРОДНОГО И ТЕХНОГЕННОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В КУЗНЕЦКОМ И ПОДМОСКОВНОМ УГОЛЬНЫХ БАССЕЙНАХ.

2.1. Отходы производства и потребления на территории Кузнецкого угольного бассейна.

2.2. Отходы горнодобывающего комплекса Тульской области.

2.3. Оценка воздействия техногенных массивов угледобывающих предприятий на окружающую среду Кузбасса. 64 ••

2.4. Воздействие промышленных предприятий Кузбасса на атмосферу.

2.5. Вещественный состав отходов производства, используемых для производства строительных материалов.

ВЫВОДЫ.

3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОДЗЕМНОГО ПРОСТРАНСТВА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ.

3.1. Классификация отходов производства и потребления, пригодных для подземного хранения.

3.2. Классификация горных выработок, используемых для хранения от- . ходов.

3.3. Геохимические условия безопасного хранения отходов в подземных условиях.

3.4. Химические реакции, протекающие в прессованных ТБО.

3.5. Термодинамическая оценка возможности химических процессов в прессованных ТБО.

ВЫВОДЫ.

4. МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ПОДЗЕМНОМ ХРАНЕНИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ.

4.1. Динамика распределения физико-химических свойств отходов на полигонах и в отвалах топливно-энергетического комплекса.

4.2. Поглощение кислорода поверхностями отвалов и прессованных отходов производства и потребления.

4.3. Выделение газов химических реакций в веществе отвалов в приземный слой атмосферы.

4.4. Выделение газов химических реакций в прессованных отходах в атмосферу горных выработок.

4.5. Расчет воздухообмена по фактору возможных выделений газообразных продуктов реакций в веществе прессованных отходов.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование геотехнологической системы обращения с отходами производства и потребления на территориях угледобывающих регионов"

Актуальность работы. Программа - «Энергетическая стратегия России на период до 2020 года» предусматривает диверсификацию энергоносителей: стабилизацию доли газа в производстве первичных топливно-энергетических ресурсов (до 38,8%) и увеличение использования угля в топливно-энергетическом балансе страны. Применительно к Центральному Федеральному округу следует отметить, что планируется создание топливной базы Рязанской ГРЭС с годовым объемом добычи угля от 1 до 1,5 млн. тонн, а в перспективе, в 2015 г., объем добычи должен достигнуть 4 млн. тонн в год. В соответствии с программой реструктуризации и общей стратегией развития угольной промышленности предусматривается превращение ее в устойчиво функционирующую и рентабельную отрасль за счет создания конкурентоспособных предприятий, освоения месторождений с благоприятными горно-геологическими условиями, внедрения новых технологий, комплексной экологически чистой переработкой угля, закрытия нерентабельных предприятий.

Горное производство оказывает мощное техногенное воздействие на окружающую среду. Например, валовые выбросы от предприятий угольной отрасли Кузнецкого бассейна выросли до 550 тыс.т/год, а сброс шахтных вод составляет около 260 млн.м3/год . Загрязненные стоки угольных предприятий составляют свыше 30% общего сброса загрязняющих веществ. Необходимость наращивания объемов добычи угля в Кузбассе приводит к образованию и складированию новых объемов твердых минеральных отходов в топливно-энергетическом комплексе в количестве более 5 млн. т.

В России ежегодно образуются около 7 млрд. т отходов, из которых используются только 1,5 — 2 млрд. т и под полигоны отчуждается около 10 тыс. га пахотной земли. На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. т только твердых отходов. Среди твердых отходов значительную часть составляют отходы горной промышленности, золы и шлаки ТЭС, шлаки черной и цветной металлургии. По ориентировочным подсчетам, ежегодно в стране образуется более 3 млрд. т только отходов горных предприятий.

Комплексное использование сырья и промышленных отходов металлургических, энергетических, горнодобывающих и химических предприятий является острейшей проблемой не только России, но и любого экономически развитого государства, и, как показала практика, отходы именно этих отраслей промышленности, во-первых, производятся в наибольших количествах, и, во-вторых, представляют серьезную экологическую опасность. Особую остроту эта проблема приобретает в условиях планируемого подъема угольной промышленности в России. Показательными в этом отношении являются Кемеровская и Тульская области.

Следует отметить, что по-прежнему имеет практический интерес проблема экологически рационального использования отходов производства и потребления как вторичного сырья и совершенствования геотехнологических способов обращения с отходами. Поэтому дальнейшее развитие методических положений системы обращения с отходами производства на территории горнопромышленного региона является актуальной научной задачей.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам; рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942) и Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (гос. контракт № 02.740.11.0319).

Целью работы являлось установление новых и уточнение существующих закономерностей использования отходов: производства и потребления на территориях горнопромышленных регионов для разработки геоэкологических положений системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами, позволяющей снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и обеспечить рациональное использование вторичных минеральных ресурсов.

Основные научные положения, защищаемые автором:

Динамика распределения физико-химических свойств отходов на полигонах и в отвалах топливно-энергетического комплекса удовлетворительно моделируется в фазовом пространстве (t, т) уравнением в частных производных первого порядка, а решение этого уравнения позволяет прогнозировать качественное состояние и количественные показатели рассматриваемой горной массы.

Распределение средних значений физико-химических и технологических свойств отходов при их складировании на поверхности Земли изменяется за время хранения до некоторого фиксированного значения pjc ехр(-А,,т), а затем материал может терять свои потребительские свойства и выбывает из категории балансовых запасов из-за истечения срока годности

При закрытии шахты, совокупность горных выработок, расположенных у ствола шахты может быть использовано в качестве подземного хранилища отходов производства и прессованных ТБО при этом существуют условия для протекания химических реакций с выделением токсичных соединений, возможность самопроизвольного протекания которых целесообразно определять по изменению энергии Гиббса.

Взаимодействие кислорода с веществом прессованных отходов в процессе подземного хранения происходит за счет проникновения газов в пористую структуру вещества отходов и диффузионного переноса газовых молекул в микропорах и по внутренним поверхностям твердого скелета, при этом диффузионный поток газа стремится к некоторому постоянному значению, которое достигается через достаточно большое время.

Новизна научных положений: уточнено решение одномерного уравнения гиперболического типа в частных производных для описания динамики распределения средних значений физико-химических и технологических свойств отходов в техногенных месторождениях; уточнены закономерности диффузионного переноса кислорода и газообразных продуктов химических реакций в пористой структуре вещества отвалов и прессованных отходов, отличающиеся тем, что профили концентраций газовых компонентов описываются с учетом кинетики сорбционного взаимодействия с твердой фазой на макрокинетическом уровне и интенсивности химических реакций; получены расчетные зависимости определения воздухообмена в горных выработках, которые используются для хранения прессованных отходов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается: обоснованным использованием классических методов физической химии, математической физики, математической статистики и современных достижений вычислительной техники; достаточным объемом лабораторных и вычислительных экспериментов, результаты которых свидетельствуют об адекватности разработанных моделей и обоснованности выводов и рекомендаций; положительными результатами опытно-промышленной апробации разработанных методик.

Практическая значимость работы заключается в том, что разработаны новые технологические подходы, обеспечивают реализацию экологически рациональных схем обращения с отходами горных предприятий и отходами других отраслей промышленности. Это позволяет рационально использовать природные ресурсы за счет вовлечения в технологические циклы отходов горнометаллургических и химико-технологических предприятий, а также тепловых электростанций. Разработаны комплексы программных средств для оценки динамики распределения физико-химичес-ких свойств отходов на полигонах и в отвалах топливно-энергетического комплекса, поглощения кислорода поверхностями отвалов и прессованных отходов производства и потребления, выделения газов химических реакций в веществе отвалов в приземный слой атмосферы и газов химических реакций в прессованных отходах в атмосферу горных выработок. Разработаны методические положения расчета воздухообмена по фактору возможных выделений газообразных продуктов реакций в веществе прессованных отходов в атмосферу горных выработок, используемых в качестве подземного хранилища.

Реализация работы. Математические модели использованы Тульским региональным отделением Академии горных наук для оценки аэрологических последствий наращивания угледобычи в Тульской области. ОАО «Прокопьев-скуголь» использует геоэкологические сценарии обращения с отходами при развитии подземной добычи угля для разработки природоохранительных мероприятий. Теоретические результаты включены в учебные курсы по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов для. студентов, обучающихся по специальностям 320700 - Охрана окружающей среды и рациональное природопользование, а также использованы при выполнении договорных и госбюджетных НИР в Тульском государственном университете.

Апробация работы. Научные положения и практические рекомендации диссертационной работы докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры геотехнологий и геотехники ТулГУ (г. Тула, 2009 - 2010 г.г.), ежегодных научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава ТулГУ (г. Тула, 2007 - 2010гг.), Международных конференциях по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики (г. Тула, 2007 -2009 г.г.), Международной конференции «Ecology, Energy, Economy Safety in a Non Liner World. 3E - SAFETY» (г. Белград, 2009 г.).

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 12 работ.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Куприн, Борис Николаевич

Выводы

1. Распределение средних значений физико-химических и технологических свойств отходов при их складировании на поверхности Земли изменяется за время хранения до некоторого фиксированного значения р|С ехр(-Х|т). Далее материал может терять свои потребительские свойства, что формально выражается значением плотности равной нулю (весь запас техногенного сырья отгружается потребителю или (и) выбывает из категории балансовых запасов из-за истечения срока годности). Аналогичный подход вполне приемлем к оценке плотности распределения свойств уже изготовленных материалов и изделий. В этом случае можно оценить срок службы материала, задав вектор критических значений плотности распределения эксплуатационных свойств во времени.

2. Взаимодействие кислорода с веществом отвалов и прессованных отходов представляет собой многостадийную, гетерогенную реакцию, которую условно можно разделить на несколько стадий.

3. Перенос кислорода к реагирующим поверхностям вещества отвалов и прессованных отходов посредством фольмеровской и кнудсеновской диффузии провоцирует их взаимодействие, сущность которого во многом зависит от структуры материала отвалов и прессованных отходов.

4. Обоснована расчетная зависимость определения воздухообмена по фактору выделения газообразных продуктов возможных химических реакций в веществе прессованных отходов, контактирующих с воздухом, и установлено, что расчетные значения кратностей воздухообмена по газовому фактору могут быть определяющими.

5. Взаимодействие газов с веществом прессованных отходов в процессе подземного хранения происходит за счет проникновения газов в пористую структуру вещества отходов и диффузионного переноса газовых молекул в микропорах и по внутренним поверхностям твердого скелета.

7 6 2

6. Для значений коэффициента эффективной диффузии 10" . 10" м /с и отношения начальной скорости сорбции газов веществом отвалов и прессованных отходов к константе Генри 10"4 . 5-10"2 1/с нестационарные одномерные поля кислорода представляют собой монотонно убывающие этой функции, которые стремятся к некоторому асимптотическому значению.

7. Диффузионный поток газа, проникающего в пористую структуру вещества отвалов и прессованных отходов, стремится к некоторому постоянному значению, которое достигается через достаточно большое время.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности комплексного обращения с отходами на территориях горнопромышленных регионов и разработаны методические положения геотехнологической системы комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами, позволяющей снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и обеспечить рациональное использование вторичных минеральных ресурсов, и экологическую безопасность утилизации отходов с использованием подземного пространства закрываемых шахт, что имеет важное значение для горной промышленности и экономики России.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Динамика распределения физико-химических и потребительских свойств отходов горного производства и промышленных отходов других отраслей на территории горнопромышленного региона свидетельствует о том, что эти технологические полигоны отходов представляют собой техногенные месторождения, которые экологически рационально и экономически целесообразно разрабатывать для получения сырья различных материалов. Такой подход к системе комплексного обращения с промышленными и бытовыми отходами на территории горнопромышленного региона позволяет снизить техногенную нагрузку на окружающую среду и обеспечить рациональное использование вторичных минеральных ресурсов.

5. При закрытии шахты, совокупность горных выработок, расположенных у ствола шахты может быть использовано в качестве подземного хранилища отходов производства и прессованных ТБО при этом существуют условия для протекания химических реакций с выделением токсичных соединений, возможность самопроизвольного протекания которых целесообразно определять по изменению энергии Гиббса.

7. Уточненные закономерности диффузионного переноса кислорода и газообразных продуктов химических реакций в пористой структуре вещества отвалов и прессованных отходов позволяют рассчитать профили концентраций газовых компонентов с учетом кинетики сорбционного взаимодействия с твердой фазой на макрокинетическом уровне и интенсивности химических реакций.

8. Получены расчетные зависимости для определения кратности воздухо-обменка в горных выработках, которые используются для хранения прессованных отходов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Куприн, Борис Николаевич, Тула

1. Шершнев Е.С., Ларионов В.Г., Ларкин П.Ю. Масштабы, структура и проблемы утилизации городских свалок // Экология и промышленность России.- 1999.-№2.-с. 29-32.

2. Федеральный закон об отходах производства и потребления (в ред. Федерального закона от 29.12.2000 №169 ФЗ). Принят Госуд. Думой 22 мая 1998 года // Консультант Плюс: версия проф.

3. Макаров О.А., Тюменцев И.В, Горленко А.С., Яковлев С.А., Юрьев К.В. Твердые бытовые отходы. Проблемы и решения. // Экология и промышленность России.- 2000.-№9.- с. 41-45.

4. Мусор больших городов. В. Кузнецов. // ОБЖ.- 2000. №8.- с.52-54.

5. Букреев Е.М., Корнеев В.Г. Твердые бытовые отходы вторичные ресурсы для промышленности. // Экология и промышленность России.- 1999.-№5.- с. 38-41.

6. Твердые отходы: возникновение, сбор, обработка и удаление/ под ред. Ч. Мантелла.- М.: Стройиздат, 1977.-197 с.

7. Минько О.И., Лившиц А.Б. Экологические и геохимические характеристики свалок твердых бытовых отходов. // Экологическая химия.- 1992. -№2.

8. Санитарная очистка городов от твердых бытовых отходов под ред. Александровской.- М.: Стройиздат, 1977.-210 с.

9. Вайсман Я.И., Коротаев В.Н., Тагилов М.А. Проектирование полигонов ТБО. // Экология и промышленность России.- 2001.-№2.- с. 24.

10. Качество фильтрата из городских свалок. Kruse К., Junge J., Muale D. Sickerwasserqualitat, von Siedlungsblfalldeponien // Korresspond. Abwasser. -1994. -№ 5, c. 780-782, 784, 786. Нем., рез. Англ., фр.

11. Грибанова Л.П., Портнова Т.Г. Контроль подземных и поверхностных вод в районах полигонов ТБО Московского региона/ // Экологический вестник Подмосковья. 1993.- №4 - с. 27-29.- рус.

12. Захоронение муниципальных отходов в Перте и их влияние на качество грунтовыз вод. Hirschberg К. Municipal waste disposal in Perth and its impact on ground water quality- J. B. // Rept/Geol. Surv. West. Austral. 1993 - № 34.- c. 97-109.- англ.

13. Двоскин Г. И., Константинова Т. Н., Клюев Н. А. Уничтожение твердых отходов в малых мусоросжигательных установках. // Экология и промышленность России.- 1999.-№8.- с. 14-16.

14. Двоскин Г.И., Гришин А.А., Молчанова И.В. Энергия из отходов. // Экология и промышленность России.- 2000.-№10.- с. 15-16.

15. Гарин В.М., Кленова И.А., Хвостиков А.Г. Твердые отходы и экологическая безопасность городов. // Безопасность жизнедеятельности.- 2001.-№2.- с. 17-19.

16. Термическое обезвреживание и переработка промышленных отходов и бытового мусора // Экология и промышленность России.- 2001.-№3.- с. 35-39.

17. Туманов Ю.Н., Галкин А.Ф., Соловьев В.Б. Плазменный пиролиз твердых бытовых отходов. Часть 1. // Экология и промышленность России.-1999.-№2.- с. 8-12.

18. Гречко А.В., Денисов В.Ф., Федоров JI.A. Региональный характер проблемы твердых бытовых и промышленных отходов и ее решение пироме-таллургическим методом. // Экология и промышленность России.-1997.-с. 1316.

19. Бернардинер М.Н., Бернардинер И.М. Выбор термических реакторов для обезвреживания органических отходов. // Экология и промышленность России.- 2000.-№6.- с. 14-17.

20. Исаева Л.К., Власов А.Г. Вклад пожаров твердых бытовых отходов в состояние экологической обстановки Москвы // Экол. Пром. производства. -1995.-№1.- с.31-35. -рус.

21. Бернардинер М.Н. Диоксины при термическом обезвреживании органических отходов. // Экология и промышленность России.-2000.-№2.- с. 1316.

22. Архипченко И.А., Орлова О.В. Получение высококачественных биокомпостов. // Экология и промышленность России.- 2001.-Ж7.- с. 16-19.

23. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. Рациональное использование твердых бытовых отходов Т. 15,- 1984.-190 с.

24. Тяжелые металлы со свалок промышленных отходов // Tetsu to na-gane = J. Iron and Steel Inst. Jap.- 1997.- №29-30 -Яп.

25. Тимофеева Ю.Н., Смирнов Б.Н. Метод оценки экотоксичности отходов. // Экология и промышленность России,- 2001.-№ 1.-е. 14-16.

26. Москаленко А.П., Гутенев В.В. Вермикультивирование для утилизации органических отходов. Эколого экономический аспект. // Экология и промышленность России.- 2000.-№12.- с. 35-37.

27. Беньямовский Д.Н. Термические методы обезвреживания твердых бытовых отходов.- М.: Стройиздат, 1979.- 193 с.

28. Грибанова Л.П., Вовк JI.A. Влияние полигонов ТБО на природную среду. // Ж и КХ.-1998.-№1.

29. Компостирование собственных растительных отходов. Composter vos dechets vegetaux/ Debievre A. // Environ. Mag. 1995.- №1535.-c. 44-46.-Фр.

30. LambistoGuy. Trier — recycler — composter. Sogea realise pour la ell Le Creusot -Montceau une usin multiplieres // Info dechets: Environ. Et. Techn.-1993, №132.-c.35-38.- фр.

31. Чантурия B.A., Макаров B.H., Макаров Д.В. Инженерная экология: особенности гипергенных процессов в заскладированных горнопромышленных отходах. // Инженерная экология.-1999.- №4 .- с. 2-7.

32. Сидорчук. В. JI. Утилизация бытовых и производственных отходов.

33. Миронов А.Б., Мелехова Н.И., Володин Н.И. Проблема хранения твердых бытовых отходов. // Экология и промышленность России.- 2002.-№1.-с. 23-26.

34. Башилов Н.М., Богомазова JI.M., Константинов Г.А. Роторная машина для брикетирования твердых отходов. // Экология и промышленность России.- 1999.-№6.- с. 11-12.

35. Установка для измельчения и прессования бытовых отходов. Dispsi-tit pour le traitment de dechets en vue de reduire leur volume: заявка 2690094 Франция, МКИ 5 В09ВЗ/ 00/ courbet Gerard.-№ 9204759; заявл. 17.04.92; опубл. 2.10.93.

36. Установка для обработки отходов. Erste Scheoell Brenn - Anlage // Energie. - 1995.- 47, №5.-c.57 - нем.

37. Белов Ю. Как поступают с растущими горами отходов? // Ресурсосберегающие технологии. №1. — с. 2-5.

38. Потапов И. И., Карцева Е. В., Надеждина М. Е. Информационное обеспечение проблемы отходов. // Ресурсосберегающие технологии. -1999. -№8.-с. 19-24.

39. Рисайклинг: современная система обращения с отходами. // Тара и упаковка.- 1999.-№6.-с. 4-8.

40. СанПиН 2.1.7.722-98. Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для ТБО.

41. Смиренный И. Проблемы раздельного сбора отходов. // Тара и упаковка.- 2000.-№6.-с. 38-39.

42. Безуглов И. Сорить нельзя утилизировать. // Тара и упаковка.-2000.-№5,- с. 53.

43. Мировой спрос на вторичную и специальную фармацевтическую упаковку. // Тара и упаковка.- 2000.-№4.- с. 32.

44. Михайлов Г. М., Хара-Лемайтре Н. М., Рябкова С. С. Реализация областной программы "Отходы". // Вестник. Астрахан. Гос. техн. университета. Экология:- 1998.- с. 70-74.

45. Чеснокова Р.В. Управление и обращение с ТБО в Канаде. Провинция Британская Колумбия. // Экология и промышленность России.- 2000.-№4.-с. 32-35.

46. Дон Жардин. Управление отходами. Провинция острова принца Эдуарда Канада. // Экология и промышленность России.- 1999.-№5.- с. 45-47.

47. Мелкумов Ю.А., Грибанова Л.П., Лившиц А.Б., Корнеев В.Г. Управление твердыми бытовыми отходами в Московской области. // Экология и промышленность России.- 1999.-№4.- с. 28-30.

48. Федоров М. П., Прохорова А. Р. Проблемы обращения с бытовыми отходами в Санкт-Петербурге. // Региональная экология.-1997.-№3-4.-с. 47-53, 79.

49. Обработка стоков со свалок бытовых отходов в городе Миядзаки с использованием дисковых биофильтров (Яп.) Кавамото Исао, Отахара Муцуо и др. // Канке Иедзюцу = Environ. Conserv. Eng. 1992. -№ 2. - с.107-113. -Яп.

50. Управление отходами на Фолклендских островах. Managing waste in the Fankland Islands/ Crick P. N. O., Harker A. P. // Wastes Management.- 1998. -№4.-p. 32-33.

51. Маслов В. С. Современный полигон твердых бытовых отходов. // Ресурсосберегающие технологии. -№15. с. 2-4.

52. Ливке В. А., Губернаторова В. А., Тюльпинов А. Д., Принь Е. М. Комплексная очистка сточных вод: биохимическое обезвреживаниие газовых выбросов, переработка твердых бытовых отходов. // Химическая промышленность.- 1999.- №3. -с.44-46.

53. Направления развития упаковочной промышленности в Польше. // Тара и упаковка.- 1999.- №3.- с. 14-15.

54. Направления развития упаковочной промышленности в Польше. // Тара и упаковка.- 1999.- №4.- с. 22-23.

55. Вайсман Я.И., Зайцева Т.А., Рудакова А.В. Биосорбционный фильтр для полигона твердых бытовых отходов. // Экология и промышленность России.- 2001.-№9.- с. 18-20.

56. Вайсман Я.И., Зайцева Т.А., Рудакова JI.B. Биодеградация загрязняющих веществ в фильтрационных водах // Экология и промышленность России.- 2000.-№4.- с. 45-48.

57. Батищев В.В., Кияшкин В.И., Довгань С.А. Полигон ТБО Воронежа и состояние подземных вод. // Экология и промышленность России.- 2000/-№8.-с. 40-44.

58. Бекренев А.В., Батищев В.В. и др. О проблемах очистки вод фильтрата полигона для захоронения ТБО. // Экологическая химия.-1998.- №4.

59. Бекетов А.Ю., Бекренев А.В., Батищев В.В. Специфические особенности вод фильтрата по захоронению ТБО (на примере Воронежского полигона). // Изв. ЖКА: Городское хозяйство и экология.- 1999.- №2.

60. Скворцов JI.C., Варшавский В.Я., Камруков А.С., Селиверстов А.Ф. Очистка фильтрата полигонов ТБО. // Чистый город.-1998.-№2.

61. Свалки и качество воды. Martinas Denise, Margues da Silva Abilio Landfill leachate: Water quality // 11 Int. Sympt. Environ. Biogeochem., Salamanca, Sept. 27 Oct. 1, 1993: Abstr. - Salamanca, 1993. - С. Б. с. - англ.

62. Прокопов B.A., Толстопятова Г.В., Мактаз Э.Д. Пути решения проблемы очистки фильтрата свалки твердых бытовых отходов. // Химия и технология воды. -1995.-№1.-т.17.

63. Тематический сборник "Свалки и полигоны". Уфа.- 1996.

64. Пых Ю.А., Малкина-Пых И.Г. Об оценке состояния окружающей среды. Подходы к проблеме. // Экология.-1996.-№5.

65. СНиП 2.01.28-85. Полигоны токсичных отходов. -М.: Стройиздат,1985.

66. Орлов Д.С. Биогеохимия: учебник/ Д. С. Орлов.- Ростов- на- Дону. Феникс, 2000.-320 с.

67. Смиренный И. Упаковка и окружающая среда. // Тара и упаковка.-2001.-№2.-с. 96.

68. Тенденции и перспективы использования полимерных систем защиты пищевой продукции. Т. Иванова. // Тара и упаковка.- 2000.-№3.-с. 22-23.

69. Анализ мирового производства и потребления коробочного картона. А. Козырев. // Тара и упаковка.- 1999.-№2,- с. 8.

70. Мировой рынок гофрокартона. // Тара и упаковка.- 1998.-№2.-с. 3031.76: Аэрозоли снова входят в моду. По данным международной ассоциации производителей тары для аэрозолей (AEROBAL) // Тара и упаковка,-2000.-№4.- с. 34.

71. Рынок аэрозольных упаковок в Европе. // Тара и упаковка.- 1999.-№4.-с. 34.

72. Прогнозы спроса и потребления некоторых упаковочных материалов на начало III тысячелетия. // Тара и упаковка.- 2001.-№3.- с. 10.

73. Шершнев Е.С., Ларионов В.Г., Куркин П.Ю. Рынок продуктов переработки ТБО 90-х годов. Главные тенденции и перспективы развития. // Экология и промышленность России.- 1999 .-№9.- с. 42-46.

74. Будущее упаковки в странах Западной Европы. По данным итальянского института упаковки. // Тара и упаковка.- 2000.-№4.- с. 30-31.

75. Порядин А., Зимин Д., Гайгеров М., Боравский Б. Кризисное положение с отходами упаковки. // Тара и упаковка.- 2001.-№4.- с. 28-32.

76. Смиренный И. Тенденции упаковочной индустрии. // Тара и упаковка.-2001.-№1.- с. 4-7.

77. О производстве и потреблении картонных коробок в Европе. // Тара и упаковка,-1999.-№3.- с. 41.

78. Индустрия пластмасс. // Тара и упаковка.- 2001 .-№ 1.-е. 48-51.

79. Рынок упаковки в Карелии. А. Кузьмин. // Тара и упаковка.- 1999.-№2.- с. 24-25.

80. Стеклянная тара в Центральном экономическом районе РФ. // Тара и упаковка.- 2000.-№4.-с. 26-28.

81. Тенденции потребления фармацевтической упаковки. По данным фирмы "Freedonia Group, Inc" США. // Тара и упаковка.- 2000.-№2.-с. 10.

82. Проблемы утилизации пластиковой упаковки в Западной Европе. // Тара и упаковка.- 2000.-№1.- с. 38.

83. Об упаковке цельномолочной продукции. О.Федотова // Тара и упаковка.- 2001.-№2.- с. 16-17.

84. Прохладительные напитки Восточной Европы. // Тара и упаковка.1999.-№6.- с. 30.

85. Лагутенков А. Макулатура как стратегическое сырье для индустрии упаковки. // Тара и упаковка.- 1999.-№4,- с. 14-16.

86. Русакова. Л. Утилизация отходов упаковки и евростандарты (или как это делают в Голландии). // Тара и упаковка.- 1999.- №6.-с. 14-15.

87. Этикетка-2001. // Тара и упаковка.- 2001 .-№2.- с. 64-65.

88. ПЭТ-преформы и ПЭТ-тара-предложение. ЗАО "Мосвнешинформ" // Тара и упаковка.- 2000.- №3.- с. 6-8.

89. Маркетинг по краснодарски. // Тара и упаковка.- 2001.-№1.-с. 1013.

90. Макаренкова М. Этикетка взгляд из США. // Тара и упаковка.-2000;-№5.- с. 9.

91. Этикетка — постоянный рост производства. // Тара и упаковка.2000.-№5,- с. 10.

92. О рынке самоклеящихся этикеток в Европе. // Тара и упаковка.2001.-№1.- с. 24.

93. Тенденции. Аспекты. Ракурсы. Альтернативы. // Тара и упаковка.-2001.-№4.- с. 94-96.

94. Тенденции. Аспекты. Ракурсы. Альтернативы. // Тара и упаковка.-2001.-№2,- с. 100-101.

95. Тенденции. Аспекты. Ракурсы. Альтернативы. // Тара и упаковка.2000.-№1.- с. 66-67.

96. Тенденции. Аспекты. Ракурсы. Альтернативы. // Тара и упаковка.2001.-№1.- с. 82-83.

97. Тенденции. Аспекты. Ракурсы. Альтернативы. // Тара и упаковка.-2001.-№3.- с. 78-79.

98. Миронов А.Б. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук // "Прогнозирование эмиссии газовых и жидких компонентов в местах захоронения твердых бытовых отходов", Тула, 2002 г.

99. СНиП 2.01.01-82. "Строительная климатология и геофизика".

100. Аналитическая химия полимеров. Сборник статей. Под ред. Г.Клайна. Пер. с англ. Под ред. д-ра хим. наук А. П. Крешкова. Т.1. М., Изд. иностр. лит., 1963.

101. Кассиди Г.Дж., Кун К.А. Окислительно восстановительные полимеры. (Редокс - полимеры). Пер. с англ. О. С. Каргмарчика. Под ред. канд. хим. наук В. А. Кропачева JL: "Химия", 1967.

102. Лосев И. П., Тростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров: учебник для вузов. -М.: Госхимиздат, 1960. -574 с.

103. Петров А. А. Органическая химия. Под ред. А. А. Петрова.- М.: "Высшая школа", 1973.

104. Артеменко А.И. Органическая химия: Учебник для строит, спец. вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк. - 560 е.: ил.

105. Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. М.: Медицина, 1985.- 480 е., ил.

106. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия: Учебник для хим., биол. и мед. спец. вузов. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк. 1998. -479 е.: ил.

107. Справочник химика. М.-Л.: "Химия", 1964, 1008 с. Т.З. Химическое равновесие и кинетика. Свойства растворов. Электродные процессы.

108. Справочник биохимика: пер. с англ./ Э. Досон, Д. Эллиот, У. Эллиот, К. Джонс.-М.: Мир, 1991. -544с.

109. Справочник химика. М.-Л.: "Химия", 1963, 1168 с. Т.2. Основные свойства неорганических и органических соединений.

110. Селезнев А.В.Некоторые представления о свойствах поливинил-хлорида и материалов на его основе. // Экология и промышленность России-2001.-№8.- с. 35-37.

111. Сыркина И. Г., Трегер Ю. А. Поливинилхлорид. Настоящее и будущее. // Экология и промышленность России.- 2000 .-№6.-с. 29-31.

112. Эмануэль Н.М., Бучаченко А.Л. Химическая физика старения и стабилизации полимеров.- М.: Наука, 1982, с.21-52.

113. Тенфорд Ч. Физическая химия полимеров / Пер. с англ. Г. Л. Слонимского М.: Химия, 1965 - 772 с.

114. Химические реакции полимеров. Перевод с англ. / Под ред. Е. Фет-теса. М.: Мир, 1967. т.2. - 536 с.

115. Краткий справочник физико — химических величин. Изд. 8-е, пере-раб./Под ред. А. А. Равделя и А. М. Пономаревой. — Л.: Химия, 1983. 232 е., ил.

116. Краткий справочник физико химических величин. Изд. 7-е, пере-раб./Под ред. К. П. Мищенко и А. А. Равделя. - Л.: Химия, 1974. - 200 с.

117. Проект станции прессования ТБО/ Пояснительная записка, разраб. Гелла В. Л., Тула, 2001.

118. Писаренко Г. С. Справочник по сопротивлению материалов. Киев: Наук. Думка, 1988. - 734 с.

119. Александров А. В. Сопротивление материалов: учебник для вузов. -М.: Высшая школа, 2001. 560 с.

120. Справочник для студентов: Высшая математика. Физика. Теоретическая механика. Сопротивление материалов/ Полянин А. Д. — М.: Астрель: ACT, 2000.-480 с.

121. Химия. Большой энциклопедический словарь. Большая Российская энциклопедия, 1998.-792 с.

122. Бородич, Герасимович. Справочное пособие по приближенным методам решения задач высшей математики. Минск, 1986.-187 с.

123. Лыков А.В. Тепломассообмен: справочник.- М.: Энергия, 1978.-480е., ил.

124. Кухлинг X. Справочник по физике. М.:Мир, 1985.-520 с.

125. Лыков А. В. Теория теплопроводности. М.: "Высшая школа", 1967.600 с.132. "Правила игры в сфере утилизации отходов". // Экое — информ.2000.- №5.-с.55-70.

126. ГОСТ 17.4.4.02 84,Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.-М.:Изд-во стандартов, 1998.-60 с.

127. Методика определений содержаний металлов в порошковых пробах почв методом рентгенофлуоресцентного анализа (МВИ ЭС №05-97). НПО "Спектрон" :С.-Петербург, 1997 г.135. МУ 2.1.7.730-99.

128. Проблемы утилизации отходов упаковки. // Тара и упаковка.- 1999.-№1.- с. 36-37.

129. Потребность в бумажной и пластмассовой упаковке. Выгода от усо-вершенствоания продуктов. // Тара и упаковка.- 2001.-№3.- с. 10.

130. Производство ПЭТ пленок продолжает расти. // Тара и упаковка.2001.-№3.-с. 10.

131. Россия: импорт транспортной тары. Хельга Дан. // Тара и упаковка.-1998.-№3.- с. 30-31.

132. Валеев Р.Ф., Ощепкова А.З., Гайгеров М.С. Основные проблемы формирования и ведения федерального классификационного каталога отходов. // Экология и промышленность России.-2000.-№1.- с. 10-12.

133. Кроник B.C. и др. Утилизация твердых бытовых отходов. // Экология и промышленность России,- 2001.-№5.- с. 35.

134. Охрана природы и воспроизводство природных ресурсов. Рациональное использование твердых бытовых отходов Т. 15.- 1984.-190 с.

135. Закон об охране окружающей природной среды (в ред. законов РФ от 21.02.92 №2379 1, от 02.06.93 № 5076 - 1) // Консультант Плюс.

136. Соколов Э.М., Качурин Н.М. Углекислый газ в угольных шахтах. -М.-Недра.-1987.-144 с.

Информация о работе

Куприн, Борис Николаевич
кандидата технических наук
Тула, 2010
ВАК 25.00.36

Диссертация

Обоснование геотехнологической системы обращения с отходами производства и потребления на территориях угледобывающих регионов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Обоснование геотехнологической системы обращения с отходами производства и потребления на территориях угледобывающих регионов - тема автореферата по наукам о земле, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы