Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка влияния горного производства на экологическую обстановку в условиях разработки месторождения "Эрдэнэтийн-ОВОО"

ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Оценка влияния горного производства на экологическую обстановку в условиях разработки месторождения "Эрдэнэтийн-ОВОО""

У Д К 622 1 528, 622 504 На правах рукописи

ЧАНГАА БЯМБАА

ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ГОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА НА ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ В УСЛОВИЯХ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЯ «ЭРДЭНЭТИЙН - ОВОО»

Специальности 25 00 16 «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр», 25 00 36 «Геоэкология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2007

003069238

Работа выполнена в Московском государственном горном университете

Научные руководители доктор технических наук, профессор

Попов Владислав Николаевич, доктор технических наук Ж Гарьдхуу

Официальные оппоненты, доктор технических наук, профессор

Ермолов Валерий Александрович, доктор технических наук, профессор Кашпар Леонтий Николаевич

Ведущее предприятие Российский государственный

геологоразведочный университет им С Орджоникидзе

Защита состоится 24 мая 2007 года в 13 00 час на заседании диссертационного совета Д 212 128 04 Московского государственного горного университета по адресу г Москва, Ленинский проспект, дом 6

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке М1ТУ

Автореферат разослан «_» апреля 2007 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор (/" ТА Бубис Ю В

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В Монголии увеличиваются масштабы добычи и потребления минерального и энергетического сырья Наряду с ростом объемов добычи полезных ископаемых возрастает единичная мощность применяемого горного оборудования, позволяющая повысить производительность труда на горных предприятиях. В стране на базе освоения крупных месторождений, как правило, развиваются промышленные города, которые занимают ключевые позиции в экономике К концу 2000 года в городе Эрдэнэте проживало 13,1 % населения страны и находилось 15% рынка сбыта промышленных, хозяйственных и бытовых товаров

Поскольку горное предприятие является комплексным источником воздействия на окружающую среду, когда затрагиваются водный и воздушный бассейны, земля, недра, растительный и животный мир, оценка влияния этого воздействия на экологическую ситуацию в регионе является актуальной научной и практической задачей.

Целью диссертационной работы является оценка уровня и распространения загрязненности почвы, воздуха и воды от воздействия горного производства для составления экологической карты региона

Идея работы заключается в учете выявленных пространственно-временных закономерностей распространения загрязненности воздуха, почвы и воды при районировании территории действия горного предприятия для разработки мероприятий по снижению вредной экологической обстановки города

Структура диссертации определена следующим кругом задач, решаемых для достижения поставленной цели

1 Проанализировать природные условия, горнотехнические и экологические особенности в районе действия горного предприятия

2,Разработать приемы и методики получения аналитических данных загрязнения окружающей среды

3 Оценить загрязнение окружающей среды на территории города и определить его влияние на состояние природы

4 Установить влияние горного производства на загрязнение воды и почвы

5 Разработать принципы картографирования антропогенного воздействия горного производства на природную среду

б.Выделить характерные зоны района по степени воздействия горного производства на окружающую среду.

Научные положения, разработанные соискателем, и их новизна.

1 Оценка влияния горного производства на почву, воду и воздух в районе его действия должна базироваться на комплексном анализе поступающих в окружающую среду твердых, жидких и газообразных веществ не только в ближней зоне, но и в дальней

2 Районирование прилегающей территории к горному производству по степени загрязненности должно базироваться на данных горноэкологического мониторинга и выявленных пространственно-временных закономерностях распространения уровней загрязненного воздуха, почвы и воды с учетом рельефа, литологии пород и климатических условий среды

3 Разработка экологической карты района среды воздействия горного производства должна основываться на предложенной математической модели, учитывающей распространение аэрозольных и газообразных вредных примесей в воздухе

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются:

- представительным объемом проб для определения уровня загрязненности среды, поступления твердых, жидких и газообразных веществ (более 80 ООО замеров и определений),

- удовлетворительной сходимостью теоретических расчетов с данными опробования мест загрязнения среды в районе воздействия горного предприятия,

- составлением экологической карты г Эрдэнэта

Научное значение работы заключается в картографической оценке экологической ситуации территории промышленного города в зоне влияния горного производства для научно обоснованных технических решений в районе обеспечения экологической безопасности

Практическое значение работы заключается в разработке методик и получении результатов определения значения загрязненности среды, поступления жидких, твердых и газообразных веществ при функционировании горного предприятия, составлении экологической карты района г Эрдэнэт для обоснованной экологической политики, направленной на дальнейшее снижение загрязненности и, как следствие, понижение уровня заболеваемости городских жителей

Реализация выводов и рекомендаций работы на СП «Эрдэнэт» позволила составить экологическую карту г Эрдэнэт, методически и технически вооружить учреждения по контролю за загрязненностью городской среды, улучшить планирование застройки территории города

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях Академии естественных наук Монголии и Национальной Академии Наук Монголии и Института теплотехники и промышленной экологии МГУНТ (1996, 1998, 2002, 2004, 2005), на научных конференциях по теме «Экологическое устойчивое развитие», проведенных фондом Очирбат (2000 - 2005), на Мировом биологическом конгрессе, проведенном Сибирским отделением РАН (г

Новосибирск, 1997), и на международной научной конференции по теме «Сельское хозяйство и экологические проблемы», проведенной сельскохозяйственными Академиями России, Монголии, Казахстана, Кыргызстана, Белоруси (г. Новосибирск 1999, г. Улан-Батор 2001, 2004, г. Алма-Ата 2002), на международной конференции «Buodiversity of the Central Asia» г. Хух-Хот КНР (2001)

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, содержит 40 таблиц, 27 рисунков и список использованной литературы из 77 наименований

Автор выражает искреннюю благодарность и признательность научным руководителям д.т.н. В.Н. Попову, проф. Ж. Гарьдхуу и проф., к.т.н Г Баярсайхану, к.тн. Г Уранбайгалю, к т.н. Б Далхсурэну за помощь при проведении исследований и консультаций.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассматриваются природные условия, экологические особенности района месторождения «ЭРДЭНЭТИЙН - ОВОО». Даны характеристики рельефа, климатических особенностей, гидрологии и гидрогеологии, особенности геологических структур, почвообразующих пород, горнотехнических условий открытой разработки месторождений. Дана экологическая оценка недропользования при освоении месторождений. Оценка месторождения осуществлялась экспертным методом по вещественному составу полезных ископаемых и вмещающих пород, природно-ландшафтным условиям района, инженерно-геологическим, гидрогеологическим условиям. Такая оценка способствует более полному учету экологических особенностей месторождения и уменьшению ущерба окружающей среде при добыче и переработке минерального сырья за счет применения наиболее рациональных методов и технологий, позволяющих минимизировать загрязнение окружающей среды.

Экспертная оценка показала, что суммарный показатель, характеризующий сложность природных и горнотехнических условий, равен 5,38, что свидетельствует о том, что по сложности условий месторождение относится ко второй категории и при его эксплуатации возможны неблагоприятные экологические последствия, связанные с загрязнением окружающей среды, сопровождающие добычу и переработку руды. При этом отчуждаются земли под отвалы, хвостохранилища, нарушается гидрогеологический режим, нарушается природный ландшафт.

Вопросы влияния горного производства на окружающую среду нашли отражение в работах МИ Агошкова, А.С Астахова, НА Архипова, А.М Гальперина, А..Г. Грабчака, А.Ю. Дриженко, Ю.Н Дьячкова, В.А. Иванова, B.C. Коваленко, А.Т. Калашникова, В.И Комащенко, В.П. Костовецкого, А.П. Красавина, Г Г. Мирзаева, В.А. Мироненко, А.И. Михайлова, В.А.

Михайлова, В С Никитина, Н М. Проскурякова, М.Е Певзнера, И В Петрова, Л А. Пучкова, В.В Ржевского, И.И Русского, В.В. Силаева, В К Стрельцова, П И Томакова, К.Н Трубецкого, В А Харченко, А В Хохрякова, В А. Умнова, и др

В последнее время подобные исследования активно ведутся в Монголии X Бадамсурэном, Ж. Гарьдхуу, Баярсайханом, Г. Уранбайгалем, Б Далхсурэном, Ш Тэрбишем, Б. Эрдэвом и др.

Техногенными изменениями окружающей среды при длительной разработке месторождений ископаемых захватываются значительные территории, по площади не сопоставимые с площадями горных и земельных отводов Этому обстоятельству уделено недостаточное внимание исследователей

В этой связи возникает ряд научно-технических задач, решение которых позволит снизить нагрузку на окружающую среду от деятельности горного предприятия

К ним относятся

1 Разработка структуры горно-экологического мониторинга на территории, подверженной прямому и косвенному воздействию горнообогатительного комбината

2 Обоснование схемы наблюдательных станций для получения полной картины состояния окружающей среды.

3 Разработка методик получения оценочных показателей состояния воздуха, почвы и воды и радиационной обстановки в районе действия градообразующего горно-обогатительного предприятия

4. Разработка оценочной экологической карты района воздействия горнообогатительного предприятия на окружающую среду

В соответствии с задачами предлагается система исследований, схематически изображенная на рис 1

Рассмотрена система горно-экологического мониторинга, включающего закладку системы наблюдательных станций за воздействием объектов предприятия на среду в ближней и дальней зонах Установлена точность определения координат точек наблюдательных станций с учетом мобильных средств для оценки характеристик загрязнения Применительно к характеру загрязнения среды разработаны приемы и методики определения вредных веществ

Во второй главе рассмотрены вопросы загрязнения воздушной среды Основными источниками загрязнения воздушной среды являются карьер, обогатительная фабрика, отвалы и хвостохранилище Вредные вещества, выбрасываемые при массовых взрывах, разносятся ветром, загрязняют прилегающие территории, в том числе и населенные пункты. Загрязнение воздуха в районе горного предприятия зависит от климатических и горногеологических условий разработки месторождения, параметров горных выработок, отвалов и других техногенных образований, их расположения относительно господствующего направления ветров. По данным многолетних наблюдений установлено, что средняя скорость ветра

Рис 1. Схема исследований

составляет 1,2 м/с, а максимальная - 10,8 м/с Доминирующие направления ветра в рассматриваемой местности - северное, северо-западное и западное. В

соответствии с доминирующими направлениями ветра были заложены наблюдательные станции и определены точки олробывания воздуха Точность определения координат точек наблюдения устанавливалась в соответствии с маркшейдерскими измерениями типов объектов горноэкологического мониторинга Техногенные массивы измерялись со средним классом точности, при котором точность определения координат составляла 0,5-0,6 м При замерах загрязненности воздуха, воды и почвы применялся технический класс точности, при котором координаты находились с точностью 3-5 м Наблюдательные станции охватывали как ближнюю, так и дальнюю зоны воздействия объектов комбината на загрязнение воздуха, причем дальняя зона являлась основным объектом исследования, поскольку она охватывает жилые районы и имеет большое социальное значение

Главным показателем проведения оценок загрязнения воздуха в густонаселенном пункте и в городе является разрешимое содержание загрязняющих веществ, содержащихся в воздухе Монголия обновила эти показатели в 1989 году

Таблица 1

Разрешенное содержание некоторых загрязняющих веществ в воздухе

Загрязняющее вещество Разрешенное содержание, мг/м3

Средний показатель за Одноразовый

сутки

БОг 50 500

N02 40 85

Пыль 150 500

Таблица 2

Показатели загрязняющих веществ, оказывающих сильное влияние на состояние атмосферы ____

№ п/п Источник Содержание загрязняющих веществ, мг/м3

N02 802 Пыль

1 Склад угля - - 6,5

2 Паровая печь 27,7 63 3172,2

Во время работы печи 66,8 151,21

3 В дыме трубы автосамосвалов 31,5 - -

4 На посту технического обслуживания автосамосвалов 68 - -

5 В дизельном двигателе автосамосвалов 68 - -

Из табл 1, 2 видно, что количество окиси азота (КОз), распространяющегося в воздухе, часто превышает содержание среднесуточной нормы действующего стандарта на постах технического

обслуживания автосамосвалов, дизельных двигателей, а также в паровых печах В результате анализа содержания углекислого газа (СОг), сернокислого (БО) и азотнокислого (N0) газов установлено, что территория карьера является зоной активного загрязнения воздушной среды, причем если в январе количество этих веществ было соответственно 1,915 т/час СО, 0,2180, 0,011-ИО, то в июле это количество составило 1,875-СО, 0,19-80, 0,013-N0 Данные замеров в районе обогатительной фабрики составляют в январе СО - 1,980, БО - 0,18, N0 - 0,09 (т/час), а в июле СО - 2,01, БО - 0,17, N0 -0,11 (г/час) Установлено, что по мере удаления от карьера содержание вредных веществ в атмосфере существенно уменьшается БО в 2 раза, N0 в 10 раз, СО на 10% Все возрастающие объемы горных работ и количество техногенных объектов оказывают негативное влияние на состояние окружающей среды и на территорию г Эрдэнэт За последние 30 лет содержание СО выросло с 0,5% до 0,75% Загрязнение воздуха г Эрдэнэт газами изучалось в январе и июле В центральной части территории, на которой расположены юрты, содержание БО в воздухе колеблется от 0,15 до 1,25 т/час, в местах вблизи юрт - от 0,14 до 1,6 т/час Данные замеров показали, что количество газов в северной и северо-западной частях города значительно меньше, чем в южной и восточной частях, где рельеф местности полузамкнутый, что способствует накоплению газов

Воздействие на воздушный бассейн города транспортных средств изучалось на всех перекрестках дорог в определенные промежутки времени Исследованием установлено, что наибольшее загрязнение газами происходит в период с 8 до 9 и с 17 до 18 часов При этом оценивалось содержание тяжелых металлов и веществ окиси >ч лерода СОз N0, БО, дыма, свинца РЬ, бензопирина, альдегида Выявлена зависимость изменения температуры воздуха от содержания в нем СО за период с 1940 по 2000 г г Выявлено, что состояние лесной зоны с каждым годом ухудшается, при этом нижние границы лесной зоны ежегодно уменьшаются на 1м Прилегающие к этой зоне горные луга переходят в сухостепную формацию, то есть происходит процесс опустынивания В результате воздействия горно-обогатительного предприятия на воздушный бассейн в направлении доминирующих ветров в сферу влияния попадают территории не только г Эрдэнэт, но и других населенных пунктов в дальних зонах

Третья глава посвящена воздействию промышленных технологических процессов на чистоту подземных и наземных водоемов в районе месторождения и г Эрдэнэт Город расположен в районе, характеризующемся горной складчатостью геосинклинальной области, что соответствует сложному геологическому строению В геологических образованиях наблюдаются древнейшие по возрасту метаморфические свиты докембрия, представленные различными по составу кристаллическими сланцами, реже -мраморизированными известняками, песчано-сланцевыми породами

Широкое распространение интрузивных гранитоидных пород, внедрившихся в различные по возрасту и составу осадочные толщи, характерно только для геосинклинальных областей На территории района

Эрдэнэт расположены многочисленные межгорные котловины, выполненные мезокайнозойскими континентальными отложениями, составляющими верхний структурный ярус геологического разреза, достигающего в некоторых котловинах очень большой мощности По вышеуказанным геологическим и гидрогеологическим условиям накопление, движение и распределение подземных вод, а также формирование их химического состава и минерализации - литологически и петрографически сходны. В различных по возрасту гранитах формируется только им свойственный тип подземных вод Движение последних происходит в них по трещинам. Аналогичные особенности накопления, распределения и формирования химического состава подземных вод установлены также в различных по возрасту эффузивных и карбонатных породах, осадочных метаморфических песчано-сланцевых отложениях допалеозоя Генетически однородные, хотя и разновозрастные водоносные горные породы, характеризующиеся только им свойственными условиями накопления движения и распределения подземных вод, формирования их химического состава, рассматривают как гидрогеологическую формацию

Проводились лабораторные исследования по химическому составу подземных вод до строительства комбината на территории г Эрдэнэт (табл.3).

Таблица 3

Химический состав подземных вод р. Хангал до строительства комбината «Эрдэнэт»

Жесткость общая, мг/экв 2,72

РН 7,0

Сухой остаток г/л 0,195

Форма выражения анализа Мг/л Мг/экв/л %/экв

Ш/ 1,39 0,02 1,9

Ка+ К+ И 0,42 14

мё'+ 9 0,71 19

Са2+ 39 2,01 56

Бе2 0,3 0,02 0,9

Бе* - - -

Се" 1 2,05 1

24 0,57 19

N0,' - - -

N02" - - -

НС03" 1,61 2,44 76

Минерализация, г/л 0,1865 - -

Таблица 4

Химический состав подземных вод долины р Хангал после постройки горно-обогатительного медно-молибденового комбината «Эрдэнэт» (спустя 25 лет)

(Ж Гарьдхуу, Г Баярсайхан, И М Гаджиев, Ч Бямбаа)

Жесткость общая, мг/экв 2,81

рН 7,5

Сухой остаток г/л 0,210

Форма выражения анализа Мг/л Мг/экв/л %/экв

ЫНу+ 1,5 0,09 2,5

На+ К+ 11 0,44 15

мг 8,5 0,70 20

Са'+ 42 2,10 61

Ре2 0,5 0,02 0,9

Ре* - - -

Се" 1,0 0,05 1,6

50/" 27 0,6 20

ИОз" - - -

К03" - - -

нсо; 165 2,39 81

Минерализация, г/л 0,1955 - -

Подземные воды на территории горно-обогатительного комбината и г Эрдэнэт второго водоносного горизонта в большинстве своем высоко минерализованные, их сухой остаток на большей части распространения колеблется в пределах 0,1-2,2 г/л, а общая жесткость - 2-2,79 мг/экв По составу компонентов минерализации они относятся к хлоридно-сульфитным щелочноземельно-натриевым водам Воды этого горизонта распространены в предгорной части Баян-Ундур и в районе других выступов палеозойского фундамента, так же как и воды первого водоносного горизонта, отличаются невысокой минерализацией Они обычно пресные, с сухим остатком по составу до 1 г/л Из табл 3,4 видно, что состояние подземных и наземных вод до строительства комбината носило нормальный характер

Четвертая глава посвящена выявлению общих закономерностей накопления тяжелых металлов и радиоактивных веществ в воздухе, воде и почве Выявлено антропогенное действие тяжелых элементов в условиях горнодобывающей промышленности и приведено математическое моделирование этих процессов В зависимости от условий окружающей среды возле горно-обогатительного комбината были приведены оценки тяжелых металлов и ионов микроэлементов в почве, воде и воздухе Представлены методика расчета скорости распространения кальцитов и оценка их влияния на окружающую среду

Приведен расчет перехода в почвенный слой ионов металла, биологически активных микроэлементов, кислот, щелочей, битума и мазута Процесс перехода через капилляры определяется по следующей формуле

<3 = 2а\УЬ, (1)

где 0 - объем просочившихся загрязняющих веществ в единицу времени, м3/мин,

2а - расстояние между капиллярами, м, XV - просачивание, м/мин, Ь - длина слоя на данной площади, м Под понятием «капилляр» понимают раздробленные части камней или слой крупнозернистых песков, через которые в почвенный слой проникают различные вещества Этот переход будет нелинейный, который определяется по следующей формуле

+ (2)

где

Ь1=Ьг=Ьо(Ь _ количество воды, просачивающейся через капилляры) Если взять Ь = 2а, то

Ьх=Г0"+?(2а~^ (3)

Переход воды через расщелины определятся по формуле

(4)

Высшая интенсивность грунтовых вод Не и самый меньший показатель расщелины определяются по формулам

8т1П = Не-Ьтах = Не-»|а2 (5)

Пятая глава посвящена исследованию экологического состояния почв района до строительства и после многолетней эксплуатации медно-молибденовою комбината Эта территория образована каштановыми, горнолесными серыми и аллювеальными почвами Пробы для определения физико-химических характеристик брали из четырех шурфов по разрезу 1001 Результаты анализов физико-химических свойств почв грунтов приведены в габл 5, 6

Таблица 5

Физико-химические свойства почв-грунтов до постройки комбината

№ разреза, местоположение Глубина, м рн Гумус, % С02, % Поглосценные основания мг/экв На 100 гр абсолют сух почв

Водн Сол Са мй

Эрдэнэт р 0-10 7,1 6,9 3,1 - 15,1 0,6

Гавил 16-26 7,4 7,1 2,5 - 12,3 2,1

30-40 7,6 7,5 1,4 45 - -

190-200 7,9 8,0 - 3,8 - -

Таблица 6

Физико-химические свойства почв-грунтов после 30-летней эксплуатации комбината

№ разреза, местоположение Глубина, м РН Гумус, % СОг, % Поглосценные основания мг/экв На 100 гр абсолют сух почв

Водн Сол Са М8

Эрдэнэт р 0-10 6,9 7,5 5,5 20,1 11 2,5

Гавил 15-25 6,8 7,6 0,95 13,4 8,3 4,5

35-45 7,8 8,7 0,30 - 3,5 1,5

180-190 7,9 8,8 - - - -

В работе содержатся рекомендации по рекультивации территории Данные о содержании тяжелых металлов в почвах до строительства комбината и в период эксплуатации приведены в табл 7, 8

Таблица 7

Содержание тяжелых металлов в почвах до постройки медно-молибденового комбината___

Местопо- Мг/кг

ложение РЬ Ре Мп Сг Ва Бг

Эрдэнэт Говил 0,001 0,9102 0,0021 0,0055 0,0003 0,0005

Таблица 8

Содержание тяжелых металлов в почвах после 30-летней эксплуатации медно-молибденового комбината_____

Местоположение Мг/кг

РЬ Ре Мп Сг Ва Бг

Эрдэнэт Говил 0,9020 1,0053 0,0946 1,0050 0,0099 0,0190 1

На основе данных многолетних наблюдений установлены границы подпровинций с концентрациями СО, N0, 80, окиси углерода, азотнокислого, углекислого и сернокислого газов, бензоперина и альдегида, подпровинций с избытками свинца, подпровинций с концентрациями аммиака и кислот, подпровинций с избытками пыльных селикатных бурь под воздействием хвостохранилища (рис 2, 3, 4, 5)

Заключение

В диссертационной работе дано новое решение актуальной задачи оценки влияния горного производства на экологическую обстановку в условиях разработки месторождения «ЭРДЭНЭТИЙН - ОВОО», позволяющее разработать практические рекомендации по снижению уровня загрязненности воздуха, воды и почвы на территории г Эрдэнэт и прилегающих районах

Результаты и выводы, полученные автором:

1 Анализ теории и практики показывает, что при распространении вредного воздействия горно-обогатительного комбината на среду за пределы горного и земельного отводов сфера деятельности горно-экологического мониторинга существенно расширяется и что она мало изучена

2 Оценка природных и горнотехнических условий месторождения свидетельствует о сложности объектов предприятия и опасности в экологическом отношении, поэтому горно-экологический мониторинг на предприятии охватывает всю территорию, подверженную загрязнению

3 Разработаны приемы и методики определения вредных веществ, загрязняющих воздух, воду и почвы при освоении месторождения

4 Установлено, что, несмотря на снижение вредных веществ в воздухе по мере удаления от объектов комбината, в сферу их влияния попадает территория г Эрдэнэт и близлежащих районов в сторону направления доминирующих ветров - северного, северо-западного и западного

5 Результаты изучения физико-химического состава подземных и наземных вод локашли, что эксплуатация предприятия нанесла существенный ущерб водному бассейну района

6 Установлено, что антропогенное воздействие от деятельности объектов горно-обогатительного предприятия способствует опустыниванию почв и повышению в них концентрации тяжелых металлов

7 Выполненное районирование территории горно-обогатительного комбината и районов, прилегающих к нему, позволило создать экологическую карту масштаба 1 10000 г Эрдэнэта и прилегающих территорий

++ + -н-*++ +

Подпровинция с выделением окиси углерода, азотнокислого, углекислого, сернокислого газов, свинца, бензоперина, альдегида

Рис 2. Подпровинция с выделением вредных газов (жилой район)

00 о о о оо о о о

Подпровинция с избытками свинца

Рис.3. Подпровинция с избытками свинца

// // // и и

II И II Н II

и // // // //

Подпровинция аммиака

Рис 4 Подпровинция аммиака и кислоты днища долины рек

Подггровинция пыльных силикатных бурь в районе искусственного озера

Рис 5. Подпровинция искусственного озера с выдуванием пыльных силикатных бурь

Основные положения диссертации опубликованы и следующих работах:

1 Баярсайхан Г, Уранбайгаль Г, Бямбаа Ч Проблема рационального использования земельных ресурсов Монголии — Улан-Батор Экология и устойчивое развитие - 1999 -№4 - С 119-122

2 Гарьдхуу Ж, Баярсайхан Г, Далхсурэн Б, Гэрбиш Ш , Ьямбаа Ч Результаты определения полного отражения микроэлементов воды методом спектроскопии - Улан-Батор Экология и устойчивое развитие - 1999-№4 -С 247-250

3 Бат-Улзий Ц, Эрдэв Б , Далхсурэн Б , Баярсайхан Г , Бямбаа Ч Результаты измерения воздуха в районе - Улан-Батор Экология и устойчивое развитие -1999 - №4 -С 151-153

4 Бямбаа Ч Экологическая карта (М 1 10000) - г Эрдэнэт Издательство Геодезуправления - 2000

5 Бямбаа Ч Экологическая карта (М 1 10000) - г Улан-Батор Издательство Геодезуправления -1999

6 Бямбаа Ч, Гарьдхуу Ж, Баярсайхан Г Вопросы изучения загрязнения воздушной среды промышленных районов крупных городов Монголия — М Маркшейдерия и недропользование - 2007 - №2 - С 7-9

Подписано в печать 19 04 07 Форма! 60x90/16 Объем 1 п л Тираж 100 экз. Заказ № УЗО

Типография МГГУ Ленинский пр , 6

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Чангаа Бямбаа

Введение.

Глава 1. Природные условия и экологические особенности района месторождения «ЭРДЭНЭТИЙН - ОВОО».

1.1. Рельеф.

1.2. Климатическая особенность.

1.3. Гидрология и гидрогеология.

1.4. Особенности геологических структур.

1.5. Почвообразующие породы.

1.6. Характеристика горнотехнических условий открытой разработки месторождения.

1.7. Экологическая оценка недропользования при освоении месторождения.

1.8. Основные положения системы оценки воздействия горно-обогатительного предприятия на окружающую среду.

Выводы.

Глава 2. Загрязнение атмосферы.

2.1. Виды воздействия объектов горного производства на воздушный бассейн.

2.2 Воздействие горно-обогатительного комбината на загрязнения воздуха.

Выводы.

Глава 3. Оценка содержания веществ в подземных и наземных водах.

3.1. Гидрогеологическая характеристика участка месторождения и оценка химического состава подземных вод.

3.2. Оценка наземных вод.

Выводы.

Глава 4. Методика картографирования антропогенного воздействия горно-обогатительного производства на окружающую среду.

4.1. Методики расчета накопления вредных веществ в природных средах Эрдэнэта.

4.1.1. Расчет скорости распространения кальцитов в окрестностях города Эрдэнэта.

4.1.2. Расчет перехода в почвенный слой металлов-ионов, биологически активных микроэлементов, кислотности, щелочи, битума и мазута.

4.1.3. Определение радиоактивности веществ.

4.1.4. Расчет интенсификации распространения ионов.

4.2. Математическое моделирование экологической обстановки в районе распространения загрязняющих веществ.

Выводы.

Глава 5. Экологическое состояние почвенно-грунтового ландшафта при разработке месторождения, вопросы рекультивации.

5.1. Изучение загрязнения почвы и ее морфологических особенностей.

5.2. Районирование территории г. Эрдэнэт по загрязнению.

5.3. Влияние загрязнения в нарушении почвенных органических веществ в долине реки Хангал.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка влияния горного производства на экологическую обстановку в условиях разработки месторождения "Эрдэнэтийн-ОВОО""

Актуальность работы. В Монголии увеличиваются масштабы добычи и потребления минерального и энергетического сырья. Наряду с ростом объемов добычи полезных ископаемых возрастает единичная мощность применяемого горного оборудования, позволяющая повысить производительность труда на горных предприятиях. В стране на базе освоения крупных месторождений, как правило, развиваются промышленные города, которые занимают ключевые позиции в экономике. К концу 2000 года в городе Эрдэнэте проживало 13,1 % населения страны и находилось 15% рынка сбыта промышленных, хозяйственных и бытовых товаров.

Поскольку горное предприятие является комплексным источником воздействия на окружающую среду, когда затрагиваются водный и воздушный бассейны, земля, недра, растительный и животный мир, оценка влияния этого воздействия на экологическую ситуацию в регионе является актуальной научной и практической задачей.

Целью диссертационной работы является оценка уровня и распространения загрязненности почвы, воздуха и воды от воздействия горного производства для составления экологической карты региона.

Идея работы заключается в учете выявленных пространственно-временных закономерностей распространения загрязненности воздуха, почвы и воды при районировании территории действия горного предприятия для разработки мероприятий по снижению вредной экологической обстановки города.

Структура диссертации определена следующим кругом задач, решаемых для достижения поставленной цели:

1 .Проанализировать природные условия, горнотехнические и экологические особенности в районе действия горного предприятия.

2.Разработать приемы и методики получения аналитических данных загрязнения окружающей среды.

3.Оценить загрязнение окружающей среды на территории города и определить его влияние на состояние природы.

4.Установить влияние горного производства на загрязнение воды и почвы.

5.Разработать принципы картографирования антропогенного воздействия горного производства на природную среду.

6.Выделить характерные зоны района по степени воздействия горного производства на окружающую среду.

Научные положения, разработанные соискателем, и их новизна:

1 .Оценка влияния горного производства на почву, воду и воздух в районе его действия должна базироваться на комплексном анализе поступающих в окружающую среду твердых, жидких и газообразных веществ не только в ближней зоне, но и в дальней.

2.Районирование прилегающей территории к горному производству по степени загрязненности должно базироваться на данных горноэкологического мониторинга и выявленных пространственно-временных закономерностях распространения уровней загрязненного воздуха, почвы и воды с учетом рельефа, литологии пород и климатических условий среды.

3.Разработка экологической карты района среды воздействия горного производства должна основываться на предложенной математической модели, учитывающей распространение аэрозольных и газообразных вредных примесей в воздухе.

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций работы подтверждаются:

- представительным объемом проб для определения уровня загрязненности среды, поступления твердых, жидких и газообразных веществ (более 80 ООО замеров и определений);

- удовлетворительной сходимостью теоретических расчетов с данными опробования мест загрязнения среды в районе воздействия горного предприятия;

- составлением экологической карты г. Эрдэнэта.

Научное значение работы заключается в картографической оценке экологической ситуации территории промышленного города в зоне влияния горного производства для научно обоснованных технических решений в районе обеспечения экологической безопасности.

Практическое значение работы заключается в разработке методик и получении результатов определения значения загрязненности среды, поступления жидких, твердых и газообразных веществ при функционировании горного предприятия, составлении экологической карты района г.Эрдэнэт для обоснованной экологической политики, направленной на дальнейшее снижение загрязненности и, как следствие, понижение уровня заболеваемости городских жителей.

Реализация выводов и рекомендаций работы на СП «Эрдэнэт» позволила составить экологическую карту г. Эрдэнэт, методически и технически вооружить учреждения по контролю за загрязненностью городской среды, улучшить планирование застройки территории города.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях Академии естественных наук Монголии и Национальной Академии Наук Монголии и Института теплотехники и промышленной экологии МГУНТ (1996, 1998, 2002, 2004, 2005), на научных конференциях по теме «Экологическое устойчивое развитие», проведенных фондом Очирбат (2000 - 2005), на Мировом биологическом конгрессе, проведенном Сибирским отделением РАН (г.

Новосибирск, 1997), и на международной научной конференции по теме «Сельское хозяйство и экологические проблемы», проведенной сельскохозяйственными Академиями России, Монголии, Казахстана, Кыргызстана, Белоруси (г. Новосибирск 1999, г. Улан-Батор 2001, 2004, г. Алма-Ата 2002), на международной конференции «Buodiversity of the Central Asia» г. Хух-Хот КНР (2001).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения, содержит 40 таблиц, 27 рисунков и список использованной литературы из 77 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Чангаа Бямбаа

Выводы.

1. После многолетнего освоения месторождения произошло сильное загрязнение почв прилегающей к комбинату территории. Профиль их глубоко промыт от легкорастворимых веществ. Обнаружено очень высокое содержание тяжелых металлов.

2. На основе выявленных закономерностей распространения загрязняющих веществ выявлено пять районов, отличающихся степенью воздействия каждого из них. К ним относятся районы Баян-Удур, центрального жилого массива, обогатительной фабрики, карьера, Гавила, Хангала.

Заключение

В диссертационной работе дано новое решение актуальной задачи оценки влияния горного производства на экологическую обстановку в условиях разработки месторождения «ЭРДЭНЭТИЙН - ОВОО», позволяющее разработать практические рекомендации по снижению уровня загрязненности воздуха, воды и почвы на территории г. Эрдэнэт и прилегающих районах.

Результаты и выводы, полученные автором:

1 .Анализ теории и практики показывает, что при распространении вредного воздействия горно-обогатительного комбината на среду за пределы горного и земельного отводов сфера деятельности горно-экологического мониторинга существенно расширяется и что она мало изучена.

2.0ценка природных и горнотехнических условий месторождения свидетельствует о сложности объектов предприятия и опасности в экологическом отношении, поэтому горно-экологический мониторинг на предприятии охватывает всю территорию, подверженную загрязнению.

3.Разработаны приемы и методики определения вредных веществ, загрязняющих воздух, воду и почвы при освоении месторождения.

4.Установлено, что, несмотря на снижение вредных веществ в воздухе по мере удаления от объектов комбината, в сферу их влияния попадает территория г. Эрдэнэт и близлежащих районов в сторону направления доминирующих ветров - северного, северо-западного и западного.

5.Результаты изучения физико-химического состава подземных и наземных вод показали, что эксплуатация предприятия нанесла существенный ущерб водному бассейну района.

6.Установлено, что антропогенное воздействие от деятельности объектов горно-обогатительного предприятия способствует опустыниванию почв и повышению в них концентрации тяжелых металлов.

7.Выполненное райнирование территории горно-обогатительного комбината и районов, прилегающих к нему, позволило создать экологическую карту масштаба 1:10000 г. Эрдэнэта и прилегающих территорий.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Чангаа Бямбаа, Москва

1. Попов В.Н., Руденко В.В., Бадамсурэн X, и др. Оценки недропользования. М.: Учебное пособие для вузов. - Издательство Академии горных наук. - 2001. - 295с.

2. Бадамсурэн X. Разработка методов маркшейдерского обеспечения горно-экологического мониторинга горных предприятий Монголии. М.: МГГУ. Дисс.канд.техн.наук. 1995.

3. Томаков П.И., Коваленко B.C., Михайлов A.M., Калашников А.Т. Экология и охрана природы при открытых горных работах. М.: МГГУ. 1994.-418 с.

4. Певзнер М.Е., Малышев A.A., Мельков А.Д., Ушань В.П. Горное дело и охрана окружающей среды. М.: МГГУ. 1997. - 300 с.

5. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. М.: Недра.-1990.-235 с.

6. Агошков М.И. Развитие идей и практики комплексного освоения недр. Горный журнал. 1984. - №3. - с. 3-6.

7. Архипов H.A., Ельчанинов Е.А., Горбачев Д.Т. Добыча угля и рациональное природопользование. М.: Недра. 1987. - 285 с.

8. Горлов В.Д. Рекультивация земель на карьерах. М.: Недра. 1981. -260 с.

9. Дриженко А.Ю. Восстановление земель при горных разработках. М.: Недра.-1985.-241 с.

10. Мироненко В.А., Мальский Е.В., Румынии В.Г. Изучение загрязнения подземных вод в горнодобыващих районах. М.: Недра. 1987. - 269 с.

11. Михайлов А.Н. Охрана окружающей среды на карьерах. Киев. -Высш.шк. 1990. - 264 с.

12. Михайлов В.А., Бересневич П.В., и др. Борьба с пылью на рудных карьерах. М.: Недра. 1991. - 232 с.

13. Николин В.И., Матлак Г.С. Охрана окружающей среды в горной промышленности. Киев-Донецк. - Высш.шк. - 1987. - 212 с.

14. Харченко В.А., Арский Ю.М., Косухин П.З., Кравченко О.П., и др. Учебное пособие.- МГИ. 1988. - 85с.

15. Ревазов М.А., Певзнер М.Е., Матанцев В.И. Охрана природы. М.: Недра.-1986.- 162 с.

16. Ржевский В.В., Болотова Л.Е. Экология горного производства. М.: МГИ. 1988.-243 с.

17. Рогатин H.H., Сенаторов Н.П. Противофильтрационные завесы на карьерах. М.: Недра,- 1979. 128с.

18. Русский И.И. Технология отвальных работ и рекультивация на карьерах. М.: Недра. 1979. - 221с.

19. Стрельцов В.К., Могильный С.Г. Маркшейдерское обеспечение природопользования недр. М.: Недра. 1989. - 205с.

20. Полещук А.К., Михайлов A.M., Заудальский И.К. Техника и технология рекультивации на открытых разработках. М.: Недра. 1977.215с.

21. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рациональное землепользование при открытых горных работах. М.: Недра. 1984. - 214с.

22. Томаков П.И., Коваленко B.C. Рекультивация земель, нарушенных открытыми горными работами. М.: МГИ. 1981. - 197с.

23. Федоров И.С., Захаров М.Н. Складирование отходов рудообогащения. М.: Недра. 1985. - 228с.

24. Умнов А.Е. Охрана природы и недр в горной промышленности. М.: Недра.-1987.-126с.

25. Астахов A.C., Малышев Ю.Н., Пучков Л.А., Харченко В.А. Экология: горное дело и природная среда. М.: Академия горных наук. -1999.-367с.

26. Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.Н., Проскуряков Н.М. Экология горного производства. Учебник для вузов. М.: Недра. 1991. -320с.

27. Гальперин A.M., Ферстер В., Шэф Ю. Техногенные массивы и охрана окружающей среды. М.: МГГУ. 1997. - 534с.

28. Хохряков A.B., Иванов Б.А. Рациональное природопользование. -Свердловск: 1987.

29. Иванов Б.А. Инженерная экология. Л.: ЛГИ. 1989.

30. Арембовский И.В. Стратеграфия четвертичных отложений Восточной Сибири. Иркутск: 1948.

31. Апродов В.А. Геоморфологические предпосылки сейсмического районирования МНР. Вопросы географии. Сборник 52. М.: 1961.

32. Бакумн Ф.Г., Баженова А.П. Экспериментальные исследования механизмов передвижения влаги в промерзающих грунтах. М.: Изд.АН СССР. 1957.

33. Бадарч Н. Климат Монголии. Уланбатор. - 1971.

34. Бутырин М.Н. Горько-соленые озера Бурят-Монгольской республики и их промышленное значение. Верхнеудинск: - 1947.

35. Буянтуев Б.Р. О заболачивании Баргузинской долины и его влиянии на сельскохозяйственные угодья. М.: АН СССР. - Сер.геогр.- 1952. - №2.

36. Важенин И.Г., Цюрупа И.Г., Арсеева E.H. О химическом составе природных вод бассейна р. Выг. М.: Почвоведение. 1972. - №2.

37. Герасимов И.Н., Лавренко Е.М. Основные черты природы МНР. -М.: АН СССР. Сер.геогр. 1951. - № 1.

38. Гриотьев Д.И. Вечное и древнее оледенение. М.: Материалы КЕПС. АН СССР.- 1930.

39. Андреев С.Н. Почвы дельты реки Буянту и Кобдонское аймочное хозяйство. М.: Изд. АН СССР. 1935.

40. Антипов-Коротаев H.H. Вопросы происхождения и географического размещения солонцов в СССР. М.: Мелиорация солонцов в СССР. 1958. -№4.

41. Антипов-Коротаев H.H. и др. О почвенном агрегате и методах его исследования. М.-Л.: 1948.

42. Антипов-Коротаев H.H., Филиппов В.Н. Влияние длительного орошения на процессы почвообразования и плодородия почв степной полосы Европейской части СССР. М.: Черноземы и каштановые почвы. -1955.-№6.

43. Аскинази Д.Л. Фосфатный режим и известкование почв с кислой реакцией. М.: АН СССР. 1949.

44. Ассинг И.А. Особенности гумусообразования в горных почвах Северного Тяньшаня. М.: АН СССР. 1960.

45. Афанасьева Б.А. Влияние жизнедеятельности растений на почвенные процессы в черноземах. М.: Изд. АН СССР. Сообщ. Лабор. Лесоведения. - 1962. - вып.6.

46. Аренуткина E.H. Химический анализ почв. М.: Наука. 1971.

47. Аритовская Т.В., Дараган А.Ю., Зверева Т.С. Роль микроорганизмов в превращении минералов в кн. Тенезие почв. М.: Наука. 1972.

48. Базилевич H.H., Панкова E.H. Опыт классификации почв по засолению. М.: Почвоведение. 1968. -№11.

49. Банников А.Г., Мурзаев Э.М., Юннатов A.A. Очерк природы заалтайского гоби в пределах МНР. М.: Изд. ВГО. 1945. - вып. ЗМ-Л. -том 77.

50. Базилевич H.H., Калашников P.A. Ярилова Е.А. О накоплении аморфной кремниевой кислоты в почвах. М.: 1954.

51. Батурин В.П. Петрографический анализ геологического прошлого по вторичным компонентам. М.-Л.: Наука. - 1947.

52. Беспалов Н.Д. Почвы Монгольской народной Республики. М.: Изд. АН СССР.-1951.

53. Бекарович Н.Е., Коречун Н.Б., Сотников В.Н. Фракционный метод агрегатного анализа почв. М.: Почвоведение. 1953. - №5.

54. Бельчикова Н.П. Некоторые закономерности содержания состава гумуса и свойств гуминовых кислот в главнейших группах почв. М.-Л.: Тр.почв.инст. - АН СССР. - 1951. - т.31.

55. Больтаков А.Ф. Влияние двучленности наноса на водный режим мощных черноземов. М.: Почвоведение. - 1959. - №7.

56. Богданов H.H. Неорганические фосфаты в Сибирских черноземах. -М.: Почвоведение. 1955. - №12.

57. Бэхтор О. Характеристика почв гобийского района и их хозяйственная ценность. Улан-Батор. - Сб.науч.тр. - 1968. - №4.

58. Бэхтор О. Химическая особенность бурой почвы в лугах и долинах реки Халх. Улан-Батор. - Сб.науч.тр. - 1965. - №2.

59. Бэхтор О. История изучения почв Монголии. Улан-Батор. -Сб.науч.тр, - 1972. - №4.

60. Васильева A.A. Исследование физических свойств почвы. -Кишинев. 1952.

61. Веришин П.В. Формирование почвенной структуры. М.: Восточная сельхоз АН. - Удобрение, агротехника, агропочвоведение. -1941.

62. Виленский Д.Г. Агрегация почв, ее теория и практическое применение. -М.: 1945.

63. Важенин Н.Г. Проблема фосфата в почвах Забайкалья. Тез.докл. к конф.почвоведения Сибири и Дальнего Востока. Горно-Алтайск: 1962г.

64. Вильяме Р. Почвоведение. -М.: 1951.

65. Винокуров М.А. Отложение углерода к общему азоту в Сибирских почвах. М.: Почвоведение. - 1936. - №5.

66. Герасимов И.Н. О типах почв горных стран и вертикальной почвенной зональности. М.: Почвоведение. - 1948. -№11.

67. Герасимов И.П., Завалишин A.A., Иванова E.H. Новая схема классификации почв СССР. М.: Почвоведение. - 1939. - №7.

68. Грубов В.И. Флора и ботаника, географическое районирование МНР. М.: Вопросы географии. - 1954. - сб.35.

69. Глинка К.Д. Почвоведение. M.-JL: Сельхоз гиз. - 1932.

70. Гарьдхуу Ж. Использование полезной земли для сельского хозяйства. Улан-Батор: Сельское хозяйство. - 1967. - №3.

71. Гарьдхуу Ж. Почва долины Орхон. Улан-Батор: Сб.науч. тр. Института Химии. - 1970. - №19.

72. Горикова A.A. Растительность необлесенной части Кударинского аймака и долины реки Джиды в пределах Тройского и Закаменского аймака. Улан-Батор: Бурят-Монгольское кн.изд. - 1955. - вып.2.

73. Гортенин К.П. Углерод и азот в Сибирских почвах. Труды Омского сельскохозяйственного института. Омск: 1935.

74. Гримм P.E. Минералогия глин. М.: 1956.

75. Дашцэрэн Б. Каштановые почвы Монголии. Улан-Батор: Международный сельскохозяйственный журнал. - 1970г. - №2.

76. Доржготов Д. Физическая география почв Монголии. Улан-Батор: 1969.

77. Дерюгина В.Н., Важенин И.Г., Ногина H.A., Уфимцева К.А. Агропроизводственная характеристика пахот почв Бурятской АССР. В кн. Степные и лесостепные почвы Бурятской АССР и их агропроизводственная характеристика. М.: АН СССР. - 1960.