БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

загрузка...

Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 64 |

«ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ РИСК И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ Материалы III Всероссийской научной конференции с международным участием Иркутск, 24-27 апреля 2012 г. Том 1 Иркутск Издательство ...»

-- [ Страница 37 ] --

Объектами исследования служили: 1). Золоотвал Партизанской ГРЭС, представляющий собой насыпной материал промышленного происхождения, залегающий на IV террасе р. Партизанской у железнодорожной станции Лазовая. Почвенный покров террасы представлен преимущественно аллювиальными серогумусовыми почвами. По структуре насыпь слоистая с преобладанием серого цвета. Обычно сверху, до глубины 30-50 см, масса золоотвала сухая, ниже – влажность увеличивается незначительно до свежего состояния;

2) золоотвалы Владивостокской ТЭЦ-2, расположенные в районе бух. Тихой (территория г. Владивостока). Артииндустраты здесь представлены в виде легкой, серой, однородной по текстуре дисперсной массы, различной степени влажности в виде пульпы;

3) золоотвал Хабаровской ТЭЦ-3, размещенный на пойменной террасе между р. Амур (Хохлатская протока) и левым берегом р. Березовой, в районе с. Федоровка. Представлен артииндустратами в виде темной дисперсной массы с обломками шлака. Чаще всего цвет золы темно-серый, почти черный, по текстуре однородный, сырой и лёгкий.

Результаты и их обсуждение. Все проведённые анализы в отобранных образцах связаны с необходимостью установления эрозионной устойчивости как материала артииндустратов, так и непосредственно тела золоотвала. Гранулометрический состав показывает, что исследуемые ТПО Владивостокской ТЭЦ-2 в слое 0-19 см содержат песка среднего и мелкого – 73 %, пыли крупной, средней и мелкой – 24 %, глины – 14 %. Таким образом, исследуемые артииндустраты представляют собой супесь с доминированием мелкого песка. В слое 19-37 см наблюдаются те же закономерности. ТПО содержат песка среднего и мелкого – 68 %, пыли крупной, средней и мелкой – %. Физическая глина составляет 16 %. Следовательно, артииндустраты Владивостокской ТЭЦ- представляют собой супесь с доминированием мелкого песка.

Артииндустраты Партизанской ГРЭС несколько тяжелее по гранулометрическому составу, чем ТПО Владивостокской ТЭЦ–2 и представлены, в основном, средними суглинками. До глубины 70 см преобладают фракции среднего и мелкого песка – 9-16 %;

фракции крупной, средней и мелкой пыли – 83-89 %. Содержание среднего песка варьирует по всему профилю. В слое 0-19 см его содержание составляет 22 %, в слое 19-37 см оно резко уменьшается до 15 %, в слое 60-70 см вновь возрастает до 32 %, что позволяет отнести этот слой к суглинкам тяжёлым крупнопылеватым. Соотношение физической глины и физического песка в других слоях даёт основание отнести данные артииндустраты к суглинкам средним крупнопылеватым.

Артииндустраты Хабаровской ТЭЦ-3 до глубины 60 см представлены суглинками средними и суглинками лёгкими. Преобладающая фракция – пыль крупная (37-49 %), по убыванию за ней следует фракция мелкого песка (16-27 %). Илистая фракция весьма незначительна, всего 1-2 %.

Слой 60-70 см представлен супесью с преобладанием в составе до 75 % мелкой пыли и очень малой долей (до 1 %) илистой фракции. Следовательно, особенностью гранулометрического состава ТПО ТЭЦ является постепенное уменьшение вниз по профилю содержания глины: от 35 % в слое 0-19 см до 26 % в слое 37-60 см и ниже, в слое 60-70 см ее содержание составляет всего 10 %. ТПО характеризуются как супеси – суглинки средние. Свойства фракций микроагрегатного состава ТПО обусловлены соотношением в них агрегированной и неагрегированной частей. Особенности агрегирования ТПО дальневосточных ТЭЦ свидетельствуют, что в двух слоях артииндустратов Владивостокской ТЭЦ-2 преобладает фракции размерам 0,25-0,05 мм, а минимум приходится на илистую фракцию, которая едва достигает 1 %. Песок и глина составляют соответственно 94 и 6 %.

В артииндустратах Партизанской ГРЭС преобладающей является фракция крупной пыли.

Эта фракция в слоях 0-19 и 19-37 см составила 54-58 %, а ниже, в слоях 37-60 и 60-70 см она уменьшилась соответственно до 35 и 44 %. Следующей по значению и количеству идёт пыль средняя, которая стабильна по слоям и не превышает 28 % (24-28 %). Содержание илистой фракции практически не изменяется по слоям и не превышает 1 %. При определении микроагрегатного состава артииндустратов глинистая фракция содержит около 7 % частиц, а при определении гранулометрического состава количество глинистых частиц увеличивается вдвое. Это объясняется тем, что при определении микроагрегатного состава не проводилась специальная обработка, разрушающая вторичные частицы, которые в основном находятся в пылеватой фракции. После специальной обработки, разрушившей вторичные частицы, количество глинистых частиц удвоилось за счёт уменьшения пылеватой фракции.

В артииндустратах Хабаровской ТЭЦ-3 преимущество имеют две фракции – среднего песка и крупной пыли. В слоях 0-19 и 19-37 см средний песок составляет 54-56 % с заметным увеличением к слою 37-60 см (60 %), и в слое 60-70 см его содержание возрастает до 80 %. При этом неординарно ведёт себя фракция размером 0,05-0,01 мм. Она стабильна до глубины 37 см, затем постепенно уменьшается к глубине 60 см до 31 % и резко падает к слою 70 см до 3 %.

Специфика гранулометрического и микроагрегатного составов артииндустратов различных ТЭЦ определяется следующими положениями: данные микроагрегатного состава свидетельствуют о низкой степени агрегированности;

содержание фракции 1-0,25 мм очень низкое;

наименьшее количество фракции мелкого песка находится в артииндустратах Партизанской ГРЭС;

наибольшее количество фракции мелкой пыли – в артииндустратах Партизанской ГРЭС;

илистая фракция не превышает 1-3 % в ТПО всех ТЭЦ, что указывает на потенциально высокую фильтрационную способность артииндустратов;

соотношение песка и глины позволяет отнести данные артииндустраты к лёгким по гранулометрическому составу;

сумма фракций крупной и средней пыли артииндустратов всех ТЭЦ позволяет отнести ТПО Владивостокской ТЭЦ-2 к наиболее пылящим и больше загрязняющим окружающую среду, в т. ч. почвенный покров;

результаты анализов не подтверждают слоистости и сортированности золоотвалов, а указывают на их моноструктуру;

особенности гранулометрического и микроагрегатного составов ТПО дают основание утверждать, что артииндустраты не устойчивы к внешним механическим нагрузкам и подвержены воздействию эрозионных процессов.

Развитие эрозионных процессов зависит как от количества и интенсивности выпадения атмосферных осадков, так и от степени устойчивости грунтов против размывания. Противоэрозионная стойкость антииндустратов, как и другие их водно-физические свойства, в значительной степени определяются свойствами коллоидно-дисперсных минералов, которые преобладают в илистой фракции. Исследования показывают, что для ТПО, в которых илистая фракция составляет 1- %, а допустимая не размывающая скорость водного потока находится в пределах 0,086-0,102 м/с, противоэрозионные свойства артииндустратов не высоки. Учитывая насыпной характер золоотвалов артииндустратов, их конфигурацию с крутыми склонами, а также полученные результаты анализов, указывающих на их слабую противоэрозионную стойкость, можно говорить о создании предпосылок для активного развития эрозионных процессов на их поверхности, то есть механической деградации. Эрозионный водный поток обогащается минеральными частицами, которые выполняют абразионную работу, поэтому в него вовлекаются новые массы минеральных частиц, отрываемых от его ложа. В потоке оказываются частицы размером от 0,01-0,05 мм до 0,5-1,0 см. Из них более крупные и тяжёлые начинают выпадать в разных частях ложа потока. Профиль ложа потока приобретает форму каскадных микроуступов, западин и промоин. При стабилизации сноса твёрдого материала здесь образуется сложный микрорельеф, создающий разнообразие водного режима всего тела золоотвала. По существу, это явление, с учётом неблагоприятных физикомеханических и физико-химических свойств артииндустратов, является стартовым состоянием развития оползней. Суммарный смыв мелкозёма при этом достигает огромных размеров, что выражается в разрушении золоотвалов, и как следствие – в физической и химической деградации почвенного покрова. Кроме того, артииндустраты обладают хорошей способностью к набуханию, хотя и определяются по физико-механическим свойствам как слабопластичные супеси. Они хорошо впитывают влагу, при этом слабо ее отдают – значения максимальной водоотдачи составляют от 11,2 до 15,1 %, что объясняется неразвитостью капиллярной системы. При полной влагоемкости слои значительно уплотняются – до 1,43 г/см3. В сочетании со слабым сцеплением частиц и низкими значениями прочности на разрыв при затяжных дождях, которые характерны для летнего периода, артииндустраты способны к оползневым явлениям. При иссушении они могут служить источником эолового загрязнения окружающей среды.

1. Классификация и диагностика почв России / Авторы и составители: Л.Л. Шишов, В.Д. Тонконогов, И.И. Лебедева, М.И. Герасимова. – Смоленск: Ойкумена, 2004. – 342 с.

ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СЛОЖНОЙ СИСТЕМЫ

“ОЗ. БАЙКАЛ – ПОТОКИ” КАК ОСНОВА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА

Для прогноза изменений, вызванных антропогенными воздействиями на оз. Байкал, а, следовательно, для предотвращения формирования и развития экологических рисков, необходимо понимание механизма формирования баланса химических веществ, которые служат основой для оценки экологического благополучия оз. Байкал и контроля его состояния в будущем. Большой эмпирический материал делает возможным разработку научно обоснованного подхода к исследованию геохимических процессов в системе “оз. Байкал – окружающая среда (потоки)” методами компьютерного физико-химического моделирования.

Объект исследования – мегасистема “оз. Байкал – окружающая среда (потоки), представляющая совокупность геохимических процессов. Они формируются при взаимодействии вод озера с входящими и выходящими потоками в открытых системах – Южном, Селенгинском, Среднем, Ушканьеостровском, Северном резервуарах. Стационарных систем (параметры которых не менялись бы со временем) в природе не бывает, но можно выбрать интервал времени, в течение которого система может считаться стационарной, т. е. обладающей временной стационарностью. Годичный цикл климатических характеристик окружающей среды, в которой находится оз. Байкал – время периодически повторяющихся процессов, когда их физико-химические характеристики сохраняются стабильными. Существует средство для исследования – алгоритм физико-химического моделирования эволюции системы локально-равновесных резервуаров, связанных потоками подвижных групп фаз с положенной в его основу теорией стабильных стационарных мегасистем [Карпов, 1981;

Кулик и др., 1992]. Разработан универсальный инструмент для решения широкого круга задач физико-химического моделирования – программный комплекс “Селектор”.

Цель исследований – создание имитационных моделей формирования химического состава природных вод оз. Байкал методами компьютерного физико-химического моделирования. В связи с этим была разработана и реализована методика формирования геолого-геохимической модели сложной системы “оз. Байкал – потоки” и решен ряд задач. Проведено геохимическое районирование оз. Байкал. На основе динамической модели озера [Верболов и др., 1965] по методу термодинамического анализа водных минеральных систем Р. Гаррелза [Гаррелз, Крайст, 1968] через физико-химические параметры выполнена оценка геохимического состояния поверхностных, прибрежных, глубинных, придонных вод оз. Байкал. Установлено, что по физико-химическим условиям формирования новообразованного вторичного вещества и характеру геохимической среды озеро является многорезервуарной системой [Астраханцева, 2003;

Астраханцева и др., 2010].

Сложный рельеф дна определяет своеобразие и особенности гидродинамических процессов, градиентов температуры, давления, интенсивности водообмена, количества вещества и характера геохимической среды (pH, Eh, среднемноголетняя концентрация компонентов) в пяти его резервуарах: Южном, Селенгинском, Среднем, Ушканьеостровском, Северном.

Динамическая модель процесса, протекающего в мегасистеме “оз. Байкал – потоки”, позволяет учитывать химически взаимодействующие системы (резервуары), связанные между собой и окружающей средой потоками вещества и энергии. Образ пространственной динамической модели задается соответствующей нумерацией сопряженных резервуаров в границах единой мегасистемы. Потоки движутся по номерам, согласно принятому сценарию процесса [Астраханцева и др., 2010]. При помощи этой модели рассчитаны морфометрические характеристики резервуаров, оценена интенсивность водообмена в их пределах, а также водные балансы потоков, впадающих и вытекающих из резервуаров [Астраханцева, 2007];

проведена количественная оценка движения подземных вод в земной коре водосборных бассейнов резервуаров озера, которая позволила оценить масштабы подземного химического выноса [Астраханцева, 2007а]. Кроме того, проведен расчет термодинамического фактора состояния вод оз. Байкал и потоков, впадающих в оз. Байкал.

На большом фактическом материале составлена информационная модель для объектов исследования. Выявлено состояние природного фона систем и потоков мегасистемы “Озеро Байкал” в отрезок времени, предшествующего активным антропогенным нагрузкам. Созданы среднемноголетние базы данных по содержанию в мг/л и моль/кг макро-, микро-, биогенных элементов и органического вещества (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Al, Si, Mn2+, Feобщ, SO42-, HCO3-, Cl-, NO3-, PO43-, H+, O2, As, B, Cr, Cu, Cd, Hg, Pb, Sr, Zn, Co, U, V, Br, Rb, Mo, Cорг, Nорг, Pорг, Sорг, CO2, Ti) в системах и потоках многорезервуарной системы “Оз. Байкал” [Астраханцева, 2002, 2004]. Рассчитаны химические балансы резервуаров и потоков мегасистемы, созданы базы данных количества вещества в системах и потоках в г/год и моль/год [Астраханцева и др., 2011]. Оценена внутренняя нагрузка – потоки из донных отложений и потоки в донные отложения в резервуарах [Астраханцева и др., 2009].

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы.

Основные источники вещества – потоки – в резервуарах генетически разные. В Южном резервуаре – поток из донных отложений, приток озерных вод из Селенгинского резервуара, подземные воды;

в Селенгинском – реки, речная взвесь, приток озерных вод из Среднего резервуара, минеральные воды (основной источник брома);

в Среднем – поток из донных отложений, приток озерных вод из Ушканьеостровского резервуара;

в Ушканьеостровском – поток из донных отложений, приток озерных вод из Северного резервуара.

В Южном, Селенгинском, Среднем, Ушканьеостровском, Северном резервуарах существуют внутренние нагрузки (большие в четырех резервуарах, и ничтожная в Селенгинском) – потоки из донных отложений (приносят соответственно 17 %, 1,4 %, 27 %, 17,5 %, 64,3 % вещества в статье “Приход” резервуаров) и потоки в донные отложения (уносят соответственно 20 %, 12 %, 35 %, 18 %, 65 % вещества статьи “Расход”). Поток из донных отложений является основным поставщиком биогенных элементов, органического вещества, катионов, группы микроэлементов.

Установлено, что по скорости водной миграции компоненты в резервуарах (от минимальной к максимальной) образуют следующие ряды:

В Южном: (Al, Si, Mn2+, Feобщ, NO3-, РO43-, As, Cr, Cu, Pb, Co, V, Rb, Pорг, Ti) (K, Na+, Cорг, Sорг) Pорг, Cd, K, B) (Nорг, Pb, Na, Br, Mg, Sорг, Cорu) в Среднем: (Al, Si, Mn2+, Feобщ, РO43-, Co, Rb, Ti, NO3-, As, Cr, Cu, Cd, Pb, V, Pорг, U) (K, Br, Nорг, Cорг, Sорг, Na+, Mg2+, B) в Ушканьеостровском: (Al, Si, Mn, Feобщ, РO4, Co, Ti, Cr, Pb, Cu, NO3-, As, V, Rb, Pорг) в Северном: (Mn, Feобщ, РO4, Al, Si, Ti, Co, NO3, As, Cr, Cu, V, Cd, Rb, Pb, Br, Pорг, K, (Cd, Na+, Nорг, Mg2+, Cорг, Sорг, Mo, Сa2+) (Hg, SO42-, Sr, Cl-, HCO3-) Zn, U) При попадании химических элементов и органического вещества в озеро Байкал с техногенным стоком экосистемы “резервуары оз. Байкал” обладают способностью восстанавливать исходный химический состав вод в отношении легкоподвижных выносящихся компонентов. Экосистемы геохимически неустойчивы (не способны восстановить исходный химический состав вод) при попадании с техногенным стоком слабоподвижных компонентов, участвующих в биогеохимических круговоротах, которые накапливаются в водах и донных отложениях.

1. Астраханцева О.Ю. Принципы создания модели “Мегасистема “Оз. Байкал””, база данных // Проблемы земной цивилизации. Сборник статей “Поиск решения проблем выживания и безопасности Земной цивилизации”. Вып. 6, ч. 1. – Иркутск, ASPrint, 2002. – С. 72-121. 2. Астраханцева О.Ю. Создание физикохимической модели “Мегасистема “Оз. Байкал””. Выделение полуавтономных подсистем в озере Байкал // Бюллетень ВСНЦ СО РАМН, 2003, №7. С. 124-129. 3. Астраханцева О.Ю. База данных химического состава вод и потоков оз. Байкал // Экосистемы и природные ресурсы горных стран. Материалы Первого междунар.



Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 64 |
 


Похожие материалы:

«Саратовский государственный технический университет ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ Сборник научных трудов Под редакцией профессора Т.И. Губиной Саратов 2007 УДК 520 Э 40 Сборник научных статей составлен на основе материалов 3-й Всесоюзной научно-практической конференции Экологические проблемы промышленных городов, которая проводилась на базе СГТУ при финансовой поддержке ФГУ НИИПЭ нижнего Поволжья в 2007 году. В сборнике обобщены результаты исследования в области экологии. ...»






 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»