Особенности техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды

Целюк, Денис Игоревич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Особенности техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Особенности техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды"

На правах рукописи Целюк Денис Игоревич

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЗОЛООТВАЛОВ СРЕДНЕЙ СИБИРИ НА ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

Специальность 25.00.36 - геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва, 2009

003484229

Работа выполнена в Красноярском научно-исследовательском институте геологии и минерального сырья (ГПКК «КНИИГиМС»)

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук

Кузькин Вячеслав Иванович

Официальные оппоненты-доктор геолого-минералогических наук

Ожогина Елена Германовна

Защита состоится 13 ноября 2009 г. в 11.00 на заседании диссертационного совета Д 216.005.01 в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н.М. Федоровского» (ФГУП «ВИМС»)_по адресу: 119017, Москва,

доктор геолого-минералогических наук Лыгина Талия Зинуровна

Ведущая организация - Алтайский государственный технический

университет им. И.И. Ползунова

Автореферат разослан «_

Ученый секретарь диссертаций! кандидат геолого-минералогиче

Старомонетный пер., д. 31.

С диссертацией можно ознаком

» о

ШуригаТ.Н.

.«ВИМС»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На сегодняшний день теплоэнергетика является неотъемлемой частью развития мировой промышленности. В то же время с развитием топливно-энергетического комплекса встают серьезные проблемы, связанные с охраной окружающей среды от загрязнения вредными веществами. Воздействие энергетики на окружающую среду происходит на всех этапах и во всех звеньях энергетического производства и носит специфический характер для каждой подотрасли.

С ростом количества крупных энергетических объектов и целых энергокомплексов возрастают объемы золошлаковых отходов электростанций. Это влечет за собой увеличение площадей золоотвалов, в пределах которых они складируется, транспортируясь гидравлическим путем в виде пульпы.

Построенные 20-30 лет тому назад золоотвалы не оснащены надежными конструкциями, обеспечивающими защиту подземных вод от загрязнения. В связи с этим эксплуатация золоотвалов сопровождается утечками токсичного фильтрата, в результате которых происходит загрязнение подземных вод.

В свою очередь, степень загрязнения подземных вод определяется составом размещаемых отходов, качеством фильтрационных вод, направленных из золоотвала, защитными свойствами геологической среды, а также особенностями поведения химических компонентов в пределах подземных водоносных горизонтов. В настоящее время недостаточная изученность особенностей техногенного процесса, определяющего загрязнение подземных вод, и отсутствие соответствующей информации не позволяют выполнить объективную оценку техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды.

Таким образом, изучение особенностей процесса, определяющих воздействие золоотвалов на подземные: воды, позволит осуществлять безопасную эксплуатацию данных объектов, повысить точность прогноза их воздействия на гидрогеологическую среду, своевременно разрабатывать и выполнять мероприятия по защите подземных вод от техногенного воздействия, что является весьма актуальным для регионов Средней Сибири.

Цель работы. Выявление особенностей техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды и организация комплексного геоэкологического мониторинга подземных вод в районе золоотвалов.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Изучение вещественного состава золовых отходов и их типизация по минеральному и химическому составу.

2. Изучение особенностей изменения вещественного состава в вертикальном разрезе массивов золовых отложений с выделением групп компонентов загрязняющих подземные воды.

3. Выделение миграционно-активных групп загрязняющих веществ в техногенном водоносном горизонте рабочих секций золоотвалов и изучение их поведения в подземных водоносных горизонтах.

4. Разработка основных положений оценки техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды.

5. Организация комплексного геоэкологического мониторинга, системы «золоотвал - подземные воды».

Фактический материал. Работа выполнена в Красноярском научно-исследовательском институте геологии и минерального сырья (ГПКК «КНИИГиМС») в рамках государственного контракта «Осуществление мониторинга подземных вод в зоне влияния промышленных отвалов предприятий Красноярского края». Материал собран автором на следующих объектах:

• Красноярский край: золоотвал Минусинской ТЭЦ, золоотвал Канской ТЭЦ, золоотвал Назаровской ГРЭС, золоотвал Березовской ГРЭС, золоотвал Красноярской ТЭЦ-1, золоотвал Красноярской ТЭЦ-2, золоотвал Красноярской ТЭЦ-3, золонакопитель ОАО «Крастяжмашэнерго», золоотвал ОАО «КрамзЭнерго», золоотвал ОАО «Красмаш».

• Республика Хакасия: золоотвал Абаканской ТЭЦ.

В процессе исследований изучено более 400 проб золовых отложений из золоотвалов ТЭС, 500 проб подземных вод из сети наблюдательных скважин золоотвалов, 80 проб поверхностных вод и 50 проб донных отложений из водотока в зоне влияния золоотвала Красноярской ТЭЦ-3. Общее количество выполненных анализов, включая результаты водных, кислотных вытяжек и экспериментальных исследований, составило более 3000 определений.

В работе использованы результаты исследований физических свойств золовых отложений (лаборатория физико-механических исследований ОАО проектно-изыскателский институт «Красноярскгидропроект»), химических и спектральных полуколичественных анализов (аналитический отдел «Аккредитованный испытательный центр ОАО «Краснояскгеология» по полезным ископаемым, металлам и сплавам»), рентгенофазовых, термогравиметрических, локальных рентгеноспектральных анализов, растровой электронной микроскопии (минералогический отдел Институт химии и химической технологии СО РАН), количественного спектрального атомно-эмиссионного и атомно-абсорбционного анализа, масс-спекгрометрического метода с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS) (аккредитованная аналитическая лаборатория ГПКК «КНИИГиМС»),

Методы исследований. Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследований:

1. Методы определения физических свойств веществ.

2. Оптической микроскопии (петрографический, оптико-минералогический) для изучения особенностей минерального состава золовых отложений в золоотвалах. Аппаратура: поляризационные микроскопы Полам Р-211 (Россия), Olympus ВХ 51 (Япония).

3. Рентгенофазовый анализ (РФА) для диагностики минералов и определения минерального состава золовых отходов. Аппаратура:

рентгеновский дифрактометр ДРОН-3 (Россия). Расшифровка проводилась с использованием картотеки эталонных порошковых спектров JCPDS.

4. Термогравиметрический анализ для определения состава и физико-химических свойств золовых отложений. Аппаратура: дериватограф Q - 1000 D (Венгрия).

5. Электронная микроскопия и локальный рентгеноспектральный анализ для определения форм нахождения первичных минералов, выявления особенностей образования вторичных агрегатов, идентификация включений в минералах. Выявление тонких особенностей их строения. Аппаратура: растровый электронный микроскоп JEOL JSM-7001F (Япония) и РЭМ-ЮОУ (Россия) с волновым рентгеновским спектрометром СПЕКТРОСКАН.

6. Спектральный полуколичественный для выявления малых элементов в золовых отложениях, определения уровня их фоновых содержаний. Аппаратура Дифракционный спектрограф ДФС-4 (Россия).

7. Атомно-эмиссионный спектральный, атомно-абсорбционный, масс-спектрометрический метод с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS) для определения количественного содержания геохимических элементов в золовых отложениях, изучения закономерностей распределения в разрезе золовых массивов и подстилающих их грунтах, определение содержания элементов в техногенных и подземных водах. Аппаратура: спектральный атомно-эмиссионный комплекс «ГРАНД», атомно-абсорбционный спектрометр SOLAAR - S, ИСП-масс-спектрометр ELAN 9000.

Научная новизна работы.

Впервые на территории Средней Сибири проведена типизация золовых отходов по минеральному, химическому и элементному составу.

Изучен вещественный состав золовых отходов в вертикальном разрезе золовых массивов Средней Сибири. Впервые установлено зональное строение золовой толщи, обусловленное преобразованием золовых отходов в приконтактной зоне с подстилающими их грунтами, и выделены основные геохимические ассоциации элементов, загрязняющие подземные воды.

Впервые для золоотвалов Средней Сибири разработана модель комплексного геоэкологического мониторинга системы «золоотвал -подземные водью.

Практическая значимость.

Выявлены аномальные геохимические зоны в основании золового массива, являющиеся источником формирования геохимических ассоциаций элементов, загрязняющих подземные воды.

Разработана система комплексного анализа и прогноза техногенного загрязнения, которая используется при экологической оценке деятельности по обращению с золовыми отходами Красноярской ТЭЦ-3 и Назаровской ГРЭС.

Реализуется система государственного комплексного мониторинга, позволяющая осуществлять прогноз техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды.

Личный вклад. Автором проведено полевое обследование всех основных золоотвалов Средней Сибири. В процессе выполнения полевых работ организовано и проведено бурение золовых массивов на золоотвалах Средней Сибири, отобраны пробы золового материала, для последующего изучения в лабораторных условиях. В результате выполнения полевых и лабораторных работ получен уникальный материал по особенностям преобразования вещественного состава золовых отходов в зоне контакта золовых массивов и подстилающих их грунтов. Лично автором проведена камеральная обработка результатов лабораторных аналитических исследований. На основе полученных данных в 2008 г. разработан «Проект краевого мониторинга подземных вод в Красноярском промышленном центре и зонах влияния промышленных отвалов предприятий». Проект получил положительную оценку ведущих геологических организаций Красноярского края и Сибирского федерального округа, а также был согласован с Управлением федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Красноярскому краю и Управлением по недропользованию по Красноярскому краю.

Апробация работы и публикации.

Основные положения диссертационной работы изложены в 7 печатных работах, в том числе одна статья - в реферируемом журнале. Результаты исследований неоднократно обсуждались на заседаниях Ученого Совета l liKK «КНИИГиМС» и на научно-практических конференциях и совещаниях: Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы, проблемы и решения» (Красноярск, СибГТУ, 2005 г.), Эколого-юридическом форуме «Проблемы реализации права граждан на благоприятную окружающую среду: теория и практика» (Красноярск, СФУ, 2008 г.), IV Всероссийской научно конференции «География, история и геоэкология Сибири» (Красноярск, КГПУ имени В.П. Астафьева, 2009 г.).

Структура, объем и содержание работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы (130 наименований). Общий объем работы составляет 162 страницы, в том числе 31 рисунок и 10 таблиц.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, доктору геол. - мин. наук В.И. Кузькину за помощь и внимание в работе над диссертацией. За ценные советы и обсуждения автор выражает искреннюю благодарность д.т.н. Г.И. Кузнецову (ПИ СФУ), д.с.х.н. Л.Р. Мукиной, к.г.-м.н. А.П. Романову, к.г.-м.н. С.А. Измайловой (ГПКК «КНИИГиМС»), к.т.н. А.Н. Кокорину (СибГТУ). Особую благодарность за помощь в проведении минералогических и аналитических исследованиях автор выражает сотрудникам Института химии и химической технологии СО РАН к.х.н. A.M. Жижаеву и В.Ф. Каргину, ОАО Проектно-изыскательного института «Красноярскгидропроект» С.И. Бурову, а также сотрудникам аналитической лаборатории ГПКК «КНИИГиМС» С.Н. Шведовой, А.П. Соловьевой, Л.И. Потапенко, Л.К. Вороновой. Искреннюю признательность за помощь в организации и проведении полевых работ автор выражает А.Н. Брацуну.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

Во введении обоснована актуальность работы, обозначены цели, задачи, показана научная новизна и практическая значимость проведенных исследований, сформулированы защищаемые положения. В первой главе проведен анализ исследований воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды, и представлена методика выполнения работы. Во второй главе дана характеристика золоотвалов Среденей Сибири. Показаны общие физико-механические свойства золового материала, складируемого на золоотвалах, представлены гидрогеологические условия и защищенность подземных вод в районах их размещения. В третьей главе приведены результаты исследований химического, элементного и минерального состава зол из золоотвалов Среденей Сибири. На основе этого приведена типизация золоотвалов. В четвертой главе изложены результаты изучения вещественного состава зол в вертикальном разрезе золовой толщи. Выделены геохимические ассоциации элементов, загрязняющих подземные воды. В пятой главе на основе полученных результатов исследований разработана система комплексного анализа как основы прогноза и оценки техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды. На золоотвале Красноярской ТЭЦ-3 проведена апробация предложенной системы. На основе этого разработана система комплексного мониторинга, которая в настоящее время реализуется на территории Красноярского края.

1. На ТЭЦ Средней Сибири установлено два типа золоотвалов с различным минеральным и химическим составом, зависящим от сжигаемого топлива: кремнистые - Красноярские ТЭЦ и Назаровская ГРЭС, использующие угли Назаровского и Бородинского месторождений, и кальциевые - Березовская ГРЭС, потребляющая сырье с одноименного угольного разреза. Минералого-геохимические особенности отвалов определяют специфику и интенсивность экологического воздействия на окружающую среду.

В химическом составе зол, размещаемьгх на золоотвалах Средней Сибири, основными компонентами являются оксиды кальция, кремния, железа и алюминия. Содержание кальция и кремния достигает 15 - 40 %, железа-до 10 %, алюминия до-9 %. Количество остальных элементов составляет менее 5 %.

Сопоставление особенностей химического состава зол представлено на трехкомпонентной диаграмме (рис. 1). На диаграмме показаны взаимоотношения основных компонентов в золовых отходах теплоэнергетики. При построении диаграммы сумма оксидов приведена к 100%.

Фигурные точки на диаграмме образуют два поля. Поле 1 включает в себя суммы компонентов, принадлежащих золам из крупных накопителей Назаровской ГРЭС, Красноярской ТЭЦ-1, Красноярской ТЭЦ-2, Красноярской ТЭЦ-3, а также из золоотвала предприятия ОАО «КрамзЭнерго», золоотвала ООО «Крастяжмаш», золоотвала Абаканской ТЭЦ и золоотвала Минусинской ТЭЦ.

Расположение показателей приурочено к зоне кремнистых пород. Поле 2 образовано показателями зол Березовской ГРЭС. Выявленная группа расположена в зоне высококальциевых пород. Таким образом, исследуемые золовые отходы подразделяются на высококальциевую и кремнистую группы.

/ У/\ 1 - золы из золоотвалов Красноярских ТЭЦ;

2 -золы из золоотвала Назаровской ГРЭС; А/\/\ А А . .■ 3-золы из золоотвала Березовской ГРЭС.

Рис. 1. Трехкомпонентная диаграмма суммарного химического состава зол.

Особенности состава зол объясняются качественным составом топлива. Источником образования золовых отходов являются угли Канско-Ачинского угольного бассейна, которые по показателю зольности делятся на два типа. Наименее зольные угли бассейна сосредоточены на ограниченных площадях Березовского месторождения и представлены углем с зольностью 5-6 %. Зольность углей Назаровского и Бородинского месторождения превышает зольность углей Березовского месторождения почти в два раза и составляет 812%. Таким образом, существующие закономерности соотношения зольности в углях отражаются и при сопоставлении кремнистых и кальциевых соединений и в золовых отходах.

Исследования минерального состава зол показали, что основная их масса представлена кварцем, карбонатами и железистыми минералами. Доля переплавленной кремнистой массы и кварца в исследуемом материале достигает 70 %, в то время как доля карбонатов кальция составляет 20-25 %. Такое соотношение отчетливо фиксируется рентгенофазовым анализом, проведенным в процессе выполнения исследований зол из золоотвалов Красноярских ТЭЦ, Назаровской и Березовской ГРЭС (рис. 2).

Железистые минералы золовых отложений представлены в основном магнетитом, гематитом и железистыми глобулами. Об этом свидетельствуют проявления на дифрактограммах пиков магнетита с1 2,97; 2,53 А и пики гематита <12,69; 2,52; 1,48 А (рис. 2). Значительно реже отмечаются гидроксиды железа и сидерит.

В золах распространены железистые глобулы, имеющие плотное строение и полые алюмосиликатные сферы.

В подчиненных количествах до 5 % в золах встречается ряд первичных минералов. Полный перечень минералов приведен в таблице 1.

а б

Рис. 2. Днфрактограммы проб золовых отложений из золоотвалов Средней Сибири.

а - золы из золоотвала ОАО «КрамзЭнерго»; б - золы из золоотвала Березовской

ГРЭС.

«'« '*: ' в 1 с к а я с XI с д ь .с шщ м'*> * * " * *

сгмис ..С«*ММ1

.. .... » *:■ » » га г»

' """■!."..... ♦ ...... ■ '; '. '"О----- --------- -----------*

т-1 »

: I

5К-1 ' '».

•гаа-а, . >

Рис. 3. Дендрограмма дистанционного распределения зол по результатам кластерного анализа.

В золах также выделяется большая группа минералов, образованных в результате гипергенных процессов. Это глинистые (каолинит, монтмориллонит) и новообразованные минералы (гипс, цеолиты, портландит, алюминит, таумасит, гетит).

Кроме первичных и вторичных фаз в золоотвалах встречены и минералы биогенного происхождения. Присутствие биогенного ватерита в золовых отходах Красноярского края впервые обнаружено автором на золоотвале Березовской ГРЭС. Наличие ватерита установлено методом рентгенофазового анализа. На дифрактограммах ватерит четко проявляется пиками (1 3,29; 2,73;

2,06 А.

Установлено, что доля кварца в золах Березовской ГРЭС в два раза меньше, чем в золах Красноярских ТЭЦ и Назаровской ГРЭС. Кроме этого, для зол Березовской ГРЭС характерно широкое развитие портландита. Общая доля карбонатов кальция и портландита в два раза превышает содержание карбоната кальция в остальных золах. Также золы Березовской ГРЭС характеризуются присутствием минимального набора остаточных первичных минералов.

Исследования микроэлементного состава зол Средней Сибири методом рентгеноспектрального анализа показали, что в них проявляются более 20 различных элементов, из которых постоянно присутствуют только 13: V, Сг, Т1, РЬ, Си, Ва, Бг, и, Мо, Ъа, Со, N1, Мп.

С целью выявления взаимосвязи между золовыми отходами изучен геохимический массив содержаний элементов, постоянно присутствующих в исследуемых золовых отходах. Всего исследовано 270 проб. Обработка массива выполнялась методом кластерного анализа. В результате обработки массива данных выделено две группы золовых отходов. Первая группа представлена золами из золоотвалов Красноярских ТЭЦ, Назаровской ГРЭС, Абаканской ТЭЦ. Вторая группа представлена золами, размещаемыми в золоотвале Березовской ГРЭС.

Результаты обработки геохимических данных корреляционного анализа позволили установить следующие группы. Первая группа включает ассоциации геохимических элементов из золовых отложений Назаровской ГРЭС и Красноярских ТЭЦ. В составе этой группы выделены три ассоциации: Со — № -Мп, Т1 - V — Сг, РЬ - Ъг\. Вторая группа представлена золами Березовской ГРЭС и включает следующие ассоциации: V - Т1 - Сг - РЬ, Со - Си, Ъп - Ж

Как видно из представленного материала, при исследовании микроэлементного состава золовых отходов также подтверждается проявление двух групп.

Таким образом, в результате исследования вещественного состава золовых отходов на территории Средней Сибири установлено два типа отходов размещаемых в гидрозолоотвалах.

2. Комплексом минералого-аналитических методов установлена вертикальная техногенная зональность, характеризующаяся последовательным изменением алюмосиликатов, карбонатов и оксидов железа, формированием в основании толщи вторичных гидрогетита, кальцита, цеолитов и глинистых минералов. Минералогические изменения сопровождаются накоплением в нижней части отвалов высоких концентраций широкого спектра металлов, в том числе токсичных.

Для получения полной информации об особенностях формирования золового массива автором организовано бурение техногенных отложений на золоотвалах Березовской ГРЭС, Назаровской ГРЭС, Красноярской ТЭЦ-3 и ОАО КрамзЭнерго. Мощность вскрытых разрезов составила от 8 до 14 м по всей толщи золовых отложений с заглублением в подстилающие грунты на 2,5 -4,5 м.

Исследования фильтрационных свойств золовой толщи показали, что верхние слои золовых отложений характеризуются постоянной пористостью, плотностью грунтов, естественной влажностью. Фильтрационные свойства золы обусловлены равномерно протекающими процессами.

В нижних горизонтах золовых толщ, расположенных в основании золоотвала, фильтрационные способности зол возрастают, а также увеличивается их влажность и уменьшается плотность.

Минеральный состав золовых отложений Средней Сибири

Таблица ]

Тип минералов Минералы золовых отложений из золоотвалов

Красноярская ТЭЦ-1 Красноярская ТЭЦ-2 Красноярская ТЭЦ-3 КрамзЭнерго Назаровская ГРЭС Березовская ГРЭС

Основная масса Изотропная расплавленная кварцевая стекловатая масса Изотропная расплавленная кварцевая стекловатая масса с примесью халцедона Изотропная расплавленная кварцевая стекловатая масса Изотропная расплавленная кварцевая стекловатая масса Изотропная расплавленная кварцевая стекловатая масса с примесью калишпатов Изотропная расплавленная кварцевая стекловатая масса с примесью ксеноморфных кварцевых зерен и калишпатов

Первичные Полевой шпат Гематит (Ре203) Магнетит (ре304} Апатит Са3[Р04]3С1 Монацит (Се,1м...)Р04 Бурые хлоритовые агрегаты Сфен СаПрЮ4]0 Пироксен СаМ%[51,06] Саре[81 ¡Об] Лейкоксен тТЮгпЭЮг Бадделеит ТгОг Роговая обманка Са,На(М&Ре,,)4 (АГ.Ре")[(51.А!)401,], [ОН], Кварц (,5/0,) Полевой шпат Угловатые обломки Лимонитизированные и лейкоксенизированные рудные образования Турмалин [Уа,Са)(М&А1)б [ВзА13ЗЫ(О,ОН)30] Апатит Са5[Р04]зС1 Роговая обманка Са$1а(М&Ге")4 (А/,Ре")[(Я,А1)4ОЛ, [ОН], Актинолит й/^й'^ЗД;/ [ОН], Кварц (ЗЮ,) Полевой шпат Рудные минералы: гематит (Ре203) магнетит (Ре304) Апатит Сщ[Р04]3С1 Турмалин (Ыа,Са)(М&АЦб [ВзА/^О.ОНМ Кварц (ЗЮ,) Полевой шпат Рудные минералы: гематит (Ре,0¡) магнетит (Ре30,) Апатит Са3[Р04]3С/ Турмалин (,Ыа,Са)(М&А1)6 [ВзАЩ^О.ОЩю] Кварц Полевой шпат Рудные минералы: гематит (Ре,03) магнетит (Ре30^) Эпидот Со2(А!,Ре)3[3>207] [вЮ,] [ОН] Лейкоксен тТЮгпЭЮг Турмалин (Ка,Са)(Мё,А1)б [ВАШ^О.ОНЫ Апатит Са3[Р04])С1 Кварц (йЮ?) Турмалин (Ыа,Са)(Мг,А!)6 [В}А1£и(О,ОН)30] Пироксен СаМ8[Я,06] СаРеРьОь] Полевой шпат Рудные минералы: гематит (Ре/Э^ магнетит (Ре304) Апатит Са3[Р04]3С1 Пироксен Турмалин (Ка,СаХМе,А1)б [В^ЬЗ^О.ОНЬо] Ортит (Со.Се), (А1,Ре)3[5:207][5Ю4]0[0, ОН] Кварц (5Ю,) Мусковит КА12[А151 ¡О щ][ОН],

Анортит Са[А1&Юя1 Анортит Са[А1т31,Оя1

Плагиоклазы Клинохлор ({Mg.FeUSi.AIЬ Ою(ОН)!) Мусковит КА1,[Ат3О,0] [ОН],

Альбит Л'аЛ/ЛХЛ Биотит К(Мг,Ре)3[А1813О,0] (ОН),

Анортит Са[А1т51тОя1

Турмалин {Ыа,Са)(Мг,А1)6 [В^ЦО.ОЩзо] Эпидот Са,

Продолжение таблицы 1

Тип Минералы золовых отложений из золоотвалов

минералов Красноярская ТЭЦ-1 Красноярская ТЭЦ-2 Красноярская ТЭЦ-3 КрамзЭнерго Назаровская ГРЭС Березовская ГРЭС

Вторичные Гидрооксид железа (НРе02-Н20) Карбонаты Кальцит (СаСОз) Гетит (Ге203) Родезит ((СгцК.Ыа^кО«)-!1Н20) Гидрооксид железа (НРе02Н20) Цеолиты Карбонаты Таумасит (Са3Ш(0Н)б(С03)(50<) 12НзО) Кальцит (СаСОз) Гипс (СаЮ,-2НЮ) Дачиардит ((Са.К; Иа)А1£1,101а 6Н20) Гидрооксид железа (НРе02-Н20) Кальцит (СаСОз) Гипс (СаЗОгЗН/)) Родезит ((Са,К,На)в5ыО«-11Н20) Алюминит (А1£04(ОН){7Н20) Кальцит (СаСО,) Сидерит (РеСО,) Гипс (СаЭО^НзО) Каолин (М&ШОНМ Шабазит 12НзР) Гидрооксид железа (НРе02-Н20) Гидрослюдистые карбонатные обломки Цеолиты Карбонат Кальцит (СаСО,) Гипс (СаЪОЛНгО) Гидрооксид железа (НРе02-Н20) Гидрослюдистые мелкие скопления коллоидальных сферолитов Красно-коричневые коломорфные зерна Бурые комковатые глинистые агрегаты Цеолитовые сферы Поотландит (Са(ОН)-,) Кальцит (СаСО,) Лачиардит ((Са.К-, №)А1&,&2В бНцО) Натпиевый пачиардит

((Са,КМа4)А1&1аО„ 13.43Н10) Таумасит (Са£1(ОН)с(СОз) (304) 12НтР) Гипс (СаЮ, 2НтО)

Биогенные минералы Ватерит (СаСОз) Ватерит (СаСО,)

Химический состав золовых отложений характеризуется высокой щелочностью с показателем рН = 10 ед. При этом наиболее высокощелочная зона с показателем рН = 12 ед. установлена в основании золового массива.

Золы по всему вертикальному разрезу характеризуются высокими концентрациями Са, 85, Ре, А1,

Присутствие кремния в золовых массивах в среднем составляет до 30 %. Исключением является золоотвал Березовской ГРЭС, в котором его содержание не превышает 18 %. Это характерно для всей вскрытой мощности золового массива.

Железо, алюминий, магний равномерно распределены по всей золовой толще. Содержание железа и алюминия составляет не более 10%, а магния около 7 %. Исследования водных вытяжек показали, что поведение железа, алюминия и магния в золовой толще несущественно отличается от валового распределения элементов

Распределение кальция в золовом массиве существенно отличается от других элементов, В верхних слоях золовых отложений его содержание составляет 25-30 %. Максимальное количество кальция 32 - 35 % проявляется в горизонтах золовых образований, расположенных в основании золоотвалов. Распределение кальция в водорастворимой форме по вертикальному разрезу согласуется с поведением его валового содержания.

Калию и натрию свойственны малые концентрации по разрезу, не превышающие 1 — 1,5 %.

Минеральный состав золовых отложений характеризуется неоднозначным поведением разных минеральных групп в разрезе золовых толщ золоотвалов Средней Сибири.

По данным рентгенофазовых анализов, распределение кварца и кремнистой массы носит равномерный характер по всем вертикальным разрезам золовых массивов. Содержание кварца от общей массы золы по всей глубине разреза составляет около 50 %.

Железистые минералы золовых отложений представлены в основном магнетитом и гематитом. По разрезам золовых толщ они распределены равномерно. Об этом свидетельствуют результаты рентгенофазового анализа. В нижних горизонтах зол гематит подвергается существенному физико-химическому изменению. На поверхности зерен гематита активно развиваются гетит и гидрогетит в виде землистых масс, оолитовых и натечных образований.

Кроме магнетита и гематита в золовой массе присутствуют железистые и алюмосиликатные глобулы, в основном представленные правильными сферическими формами.

Электронно-микроскопические исследования показали, что железистые глобулы в верхних слоях обладают гладкой поверхностью со слаборазвитыми вторичными формами кальцита и гипса (рис. 4а). В нижних слоях отмечается увеличение их количества. Глобулы подвергаются частичному разрушению, что проявляется в развитии на их поверхностях пористости, проникающей вглубь стенок. Кроме этого на поверхности железистых глобул развиваются

вторичные минералы, которые покрывают ее плотным слоем пластинчатых, игольчатых и дендритовых образований (рис. 5а).

Микросферы аллюмосиликатного состава распространены по всей мощности золовых толщ. В верхних горизонтах в основном преобладают гладкие алюмосиликатные сферы. В нижних горизонтах они претерпевают значительные химические разрушения. Активное выщелачивание приводит к формированию пористой структуры их поверхности, а в ряде случаев к полному разрушению стенок сфер. На их месте, в процессе химического преобразования, активно формируются минералы глинистой и цеолитовой групп, которые чаще всего имеют таблитчатую форму (рис. 5в).

Количество кальцита в пробах, из верхних слоев золовых отложений составляет около 20 %. В горизонтах, расположенных в основании золоотвала, его содержание увеличивается в два раза и достигает 40 %, что подтверждается рентгенофазовым методом.

Электронно-микроскопические исследования зол установили, что в верхних горизонтах золовых массивов, кристаллы кальцита часто проявляются в виде спайных ромбоэдров (см.рис. 4 б). В золах из нижних слоев отмечается вторичное преобразование кальцита, проявляющееся в разрушении отдельных зерен минерала и образовании на их месте чешуйчатых и хлопьевидных масс (см.рис. 5 б).

Полевые шпаты в верхних горизонтах золовых массивов представлены альбитом и анортитом. Минералы имеют в основном сложные неправильные формы (см.рис. 4в). На них видны тонкие трещинки вдоль спайности, по которым развиваются глинистые агрегаты (см.рис. 4г). В нижних горизонтах присутствие анортита и альбита резко уменьшается. Их поверхности покрыты мелкими порами неправильной формы. Через них щелочные, минеральные растворы проникают в глубь зерен, что способствует разрушению полевых шпатов (см.рис. 5г). В результате разрушения образуются кальцит, каолинит, монтмориллонит, алюминит. Наличие данных форм зафиксировано в результате проведения рентгенофазового и термогравиметрического анализа.

В нижних горизонтах в виде новообразованных форм образуются гипс, портландит и цеолиты.

Об активности образования и развития вторичных минералов в нижних горизонтах золовых массивов свидетельствует и широко развитая кристаллизация минеральных форм в дренажных системах. В результате поступления в систему пересыщенных растворов внутренние стенки труб начинают интенсивно покрываться образованиями кальцита, гипса, в меньшей степени - светло-коричневыми натечными формами гетита и гидрогетита.

Среди микроэлементов в золовых отложениях, контактирующих с подстилающими грунтами высокого уровня валового накопления достигают Ва, Бг, Ы, 14, V, Сг, Со, Мп, Мо. С переходом в подстилающие суглинки их валовое содержание резко уменьшается. Максимальные концентрации сохраняют РЬ, Си, V, 2п.

В Г

Рис. 4. Формы выделения минералов в верхних горизонтах золовых толщ в золоотвалах Средней Сибири.

а - железистые глобулы; б - спаенные ромбоэдры кальцита; в - полевой шпаг; г - глинистые минералы на поверхности полевого шпата.

Рис. 5. Преобразованные первичные (реликты) минералы в нижних горизонтах золовых массивов.

а - железистые глобулы, покрытые вторичными минералами; б -разрушение кальцита с образованием хлопьевидных масс; в -разрушение алюмосиликатных глобул с образованием вторичных минералов; г - пористость на поверхности полевого шпата.

Как показывают исследования водорастворимых форм, в нижних горизонтах увеличивается степень растворимости Ва, Бг, Со, Мп, V, "Л, Си, РЬ и Хп.

Установлено, что поведение элементов, входящих в состав геохимических ассоциаций, не является однотипным. Ряд элементов характеризуется ростом концентраций в основании золовых массивов, а другие элементы распределены равномерно по разрезу толщи зол.

Расчеты распределения водорастворимых форм в процентном соотношении от валового содержания показывают зону активного обогащения техногенных вод микроэлементами в золовых массивах золоотвалов Средней Сибири. На рис. б данная зона наглядно проявляется в виде резкого всплеска распределения на глубине 9,5 — 11 м, расположенной в основании золоотвала ОАО «КрамзЭнерго». Техногенные воды в нижних слоях золового массива активно обогащаются Ва, Бг, Со, Мп, V, Т|, Си, РЬ и 2п. Доля растворения от общей массы составляет до 1,5 %. Для Си, Ва и 8г - достигает 15 %.

Рис. 6. Распределения водорастворимых форм элементов в процентном соотношении от их валового содержания в золоотвале ОАО КрамзЭнерго.

Обращает на себя внимание в этой зоне поведение Ы, Мо, Сг. Попадая в данный горизонт, они практически полностью теряют свои миграционные способности и осаждаются в этих слоях золовых отложений. Как показали полученные распределения, мощность зоны обогащения составляет 2,5 - 3 м в зависимости от мощности золового массива.

Выполненный статистический анализ значений концентраций микроэлементов в золовых массивах показал, что их взаимосвязи в нижних горизонтах золовых толщ изменяются. Первичные ассоциации геохимических

элементов, присущие верхним частям разреза золовых массивов, преобразуются в новые ассоциации. Графическое построение корреляционных профилей по матрице парных коэффициентов корреляции позволяют вьщелить три основные геохимические ассоциации. Первая ассоциация представлена Бг - Со - № - Си - "П. Вторая ассоциация включает V - Ва - Мп ~2п - РЬ, а третья Сг - Мо - У.

3. Загрязнение подземных вод в районе воздействия золоотвалов определяется активностью элементов установленных геохимических ассоциаций: У-Ва-Мп-РЬ; Зг-Со-М-Си-И; Сг-Мо-Ы. Основой оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды является комплексный мониторинг системы «золоотвал-подземные воды», включающий наблюдения за процессами формирования техногенных гео-и гидрохимических аномалий в массиве золовых отходов и их распределением в подземных водах.

Золоотвалы являются техногенными объектами, активно загрязняющими подземные воды. При фильтрации из золоотвалов техногенные воды проходят через грунты, залегающие под хранилищем, по направлению вертикально вниз, затем достигая горизонта подземных вод, смешиваются с ним и далее распространяются по его направлению. При смыкании техногенного фильтрата и природного подземного водоносного потока грунтовых вод образуется купол растекания фильтрационных вод. Формируется постоянная связь золоотвала и подземного водоносного горизонта. В результате этого процесса золоотвал и подземные воды из отдельных элементов техногенной и природной системы образуют взаимосвязанный комплекс «золоотвал - подземные воды». Для изучения взаимоотношений в данной системе необходимо использовать комплексный подход.

Результаты исследований позволяют вьщелить следующие составные звенья, входящие в процедуру комплексной оценки воздействия золоотвалов на подземные воды:

- изучение геоэкологических и гидрогеохимических аномалий в золовом массиве,

- выявление миграционно-активных групп элементов в техногенном водоносном горизонте, способных загрязнить подземные воды,

- изучение поведения миграционно-активных групп элементов в горизонтах подземных вод.

Система комплексной оценки воздействия золоотвалов на подземные воды апробирована на золоотвале Красноярской ТЭЦ-3. Выбор этого объекта обусловлен наличием осушенной и эксплуатируемой секций. На осушенной секции выполнялся отбор проб для изучения вещественного состава золового массива. На рабочей секции проведено опробование осветленных вод пруда отстойника и вод техногенного водоносного горизонта. В районе золооотвала осуществлено опробование подземного водоносного горизонта.

Установлено, что золы осушенной секции относятся к образованиям кремнистого типа. В вертикальном строении золовой толщи на осушенной

секции отчетливо выделяется зональность минерального и химического состава отходов. Отчетливо выделяется горизонт вторичного преобразования зол. В этой зоне формируются следующие ассоциации, способные загрязнять подземные воды: первая ассоциация V - Ва - Мп - РЬ, вторая Бг - Со - № - Си

- третья Сг - Мо - У.

Исследования рабочей секции проводилось с учетом фильтрационной модели, выполненной по результатам гидротехнических построений, осуществленных в начальные период эксплуатации объекта. Фильтрационная модель золоотвала представлена на рис. 7. Особенностью является наличие сформированного купола растекания, составляющего единое фильтрационное поле от пруда отстойника осветленных вод до горизонта подземных вод. Характерной чертой фильтрационных потоков является частичная разгрузка в дренажный канал, которым является русло речки Черемушка, представляющей собой поверхностный обводной водоток.

Изучение гидрохимического состава техногенного водоносного горизонта выполнялось путем регулярных наблюдений за качеством водоносной среды в пьезометрических скважинах, вскрывающих кровлю техногенного водоносного горизонта на всем протяжении ограждающей дамбы секции № 1.

Проведенные гидрохимические исследования и последующая статистическая обработка данных показали, что в техногенном водоносном горизонте формируются ассоциации, аналогичные выявленным в горизонте вторичного преобразования в сухой секции золоотвала. При обработки статистических данных методом корреляционного анализа установлены следующие геохимические ассоциации: стронций - кобальт - никель — медь -титан, ванадий - барий - марганец - свинец, литий — хром — молибден.

Интенсивность взаимодействия техногенных вод золоотвала и природных вод подземного водоносного горизонта оценивалась путем определения степени накопления геохимических элементов в подземной водоносной среде. Результаты расчетов коэффициентов концентрации показали, что максимальной степенью накопления в водах обладает ассоциация V - Ва - Мп

- РЬ, превышая показатель накопления ассоциации Бг - Со - № - Си —в два раза. По суммарному показателю уровень накопления элементов первой ассоциации по форме и контуру четко отражает фильтрационный купол растекания техногенных вод. Суммарный показатель второй ассоциации не имеет четких контуров, сопоставимых с границами купола фильтрации техногенных вод в подземный водоносный горизонт. Проявление воздействия на грунтовые воды элементов, входящих в ассоциацию, отчетливо прослеживается на диаграммах. Ассоциация Сг - Мо — Ы обладает минимальным суммарным показателем, равномерно распределенным по всей площади в районе золоотвала (рис. 8).

Рис. 7. Принципиальная схема купола растекания техногенных вод в золовом массиве золоотвала Красноярской ТЭЦ - 3 и распространение их в подземном водоносном горизонте.

Пруд осветленных вод

Золошлаковый массив

Техногенный водоносный горизонт

Ограждающая дамба

I - терасса р. Енисей

гьтрационный экран

р. Черемушка

Иловые отложения 'водотока

СН 14

СИ □

ЕЯ

- супесчано-суглинистая толща

- пески аллювиальные

гравийно галечные грунты (водоносный горизонт)

- элювий коренных среднеюрских песчаников

Условные обозначения

I I фильтрационный купол растекания '-' техногенных вод

I ^П _ Направление потока

'-' фильтрационных техногенных вод

1 ^ | - Направление потока грунтовых вод

[ п-з [ - Скважина пьезометрическая и ее номер

| о* 19 | - Скважина фоновая и ее номер

| СН 13 |

Скважина наблюдательная и ее номер

Рис.8. Распределение суммарного показателя накопления (7^) геохимических элементов в подземных водах в районе воздействия золоотвала Красноярской ТЭЦ-3.

а - распределения Zc геохимической ассоциации V - Ва - Мп - РЬ; б - распределения Zc геохимической ассоциации вг - Со - № - Си - Тц в - распределения Zc геохимической ассоциации 1л - Сг - Мо. 1 - границы золоотвала Красноярской ТЭЦ-3

г 1.10 1.00 2,!>0 1.00 1.60 1,00 о.*о 0.00 ■оло -1,00 •1,50 с

г- \

/ - - \ \

' - \

■ ■>! Л л Л ? —• 1й 11 * — *, V

3.90 ' 3.00 ' 2.50 2.00 ' 1,50 • 1.0 0 • 0,50 • 0.00 • •0.50 -

/ '

л-ь—

—|-а—и_и_«—и—и-

-По«ор*исет«ы* шоды -»- Домиме оглох»

Рис. 9. Распределение суммарного показателя накопления геохимических элементов в поверхностных водах и донных отложениях водотока р. Черемушка.

а - схема отбора проб поверхностных вод и донных отложений в зоне разгрузки; б - изменение Zc ассоциации элементов V - Ва - Мп - РЬ в р. Черемушка; в - изменение /с ассоциации элементов Бг - Со - N1 - Си - Т1 в р. Черемушка.

Прослежена связь геохимических ассоциаций подземных вод с поверхностным водотоком р. Черемушка, являющейся участком их разгрузки в зоне влияния секции № 1 золоотвала Красноярской ТЭЦ-3.

Поведение суммарного показателя загрязнения в поверхностном водном объекте характерно распределению геохимических компонентов в подземных водах. Максимальные значения распределения суммарного показателя ассоциации V - Ва - Мп - РЬ сосредоточены на участке водотока, расположенного в зоне влияния рабочей секции. Распределение суммарного показателя вг - Со - № - Си - "Л носит равномерный характер. Аналогичные результаты наблюдаются и в донных отложениях (рис. 9).

Таким образом, ощутимым воздействием на подземные воды обладают ассоциации V - Ва - Мп - РЬ и Бг - Со ~ № - Си - Ть При этом суммарный показатель загрязнения у первой выше, чем у второй. Слабо ощутимым накоплением обладает ассоциация Сг - Мо - 1л.

Для прослеживания поведения загрязняющих веществ и прогноза развития масштабов загрязнения автором разработана система комплексного мониторинга подземных вод, в составе которого учтены выявленные особенности оценки воздействия золоотвалов на подземные воды. В разработанную систему комплексного мониторинга включены следующие части:

1. Наблюдения золового массива, включая горизонт вторичного преобразования.

2. Наблюдения техногенной водоносной системы золоотвала, в состав которых входят:

а) наблюдения за химическим и микроэлементным составом осветленных вод пруда отстойника,

б) наблюдения за химическим и микроэлементным составом вод техногенного водоносного горизонта,

с) наблюдения за изменением границ фильтрационного купола растекания техногенных вод.

3. Наблюдения геологической среды в зоне воздействия золоотвалов.

4. Создание информационной базы данных.

5. Оценка уровня предельно допустимых и приемлемых техногенных нагрузок на природную гидрогеологическую среду.

6. Прогноз развития загрязнения подземных вод в зоне воздействия золоотвалов.

Проект мониторинга рассмотрен и получил одобрение ведущих организаций Сибирского федерального округа и согласован:

• Управлением федеральной службы по надзору в сфере природопользования по Красноярскому краю,

• Управлением по недропользованию по Красноярскому краю. Реализация проекта мониторинга на территории Красноярского края

осуществлена распоряжением правительства Красноярского края №143 от 05.09.2008 г. Утверждена ведомственная целевая программа «Охрана окружающей среды в Красноярском крае на 2009 - 2011 годы», в состав

которой включено мероприятие «Осуществление мониторинга подземных вод в зоне влияния промышленных отвалов предприятий Красноярского края». Выполнение первого этапа проекта мониторинга в 2009 г. охватывает центральную часть Красноярского края.

Заключение

На основании результатов полевых исследований, лабораторных анализов и камеральной обработки полученной информации выявлены особенности техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды.

1. Изучен вещественный состав золовых отходов и проведена их типизация по химическому и минеральному составу. В результате типизации золовых отложений выделены две группы зол: кремнистые золы Красноярских ТЭЦ, Назаровской ГРЭС и высококальциевые золы золоотвала Березовской ГРЭС. Установлено, что золоотвалы Средней Сибири являются техногенными аномальными зонами, аккумулирующими широкий спектр геохимических элементов, являющихся агентами, загрязняющими подземные воды.

2. В вертикальных разрезах золоотвалов изучены особенности изменения химического и минерального состава зол. Впервые установлено зональное строение золовой толщи, обусловленное преобразование нижних горизонтов золовых массивов. Выявлены аномальные геохимические зоны в основании золоотвалов, которые являются источником формирования ассоциаций геохимических элементов, загрязняющих подземные воды.

3. Выделены миграционно-активные группы загрязняющих веществ в техногенном водоносном горизонте рабочих секций, аналогичные геохимическим ассоциациям, выявленным в горизонте вторичного преобразования золовых отложений на осушенной секции золоотвалов. Установлено, что выделенные ассоциации разделяются по интенсивности загрязнения подземных вод. Ощутимым воздействием на подземные воды обладают ассоциации ванадий-барий-марганец-свинец и титан-стронций-кобальт-никель-медь.

4. Разработаны основные положения комплексной оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды. Комплексная оценка и прогноз техногенного воздействия на подземные водоносные горизонты, включающая изучение следующих компонентов системы: «осветленные воды пруда отстойника - вещественный состав золовых массивов - воды техногенного водоносного горизонта - подземные воды». Апробация основных положений комплексной оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды выполнена на золоотвале Красноярской ТЭЦ-3.

5. Комплексная оценка и прогноз техногенного воздействия на подземные водоносные горизонты, апробированные на золоотвале Красноярской ТЭЦ-3 и Назаровской ГРЭС, явились основой разработки проекта комплексного мониторинга подземных вод на территории Красноярского края.

Список публикаций по теме диссертации

1. Целюк Д.И. Особенности воздействия на водную среду от объектов теплоэнергетики Средней Сибири // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Вып. 7. - Красноярск. -КНИИГиМС. - 2005. - С. 57-60.

2. Целюк Д.И. Изучение фильтрационных свойств золобетона золоотвала №2 Абаканской ТЭЦ // Сборник статей по материалам Всероссийской научно-практической конференции, посвященный 75-летию Сибирского государственного технологического университета. «Лесной и химический комплексы — проблемы и решения». - Том 3. - Красноярск. -СибГТУ. - 2005. - С. 286-290.

3. Целюк Д.И. Анализ изменения гидрохимического состава подземных вод в районе расположения гидрозолоотвала Красноярской ТЭЦ-2 // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Вып. 8. - Красноярск. - КНИИГиМС. - 2006. - С. 35-39.

4. Целюк Д.И. Миграция микрокомпонентов в золошлаках на золоотвале № 2 Абаканской ТЭЦ // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Вып. 8. - Красноярск. -КНИИГиМС. - 2006. - С. 39-42.

5. Целюк Д.И. Техногенное изменение природной среды под влиянием предприятий теплоэнергетического комплекса // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Вып. 9. - Красноярск. — КНИИГиМС.-2007.-С. 135-138.

6. Целюк Д.И. Актуальные вопросы использования краевого государственного геоэкологического мониторинга Красноярского края для защиты экологических прав граждан // Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. - Вып. 10. - Красноярск. — КНИИГиМС.-2008.-С. 10-12.

7. Целюк Д.И. Типизация золошлаковых отходов Красноярского края // Разведка и охрана недр. - № 8. - 2009. - С 52-57.

Подписано в печать 02.09.2009 г. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 1,1 Отпечатано на ризографе. Тираж 100. Заказ №56

РИС «ВИМС» 119017, г. Москва, Старомонетный пер. дом 31

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Целюк, Денис Игоревич

Содержание.Л.

Введение.

1. Современное состояние проблемы воздействия золоотвалов ТЭС на подземные воды, выбор путей и методов ее решения.

1.1 Анализ исследований воздействия золоотвалов ТЭС на подземные воды.

1.2 Выбор путей и методов решения поставленных задач.

2. Отличительные природно-технические характеристики золоотвалов ТЭС Средней Сибири.

2.1 Типы и конструкции золоотвалов.

2.2 Особенности размещения золового материала и его физико-механические характеристики.

2.3 Геолого-гидрогеологические условия районов размещения золоотвалов ТЭС Средней Сибири.

3. Вещественный состав зол из золоотвалов Средней Сибири.

3.1 Химический состав золовых отходов.

3.2 Малые элементы в золах ТЭЦ Средней Сибири.

3.3 Минеральный состав зол.

3.4 Выводы.

4. Зональность золовых массивов золоотвалов Средней Сибири.

4.1 Литологическое строение золовых массивов.

4.2 Особенности изменения водопроводящих свойств золовой толщи.

4.3 Особенности химического состава золовой толщи.

4.4 Особенности распределения минерального состава в золовых массивах.

4.5 Особенности распределения микроэлементного состава в золовом массиве.

4.6 Выводы.

5. Оценка и прогноз техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды.

5.1 Система комплексного анализа, как основа прогноза и оценки техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды.

5.2 Применение комплексного анализа для оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды (на примере Красноярской ТЭЦ-3).

5.3 Комплексный мониторинг воздействия золоотвалов на подземные воды.

5.4 Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Особенности техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды"

На сегодняшний день теплоэнергетика является неотъемлемой частью развития мировой'промышленности. В то же время с развитием топливно-энергетического комплекса встают серьезные проблемы, связанные с охраной окружающей среды от загрязнения вредными веществами. С ростом количества крупных энергетических объектов и целых энергокомплексов возрастают объемы золошлаковых отходов электростанций. Размещая многотонажные продукты сжигания бурых углей на1 золоотвалах, предприятия, теплоэнергетики, создают аномальные зоны техногенного происхождения. Построенные 20-30 лет тому назад золоотвалы не оснащены надежными конструкциями, обеспечивающими защиту подземных вод от загрязнения, В связи с этим, эксплуатация золоотвалов сопровождается утечками токсичного фильтрата в результате которых, происходит загрязнение подземных вод.

В свою очередь, степень загрязнения, подземных вод определяется составом размещаемых отходов, качеством; фильтрационных вод направленных из золоотвала, защитными'свойствами геологической среды, а также особенностью поведения химических компонентов в пределах подземных водоносных горизонтов. Однако недостаточная изученность особенностей техногенного процесса определяющего загрязнение подземных вод и отсутствие соответствующей информации не позволяет выполнить объективную оценку техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды.

Таким образом, изучение особенностей процесса, определяющих воздействие золоотвалов > на подземные воды, позволит осуществлять безопасную эксплуатацию этих объектов, повысить достоверность прогноза их воздействия на гидрогеологическую среду, своевременно разрабатывать и выполнять мероприятия по защите подземных вод от техногенного воздействия, что является весьма актуальным для регионов Средней Сибири.

Цель работы - выявление особенностей техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды и организация комплексного геоэкологического мониторинга подземных водоносных горизонтов в районе антропогенного загрязнения.

Достижение поставленной цели выполняется путем решения следующих задач:

1) изучение вещественного состава золовых отходов и их типизация по минеральному, химическому и элементному составу;

2) изучение особенностей изменения вещественного состава в вертикальном разрезе массивов золовых отложений с выделением групп спецкомпонентов загрязняющих подземные воды;

3) выделение миграционно-активных групп загрязняющих веществ в техногенном водоносном горизонте рабочих секций золоотвалов и изучение их поведения в подземных водоносных горизонтах;

4) разработка основных принципов оценки техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды;

5) организация комплексного геоэкологического мониторинга, системы «золоотвал — подземные воды».

Фактический материал. Работа выполнена в Красноярском научно-исследовательском институте геологии и минерального сырья (ГПКК «КНИИГиМС») в рамках государственного контракта «Осуществление мониторинга подземных вод в зоне влияния промышленных отвалов предприятий Красноярского края» и договорных работ по выполнению производственного контроля на предприятиях теплоэнергетики. Материал собран автором на следующих объектах:

Крастяжмашэнерго», золоотвал ОАО «КрамзЭнерго», золоотвал ОАО

Красмаш»;

• Республика Хакасия', золоотвал Абаканской ТЭЦ.

В процессе исследований изучено более 400 проб золошлаковых отложений из золоотвалов ТЭС, 500 проб подземных вод из сети наблюдательных скважин золоотвалов; 80 проб поверхностных вод и 50проб донных отложений из водотока в зоне влияния золоотвала Красноярской ТЭЦ-3. Общее количество выполненных анализов, включая результаты водных, кислотных вытяжек и экспериментальных исследований, составило более 3000 определений.

В работе использованы результаты исследований физических свойств золовых отложений (лаборатория физико-механических исследований ОАО проектно-изыскателский институт «Красноярскгидропроект»), химических и спектральных полуколичественных анализов (аналитический отдел «Аккредитованный испытательный центр ОАО1 «Краснояскгеология» по полезным ископаемым, металлам и сплавам»), рентгенофазовых, термогравиметрических, локальных рентгеноспектральных анализов, растровой электронной микроскопии (минералогический отдел Институт химии и химической технологии СО РАН), количественного спектрального атомно-эмиссионного и атомно-абсорбционного анализа, масс-спектрометрического метода с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS) (аккредитованная аналитическая лаборатория ГПКК «КНИИГиМС»).

Научная новизна работы.

Изучен вещественный состав золовых отходов в вертикальном разрезе золовых массивов Средней Сибири. Впервые установлено' зональное строение золовой толщи обусловленное преобразованием золовых отходов в приконтактной зоне с подстилающими их грунтами и выделены основные геохимические ассоциации элементов, загрязняющие подземные воды.

Впервые для золоотвалов Средней Сибири разработана модель комплексного геоэкологического мониторинга системы «золоотвал — подземные воды».

Защищаемые положения.

1. На ТЭЦ Средней Сибири установлено два типа золоотвалов с различным минеральным и химическим составом, зависящим от сжигаемого топлива: кремнистые — Красноярские ТЭЦ и Назаровская ГРЭС, использующие угли Бородинского и Назаровского месторождений, и кальциевые — Березовская ГРЭС, потребляющая сырье с одноименного угольного разреза. Минералого-геохимические особенности отвалов определяют специфику и интенсивность экологического воздействия на окружающую среду.

3. Загрязнение подземных вод в районе воздействия золоотвалов определяется активностью элементов установленных геохимических ассоциаций: V-Ba-Mn-Pb; Sr-Co-Ni-Cu-Ti; Cr-Mo-Li. Основой оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды является комплексный мониторинг системы «золоотвал-подземные воды», включающий наблюдения за процессами формирования техногенных гео- и гидрохимических аномалий в массиве золовых отходов и их распределением в подземных водах.

Практическая значимость. Выявлены аномальные геохимические зоны в основании золового массива, являющейся * источником формирования геохимических ассоциаций элементов, загрязняющих подземные воды.

Разработана система комплексного анализа и прогноза техногенного загрязнения, которая используется при экологической оценки деятельности по обращению с золовыми отходами Красноярской ТЭЦ-3 и Назаровской ГРЭС.

Реализуется система государственного комплексного мониторинга, позволяющая осуществлять прогноз техногенного воздействия' золоотвалов на подземные воды.

Личный- вклад; Автором проведено полевое обследование золоотвалов Средней Сибири: В процессе1 выполнения? полевых работ организовано и= проведено? бурение, золовых массивов. на золоотвалах Средней? Сибири, отобраны: пробы золового материала, для, последующего изучения в лабораторных условиях. В результате выполнения полевых и лабораторных работ автором получен уникальный материал по особенностям преобразования вещественного состава золовых отходов в зоне контакта золовых массивов; и подстилающих их грунтов. Кроме этого лично автором проведена камеральная обработка результатов - лабораторных аналитических исследований. На основании проведенных исследований, в 2008 г. под руководством автора разработан «Проект краевого мониторинга подземных вод в Красноярском промышленном центре и зонах влияния промышленных отвалов. предприятий», который получил положительную- оценку ведущих геологических организаций Красноярского края и Сибирского федерального округа, а также согласован с Управлением федеральной службы по надзору в сфере природопользования, по Красноярскому краю и Управлением по недропользованию по Красноярскому краю.

Апробация работы т. публикации. Основные положения; диссертационной работы изложены в 7 печатных работах, в том числе одна статья в реферируемом журнале. Результаты исследований неоднократно обсуждались на заседаниях Ученого Совета ГПКК «КНИИГ'иМС» и на научно-практических конференциях и совещаниях: Всероссийской научно-практической конференции «Лесной и химический комплексы, проблемы и решения» (Красноярск, СибГТУ, 2005 г.), Эколого-юридическом форуме «Проблемы реализации права граждан на благоприятную окружающую среду: теория и практика» (Красноярск, СФУ, 2008 г.), IV Всероссийской научной конференции «География, история и геоэкология Сибири» (Красноярск, КГПУ имени В.П. Астафьева, 2009 г.).

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, доктору геол. мин. наук В.И. Кузькину за помощь при создании работы. За ценные советы и обсуждения автор выражает искреннею благодарность д.т.н. Г.И. Кузнецову (ПИ СФУ), д.с.х.н. JI.P. Мукиной, к.г.-м.н. А.П. Романову, к.г.-м.н. С.А. Измайловой (ГПКК «КНИИГиМС»), к.т.н. А.Н. Кокорину (СибГТУ). Особую благодарность за помощь в проведении минералогических и аналитических исследованиях автор выражает сотрудникам Института химии и химической технологии СО РАН к.х.н. A.M. Жижаеву и В.Ф. Каргину, ОАО Проектно-изыскательного института «Красноярскгидропроект» С.И. Бурову, а также сотрудникам аналитической лаборатории ГПКК «КНИИГиМС» С.Н. Шведовой, А.П. Соловьевой, Л.И. Потапенко, JI.K. Вороновой Искреннюю признательность, за помощь в организации и проведении полевых работ автор выражает А.Н. Брацуну.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Целюк, Денис Игоревич

5.4 Выводы

1. Комплексная оценка и прогноз техногенного воздействия на подземные водоносные горизонты, включают изучение следующих компонентов системы: «осветленные воды пруда отстойника вещественный состав золовых массивов - воды техногенного водоносного горизонта - подземные воды».

2. Проведенные исследования на золоотвале Красноярской ТЭЦ-3 в течение двух полевых сезонов явились практической реализацией комплексной оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды

3. Геохимические ассоциации, выявленные в горизонте вторичного преобразования золовых отложений на осушенной секции №2, нашли подтверждение в техногенном водоносном горизонте на эксплуатируемой секции № 1.

4. Регулярный мониторинг поведения микроэлементов в подземных и поверхностных водах позволил установить, что выделенные ассоциации ванадий-барий-марганец-свинец, титан-стронций-кобальт-никель-медь, хром-литий-молибден разделяются по интенсивности загрязнения подземных вод.

5. Привалирующим негативным воздействием на подземные воды обладают ассоциации ванадий-барий-марганец-свинец и титан-стронций-кобальт-никель-медь.

6. Комплексная оценка и прогноз техногенного воздействия на подземные водоносные горизонты, апробированные на золоотвале Красноярской ТЭЦ-3, Красноярской ТЭЦ-2 и Назаровской ГРЭС явились основой разработки проекта комплексного мониторинга подземных вод в Красноярском промышленном центре и зонах влияния промышленных отвалов предприятий.

Защищаемое положение

Загрязнение подземных вод в районе воздействия золоотвалов определяется активностью элементов установленных геохимических ассоциаций: V-Ba-Mn-Pb; Sr-Co-Ni-Cu-Ti; Cr-Mo-Li. Основой оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды является комплексный мониторинг системы «золоотвал-подземные воды», включающий наблюдения за процессами формирования техногенных гео- и гидрохимических аномалий в массиве золовых отходов и их распределением в подземных водах.

Заключение

На основании результатов, полевых исследований, лабораторных анализов и камеральной обработки полученной информации, выявлены особенности техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды.

1. Изучен вещественный состав золовых отходов и проведена их типизация по химическому и минеральному составу. В химическом составе зол размещаемых на золоотвалах Средней Сибири основными ингредиентами являются оксиды кальция, кремния, железа и алюминия. Минеральный состав зол представлен в основном переплавленной кремнистой массой, кварцем, карбонатом кальция, железистыми минералами. В подчиненных количествах в золах встречаются первичные и вторичные минералы. В результате типизации золовых отложений из золоотвалов выделены две группы зол: кремнистые золы Красноярских ТЭЦ, Назаровской ГРЭС и высококальциевые золы Березовской ГРЭС. Установлено, что золоотвалы Средней Сибири являются техногенными аномальными зонами, аккумулирующие в себе широкий спектр геохимических элементов являющиеся агентами, загрязняющими подземные воды.

2. В вертикальных разрезах золоотвалов' изучены особенности изменения химического и минерального состава зол. Впервые установлено зональное строение золовых толщ обусловленное преобразование нижних горизонтов золовых массивов. Выявлены аномальные геохимические зоны в основании золоотвалов, которые являются источником формирования ассоциаций геохимических элементов загрязняющих подземные воды.

3. Установлено, что золовые отходы характеризуются высокощелочнои средой, при этом указанная зона с повышенной щелочностью приурочена к основанию золового массива.

4 Минеральный состав зол, складируемых в гидрозолоотвал ах, имеет вертикальную зональность. В нижних горизонтах увеличивается степень растворимости бария, стронция, кобальта, никеля, марганца, ванадия, титана, меди, свинца и цинка, что приводит к обогащению ими техногенных вод на границе контакта зол и подстилающих грунтов. Первичные ассоциации геохимических элементов, приуроченных к верхним частям разреза золовых массивов, преобразуются в новые ассоциации, основой которых является их повышенная миграционная активность.

5. Разработаны основные положения комплексной оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды. Комплексная оценка и прогноз техногенного воздействия на подземные водоносные горизонты, включающая изучение следующих компонентов системы: «осветленные воды пруда отстойника вещественный состав золовых массивов' - воды техногенного водоносного горизонта - подземные воды». Апробация основных положений комплексной оценки и прогноза техногенного воздействия золоотвалов на подземные воды выполнена на золоотвале Красноярской ТЭЦ-3' и Назаровской ГРЭС.

6. Комплексная оценка и прогноз техногенного воздействия на подземные водоносные горизонты, явились основой разработки проекта комплексного мониторинга подземных вод в Красноярском промышленном центре и зонах влияния промышленных отвалов предприятий. Проект мониторинга рассмотрен и получил одобрение ведущих организаций Сибирского федерального округа.

7. Реализация проекта мониторинга на территории Красноярского края осуществлена распоряжением Правительства Красноярского края. Утверждена ведомственная целевая программа «Охрана окружающей среды в Красноярском крае на 2009 - 2011 годы», в состав которой включено мероприятие «Осуществление мониторинга подземных вод в зоне влияния промышленных отвалов предприятий Красноярского края».

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Целюк, Денис Игоревич, Красноярск

1. Golden D.M. Water pollution arising from solid waste (coal, fly ash, slag) disposal, and measures to prevent water pollution // Water Sci. & Technol., 1983, v.15,No 11, pp.1-10.

2. Hevey metals in eropeoan mosses: 2000/2001 survey/ Bangor.: Center for ecology and Hydrology/ 2003. 45p.

3. Tessier A., Cardigan R., Dubreul В., Rapin F. Pardoning of zinc between the water column and the oxic sediments in lakes // Geochim. Cosmochim. Acta. 1989. N. 3. P. 1511-1522.

4. Аксарин A.B. Схема стратиграфического расчленения юрских угленосных отложений // Труды межведомственного совещания по разработке унифицированных стратиграфических схем Сибири. JL: 1956.

5. Алексеева1 Т.Е. Особенности химического состава оборотной воды системы гидрозолоудаления отходов энерготехнологической переработки сланцев. // Изв. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1980 т.138, с 56-60.

6. Алексеева Т.Е. Химический состав вод, осветленных от зольт углей Канско-Ачинского бассейна./Т.Е.Алексеева, Н.М. Гуртман// Изв. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1984. - т. 174. с. 47 - 50.

7. Арбузов С.И. Геохимия и металлоносность углей Красноярского края / С.И. Арбузов, А.В. Волостнов, В.В. Ершов. Томск: STT, 2008. - 300 с.

8. Арбузов С.И. Геохимия редких элементов в углях Сибири/ С.И. Арбузов, В.В. Ершов. Томск: Изд.дом «Д-Принт», 2007 - 468 с.

9. Безверхий А.А. Использование золы углей КАТЭКа в бетонах и растворах /А.А. Безверхий, Н.М. Дуболазов, О.А. Игнатова // Производство и пременение пластобетонов и цементных бетонов в Сибири. Омск, 1987. — с 59-65.

10. Безденежная В.Ф. КАТЭК.: Проблемы и перспективы развития. Библиографический указатель (1987 1992). - Красноярск: 1992.-48 с.

11. Безденежных Н.И. Перспективы использования зол ТЭС Красноярского края в производстве строительных материалов /Н.И. Безденежных, B.C. Сарафанов // Энерг. Стр-во 1989. - № 11 — с. 64 — 65.

12. Бондарев А.А. К вопросу формирования химического состава воды золоотвала. / А.А. Бондарев, J1.H. Назарова // В кн.: Тез. док. 2-го Междунар. симпозиума по геохимии природных вод. Ростов-на-Дону, 1982. - с 24 -25.

13. Бортникова С.Б. Геохимия техногенных систем / С.Б. Бортникова, O.JI. Гаськова, Е.П. Бессонова. Ин-т геологии и минералогии СО РАН. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2006. - 169 с.

14. Бортникова С.Б. Техногенные озера: формирование, развитие и влияние на окружающую среду / С.Б. Бортникова, O.J1. Гаськова, А.А. Айриянц. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2003. - 120 с.

15. Бочевер Ф.М. Защита подземных вод от загрязнения. / Ф.М. Бочевер, Н.Н. Лапшин. М.: Недра, 1979. - 254 с.

16. Бурнев М.П. Канско-Ачинский угольный бассейн. Геологическое строение и угленосность. М.: Изд. АН СССР, 1961. — 97 с.

17. Волков В.Г. Человек и окружающая среда на этапе первоочередного развития КАТЭКа / В.Г. Волков, Ю.М. Семенов, J1.A. Турушина. Новосибирск: Наука. Сиб.отд-ние, 1988. - 224 с.

18. Волков В.Н. Геология и охрана ресурсов ископаемых углей. Л.: Недра, 1985.-216 с.

19. Воробьев В.В., Корытный Л.М. «Экология КАТЭКа»: Академия наук СССР. Сибирское отделение. Инс-т географии.: Иркутск, 1985.

20. Воробьев В.В., Корытный Л.М. «Экология КАТЭКа»: Академия наук СССР. Сибирское отделение. Инс-т географии.: Иркутск, 1986.

21. Гаврилин К.В. Основные закономерности размещения угольных пластов в Канско-Ачинском бассейне. / К.В. Гаврилин, Л.А. Жичко, Р.А. Зубарев // Разведка и охрана недр 1981. - № 8. - С. 3-12.

22. Гаврилин К.В. Канско-Ачинский угольный бассейн / К.В. Гаврилин, А.Ю. Озерский. М.: Недра, 1996. - 272 с.

23. Геолого-промышленный атласа Канско-Ачинского угольного бассейна.- Красноярск; Универс, 2001.

24. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. JL: Гидрометиоиздат, 1987. 247 с.

25. Гольдберг В.М. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1984, с. 262.

26. Гольдберг В.М. Методические указания по выявлению и оценке загрязнения подземных вод / В.М. Гольдберг, С.Г. Мелькановицкая. М.: ВСЕГЕНГЕО, 1988. - 76 с.

27. Горбунов В.В. Оценка токсикологической опасности золошлаковых отходов ТЭС Иркутскэнерго на окружающую среду /В.В. Горбунов, М.Н. Самусева, Д.И. Стом, Т.Ф. Казаринова, Э.П. Дик.// Первый съезд токсикологов России. Тезисы докладов. М.: 1998.

28. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2006 году». — Красноярск: 2007. — 232 с.

29. Джефферс Дж. Введение в системный анализ: Применение в экологии. М.: «Мир». 1981. -256 с.

30. Залкинд И .Я. Физико-химические свойства золы и шлаков тепловых электростанций и возможность их использования в народном хозяйстве./ И .Я. Залкинд, А.К. Чечик // Энергетическое строительство. — 1971. -№1.-С. 18-22.

31. Зенков В.А., Савенок JI.B., Космун В.Т. К вопросу об оценке токсичности отходов угольной и теплоэнергетической промышленности / В.А. Зенков, JI.B. Савенок, В.Т. Космун // Первый съезд токсикологов России. Тезисы докладов. М.: 1998. С. 47.

32. Иванов И.А. Легкие бетоны на основе зол электростанций. М.: Стройиздат, 1972. — 295 с.

33. Клер В.Р., Ненахова В.Ф., Сапрыкина Ф:Я. Металлогения и геохимия угленосных и сланцесодержащих толщ СССР. Закономерности концентрации элементов и методы их изучения / В.Р. Клер, В.Ф. Ненахова, Ф.Я. Сапрыкина. М.: Наука, 1988. - 256 с.

34. Книгинина Г.И. Микрокалоремитрическая классификация зол ТЭС./ Г.И.Книгинина, М.В. Балахнин // Известия вузов. Строительство и архитектура, 1976. - № 4. - с 90 - 95.

35. Коваль Т.Е Оценка влияния золоотвалов ТЭС на качество подземных вод: Автореф. дис.канд.геол.-мин.наук. JL: 1989 с. 21.

36. Козлова В.К., Овчаренко Г.И. Особенности производства клинкера при использовании золы ТЭЦ / В.К. Козлова, Г.И. Овчаренко // Цемент. — 1975. -№ 11.-с. 16-18.

37. Коровин М.К.Угленосные районы Красноярского края / М.К. Коровин // Полезные ископаемые Красноярского края. — Красноярск: Краен. Краевое книжное изд-во — 1938. — С.49-88.

38. Королев В.А. Мониторинг геологической среды. М.: Изд. МГУ, 1995.-е. 272.

39. Корытова И.В. Основные положения проектирования намывных хранилищ ЗШМ расположенных в северной строительной строительно-климатической зоне / И.В. Корытова Н.Ф. Кривоногова // Гидротехническое строительство. 1995. - №4. - С 24-30.

40. Корытова И.В. Проблемы надежности и безопасности намывных золошлакохранилищ в северных регионах России // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1999. - Т. 234. - С. 16-24.

41. Кошелев А.А. Экологические проблемы энергетики / А.А. Кошелев, Г.В. Ташкинова, Б.Б. Чебаненко. Новосибирск: Наука. Сиб отделение, 1989. - 322 с.

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

43. Крайнов С.Р. Основы геохимии подземных вод / С.Р. Крайнов, В.М. Швец. М.: Недра, 1980. - 285 с.

44. Красовский Г.Н. Гигиенические и экологические критерии вредности в области охраны водных объектов / Г.Н. Красовский, Н.А. Егорова // Гигиена и санит. — 2000. №6. -С. 14-16.

45. Кузнецов Г.И. Основы проектирования золоотвалов. Красноярск: КГТУ, 1990.

46. Кутепов Ю.И. Изучение отложений золоотвалов ТЭЦ в связи с инженерной подготовкой территорий для строительства / Ю.И. Кутепов, Н.А. Кутепова, Ф.П. Стрельский // Геоэкология. 2008. - № 1. - С. 14 - 28.

47. Кутепов Ю.И., Кутепова Н.А., Техногенез намывных пород / Ю.И. Кутепов, Н.А. Кутепова // Геоэкология. 2003. - № 5. - С. 405 - 413.

48. Лазерева Н.В. Вредные вещества в промышленности II. Неорганические и элементорганические соединения. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Изд-ие 5-е. Изд-во «Химия». М.: 1965. - 620 с.

49. Лигун О.С. К методам экономической оценки ущербов при строительстве и эксплуатации золоотвалов / О.С. Лигун, М.Е.Смирнова // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1984. - Т.235. - С. 13-19.

50. Львов А.В. Надежность и экологическая безопасность гидроэнергетических установок / А.В. Львов, М.П.Федоров, С.Г. Шульман. -СПб.: Изд-во СПбГТУ. 1999. 509с.

51. Мелентьев В.А., Зведер А.Л. Предотвращение разрушения ограждающих дамб золоотвалов в зимнее время / В.А. Мелентьев, А.Л. Зведер // Электрические станции. — 1982. №12.

52. Миллер Р. Статистический анализ в геологических науках / Р. Миллер, Дж. Канн. М.: Изд. «Мир», 1965. - 485 с.

53. Минкин Е.Л. Исследования и прогнозные расчеты для охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1972. 112 с.

54. Мироненко В.А. Динамика подземных вод. М.; Недра, 1983. - 357с.

55. Мироненко В.А. Проблемы гидрогеоэкологии. Монография в 3-х томах / В.А. Мироненко, В.Г. Румынии. М.: Издательство Московского государственного горного университета, 1998. — 611 с.

56. Мур Дж.В. Тяжелые металлы в природных водах: Контроль и оценка влияния. / Дж.В. Мур, С. Рамамурти. М.: Мир, 1987. 288 с.

57. Овчаренко Г.И. Золы углей КАТЭКа в строительных материалах. — Красноярск: .Изд-во Краснояр. Ун-ра, 1992. — 216 с.

58. Овчаренко Г.И. Эффективная технология строительных растворов / Г.И. Овчаренко, И.В. Автомонов, А.В. Ришес // Комплексное использование зол углей СССР в народном хозяйстве. Иркутск, 1989. - с. 144 - 145.

59. Овчаренко Г.И., БогачевЮ.В., Ришес А.В. Свойства бетонов с буроугольной золой / Г.И. Овчаренко, Ю.В. Богачев, А.В. Ришес // Комплексное использование зол углей СССР в народном хозяйстве. — Иркутск, 1989. с 115 - 116.

60. Огородникова Е.Н. Минеральный состав зол гидроудаления Березовской ГРЭС — источник загрязнения природной среды/ Е.Н. Огородникова, Ю.А. Ковылин, С.К. Николаев // Геоэкология. 1994. - №2. -с. 58-66.

61. Озерова В.Д. Прогноз распространения загрязняющих веществ в основании намывного золошлакоотвала. // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1999. - Т. 235. - С. 137-142.

62. Озмидов О.Р. Геофизический мониторинг ограждающих дамб накопителей промышленных отходов. М.: Изд. «ТИМР» 2002.

63. Пантелеев В.Г. Состав и свойства золы и шлака ТЭС / В.Г. Пантелеев, Э.А. Ларина, В.А. Меленьтьев. Л.: 1985. - 288 с.

64. Пантелеев В.Г. Золошлаковые материалы и золоотвалы / В.Г. Пантелеев, В.А. Мелентьев. М.: Энергия, 1978. - 295 с.

65. Пепоян B.C. Методика оценки надежности грунтовых плотин с учетом сейсмического фактора / B.C. Пепоян, А.П. Троицкий, С.Г. Шульман // Известия ВНИИГ им Б.Е. Веденеева. 1986. - Т. 189. - С. 14-17.

66. Перевозников М.А. Тяжелые металлы в пресноводных экосистемах /М.А. Перевозников, Е.А. Богданова. СПб.: ГосНИОРХ, 1999.-228 с.

67. Перельман А.И. Водная миграция химических элементов // Основы гидрогеологии. 1982. - с. 118 — 147.

68. Перельман А.И. Геохимия природных вод. М.: Наука, 1982. — 154с.

69. Питьева К.Е. Гидрогеохимия (формирование химического состава подземных вод). М.: Моск. ун-т, 1978. - 328 с.

70. Прядко А.Л. Эколого-гигиеническая оценка использования золошлаков ТЭЦ в сельском хозяйстве // Автореферат. 1993. — С. 13.

71. Пузаченко Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях. М.: Изд. центр «Академия», 2004. — с. 416.

72. Рахманин Ю. А. Направления и методические основы изучения влияния химического состава питьевой воды на здоровье населения. // В сб: Факторы окружающей среды и здоровье населения. —М.: 1988. С. 87-96.

73. Ревич Б. А. Региональные и локальные проблемы загрязнения окружающей среды и здоровья населения./ Б.А. Ревич, Е.Б. Гурвич // Мед. труда и пром. экология. — 1995. №9. — с. 23-29.

74. Рекомендации по оценке надежности гидротехнических сооружений П 842-86. М.: Гидропроект. 1986.

75. Розанов Н.Н. Инженерно-геологическая классификация отходов обогащения углей. В кн.: Исследования в области строительства плотин из грунтовых материалов.- М.: ВНИИ ВОДГЕО, 1985. С. 4-12.

76. Савенко А.В. Сорбционная мобилизация растворенного стронция глинистыми грунтами / А.В. Савенко, В.И. Сергеев. // Геоэкология. — 2002. № 3 с. 222-226.

77. Савинкина М.А. Золы канско-ачинских бурых углей / М.А. Савинкина, А.Т.Логвиненко. Новосибирск.: Наука, 1979. - 168 с.

78. Сает Ю.В. Геохимия окружающей среды / Ю.В. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин. М.: Недра, 1990. - 334 с.

79. Семериков А.А. Геохимические признаки платформенных угленосных формаций- (на примере Канско-Ачинского бассейна) // Тр.Всес.НИГИ. 1985. - Т.313. - С. 148-154.

80. СНиП 2.01.28-85 Полигоны по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов. М.; ЦИТП Госстроя СССР, 1985.

81. Стефанишин Д.В. К вероятностной оценке общей фильтрационной прочности грунтовых плотин и оснований // Известия ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева. 1990. - Т.223. - С. 64-67.

82. Сысоев Ю.М. Проектирование и строительство золоотвалов / Ю.М. Сысоев, Г.И. Кузнецов. М.: Энергоатомиздат, 1990. — 248 с.

83. Тимофеев А.А. Эволюция угленакопления на территории СССР / А.А. Тимофеев, В.Ф. Череповский, И.И. Шарудо. М.: Недра, 1979." - с. 180.

84. Трахтенберг И.М: Тяжелые металлы во внешней среде Современные гигиенические и токсикологические аспекты. / И.М. Трахтенберг, B.C. Колесников, В.П. Луковенко. Мн.: Навука; Тэхшка, 1994.-285 с.

85. Тютюнова Ф:И. Геохимия техногенеза. М.: Наука, 1987. — с. 335.

86. Умов А.И. Системный подход и1 общая теория систем. — М.: Мысль, 1978.-272 с.

87. Урманцев Ю.А. Системный анализ и научное знание. / Ю.А. Урманцев, B.C. Тюхтин, С.Н. Смирнов, Г.Д. Левин. М.: Мысль, 1978. - 249 с.

88. Чубаров В.Н. Изучение влагопереноса в зоне аэрации для гидрогеологических и экологических прогнозов в условиях Западного КАТЭКа // География и природные ресурсы. 1984. - № 1. — с. 162-165.

89. Шестаков В.М. Основы гидрогеологических расчетов при фильтрации из хранилищ промышленных стоков. М.: ВОДГЕО, 1961. —101 с.

90. Шитиков В.К. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации / В.К. Шитиков, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.-463 с.

91. Шпирт М.Я., Основные принципы классификации отходов добычи и переработки углей. / М.Я. Шпирт, Ю.В. Иткин // Химия твердого топлива. 1980. - №2. -с 78-83.

92. Шугалей Р.Т. Использование золошлаков в качестве противофильтрационного материала в золоотвалах / Р.Т. Шугалей, В.В. Тетельмин // Техника, технология и защита окружающей среды КАТЭКа в свете решений XXVI съезда КПСС. — Красноярск: 1982. с. 152-153.

93. Элинзон М.П. То'пливосодержащие отходы промышленности производства строительных материалов / М.П. Элинзон, С.Г. Васильков. -М.: Стройиздат, 1976. -238 с.

94. Юдович Я.Э. Геохимия ископаемых углей. Л.: Наука, 1978. — 262с.1. Фондовые материалы

95. Отчет «Геолого-экологическое картирование масштаба 1:200000 западной части КАТЭКа (листы N-45-IV, N-46-I)» Отчет геологической партии по работам за 1991-1999 г.г./ Влащенко О.Ю. — Красноярск.: АО «Красноярскгеология», 2000. — 196 с.

96. Отчет Минусинской гидрогеологической партии по режимным наблюдениям и охране подземных вод за 1982-1983 гг. (Гидрогеологический ежегодник) / Елисеев В.М., Щербакова JI.A. — Красноярск: 1983. 157 с.

97. Экологическое обоснование удаления золошлаковых отходов «Березовской ГРЭС-1» в отвалы угольного разреза «Березовский-1» / Кошкин В.Ф., Озерский А.Ю. Красноярск: АО «Красноярскгеология», 2002. - 98 с.

98. Сводный отчет по результатам режимных наблюдений за поверхностными и подземными водами в районе Минусинской ТЭЦ за период с 1983 по 1996 гг. / Кривошеев А.С. п. Селиваниха: 1997. - 91с.

99. Ежегодник № 11. Красноярской комплексной инженерно-геологической партии (Отчет о результатах работ за 1978 г) / Куликов А.А., Киевский А.Д. г. Красноярск: 1979. — 216 с.

100. Отчет по теме: Изучение токсичных элементов в углях и вмещающих породах угольных месторождений Восточной Сибири (по работам 1983-1984 г.г.) / Макаров Н.А. Семина З.И. г. Иркутск: 1984. -145 с.

101. Гидрогеологическое и инженерно-геологическое изучение с геоэкологическим картированием масштаба 1: 200000 Атамановской площади (Лист О-46-XXXIV) за 1997-2000 г.г. / Петрова Н.Н. г. Красноярск: 2001. — 327 с.

102. Проект. Красноярская ТЭЦ-1. Реконструкция золоотвала / Нейланд Н.Н., Руднов В.М. — Красноярск: ОАО «Красноярскгидропроект», 2000. — 305 с.

103. Оценка воздействия на окружающую среду. Красноярская ТЭЦ-1. Складирование золошлаков в логу «Глубокий» / Нейланд Н.Н., Руднов В.М. Красноярск: ОАО «Красноярскгидропроект», 2002. — 257 с.

104. Рабочий проект. Назаровская ГРЭС. Рекультивация золоотвала №2 Назаровской ГРЭС / Нейланд Н.Н., Руднов В.М. Красноярск: ОАО «Красноярскгидропроект», 2001. — 278 с.

105. Отчет об инженерно-геологических изысканиях. Абаканская ТЭЦ. Исследование фильтрационных и физико-механических свойств золы в золоотвале № 2 / Оголь В.Г., Руднов В.М. Красноярск: ОАО «Красноярскгидропроект», 2004. - 85 с.

106. ОВОС к рабочему проекту реконструкции системы ГЗУ с золоотвалом № 2 Назаровской ГРЭС / Озерский А.Ю., Вербицкий Б.П.Красноярск: АО «Красноярскгеология», 1996. — 168 с.

107. Изучение токсичности золошлаковых отходов и зольных вод Березовской ГРЭС-1 (КАТЭК). Отчет о НИР / Озерский А.Ю., Полякова Е.Г. -Красноярск: 1991. — 122 с.

108. Отчет по режимным гидрогеолого-экологическим работам в центральных районах Красноярского края за 1991-1994 г.г. / Панкова Г.А. — ст. Минино: «Красноярскгидрогеология», 1994. — 61 с.

109. Изучение режима уровней и качества подземных вод Центральных районов Красноярского края и оценка загрязнения подземных вод на территории Красноярского края и Тувинской АССР (отчет за 1989-1991 гг) /

110. Панкова Г.А., Горюнов А.А. — ст. Минино: «Красноярскгидрогеология», 1991.-324 с.

111. Отчет по режимным наблюдениям, государственному учету и контролю за охраной подземных вод в центральных районах Красноярского края за 1986-1988 / Петрова Н.Н., Захаренкова В.Р. — ст Минино: «Красноярскгидрогеология», 1989.— 51 с.

112. Проект. Экологический мониторинг подземных вод на объектах хранения золошлаковых отходов Назаровская ГРЭС ОАО «Красноярскэнерго» на 2001-2002 гг. / Пузанов А.А., Панов Е.А. -Красноярск: ЗАО «Монитек», 2001. 120 с.

113. Комплексное изучение геологической среды восточной части Канско-Ачинского бассейна для экологического обоснования размещения предприятий КАТЭКа. Отчет В.П.1/700(13) 511 492 за 1986-1988 гг) / Родионова A.M., Озерский А.Ю. г. Красноярск: 1988. — 337 с.

114. Проверка соответствия установленным классам токсичности отходов предприятия Красноярского края. Отчет о НИР / Скударнов С.Е. Коваленко В.В. Красноярск: ФГУ «ЦГСЭН в Красноярском крае», 2000. -198 с.

115. Информационный бюллетень о состоянии недр территории Красноярского края за 2007 год. / Фадина Т.А., Запольская Е.И. -Красноярск: ТЦ «Эвекиягеомониторинг», 2008. — 145 с.

116. Ведение государственного мониторинга геологической среды на территории центральных районов Красноярского края за 2002-2003 г.г. / Фадина Т.А. — Красноярск: ТЦ«Красноярскгидрогеология», 2004. — 185 с.

117. Ведение экологического мониторинга подземных вод на золоотвале Красноярской ТЭЦ-2. Технический отчет / Целюк Д.И. — Красноярск: ЗАО «Монитек», 2005. 98 с.

118. Ведение экологического мониторинга подземных вод на золоотвале Красноярской ТЭЦ-2. Технический отчет / Целюк Д.И. — Красноярск: КНИИГиМС, 2006. 115 с.

119. Ведение экологического мониторинга подземных вод на золоотвале Красноярской ТЭЦ-2. Технический отчет / Целюк Д.И. — Красноярск: КНИИГиМС, 2007. 110 с.

120. Ведение экологического мониторинга подземных вод на золоотвале Красноярской ТЭЦ-2. Технический отчет /Целюк Д.И. -Красноярск: КНИИГиМС, 2008. 118 с.

121. Ведение экологического мониторинга почвенного покрова и подземных вод в районе золоотвала Красноярской ТЭЦ-3. Технический отчет / Целюк Д.И. Красноярск: КНИИГиМС, 2007. - 132 с.

122. Ведение экологического мониторинга почвенного покрова и подземных вод в районе золоотвала Красноярской ТЭЦ-3. Технический отчет / Целюк Д.И. Красноярск: КНИИГиМС, 2008. - 129 с.

123. Осуществление мониторинга подземных вод в зоне влияния промышленных отвалов предприятий Красноярского края / Целюк Д.И. -Красноярск: КНИИГиМС, 2008. 287 с.

Информация о работе

Целюк, Денис Игоревич
кандидата геолого-минералогических наук
Красноярск, 2009
ВАК 25.00.36

Диссертация

Особенности техногенного воздействия золоотвалов Средней Сибири на подземные воды - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы