Снижение антропогенной нагрузки на малые реки в зоне влияния горнорудного промышленного предприятия

Вдовина, Ирина Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Снижение антропогенной нагрузки на малые реки в зоне влияния горнорудного промышленного предприятия
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Снижение антропогенной нагрузки на малые реки в зоне влияния горнорудного промышленного предприятия"

На правах рукописи

ВДОВШ1А ИРИНА ВАЛЕРЬЕВНА

СНИЖЕНИЕ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА МАЛЫЕ РЕКИ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ГОРНОРУДНОГО ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ (НА ПРИМЕРЕ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН)

Специальность 03.00.16 — «Экология»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2009

003488219

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уфимский государственный авиационный технический университет» и в ГУ «Управление государственного аналитического контроля» Министерства природопользования и экологии Республики Башкортостан.

Научный руководитель доктор химических наук, профессор

Сафарова Валентина Исаевна.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Назаров Владимир Дмитриевич;

кандидат технических наук Минигазимов Ильгиз Наилович.

Ведущая организация ГОУ ВПО «Казанский государственный

технологический университет».

Защита диссертации состоится «23» декабря 2009 года в 11-30 на заседании диссертационного совета Д 212.289.03 при ГОУ ВПО «Уфимский государственный нефтяной технический университет» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г.Уфа, ул.Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «21» ноября 2009 г.

Ученый секретарь совета

Абдульминев К.Г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Одним из основных районов интенсивного развития горнорудной промышленности Российской Федерации является Уральский регион. Его сырьевой базой служат полиметаллические месторождения, расположенные на территории Республики Башкортостан (РБ), Челябинской, Свердловской, Оренбургской областей. В юго-восточных районах РБ имеются крупные месторождения медно-цинковых руд, расположенные в бассейнах малых рек. Характерными особенностями таких рек являются сравнительно небольшие объемы стока, более уязвимый, по сравнению с крупными водотоками, механизм самоочищения, существенная зависимость от состояния водосборной территории. В связи с этим, экосистемы малых рек характеризуются повышенной чувствительностью к антропогенному влиянию и превышение пределов экологически допустимого воздействия ведет к снижению или утрате ими природных функций.

В процессе добычи, обогащения и переработки руд на горнообогатительных комбинатах (ГОК) образуется значительное количество шахтных и подотвальных вод, загрязненных тяжелыми металлами и сульфатами, оказывающими негативное влияние на природные воды. Традиционные инженерно-технические средства, направленные на снижение антропогенной нагрузки на объекты гидросферы, как правило, не решают проблему поддержания и восстановления качества воды малых рек-реципиентов. В связи с этим изучение состояния малых рек и разработка способов снижения техногенного воздействия на них весьма актуальны.

Целью исследования является разработка комплексного подхода к очистке шахтных и подотвальных вод горно-обогатительного комбината для снижения потоков рассеяния тяжёлых металлов и сульфатов в малых реках.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- на основании массива многолетних данных по составу воды р.Буйды оценить степень антропогенной изменённости водотока по гидрохимическим показателям;

- провести сезонное обследование состава шахтных и подотвальных вод, поступающих на очистные сооружения;

- усовершенствовать методики определения токсичных элементов (Н§, Ав) в технологических средах основного производства и очистных сооружений;

- оценить качество очистки шахтных и подотвальных вод от основных загрязняющих веществ (тяжелых металлов и сульфатов) и микропримесей (мышьяка, ртути);

- по результатам исследования выявить проблемные узлы в существующей технологической схеме и представить техническое решение для их устранения;

- разработать метод доочистки сточных вод, выходящих со станции нейтрализации, до нормативных показателей.

Научная новизна.

На основе массива данных по составу воды р.Буйды оценена степень антропогенной изменённое™ водотока с использованием трех методик: по индексу загрязнения воды; по методу комплексной оценки; по функции желательности. Показана целесообразность применения функции желательности как наиболее обоснованного интегрального критерия антропогенной изменённости гидрохимического состава воды малой реки относительно её природного состояния с учетом геохимических особенностей исследуемого региона.

На основе данных мониторинга получены зависимости между среднемесячными количествами атмосферных выпадений, значением рН и содержанием в подотвальных водах сульфатов, позволяющие прогнозировать их качество. Установлено, что для шахтных вод такая зависимость отсутствует.

Разработана методика определения мышьяка в целевых продуктах и отходах горно-обогатительного комбината и станции очистки шахтных и подотвальных вод.

По результатам мониторинга сточных вод после действующих очистных сооружений установлено, что при обработке шахтных и подотвальных вод известковым молоком происходит эффективная очистка от токсичных примесных элементов, в частности, отмечено снижение концентрации мышьяка от 0,74 до 0,006 мг/дм3, ртути от 0,00018 мг/дм3 до <0,00001 мг/дм3.

Осуществлен поиск и подбор аборигенных видов высшей водной растительности (Сагех саеяриояа, РИга£тМе5 спШгаШ, ТурИа ап^И/оИа), способных аккумулировать тяжелые металлы (Бе, Мп, Си, 2п„ С<1), с целью их дальнейшего использования при устройстве биоплато. Установлена высокая накопительная способность Сагех саеярНоза по отношению к исследуемым элементам.

Практическая значимость.

С использованием функции желательности проведено ранжирование участков русла р.Буйды по гидрохимическим показателям и установлена взаимосвязь степени антропогенной изменённости с критериями биоценотического разнообразия реки. Выявлены участки с наиболее измененным гидрохимическим состоянием и угнетенным биоценозом, требующие проведения природоохранных мероприятий.

Расширена методическая база аналитического контроля целевых продуктов и отходов горно-обогатительного комбината и станции очистки шахтных и подотвальных вод.

Модернизирована технология очистки шахтных и подотвальных вод путем введения двух этапов обработки смеси шахтных и подотвальных вод (на первой стадии до рН=5 и на второй - до pi 1~8,5-9) с возвратом части образовавшегося на первой стадии осадка во входящий поток в качестве реагента, интенсифицирующего выпадение гипса, и стадии фильтрования, позволяющих улучшить условия выпадения осадка, снизить количество взвешенных веществ на выходе станции нейтрализации, тем самым уменьшив антропогенную нагрузку на реку-приемник.

На основании результатов обследования природно-техногенных переувлажненных участков в зоне влияния ГОК даны рекомендации по обустройству биоплато в нижнем бьефе технологического пруда с целью доочнетки до нормативных требований сточных вод, прошедших обработку на очистных сооружениях.

Достоверность результатов исследовании обеспечена:

- использованием современных высокотехнологичных приборов и единой методической базы при исследовании природных и техногенных сред;

- применением аттестованных методик в процессе аналитических исследований, проводимых в аккредитованной лаборатории;

- метрологической оценкой полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных, российских и региональных научных конференциях и семинарах. Материалы диссертации были доложены на II Всероссийской конференции по аналитической химии, «Аналитика России 2007» (Краснодар, 2007 г.); Межрегиональной научно - практической конференции «Чистая вода Башкортостана - 200S» (Уфа, 2008 г. ); R Международном Форуме «Аналитика и Аналитики» (Воронеж, 2008 г.); XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагента и процессы малотоннажной химии Реактив-2008» (Уфа, 2008 г.), V Международной научно-технической конференции «Наука, образование, производство в решении экологических проблем» (Экология-2008 г.), (Уфа, 2008).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, заключения, библио-

графического списка литературы из 137 наименований, включает 35 таблиц, 12 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе (обзор литературы) отражены особенности малых рек как приемников сточных вод, описаны пути формирования сточных вод горнообогатительных комбинатов, проведен анализ существующих методов очистки от тяжелых металлов и возможности их применения для очистки шахтных и подотвальных вод, рассмотрены примеры использования высшей водной растительности для восстановления экологического состояния малых рек.

Во второй главе описаны объекты и методы исследования.

Объекты исследования разделены на две группы:

1) техногенные объекты - сточные воды горно-обогатительного комбината (шахтные и подотвальные воды); осадки, образующиеся в результате очистки этих сточных вод; отходы и продукты процесса обогащения.

2) природные объекты - вода малой реки Буйды; растения, произрастающие на заболоченных территориях (Сагех cacspilo.sc!, Phragmites аш/гаШ, ТурИа агщияН/бПа).

Отбор и анализ проб проводился в соответствии с действующими нормативными требованиями. Для оценки качества природных и техногенных вод в пробах определялись как основные показатели качества (рН, ХПК, взвешенные вещества, сухой остаток), так и индикаторные ингредиенты, характерные для горнодобывающей отрасли (тяжелые, металлы, сульфаты). Основные показатели определялись с использованием потенциометрического, гравиметрического, титриметрического методов. Анионный состав анализировался фотометрическим, турбидиметрическим, меркуриметрическим методами. Анализ макрокомпонентов ОЧа, К, Са, А1, 81 и т.д.) в осадках очистных сооружений проведен методом рентгено-флуоресцентного анализа. Анализ металлов проводился несколькими методами: алюминий определялся флуориметрическим методом, тяжелые металлы методом атомно-абсорбционной спектрометрии, ртуть - методом «холодного пара», мышьяк - фотометрическим методом.

В третьей главе описана адаптация методик определения ртути и мышьяка в технологических пробах.

Ртуть и мышьяк часто встречаются в добываемой руде в качестве микропримесей. Несмотря на незначительное количество (0,12-0,33% масс.) их при-

сутствие может негативно сказываться на процессах обогащения. Аттестованные методики определения этих элементов в технологических средах горнообогатительных комбинатов отсутствуют. Для расширения методической базы аналитического контроля проведены исследования по адаптации известных методик определения Н» и Аэ в природных средах для анализа твердых технологических образцов: хвостов и конечных продуктов обогащения медно-цинковых руд, отходов станции нейтрализации шахтных и подотвальных вод.

При определении И§ в технологических средах производства медно-цинковых концентратов длительная процедура кислотного разложения пробы заменена на ультразвуковую пробоподготовку, что позволило существенно сократить продолжительность и обеспечить экологичное! ь анализа.

При разработке методики определения Ав в технологических образцах в качестве базовой использована спекгрофотометрическая методика анализа А5 в воде с применением диэтилдитиокарбамата серебра (А|£ЮТК) в присутствии моноэтаноламина. Наиболее важной частью методики, во многом определяющей успех ее применения, является подготовка пробы к анализу, целью которой является не только концентрирование А б, но и устранение матричных влияний. Сопоставление возможностей различных методов пробоподготовки на примере определения мышьяка в осадке станции нейтрализации (см.рис.1), показало, что ультразвуковая обработка в смеси НЖ)<:НОН1:3 с целью минерализации пробы является оптимальной.

I Кислотное разложение Ц - Ультрафиолетовая обработка в среде НЖ>3:Н202=1:1 Щ Ультразвуковая обработка в среде ШОуЛСМ :3

IV - Ультразвуковая обработка в среде Ш03:НС1=3:1

V - Микроволновая обработка

Рисунок 1 - Результат определения концентраций мышьяка в осадке станции нейтрализации при различных способах пробоподготовки

Мешающее влияние при определении Ав, оказывают тяжелые металлы присутствующие в минерализате на уровне 10*-10"' мг/дог, приводящие к зани-

жению результатов измерения Аб на 20-30%. Для устранения влияния матрицы использован блок пробоподготовки БПИ-02, оснащенный твердофазным кати-оннообменным сорбентом. Минерализаты отходов станции нейтрализации, полученные УЗ-обработкой в среде НМ03 и НС1 = 1:3 в течение 20 мин., двукратно пропускались через патроны с сорбентом со скоростью 10 мл/мин. Полученные растворы, освобожденные от тяжелых металлов, анализировались фотометрически. Результаты анализа представлены в табл.1.

Таблица 1 - Результаты определения мышьяка в минерализате осадка станции нейтрализации до и после устранения мешающего влияния Си, Бе, 7х\

Металл До устранения метающих влияний, мг/дм' После устранения мешающих влияний, мг/даг"

Однократна;! твердофазная сорбция Двукратная твердофазная сорбция

А8* 9,95+2,99 11,6+3,5 13,5±4,1

Си 59,4+5,9 21,5+2,2 4,60±0,46

2.п 450±72 42,3±6,8 5,08+0,81

¥е 2935±176 1083+65 290±17

* - концентрация Ля в минерализате. определенная методом ААС, составляет

15,4+4,6 мг/дм3

Данная методика позволяет проводить измерения массовой концентрации А.? в технологических пробах в диапазоне концентраций 0,1-150 мг/кг с погрешностью 18-35%.

С целью подтверждения достоверности полученных результатов проводился контроль погрешности анализа с использованием следующих алгоритмов: проверка стабильности градуировочных характеристик; контроль погрешности с применением образцов для контроля с аттестованным содержанием Лэ. с использованием метода добавок.

В четвертой главе приведены результаты исследований, выполненных в лаборатории, натурных наблюдений в природных ландшафтах, и их обсуждение.

Оценка влияния горнодобывающего предприятия на состояние р.Буйды

Изучена многолетняя динамика состава воды р.Буйды, которая является приемником сточных вод крупного ГОКа. Система водоотведения ГОКа и расположение поверхностных водотоков, болот и переувлажненных участков относительно промплошадки предприятия приведены на рисунке 2.Усредненные результаты анализа проб воды на начальном этапе эксплуатации комбината (1957 г.), через 25 лет (1983 г.) и 50 лет (2008 г.) приведены в табл.2.

1 - Ишшьское болото; 2 - Буранцкое болото; 3 сбросной каши; 4 технологический пруд; 5 - устье р.Буйды

Рисунок 2 - Взаиморасположение объектов водоотводной системы ГОКа и природных объектов

Таблица 2 - Динамика основных гидрохимических показателей состояния р.Буйды

Определяемые 1982 2008

показатели и ¡957 у ПЛОТИНЫ устье У ПЛОТИНЫ устье

шире диеты техн. пруда р.Буйды техн. пруда р.Буйды

рН, ед 6,6±0.4 3,4+0,2 6,1+0,3 7,310.4 7.8+0,4

Содержание компонентов, мг/'дм

Сухой остаток 850+77 2890+260 2946+265 2592±233 25321228

Гидрокарбоиат-ион 65.0+5,6 не обн. 12,2.12,6 185112 238115

Сульфат-ион 10.0+2,0 1794+269 1711±257 1367+205 1195+179

Хлорид-ион н/д 2} 5,6+19,4 208+19 60,0+5,4 67,016,0

Калий 1 Натрий п/д 378+38 332133 129+13 184118

Кальций н/д 397±20 457123 417121 409121

Магний н/д 92.7±4,64 59,312,9 90+5 8014

Железо 0 Л0+0,02 я/д н/д 0,38+0,03 0.0710.01

Марганец 0,12±0,02 1,15+0,12 2.50+0,25 4.09+0,41 0,0710.01

Медь 0,008+0,003 0,024+0,005 0,017+0,005 0.010+0,004 0,00310,003

Цинк 0,030±0,007 4,00±0,64 2.25±0.36 0,25+0,04 0,10010,018

н.'д - нет данных

Приведенные данные свидетельствуют о том, что качество воды в реке существенно ухудшилось в течение первых десятилетий работы ГОКа (с 1957 по 1982 гг.) и стабилизировалось по содержанию сухого остатка, кальция, меди в последующий период вплоть до 2008 г.

Для разработки научно-обоснованных рекомендаций по снижению антропогенного воздействия на р.Буйды проведена всесторонняя оценка её нынешнего состояния. По результатам гидробиологического исследования выявлено достоверное снижение видового разнообразия биоценоза р.Буйды относительно фонового водотока, что подтверждается значениями индекса Маргалефа (с1м), основанного на учёте числа видов биоценоза и количественной представленности в нем отдельных видов.

Интегральная оценка качества воды р.Буйды проведена с использованием ряда методик: методом комплексной оценки, по индексу загрязнения воды (ИЗВ) и с применением функции желательности. По метода комплексной оценки удельный комбинаторный индекс загрязнения воды р.Буйды равен 7,14, что характеризует воду в реке как «очень грязную». По ИЗВ р.Буйды на всем протяжении относится к категории «чрезвычайно грязная». Для количественной оценки трансформации качества воды относительно природного состояния проведен расчет степени антропогенной изменбнности гидрохимическ* ( со стояния р.Буйды с использованием обобщенной функции желательное!и (Б), которая определяется как среднее геометрическое частных функции желательности с1„ и рассчитывается по формуле (1):

где ,х, - содержание ¡-компонента в воде; хтш - «желательное» содержание ь компонента в воде (ретроспективное значение в случае оценки изменения антропогенной нагрузки во времени или значение ПДК для ¡-компонента в случае оценки относительно нормативных показателей).

Величина Б служит некоторой интегральной мерой отклонения состояния системы от нормы и определяется в интервале [0;1]. В соответствии с полученным значением Б можно оценить степень антропогенной изменённое™ гидрохимического состава любого водотока (см. табл.3.)

Таблица 3 - Градации степени антропогенной изменённости гидрохимического состава водных объектов но значению функции желательности

Значение функгош желательности 1) 1-0,8 0,8-0,6.4 0,63-0,37 0,37-0,20 0,20-0,00

Степень антропогенной изменёшюсти очень слабая слабая умеренная сильная чрезвычайно сильная

Расчет антропогенной изменённое™ р.Буйды проведен по отношению к её естественному природному состоянию (по данным 1957 г.). Результаты приведены в табл.4, где также представлены значения ИЗВ в соответствующих створах.

Таблица 4 - Оценка степени антропогенной изменённое™ гидрохимического состава р.Буйды по функции желательности (13)

1982 2000 2008

i) W" у 1шотш1ы техн.пруда 0,0.5 устье 0,33 V плотины техн. пруда jctbc у нлопшы техн. пруда устье

0,16 0,19 0,25 0,40

36" 50 53 32 73 15

* при расчете ИЗВ учитывались pif воды. ВПК, содержание растворенного кислорода, сульфатов, марганца, меди: ** при ИЗВ>10река относится к категории '(чрезвычайно грязная >>

Г1о приведенным результатам видно, что к 2008 г. значение D в створе, находящемся у плотины технологического пруда, увеличилось; в устье также отмечено снижение антропогенной нагрузки до умеренного уровня, что связано с проведением природоохранных мероприятий на горно-обогатительном комбинате.

Установлена взаимосвязь между гидрохимическим составом и критерием <1м> отражающим биологическое разнообразие р.Буйды (см. табл.5).

Таблица 5 - Значения показателя гидрохимического состава D и индекса видового разнообразия Маргалефа (dM) на различных участках р.Буйды

Точка отбора у плотины технологического пруда 500 м тшже плоташл 1000 м ниже шоишы

D 0,18 0,20 0,15

<1м 0,87 1.17 0,36

Как видно из представленных данных, наиболее изменённым участком является створ, находящийся в 1000 м ниже плотины технологического пруда.

Характеристика сточных вод горнодобывающего предприятия Среднемноголетние данные анализа подотвальных и шахтных вод, образующихся при разработке месторождений на горно-обогатительном комбинате, приведены в табл.6.

Таблица 6 - Основные компоненты и их содержание в подотвальных и шахтных водах

Подогвальные воды Шахтные воды

Определяемые показатели и ингредиенты 144 м' 460 м'

Среднее многолетнее Диапазон варьирования Среднее много- Диапазон варьирования Среднее много- Диапазон варьирования

1ШП шах летнее тш тах летнее тш тах

рН. ед. 3,28 2.60 4,80 4,27 2,80 6,85 7,42 и 6.00 9,00

Содержание компонентов, мг/дм'

Сульфаты 7729 361 21515 5744 2012 12312 1834 1244 3370

Железо общ. 260 8,12 714 109 0,4 995 8,64 0,1 145

Медь 63,7 1,8 308 51,5 0,13 148 0,18 0,012 0,81

Цппк 507 13,2 1612 403 49,2 1836 40,3 0,0621 172

Марганец 101 4,07 319 52,5 8,16 114 6.59 0,48 30

Кальции 366 42,1 673 441 237 1049 364 257 593

Магний 833 34 2988 516 72 1228 137 61 439

Сухой остаток 15130 344 48572 9843 75 7481 6329 77 35537

*- укачаны глубины расположения сборников относительно дневной поверхности, м

Кроме вышеуказанных ингредиентов, в составе вод обнаружены макрокомпоненты (Ма, К, А1, N03, №4, 81), токсичные элементы, являющиеся микропримесями полиметаллических руд (С<1, Н«, Аз, Ве, 1л, Бг, Те, 'II, БЬ, Бе и др. ), органические соединения природного (карбоновые кислоты, алкилфенолы, фгалаты, водный гумус, серосодержащие органические вещества) и техногенного (нитротолуолы, нефтепродукты) происхождения.

Установлено, что состав шахтных вод значительно различается в зависимости от горизонта, с которого происходит их откачка на дневную поверхность. Как видно из табл.4, вода, откачиваемая с глубнпы 144 м кислая, содержит большие количества сульфатов и тяжелых металлов, более минерализована; вода с глубины 460 м нейтральная, из тяжелых металлов в ней превалируют цинк и железо. Достоверных сезонных различий в гидрохимическом составе шахг-ньгх вод не выявлено. Также не удалось выявить достоверную связь между количественным составом шахтных вод и количеством выпавших атмосферных осадков, что, вероятно, объясняется тем, что инфильтрация атмосферных осадков на глубинах 144 и 460 м является наименее значимым фактором, практически не оказывающим влияния на гидрохимический состав подземных вод.

В составе подотвальных вод за период с 2003 по 2008 г.г. отмечена тен-денши к их закислению и увеличению содержания в них основных заг рязняющих веществ при достоверном уменьшении количества атмосферных осадков в

исследуемом районе. Примеры этих тенденций для показателя рН и содержания сульфатов представлены на рнс.З.

а) рП 6) сульфаты

Рисунок 3 - Многолетние тенденции изменения состава подотвальных вод

Увеличение содержания отмечено также для общего железа, меди и магния (на 40, 30 и 150 ш/'дм' соответственно), минерализация еоды увеличилась на 4 г/дм3.

Для оценки сезонных изменений качества подотвальных вод проведен анализ среднемесячных данных. Выявлено, что минимальное содержание всех исследуемых элементов и максимальное значение рН отмечено в апреле, когда происходит интенсивное таяние снега, подъем грунтовых вод. Максимальное содержание элементов наблюдается в основном августе-сентябре.

На основании массива аналитических и метеорологических данных для целей прогнозирования состава подотвальных вод получены зависимости между содержанием сульфатов и значением рН этих вод с учетом среднемесячного количес тва атмосферных осадков. Кривые, отражающие эги зависимости, представлены на рис.4.

pu,«

2{)00 400С» '>000 ::ппи 10000 12000 1-4000 16000 Сульфаты. М1 ',1МЛ ,

Рисунок 4 - Зависимости между содержанием БО/" и рН подотвальных вод с учетом количества выпавших атмосферных осадков (АО, мм)

При сохранении данной тенденции повышается экологическая опасность для гидросферы изучаемого района.

В целом, качество шахтных и нодотвальных вод свидетельствует о типичном сернокислотном техногенезе, т.к. их гидрохимический тип - сульфатный, магниево-кальциевый, с повышенным содержанием тяжелых металлов.

В пятой главе приведены результаты обследования работы очистных сооружений шахтных и подотвальных вод и рекомендации по модернизации существующей технологии.

Основу процесса очистки шахтных и подотвальных вод составляет реакция нейтрализации свободной серной кислоты, определяющей низкие значения рН очищаемых вод, с последующим образованием гидроксидов тяжелых металлов и сульфата кальция (в виде гипса). Максимальная проектная производительность очистных сооружений составляет 15 тыс. м7сут.

Основными реагентами, используемыми на станции нейтрализации являются: 5% раствор известкового молока, катионоактивный флокулянт Праестол 854 ВС. Эффективность очистки по основным загрязняющим веществам представлена в габл.7.

Таблица 7 - Состав воды на входе и на выходе станции нейтрализации (средние значения)

Наименование ингредиента рН, ед Когшетрашш, мх/дм3 Эффективность очистки, % Кратность превышения над ПДК ПДК рыбхоз. мг/дм3

Вход Выход

4.010,3 8,8+0,5 - - 6,5-8,5

Взвешенные в-ва 2878+5 56,4+5.0 98.0 6 10

Сульфаты 5261±782 30891463 41.2 31 100

Железо общ. 71,1+4,3 0,21+0,02 99,7 2 0,1

Марганец 44,4+0,5 0,50010,054 98,9 50 0,01

Медь 35,9±3,6 0,024+0,005 99,9 24 0,001

Цинк 267+43 0,090+0,016 99,9 9 0,01

Сухой остаток 28481142 5206+260 - - не норм.

Анализ результатов работы станции показал, что технология обеспечивает эффективную очистку от тяжелых металлов (в относительных единицах) и частичную от сульфатов. Однако, на выходе отмечаются существенные превышения ПДК: но 1п - в 9 раз, по Си - в 24 раза, по Мп - в 50 раз. Кроме того, сам процесс очистки протекает с частыми остановками. Этому способствуют

следующие недостатки технологии: 1) смесь шахтных и подотвальных вод, подаваемая на очистку, характеризуется нестабильностью состава; 2) при введении нейтрализующего агента (известкового молока) в смесь шахтных и подотвальных вод не достигается достаточная степень усреднения потоков; 3) способ и точка введения флокулянта не обеспечивает равномерное распределение его в потоке и препятствует процессу хлопьеобразования; 4) выпадение большого количества гипса, обусловленное, в частности, перерасходом известкового молока, существенно ухудшает работу станции нейтрализации за счет «зарастания» технологического оборудования и «проскока» взвешенных веществ на выходе станции нейтршшзации.

С целью выявления особенностей поведения тяжелых металлов при обработке шахтных и подотвальных вод известковым молоком получены кривые потенциометрического титрования, приведенные на рис,5.

ю э

3 7 6 5

4 3 2 1 0

0,0 0.2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,3 2,0 2,2 2,4 2,6 2,3 3.0 3,2 С(Са(ОН)2), мг/см3

I - шахтная вода; II - подотвальная вода Рисунок 5 - Кривые потенциометрического титрования кислых вод Г'ОК

Данные кривые отражают процессы, протекающие при совместном присутствии макро- и мнкрокомпонетов, характерных для медно-цинковых месторождений. Кривая изменения рН в зависимости от объема добавленного известкового молока имеет три скачка, каждый из которых соответствует осажде-ишо групп определенных элементов: на первом нейтрализуется кислота (формируется кислотная ветвь классической кривой нейтрализации) и образуется гидроксид железа ( III): на втором - образование гидроксида меди и следом за ним гидроксида цинка; иа третьем - образование гидроксида железа (П). Формирование щелочной ветви классической кривой нейтрализации, которое наступает только после существенных затрат щелочного реагента на образование гидроксидов металлов, в данном случае не происходит вследствие неполного

выпадения гидроксидов всех металлов (в частности марганца). Учитывая, что величина рН, соответствующая началу осаждения гидроксидов различных металлов зависит от природы металлов, их концентрации в растворе, наличия посторонних примесей и т.д., проведен уточняющий расчет рН начала и конца осаждения гидроксидов основных металлов, присутствующих в шахтных и по-дотвалышх водах. Основные формулы для расчета представлены выражениями 2-4.

MepOIiq= рМе + q(OI Г)

la IIP - lg IIP0 + Mr; i( - 0.2У) (2) 1 + 4i

■b-t^PzL-xPw (3)

(4)

где IJP - концентрационное произведение растворимости, UP0 - термодинамическое произведение растворимости, I - ионная сила раствора, А - коэффициент, зависящий от температуры, диэлектрической проницаемости растворителя и т.д., Zj - валентность i-ro иона. Результаты расчета представлены в табл.8.

Таблица 8 -- Значения рН начала и конца осаждения гидроксидов металлов с учетом ионной силы шахтных и подотвальных вод

Zn(OHh Сн(ОН )i l?e(OHfc

рнш. 6.92 5,95 8,25

рНкоН 8,54 6,69 9,45

Табличные значения (по Ю.Ю.Лурье)

рНиач 6,40 6,20 7,50

рНко„ 8,00 7,10 9.70

Состав осветленной воды па каждом этапе титрования приведен в табл.9. Таблица 9 - Изменение состава смеси шахтных и подотвальных вод при их нейтрализации известковым молоком

Содержание, мг/дм'

Исходная проба 1-ый скачок 2-ой скачок 3-ий скачок

рН 3,010,2 4,3±0,3 8,5+0,5 10,5+0,6

РСобш 147+9 2,15+0,14 0,08+0,01 0.04+0.01

Са"' 527±26 568+28 648±32 1409+71

Мп"'+ 75,0±7,5 55,5+5,6 0,14010,018 0,050+0.009

Си5* 53,7+5,3 41,0+4,1 0,021+0,005 0,02.0+0,005

Zn1* 413±66 11.8+1,9 0,076±0,014 0,832±0,135

При обработке шахтных и подотвальных вод известковым молоком происходит их очистка не только от основных загрязняющих компонентов, но и от высокотоксичных элементов-микропримесей (ртути и мышьяка). При исследовании поведения ртути и мышьяка на различных ступенях очистки шахтных и подотвальных вод определены содержания этих элементов в воде и осадках, отобранных на станции нейтрализации. Результаты приведены в табл. 10.

Таблица 10 — Содержание ртути и мышьяка в технологических пробах, отобранных на станции нейтрализации

Наименование пробы/место отбора Концентрация

Водная фаза Твердая фаза

Ав*, мг/дм3 Нц", мкг/даг' Ля, мг/м Не, мю'/кг

Шахтпая вода 0.74110.185 1,014+0,254 0,1110,03 142,5+49,9 60.5130,3

Подотвалышя вода 0,032+0,008 0,1810,02 51,1+17,9 42.0+21,0

Очтценная вода 0,00610,002 <0,01 - -

Осадок-пиам - - 134,8140,4 6,313,15

* содержание мышьяка представлено в виде концентраций растворенных форм (в числителе) и суммарного содержания растворенных и взвешенных форм (в знаменателе);** содержание ртути приведено в виде концентраций растворенных форм

Как видно из представленных данных, воды, поступающие на станцию нейтрализации, содержат как ртуть, так и мышьяк; в выходящем потоке, который подлежит сбросу в водные объекты, ртуть не обнаруживается, а содержание мышьяка ниже ПДК.

Возможной причиной осаждения ртути является образование при рН~6-8 нерастворимых комплексов с фульво- и гуминовымн кислотами, которые со-осаждаются с гпдроксидами металлов.

Очистка сточных вод ог Ав, вероятно, связана с образованием труднорастворимых солей кальция мышьяковистой и мышьяковой кислот Са/АйО^; или Са^ЛзО;): и сорбцией Ав на частицах известкового молока.

Одной из наиболее важных проблем при нейтрализации шахтных и подотвальных вод является гипсообразование. Прогноз процесса солеобразования при нейтрализации кислых стоков раствором известкового молока является неотъемлемой частью мероприятий по его предупреждению. Для прогнозирования гипсообразования использовался метод расчета на основе теории Дебая-Гюккеля. Термодинамическое состояние между гипсом и сточными водами определяется сравнением произведения растворимости сульфата кальция при равновесном состоянии (ПР(Са801)рагц ) с произведением активных концентраций ионов Са2+ и БО-Г" прп соответствующей температуре.

Если (аса)х(а5о4)> Ш^СаБОДивн, то раствор пересыщен сульфатом кальция и возможно выпадение гипса в осадок. Усредненные результаты расчетов на основе среднемесячных данных, полученных в течение года, приведены в табл.11.

Таблица 11 - Результаты прогнозирования выпадения гипса на выходе станции нейтрализации

Ионная сила (асЖа804), *Ю"5 ПР (СаЯСадравн. при 18°С, *10":'

(1,099-0,136 3,84-6,99 3,66

Как видно из представленных данных обработанная вода пересыщена сульфатом кальция, что приводит к его постоянному выпадению в осадок и, как следствие, к ухудшению процесса укрупнения и осаждения осадка шдроксидов металлов.

Пересыщению гипсом способствует также избыточный расход известкового молока. По проведенным расчетам суточный расход нейтрализующего агента для вод усредненного состава равен 30 м'/сут (с учетом необходимого переизбытка в 10%). По имеющимся данным на станции нейтрализации среднесуточный расход известкового молока составляет 110-130 м3/сут, что обусловлено несовершенством системы дозирования известкового молока только по параметру рН, без учета состава воды на входе станции нейтрализации.

Учитывая все выявленные недостатки, предложена новая принципиальная технологическая схема очистки шахтных и подотвальных вод, представленная на рие.6. В емкость 2 подается известковое молоко, обеспечивающее увеличение рП очищаемой воды до 5 ед. При этом происходит нейтрализация свободной серной кислоты и выпадение в осадок гидроксида железа (Ш). Процесс необходимо вести в статических условиях для обеспечения полноты протекания процесса нейтрализации. Часть образовавшег ося осадка рекомендуется путем рециркуляции вводить во входящий поток сточных вод в качестве «затравки» для снятия пересыщения по гипсу и выпадения основной массы гипса в емкости 2. Далее частично очищенная вода но трубопроводу, в который дозируется известковое молоко до достижения рН потока 8,5-9,0 ед., подается в камеру хлопьеобразования 3, перед которой в поток вводится флокулянт. По окончании процесса хлопьеобразования очищаемая вода направляется в тонкослойные отстойники 4 и далее на фильтрационную систему. Достоинством предлагаемых фильтров является их автоматическая очистка без остановки работы очистных сооружений. Тонкость фильтрации, обеспечиваемая данной системой, равна 20 мкм.

Щ"» 1/011(1 ¿пят я; •• ь* и

.......существующие узлы; ...... рекомендуемые узлы

1 - гидроциклон; 2 - емкость для нейтрализации; 3 — камера хлопьеобразовання; 4 - тонкослойный отстойник; 5 - автоматический фильтр; 6,7 - насосы; 8,9,10 - насосы-дозаторы; 11 - биоплато

Рисунок б -Принципиальная технологическая схема очистки шахтных и подотвальных вод

После очистных сооружений часть очищенной воды возвращается в технологию обогащения, а остаток (в объеме до 3000 м'Усут) направляется на био-нлато.

Осадок, образующийся в результате очистки шахтных и подотвалышх вод, имеет четвертый класс опасности. Данный отход, обогащенный тяжелыми металлами, можно использовать в качестве закладочного материала, создавая техногенные месторождения.Применение станции нейтрализации позволяет значительно снизить поступление загрязняющих веществ (в основном тяжелых металлов) в водные объекты, тем самым выводя их из экологической системы.

Доочиетка сточных вод после станции нейтрализации на бноилачо с высшими водными растениями

Для обоснования применения технологии биоплато с высшими водными растениями ддя снижения антропогенной нагрузки на малые реки проведено обследование территории размещения горно-обогатительного комбината с целью выявления природных аналогов биоплато и оценки эффективности их функционирования.

В ходе обследования, проведенного в конце вегетационного периода, в качестве аналогов рассмотрены следующие участки (см.рис2): 1) нижний бьеф технологического пруда, где сформировался заболоченный участок с характерной болотной растительностью; 2) Буранцкое болото: 3) сбросной капал с высшей водной растительностью; 4) устье р.Буйды. Нияльское болото рассматривалось как фоновая территория.

Основными аборигенными видами высшей водной растительности, характерными для рассмотренных участков, являются тростник обыкновенный (Phragmites austráiis), рогоз узколистный (Typha ongiistifólia), осока дернистая (Carex cespitosa).

Выявлено, что из основных видов наибольшей накопительной способностью обладает осока дернистая. Сравнительное содержание тяжелых металлов в зеленой массе растений в одной из рассматриваемых точек приведено в табл.12.

Таблица 12 - Содержание тяжелых металлов в растительных образцах, огобраштых на Буранцком болоте

Содержание TM, мг/кг сухой массы

Вид растения Fe Cu Zn Mn Cd

Ph'agitulcs ausiralis 37,8124,9 2,40+1,44 23,0+15,2 45,0+29,7 0,0010+0.0006

Typha angustifólia 32,8+21,6 2,00+1.20 36,7+24,2 70,7+46,7 0,015+0,009

Carex cespitosa 2161104 38,5±25,4 394+189 89,6+59,1 0,872+0,523

Результаты анализа проб воды, отобранные на этих же участках, позволяют выявить природные и природно-техногенные ландшафты, которые обладают хорошей самоочищающей способностью. Выявлено, что в нижнем бьефе технологического пруда и в сбросном канал образовались природно-техногенные переувлажненные участки с характерными видами высшей водной растительности, которые можно использовать для дальнейшего устройства на них биоплато с целью снижения нагрузки на р.Буйды.

Проведен расчет биоплато для участка, находящегося в нижнем бьефе технологического пруда. Для очистки 3000 м3/сут сточных вод площадь биоплато должна составлять ~20 га; содержать 2 параллельные секции с 4-мя последовательными ступенями в каждой с возможностью отключения любой секции без нарушения работы остальных. Время пребывания воды на биоплато 10 сут. Количество тяжелых металлов, которое может быть накоплено за вегетационный период с учетом выявленной способности аборигенных видов растений к накоплению, представлено в табл.13.

Таблица 13 — Масса тяжелых металлов, извлекаемая за вегетационный период высшей водной растительностью на биоплато

Вид растения Накопление за вегетационный период, кг/га

Бе Си 1п Мп Сй

Рйга,§7ш7е$ аизКаШ 0,510 0,032 0,311 0,608 0,000014

Т)>рка ап%шИ/6Иа 0,262 0,016 0,294 0,566 0,00012

Сагех сезрИоха 2,00 0,35 3,62 0,82 0,008

Экономический эффект от внедрения комплекса предлагаемых очистных сооружений выражается в уменьшении размера платы за сброс загрязняющих веществ в р,Буйды на, 296 тыс.руб., при этом предотвращенный экономический эффект составит 664 тыс.руб.

Предложенные технологические решения по очистке сточных вод горнообогатительных комбинатов, основанные на комплексной оценке влияния и исследовании условий функционирования технических средств, позволят минимизировать антропогенное воздействие на малые реки.

ВЫВОДЫ

1. На основании данных мониторинга состава воды р.Буйды оценена степень антропогенной изменённое™ водотока с использованием трех методик: по индексу загрязнения воды; по методу комплексной оценки; по функции же-

лательности. Показана целесообразность применения функции желательности как интегрального критерия антропогенной изменённое™ гидрохимического состава воды малой реки относительно её природного состояния с учетом геохимических особенностей исследуемого региона. Установлено, что участки русла р.Буйды в районе плотины технологического пруда и в месте сброса очищенных сточных вод характеризуются наибольшей степенью антропогенной изменённое™ водотока (0=0,15-0,18) и угнетенным биоценозом (ём=0,36-0,87), что необходимо учитывать при планировании природоохранных мероприятий.

2. На основе результатов многолетнего ежемесячного мониторинга шахтных и подотвальных вод и комплекса метеорологических данных определена тенденция к закислению подотвальных вод. Получены зависимости между средмесячным количеством атмосферных осадков, значением рН и содержанием сульфатов в подотвальных водах, позволяющие прогнозировать их качество. Установлено, что для шахтных вод такая зависимость отсутствует.

3. Расширена методическая база аналитического контроля целевых продуктов и отходов горно-обогатительного комбината и станции очистки шахтных и подотвальных вод путем разработки фотометрической методики определения мышьяка с использованием ультразвуковой пробоподготовки и твердофазного сорбента для устранения мешающих компонентов (тяжелых металлов) с диапазоном определяемых концентраций 0,1-1500 мг/кг с погрешностью 18-35%.

4. Установлено, что при обработке шахтных и подотвальных вод известковым молоком происходит их эффективная очистка от токсичных микропримесей. Отмечено снижение концентрации мышьяка от 0,74 до 0,006 мг/дм3, ртути от 0,00018 мг/дм3 до <0,00001 мг/дм3.

5. Предложено модернизировать технологию очистки шахтных и подотвальных вод путем введения двух этапов обработки потока шахтных и подотвальных вод известковым молоком: на первой стадии до рН=5 с образованием гипса и гидрокевда Бе (Ш) с возвратом части образовавшегося осадка во входящий поток в качестве реагента, интенсифицирующего выпадение гипса; на второй стадии до рН=8,5-9,0 с образованием гидроксидов Си, Ъп, Бе (II). Для устранения «проскока» взвешенных веществ предусматривается внедрение системы фильтрования. В качестве доочистки сточные воды направляются на биоплато с высшими водными растениями.

6. Осуществлен поиск и подбор аборигенных видов высшей водной растительности (Сагех саехрИояа, Phragmites аш1гаШ, ТурИа ап^Н/дПа), спо-

собных аккумулировать тяжелые металлы (Ре, Мп, Си, 7п, СЦ), с целью их дальнейшего использования для устройства биоплато. Установлена высокая накопительная способность Сагех саехриояа по отношению к исследуемым элементам. На основании мониторинга заболоченных территорий, находящихся в зоне влияния горно-обогатительного комбината даны рекомендации по обустройству биоплато для снижения антропогенной нагрузки на малые реки региона.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ

1. Вдовина И.В. Анализ технологических решений по очистке сточных вод горно-обогатительных комбинатов / В.И.Сафарова, Г.Ф.Шайдулина, Н.Н.Красногорская, Вдовнна И.В. Безопасность жизнедеятельности. - № 7. -2009. - С. 43-48.В

2. Вдовина И.В. Влияние деятельности крупного горно-обогатительного предприятия на гидрохимическое и экологическое состояние малых рек (на примере р. Буйды)./В.И.Сафарова, И.А.Абдрахманов, Г.Ф.Шайдулина, Вдовина И.В., Т.П.Смирнова, В.Г.Костицын. - Экологические системы и приборы. - № 9. -2009. - С.36-41.

3. Вдовина И.В. Методический подход к оценке влияния горнодобывающих предприятий на малые реки Республики Башкортостан / Сафарова В.И., Шай-дулина Г.Ф., Смирнова Т.П., Вдовина И.В. Н Фундаментальные исследования. -№2. - 2008. - С. 98.

4. Вдовина И.В. Исследование способности микроорганизмов к извлечению ионов тяжелых металлов нз разбавленных сточных вод / Легушс Э.Ф., Марку-шева Т.В., Вдовина И.В., Фатхутдинова А.Ф. // Сборник материалов 56-й научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, УГ-НТУ, 2005.- С.122-125.

5. Вдовнна И.В. Сравнительное изучение уровня накопления тяжелых металлов в объектах окружающей среды / Красногорская П.Н., Баншева Э.З., Вдовина И.В. // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2006): материалы 3-ей международной научно-технической конференции. - Уфа, 2006. - С.171-173.

6. Вдовина И.В. Применение метода дендроиндикацни для мониторинга металлов в горнорудных районах Республики Башкортостан / Сафарова В.И.,

Шайдулина Г.Ф., Вдовина И.В., Романова Т.А. // Рефераты докладов II Международного форума «Аналитика и аналитики» - г. Воронеж, 2008. - С.430

7. Вдовина И.В. Аналитическое сопровождение процесса нейтрализации шахтных и подотвальных вод горно-обогатительных комбинатов / Сафарова В.И., Шайдулина Г.Ф., Вдовина И.В. // Материалы докладов II Международного форума «Аналитика и аналитики». - г. Воронеж, 2008. С.431

8. Вдовина И.В. Оценка влияния сточных вод Учалинского ГОК на состояние природных водотоков (на примере рек Буйды и Кидыш) / Сафарова В.И., Шайдулина Г.Ф., Вдовина И.В., Михеева Т.Н., Низамугдинова Н.Р. // Материалы XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии», г.Уфа, 2008, С.185 - 187.

9. Вдовина И.В. Формирование состава шахтных вод при разработке медно-цинковых колчеданных месторождений (на примере Учалинского ГОК) / Сафарова В.И., Шайдулина Г.Ф., Вдовина И.В., Курбапгалеев С.Ш. // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология -2008): Сборник научных статей V-й Международной научно-технической конференции. Том I. - Уфа: УГАТУ, 2008. - С.236-240.

10. Вдовина И.В. Исследование способности микроорганизмов к извлечению тяжелых металлов из водных растворов / Мавлявиева Р.Р., Мингазова Э.А., Вдовина И.В., Легушс Э.Ф., Журен ко Е.Ю., Маркушева Т. В., Шайдулина Г.Ф.// Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология -2008): Сборник научных статей V-й Международной научно-технической конференции. Том I. - Уфа: УГ АТУ, 2008. С.256-260.

11. Вдовина И.В. Пути формирования сточных вод горно-обогатительных предприятий по переработке медио-цииковых руд и их влияние на малые реки / Сафарова ВН., Шайдулина Г.Ф., Вдовина И.В.// «Актуальные проблемы в науке и технике». Сборник трудов 4-ой Всероссийской зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых. - Уфа: Изд-во «Диалог», 2009. - С.59-63

Подписано в печать 20.11.09 г. Формат 60x84 1/16. 1>5'мага офсетная. Печать ризографическая. Тираж 120 экз. Заказ 330. Гарнитура «гПн)е.чКе\\-Котап». Отпечатало в типографии «ПЕЧАТНЫЙ ДОМЪ» ИП ВЕРКО. Объем 1,08 п.л. Уфа, Карла Маркса 12 корн. 4, т/ф: 27-27-600, 27-29-123

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Вдовина, Ирина Валерьевна

Введение.

ГЛАВА 1. Литературный обзор.

1.1 Влияние предприятий горнорудной отрасли на объекты окружающей среды.

1.2 Проблемы малых рек в зоне влияния предприятий горнорудной отрасли.

1.3 Условия образования и состав сточных вод горных предприятий.

1.3.1 Влияние хвостохранилищ на объекты гидросферы.

1.3.2 Условия и процессы при формировании подотвальных вод.

1.3.3 Условия и процессы при формировании шахтных вод.

1.4 Применение различных технологий для очистки сточных вод горнодобывающих предприятий.

1.5 Анализ патентной литературы по очистке кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов.

1.6 Опыт применения биоплато для очистки сточных вод от тяжелых металлов.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Объекты исследования.

2.2 Характеристика и географическое положение Учалинского района и площадок размещения основных объектов предприятия.

2.3 Краткое описание гидрографической сети района расположения предприятия.

2.4 Обоснование схемы отбора проб технологических и природных сред.

2.5 Методы и методики исследования.

2.5.1 Методика отбора проб воды.

2.5.2 Методика отбора проб растительных образцов.

2.5.3 Методы анализа основных гидрохимических показателей

2.5.4 Методы анализа неорганических анионов в воде.

2.5.5 Методы анализа тяжелых металлов и других элементов в воде.

2.5.5.1 Определение тяжелых металлов атомно-абсорбционным методом.

2.5.5.2 Определение алюминия.

2.5.6 Определение тяжелых металлов в растительных образцах.

2.5.7 Определение сульфатов в растительных образцах.

ГЛАВА 3. АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ МИКРОПРИМЕСЕЙ В ЦЕЛЕВЫХ ПРОДУКТАХ И ОТХОДАХ ГОРНОРУДНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

3.1 Содержание микропримесей в технологических пробах горнорудного предприятия.

3.2 Адаптация методики пробоподготовки для определения ртути в шламах станции нейтрализации.

3.3 Отработка методики пробоподготовки твердых образцов для определения мышьяка фотометрическим методом.

3.3.1 Исследование различных видов пробоподготовки.

3.3.2 Исследование мешающих влияний при определении концентрации мышьяка фотометрическим методом.

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕГО ПРЕДПРИЯТИЯ НА СОСТОЯНИЕ ОБЪЕКТОВ

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.

4.1 Оценка влияния горнодобывающего предприятия на гидрохимическое и экологическое состояние р.Буйды.

4.1.1 Гидрохимическое состояние р.Буйды и его влияние на р.Кидыш.

4.1.2 Оценка качества воды р.Буйды и р.Кидыш с использованием различных методик.

4.1.3 Расчет степени антропогенной изменённое™ гидрохимического состояния малых водотоков с помощью функции желательности.

4.1.4 Оценка биоценотического разнообразия р.Буйды.

4.2 Оценка влияния горнодобывающего предприятия методом дендро-индикации.

4.3 Характеристика сточных вод горно-обогатительного комбината.

4.3.1 Многолетняя и внутригодовая динамика состава шахтных вод.

4.3.2 Многолетняя и внутригодовая динамика состава подотвальных вод.

4.3.4 Органические вещества, входящие в состав шахтных и подотвальных вод.

ГЛАВА 5. МЕТОДЫ СНИЖЕНИЯ АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА МАЛЫЕ РЕКИ.

5.1 Принципиальные различия состава сточных вод горнодобывающего предприятия от гальванических стоков.

5.2 Оценка эффективности применения метода нейтрализации для очистки подотвальных и шахтных вод горнодобывающего предприятия

5.2.1 Описание станции нейтрализации горнодобывающего предприятия

5.2.2 Оценка качества очистки сточных вод горнодобывающего предприятия.

5.2.2.1 Очистка шахтных и подотвальных вод от основных компонентов.

5.2.2.2 Очистка шахтных и подотвальных вод от микропримесей.

5.2.2.3 Оценка опасности шлама, образующегося на станции нейтрализаза- 107 ции.

5.3 Исследование процесса нейтрализации шахтных и подотвальных вод в лабораторных условиях.

5.3.1 Исследование процесса нейтрализации шахтных и подотвальных

5.3.1.1 Расчет диапазона рН осаждения гидроксидов с учетом состава шахтных и подотвальных вод.

5.3.1.2 Экспериментальное исследование нейтрализации кислых сточных вод методом потенциометрического титрования.

5.3.1.3 Поддержание рН при дозировании известкового молока.

5.3.1.4 Оценка эффективности флокулянта «Праестол».

5.3.1.5 Расчет насыщенности шахтных и подотвальных вод сульфатом кальция.

5.4. Методы доочистки сточных вод после станции нейтрализации.

5.4.1 Изучение способности микроорганизмов к извлечению тяжелых металлов.

5.4.2 Мониторинг бассейна р.Буйды с целью выявления естественных аналогов биоплато.

5.4.3 Определение концентрирующей способности растений, произрастающих в зоне влияния горнорудного предприятия. •

5.5 Рекомендации по совершенствованию очистки шахтных и подотвальных вод на станции нейтрализации горнорудного предприятия.

5.6 Определение параметров биоплато.

5.7 Расчет эколого-экономического эффекта от внедрения технических решений.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Снижение антропогенной нагрузки на малые реки в зоне влияния горнорудного промышленного предприятия"

Одним из основных районов интенсивного развития горнорудной промышленности Российской Федерации является Уральский регион. Его сырьевой базой служат полиметаллические месторождения, расположенные на территории Республики Башкортостан (РБ), Челябинской, Свердловской, Оренбургской областей. В юго-восточных районах РБ имеются крупные месторождения медпо-цинковых руд, расположенные в бассейнах малых рек. Характерными особенностями таких рек являются сравнительно небольшие объемы стока, более уязвимый, по сравнению с крупными водотоками, механизм самоочищения, существенная зависимость от состояния водосборной территории. В связи с этим, экосистемы малых рек характеризуются повышенной чувствительностью к антропогенному влиянию, и превышение пределов экологически допустимого воздействия ведет к снижению или утрате ими природных функций.

В процессе добычи, обогащения и переработки руд на горнообогатительных комбинатах (ГОК) образуется значительное количество шахтных и подотвальных вод, загрязненных тяжелыми металлами и сульфатами. Традиционные инженерно-технические средства, направленные на снижение антропогенной нагрузки на объекты гидросферы, как правило, не решают проблему поддержания и восстановления качества воды малых рек-реципиентов. В связи с этим изучение состояния малых рек и разработка способов снижения техногенного воздействия на них весьма актуальны.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

- на основании массива данных по составу воды р.Буйды оценить степень антропогенной изменённости водотока по гидрохимическим показателям;

- провести сезонное обследование состава шахтных и подотвальных вод, поступающих на очистные сооружения;

- усовершенствовать методики определения токсичных элементов (Hg, As) в технологических средах основного производства и очистных сооружений;

- разработать метод доочистки сточных вод, выходящих со станции нейтрализации, до нормативных показателей.

Научная новизна.

На основе массива данных по составу воды р.Буйды оценена степень антропогенной изменённости водотока с использованием трех методик: по индексу загрязнения воды; по методу комплексной оценки; по функции желательности. Показана целесообразность применения функции желательности как наиболее обоснованного интегрального критерия антропогенной изменённости гидрохимического состава воды малой реки относительно её природного состояния с учетом геохимических особенностей исследуемого региона.

Осуществлен поиск и подбор аборигенных видов высшей водной растительности {Carex caespitosa, Phragmites australis, Typha angnstifolia), способных аккумулировать тяжелые металлы (Fe, Mn, Си, Zn, Cd), с целью их дальнейшего использования при устройстве биоплато. Установлена высокая накопительная способность Carex caespitosa по отношению к исследуемым элементам.

Практическая значимость.

С использованием функции желательности проведено ранжирование участков русла р.Буйды по гидрохимическим показателям и установлена взаимосвязь степени антропогенной изменённости с критериями биоценоти-ческого разнообразия реки. Выявлены участки с наиболее измененным гидрохимическим состоянием и угнетенным биоценозом, требующие проведения природоохранных мероприятий.

Модернизирована технология очистки шахтных и подотвальных вод путем введения двух этапов обработки смеси шахтных и подотвальных вод (на первой стадии до рН=5 и на второй - до р№=8,5-9) с возвратом части образовавшегося на первой стадии осадка во входящий поток в качестве реагента, интенсифицирующего выпадение гипса, и стадии фильтрования, позволяющих улучшить условия выпадения осадка, снизить количество взвешенных веществ на выходе станции нейтрализации, тем самым уменьшив антропогенную нагрузку на реку-приемник.

На основании результатов обследования природно-техногенных переувлажненных участков в зоне влияния ГОК даны рекомендации по обустройству биоплато в нижнем бьефе технологического пруда с целью доочистки до нормативных требований сточных вод, прошедших обработку на очистных сооружениях.

Достоверность результатов исследований обеспечена:

- использованием современных высокотехнологичных приборов и единой методической базы для исследования природных и техногенных сред

- метрологической оценкой полученных результатов.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных, российских и региональных научных конференциях и семинарах. Материалы диссертации были доложены на II Всероссийской конференции по аналитической химии, «Аналитика России 2007» (Краснодар, 2007 г.); Межрегиональной научно - практической конференции «Чистая вода Башкортостана - 2008» (Уфа, 2008 г. ); II Международном Форуме «Аналитика и Аналитики» (Воронеж, 2008 г.); XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии Реактив-2008» (Уфа, 2008 г.), V Международной научно-технической конференции «Наука, образование, производство в решении экологических проблем» (Экология-2008 г.), (Уфа, 2008).

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 150 страницах машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка литературы из 137 наименований и приложений, включает 35 таблиц, 12 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Вдовина, Ирина Валерьевна

ВЫВОДЫ

1. На основании данных мониторинга состава воды р.Буйды оценена степень антропогенной изменённости водотока с использованием трех методик: по индексу загрязнения воды; по методу комплексной оценки; по функции желательности. Показана целесообразность применения функции желательности как интегрального критерия антропогенной изменённости гидрохимического состава воды малой реки относительно её природного состояния с учетом геохимических особенностей исследуемого региона. Установлено, что участки русла р.Буйды в районе плотины технологического пруда и в месте сброса очищенных сточных вод характеризуются наибольшей степенью антропогенной изменённости водотока (D=0,15-0,18) и угнетенным биоценозом (dM=0,36-0,87), что необходимо учитывать при планировании природоохранных мероприятий.

5. Предложено модернизировать технологию очистки шахтных и подотвальных вод путем введения двух этапов обработки потока шахтных и подотвальных вод известковым молоком: на первой стадии до рН=5 с образованием гипса и гидроксида Fe (III) с возвратом части образовавшегося осадка во входящий поток в качестве реагента, интенсифицирующего выпадение гипса; на второй стадии до рН=8,5-9,0 с образованием гидроксидов Си, Zn, Fe (II). Для устранения «проскока» взвешенных веществ предусматривается внедрение системы фильтрования. В качестве доочистки сточные воды направляются на биоплато с высшими водными растениями.

6. Осуществлен поиск и подбор аборигенных видов высшей водной растительности (Carex caespitosa, Phragmites australis, Typha angustifolia), способных аккумулировать тяжелые металлы (Fe, Mn, Си, Zn, Cd), с целью их дальнейшего использования для устройства биоплато. Установлена высокая накопительная способность Carex caespitosa по отношению к исследуемым элементам. На основании мониторинга заболоченных территорий, находящихся в зоне влияния горно-обогатительного комбината даны рекомендации по обустройству биоплато для снижения антропогенной нагрузки на малые реки региона.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Вдовина, Ирина Валерьевна, Уфа

1. Милютин А.Г., Порцевский А.К., Калинин И.С. Охрана недр и рациональное недропользование при горных, горно-разведочных и буровых работах. Учебное пособие. М., 2005.

2. Способы разработки рудных месторождений (http://miningexpo.ru/ articles/282)

3. Кунилова И.В. Разработка метода извлечения ионов цветных металлов и серебра из медьсодержащего техногенного сырья на основе использования химически модифицированных природных цеолитов // Автореферат дисс канд.техн.наук. Москва, 2007. — 19 с.

4. Годовой отчет Государственного комитета по охране окружающей среды Мурманской области. Мурманск, 2000. — 356 с.

5. Клысов У.И. Географические и экологические условия Сибайского рудного района. Уфа: Баш ГПУ, 2000. 112 с.

6. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников и шахт / Под редакцией В.Н. Мосинца. М.: Недра. 1981.- 308 с.

7. ГОСТ 19179-73. «Гидрология суши. Термины и определения»

8. Коренева И.Б. Экосистемный подход при восстановлении, использовании и охране малых рек (http://www.koreneva.com/)

9. Лебедев Ю.М. Что такое малая река // Малые реки: современное экологическое состояние, актуальные проблемы: Мат-лы. Международной науч. конференции. Тольятти, 2001. с. 122.

10. Смирнова Т.П. Роль химико-биологических факторов в формировании экологического состояния малых рек в зоне влияния горно-обогатительных комбинатов / Автореферат дисс. канд.хим.наук. Казань, КГТУ, 2009. 20 с.

11. Моисеенко Т.И., Кудрявцева Л.П., Гашкина Н.А. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши: Технофильность, биоаккумуляция и экотоксико-логия. Ин-т водн.проблем РАН. М.: Наука, 2006. - 261 с.

12. Миронюк С.М. Антропогенное загрязнение малых рек Восточного Донбасса // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2007. №11. -с.205-208.

13. Исследование динамики химического загрязнения трансграничных водных объектов в ретроспективе ведения наблюдений ГУ «Челябинский ЦГМС» (2001-2005 годы).

14. Исследование динамики химического загрязнения водных объектов, расположенных вблизи г. Карабаша в ретроспективе ведения наблюдений ГУ «Челябинский ЦГМС». 2006.

15. Мустафин А.Г., Ковтуненко С.В., Пестриков С.В., Сабитова З.Ш. Исследование экологического состояния р.Таналык Республики Башкортостан // Вестник Башкирского университета. 2007. — т. 12. - №4. - с.43-44.

16. Бактыбаева З.Б., Суюндуков Я.Т., Сабитова З.Ш.Влияние предприятий горнопромышленного комплекса на содержание некоторых тяжелых металлов в воде р.Таналык // Башкирский экологический вестник. №3. -2007. -с.35-37.

17. Kotsev Т., Mladenova V., Cholakova Z. Arsenic groundwater contamination in the Ogosta River floodplains, norwest Bulgaria// Проблемы географии. 2006. - №3-4. - с.85-94.

18. Мажайский Ю.А., Гусева Т.М., Дорохина О.Е., Андриянец С.В. Мониторинг тяжелых металлов в экосистемах малых рек бассейна р.Оки (gisau.org.ua/conf2/3/6Magayskiy.doc)

19. Алимов А.Ф., Финогенова Н.П. Количественная оценка роли сообщества донных животных в процессах самоочищения пресноводных водоемов // Гидробиологические основы самоочищения вод. Л.: ЗИН АН СССР, 1976. С. 5-14.

20. Кутузов Я. Влияние шахтных вод Кизеловского угольного бассейна на бентофауну р.Вильвы // Экология: проблемы и пути решения: Материалы 16 Всеросийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Пермь: ПГТУ, 2008. с. 122-123.

21. Зинченко Т.Д., Головатюк JI.B. Изменение состояния бентоса малых рек бассейна Средней Волги // Известия Самарского научного центра РАН. — 2000. т.2 - №2. - с.257-267.

22. Комулайнен С.Ф. Изменение структуры фитоперифитона в малых реках урбанизированных территорий // Водные ресурсы. — 2007. №3. - с.356-363.

23. Павлюк Т.Е. Фильтраторы в донных биоценозах уральских рек и изменение их состава в результате загрязнения воды // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, упарвление. 2008. - №6. — с.29-38.

24. Балушкина Е.В. Изменение структуры сообществ донных животных при антропогенном воздействии иа водные экосистемы (на примере малых рек) // Евразиатский энтомологический журнал. 2004. — т.З. - №4. — с.276-282.

25. Обухова О.В. Устойчивость микробных популяций к тяжёлым металлам, как фактор опасности для гидроэкологической системы дельты Волги. / Вестник Моск. гос. университета. Сер. Естественные науки. — 2006. №1. - с. 95-97.

26. Бойков Г.В. Техногенное воздействие горнорудного комплекса Республики Башкортостан на окружающую среду // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Реновация: отходы технологии - доходы». Уфа, 2004.-С. 40-43.

27. Макаров В.Н., Васильева Т.Н., Макаров Д.В. и др. Потенциальная экологическая опасность выведенных из эксплуатации хранилищ хвостов обогащения медно-никелевых руд // Химия в интересах устойчивого развития. -№13. 2005. — стр.85-93.

28. Емлин Э.Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. Свердловск: Изд-во Урал, ун-та, 1991. 256 с.

29. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников и шахт / под редакцией В.Н. Мосинца. М.: Недра, 1981. 308 с.

30. Яковлев Р.А., Бастан П.Л. Техногенные месторождения России // Горный журнал. 1996. -№ 10-11.

31. Воробьев А.Е., Казакова Е.В. Оценка воздействия горного производства на окружающую среду // Безопасность жизнедеятельности. 2002. - №5. -С.25-28.

32. Глобальный биогеохимический цикл серы и влияние на него деятельности человека. / Под общей редакцией Г.К. Скрябина М: Наука, 1986 - 420 с.

33. Garcia С., Ballester A., Gonzalez F., Blazquez M.L. Pyrite behaviour in a tailings pond // Hydrometallurgy. 76 (2005). - p.25-36.

34. Каравайко Г.И., Соколова Г.А. Физиология и геохимическая деятельность тионовых бактерий. — М.: Наука, 1964. 333 с.

35. Саег Ю.У., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990.-335 с.

36. Докукин А.В., ДокукинаЛ.С. Возникновение кислотных рудничных вод и борьба с ними. М.: Углетехиздат, 1950.

37. Матлак Е.С., Романова В.Ю. Использование шахтных вод в техническом, хозяйственно-бытовом водоснабжении новый подход к решению проблемы / Донбасс-2020: Наука i техшка виробництву: Матер, наук.-практ.конф. До-нецьк.-Донецьк: ДонНТУ, 2002.-С.537.

38. Wildeman Thomas, Gusek James, Schmiermund Ronald. Mining influenced waters: chemistry and treatment //Mining Environ. Manag. 2005. - March. - C. 9-12.

39. Baskerville Stuart, Evans Wynne. Acid mine drainage a legacy of an industrial past // Educ. Chem. - 2006. - Vol.43. - № 2. - C. 43-45.

40. Исаева О.Ю. Исследование перспективных методов очистки сточных вод от тяжелых металлов с целью создания эколого-геохимических барьерных зон: Дисс.канд.техн.наук, Уфа, 2006.

41. Ефимов A.M., Стеценко О.П. Защита продуктивных водоносных горизонтов от влияния шахтных вод закрываемых шахт на примере Быстрянского месторождения пресных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2004. - № 1. - с. 146-149.

42. Папичев В.И. Влияние сброса шахтных вод природного и техногенного происхождения на загрязение поверхностных водоемов при угледобыче // Экологические системы и приборы. 2006. - №9. - с.8-12.

43. Агошков М.И. Разработка рудных месторождений. — М.: Металлургиздат. 1954.-615 с.

44. Удачин В. Н., Аминов П. Г., Дерягин В. В. Химический состав техногенных вод в карьерных озерах Башкортостана // Башкирский химический журнал. 2008. - т. 15. - №4. - с.64-69.

45. Абдрахманов Р.Ф., Ахметов P.M., Ковтуненко С.В. Гидрогеоэкологическая обстановка в зоне влияния сероколчеданного месторождения Куль-Юрт-Тау // Геологический сборник. Информационные материалы. 2007. - № 6. -с.270-272.

46. Шапошник С.Н., Шапошник Ю.Н. Существующие проблемы горнодобывающей отрасли Восточного Казахстана и пути их решения // Материалы Интернет-конференции «Промышленная экология-2008» (http://ecology.ostu.ru/)

47. Государственный доклад "О состоянии и охране окружающей природной среды Кемеровской области в 2007 году". Подготовлен ГУ "Областной комитет природных ресурсов". Кемерово, 2008. 560 с.

48. Парахонский Э.В. Охрана водных ресурсов на шахтах и разрезах. М.: Недра, 1992.-246 с.

49. Куренков В.Ф., Hans-Georg Hartan, Лобанов Ф.И. Применение полиакри-ламидных флокулянтов для водоочистки // Химия и компьютерное моделирование. Бутлеровские сообщения. 2002. -№11. - С.31-40.

50. Баймаханов М. Т., Лебедев К. Б., Антонов В Н., Озеров А. И. Очистка и контроль сточных вод предприятий цветной металлургии М.: Металлургия, 1983. 192 с.

51. Селицкий Г.А. Очистка карьерных и подотвальных вод // Экология производства. №8. - 2008. - с.75-76

52. Очистка производственных сточных вод. Учеб. для вузов. 2-е издание, переработанное и дополненное / под ред. чл.-кор. АН СССР Яковлева С.В. М.: «Стройиздат», 1966.

53. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. М.: Металлургия, 1989. 224 с.

54. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989. 512 с.

55. Патент РФ RU 2293063 С2. Способ нейтрализации кислых шахтных вод и установка для его осуществления/ Максимович Н.Г., Басов В.Н., Холостов С.Б. Опубликовано 10.02.2007 Бюл.№4.

56. Новиков А.В. Улучшение качества природных и очистка сточных вод: учебное пособие / А.В. Новиков, Ю.Н. Женихов. Ч. 1. 1-е изд. Тверь: ТГТУ, 2006.- 112 с.

57. Кокотов Ю.А. Иониты и ионный обмен. Л.:Химия, 1980. 151 с.

58. Сафарова В.И., Шайдулина Г.Ф., Красногорская Н.Н., Вдовина И.В. Анализ технологических решений по очистке сточных вод горно-обогатительных комбинатов // Безопасность жизнедеятельности. №7. — 2009. С. 43-48.

59. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. / Под ред. проф.Кудрявцева В.Н. М.: Производственно-издательское предприятие «Глобус», 1998. - 302 с.

60. Каравайко Г.И., Росси Дж., Агате А. и др. Биогеотехнология металлов. Практическое руководство. М.: Центр международных проектов ГКНТ, 1989. -375 с.

61. Буракаева А.Д., Русанов A.M., Лантух В.П. Роль микроорганизмов в очистке сточных вод от тяжелых металлов. Методическое пособие. Оренбург, 1999.-53 с.

62. Назаров В. Д., Шаяхметова С. Г., Шаяхметов Р. 3., Яковлев В. В. Роль железобактерий при очистке воды от марганца Патраковского водозабора Крас-нокамского района РБ // Башкирский химический журнал. — 2007. т. 14. -№2.-с. 126-130.

63. Глоба Л.И. и др. Очистка природной воды гидробионтами, закрепленными на волокнистых насадках// Химия и технология воды. 1992 - т. 14. - № 1 .-С.63-67.

64. Жданова Н.И., Олиферчук В.П. Использование некоторых почвенных микромицетов для очистки промышленных сточных вод// Микробиологический журнал.- 1993. т. 55. - № 3. - С. 67-73.

65. Илялетдинов А.Н., Алиева P.M. Микробиология и биотехнология очистки промышленных сточных вод Алма-ата: Гилим, 1990. - 250 с.

66. Патент РФ RU 2355647 С1. Способ нейтрализации кислых сульфатсодер-жащих сточных вод/ Назаров В.Д., Назаров М.В., Смирнов Ю.Ю. Опубликовано 20.05.2009. Бюл.№14.

67. Патент РФ RU 2340562 С2. Способ очистки сточных вод электрохимическими методами/ Назаров В.Д., Назаров М.В. Опубликовано 10.12.2008 Бюл.№34.

68. Патент РФ RU 2108301 С1. Способ очистки кислых сточных вод от ионов тяжелых металлов/ Тетерина Н.Н., Адеев С.М., Радушев А.В. Опубликовано 10.04.1998.

69. Патент РФ RU 2213704 С2. Способ очистки промышленных сточных вод/ Чучалин JI.K., Кузнецов В.А., Штойк Э.Г. Беисов Ж.А. Опубликовано 10.10.2003.

70. Патент РФ RU 2200059 С2. Активный обезжелезивающий фильтрующий материал/ Назаров В.Д., Вадулина Н.В. Опубликовано 10.03.2003.

71. Эйнор JI.O. Макрофиты в экологии водоема. М.: Изд-во ИВБ РАН, 1992. 767 Denny P. Inplementation of constructed wetland in developing countries // Water Science Technology. 1997. - Vol.35. - №5.

72. Артамонов C.B. Изучение качества стока р.Городни и вариант его очистки // Материалы Международной научно-практической конференции «Роль природообустройства в обеспечении устойчивого функционирования и развития экосистем». М.: МГУП, 2006.

73. Кривицкий С.В. Очистка поверхностных стоков с использованием гидроботанических площадок // Экология и промышленность России. 2007. - №3. - с.20-23

74. Тимофеева С.С. Биотехнология обезвреживания сточных вод // Тимия и технология воды 1995.- 17, №5. - с.525-532.

75. Золотухин И.А. Водоросли, корни высших водных растений и грибы как биофильтрующие системы в очистке воды // Успехи современного естествознания. 2004. - №9. - с.42-44.

76. Диренко А.А., Коцарь Е.М. Использование высших водных растений в практике очистки сточных вод и поверхностного стока // СОК (сантехника, отопление, кондиционирование). 2006. - № 4 (28). — С. 12-15.

77. Samkaram Unni К., Philip S. Heavy metal uptake and accumulation by Thypha angustifolia from weltlands around thermal poweer station // Int. J. Ecol. and Environ. Sci. — 1990.— 16, N2/3, —P. 133-144.

78. Seidel K. Gewasserreinung durch hohere Pflanzen // Garten und Landschaft. — 1978, —88, N 1, —S . 9-17.

79. Грибулин Р.В., Грибулина Р.А., Кочуров Б.И. Фиторемедиация почв и промышленных сточных вод, загрязненных тяжелыми металлами // Экологические системы и приборы. 2004. - № 2 - с.35-40.

80. Ольшанская JI.H., Собгайда Н.А., Тарушкина Ю.А., Колесникова О.Н. Исследование динамики накопления высшими водными растениями тяжелых металлов из высококонцентрированных растворов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2008. - №3. - с.39-41.

81. АН N.A., Berna М.Р., Ater М. Tolerance and bioaccumulation of cadmium, copper, zinc // Aquatic Botany. 2004. - Vol.80, - p. 163-176.

82. Dunbabin J.S., Bowner K.H. Potential use of constructen wetlands for treatment of industrial wasterwaters containing metals // Sci. Total. Environ. — 1992. — Ill, N2/3.— P. 56-60.

83. Steven D. Machemer, Thomas R. Wildeman. Adsorption compared with sulfide precipitation as metal removal processes from acid mine drainage in a constructed wetland // Journal of Contaminant Hydrology, Volume 9, Issues 1-2, January 1992, Pages 115-131.

84. Shuiping Cheng, Wolfgang Grosse, Friedhelm Karrenbrock, Manfred Thoen-nessen. Efficiency of constructed wetlands in decontamination of water polluted by heavy metals // Ecological Engineering, Volume 18, Issue 3, January 2002, P.317-325.

85. Ye Z.H., Wong M.H., Lan C.Y. Use of a Wetland System for Treating Pb/Zn Mine Effluent: A Case Study in Southern China from 1984 to 2002 // Wetlands Ecosystems in Asia, 2004, Pages 413-434.

86. Deng H., Ye Z.H, Wong M.H. Accumulation of lead, zinc, copper and cadmium by 12 wetland plant species thriving in metal-contaminated sites in China // Environmental Pollution, Volume 132, Issue 1, November 2004, Pages 29-40.

87. Бактыбаева З.Б., Юнусбаев У.Б., Суюндуков Я.Т. Опыт создания искусственных растительных сообществ из аборигенных прибрежно-водных видов растений для целей биологической очистки // Башкирский экологический вестник. 2008. - №1.-с.28-30.

88. Бактыбаева З.Б., Юнусбаев У.Б., Ямалов С.М., Бобров А.А. Водная и прибрежно-водная растительность р.Таналык (Зауралье Респ.Башкортостан) // Вестник Оренбургского гос.университета. 2009. - №6. - с.61-63.

89. Терещенко С.М. и др. Гидрологическая карта СССР масштаба 1:200000. Серия Южно-Уральская, лист№40-ХУШ (Учалы), М.: «Недра», 1965 г.

90. ГОСТ 17.1.5.05-1985 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков.

91. ГОСТ Р51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб.

92. НВН 33-5.3.01-1985. Инструкция по отбору проб для анализа сточных вод.

93. ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия

94. ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-1997. Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом.

95. ПНД Ф 14.1:2.100-1997. Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод тит-риметрическим методом.

96. ПНД Ф 14.1:2.101-1997. Методика выполнения измерений массовой концентрации растворенного кислорода в пробах природных и очищенных сточных вод йодометрическим методом.

97. ПНД Ф 14.1:2.110-1997. Методика выполнения измерений содержаний взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом

98. ПНД Ф 14.1:2.114-1997. Методика выполнения измерений массовой концентрации сухого остатка в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом.

99. ПНД Ф 14.1:2.159-2000. Методика выполнения измерений массовой концентрации сульфат-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод турбидиметрическим методом.

100. ПНД Ф 14.1:2.111-1997. Методика выполнения измерений содержаний массовой концентрации хлорид-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод меркуриметрическим методом.

101. ПНД Ф 14.2.99-97. Методика выполнения измерений гидрокарбонатов в пробах природных и очищенных сточных вод титриметрическим методом.

102. ПНД Ф 14.1:2:214-2006. Методика выполнения измерений массовых концентраций железа, кобальта, марганца, меди, никеля, кадмия, свинца, хрома и цинка в природных и сточных водах методом пламенной атомно-абсорбционной спектрометрии.

103. ПНД Ф 14.1:2:4.136-98. Методика выполнения измерений массовой концентрации ртути методом беспламенной атомно-абсорбционной спектрофо-тометрии (метод "холодного пара") в питьевой, природной и сточной водах и атмосферных осадках.

104. ПНД Ф 14.1:2:4.166-2000. Методика выполнения измерений массовой концентрации алюминия в пробах природных, очищенных сточных и питьевых вод фотометрическим методом с алюминоном.

105. ПНД Ф 16.2.2:2.3:3.25-02 (с изм.) Методика выполнения измерений содержания ртути общей в твердых и жидких отходах производства и потребления, осадках, шламах, активном иле, донных отложениях беспламенным атомно-абсорбционным методом

106. ПНД В МСУ С 5-006-04 Методика выполнения измерений массовой концентрации мышьяка в пробах почв спектрофотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом серебра

107. Немодрук А.А. Аналитическая химия мышьяка. М.: Наука, 1976. -С.244

108. Алекин О.А. Основы гидрохимии. JL: Гидрометеоиздат, 1953. 296 с.

109. Временные методические указания по комплексной оценке качества поверхностных и морских вод. Утв. Госкомгидрометом СССР 22.09.1986, №250-1163. М., 1986.-5 с.

110. РД МУ Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. СПб.: Гидрометеоиздат, 2003. — 33 с.

111. Шитиков В.К., Розенберг Г.С., Зинченко Т.Д. Количественная гидроэкология: методы системной идентификации. Тольятти: ИЭВБ РАН, 2003.

112. Дончева А.В., Казакова Л.К., Калуцков В.Н. Ландшафтная индикация загрязнения природной среды. М.: «Экология», 1992 г. 255 с.

113. Бродский Е.С., Лукашенко И.М., Калинкевич Г.А. и др. // Экол. хим. -1995.-№4(3).-С. 188.

114. Бачурин Б.А. // Материалы докладов конгресса «ЭКВАТЕК-2006», 30 мая 2 июня, Москва, 2006.

115. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х томах/ Под ред. Шлугера М.А. М.: Машиностроение, 1985.

116. АСУ ТП очистных сооружений ОАО «УГОК» (http://www.sablecom.ru/ proj 1 .htm)

117. Приказ МПР от 15 июня 2001г. №511. «Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды».

118. Ляликов Ю.С., Клячко Ю.А. Теоретические основы современного качественного анализа. М.: Химия, 1978. -312 с.

119. Лидин Р.А. Справочник по общей и неорганической химии. М.: Просвещение, 1997. 176 с.

120. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1979. — 480 с.

121. Комплексная переработка минерализованных вод/ Пилипенко А.Т., Вах-нин И.Г., Гороновский И.Т. и др. Киев: Наук.думка. - 1984. - 284 с.

122. Васильев В.П. Аналитическая химия. 4.1. -М.: Дрофа, 2005. 320 с.

123. Максин В.И. Оценка взаимного влияния ионов на реагентную очистку сточных вод гальванических производств // Химия и технология воды. №6. -т.19. - 1997. - с.579-587.

124. Смирнов Д.Н., Генкин В.Е. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1989. — 224 с.

125. СНиП 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения

126. Пособие к ВНТП 01-98 «Оросительные системы с использованием сточных вод и животноводческих стоков»

127. КНД Споруди для очищения зворотних вод з використанням фгготехнолоп1. Проектування, буд1вництво, експлуатащя. Киев, 2005.

128. Бактыбаева З.Б. Использование водной и прибрежно-водной растительности реки Таналык для создания биологических очистных прудов на горнорудных объектах Зауралья / Автореферат дисс. на соискание канд.биол.наук, Уфа, 2009.

Информация о работе

Вдовина, Ирина Валерьевна
кандидата технических наук
Уфа, 2009
ВАК 03.00.16

Диссертация

Снижение антропогенной нагрузки на малые реки в зоне влияния горнорудного промышленного предприятия - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы