Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Оценка защищенности подземных вод Южного Предуралья от загрязнения

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Оценка защищенности подземных вод Южного Предуралья от загрязнения"

На правах рукописи

ДИДЫК ТАТЬЯНА ГЕННАДЬЕВНА

ОЦЕНКА ЗАЩИЩЕННОСТИ ЭКОСИСТЕМ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ЮЖНОГО ПРЕДУРАЛЬЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Специальность 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2005

Работа выполнена в природообустройства

Московском государственном университете

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор Юрченко Светлана Гиндулловна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сметанин Владимир Иванович

кандидат технических наук, доцент Хафизов Айрат Раисович

Ведущая организация: Государственное унитарное предприятие

научно-исследовательский институт

безопасности жизнедеятельности Республики Башкортостан

Защита состоится 21 июня 2005 г. в 15 часов на заседании

диссертационного совета Д 220.045.01 в Московском государственном

университете природообустройства по адресу: 127550, Москва, ул. Прянишникова, 19, ауд.201/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета природообустройства.

Автореферат разослан 20 мая 2005 года. Ученый секретарь

диссертационного совета V Т.И. Сурикова

Мбит

3

Общая характеристика работы

Актуальность работы. В современных условиях, когда человек все активнее вмешивается в природные процессы, глобальной и одной из актуальных задач является организация рационального природопользования и охрана окружающей среды. Подземные воды - один из компонентов природной среды -являются всенародным достоянием и ценнейшим полезным ископаемым. Особенно велика роль пресных вод, значение которых, как источника питьевого водоснабжения населения, с каждым годом возрастает.

Одной из основных причин возникновения водного дефицита и сокращения эксплуатационных ресурсов воды является загрязнение экосистем поверхностных и подземных вод. В процессе промышленного и сельскохозяйственного производства человек преобразовывает и изменяет химический состав исходных естественных веществ. Природная среда все время обогащается или, вернее, отравляется не только отходами производства, но и различными элементами, входящими в состав целесообразных продуктов деятельности людей. Природные экосистемы эволюционно не подготовлены к переработке и биохимическому разложению этих новых для них продуктов техногенного происхождения, к тому же поступающих в огромных количествах.

Загрязнение гидросферы нефтью, нефтепродуктами и отходами нефтяной промышленности относится к числу наиболее массовых и опасных. Нефть и ее производные попадают в водоемы и в грунтовые воды из-за недостаточной очистки сточных вод, в результате аварий на нефтедобывающих предприятиях, а также при хранении промышленных стоков и нефтяных рассолов в хранилищах, обычно устраиваемых в глинистых грунтах, считая их водонепроницаемыми. Однако, как показала практика, за сравнительно короткое время через многометровые толщи глинистого грунта происходит загрязнение экосистем грунтовых вод нефтепродуктами через дно и откосы хранилищ. Поэтому оценка защищенности экосистем подземных вод от загрязнения является весьма

актуальной задачей.

Цель и задачи исследований. Дать оценку защищенности экосистем подземных вод от загрязнения в районах с высоко развитой промышленностью, а именно для условий Южного Предуралья.

Не претендуя на раскрытие в равной степени всех аспектов проблемы, диссертант сосредоточил основное внимание на следующих научных задачах:

- выявить и изучить основные источники загрязнения подземных вод Южного Предуралья;

- изучить критерии оценки защищенности подземных вод Южного Предуралья от промышленных стоков;

- исследовать влияние промышленных стоков на свойства глинистых пород, являющихся основным природным препятствием проникновению промышленных загрязнителей в водоносный слой.

Объекты исследований. Накопители сточных вод НГДУ «Уфанефть», шламонакопители «Белые моря» ООО «Сода» г. Стерлитамака, уфимская городская свалка.

Научная новизна заключается:

- в разработке систематизации источников загрязнения экосистем подземных вод применительно к Южному Предуралью;

- в выявлении оценки влияния каждого из источников на качество подземных вод;

- в проведении экспериментального моделирования процессов замачивания глинистых грунтов пресными водами и нефтяными рассолами, в результате

1 которого получены зависимости изменения их физико-механических характеристик.

Практическая значимость работы. Исследование проницаемости глинистых пород может быть использовано как для выяснения общих вопросов формирования подземных вод, так и для решения ряда практических задач, связанных с гидротехническим и мелиоративным строительством, оценкой ресурсов подземных вод, с хранением жидких промышленных отходов. Полученные методом статистической обработки физико-механические

характеристики замоченного нефтяным рассолом глинистого грунта могут быть использованы при расчетах устойчивости дна и откосов хранилищ.

Апробация работы. Результаты исследования и основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях в Московском государственном университете природообустройства (Москва, 2000, 2001, 2004, 2005 г.г.), в Башкирском государственном аграрном университете (Уфа, 2002-2005), на международной научно-технической конференции в Московском государственном энергетическом университете (Москва, 2002 г.), в Кемеровском государственном университете (Кемерово, 2004 г.) и опубликованы в трудах МГУП, БГАУ, МГЭУ, КГУ, а также в журналах «Мелиорация и водное хозяйство», «Сельские узоры».

Публикации. По теме диссертации опубликовано двенадцать печатных работ.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 127 страниц, в том числе 16 таблиц, 25 рисунков, список литературы из 132 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассматривается проблема предотвращения загрязнения подземных вод в районах с крупной нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью на примере Южного Предуралья, а также при других видах хозяйственной деятельности; основные способы хранения отходов производств; виды загрязнения и истощения ресурсов экосистем природных вод; фильтрационные свойства глинистых пород.

Южное Предуралье в промышленно-экономическом отношении - один из развитых регионов страны, в пределах которого благодаря природным богатым ресурсам возник ряд крупных добывающих, перерабатывающих и химических комплексов. В результате интенсивной промышленной и хозяйственной

деятельности в регионе происходит истощение и загрязнение ресурсов экосистем природных вод в значительных размерах.

Загрязнение биогидросферы нефтью, нефтепродуктами и отходами нефтяной промышленности относится к числу наиболее массовых и опасных.

Как показал обзор научной литературы, вопросами региональной гидрогеологии, гидрогеохимии, геоэкологии занимались многие ученые. Результаты многолетних гидрогеологических исследований Урало-Поволжья обобщены в монографических работах серии «Гидрогеология СССР». Отдельные аспекты техногенного влияния на подземные воды при разработке нефтяных месторождений отражены в отчетах НИИ объединений «Башнефть», «Татнефть», «Пермнефть» и др.

Основным методом хранения отходов производств в настоящее время является складирование их на свалках, полигонах, накопителях, хвостохранилищах и т.д. Фильтрация промышленных вод из накопителей происходит через дно и частично откосы дамб хранилищ. Поэтому для защиты подземных грунтовых вод хранилища устраивают в местах, где на пути миграции загрязненные воды встречают природные препятствия, не пропускающие или затрудняющие проникновение их в водоносный горизонт. Таким препятствием обычно считают мощные слои «водоупорных» глин и суглинков.

Фильтрация промышленных стоков существенно влияет на свойства глинистых грунтов, изменяя их физические, химические и механические характеристики, что, в свою очередь, оказывает влияние на устойчивость защитных сооружений, например, дамб обвалований, или природных склонов, обрамляющих хранилища промышленных отходов.

В настоящее время, как показал анализ литературы, вопрос о проницаемости и гидрогеологической роли глинистых пород изучен недостаточно. В целом процесс фильтрации в них характеризуется большой сложностью. Долгое время они считались абсолютно водонепроницаемыми. Но уже в конце 40-х годов появились работы (А.Н. Мятиев, Н.К. Гиринский), свидетельствующие о том, что вертикальная фильтрация через глинистые толщи

в определенных условиях может иметь значительные размеры. В последние годы изучением проницаемости глинистых пород занимались многие исследователи, такие как Б.В. Боревский, В.А. Всеволожский, В.М. Гольдберг, Д.И. Ефремов, B.C. Ковалевский, H.A. Лебедева, С.М. Семенова-Ерофеева и др. Установлено, что фильтрационные свойства глин являются динамическим параметром, зависящим от многих факторов - структурных, текстурных, минералогических, гидрогеологических, биогенных и др.

Степень проницаемости глинистых пород значительно различается при фильтрации через них пресных и минерализованных вод. Исследованиями ряда авторов (И.А. Бриллинга, В.М. Гольдберга, Л.И. Кульчицкого и др.) установлено, что глины при одних и тех же градиентах напора практически могут не пропускать пресные воды и фильтровать соленые или рассолы. При этом в зависимости от составов рассолов и глинистых минералов также резко меняются фильтрационные свойства глин и суглинков. При фильтрации хлоридных натриевых рассолов изменение фильтрационных свойств песчано-глинистых отложений по сравнению с пресными водами значительно больше (в 5-10 раз), чем при фильтрации хлоридных кальциевых растворов (в 1,5-2 раза). Особенно резко увеличивается проницаемость монтмориллонитовых глин (в 10 раз и более) и в меньшей степени (в 1,5-3 раза) - каолинитовых. Кроме того, и температура фильтрующейся воды влияет на проницаемость глин. Рост температуры от 20 до 30° увеличивает проницаемость монтмориллонитовых глин в 10, а иногда в 100 раз.

Сделанный анализ литературы показал, что проблема защиты открытых и подземных водоисточников от воздействия техногенных отходов различных отраслей промышленности является весьма актуальной. Оценка естественной защищенности подземных вод от загрязнения относится к числу важных гидрогеологических и хозяйственных задач.

Для оценки защищенности подземных вод необходимо выявить и систематизировать источники их загрязнения.

Во второй главе дана систематизация источников загрязнения экосистем подземных вод применительно к Южному Предуралью и произведена оценка влияния каждого из источников на качество подземных вод. Из огромного многообразия загрязняющих источников можно выделить и классифицировать восемь наиболее значительных типов источников воздействия на подземную гидросферу Южного Предуралья. Они характеризуются общими и специфическими показателями токсичных химических элементов и соединений, их длительностью и масштабом воздействия на подземные воды Южного Предуралья и примерной сферой, которая подвергается загрязнению тем или иным источником. К ним относятся:

Тип 1 «Сельские населенные пункты с агропромышленным хозяйством». Тип 1 разделен на 4 подтипа, отличающиеся длительностью воздействия на подземные воды и набором загрязняющих элементов. Показателями загрязнения подтипа А «Сельские населенные пункты с приусадебными участками» являются соединения азота, различные органические вещества, синтетические моющиеся средства и т.д. Подтип Б «Посевные площади с применением удобрений, пестицидов и ядохимикатов» и подтип В «Мелиорируемые земли (участки орошения)» характеризуются загрязнениями, состоящими из соединений азота, фосфора, калия, а также пестицидами. В подтипе В более интенсивно влияние на подземные воды, сбрасываемая вода характеризуется сильнейшей минерализацией. В подтипе Г «Животноводческие комплексы, фермы с прудами-накопителями, орошаемыми сточными водами» загрязняющими веществами являются соединения азота, биогенные вещества, патогенные микроорганизмы, микроэлементы.

Тип 2 «Городские агломерации с промышленным производством». В крупном городе ежедневно потребляется огромное количество продукции для удовлетворения нужд населения и потребностей промышленности, следовательно, образуется соответствующее количество отходов. Этот тип подразделен на три подтипа источников. Подтип А «Жилые территории» характеризуется следующими показателями загрязнения: соединениями азота,

серы, углерода, органическими веществами, тяжелыми металлами, патогенными микроорганизмами. В подтипе Б «Территории промышленных предприятий» можно назвать основными источниками загрязнения технологические растворы и отходы производства, содержащие органические вещества и тяжелые металлы. Подтип В составляют участки утилизации сточных вод и твердых отходов. К ним относятся пруды-отстойники, хвостохранилища, свалки и пр.), занимающие площади от нескольких сот квадратных метров до нескольких квадратных километров (в Башкирии суммарная площадь их около 26 км2) и содержащие органические соединения, рассолы, тяжелые металлы.

Тип 3 «Транспортные средства и дороги». В Южном Предуралье находится развитая сеть автомобильного, железнодорожного и воздушного транспорта. В данном типе выделяется два подтипа. К подтипу А «Транспортные средства» относятся такие загрязняющие вещества как нефтепродукты, тяжелые металлы, газы. Подтип Б «Автомобильные и железные дороги» составляют дороги и придорожные участки, являющиеся местами накопления горюче-смазочных материалов, реагентов (ЫаС!, СаС12), применяемых для борьбы с гололедом и повышения устойчивости оснований дорог. За счет истирания шин автомобилей выбрасываются в атмосферный воздух соединения цинка и кадмия.

Тип 4 «Нефтегазодобывающие предприятия». Он является наиболее крупным источником воздействия на подземные воды Южного Предуралья. Подтип А «Скважины разведочного бурения, эксплуатационные, нагнетательные, контрольно-пьезометрические, поглощающие и др.». Количество их в нефтедобывающих районах исчисляется несколькими десятками тысяч. Они содержат различные реагенты, рассолы, нефть, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества и пр. Подтип Б «Участки утилизации стоков» охватывает районы сточных нефтепромысловых вод и различных отходов (пруды-накопители, шламохранилища и прочие емкости для хранения промышленных стоков), прискважинные площадки, фильтрующие емкости и др. Основными загрязняющими веществами являются рассолы, микроэлементы, нефть, поверхностно-активные вещества. Подтип В «Нефтегазопроводы, водо-

рассолопроводы», при порывах которых в пределах только одного нефтяного месторождения, протяженность которых достигает нескольких тысяч километров, на поверхность и в приповерхностную зону поступает от нескольких десятков до нескольких сотен кубических метров рассолов.

Тип 5 «Предприятия горнодобывающей промышленности». К нему относятся: подтип А «Угольные разрезы» и подтип Б «Шахты и участки выщелачивания различных солей». Загрязняющими веществами здесь являются уголь, угольные отходы, солоноватые воды, соединения азота.

Тип 6 «Полигоны утилизации сточных вод, создаваемые ядерными взрывами в скважинах». В работах А.Я. Гаева, К.И. Антоненко, Е.Г. Чаповского, А.Е. Ходькова отмечено, что подземные захоронения целесообразно применять для небольших объемов особо опасных стоков, не поддающихся обезвреживанию или безопасному захоронению другими способами, так как существует опасность их миграции.

Тип 7 «Лесная и лесоперерабатывающая промышленность». При заготовке и переработке древесины образуются значительные объемы отходов, которые являются достаточными длительными источниками загрязнения природных вод соединениями азота и органическими веществами (фенол, метилфенол, нафталин и др.).

Тип 8 «Пруды и водохранилища с гидротехническими сооружениями». Пруды и водохранилища устраиваются для сезонного, недельного и суточного регулирования стока рек. Они оказывают как положительное (опреснение и пополнение подземных вод), так и отрицательное влияние на геологическую среду. Негативное воздействие их сказывается в виде загрязнения грунтовых вод, так как они являются накопителями смываемых с сельскохозяйственных и промышленных земель различных химических элементов и соединений, вызывают подъем уровня грунтовых вод, что может привести к заболачиванию и засолению прибрежных территорий, активизации оползневых и карстовых процессов.

В третьей главе дается оценка природной защищенности подземной гидросферы от промышленных стоков.

Природная защищенность подземных вод состоит в том, что на пути миграции загрязняющих веществ они встречают различные природные препятствия, не пропускающие загрязняющие вещества в водоносный горизонт. К ним относятся такие факторы, как наличие в разрезе слабопроницаемых отложений с низким коэффициентом фильтрации, наличие в разрезе пород, имеющих поглощающие (сорбционные) свойства, соотношение уровней водоносных горизонтов и пр. Повсеместное распространение глинистых грунтов, низкая стоимость разработки и, главное, малая водопроницаемость позволили широко использовать их для устройства противофильтрационных экранов. Однако проницаемость глинистых пород меняется с течением времени. Это связано с особенностью глинистых минералов разбухать и закупоривать поровое пространство при взаимодействии с пресной водой. При фильтрации же через глинистые породы минерализованных вод это явление развито в значительно меньшей степени. Более того, в результате химических процессов и агрегирования при прохождении минерализованных вод нередко происходит рост активной пористости, а, следовательно, увеличение их фильтрационных свойств. Так, в шламонакопителях Стерлитамакского содово-цементного комбината проницаемость глинистого экрана увеличилась на порядок за 2-годичний срок эксплуатации, на два - за 7-летний и на три - за 17-летний. Коэффициент фильтрации подстилающих экран суглинков с момента начала эксплуатации повысился в десятки раз.

Физико-химическое состояние глинистых пород существенно меняется при миграции сквозь них не только минерализованных вод, но также нефти и нефтепродуктов. Миграция нефти в глинистых породах сопровождается сорбционными процессами. Наибольшей сорбционной активностью обладают глинистые породы, состоящие из группы монтмориллонита. Исследования состава глинистых осадков зоны аэрации в Предуралье (Р.Ф. Абдрахманов, В.Г. Попов, И.Н. Тугуши) показали, что в результате сорбции нефтяных компонентов

в них образуются органно-минеральные компоненты. Одновременно изменяется ионно-солевой комплекс пород зоны аэрации. В обменных процессах при этом принимают участие не только катионы, но и органические молекулы, проникая в межслойные пространства глинистых минералов. При этом после внедрения нефтепродуктов в осадочные породы в ходе эпигенеза монтмориллонит может превращаться в гидрослюду, т.е. в нем могут изменяться его физико-химические показатели, такие как плотность, влажность, пористость, граничные влажности (пределы пластичности и текучести), коэффициент фильтрации, прочностные характеристики.

В четвертой главе приведены результаты экспериментального моделирования процессов замачивания глинистых грунтов пресными водами и рассолами для оценки степени снижения их прочности и деформируемости, увеличения проницаемости под воздействием промышленных стоков, а именно нефтяных рассолов.

При использовании преимущественно стандартного оборудования методом лабораторного моделирования были изучены следующие вопросы:

- вещественный состав грунтов и минерализованных вод;

- физико-химические показатели глинистых грунтов;

- выявлены закономерности изменения фильтрационных, деформационных и прочностных свойств глинистых грунтов при замачивании их пресной водой и рассолами.

Преимуществом лабораторного моделирования является возможность изучения ожидаемых процессов с учетом пространственной изменчивости грунтов, фактора времени, напряженного состояния и т.д. Эти методы обеспечивают получение материала в объеме, необходимом для статистической обработки данных с целью выявления корреляционных зависимостей между изменениями влажностного режима глинистых грунтов и их механическими свойствами. Обработка экспериментальных данных проводилась с использованием аппарата математической статистики. Для этого после построения зависимостей для п количества образцов было сделано допущение о

характере зависимости и выведена теоретическая зависимость между характеристиками. Адекватность полученного регрессионного уравнения, т.е. соответствие его реальному моделируемому процессу, достоверность его параметров оценивалась показателем качества подгонки, а именно коэффициентом детерминации.

Образцы грунта были отобраны в районе Северной промышленной зоны г.Уфы, где хранятся рассолы - отходы нефтяного производства. Минерализация рассолов, которые затем фильтровались через образцы грунта, составляла 158 г/л, жесткость - 0,56 моль/л, сумма анионов - 1,35 моль/л.

Результаты опытов приведены в табл. 1 и показаны на рис. 1.

Таблица 1

Результаты расчета коэффициента фильтрации

Замачивание водой Замачивание рассолом

Вертикальное давление, МПа Коэффициент фильтрации, Кф, м/сут Вертикальное давление, МПа Коэффициент фильтрации, Кф, м/сут

0 0,0031 0 0,280

0,05 0,0018 0,05 0,153

0,10 0,0011 0,10 0,084

0,20 0,0004 0,20 0,025

0,30 0,0001 0,30 0,008

а) естественной влажности; б) замоченной рассолом

Как показали эксперименты, при замачивании глинистого грунта рассолом коэффициент фильтрации увеличивается по сравнению с замачиванием водой в 60-90 раз в зависимости от нагрузки. Для определения коэффициента фильтрации для глинистых грунтов при прохождении сквозь них рассолов предложена формула, полученная экспериментальным путем: Кф=Кор'12р

Результаты компрессионных испытаний глинистого грунта приведены в табл. 2 и показаны на рис. 2.

Показатели компрессионных испытаний

Таблица 2

Нагрузка, МПа Коэфф. пористости, е Коэфф. сжимаемости, МПа1 Модуль деформ. Е, МПа Коэфф. пористости, е Коэфф. сжимаемости, МПа'1 Модуль деформ. Е, МПа Коэфф. пористости, е Коэфф. сжимаемости, МПа-1 Модуль деформ. Е, МПа

Сп риродной влажностью Замачивание водой Замачивание рассолом

0,00 0,792 0,801 0,903

0,05 0,783 0,181 9,63 0,783 0,36 7,03 0,869 0,68 2,61

0,10 0,774 0,177 9,96 0,771 0,24 7,95 0,842 0,54 3,91

0,20 0,758 0,163 10,62 0,753 0,18 9,80 0,803 0,39 6,52

0,30 0,744 0,154 11,28 0,737 0,16 11,05 0,782 0,21 9,13

а)

б)

Рис. 2 Компрессионные кривые для глины: а) естественной влажности; б) замоченной рассолом

В результате обработки экспериментальных компрессионных кривых получены формулы для

12 — 11 — 10

коэффициента

Я 7

определения

пористости е; после приложения нагрузки р,: для глин естественной влажности е,=е0+0,12р2-0,2р; для глин, замоченной рассолом ej=eo+l,13p2-

2

0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 р, МПа

Рис. 3 График зависимости модуля

Кроме того, по результатам опытов были построены линейные графики зависимости Е=^р) (рис. 3) и получено уравнение Е=26,1р+1,3 для определения модуля деформации глин, замоченных рассолом.

Сдвиговые характеристики с и ср определяются экспериментальным путем в лабораторных условиях на приборе одноплоскостного среза. Как показали опыты, сопротивление сдвигу одного и того же грунта непостоянно и зависит от физического состояния грунта, от условий проведения испытаний. Значения характеристик прочности с и <р, получаемых экспериментальным путем, в большой степени зависят от методики проведения опыта, времени выдерживания грунта под уплотняющей нагрузкой и от того, какими жидкостями замачиваются глинистые грунты, так как физико-химические процессы, возникающие в них, зависят от их взаимодействия с природными водами или с рассолами. При замачивании грунтов слабоминерализованными водами, химический состав которых идентичен составу их поровых вод, происходит изменение только влажности и консистенции грунтов. Если взаимодействующие с грунтами воды отличаются по составу от содержащихся в породах водорастворимых компонентов, нарушается равновесное состояние ионно-солевого комплекса пород, что оказывает влияние на их структурные связи и степень агрегированности коллоидных частиц. Особенно сильное взаимодействие,

сопровождающееся глубокой перестройкой структуры грунтов и изменением их состава, оказывают водоносные горизонты, формирующиеся в результате утечек промышленных рассолов, в частности, отходов нефтяной промышленности. При взаимодействии с рассолами контакты коагуляционного типа между глинистыми частицами легко нарушаются, что ведет к существенному уменьшению прочности и увеличению деформируемости этих грунтов.

По результатам опытов были построены графики зависимости тИ(р) и получены уравнения вида: для глины в естественном состоянии т=0,346р+с; для глины, замоченной рассолом т=0,285р+с.

Как правило, полученные при компрессионных испытаниях значения модуля деформации, бывают занижены. Одной из причин этого является невозможность бокового расширения образца грунта в кольце одометра. Для получения более точного значения модуля деформации нами были проведены штамповые испытания модели грунта в специальном лотке, размеры которого были подобраны таким образом, чтобы не сказывалось влияние стенок на образец. Кроме того, в лотке имелось постоянное подпитывание образца водой или рассолом через соседний отсек, в котором постоянно находилась подпитывающая жидкость (пресная вода или рассол).

Модель грунта изготовлялась из глины, изъятой из того же места и глубины, что и для компрессионных испытаний. Для этого из предварительно высушенной и измельченной глины была приготовлена паста с добавлением воды и уложена в лоток размерами 4Ь каждая сторона, где Ь=10 см - ширина штампа. Одна сторона лотка была из прозрачного оргстекла. Высота лотка Ь=4Ь. Дно лотка было водопроницаемым. Оно представляло собой прочную частую капроновую сетку, которая выдерживала вес грунта и нагрузку, которая на нее подавалась. Лоток был установлен таким образом, чтобы можно было замерять профильтрованную воду или рассол. Испытывали грунт на сжатие через штамп, передавая нагрузку ступенями. Каждую ступень нагрузки передавали после достижения условной стабилизации от предыдущей ступени. После каждой ступени замерялось вертикальное перемещение штампа в и строился график зависимости осадки

штампа от нагрузки 5=%)). Кроме того, определялись прочностные характеристики грунта сир при помощи прессиометра.

Графики зависимости осадки штампа в от давления представлен на рис.4..

р, МПа

О 0,1 0,2 0,3

0

0,02

0,04

0,06

0,08

0,1

X 0,12 а

» 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26

Рис. 4 Графики зависимости осадки штампа от давления для глины, замоченной: 1 -водой; 2 - рассолом

На основании анализа результатов компрессионных и сдвиговых испытаний образцов глинистого грунта можно сделать вывод, что при замачивании рассолом грунт уплотняется более интенсивно, чем при замачивании пресной водой. При этом угол внутреннего трения и модуль деформации замоченного рассолом грунта уменьшается. При одинаковых условиях уплотнения проницаемость глинистого грунта в десятки раз выше при замачивании рассолом, чем при замачивании водой.

Результаты экспериментов показали, что пористость грунта, как дна, так и откосов хранилищ значительно увеличивается при фильтрации через них промышленных минерализованных стоков. Это непременно влечет за собой ослабление прочности и повышение деформируемости подстилающего грунта и откосов. Испытания показали, что увлажнение глинистых пород в зоне аэрации и обусловленные им изменение количества связанной воды приводят к уменьшению сопротивления сдвигу. Кроме того, при фильтрации увеличивается

влажность глинистого грунта, что приводит к увеличению его показателя текучести и, как следствие, - к снижению его прочности.

Таким образом, наши исследования и опыты других исследователей убедительно показывают, что использование глинистых экранов и подстилающих их оснований из маловодопроницаемых при природной влажности суглинков и глин не эффективно, так как они практически не препятствуют проникновению в водоносные горизонты загрязняющих промышленных стоков. Можно также отметить, что устойчивость откосов прудов - накопителей при фильтрации сквозь них рассолов резко уменьшается, происходит оплывание откосов и аварийный вылив загрязняющих отходов в окружающую местность, что значительно ухудшает экологическую обстановку.

В зависимости от коэффициента фильтрации, мощности зоны аэрации и высоты сточных вод в водохранилище загрязнители могут поступать в пресные воды или сразу после проникновения в зону аэрации, или через какой-то промежуток времени.

Для определения времени поступления загрязнителей без образования постоянного уровня сточпых вод мы предлагаем использовать следующую формулу, составленную на основе формулы H.H. Биндемана:

где m - мощность зоны аэрации, м; ц - недостаток насыщения, ¡a=n-w0; п -

пористость; ш0- естественная влажность; Кф - коэффициент фильтрации, м/сут;

11=(ур - толщина слоя инфильтрующих осадков за сутки, м/сут; С? -инфильтрационное питание, м3/сут; Р - площадь, на которой происходит инфильтрация, м2.

Для определения коэффициента фильтрации глинистого грунта при прохождении сквозь него рассола мы рекомендуем использовать формулу В.Н. Жиленкова: Кф=К<>ехр[|}(ео-е)],

где Ко - коэффициент фильтрации грунта в естественном состоянии, м/сут; Р - коэффициент разуплотнения грунта при прохождении рассолов, по

m-fi <

данным наших опытов принимаем равным 23 для глин; е0 - коэффициент пористости грунта в естественном состоянии; е - коэффициент пористости грунта после прохождения рассола.

Для автоматизации расчетов времени достижения загрязняющих веществ до уровня грунтовых вод была разработана программа в среде визуального программирования Delphi 7 Studio.

Программа позволяет рассчитать коэффициенты фильтрации для разных значений влажности, вычислить время проникновения загрязняющих веществ до уровня подземных вод, построить графики зависимости коэффициентов фильтрации от времени.

Расчет времени проникновения загрязняющих веществ через зону аэрации из хранилищ с постоянным уровнем произведен по формуле:

t= "»У

КфН'

где Н - высота слоя сточных вод, м; Кф - коэффициент фильтрации, м/сут;

m - мощность зоны аэрации, м; ц- недостаток насыщения, ^=n-w0; п -пористость; wo - естественная влажность.

Время достижения уровня грунтовых вод при постоянном уровне поверхности загрязнителя тем меньше, чем больше высота слоя загрязнителя в хранилище и колеблется от нескольких суток до нескольких лет в зависимости от коэффициента фильтрации.

Основные результаты и выводы

1 Сделанный обзор и анализ научно-технической литературы по вопросам загрязненности подземных вод Южного Предуралья показал, что проблема защиты экосистем открытых и подземных водоисточников от воздействия техногенных отходов различных отраслей промышленности является весьма актуальной. Оценка естественной защищенности экосистем подземных вод от загрязнения относится к числу важных гидрогеологических и хозяйственных задач. Загрязнение подземных вод не является локальным процессом, оно тесно связано с загрязнением окружающей природной среды в целом. Содержащиеся в

подземных водах зоны активного водообмена загрязнения в конечном итоге попадают в реки и озера (области разгрузки). Загрязнение пресных подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не только сказывается на здоровье людей и состоянии окружающей среды, но и приводит к необходимости колоссальных затрат на очистку воды, ремонт и реконструкцию очистных сооружений, дополнительных затрат на здравоохранение. Это происходит на фоне недостаточной изученности и неразвитости методов исследований многих новых видов загрязнения и состояния загрязнения и влияния многих вредных компонентов на здоровье людей и животных. В этих условиях оценка защищенности экосистем подземных вод от загрязнения представляет не только теоретический, но и большой практический интерес.

2. Для оценки воздействия загрязняющих веществ на экосистемы подземных вод была произведена систематизация источников техногенного влияния на подземную гидросферу Южного Предуралья. Из огромного многообразия загрязняющих источников нами выделены и классифицированы восемь наиболее значительных типов источников воздействия на подземную геосреду. Они характеризуются общими и специфическими показателями токсичных химических элементов и соединений, их длительностью и масштабом воздействия на подземные воды Южного Предуралья и примерной сферой, которая подвергается загрязнению тем или иным источником.

3. Для защиты экосистем подземных вод от загрязнения дана краткая характеристика и оценка влияния каждого из источников на качество подземных вод.

4. На основании анализа испытаний глинистого грунта сделан вывод, что при замачивании рассолом грунт уплотняется более интенсивно, чем при замачивании пресной водой. При этом угол внутреннего трения и модуль деформации замоченного рассолом грунта уменьшаются. При одинаковых условиях уплотнения водопроницаемость глинистого грунта в десятки раз выше при замачивании рассолом, чем при замачивании водой.

5. Устойчивость откосов прудов-накопителей, устраиваемых в глинистых

экранах, при фильтрации сквозь них рассолов резко уменьшается, происходит оплывание и аварийный вылив загрязняющих веществ в окружающую местность, что значительно ухудшает экологическую обстановку.

6. Глинистые породы зоны аэрации не являются гарантированным экраном загрязнению подземных вод. В зависимости от коэффициента их фильтрации и мощности загрязнители могут поступать в пресные воды или сразу после проникновения в зону аэрации или через какой-то небольшой промежуток времени.

7. Разработана программа, позволяющая рассчитывать время достижения загрязняющих веществ уровня подземных вод и строить графики изменений коэффициента фильтрации от времени.

8. Для защиты проникновения загрязняющих веществ через дно и откосы хранилищ в качестве рекомендации мы предлагаем использовать геосинтетические материалы, усиливаемые высокопрочными нитями. Такой геотекстиль предотвращает перемешивание на контакте различных слоев грунта, сбор и дальнейшее удаление поверхностных стоков, грунтовых вод, задерживает частицы грунта, которые перемещаются под действием гидродинамических сил потока жидкости. Как показали исследования Д.В. Быковского, использование геотекстильных материалов позволяет значительно уменьшить коэффициент фильтрации грунтов, а также повысить прочность и устойчивость откосов, что является весьма существенным для значительного понижения уровня загрязнения экосистем подземных вод.

Публикации по теме диссертации

1. Абдрахманов Р.Ф. К вопросу об изменении свойств грунта основания и дамб обвалования хранилищ промышленных стоков (на примере Предуралья). /Р.Ф. Абдрахманов, Т.Г. Дидык, С.Г. Юрченко //Материалы научно-технической конференции «Экологические проблемы водного хозяйства и мелиорации». -Москва, 2000. - С.98.

2. Дидык Т.Г. Эволюция свойств грунта основания и дамб обвалования хранилищ промышленных стоков. /Т.Г. Дидык, С.Г. Юрченко //Материалы научно-технической конференции «Природообустройство сельскохозяйственных территорий». - Москва, 2001,- С.72.

3. Дидык Т.Г. Oil Production and Ecology. /Т.Г. Дидык //Regional and inter-university scientific and practical conference of young researches and specialists with presentations in a foreign language. -Уфа, 2001. - P.5.

4. Дидык Т.Г. Влияние строительства и эксплуатации магистральных трубопроводов на состояние природных ресурсов. /Т.Г. Дидык, Т.М. Шамсутдинова //Сельские узоры. - 2001. - № 5. - С.25-26.

5. Шамсутдинова Т.М. Экспертно-справочная система по способам стабилизации буровых растворов /Т.М. Шамсутдинова, Т.Г. Дидык //Материалы четвертой всероссийской научно-технической конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве». - Нижний Новгород, 2002. -С.24.

6. Дидык Т.Г. Влияние нефтяных рассолов на изменение свойств глинистого грунта /Т.Г. Дидык //Восьмая Международная науч.-техн. конф. студентов и аспирантов. - М., 2002. - Т.2.- С.138-139.

7. Дидык Т.Г. Оценка защищенности подземных вод от загрязнения /Т.Г. Дидык //Экологическая устойчивость природных систем и роль природообустройства в ее обеспечении. Материалы Всероссийской научно-технической конференции (22-24 апреля 2003 г.). - М., 2003.- С.141-143.

8. Юрченко С.Г. Исследование фильтрации промышленных рассолов через глинистые грунты / С.Г. Юрченко, Т.Г. Дидык //Мелиорация и водное хозяйство. - 2003.-№1,-С. 35-37.

9. Дидык Т.Г. Влияние источников загрязнения на подземные воды Предуралья /Т.Г. Дидык //Наука и образование: Материалы V Международной научно-практической конференции (26-27 февраля 2004 г.). - Белово, 2004,- Ч.1.-С. 403 - 407.

10. Дидык Т.Г. Вопросы экологии при нефтедобыче /Т.Г. Дидык //Наука и образование: Материалы V Международной научно-практической конференции (26-27 февраля 2004 г.). - Белово, 2004,- Ч.1.- С. 398 - 402.

11. Дидык Т.Г. Оценка времени достижения загрязняющих веществ до уровня грунтовых вод /Т.Г. Дидык. - М.: ВНИТЦ, 2005. - № 50200500254.

12. Абдрахманов Р.Ф. Систематизация источников загрязнения подземных вод Предуралья /Р.Ф. Абдрахманов, Т.Г. Дидык, С.Г. Юрченко //Материалы Всероссийской научно-технической конференции (22-24 апреля 2005 г.). - М., 2005,- С.115-121.

Московский государственный университет природообустройства (МГУП) Зак № 2 г б- Тираж 100

PI 0259

РНБ Русский фонд

2006-4 10693

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Дидык, Татьяна Геннадьевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ ПО ОЦЕНКЕ

ЗАЩИЩЕННОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

ГЛАВА 2 СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ЮЖНОГО ПРЕДУРАЛЬЯ

2.1 ТИПЫ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

2.2 ХАРАКТЕРИСТИКА И ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ИСТОЧНИКОВ

ЗАГРЯЗНЕНИЯ НА КАЧЕСТВО ПОДЗЕМНЫХ ВОД

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ПРИРОДНОЙ ЗАЩИЩЕННОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

3.1 ОЦЕНКА ПРОНИЦАЕМОСТИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ ФИЛЬТРАЦИИ ЧЕРЕЗ НИХ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОД

3.2 ОЦЕНКА ПРОНИЦАЕМОСТИ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ

ФИЛЬТРАЦИИ ЧЕРЕЗ НИХ НЕФТЕПРОДУКТОВ

ГЛАВА 4 ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ СКВОЗЬ НИХ ПРЕСНОЙ

ВОДЫ И ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОКОВ.

4.1 ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

4.1.1 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЩЕСТВЕННОГО СОСТАВА ГРУНТОВ И НЕФТЯНЫХ РАССОЛОВ.

4.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ФИЛЬТРАЦИИ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ ЕГО ПРЕСНОЙ ВОДОЙ И НЕФТЯНЫМ РАССОЛОМ.

4.3 КОМПРЕССИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА

4.3.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.3.2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СДВИГОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛИНИСТОГО ГРУНТА НА ПРИБОРЕ ОДНОПЛОСКОСТНОГО СРЕЗА

4.4.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

4.4.2 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.5 ШТАМПОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА

4.5.1 ШТАМПОВОЕ ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА, ЗАМОЧЕННОГО ПРЕСНОЙ ВОДОЙ

4.5.2 ШТАМПОВОЕ ИСПЫТАНИЕ НА СЖАТИЕ ГЛИНИСТОГО ГРУНТА, ЗАМОЧЕННОГО РАССОЛОМ

4.5.3 ИЗМЕНЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА ПРИ ЗАМАЧИВАНИИ ИХ ВОДОЙ И НЕФТЯНЫМ РАССОЛОМ

4.6 ОЦЕНКА ВРЕМЕНИ ДОСТИЖЕНИЯ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ

УРОВНЯ ГРУНТОВЫХ ВОД

Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка защищенности подземных вод Южного Предуралья от загрязнения"

Актуальность работы.

В современных условиях, когда человек все активнее вмешивается в природные процессы, глобальной и одной из актуальных задач является организация рационального природопользования и охрана окружающей среды.

Подземные воды - один из компонентов природной среды - являются всенародным достоянием и ценнейшим полезным ископаемым. Особенно велика роль пресных вод, значение которых, как источника питьевого водоснабжения населения, с каждым годом возрастает. В последнее время все сильнее ощущается дефицит воды.

Одной из основных причин возникновения водного дефицита и сокращения эксплуатационных ресурсов воды является загрязнение поверхностных и подземных вод. В процессе промышленного и сельскохозяйственного производства человек преобразовывает и изменяет химический состав исходных естественных веществ. Природная среда все время обогащается или, вернее, отравляется не только отходами производства, но и различными элементами, входящими в состав целесообразных продуктов деятельности людей. Природные экосистемы эволюционно не подготовлены к переработке и биохимическому разложению этих новых для них продуктов техногенного происхождения, к тому же поступающих в огромных количествах.

Загрязнение гидросферы нефтью, нефтепродуктами и отходами нефтяной промышленности относится к числу наиболее массовых и опасных. Нефть и ее производные попадают в водоемы и в грунтовые воды из-за недостаточной очистки сточных вод, в результате аварий на нефтедобывающих предприятиях, а также при хранении промышленных стоков и нефтяных рассолов в хранилищах, обычно устраиваемых в глинистых грунтах, считая их водонепроницаемыми.

Однако, как показала практика, за сравнительно короткое время через многометровые толщи глинистого грунта происходит загрязнение грунтовых вод нефтепродуктами через дно и откосы хранилищ. Природоохранная деятельность должна быть направлена на уменьшение их воздействия на качество подземных вод путем защиты от поступления в компоненты природной среды промышленных стоков.

Поэтому оценка защищенности подземных вод от загрязнения является весьма актуальной задачей. Для оценки и прогноза качественного состояния подземных вод необходимо выявление и изучение основных источников загрязнения.

Цель работы.

Дать оценку защищенности подземных вод от загрязнения в районах с высокоразвитой промышленностью, а именно для условий Южного Предуралья.

Задачи исследования.

Не претендуя на раскрытие в равной степени всех аспектов проблемы, диссертант сосредоточил основное внимание на следующих научных задачах:

- выявить и изучить основные источники загрязнения подземных вод Южного Предуралья;

- изучить критерии оценки защищенности подземных вод Южного Предуралья от промышленных стоков;

- исследовать влияние нефтяных рассолов на свойства глинистых пород, являющихся основным природным препятствием проникновению промышленных загрязнителей в водоносный слой.

Научная новизна заключается: в систематизации источников загрязнения подземных вод применительно к Южному Предуралью;

- в выявлении оценки влияния загрязнителей, содержащих хлориды, нефтепродукты, соединения азота, фосфора, калия, серы, углеродов, тяжелых металлов и др., на качество подземных вод;

- в получении новых зависимостей физико-механических характеристик глинистых грунтов при замачивании их пресными водами и нефтяными рассолами.

Практическая значимость работы заключается в доказательстве того, что глинистые породы зоны аэрации не всегда являются гарантированным экраном загрязнению подземных вод. Физико-механические характеристики замоченного нефтяным рассолом глинистого грунта могут быть использованы при расчетах устойчивости основания и откосов хранилищ отходов нефтедобычи. Результаты исследования проницаемости глинистых пород могут быть использованы для выяснения процессов формирования подземных вод, для решения практических задач, связанных с хранением жидких отходов.

Апробация работы. Результаты исследования и основные положения диссертационной работы докладывались на научных конференциях в Московском государственном университете природообустройства (Москва, 2000, 2001, 2004, 2005 г.г.), в Башкирском государственном аграрном университете (Уфа, 2002-2005), на международной научно-технической конференции в Московском государственном энергетическом университете (Москва, 2002 г.), в Кемеровском государственном университете (Кемерово, 2004 г.) и опубликованы в трудах МГУП, БГАУ, МГЭУ, КГУ, а также в журналах «Мелиорация и водное хозяйство», «Сельские узоры».

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 120 страниц, в том числе 15 таблиц, 23 рисунков, список литературы из 132 наименований, 2 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Дидык, Татьяна Геннадьевна

Выход

Рис. 4.15 Форма вывода графиков

Расчет времени проникновения загрязняющих веществ через зону аэрации из хранилищ с постоянным уровнем произведен по формуле: t = m> КфН' где Н — высота слоя нефтяных рассолов, м;

Кф - коэффициент фильтрации, м/сут; ш - мощность зоны аэрации, м; р,- недостаток насыщения, p.=n-Wo; п - пористость;

Wo - естественная влажность.

Примеры расчетов представлены в табл. 4.8.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Подводя итоги исследованию оценки защищенности подземных вод Южного Поволжья от загрязнения, можно сделать следующие выводы:

1. Сделанный обзор и анализ научно-технической литературы по вопросам загрязненности подземных вод Южного Предуралья показал, что проблема защиты открытых и подземных водоисточников от воздействия техногенных отходов различных отраслей промышленности является весьма актуальной. Оценка естественной защищенности пресных и лечебных минеральных подземных вод от загрязнения относится к числу важных экологических задач. Пресные подземные воды зачастую бывают единственным источником питьевого водоснабжения и обладают высоким качеством вследствие их лучшей защищенности от загрязнения по сравнению с поверхностными водами, а подземные минеральные воды играют огромную роль при лечении болезней посредством физиологического воздействия на организм человека.

Загрязнение подземных вод не является локальным процессом, оно тесно связано с загрязнением окружающей природной среды в целом. Содержащиеся в подземных водах зоны активного водообмена загрязнения в конечном итоге попадают в реки и озера (области разгрузки). Загрязнение пресных подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения, не только сказывается на здоровье людей и состоянии окружающей среды, но и приводит к необходимости затрат на очистку воды, ремонт и реконструкцию очистных сооружений, дополнительных затрат на здравоохранение. Это происходит на фоне недостаточной изученности и неразвитости методов исследований многих новых видов загрязнения и состояния загрязнения и влияния многих вредных компонентов на здоровье людей и животных. В этих условиях оценка защищенности подземных вод от загрязнения представляет не только теоретический, но и большой практический интерес.

2. Для оценки воздействия загрязняющих веществ на подземные воды была произведена систематизация источников техногенного влияния на подземную гидросферу Южного Предуралья. Из огромного многообразия загрязняющих источников нами выделены и классифицированы семь наиболее значительных типов источников воздействия на подземную геосреду. Они характеризуются общими и специфическими показателями токсичных химических элементов и соединений, их длительностью и масштабом воздействия на подземные воды Южного Предуралья и примерной сферой, которая подвергается загрязнению тем или иным источником.

3. Для защиты подземных вод от загрязнения дана краткая характеристика и оценка влияния каждого из источников на качество подземных вод.

4. На основании анализа испытаний глинистого грунта сделан вывод, что при замачивании нефтяным рассолом грунт уплотняется более интенсивно, чем при замачивании пресной водой. При этом угол внутреннего трения и модуль деформации замоченного рассолом грунта уменьшаются. При одинаковых условиях уплотнения водопроницаемость глинистого грунта в десятки раз выше при замачивании рассолом, чем при замачивании водой.

5. Устойчивость откосов прудов-накопителей, устраиваемых в глинистых экранах, при фильтрации сквозь них промышленных рассолов резко уменьшается, происходит оплывание и аварийный вылив загрязняющих веществ в окружающую местность, что значительно ухудшает экологическую обстановку.

6. Глинистые породы зоны аэрации не всегда являются гарантированным экраном загрязнению подземных вод. В зависимости от вида загрязнителей, коэффициента их фильтрации и мощности они могут поступать в пресные воды или сразу после проникновения в зону аэрации или через какой-то небольшой промежуток времени.

7. Разработана программа, позволяющая рассчитывать время достижения загрязняющих веществ уровня подземных вод и строить графики зависимостей коэффициентов фильтрации от времени.

8. Для защиты проникновения загрязняющих веществ через дно и откосы хранилищ в качестве рекомендации мы предлагаем использовать геосинтетические материалы, усиливаемые высокопрочными нитями. Такой геотекстиль предотвращает перемешивание на контакте различных слоев грунта, сбор и дальнейшее удаление поверхностных стоков, грунтовых вод, задерживает частицы грунта, которые перемещаются под действием гидродинамических сил потока жидкости. Как показали исследования Д.В. Быковского, использование геотекстильных материалов позволяет значительно уменьшить коэффициент фильтрации грунтов, а также повысить прочность и устойчивость откосов, что является весьма существенным для значительного понижения уровня загрязнения подземных вод.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Дидык, Татьяна Геннадьевна, Москва

1. Абдрахманов Р.Ф. Защищенность пресных подземных вод Южного Предуралья от загрязнения /Р.Ф. Абдрахманов //Теоретические основы и методика гидрогеологического прогноза загрязнения подземных вод. М.,1990.-С. 156-160.

2. Абдрахманов Р.Ф. Техногенное воздействие на пресные подземные воды нефтедобывающих районов Башкирского Предуралья /Р.Ф. Абдрахманов //Вопросы охраны окружающей среды в нефтегазовой промышленности.1991.-№3.- С. 10-18.

3. Абдрахманов Р.Ф. Формирование химического состава грунтовых вод в районах утилизации стоков крупных животноводческих комплексов /Р.Ф. Абдрахманов //Водные ресурсы. 1991. - № 3. - С. 113-122.

4. Абдрахманов Р.Ф. Моделирование гидрогеологических процессов /Р.Ф. Абдрахманов, Х.Н. Зайнуллин, Н.С. Минигазимов //Проблемы экологического мониторинга. 1995. - С. 283-289.

5. Абдрахманов Р.Ф. Применение математических методов при исследовании процессов смешения нефтепромысловых рассолов и речных вод /Р.Ф. Абдрахманов, Ж.Н. Кудряшева, В.Г. Попов //Водные ресурсы -1995.-Т. 22, № 1.-С. 23-27.

6. Абдрахманов Р.Ф. Гидрогеология г. Уфы /Р.Ф. Абдрахманов, В.И. Мартин Уфа: УНЦ РАН, 1992. - 44 с.

7. Абдрахманов Р.Ф. Гидрогеология Южного Предуралья /Р.Ф. Абдрахманов, В.Г Попов. Уфа: УНЦ РАН, 1985. - 124 с.

8. Абдрахманов Р.Ф. Минеральные лечебные воды Башкортостана /Р.Ф. Абдрахманов, В.Г Попов. Уфа: Гилем, 1999. - 298 с.

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

10. Аверьянов С.Ф. Борьба с засолением орошаемых земель /С.Ф. Аверьянов. М.: Колос, 1978. - 288 с.

11. Авхименко М.М. Свалки ТБО: Эколого-гигиенические проблемы /М.М. Авхименко //ВИНИТИ «Научные и технические аспекты ООС». М., 1995. -№5.-С. 51-60.

12. Акимова Т.А. Экология /Т.А. Акимова, В.В. Хаскин М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 566 с.

13. Акманов Р.Х. Причины загрязнения пресных подземных вод районов нафтедобычи Башкирии / Р.Х. Акманов. Уфа: БНЦ УрО РАН., 1992. -122 с.

14. Алекин О.А. Основы гидрохимии /О.А. Алекин. JI.: Гидрометеоиздат, 1970. - 444 с.

15. Анохин JI.M. Международный год пресной воды /JI.M. Анохин //Вестник экологического образования в России. 2003. - № 1. - С. 3-4.

16. Арцев А.И. Инженерно-геологические и гидрогеологические исследования для водоснабжения и водоотведения /А.И. Арцев. — М.: Недра, 1979.-285 с.

17. Ахметьева Н.П. Загрязнение грунтовых вод удобрениями /Н.П. Ахметьева, М.В. Лола, А.Г. Горецкая. М.: Наука, 1991. - 256 с.

18. Байков У.М., Галиев М.А. Охрана природы на нефтепромыслах Башкирии / У.М. Байков, М.А. Галиев,- Уфа: Башкирское кн. изд. , 1987. -272 с.

19. Бахирева JI.В. Рациональное использование и охрана окружающей среды городов /Л.В. Бахирева, А.Д. Жигалин, М.В. Карагодина. М.: Наука, 1989.-91 с.

20. Баширов В.В. Характеристика нефтешламовых амбаров и их влияние на окружающую природную среду /В.В. Баширов //Защита от коррозии и охрана окружающей среды. 1993. - № 9. - С. 15-26.

21. Безднина CJL Проблемы водного хозяйства в агропромышленном комплексе России /CSL Безднина //Экология и промышленность России. — 2003.-№3.-С. 14-17.

22. Беличенко Ю.П. Рациональное использование и охрана водных ресурсов /Ю.П. Беличенко, М.М. Швецов . М.: Россельхозиздат, 1986. - 312 с.

23. Белов П.С. Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа /П.С. Белов. — М.: Химия, 1991. 120 с.

24. Белоусова А.П. К методике оценки естественной защищенности подземных вод от радиоактивного загрязнения /А.П. Белоусова //Водные ресурсы. 1994. - Т.21, № 3.

25. Березкина Г.М. К вопросу изменения водопроницаемости связных грунтов от градиента напора /Г.М. Березкина //Вестник МГУ. 1965. -Сер. 2, № 1. - С. 82-84.

26. Битюкова В.Р., Угарова Н.А. Комплексная оценка экологической напряженности городов Урала /В.Р. Битюкова, Н.А. Угарова //Экология и промышленность России. 2002. - № 19. - С. 4-9.

27. Бочаров В.Л. Очистительные возможности песчано-глинистых пород для техногенных вод металлургического производства /В.Л. Бочаров, В.Я. Селезнева, И.И. Косинова //Минералого-геохимические аспекты охраны окружающей среды. СПб.: ВМО, 1990. - С. 48-50.

28. Бочевер Ф.М. Защита подземных вод от загрязнения /Ф.М. Бочевер, Н.Н. Лапшин, А.Е. Орадовская. М.: Недра, 1979. - 254 с.

29. Бочкарев В.П. Инженерная геология СССР. Урал, Таймыр и Казахская складчатая страна /В.П. Бочкарев, И.А. Печеркин, Я. В. Неизвестнов. М.: Недра, 1990. 408 с.

30. Бриллинг И.А. Исследование переноса водных солевых растворов в порах глинистых грунтов /И.А. Бриллинг //Вестник МГУ. 1967. - Сер. геол. - № 2. - С.90-99.

31. Быковский Д.В. Геосинтетические иглопробивные материалы и их использование при ремонтно-восстановительных работах в гидротехническом строительстве: Дис. канд. тех. наук / Д.В. Быковский; Моск. гос. строительный ун-т.-М., 2003.-143 с.

32. Гилязов М.Ю. Нефтезагрязненные почвы Республики Татарстан /М.Ю. Гилязов //Агрохим. вестн.-2001. № 6. - С. 21-24.

33. Всеволожский В.А. О классификации запасов и ресурсов подземных вод /В.А. Всеволожский, Штенгелов В.А. //Вестник московского университета. Геология. 2003. - Сер. 4. - № 1. - С.44-49.

34. Габбасова И.М. Влияние нефтепромысловых сточных вод на свойства и биологическую активность чернозема типичного /И.М. Габбасова, Ф.Х. Хазиев, В.Ю. Хакимов //Почвоведение. 2002. - № 1. - С. 93-99.

35. Гаев А.Я. Гидрогеохимия Урала и вопросы охраны подземных вод /А.Я. Гаев. Свердловск: Уральский университет, 1989. — 368 с.

36. Гаев А.Я. Подземные резервуары /А.Я. Гаев, В.Д. Щугорев, А.П. Бутолин. -Л.: Недра, 1986.-223 с.

37. Герсеванов Н.М. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение /Н.М. Герсеванов, Д.Е. Полыпин. М.: Недра, 1948.-356 с.

38. Гиринский Н.К. Некоторые вопросы динамики подземных вод /Н.К. Гиринский. //Гидрогеология и инженерная геология: сб.статей. 1947. - № 9. -С.3-100.

39. Голованов А.И. Основы природообустройства /А.И. Голованов, Т.И Сурикова, Ю.И. Сухарев, Ф.М. Зимин. М.:Колос, 2001. - 264 с.

40. Гольдберг B.M. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды /В.М. Гольдберг. Д.: Гидрометеоиздат, 1987. - 248 с.

41. Гольдберг В.М. Гидрогеологические прогнозы качества подземных вод на водозаборах /В.М. Гольдберг. М.: Недра, 1976. -153 с.

42. Гольдберг В.М., Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения /В.М. Гольдберг, С. Газда. М.: Недра, 1984. - 262 с.

43. Гольдберг В.М., Скворцов Н.П. Проницаемость и фильтрация в глинах /В.М. Гольдберг, Н.П. Скворцов. -М.: Недра, 1986. 160 с.

44. Гольдберг В.М.П. Подземное захоронение промышленных сточных вод /В.М. Гольдберг, Н.П. Скворцов, Л.Г. Лукьянчикова. М.: Недра, 1994. -282 с.

45. Горелик О.Д. Мониторинг загрязнения атмосферы и источники выбросов /О.Д. Горелик, Л.А. Конопелько. М.: Мысль, 1982. - 231 с.

46. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) состава. Ввод 01.01.80. М.: Изд-во стандартов, 1979. -27 с.

47. ГОСТ 24143-80. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки. Ввод 01.01.81. М.: Изд-во стандартов, 1980.-20 с.

48. ГОСТ 12071-2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. Ввод 01.07.85. М.: Изд-во стандартов, 1984. -20 с.

49. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. Ввод 01.07.85. М.: Изд-во стандартов, 1984. 35 с.

50. ГОСТ 20276-99. Методы полевого определения характеристик прочности и деформируемости. Ввод 01.07.00. М.: Изд-во стандартов, 2000. - 13 с.

51. ГОСТ 25584-90. Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации. Ввод 01.09.90. М.: Изд-во стандартов, 1990. 17 с.

52. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. Ввод 01.07.96. М.: Изд-во стандартов, 1995. 34 с.

53. ГОСТ 12248-96. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. Ввод 01.01.97. -М.: Изд-во стандартов, 1996. 104 с.

54. Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Республики Башкортостан. Уфа: МЧС и экобезопасности, 2000. - 257 с.

55. Грибанова Л.П. Влияние полигонов ТБО на природную среду /Л.П. Грибанова, Л.А. Вовк //ЖиКХ, 1989. № 1. - С. 33-34.

56. Гуревич А.Е. Процессы миграции подземных вод, нефтей и газов /А.Е. Гуревич. Л.: Недра, 1969. - 111 с.

57. Данилов-Данильян В.И. Экологический вызов и устойчивое развитие /В.И. Данилов-Данильян, К.С. Лосев. М.: Прогресс-Традиция, 2000. - 418 с.

58. Дривер Дж. Геохимия природных вод /Дж. Дривер. М.: Мир, 1985. -440 с.

59. Дуров С.А. Синтез в гидрохимии (происхождение солевого состава природных вод) /С.А. Дуров. Ростов: Ростовск. кн. изд-во, 1961. - 248 с.

60. Жиленков В.Н. Водопроницаемость экранов из глинистых грунтов (опыт исследований) /В.Н. Жиленков //Материалы всесоюз. науч.-тех. совещания 18-20 мая 1983 г. Нарва, 1983. - С. 119-127.

61. Зайнуллин Х.Н. Утилизация промышленных и бытовых отходов (на примере Уфимской городской свалки) /Х.Н. Зайнуллин, Р.Ф Абдрахманов, Н.А. Савичев. Уфа: УНЦ РАН, 1997. - 235 с.

62. Зайнуллин X. Я. Отходы города Уфы состояние и перспективы /Х.Я. Зайнуллин //Материалы конференции «Ресурсе- и энергосбережение в Республике Башкортостан. Проблемы и решения». Уфа: БГУ, 1997.

63. Зальцберг Э. Загрязнение грунтовых вод органическими веществами в районах свалок провинции Онтарио /Э. Зальцберг //Водные ресурсы. 1992. -№2.

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

65. Камалетдинов М.А. Покровные структуры Урала /М.А. Камалетдинов. -М.: Наука, 1974. 230 с.

66. Колупаев Б.И. Улучшение качества природных вод: Учебное пособие /Б.И. Колупаев. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2002. - 52 с.

67. Кочегарова H.JI. Устойчивое экологическое развитие России на пороге третьего тысячелетия: Учебное пособие /Н.Л. Кочегарова. — Брянск: Брянск сегодня, 2003.-400 с.

68. Коробкин В.И. Экология /В.И. Коробкин, Л.В. Передельский. — Ростов н/д: изд-во «Феникс», 2003. 576 с.

69. Крайнов С.Р. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты /С.Р. Крайнов, Б.Н. Рыженко, В.М. Швец. М.: Наука, 2004.-677 с.

70. Кульчицкий Л.И. Влияние минерализации воды на фильтрационные свойства песчано-глинистых пород. В кн.: Гидрогеологические вопросы подземного захоронения промышленных стоков /Л.И. Кульчицкий, В.М. Гольдберг. М.: ВСЕГИНГЕО, 1969. - С. 6-22.

71. Лебедева Н.А. Естественные ресурсы подземных вод Московского артезианского бассейна/Н.А. Лебедева. -М.: Наука, 1971. 148 с.

72. Ломизе Г.М. Фильтрация в трещиноватых породах /Г.М. Ломизе. Л.: Госэнергоиздат, 1951. - 127 с.

73. Максимов М.И. Мероприятия по улучшению системы разработки Туймазинского нефтяного месторождения /М.И. Максимов //Разработка нефтяных месторождений Башкирии. -М.: Гостоптехиздат, 1959. С. 16-36.

74. Маслов Н.Н. Основы инженерной геологии и механика грунтов: учебник для вузов /Н.Н.Маслов. М.: Высш. школа, 1982. — 511 с.

75. Методические рекомендации по выявлению и оценке загрязнения подземных вод / В.М. Гольдберг. М.: ВСЕГИНГЕО, 1988. - 76 с.

76. Минигазимов Н.С. Утилизация и обезвреживание нефтесодержащих отходов /Н.С. Минигазимов, В.А. Расветалов, Х.Н. Зайнуллин Уфа: «Экология», 1999. - 299 с.

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

78. Мироненко В.А. Горнопромышленная гидрогеология /В.А. Мироненко, Е.В. Мольский, В.Г. Румынии. М.: Недра, 1989. - С.23-27.

79. Мироненко В.А. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах /В.А. Мироненко, В.Г. Румынии, В.К. Учаев. М.: Недра, 1980. - 320 с.

80. Михайлюта С.В. Уровень загрязнения приземной атмосферы Красноярска /С.В. Михайлюта, О.В. Тасейко //Экология и промышленность России. 2003. - № 10. - С.4-8.

81. Мятиев А.Н. Напорный комплекс подземных вод и колодцы /А.Н. Мятиев. Изв. АН СССР, 1947.- № 9. - С.1069-1088.

82. Мятиев А.Н. Теория напорного движения подземных вод к колодцам /А.Н. Мятиев.- Изв. Туркм. фил. АН СССР, 1950. № 1.- С. 40-48.

83. Негробов О.П. Экологические основы рационального природопользования: Учебное пособие /О.П. Негробов, В.Е. Шевченко. — Воронеж: ВСХИ, 1998. 66 с.

84. Орлов Д.С. Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник /Д.С. Орлов, М.С. Малинина, Г.В. Мотузова. М.: Агропроиздат, 1991.-303 с.

85. Осипов В.И. Природа прочностных и деформационных свойств глинистых пород /В.И. Осипов. — М.: МГУ, 1979. 312 с.

86. Отчет по научно исследовательской работе «Оценка влияния нефтедобычи на состояние водных объектов Туймазинского района Республики Башкортостан» /Башк. Респ. эколог, союз, союз эколог., РБ центр «Экоаудит». - Уфа: Баш. кн. изд. - 1998. - 39 с.

87. Петряшин Л.Ф. Охрана природы в нефтяной и газовой промышленности /Л.Ф. Петряшин, Т.Н. Лысяной, Б.Т. Тарасов. Львов: ЛьвовскГУ, 1984. -188 с.

88. Питьева К.Е. Гидрогеологические аспекты охраны геологической среды /К.Е. Питьева. М.: Наука, 1984. - 221 с.

89. Плотников Н.И. Техногенные изменения гидрогеологических условий/Н.И. Плотников. М.: Наука, 1989. - 268 с.

90. Плугина Т.А. Определение геофильтрационных параметров слабопроницаемых отложений натурными методами /Т.А. Плугина. М.: ВИЭМС, 1978.-54 с.

91. Позднышев Г.Н. Актуальная проблема охраны окружающей среды /Т.Н. Позднышев, А.П. Коробов //Нефтяное хозяйство. 1989. - №6 - С.59-67.

92. Пономарев В.Г. Очистка сточных вод нефтеперерабатывающих заводов /В.Г. Пономарев, Э.Г. Иоакимис, И.П. Монгайт. — М.: Химия, 1985.-230 с.

93. Попов В.Г. Гидрогеохимия и гидрогеодинамика Предуралья /В.Г. Попов. М.: Наука, 1985. - 278 с.

94. Попов В.Г. /В.Г. Попов, Р.Ф. Абдрахманов, И.Н. Тугуши. Обменно-адсорбционные процессы в подземной гидросфере. Уфа: БНЦ УрО РАН, 1992.-153 с.

95. Попов В.Г. Техногенные изменения в подземной гидросфере районов нефтяных месторождений Урало-Поволжья /В.Г. Попов, И.И. Букин, Р.Ф. Абдрахманов //Аллохтонные структуры в земной коре и связь с ними полезных ископаемых. Уфа, 1987. - С.93-97.

96. Роговская Н.В. Карта естественной защищенности подземных вод от загрязнения /Н.В. Роговская //Природа. 1976. - № 3. - С. 57-61.

97. Роговская Н.В. Опыт фильтрационных исследований на массивах орошения /Н.В. Роговская. М.: Госгеолтехиздат, 1955. - Вып. 44. - С. 57-61.

98. Роза С А Результаты экспериментального изучения начального фильтрационного градиента/С А Роза //Груды ВНИИГИС.-М, 1983.-Вып. 4.-С. 59-63.

99. Сает Ю.Е. Геохимия окружающей среды /Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин. -М.: Недра, 1990.-335 с.

100. Статистический ежегодник Республики Башкортостан: Статистический сборник /Комитет государственной статистики Республики Башкортостан. Уфа, 2004.-216 с.

101. Сунцов М.А. О фильтрации воды в структурных глинистых породах /М.А. Сунцов //Гидрогеохимические материалы. М.: АН СССР, 1963. -С.62-75.

102. Титов А.П. Обезвреживание промышленных отходов /А.П. Титов, С.К. Кривеча, Г.П. Беспамятнов. М.: Стройиздат, 1980. - 79 с.

103. Туманова Н.А. Проблема окружающей среды и природных ресурсов.

104. М.:ВИНИТИ, 1995.-№2.-С. 32-42.

105. Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза /Ф.И. Тютюнова. М.: Наука, 1987.-335 с.

106. Тютюнова Ф.И. Физико-химические процессы в подземных водах /Ф.И. Тютюнова. -М.: Наука, 1976. -127 с.

107. ИЗ. Фаткуллин Р.А. Природные условия Башкортостана /Р.А. Фаткуллин. -Уфа: Китап, 1994. 176 с.

108. Фекличев В.Г. Эколого-геохимическая типизация техногенных очагов токсического воздействия на окружающую среду /В.Г. Фекличев, Е.П. Сорокина //Минералого-геохимические аспекты охраны окружающей среды. СПб., 1991. -С. 6-8.

109. Филатов К.В. К вопросу генезиса подземных гравитационных вод депрессий /К.В. Филатов //В кн.: Очерки по региональной гидрогеологии СССР. М.: МОИП, 1947. - Вып. 8 (12). - С.67-100.

110. Фюрон Р. Проблема воды на земном шаре /Р. Фюрон. Л.: Гидрометеоиздат, 1966.-256 с.

111. Ходьков А.Е. Формирование и геологическая роль подземных вод /А.Е. Ходьков, Г.Ю. Валуконис. Л.: ЛГУ, 1968. - 216 с.

112. Хунас Каси. Снижение вредных воздействий автотранспорта на компоненты природной среды в условиях городской застройки: Дис. канд. тех. наук / Каси Хунас; Моск. гос. ун-т природ. -М., 2004. -182 с.

113. Чернышев С. Н Движение воды по сетям трещин/С Л Чернышев.-М: Недра, 1979. -141с.

114. Шестаков В.М. Динамика подземных вод /В.М. Шестаков. М.: МГУ, 1979.-368 с.

115. Шварц А.А. Экологическая гидрогеология: Учебное пособие /А.А. Шварц. СПб.: С.-Петербургский университет, 1996.- 60 с.

116. Швецов Г.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты /Г.И. Швецов. М.: Высш. школа, 1997. - 319 с.

117. Эльтерман В.М. Охрана окружающей среды на химических и нефтехимических предприятиях /В.М. Эльтерман. М.: Химия, 1985. - 160 с.

118. R. Adrishamian Two on site treatment methods reduce sludge waste quantites /R. Adrishamian, R. Kabrick, G. Swett //Oil and Gas Journal. 1992. - № 44. - P. 51-56.

119. Al-Hashimi A. Contaminants mobility in acidgenerating waste /А. Al-Hashimi, G. Evans, B. Cox //Subsoils system. J. Environ. Sci. and Health A. -1994.-№4.-P. 745-753.

120. De Smedt F. Study of groundwater pollution around waste disposal sites with a simulation model /F. De Smedt, J. Bronders //Groundwater Contamination: Use of Models in Decision Making/ Ends. G. Jousma et al. Kluwer Acad. Publ. 1996.1. P. 619-627.

121. Dregger Ch. Pflanzen zeiniger Deponiesickerwasser /Ch. Dregger //Umwelt. -1989. -№ 6. -S. 322,325,327.

122. Lerner D.N. Groundwater recharge in urban areas /D.N. Lerner //Atmospheric Environment. 1990. - Vol. 248. - № 1. - P. 5-10.

123. Neno D. Under Cover /D. Neno //Civ. Eng. (USA). 1994.64. - № 2. - P.70-71.

124. Nolan B.T. Groundwater reclamation techniques a status report /В.Т. Nolan, G.D. Boardman //Joint CSCEASCE Nat. Conf. Environ. Eng., Vancouver, July 1315. - 1988. -P.107-114.

125. Sato K. A study on environmental externalities of agriculture and its cost allocation problem /К. Sato //Mem. Graduate School Agr. Hokkaido Univ. -2000.-Vol.23.-№2.-P. 61-118.

126. Tase N. Synthetic detergents in groundwater /N. Tase, Y. Ishihara //Ann. Rep.: Inst. Geosci. Univ. Tsukuba. 1989. - №15. - P. 21-24.