---

---

Реферат по теме выпускной работы

  ВВЕДЕНИЕ

  Актуальность магистерской работы

Удаление и обезвреживание твердых бытовых отходов (ТБО) является одной из важнейших проблем, влияющих на состояние окружающей среды, важнейшим показателем санитарного благополучия населения и общественной гигиены. Несмотря на это, в нашей стране проблеме утилизации отходов не уделяется должного внимания. Существующая система обращения с отходами давно устарела и нуждается в скорейшем пересмотре. Несоблюдение необходимых норм проектирования полигонов, отсутствие налаженной системы мониторинга привело к тому, что существующие полигоны, а точнее свалки ТБО представляют собой значительную экологическую опасность, которая будет действовать еще десятки лет[3].

Выбор темы и названия работы обусловлен экологическими проблемами, связанными с деятельностью Ларинского полигона бытовых отходов, а также недостаточной изученностью взаимосвязи природных и техногенных факторов при формировании загрязнения компонентов геологической среды на полигоне и за его границами. Работа является актуальной в связи с тем, что полигон расположен вблизи населенного пункта Ларино и дачных поселков (зон отдыха). Часть населения проживает в пределах санитарной зоны этого объекта. Последствия деятельности полигона оказывают негативное влияние на условия проживания населения, а экологические проблемы требуют срочного решения.

  Связь работы с научными программами

Работа связана с научно-исследовательской работой кафедры ПИ и ЭГ Н8-07 «Исследования геологических особенностей и строения зон экологического риска Донецкой области и разработка методики их прогнозирования».

  Цель и задачи исследования

Цель работы заключается в установлении особенностей пространственного распределения загрязняющих веществ в компонентах окружающей среды, а также характера влияния на Ларинский полигон ТБО природных и техногенных факторов в их взаимодействии. Задачи исследования:

1. Рассчитать статистические показатели геохимических полей, определить уровни фоновых и аномальных значений.

2. Построить карты распределения загрязняющих веществ, карты аномалий, которые превышают уровни ПДК.

3. Установить природные и техногенные факторы оказывающие влияние на формирование участков загрязнения, характер их взаимосвязи.

4. Разработать рекомендации для улучшения экологической ситуации на полигоне.

  Научная новизна

Наибольшую значимость и научную новизну при решении поставленной задачи играет установление природных и техногенных факторов, влияющих на загрязнение природной среды вблизи Ларинского полигона ТБО.

С помощью дистанционных методов исследованы системы разрывных нарушений, пересекающих Ларинский полигон ТБО[4]. Разрывные нарушения могут являться зоной фильтрации загрязняющих веществ в более глубокие горизонты. Данные исследования ранее не проводились, хотя нельзя игнорировать их значимость. Полютанты, попадая в такие зоны, могут распространяться на большие расстояния и загрязнять обширные площади. На полигоне исследован состав подземных вод и почв. Выявленные очаги загрязнения сопоставлены с положением разрывных нарушений.

  Практическое значение полученных результатов

Практическая ценность данной работы заключается в том, что по результатам исследований установлено, что участки загрязнения - результат взаимодействия природных и техногенных факторов на Ларинском полигоне ТБО. Разработаны рекомендации по улучшению экологической ситуации на полигоне.

  РАЗДЕЛ 1 ОЦЕНКА ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ НА УЧАСТКЕ

  1.1 Ландшафтные особенности и геологическое строение

В соответствии с физико-географическим районированием Донбасса, территория размещения полигона принадлежит Крынско-Нагольчанскому району, который охватывает склоны Донецкого кряжа в верховьях бассейнов рек Кальмиуса и Миуса (с притоками – р.р. Крынка и Нагольная).

В геологическом строении рассматриваемого участка Донецко-Макеевского района принимают участие отложения среднего карбона, почти повсеместно перекрытые четвертичными отложениями и отчасти палеогеновыми, главным образом, песчаниками, алевролитами и известняками. Они обнажаются по долинам рек, оврагам и балкам.

В пределах рассматриваемого участка широко распространены разрывные нарушения, в большинстве представленные надвигами. Сбросы отмечаются редко, главным образом, в юго-восточной части. Они имеют субширотное простирание и небольшие амплитуды смещения.

Сложный и довольно разнообразный современный рельеф сформировался в тесной связи с геологическим строением и тектоникой. Здесь известняки и песчаники карбона (более устойчивые против процессов выветривания и размыва) образуют многочисленные гривки, купола, "могилы", кряжи. Поверхность района сильно изрезана густой сетью речных долин, глубоких оврагов и балок.

Почвы района разнообразны и мозаичны. В той его части, где местами сохранился лессовый покров, залегают обыкновенные среднегумусные черноземы, на большей части территории – черноземы обыкновенные малогумусные. В поймах рек распространены черноземно-луговые почвы. На продуктах выветривания каменноугольных пород развиты сильно щебенистые черноземы. Отдельными пятнами встречаются мощные и оподзоленные черноземы. На прилегающей к полигону территории почвенно-растительный слой нарушен, верхний слой представлен гумусированными элювиально-делювиальными суглинками с дресвой и щебнем коренных пород.

Растительность характерна для степной зоны. На водоразделах и пологих склонах распространены разнотравно-типчаково-ковыльные степи. Леса – лиственные, байрачного типа, состоят преимущественно из дуба, ясеня, акации, клена, расположены по оврагам и балкам, в речных долинах – пойменные. Очень бедным растительным покровом отличаются обнажения коренных каменистых пород.

  1.2 Экологическая ситуация

Полигоны твердых бытовых отходов (ТБО) являются опасными источниками загрязнения окружающей среды. При этом негативное воздействие осуществляется на все ее компоненты: атмосферный воздух, почво-грунты, поверхностные и подземные воды, растительный и животный мир, население прилегающих территорий. Комплексность данного воздействия проявляется также в том, что загрязнение носит поликомпонентный характер, то есть в окружающую среду со стороны полигонов ТБО различными путями поступают макрокомпоненты и микроэлементы весьма широкого спектра. Перечень компонентов-загрязнителей при этом постоянно увеличивается в связи с расширением потребительских возможностей населения и развитием технологий, расширяющих спектр применяемых веществ. Размеры ореолов и интенсивность загрязнения в их пределах определяются, прежде всего, технологией эксплуатации полигона и ландшафтно-геохимическими условиями его размещения[8].

Нормативная эксплуатация полигона с соблюдением рационального комплекса природоохранных мероприятий способна свести к минимуму негативное воздействие на окружающую среду. Для достижения этого при организации полигона разрабатывается комплекс природоохранных мероприятий, с учетом природных ландшафтно-геохимических условий территории размещения полигона и технологии его эксплуатации[7].

  РАЗДЕЛ 2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

По результатам проводимых ранее литогеохимических и гидрохимических съемок, осталось невыясненным влияние ландшафтных условий и геологического строения на распределения загрязняющих веществ на участке. В связи с этим выбрана следующая методика исследований:

- Анализ топографических условий. Проанализирована правильность выбора площадки под полигон. При проектировании полигонов необходимо правильно выбрать участок. Оптимальное сочетание всех необходимых критериев участка обеспечивает, в значительной степени, защиту окружающей среды от вредного воздействия полигона. Важным критерием является оценка топографии потенциального участка и прилегающей территории. Геологические критерии выбора потенциального участка строительства предусматривают недопустимость расположения полигона в сейсмоактивных, разломных зонах, зонах подверженных оползням, смещениям, расположенным над шахтами, котлованами и протоками. Важным геологическим критерием, который следует также учитывать при выборе участка под полигон, является наличие так называемых зон эколого-геологического риска (рисунок 1).

 

Зоны эколого-геологического риска тектонической природы представляют собой участки тектонической нестабильности, связанные с активными разломными зонами. Они обнаруживаются в рельефе современной поверхности Земли в виде линейных элементов ландшафта. Опасность данных зон обусловлена их высокой проницаемостью. Тектоническая активность этих зон способствует вертикальной миграции вещества из недр с образованием гидрогеологических, геотермических и геохимических аномалий в коренных породах и почвах.

- Проведена полевая рекогносцировка участка с установлением мест фильтрации токсичных веществ и сброс их в реку Кальмиус.

- Выполнен анализ космоснимков (дистанционные методы исследования) для выявления зон эколого-геологического риска. Определение активных тектонических нарушений базируется на нахождении линейных структурных элементов ландшафта, их взаимосвязи с инженерно-геологическими нарушениями - карстом, суффозионными источниками, водными объектами[2]. При выделении данных зон использовались такие критерии: наличие спрямленных участков рек и балок, линейные уступы рельефа, линейно расположенные водные объекты, параллельные изгибы рек и балок и т. д.

- Пройдены геологические маршруты с изучением обнажений горных пород и установлением признаков разломных зон.

- Выполнена обработка данных геохимических исследований на основе математической статистики, их интерпретация и построение специализированных карт.

  РАЗДЕЛ 3 ПОЛУЧЕННЫЕ СОБСТВЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Выполнен анализ космоснимков с выделением линеаментов и зон эколого-геологического риска тектонической природы. Установлено наличие разрывного нарушения (широтного простирания), секущего полигон. Участок близок к зоне Кальмиусского разлома, что предполагает наличие мелких оперяющих разрывных структур, северо-восточной ориентировки.

Произведена полевая заверка результатов дешифрирования. Пройдены геологические маршруты с изученем деформаций горных пород связанных с этими зонами. Планируются детальные исследования трещинных структур.

В данный момент проектируется структурно-геодинамические исследования территории.

Для оценки экологической опасности объекта было детально проанализировано местоположение Ларинского полигона ТБО. Выявлено, что при выборе участка под полигон не руководствовались инструкциями по проектированию, строительству и эксплуатации полигонов твердых бытовых отходов[5].

Участок расположения Ларинского полигона не соответствует данному критерию. В настоящее время карьер, заполняемый отходами, имеет вид естественной балки с временным водотоком по тальвегу, существующим во время снеготаяния и ливневых дождей. Он находится на правом высоком склоне долины реки Кальмиус, протекающей на расстоянии 250 м от границ полигона. Рельеф участка имеет техногенный характер (местами спланирован, покрыт насыпью). Отметки поверхности колеблются - от 102м (в пойме р.Кальмиус) до 173м (в районе верхней части свалки). Полигон ориентирован параллельно долине реки. Свалка находится на водоразделе 2-го порядка между р.Кальмиус и балкой № 13.

Нежелательным является размещение полигонов в карьерах или местах добычи полезных ископаемых, по причине отсутствия необходимого глиняного слоя и не соблюдения гидрогеологических условий. Несоответствие данному критерию исследуемого участка очевидно - полигон находится в бывшем карьере.

После анализа всех данных установлено, что при выборе площадки складирования отходов не были соблюдены размеры рекомендуемой санитарно-защитной зоны (СЗЗ), которые в соответствии с нормативными документами должны составлять минимум 500м[6].

Согласно параметрам современного полигона участок складирования отходов должен выбираться с учетом обеспечения безопасности водных ресурсов. В настоящее время фильтрат свободно попадает в реку Кальмиус, что недопустимо для водоема хозяйственного назначения. Важным аспектом на данном этапе исследования является разработка мероприятий по защите поверхностных вод и организации системы мониторинга на полигоне.

Полигон твердых бытовых отходов является опасным источником загрязнения окружающей среды. Установлено, что данный объект оказывает негативное воздействие на все ее компоненты: атмосферный воздух, почво-грунты, поверхностные и подземные воды, растительный и животный мир, население прилегающих территорий. Комплексность данного воздействия проявляется в том, что в окружающую среду со стороны полигонов ТБО различными путями поступают макрокомпоненты и микроэлементы весьма широкого спектра. Перечень компонентов-загрязнителей при этом постоянно увеличивается в связи с расширением потребительских возможностей населения и развитием технологий, расширяющих спектр применяемых веществ[10].

Проведена статистическая обработка ранее полученных геохимических данных. В результате исследований в водной среде установлены 2 ассоциации веществ: 1) SO4-Zn-Na-Cl-NO3; 2) Co-Ni. В почвах выявлены другие ассоциации загрязняющих элементов: Ni-Mn; Pb-As.

Установлено, что по суммарному показателю Zc почвы исследуемой территории имеют преимущественно допустимую степень загрязнения (Zc до 16,0), в некоторых пробах установлены умеренно-опасная (Zc от 16,0 до 32,0) и высоко-опасная (Zc от 32,0 до 128,0) степень загрязнения. Наиболее широкий ореол умеренного загрязнения простирается в северо-западном направлении к долинам б. Тринадцатая и р. Кальмиус. Причем грунты долины реки в этом месте, включая донные отложения, где расположен жилой сектор пос.Ларино, имеют высоко-опасную степень загрязнения. Высокий уровень суммарного загрязнения обусловлен аномальными концентрациями свинца, ртути, кадмия, кобальта, ванадия и мышьяка. Наиболее контрастные и интенсивные аномалии в связи с полигоном установлены для свинца, ртути, мышьяка и кадмия.

Превышения ПДК в почво-грунтах исследуемой территории установлены для свинца, кадмия, мышьяка и ванадия. Загрязнение почво-грунтов в связи с деятельностью полигона распространяется на север, северо-восток от его площадки складирования, захватывает склоновую часть водораздела, часть долины р.Кальмиус и расположенного здесь жилого сектора. Для мышьяка и для кадмия возможно расширение ореола загрязнения на восток, на левый берег р.Кальмиус, где также расположен жилой сектор пос. Ларино.

Зона влияния полигона на подземные воды определяется направлением движения потока подземных вод и ограничивается элементами гидрографической сети территории: б. Четвертная к западу, северо-западу от полигона; б. Тринадцатая к северу и р. Кальмиус к северо-востоку и востоку от него. То есть естественными гидродинамическими границами[1].

В пределах установленной зоны влияния сформирован ореол замещения природных вод, внутри которого макро- и микрокомпоненты распределены вполне закономерно по отношению к источнику загрязнения. Основными компонентами, испытывающими привнос со стороны полигона и интенсивную дифференциацию внутри ореола замещения, являются: хлориды, сульфаты, марганец, железо, натрий, свинец и кадмий. Интенсивно загрязненные воды имеют высокий уровень минерализации и жесткости.

Планируется получение следующих результатов:

- Детальное исследование геологии участка с измерением элементов залегания и реконструкцией полей деформации, которые помогут определить условия фильтрации.

- Планируется проведение более детального анализа космоснимков и выбор проектных профилей для работ по СГДК-А. Это позволит установить связь аномалий токсичных элементов с разрывными структурами.

  РАЗДЕЛ 4 РЕКОМЕНДАЦИИ ПО УЛУЧШЕНИЮ СИТУАЦИИ

Для уменьшения негативного воздействия полигона на окружающую среду предлагаются следующие мероприятия:

- Создание противофильтрационного экрана[9]. Основное функциональное назначение экрана - противофильтрационная защита основания полигона.

- Создание искусственного барьера, препятствующего проникновению фильтрата в породы зоны аэрации и грунтовые воды, особенно в зонах влияния разрывных нарушений. В целях обеспечения экологической безопасности барьер должен включать противофильтрационные и дренажные элементы, позволяющие собрать и отвести фильтрат. В роли противофильтрационного экрана могут выступать природные (естественные) геохимические барьеры и искусственные барьеры, выполняемые в виде глиняного замка или экрана, выполняемого из геосинтетических материалов.

- Проблема сбора фильтрата решается через отведение его по дну котлована в изолированные водоприемные емкости, расположенные за пределами насыпи отходов (площадки складирования). Из этих емкостей предполагается периодическая откачка фильтрата и вывоз его на ближайшие очистные сооружения.

- Предлагается система экологического мониторинга для осуществления контроля: за качественным и количественным составом поступающих на полигон отходов; техническим состоянием инженерных сооружений; за изменением состава поверхностных, подземных вод и атмосферного воздуха; почвенным и растительным покровом; шумовым загрязнением.

- Для защиты сформированных грунтовых поверхностей от ветровой и водной эрозии предлагается проводить их озеленение. По склонам и бермам (террасам) следует разместить защитные древесно-кустарниковые насаждения, а по откосам выполнить посев многолетних трав. Верхнее основание полигона может быть обустроено в зависимости от целей последующего использования.

  ВЫВОДЫ

В процессе исследований выделены природные и техногенные факторы, влияющие на загрязнение окружающей среды в районе Ларинского полигона ТБО. Природные факторы определяются климатическими и ландшафтно-геохимическими условиями. Основными климатическими факторами являются преобладающее направление и скорость ветра, количество и периодичность атмосферных осадков, температура воздуха. Эти факторы влияют на миграционные свойства загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, поверхностным стоком при выпадении осадков. Ландшафтно-геохимические условия влияют на миграцию, локализацию и последующее перераспределение веществ в основных типах ландшафтов территории. Перечислим эти основные факторы: характер рельефа (водораздел, крутой или пологий склон, речная долина, балочное понижение и др.); геолого-структурные условия[4] (литология, деформации горных пород и т.д.); глубина залегания грунтовых вод (особенно на участках подтопления, заболачивания).

Установлены признаки разрывных нарушений, которые могут влиять на вертикальную миграцию из недр с образованием гидрогеологических, геотермических, геохимических аномалий в коренных породах, и наоборот просачивание загрязнителей в более глубокие горизонты и распространение их с подземными водами на большие расстояния.

Предполагается связь аномального распространения элементов с зонами разрывов. Для уточнения влияния разломных зон будут проведены детальные исследования.

  ЛИТЕРАТУРА

1. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия/ В.А. Алексеенко. – М.: Логос, 2000. – 627с.
2. Алехин В. И. (ДонНТУ) Разломы земной коры как зоны экологического риска. Сборник "Проблемы экологии".
3. Волкова Т.П. Критерии оценки экологической опастности полигонов бытовых отходов / Т.П. Волкова, Е.А. Спица, О.С. Карнаух – Донецк: ДонНТУ, 2006.-160с.
4. Готынян В.С., Аристов М.В., Титаренко О.В., Геодинамические исследования в центральном донбассе на основе аэрокосмической информации: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.pryroda.gov.ua/ua/index.php?newsid=899
5. ДБН В.2.4-2-2005. Проектирование. Полигоны ТБО. Основные положения проектирования. - К.: ГОССТРОЙ Украины, 2005. - 32с.
6. Енин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления/ В.И. Енин - М.: Колос, 2000.-232с.
7. Краснянский М.Е. Утилизация и рекуперация отходов/ М.Е. Краснянский - Донецк: ООО "Лебедь".-122 с.
8. Перельман А.И. Геохимия ландшафта/ А.И. Перельман - М.: Высшая школа, 1975.-527с.
9. Сапожникова В.А. Экологически безопасное обращение с отходами на предприятии: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.etilamin.ru/items/468
10. Спица Е.А. Комплексная оценка влияния полигонов ТБО: [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.masters.donntu.ru/2006/ggeo/spitsa/diss/index.htm

Примечание

При написании данного автореферата квалификационная работа магистра еще не завершена. Дата окончательного завершения работы: 1 декабря 2010 г. Полный текст работы и материалы по теме работы могут быть получены у автора или его научного руководителя после указанной даты.

ДонНТУ > Портал магистров ДонНТУ > Биография | Библиотека | Ссылки | Отчет о поиске | Индивидуальный раздел