авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
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


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |

Геохимическая опасность и риск на урбанизированных территориях: анализ, прогноз, управление

-- [ Страница 8 ] --

Ситуационность. Принцип ситуационности предполагает оперативное управление, осуществляемое в дополнение к стратегическому, заключается в принятии или корректировке управленческих решений в соответствии со складывающейся ситуацией, вытекает из вероятностного характера формирования и реализации опасных геохимических ситуаций. Программы мониторинга должны разрабатываются специалистами различных областей знаний на основе анализа сценариев развития событий с наибольшей детальностью проработки наиболее вероятного варианта. Мониторинг должен контролировать не только показатели, которые дают возможность установить соответствие состояния природной среды действующим нормативам, но и те, которые позволяют выяснить условия формирования и изменения геохимического состояния компонентов природной среды, изменение сценариев развития ситуации, совершенствовать расчетные модели.

Стадийность. В проведении мониторинга следует выделять следующие этапы, характеризующиеся различными задачами, и соответственно программой мониторинга: предстроительный (реперный), строительный, эксплуатационный. На предстроительном этапе мониторинга основная задача - получение информации, позволяющей определить фоновые или реперные показатели состояния действующих подсистем, выяснить динамику их изменения в условиях до начала строительства. В течение строительного этапа, в зависимости от расположения конкретных объектов корректируется сеть наблюдательных пунктов, в основном выясняются особенности изменения состава природных сред при строительстве объектов. Эксплуатационный этап разделяется на два подэтапа. На первом подэтапе определяется комплекс загрязняющих веществ, выбираются приоритетные загрязняющие вещества, выявляются фактические источники загрязнения, определяются ассоциации элементов-индикаторов, характеризующих воздействие конкретных источников загрязнения, корректируется сеть наблюдательных пунктов. На втором подэтапе контроль за состоянием природных сред осуществляется в основном по приоритетным загрязнителям, что позволяет на ряде участков организовать автоматизированную систему контроля за загрязнением, определяется степень техногенного воздействия конкретных источников загрязнения и контуры площади распространения загрязняющих веществ. На всех этапах выполняется прогнозная оценка геохимического риска и на основе результатов прогноза уточняются мероприятия по минимизации риска, эффективность которых оценивается на основном этапе мониторинга.

Экспертная система как инструмент оперативного принятия решений по управлению риском в чрезвычайной ситуации

В разделе представлен подход к управлению риском при экстремальных геоэологических ситуациях на урбанизированных территориях с использованием экспертных систем. Представленный подход позволяет обосновать конкретное содержание и последовательность процедур, используемых при работе экспертной группы в процессе решения задач управления риском в нештатной ситуации при дефиците времени и информации. Действия эксперта предполагают разработку и реализацию первоочередных защитных мероприятий до завершения полного цикла исследований (аналогичный подход был апробирован автором при выполнении работ на территории ПО «Краситель» в г. Рубежное, Украина). Советующие экспертные системы, основная часть которых - компьютерная база знаний, где накапливается опыт специалистов по решению рассматриваемого класса задач, способствуют повышению оперативности, обоснованности и качества работы эксперта при подготовке вариантов таких решений на основе анализа и прогноза природно-техногенной ситуации.

Подход к организации комплекса экспертных систем для поддержки деятельности группы экспертов в экстремальной геоэкологической ситуации рассматривается на примере системы ПОДТОП (комплекс экспертных систем), разрабатываемой для экстремальной геоэкологической ситуации, возникающей при деформациях здания, предположительно обусловленных подтоплением агрессивными водами (автор принимал участие в разработке гидрогеохимического блока). При разработке сценария работы системы главной трудностью характерной для любой экстремальной геоэкологической ситуации, оказалась необходимость обеспечить оперативное информационное взаимодействие экспертов. Для решения этой общей проблемы построен проект программного комплекса - ЭКСПЕРТ-ЭГС, в котором учтены особенности задач, условий и характера работы эксперта любой специальности (Галицкая, Дзекцер, Чесалов, Юганова, 1998). В ходе проектирования системы ПОДТОП была построена структурно-функциональная схема совместной деятельности экспертной группы (эксплуатационник, гидрогеолог, гидрогеохимик, инженер-геолог, инженер-строитель) и ЛПР по управлению риском «на месте» в экстремальной ситуации.

Часть II. Апробация основных положений методики оценки и управления геохимической опасностью и риском на конкретных объектах

Глава 5. Апробация положений оценки геохимической опасности на конкретных участках

Оценка геохимической опасности территорий несанкционированных городских свалок

Одной из актуальных задач при переходе к устойчивому развитию является обеспечение экологически безопасных условий проживания людей в городах. Интенсивный рост жилищного строительства обусловливает необходимость освоения все новых территорий, нередко занятых несанкционированными свалками. При принятии решения о возможности использования территории свалки и способах ее рекультивации одним из важнейших критериев, наряду с газогеохимической опасностью грунтов, их радиоактивным и бактериологическим загрязнением, является геохимическая опасность, определяемая химическим загрязнением свалочных грунтов и отложений, вмещающих тело свалки, а также их опасностью как вторичного источника загрязнения.

Подход к оценке геохимической опасности территории свалки и возможности использования ее для жилищного строительства рассмотрен на примере несанкционированной свалки, приуроченной к бывшим полям фильтрации, в одном из микрорайонов Марьинского парка в г. Москве. В 1980-е годы началась ликвидация полей фильтрации, накопившиеся иловые осадки сточных вод были частично изъяты, и на этом месте стала образовываться несанкционированная свалка, куда свозили строительный и бытовой мусор, загрязненные породы и др. Под насыпными грунтами распространены отложения древнеаллювиальной надпойменной террасы р. Москвы, представленные в основном неоднородными песками.

Отмечается сложная картина распределения концентраций тяжелых металлов по профилю зоны аэрации и по площади, которая сложилась в результате фильтрации сточных вод из отстойников, дальнейшего складирования твердых бытовых отходов, возможного пролива промышленных стоков. По сочетанию токсичности и концентрации в грунтах наиболее опасным загрязняющим веществом на рассматриваемой территории является свинец, по которому при полиэлементном загрязнении в соответствии с нормативными требованиями должна проводиться оценка степени загрязнения грунтов (безопасный уровень - 32 мг/кг, т.к. учитывается опасность геофагии у детей при играх на загрязненных почвах). В этом случае подавляющая часть опробованных грунтов должна быть удалена, однако данный критерий представляется завышенным, так как базисная концентрация свинца для почв в районе Марьино выше 40 мг/кг (Буренков, Гинзбург, Грибанова, 1997). Кроме того, по данным (Буренков, Борисенко и др., 1997) максимально допустимый уровень свинца в почве, покрытой травянистой растительностью, где бывают дети, может достигать 250 -600 мг/кг.

Более обоснованным является использование при оценке опасности грунтов величины суммарного показателя загрязнения Zc. Для обоснования выбора фоновых значений проведен сравнительный анализ различных подходов. В качестве фоновых значений были использованы: 1) значения регионального фона Московского региона, полученные в районе озера Глубокое под Звенигородом, 2) базисные фоновые значения почв в Марьино (Москаленко, Гинзбург, 2001), 3) ориентировочные значения для средней полосы России для дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почв по СП 11-102-97, 4) кларки пород (по К. Таркяну и К.Ведеполю), 5) фон пород.

Геохимические ассоциации, характеризующие техногенное загрязнение в зоне наиболее высокого загрязнения насыпных свалочных грунтов и подстилающих аллювиальных отложений (пространственно данные зоны не совпадают), представлены в таблице 1.

Сравнение использования различных фоновых параметров при оценке уровня загрязнения грунтов показало, что от выбора фоновых концентраций в существенной степени зависит величина суммарного показателя загрязнения и соответственно категория загрязнения грунтов. Отмечается изменение структуры геохимической ассоциации, отражающей уровень аномальности накапливающих элементов. При использовании регионального и локального фона почв ведущую роль в геохимических ассоциациях играют свинец, медь и ртуть, фона дерново-подзолистых почв в средней полосе России - свинец и медь, кларка песчаников – медь и кадмий. Уровень загрязнения грунтов, определенный относительно фона почв района исследования, существенно ниже и в большинстве случаев грунты относятся к допустимой категории загрязнения. Следовательно, если бы глубина выемки грунтов определялась по критерию экологически удовлетворительного состояния почв селитебных территорий (Zс не более 16), объем вывозимых грунтов мог быть значительно меньше. Приведенные результаты подтверждают важность ранее сделанного вывода о необходимости обоснования выбора фоновых содержаний с учетом специфики воздействия на реципиентов. В данном случае целесообразность использования базисных содержаний очевидна, однако отсутствие нормативных документов затрудняет использование научно обоснованных выводов. Показано существенное различие уровня загрязнения пород при использовании кларков пород и фоновых содержаний, обосновывается, что при изучении процессов концентрирования элементов на породах, более обоснованным является использование фоновых параметров пород данной территории.

Таблица 1. Ассоциации химических элементов в насыпных грунтах и аллювильных отложениях

Тип отложений Геохимическая ассоциация
Региональный фон в районе озера Глубокое под Звенигородом
насыпные Pb173 Cu110 Cd37 Zn18 Ni13 Hg6,3 Mo2.
8 Cr2.0
350
аллювиальные Hg85 Pb45 Cu17 Zn12 Сd12 Mo8 Ni4.6 Cr2.1 96,4
Базисные фоновые значения МО Марьино
насыпные Pb112 Cu60 Cd11 Ni6,4 Hg5,7 Zn4,8 Mn1,8. 196
аллювиальные Hg77 Pb29 Cu9,3 Cd3,5 Zn3,1 Mo2,6 Sb2,6 Ni2,3 Mn2,1. 47,6
Фон в дерново-подзолистых песчаных и супесчаных почвах в средней полосе России
Pb747 Cu373 Cd219 Ni43 Zn34 Mo2,8 Co2,6 Cr2,0, Zс 1416
Pb195 Cd69 Cu58 Ni15 Zn22 Hg15 Mo8 Sb2,6 Cr2,1. 379
Средние содержания элементов в песчаных породах (по К. Таркяну и К.Ведеполю)
аллювиальные Cu463 Cd347 Pb167 Sb130 Ni46 Mo40 Zn39 Hg27 Mn13 Co10 Cr2,7 1258
Фон пород г.Москвы
аллювиальные Pb225 Cu75 Zn39 Hg33 Ni31 Cd17 Mn12 Cr9 402

Оценка степени опасности грунтов как вторичного источника загрязнения. Количественная оценка грунтов как вторичного источника загрязнения подземных вод обычно проводится по степени загрязнения грунтов подвижными формами тяжелых металлов по отношению к ПДК подвижных форм и миграционному водному показателю вредности. Использование данного показателя не позволяет оценить время достижения загрязняющих компонентов уровня грунтовых вод, уровень возможного загрязнения подземных вод, определить опасность пород и глубину выемки загрязненных грунтов. Критерии выделения степеней загрязнения научно не обоснованы и могут использоваться только для сравнительной характеристики. Как один из подходов к решению проблемы предлагается использовать расчеты влаго - и массопереноса для анализа изменения содержания элементов в отложениях зоны аэрации при различных вариантах выемки загрязненных грунтов. Расчеты проводились для меди как одного из основных загрязняющих элементов при помощи программного комплекса WHI UnSat Suite Plus версия 2.2.0.2. Результаты прогнозных расчетов показали, что для случая, когда не производится выемка загрязненных пород полное очищение пород зоны аэрации происходит через 100 лет. При этом концентрация меди во влаге, поступающей на уровень грунтовых вод, составит через: 10 лет -850 мг/л; 20 лет -840 мг/л; 30 лет -570 мг/л; 40 лет -300 мг/л; 50 лет -150 мг/л. При выемке загрязненных пород насыпного слоя, в том числе наиболее загрязненного слоя илового осадка полное очищение зоны аэрации происходит примерно через 70 лет, но концентрация меди во влаге, поступающей на уровень грунтовых вод, существенно ниже и составляет через: 10 лет -75 мг/л; 12 лет -50 мг/л. Учитывая большую длительность процессов и небольшую интенсивность поступления загрязнения на уровень грунтовых вод, для решения вопроса об опасности пород зоны аэрации, выполненные расчеты необходимо дополнить прогнозом загрязнения подземных вод.

Оценка опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных и поверхностных вод нефтепродуктами и полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ)

Подход к оценке опасности пород зоны аэрации как вторичного источника загрязнения грунтовых вод нефтепродуктами и ПАУ рассмотрен на примере исследований, проводившихся при восстановлении водной среды Лефортовского парка (г. Москва). Основные источники нефтепродуктов и ПАУ на рассматриваемой территории - гаражи, склад ГСМ, подземные емкости с нефтепродуктами на территории предприятий, расположенных в непосредственной близости от парка. Поступление ПАУ в данном районе с развитой сетью автодорог и интенсивным движением также осуществляется с выбросами автотранспорта. Инфильтрация загрязненных вод на данных участках обусловливает очень высокий уровень загрязнения пород зоны аэрации различными углеводородными компонентами нефтепродуктов, в том числе канцерогенными ПАУ. Результаты анализа типа ассоциаций индивидуальных ПАУ (3,4 бензпирена, пирена, 1,12 бензперилена, 11,12 бензфлуорантена, перилена, хризена, фенантрена, антрацена) и их корреляции с другими компонентами нефтепродуктов использованы при идентификации источников загрязнения и выяснении особенностей формирования загрязнения подземных вод и зоны аэрации нефтепродуктами. Для оценки опасности зоны аэрации как вторичного источника загрязнения подземных и поверхностных вод при возможной ликвидации первичных источников были выполнены расчеты миграции нефтепродуктов (бензола и толуола) и ПАУ (пирена) в зоне аэрации при помощи программного комплекса WHI UnSat Suite Plus (версия 2.2.0.2) (Gogolev et al, 2002)] и подпрограммы VLEACH (Ravi, Johnson,1997). Выполненные расчеты миграции нефтепродуктов в зоне аэрации показали, что даже на конец 200-летнего периода содержание основных составляющих нефтепродуктов - бензола и толуола в породах в породах уменьшится до 10-11 г/кг, во влаге, поступающей на уровень грунтовых вод- до 1 г/л, что значительно выше ПДК.

Исследование геохимической опасности горных пород как вторичного источника загрязнения в районе размещения отвала фосфогипса и пиритного огарка (Воскресенский промрайон)

Данное направление исследований возникло в связи с необходимостью обоснования выбора мероприятий для защиты от загрязнения водозабора пресных подземных вод, которые находятся в зоне влияния основного источника загрязнения — отвала фосфогипса и пиритного огарка. Складируемые отходы являются потенциальным источником многих элементов: кальция, серы (в виде сульфатных соединений), тяжелых металлов, фтора, фосфора, мышьяка, стронция, редкоземельных элементов. С целью исследования пород как вторичного источника загрязнения было проведено изучение состава и интенсивности их загрязнения микроэлементами (с использованием полуколичественный спектральный анализ) и форм нахождения в породах тяжелых металлов (с использованием фазового геохимического метода в модификации Ю.Е.Саета и Н.И. Несвижской).

В результате проведенных исследований установлено полиэлементное загрязнение как четвертичных, так и карбонатных пород с наличием в вертикальном разрезе пиков содержаний микроэлементов (наиболее значительное для стронция, мышьяка и элементов группы тяжелых металлов), что свидетельствует о концентрировании элементов на геохимических барьерах. Выделены геохимические ассоциации элементов, отличающихся максимальной величиной коэффициента концентрирования Кс, представляющего отношение содержания элемента в породах исследуемого района к его содержанию в аналогичных литологических разностях на фоновом участке (таблица 2).

Концентрирование элементов в верхней части разреза происходит в основном на геохимических барьерах. На глубине 3,5-3,7 м в прослое со щебнем известняка на щелочном и карбонатном барьерах отмечены повышенные содержания Mn, Cr, V, Co, Cu, Zn, Cd, Zr. Ниже, на сульфатном барьере на глубине 12,5 м, происходит концентрирование стронция; в верхней части известняков на щелочном барьере – Zn, Cu, As. Особенности распределения стронция в карбонатных породах в более глубоких частях разреза определяются горизонтальной миграцией стронцийсодержащих подземных вод по зонам повышенной проницаемости и их взаимодействием с породами, что проявляется в увеличении концентрация стронция в 40-100 раз на глубинах 48-51 м, 58,3-62,4 м и 75,0-76,3 м. Геофизические данные подтвердили наличие на данных глубинах зон повышенной проницаемости.

Таблица 2. Геохимические ассоциации в четвертичных и каменноугольных отложениях

Кс Геохимические ассоциации
В четвертичных песчано-глинистых отложениях
1-10 Ag10 Pb8 Y6Co5 Ba5 Mo4 Sc4 Cr4 V4 Ni4 Li3 Ti3 Yb3 Zn3 Sn2 B2 F2
10-100 Cd100 Zn50 As40 Sr30 Cu25 Mn13
В карбонатных породах каменноугольных отложений
1—10 Cr10 Ga10 V10 Zn10 F9 Li7 Y6 B6 Pb5 Mn5 Sc4 Ni4 Sn3 Co3 Ag2 Mo2 Co2;
10-100 Zn100 Sr40 As30 Cu20.


Pages:     | 1 |   ...   | 6 | 7 || 9 | 10 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.