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 |   ...   | 3 | 4 ||

Эколого-геологические условия полигонов твердых бытовых отходов среднего урала

-- [ Страница 5 ] --

Рис.5. Рациональная схема обустройства полигонов ТБО в условиях Среднего Урала.

размерам полигоны, для обеспечения вышеуказанной цели является оптимальным использование местных природных или техногенных грунтов, влияющих на эмиссию продуктов биодеградации.

Минимальная мощность глинистых грунтов, обеспечивающая очистку фильтрующихся стоков в основании полигонов, приведена по результатам исследований минерального и химического составов пород оснований полигонов в табл. 4. При выборе мест размещения отходов мощность глинистых пород в основании полигонов Среднего Урала должна быть не менее 5-6 м (смешанный состав глинистых пород) и 2-3 м (бейделлитовые глины, торф).

Интенсивность распространения загрязнения определяют фильтрационные свойства пород оснований полигонов. По результатам

Таблица 4

Минимальные мощности глинистых грунтов оснований полигонов, в пределах которых происходит накопление загрязнений

Геолого-генетический комплекс Минеральный состав глинистых грунтов Минимальная мощность основания полигонов, м Примеры полигонов ТБО
Кремнистый комплекс m P2: Диатомитовые глины Гидрослюдисто-бейделлитовые с диатомитами 2-3 Полигон ТБО в г. Ирбите
Делювиальный комплекс: Суглинки делювиальные Каолинит, гидрослюда, 4-5 Полигон ТБО в г. Ирбите
Суглинки делювиальные Каолинит, гидрослюда, 4-5 Полигон ТБО в г. В.Салда
Глины делювиальные с крупно - обломочными включениями Гидрослюда, каолинит 3-4 Полигон ТБО в г. Михайловский
Суглинки делювиальные с прослоями глин Гидрослюда, каолинит 3-4 Полигон ТБО в г. Нижний Тагил
Суглинки делювиальные с редкими включениями дресвы и щебня до 10 % Гидрослюда, каолинит 5-6 Полигон ТБО в г. Качканаре
Суглинки элювиально-делювиальные Гидрослюда, каолинит, монтмориллонит 4-5 Полигон ТБО в г. Екатеринбурге Горнощитский Ш
Суглинки элювиально-делювиальные с редкими включениями дресвы до 10 % Гидрослюда, каолинит, монтмориллонит 4-5 Полигон ТБО в Б.Седельниково
Суглинки элювиально-делювиальные Гидрослюда, каолинит, монтмориллонит 4-5 Широкореченский полигон ТБО в г. Екатеринбург
Элювиальный комплекс: Суглинок дресвянистый Каолинит, гидрослюда, монтмориллонит 5-6 Широкореченский полигон ТБО в г. Екатеринбург
Супесь по зеленым сланцам Каолинит, гидрослюда, монтмориллонит 5-6
Супесь дресвянистая по сланцам Каолинит, гидрослюда, монтмориллонит 6-7
Суглинок элювиальный по метаморфическим породам Каолинит, гидрослюда, монтмориллонит 4-5 Полигон ТБО в г. В.Салда
Супесь песчанистая по гранитоидам Каолинит, кварц, гидрослюды 5-6 Полигон ТБО в г.Арамиль
Суглинки элювиальные по андези - базальтам Каолинит, гидрослюда, монтмориллонит 4-5 Полигон ТБО в г. Качканар
Озерно-биогенный комплекс lbQ1У
Суглинки, торф Бейделлит, гидрослюда 2-3 Полигон ТБО в пос. Б.Седельниково

исследований фильтрационных свойств пород оснований выявлено: у суглинков элювиально – делювиальных значение Кф изменяется от 10-5 до 10-1 м/сут (чаще всего от 10-3 до 1-9 *10-2м/сут), Кф супесей 10-3 – 102 м/сут (наиболее распространенное значение 10-1м/сут), Кф песков изменяется от 10-1 до 1 м/сут. Фильтрационные свойства дресвяно – щебенистых грунтов зависят от наличия и типа заполнителя: при суглинистом заполнителе Кф меняется от 1-10-2 м/сут, в грунтах без заполнителя Кф равен 10 м/сут. Для уменьшения фильтрационных свойств применяют механическое уплотнение грунтов путем укладки или трамбования. Ориентировочно можно прогнозировать уплотнение элювиальных и элювиально-делювиальных суглинков по показателю влажности на пределе текучести (рис.6). При уплотнении фильтрационные свойства изученных пород уменьшались на два-три порядка. Если подобный эффект будет достигнут в полевых условиях, то глинистые грунты могут служить достаточно надежным препятствием просачиванию фильтрата в основании полигона.

Сорбционная способность глинистых пород Среднего Урала позволяет рассматривать их в качестве защитного элемента полигона от загрязнения. При изучении поглощающих свойств глинистых грунтов Урала в статических условиях (В.И. Сергеев, 1996 г) выявлено, что наибольшей сорбционной

 Зависимость оптимальной влажности и максимальной плотности элювиальных и-5Рис.6. Зависимость оптимальной влажности и максимальной плотности элювиальных и элювиально-делювиальных суглинков от влажности на пределе текучести

способностью обладают глинистые грунты, состоящие из монтмориллонита, гидрослюды и хлорита, причем наибольшей сорбируемостью обладает ванадий, селен поглощается в 3-5 раз хуже, чем мышьяк и ванадий. Наибольшей сорбционной способностью в отношении токсичного элемента обладают широко развитые торф и элювиальные суглинки (eМZ). Минимальное поглощение характерно для песков (eМZ) и дресвяных грунтов (eМZ), что не позволяет рассматривать эти грунты в качестве геохимического барьера, но их можно использовать в качестве слоев при обустройстве экранов с «капиллярным эффектом». В динамических условиях, которые наблюдаются на полигонах, грунты обладают большей сорбционной способностью, чем в статических. Сорбционная способность торфа выше на порядок, чем суглинка делювиального и суглинка элювиального, поэтому при строительстве экранов торф целесообразно добавлять в качестве сорбирующего слоя.

Второй способ обустройства полигонов - заполнение порового пространства осадками водоподготовки и водоочистки, применен на полигонах Горнощитский III и V, в пос.Б.Седельниково, на Широкореченском полигоне г. Екатеринбург. В напорном режиме поры отходов заполняются полностью по всей высоте или на высоту растворонасыщенного слоя. В этом случае происходит гидростатическое взвешивание разложившихся отходов, что влияет на устойчивость тела полигона. Создание благоприятных условий для жизнедеятельности дождевых червей и микроорганизмов позволяет ускорить процессы разложения отходов с получением компоста, пригодного как для рекультивации горных выработок, так и озеленения городов. В осадке сточных вод на иловых картах содержится большое количество дождевых червей. После прохождения почвы через пищеварительный тракт земляных червей в ней значительно увеличивается содержание усвояемых питательных элементов. Черви стимулируют процесс гумусообразования в 52-56 раз. Им свойственна высокая активность потребления растительных остатков (185 % к своей массе). Процесс переработки органических отходов с использованием дождевых червей стал называться вермикультивированием, а полученный продукт – вермикомпостом, или биогумусом. Этот метод успешно применен на полигоне ТБО г. Полевской.

Мониторинг окружающей среды показал, что при совместном размещении ТБО с влажными осадками водоподготовки и водоочистки практически прекращаются процессы горения и динамика загрязнения подземных вод становится положительной (рис.7). Использование осадков водоочистки и водоподготовки также создает анаэробные условия существования отходов, что увеличивает скорость их биодеградации.

 Результаты мониторинга подземных вод в скважине 2а, расположенной ниже по-6

 Результаты мониторинга подземных вод в скважине 2а, расположенной ниже по-7

 Результаты мониторинга подземных вод в скважине 2а, расположенной ниже по-8

Рис. 7. Результаты мониторинга подземных вод в скважине 2а, расположенной ниже по потоку подземных вод от карьера Горнощитский –У на расстоянии 50 м.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Процесс захоронения твердых бытовых отходов на полигонах в природных, экологических и экономических условиях Среднего Урала является приоритетным в деятельности по обращению с отходами.

2. На основе изучения процессов захоронения твердых бытовых и промышленных отходов Свердловской области, состава складируемых отходов, способов накопления и условий размещения, положения в региональных структурах Среднего Урала и инженерно-геологических свойств подстилающих пород, с учетом наличия контроля за воздействием полигона на компоненты окружающей среды и степени его опасности разработана классификация полигонов ТБО Среднего Урала.

3. Геологическое строение Свердловской области, условия и требования к размещению полигонов ТБО позволяют дифференцировать территории по благоприятности для осуществления процесса захоронения отходов. Наиболее благоприятная обстановка для строительства полигонов свойственна восточным районам Свердловской области в пределах мезо-кайнозойского чехла Зауралья. Менее благоприятными условиями характеризуются западные районы области в пределах Предуральского краевого прогиба. Наиболее сложная обстановка свойственна освоенным районам горно - промышленного Урала с его открытыми гидрогеологическими структурами.

4. Система «полигон ТБО - окружающая среда» - это единая природно-техническая система, свойства которой обусловлены процессами, протекающими в атмосфере вблизи полигона, в теле полигона, в поверхностных водах вблизи полигона, в породах и почвах основания полигона, в подземных водах в зоне влияния полигона, а также экзогенными геологическими процессами. Перенос загрязняющих веществ и легких фракций отходов аэрогенным путем связан с разложением отходов в теле полигона до газообразных составляющих и с процессами горения отходов на полигонах. При эксплуатации мелких и средних полигонов в условиях Среднего Урала ореол загрязнения по установленным нормативам не превышал размеров санитарно-защитной зоны. Аэрогенным путем в почвы привносятся аммиак, тяжелые металлы, диоксины, фенол, бензол и органо-минеральные соединения. Процессы, происходящие в теле полигона, протекают в аэробных, переходных и анаэробных условиях и определяют интенсивность воздействия на компоненты геологической среды. На характер протекания этих процессов влияют технология обращения с отходами, масштаб полигона, состав отходов и их влажностный режим. Процессы, протекающие в геологической среде, связаны с наличием и мощностью зоны аэрации, характером пород, слагающих эту зону, экзогенными процессами, влияющими на интенсивность распространения загрязнения компонентов окружающей среды, характером водоносных горизонтов и составом подземных вод.

5. Комплексный мониторинг окружающей среды целесообразно выполнять на средних и крупных полигонах Среднего Урала, на мелких полигонах для прогнозов загрязнения окружающей среды достаточно использовать методы аналогий и экспертных оценок, базирующиеся на типологическом районировании геологической среды и типологической классификации полигонов. Комплексный мониторинг начинается с проектирования полигонов (изучение фоновых характеристик в условиях Уральского техногенеза) и заканчивается после ликвидации или рекультивации полигонов для оценки восстановления компонентов окружающей среды и возможности использования нарушенных земель в дальнейшем. Воздействие полигонов на окружающую среду проявляется в загрязнении атмосферного воздуха, почв, подземных и поверхностных вод, в изменении природных ландшафтов. Методы изучения изменений компонентов окружающей среды без учета микробиологической компоненты в грунтах и воде неполноценны. Реально оценивать процессы загрязнения природной среды необходимо по результатам мониторинга в типовых геологических структурах.

6. При прогнозировании загрязнения окружающей среды предложено в качестве лимитирующего и управляющего фактора биодеградации отходов считать влажность, сгруппировав факторы ее изменения во входной, выходной поток и образование фильтрата. Соотношение объема фильтрата и объемов подземных вод с их качественной характеристикой позволяет прогнозировать процессы смешения, а при нормируемых показателях качества воды - минимальные размеры водосборных площадей в зависимости от гидрогеологических условий, количества атмосферных осадков и площади полигона.

7. Использование природных и техногенных грунтов, влияющих на эмиссию продуктов биодеградации, позволяет управлять геохимическими процессами в теле полигона при захоронении отходов в условиях Среднего Урала путем создания противофильтрационных экранов, экранов с «капиллярным эффектом» и промежуточной послойной изоляцией отходов. Изученные физико-механические и физико-химические свойства пород оснований полигонов, осадков водоподготовки и водоочистки служат основой фильтрационных и геомеханических прогнозов на полигонах ТБО.

Список основных опубликованных работ по теме диссертации

По теме диссертации опубликована 51 работа, основные из них следующие:

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных Высшей аттестационной комиссией

  1. Гуман О.М. Инженерно-геологическое расчленение разрезов и геометризация железорудных месторождений Урала (на примере Тагило-Кушвинского района) / Гуман О.М., Дубейковский С.Г., Зайцев А.С. // Известия вузов. Горный журнал. 1986, № 10. – С. 26-33.
  2. Гуман О.М. Обработка результатов массовых замеров трещин на микроЭВМ / Гуман О.М., Дубейковский С.Г., Семакин В.П. // Известия вузов. Горный журнал. -1988. - № 8. – С. 41-44.
  3. Гуман О.М. Инженерно-геологическая типизация железорудных месторождений Урала / Гуман О.М., Дубейковский С.Г. // Инженерная геология. – 1991. - № 3. – С. 36-42.
  4. Гуман О.М. Экологический мониторинг на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов / Гуман О.М. //Записки Горного института. - № 153. Проблемы современной инженерной геологии. – Санкт-Петербург, 2003. – С. 58-60.
  5. Грязнов О.Н. Управление процессом захоронения твердых бытовых и промышленных отходов в геологических структурах Среднего Урала /Грязнов О.Н., Гуман О.М., Долинина И.А. // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. – 2006. - № 5. – С. 446-458.
  6. Гуман О.М. Особенности локального экологического мониторинга окружающей среды объектов горно - промышленного производства на примере Среднего Урала/ Гуман О.М., Захаров А.В., Макаров А.Б. // Известия вузов. Горный журнал. – 2007. - № 2. – С. 56-59.
  7. Гуман О.М. Мониторинг окружающей среды при проектировании, эксплуатации и рекультивации полигонов по захоронению бытовых отходов/ Гуман О.М., Нечаева Н.Н. // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. Специальный выпуск «III Всероссийская научно-практическая конференция «Процессы, технологии, оборудование и опыт переработки отходов и вторичного сырья». – Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2008. – С. 29-34.

Монографии

  1. Гуман О.М. Полигоны твердых бытовых и промышленных отходов Свердловской области. - Екатеринбург: «Полиграфист»,2008.-176с.

Работы, опубликованные в других изданиях

  1. Гуман О.М. Инженерно-геологические исследования техногенных экосистем и нарушенных земель для их рекультивации / Гуман О.М., Чайкин А.А // Биологическая рекультивация нарушенных земель: материалы международного совещания. – Екатеринбург, 1996. – С. 35-37.
  2. Грязнов О.Н. Классификация полигонов твердых бытовых и промышленных отходов Свердловской области / Грязнов О.Н., Гуман О.М., Панин Н.Н. // Экологические проблемы промышленных регионов. – Екатеринбург: Правительство Свердловской области, 1999. – С. 169-170.
  3. Волкова В.М. Проблемы экологического мониторинга на примере Воронцовского ГОКа / Волкова В.М., Гуман О.М. // Международная выставка «Уралэкология-техноген 2000». – Екатеринбург, 2000. – С. 145-146.
  4. Грязнов О.Н. Геологические предпосылки для оптимального размещения полигонов твердых бытовых и промышленных отходов / Грязнов О.Н., Гуман О.М., Морозова Л.П., Шабалина Н.С. // Изв. УГГГА. - Вып. 10. Сер.: Геология и геофизика. - 2000. – С. 241-247.
  5. Грязнов О.Н. Проблемы изучения и оценки состояния геологической среды урбанизированных территорий Урала / Грязнов О.Н., Абатурова И.В., Афанасиади Э.И., Гуман О.М. [и др.] // Инженерно-геологические проблемы урбанизированных территорий: материалы международного симпозиума. Т. 2. – Екатеринбург: Изд-во «Аква-пресс», 2001. – С. 463-473.
  6. Гуман О.М. О возможности использования теории геологического подобия при прогнозировании загрязнения подземных вод на полигонах твердых бытовых и промышленных отходов / Гуман О.М., Долинина И.А. // Известия Уральской государственной горно-геологической академии. Вып. 13. - Сер.: Геология и геофизика. - 2001. – С. 228-232.
  7. Гуман О.М. Использование природных грунтов в качестве защитных экранов / Гуман О.М., Нечаева Н.Н. // Техногенная трансформация геологической среды: международная научно-практическая конференция. – Екатеринбург, 2002. – С. 144-147.
  8. Гуман О.М. Геоэкологические условия района размещения шлакоотвала и отстойника-шламонакопителя Серовского металлургического завода / Гуман О.М., Долинина И.А., Макаров А.Б. // Известия УГГГА. Вып. 15. - Сер.: Геология и геофизика. - 2002. – С. 263-272.
  9. Гуман О.М. Проблемы изучения и экологической оценки полигонов твердых бытовых отходов на Урале / Гуман О.М. // Техногенез и экология: информационно-тематический сборник. – Екатеринбург, 2002. – С. 11-16.
  10. Гуман О.М. Изучение сорбционной способности грунтов Среднего Урала с целью использования их в качестве защитных экранов на полигонах бытовых и промышленных отходов / Гуман О.М., Нечаева Н.Н. // Техногенез и экология: информационно-тематический сборник. – Екатеринбург, 2002. – С. 65-72.
  11. Гуман О.М. Осадки водоподготовки, их свойства и технологии переработки (на примере города Екатеринбурга) / Гуман О.М., Томин М.Н. // Техногенез и экология: информационно-тематический сборник. – Екатеринбург, 2002. – С. 47-51.
  12. Гуман О.М. Комплексная система мониторин

    Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 ||
     





 
© 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.