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:   || 2 | 3 |

Научно-методологические основы улучшения качества воды в казахстанском секторе каспийского моря

-- [ Страница 1 ] --

УДК 577.4: 633.4:574.502 На правах рукописи

КИМ ВАДИМ ВИКТОРОВИЧ

Научно-методологические основы улучшения качества воды в Казахстанском секторе Каспийского моря

25.00.36 – Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Республика Казахстан

Тараз-2010

Работа выполнена в ТОО «Казахский научно-исследовательский институт

водного хозяйства»

Научный руководитель: доктор технических наук

А.К. Заурбек

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Айдосов А.А.

кандидат технических наук

Чернявская Н.П.

Ведущая организация: Южно-Казахстанский государственный университет

имени М. Ауезова (г.Шымкент)

Защита состоится « 25 » ноября 2010г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 14.13.02 при Таразском государственном университете им. М.Х.Дулати по адресу: 080000, г. Тараз, ул. Толе би, 60.

С диссертациией можно ознакомиться в библиотеке Таразского государственного университета им. М.Х.Дулати по адресу: 080000, г. Тараз, ул. Толе би, 60.

Автореферат разослан «________ » ________________ 2010 года

Ученый секретарь

диссертационного совета М. Сахы

ВВЕДЕНИЕ

Общая характеристика работы. Экологическая ситуация в Республике Казахстан как и во всем мире, все больше осложняется. Ухудшение состояния окружающей среды принимает достаточно крайние формы.

На современном уровне проводятся научные исследования, посвященные проблемам установления уровня загрязнения водных ресурсов при различных процессах работы нефтяных предприятий, а именно при загрузке и разгрузке судов, от деятельности народнохозяйственных объектов, размещающихся в прибрежной зоне, загрязнения приточной воды континентальных рек и другие. Установлены зависимости загрязнения воды моря от уровня загрязнения водных ресурсов континентальных рек, но не установлены приемы определения общего уровня загрязнения акватории моря от комплекса указанных выше факторов и не разработаны методы по достижению нормативного экологического состояния в окружающей среде, отвечающие требованиям декларации принятого в Рио-де-Жанейро в 1992 году. Вопросы устойчивого развития отрасли нефтяного сектора анализируются в отрыве от проблем охраны окружающей среды.

Актуальность работы. Одной из наиболее актуальных экологических проблем на данном этапе, является состояние водных ресурсов Республики Казахстан. В то же время общее состояние и качество водных ресурсов в Республике Казахстан значительно ухудшается и их интенсивное загрязнение может оказать разрушительное воздействие на окружающую среду. Необходимо, проведение, постоянного анализа состояния водных ресурсов главных водных артерий: рек Сырдарьи, Ертыс и Иле, проблеме Аральского и Каспийского морей, озер Балкаш, Зайсан. С 1992 г. бассейн Волги и прибрежные территории Каспия были названы «зонами экологического бедствия». Интенсивное антропогенное воздействие на состояние окружающей среды, бесконтрольное использование природных ресурсов и, как результат, ухудшение состояния окружающей среды, представляют собой угрозу существования биосферы в целом и человечеству, в частности. В этих условиях научно-исследовательские работы, направленные на улучшение состояния окружающей среды, сохранение и приумножение природных богатств имеют важное народнохозяйственное значение, является актуальными, а поставленная для решения народнохозяйственная проблема, представляет собой как теоретический, так и практический интерес.

Выполнение научно-исследовательских работ по теме диссертации связано с реализацией проекта «Совершенствование технологии мелиорации орошаемых земель» по бюджетной программе 042 «Повышение эффективности технологического и технического обеспечения развития водного хозяйства» Казагроинновация, 2008-2010годы, г.Астана

Цель работы заключается в изучении антропогенных факторов нефтяных отраслей, влияющих на состояние загрязнения воды и разработке мероприятий по улучшению качества воды в Казахстанском секторе Каспийского моря.

Для достижения поставленной цели, определены следующие задачи:

- изучить источники загрязнения воды в Казахстанской части Каспийского моря и оценить качество воды на современном уровне;

- разработать эколого-математическую модель по оценке источников и уровня загрязнения воды в Казахстанской части Каспийского моря;

- оценить методы установления и оценки ущерба от загрязнения водных ресурсов в Казахстанской части Каспийского моря;

- разработать научно-методические основы природоохранных мероприятий по улучшению экологической обстановки в Казахстанской части Каспийского моря.

Основная идея работы заключается в разработке мероприятий по очистке сточных вод механическим, биологическим и геоэкологическим методами.

Методы и объекты исследований. Объектом исследования является состояние водных ресурсов в Казахстанской части Каспийского моря.

В работе использованы методы системного анализа, математической статистики, производства водохозяйственных расчетов и оценки загрязнения составляющих окружающей среды

Основные научные положения, выносимые на защиту:

- методы определения уровня загрязнения водных ресурсов;

- критерии по оценке уровня загрязнения окружающей среды в Казахстанской части Каспийского моря;

- водоохранные мероприятия по улучшению и предотвращению загрязнения воды моря от деятельности народнохозяйственных объектов, размещаемых в прибрежной зоне.

Научная новизна работы:

- установлены количественные и качественные показатели загрязнения водных ресурсов от антропогенных воздействий в Казахстанской части Каспийского моря;

- создана математическая модель по оценке загрязнения воды в Казахстанской части Каспийского моря;

- разработан метод по оценке ущерба от загрязнения водных ресурсов в казахстанской части бассейна Каспийского моря;

- разработаны природоохранные мероприятия по восстановлению качества приточной воды, по предотвращению загрязнения воды моря от работы предприятий размещенных на прибрежных территориях.

Практическая ценность работы заключается в разработке конкретных положений по определению уровня загрязнения в Казахстанской части Каспийского моря; оценке антропогенного влияния каждого из составляющих источников загрязнения морской воды, позволяющих принимать конкретные предложения по улучшению экологического состояния в окружающей среде, технологии очистки воды в водном источнике и метода использования сточных вод для производства овоще-бахчевых культур.

Разработанные мероприятия и методика математической модели по оценке уровня загрязнения воды Каспийского моря приняты к внедрению на TengizChevroil, (TCO) и ТОО «РТ Сервисиз Казахстан», ожидаемый экономический эффект составляет 30 млн. тенге в год.

Обоснованность и достоверность научных положений подтверждается результатами внедрения предложенных рекомендаций по улучшению качества воды в производство, сходимостью результатов расчета по оценке загрязнения воды в Казахстанской части Каспийского моря, соответствием разработанных математических моделей с фактическими, естественными процессами на исследуемом объекте (относительная погрешность технико-экономических показателей не превышает 5%).

Личный вклад автора заключается в выборе задач, путей и способов их решения, формулировке и обосновании научных положений, разработке природоохранных мероприятий по улучшению качества воды в Северном регионе Каспийского моря.

Апробация работы. Результаты научно-исследовательских работ докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Приоритетное направление по производству и переработке сельскохозяйственных культур», г. Алматы 2009, 22 мая, международной научно-практической конференции «Актуальные научные достижения-2010», г.Прага, Чехия, 2010, 5-7 июля, международной научно-практической конференции « Обеспечение экологической безопасности - путь к устойчивому развитию Казахстана», г. Тараз, 2010, 23-24 февраля.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, из них 3 –единолично, в научных изданиях, рекомендованных Комитетом по контролю в сфере образования и науки МОН РК, 3 - в материалах Международных научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5-и разделов, заключения, списка использованных источников из 124 наименований. Она изложена на 147 страницах компьютерного набора, содержит 56 рисунков, 33 таблицы и приложения.

Основная часть

Во введении обоснована актуальность темы, ее связь с экологическими проблемами Казахстанского сектора Каспийского моря, цель, задачи и новизна диссертационной работы, приведены методика и объект исследований, изложены защищаемые положения, обоснованность и достоверность научных положений, практическая ценность.

В первом разделе описаны природно-климатические условия и его народнохозяйственное значение. Площадь акватории моря 405 тыс. км2, а объем 79-78 тыс. км3, по запасам воды соответствует 44% мировых запасов озерных вод. Уровень моря установился ниже абсолютной отметки уровня Мирового океана и составляет – 26-27м. Общая длина береговой линии моря примерно равна 7 тыс. км, и в том числе по территории Казахстана составляет 2,3 тыс.км.

На Прикаспийской низменности имеются богатейшие месторождения нефти и газа, на его дне сосредоточены огромные запасы нефти и газоконденсата. Каспийское море является важнейшим перекрестком торговых путей между западом и востоком, в свое время было в зоне Великого Шелкового пути.

Река Жайык – единственная незарегулированная в среднем и нижнем течении река Каспийского бассейна, что позволяет сохранить полноценную структуру популяции осетровых, мигрирующих в реку. В пересчете на 1 км3 воды р. Жайык - рыбопродуктивность этой реки составляет от 1,0 до 8,0 тысяч тонн ценных промысловых рыб, что во много раз превосходит по этому показателю все реки не только в СНГ, но и во всем мире.

Нефтедобыча по Атырауской области сосредоточена в Жылыойском, Макатском и Исатайском (междуречье Жайык-Волга) районах области, и частично, в Кызылкогинском районе (СП «Сазанкурак»). Перспективная добыча нефти со дна Каспийского моря ожидается на участках Восточный и Западный Кашаган. В целом насчитывается 25 предприятий в нефтегазодобывающей и перерабатывающей отраслях. На территории Мангистауской области сосредоточены около 24% извлекаемых запасов нефти, около 8% природного газа, 0,7% конденсата, 100% балансовых запасов редких металлов, 3,2% урановых руд, 0,3% фосфоритов, 90,5% пиленого камня, а также подземных вод. На 5 крупных месторождениях - Озен, Жетыбай, Каламкас, Каражанбас и Северные Бузачи - сосредоточены около 70% всех разведанных запасов нефти области.

Превышение нормативов ПДК ионов тяжелых металлов в воде реки Жайык в период 1990-1996 гг., соответственно 12 ПДК по меди (1990, 1992), 8 ПДК по цинку (1994г.), 4 ПДК по хрому (1991,1994), 10 ПДК марганец (1994г.).

В этот же период отмечались превышение нормативов ПДК по нефтепродуктам (10,6 ПДК в 1991г, 13 ПДК – в 1994 г.), фенола – 5 ПДК, СПАВ до 8,8 ПДК в 1994 году.

Во втором разделе приведены основные источники загрязнения воды и математическая модель общего загрязнения воды моря.

Вопросам охраны водных ресурсов от истощения и загрязнения и составлению геоинформационных систем посвящены работы научно-исследовательских и проектно-изыскательских учреждений (ТОО « институт география, ТОО КазНИИВХ, АО Казгипроводхоз, ряд учебных заведений и др., Вопросам охраны окружающей среды в РК посвящены труды ученых Айдосова А., Акбасовой А.Ж., Бишимбаева В.К., Бурлибаева М.Ж., Бекбаева Р.К., Вагапова Р.И., Естемесова З.А., Заурбек А.К., Мустафаева Ж.С. и др.

Основными источниками загрязнения Каспийского моря являются:

- вынос загрязняющих веществ с речными стоками;

- сброс неочищенных коммунально-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных вод с побережья;

- эксплуатация нефтяных и газовых скважин;

- судоходство и транспортировка нефти водным путем;

- вторичное загрязнение.

Основное уравнение, выражающее загрязнение воды в Каспийском море:

, ( 1 )

где - (минерализация ) загрязнение воды в Каспийском море;

- загрязнение воды в самом акватории Каспийского моря;

- загрязнение воды моря, работами народнохозяйственных объектов расположенных на прибрежной территории Каспийского моря;

G - загрязнение воды моря, при непосредственном сбросе сточных вод в акваторию самого моря;

- загрязнение воды моря, ингредиентами (примесями) поступающих со стоком рек и с водосборной площади Каспийского моря;

Основное соотношение, выражающее уровень загрязнения моря:

- , (2)

- , (3)

где - уровень уменьшения загрязнения воды в Каспийском море в результате проведения комплекса природоохранных мероприятий в целом по ее бассейну и самом море;

- самоочищающаяся способность Каспийского моря.

Установление самоочищающейся способности Каспийского моря, позволяет назначать комплекс природоохранных мероприятий обеспечивающих сокращение (снижение) уровня загрязнения водных ресурсов.

В третьем разделе установлены размеры ущербов до проведения, и после проведения природоохранных мероприятий в соответствии с государственными планами.

Геологические ресурсы углеводородов региона составляют порядка 25,8 млрд. т, извлекаемые ресурсы нефти оцениваются 8,8 млрд. т, газа - свыше 2 трлн. куб.м. Основные запасы нефти приходится на месторождение Тенгиз и на шельф Каспийского моря, что составляет примерно половину от суммы доказанных запасов и ресурсов по всему Казахстану.

Общее количество объемов добычи нефти предполагается довести до 140 млн. т нефти в год, рисунок 1. Добыча нефти и нефтепродуктов в Каспии за последние 10 лет выросла почти в 4 раза.

 Рисунок 1-Фактические и предполагаемые объем добычи нефти в Казахстанском секторе-15

Рисунок 1-Фактические и предполагаемые объем добычи нефти в Казахстанском секторе Каспийского региона

Поэтому концентрации загрязняющих веществ значительно повысились, рисунок 2. Нормативы ПДК, в Волго-Каспийском бассейне превышают в 10-100 раз. Воды Каспийского моря загрязняются также

выбросами в атмосферный воздух серных соединений Астраханского газоконденсатного комплекса. Это в свою очередь приводит к кислотным дождям, тем самым изменяется показатель рН воды, что пагубно для ряда гидробионтов.

 Рисунок 2-Концентрации загрязняющих веществ с учетом принимаемых природоохранных-17

Рисунок 2-Концентрации загрязняющих веществ с учетом принимаемых природоохранных мероприятий в Казахстанском секторе Каспийского региона на 2015 год

Наиболее опасным является химическое загрязнение, которое характеризуется высоким содержанием нефтяных углеводородов, хлорорганических соединений, тяжелых металлов и радионуклидов. На данное время, средняя концентрация нефтяных углеводородов в Каспии в 1,5-2 раза превышает норму ПДК, для рыбохозяйственных водоемов.

В Восточной части моря, экологическая ситуация осложняется еще и тем, что нефть здесь по составу высокосернистая, с большим содержанием меркаптанов, требующая специальной очистки перед трубопроводным транзитом. Попадание ее в море грозит серьезными экологическими осложнениями. А тяжелые пластовые условия добычи нефти (высокие температуры и давления) требуют не только значительных дополнительных расходов на безаварийную эксплуатацию, но и соблюдения весьма жестких экологических стандартов при разведке и добыче нефти. С 1978 г. Каспий находится в трансгрессивной стадии. Сгонно-нагонные явления периодически усиливают загрязнение моря, смывая «прибрежную грязь».

Анализ качества воды Каспийского моря на перспективный период показывает, что предотвратить прогрессирующий уровень его загрязнения не удается. В основу разработки научно-методических разработок приняты предпосылка о том, что уровень загрязнения моря, не должен превышать его самоочищающейся способности.

Тогда, общая концентрация нефтепродуктов поступающих в воду Каспийского моря, представляется, как:

( )п = ( )п + ()п + ( )п+ (G)п = ()п+ 0,40 ()п, (4)

где: – к расшифровкам приведенным в формуле (2), индекс «п» означает, что это относится к поступающим веществам.

Тогда, самоочищающаяся способность самого моря ( с учетом разбавления) (С)

С = ( )п - , (5)

где ( )п - общая концентрация загрязняющих веществ (нефтепродуктов) поступающих в воду Каспийского моря (потенциальная возможность загрязнения воды моря в сумме от всех видов источников загрязнений, учитывающих каждого из видов загрязняющих веществ);

- фактический уровень загрязнения воды Каспиийского моря.

На перспективный период (на 2015 год), сегодняшний уровень (2005 год) загрязнения, увеличится почти в 6 раз, пропорционально объему добычи нефти. Например, объем добычи нефти в 2005 году был – 24 млн.т. На 2015 год объем добычи нефти планируется довести до 140 млн.т. То есть, нефтедобыча возрастет почти в 6 раз.

Суммарное загрязнение будет еще больше, так как загрязняющих веществ встречаются более 1000 химических соединений, включая и токсичные.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 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.