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 |   ...   | 58 | 59 || 61 | 62 |   ...   | 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 60 ] --

Выяснилось, что в современных условиях техногенного ландшафта гидрогеодинамическое поле золоотвала и прилегающей к нему территории отличается сложным водно-балансовым режимом. С одной стороны, оно формируется под влиянием естественных режимообразующих факторов, обусловливающих его ярко выраженные сезонные изменения. С другой – огромная площадь пруда золоотвала с незначительными (0.25 м) колебаниями уровня воды в нем, является стабилизирующим фактором питания грунтового водоносного горизонта, а Большой канал с отметкой уровня воды близкой к постоянной, стабилизирует условия дренирования техногенных вод.

Установленные параметры фильтрационного поля и гидрогеодинамическая ситуация, сложившаяся в районе золоотвала позволили оценить расходы фильтрационного потока техногенных вод по периметру золоотвала до дренажной канавы и от дренажной канавы до контура дренирования Большим каналом. Сравнение результатов расчета фильтрационных утечек гидродинамическим методом на участке «золоотвал – дренажная канава» с данными полученными гидрометрическими замерами, показало их хорошую сходимость, что свидетельствует об их достоверности и соответствии реальным условиям. Сравнение объемов потока техногенных вод на участках «золоотвал – дренажная канава» и «дренажная канава – Большой канал» выявило высокую дренирующую способность дренажного устройства.

За дренажной канавой в направлении Большого канала расход потока инфильтрационных вод в результате разгрузки основной его части в дренажную канаву уменьшается. Он составляет всего лишь 10 % от общего объема фильтрационных утечек из пруда-отстойника золоотвала.

Фильтрационный поток техногенных вод при своем дальнейшем движении за границей дренажной канавы снова разделяется на две составляющие. Первая, большая по объему часть поступает в водные чаши болотных водоемов, вторая – в Большой канал.

Большой канал, являясь мощным гидротехническим сооружением (шириной до 47 м и глубиной до 6 м) полностью дренирует фильтрационный поток техногенных вод, как из аллювиального водоносного горизонта, так и из присаянского водоносного комплекса. Верхнеприсаянский водоносный комплекс дренируется на значительную глубину и в Большой канал разгружаются бессульфатные низкоминерализованные воды этого комплекса, хорошо изученные при проведении среднемасштабной гидрогеологической съемки.

Осветленная вода, поступающая в дренажную канаву, разделяется на основную часть, возвращаемую на станцию и участвующую в оборотном водоснабжении, и незначительную часть, которая сбрасывается в руч. Грязнушка и далее в р. Ангару. В соответствии с технологическим циклом, предусмотренным режимом работы ТЭЦ этот элемент водного баланса золоотвала явление временное. Он существует только в моменты критических ситуаций, связанных с приемом паводковых и ливневых вод в пруд-отстойник или с какими-либо отклонениями в технологическом процессе.

При работе ТЭЦ в рамках принятого технологического цикла воздействие на геологическую среду и на ее наиболее динамичную часть – подземные воды за пределами поля золоотвала оказывают только составляющие фильтрационного потока техногенных вод, которые разгружаются в основной своей массе в чаши болотных водоемов и в значительно меньшем объеме в Большой канал. В направлении противоположном естественному потоку, их распространение ограничивается линией гидродинамического минимума проходящей вблизи дренажной канавы. В сторону р. Ангары, направлению совпадающему с движением естественного потока, техногенные воды достигают Большого канала. Большой канал является дреной для фильтрационного потока природных и техногенных вод, двигающихся к р. Ангаре. В тоже время он служит источником питания для подземных вод, развитых в блоке пород между р. Ангарой и Большим каналом и поэтому сточные воды не достигают р. Ангары. Таким образом, выполненное исследование показало, что в рассматриваемой сложной природно-техногенной системе, благодаря удачному сочетанию ее природных и техногенных элементов, распространение сточных вод ТЭЦ в водоносных горизонтах имеет ограниченный характер.

1. Рекомендации по контролю за состоянием грунтовых вод в районе размещения золоотвалов ТЭС. – С-П.:ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2000. – 28 с. 2. Таусон Л.В. Современные проблемы геохимии техногенеза // Геохимия техногенных процессов. – М.: Наука, 1990. – С. 3-13. 3. Тютюнова Ф.И. Гидрогеохимия техногенеза. – М.: Наука, 1987. – 335 с.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТОЧНЫХ ВОД

ТЭЦ С ОРГАНОМИНЕРАЛЬНЫМИ ОБРАЗОВАНИЯМИ: ПРЕДОТВРАЩЕНИЕ

УХУДШЕНИЯ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ

В технологической цепи современных тепловых электрических станций выделяется ряд звеньев, оказывающих негативное влияние на окружающую среду. Таковыми являются производственные процессы, связанные со сжиганием твердых топлив, накоплением и хранением отходов переработки исходного сырья. Специальные гидротехнические сооружения, предназначенные для складирования золошлаковых отходов, оказывают негативное воздействие на различные компоненты окружающей среды, но наибольшему загрязнению, в основном химическому, подвергается водная система [Рекомендации…, 2000].

Вопросам минимизации загрязнения природных вод в результате фильтрационных утечек техногенных вод из золошлакоотвалов уделяется достаточно большое внимание. В процессе строительства в современных условиях основания подобных сооружений покрываются различными изоляционными материалами. Тем не менее, проведение даже таких дорогостоящих мероприятий не достигает исключения фильтрационных утечек, и острота проблемы не уменьшается.

Высокая активность продуктов сжигания угля обусловлена преобладанием в их составе окиси кальция. Большие объемы сжигания даже бессернистых углей приводят к накоплению сульфатных соединений в золе. В результате в прудах-отстойниках формируются высоко щелочные техногенные воды сульфатного кальциевого состава, которые в процессе фильтрационных утечек поступают в водоносные горизонты и загрязняют подземные воды.

Обследование ряда золошлакоотвалов ТЭЦ в Иркутской области выявило следующую характерную особенность. Высоко щелочные техногенные воды сульфатного кальциевого состава, поступающие в водоносные горизонты в результате фильтрационных утечек, имеют ограниченное распространение. Анализ ситуации показал, что это связано не только с высокой эффективностью работы дренажных сооружений, но в основном обязано процессу метаморфизации состава техногенных вод.

Пульпа, поступающая на золоотвал, имеет сульфатный кальциевый состав, минерализация которого изменяется от 0.5 до более 1.0 г/л. Значителен также интервал изменения величины рН (8.1-11.25). Такие колебания гидрохимических характеристик пульпы обусловлены различным соотношением объемов золошлаковых отходов и транспортирующей их воды и различной степенью их взаимодействия.

Гидрогеохимические характеристики осветленной воды в пруде-отстойнике близки к средним значениям этих величин отмечающихся в пульпе. Осветленная вода имеет стабильный сульфатный кальциевый состав, минерализацию чуть больше 0.7 г/л и величину рН выше 9. Стабильно высокая щелочность осветленной воды характерна для зимнего периода времени. Из-за длительного периода существования ледового покрова в пруде-отстойнике система закрыта к атмосфере, и осветленная вода не испытывает ее воздействия.

Поток техногенных сульфатных кальциевых вод, растекаясь из пруда-отстойника, уже на площади золоотвала претерпевает заметные изменения минерализации и химического состава.

Внешней границей распространения техногенных подземных вод являются дренажные канавы, проложенные в основании ограждающих дамб по периметру золоотвалов. На этой границе разгружается основная часть фильтрационного потока техногенных вод. Здесь происходит не только перераспределение его объемов, но и изменение химического состава. Величина минерализации незначительно колеблется вблизи исходного значения, одновременно направленно понижается величина рН на 1–2 единицы, уменьшается концентрация сульфатных ионов и увеличиваются гидрокарбонатные ионы. В катионной части состава воды содержание кальция уменьшается, а магния увеличивается. Указанный процесс является направленным и устойчивым. Он полностью реализуется на расстоянии 400-450 м. За пределами этой границы сульфатный тип воды меняется на гидрокарбонатный. Катионная часть состава остается неизменной, а величина минерализации приближается к значению минерализации осветленной воды. На некоторых участках сера присутствует не только в виде сульфатов, но и в виде сероводорода. Процесс метаморфизации химического состава техногенных вод хорошо прослеживается не только в верхней части потока, но проникает на значительную часть глубины гидрогеохимического разреза.

Традиционные методы гидрогеологических исследований позволили определить границы распространения природных и техногенных вод различной минерализации и химического состава и дают возможность проследить направление и степень их преобразования, но не раскрывают причины, а тем более механизм протекающих при этом физико-химических процессов.

Для того чтобы приблизиться к пониманию сути процессов, приводящих к коренному преобразованию состава техногенных подземных вод, условия их формирования изучены нами с помощью физико-химического моделирования. Данное исследование проведено методом минимизации термодинамических потенциалов в формулировке математического аппарата выпуклого программирования. На основе программного комплекса «Селектор» [Карпов, 1981] в его последней модификации [Чудненко, 2010] была сформирована базовая модель системы «вода – порода – газ – органическое вещество».

Взаимодействие постоянного количества осветленной воды с породой проводилось по схеме постепенного увеличения вступающих во взаимодействие количеств золы, песчано-гравийных отложений, песчаника и почвы. Соотношение «твердое вещество – вода» в весовых единицах изменялось последовательно от 10-3г до 102г твердого вещества на 1000 г Н2О с шагом показателя степени равным 0.1. Во всех моделях закрытых к атмосфере температура и давление были постоянными (Т = 5 0С, Р = 1 бар).

Изменение кислотно-щелочного равновесия растворов золы, песчаника и почвы в зависимости от степени их взаимодействия с осветленной водой показало, что на первых этапах взаимодействия рН всех растворов сохраняет устойчивость, а затем каждый раствор проявляет индивидуальность. Характерной особенностью всех растворов является понижение их щелочности. Но если в растворах золы и песчаника этот процесс незначителен по величине и краток по времени, то в растворах почвы он достаточно продолжителен и достигает значений соответствующих нейтральным кислотно-щелочным условиям.

Во всех растворах ярко проявился восстановительный геохимический барьер. На границе исчезновения кислорода величина Eh резко уменьшается более чем на 1000 мв. В почвенных растворах этот барьер проявляется значительно раньше, чем у песчаника и золы.

Величина минерализации во всех растворах в достаточно представительном интервале взаимодействий сохраняет значение близкое к величине исходного раствора. Затем в растворах золы и песчаника минерализация начинает увеличиваться. Причем в растворах песчаника этот процесс происходит многократно интенсивнее. В почвенных растворах в это время происходит обратный процесс. Количество растворенных веществ уменьшается более чем в три раза по сравнению с исходной величиной.

Количество растворенных веществ и содержание различных компонентов во всех растворах контролируется появлением и развитием аутигенных фаз. У таких компонентов раствора как K+, Mg2+ и Сa2+ в твердой фазе формируются геохимические барьеры в виде гидрослюд, клинохлора и цеолитов, в результате чего содержание этих элементов в растворе на границе барьеров или после них снижается, и они выводятся из растворов. Натрий же барьеры, представленные в твердой фазе мусковитом и анальцимом, легко преодолевает.

Для анионов, содержащих углерод и серу, геохимическими барьерами в твердой фазе являются сульфиды и карбонаты. В процессе развития системы «вода – порода» перераспределение химических элементов происходит не только между раствором и твердой фазой, но и внутри раствора между различными компонентами.

В рамках одной и той же системы, имеющей одинаковые управляющие факторы (состав, температуру и давление), в зависимости от степени протекания гидрогеохимического процесса формируются различные по составу водные растворы и минеральные парагенезисы. Внутри самой системы в процессе ее развития, по мере увеличения соотношения «порода/вода», формируются геохимические барьеры, на которых происходит перераспределение вещества, как в растворе, так и между раствором и твердой фазой. В результате формируются новые минеральные образования или изменяется объем уже существующих и метаморфизуется состав водных растворов.

Формирующийся в результате фильтрационных потерь поток техногенных щелочных сульфатных кальциевых вод превращается в нейтральные гидрокарбонатные воды не в результате смешения-разбавления или под действием сорбционных процессов, а в результате метаморфизации осветленной воды, взаимодействующей с техногенными и природными образованиями, выполняющими основание золоотвала. Таким образом, грамотное расположение золотвалов, в основании которых удачно сочетаются минеральные и органические образования, естественным путем предельно минимизируется негативное воздействие сточных вод на геологическую среду.

1. Карпов И.К. Физико-химическое моделирование на ЭВМ в геохимии. – Новосибирск: Наука, 1981.

– 247 с. 2. Рекомендации по контролю за состоянием грунтовых вод в районе размещения золоотвалов ТЭС.

– СПб.: ОАО «ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева», 2000. – 28 с. 3. Чудненко К.В. Термодинамическое моделирование в геохимии: теория, алгоритмы, программное обеспечение, приложения. – Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2010. – 287 с.

ТРАНСФОРМАЦИЯ ВОДОСБОРОВ МАЛЫХ РЕК ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ

ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ И СВЯЗАННЫЕ С ЭТИМ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ (НА ПРИМЕРЕ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА)

Центр Генерального плана Санкт-Петербурга», г. Санкт-Петербург При разработке градостроительной документации, особенно для крупных городов, все более заметную роль играют вопросы охраны окружающей среды. Это касается оценки влияния новых объектов капитального строительства на все компоненты среды – атмосферный воздух, почвы, поверхностные и подземные воды, биоту и т. д.

В данной работе мы рассмотрим одну из составляющих городского ландшафта – водосборы малых рек и возможные последствия их трансформации при реализации градостроительных решений.

В конце 2011 – начале 2012 г. СПб ГКУ «НИПЦ Генплана Санкт-Петербурга» была выполнена разработка «Концепции комплексного градостроительного развития Южной части города СанктПетербурга». Она подразумевает значительное перераспределение соотношений застроенных территорий и территорий рекреационного назначения. Следует отметить, что в настоящее время Южная часть города (практически весь Пушкинский административный район Санкт-Петербурга) – это территории г. Пушкина и г. Павловска с известными всему миру дворцово-парковыми ансамблями и сельскохозяйственные земли различных агропромышленных предприятий.

В Пушкинском районе Санкт-Петербурга в настоящее время насчитывается более 160 водотоков (рек и ручьев). Общая длина речной сети составляет более 200 км. Наиболее крупными реками являются Славянка, Кузьминка (левый приток р. Славянки), Ижора, Пулковка, Попова Ижорка, Лиговка, Черная, Тызьва. Рассматриваемая территория относится к водосбору Невской губы Финского залива. Невская губа – составная часть системы Онежское озеро – река Свирь – Ладожское озеро – река Нева – Невская губа – восточная часть Финского залива.

Система водных объектов Южной части Санкт-Петербурга является частью природной среды города, выполняет градообразующие, инженерные и экологические функции, формирует ландшафтный облик города. Водотоки являются приемниками сточных, ливневых, талых снеговых и дренажных вод.

Также на описываемой территории насчитывается более 500 водоемов (прудов и водохранилищ). Около 90 % – это пруды с площадью зеркала воды менее 0,5 га. Практически все водоемы имеют искусственное происхождение. Прежде всего, это пейзажные водоемы, расположенные в парках городов Пушкин и Павловск, или пруды-водохранилища, созданные путем возведения плотин в руслах рек. Общая площадь зеркала воды водоемов около 1 км2. Самым большим водоемом территории является Пулковское водохранилище с площадью зеркала 149000 м2 (объемом 662000м3), созданное в русле р. Пулковки.



Pages:     | 1 |   ...   | 58 | 59 || 61 | 62 |   ...   | 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»