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 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

Хозяйственно-питьевоговодопользования в верхнем и среднемприобье

-- [ Страница 5 ] --

Окончательный выбортехнологии делается только послеэкспериментальных исследований вусловиях, максимально приближенных креальным. Технологические изысканияпозволяют окончательно скорректироватьсостав оборудования и уточнить рабочиережимы, что рассмотрено в 4главе.

В главе 2 такжевыполнена оценка эффективности идостаточности существующей системыконтроля качества природных вод исоответствие ее задачам экологическойбезопасности хозяйственно-питьевоговодопользования. Действующие нормативныедокументы (СанПиНы, ISO, ГОСТы) содержат рядметодик, использование которых возможнотолько в крупных специализированныхлабораториях. Показано, что низкийуровень оснащения большинствахимико-аналитических лабораторий службЖКХ современным оборудованием,недостаточное финансирование,ведомственная разобщенность непозволяет обеспечивать необходимойинформацией все уровни водохозяйственнойсистемы.

В 3 главеданы комплексная оценкатехногенного воздействия на природныеводы региона и прогноз их состояния,охарактеризованы опасности и рискизагрязнения подземных вод.

В соответствии сопределением ВОЗ, загрязненными считаютсяводы, "измененные по составу или условиямпрямо или косвенно в результатедеятельности человека так, что они сталинепригодными или малопригодными длякакой-либо одной или всех функций и целей,которым эти воды служили в их естественномсостоянии". С этой точки зрения природныеводы Верхнего Приобья, не подверженныетехногенному воздействию, но имеющиевысокое содержание железа, марганца,органических веществ, кремния, болееправильно считать не загрязненными, анекондиционными. Вместе с тем наурбанизированных территориях техногенноевоздействие изменяет природныемиграционные формы растворенных в водевеществ. Например, гумусовые вещества,образуя фульватные и гуматные комплексныесоединения с тяжелыми металлами,способствуют их распространению.

Оценка происходящих вприродных водах изменений – комплекснаязадача. Источником загрязнения природных водявляются как природные, так и техногенныефакторы:особенности формирования геохимическогооблика подземных вод в условиях высокогосодержания растворенных органическихвеществ гумусового происхождения;режим эксплуатации скважин подземныхводозаборов; сброс недостаточно илисовсем неочищенных стоков на рельеф и вповерхностные водоемы; аэрозольныевыпадения; неконтролируемая вырубка лесови связанныйс ней комплекс негативных последствий ит.д.

Наиболее изученным являетсяразвитие техногенеза – техники итехнологии эксплуатации водных ресурсов в отношенииповерхностных вод как частиэкономико-географической среды[Кошелевский, 1968]. Показано сопряженное стехникой развитие экономико-географической среды напримерах созданных человекомводохранилищ, плотин гидростанций итехнических возможностей гидроузлов[Карлович, 2002]. Гораздо в меньшей степениисследуетсяподземная гидросфера, менее доступная дляпроведения экспериментов и анализов, иобладающаяболее продолжительным временем отклика на внешнеевозмущение.

Наличие в севернойчасти региона мощного нефтегазовогокомплекса (НГК) обусловливает существенноеантропогенное воздействие на природную, втом числе водную среду. Подсистемы НГКвключают нефтяные и газовые скважины,скважины для забора артезианской исеноманской воды, сооружения для забораповерхностных вод, механизмы для добычипеска и гравия, внутри- и межпромысловыекоммуникации (нефте- и газопроводы,водоводы), автомобильный, водный иавиационный транспорт. В другие подсистемывходят установки по подготовке нефти игаза, нефтеперерабатывающие заводы,газокомпрессорные станции, источникивыбросов в атмосферу, системы канализациии закачки производственных стоков в пласт,очистные сооружения полигоны отходов и т.д. Воздействие НГК на природную средумногообразно. Наиболее существенныеизменения в состоянии природных водпроисходят под действием прямого изъятияресурсов (нефти, газа, газоконденсата,сеноманских, поверхностных и артезианскихвод); в результате использования ресурсов(водных, земельных растительных ресурсов);из-за поступления загрязнений в окружающуюсреду (выбросов в атмосферу, сбросов вводоемы и на рельеф, закачки сточных вод вподземные горизонты, отходов,электромагнитного излучения и др.); из-заизменения рельефа и ландшафта.

Нефтегазовый комплексоказывает негативное воздействие нагеоэкологическую обстановку на всех этапах своегофункционирования. Поверхностные иподземные воды при этом наиболее уязвимы.Загрязнение природных вод происходит припоисково-разведочных работах, приразработке месторождений, транспортировкеи переработке углеводородов. Источникамизагрязнения являются скважины различногоназначения, наземные сооружения (накопителипромотходов, нефтехранилища, хранилищабуровых растворов, химреактивов и т.д.).Загрязнениеподземных вод может быть значительным дажепри соблюдении технологий проведенияработ. При некачественной проводке скважини изоляцииотдельных интервалов разреза нередкопроисходит нарушение сплошностиосадочногочехла, сопровождающееся затрубными,заколонными и межколонными перетоками подземных вод,нефти и газа. Все это приводит кзагрязнению водоносных горизонтов, формированиютехногенных залежей с избыточнымидавлениями, к поверхностным нефтегазопроявлениям.Нарушается способность природных вод ксамоочищению.

С развитием лесной идеревообрабатывающей отраслей в регионесвязаны нарушение естественногоинфильтрационного питания, истощениересурсов подземных вод. Гниющие древесныеотходы –источник фенолов и других органическихзагрязнителей воды.

Органические вещества–загрязнители окружающей средывырабатываются и преобразуютсямикроорганизами (бактериями, грибами,простейшими и т.п.). Поскольку врассматриваемой гумидной зоне воды весьмаслабо минерализованы, холодны, бедныазотом и фосфором, содержат незначительноеколичество сульфатов, то деятельностьанаэробных деструкторов в ненарушенныхусловиях угнетена.

По берегам рек Томь,Чулым, Кеть, Парабель, Тым, Васюган и ихпритоков расположены наиболее крупныенаселенные пункты, в которых проживаетосновная часть населения и сосредоточеныпроизводственные объекты. Практическинигде в сельской местности и небольшихгородах Томской и соседних областей необеспечивается должная очисткапромышленных и хозяйственно-бытовыхсточных вод. Зачастую сточные водысбрасываются в водные объекты или нарельеф вообще без всякой очистки. Этообусловило неблагополучное санитарноесостояния рек. Неочищенныесельскохозяйственные и бытовые сточныеводы несут серьезную угрозубактериального загрязнения верхних слоевпочв, пород и контактирующих с ними вод. Вместах развития интенсивногоживотноводства (преимущественно на югетерритории) в поверхностные водоемы,водотоки и подземные воды попадаетизбыточное количество соединений азота.Механизм формирования загрязненияподземных вод соединениями азота связан спроцессами биохимической трансформации ипереноса их в системе "растения – почвы - породы зоныаэрации - подземные воды". Ведущая рольпринадлежит процессам денитрификации вподземных водах как естественногомеханизма очистки от нитратов. Р. Томь,Иртыш, Ишим, Тобол интенсивно загрязняютсясбросами бытовых и промышленных сточныхвод. В результате недостаточной очисткисточных вод на действующих сооруженияхпромышленных предприятий в реку с сотнямимиллионов кубических метров стоковсбрасываются сотни тысяч тонн различныхантропогенных загрязнителей, в том числетоксичных веществ.

Существует такжепроблема незатампонированных неучтенных иброшенных скважин, численность которыхопределена не точно.

При продолженииактивного освоения территорий вблизинаселенных пунктов происходит вырубкалесов и массовая застройка территорийводоохранных зон и зон санитарной охраныпрактически на всех водоисточниках. Этоведет к снижению самоочищающейспособности рек, озер и ухудшению качестваводы на водозаборах.

На геоэкологическуюбезопасность подземных вод вКемеровской области прямо или косвенновлияют водохозяйственные системы исооружения, общее число которых составляетоколо 4000. К таким объектамгидротехнического назначения относятсяоколо 1000 водозаборных и сбросныхсооружений, около 3000 водохранилищ, прудов изапруд, около 100 накопителей жидкихотходов (гидроотвалы, гидрозолоотвалы,шламонакопители, отстойники,хвостохранилища) с напорнымигидротехническими сооружениями.Обследование поднадзорных МПР РФгидротехнических сооружений, показало, чтона 01.01.05 состояние многих из них являетсякритическим. Практически всесооружения построены из грунтовых икаменно-грунтовых материалов, во многихслучаях без проектной документации, сне установленным качеством работ. Срокэксплуатации таких сооружений (30 лет)истек, поэтому существует угрозавозникновения чрезвычайных ситуаций.

Шахты, карьеры, горные выработки,отвалы пустых пород, участки водозаборныхсооружений,хвостохранилища, пруды-накопителидренажных вод, сооружения хозяйственно-питьевогоназначения являются объектами воздействиятехногенеза на природную среду.

Паводки представляютугрозу не только затоплениемурбанизированных территорий, но икосвенно - нарушением систем водоснабженияи канализации. Отсутствие питьевой воды припаводковых ситуациях усугубляет кризис,создает угрозусанитарно-эпидемиологическойбезопасности. В этой связи важнопредотвратить затопление, чтобы ликвидация егопоследствий не оказалась по затратамслишком велика. У водозащитных дамб,прудов, водохранилищ отсутствуютконкретные собственники, нет эксплуатационныхслужб, не финансируются реконструкция иаварийно-восстановительные работы.

Рассмотренный примертипичен для других областейПриобья. От надежности и безопасностигидротехнических сооружений зависитсостояние водоемов, водотоков иместорождений подземных вод.

На территорияхразведанных и подготовленных кэксплуатации месторожденийподземных вод в Кемеровской областиобнаружены особо опасные объектывозможного загрязнения: заброшенныесклады ядохимикатов и минеральныхудобрений, захоронения животных, павших отсибирской язвы, скотомогильники(действующие и законсервированные).Установлены также участки горных работ:шахты, отвалы, карьеры, отстойники ит.д.

Ликвидация шахт путеместественного затопления влечет засобой подтопление прилегающихтерриторий и загрязнение подземных вод.В шахтных водах из-за постепенногоразложения деревянных частей крепи,органических веществ, входящих всостав горных пород формируетсявосстановительная обстановка(значительные отрицательные значения Еh). Вэтих условиях благодаря деятельностианаэробных бактерий и протеканию сложныххимических взаимодействий из горных породв воду переходят железо, марганец,образуется сероводород. В постоянноизменяющейся реакционной среде, которуюпредставляет собой шахтная вода,непрерывно происходят процессы,результатом которых является повышениесодержания в воде разнообразныхнеорганических и органических веществ. Этоиллюстрируют примеры загрязненияповерхностных вод шахтными водами. В рекеБунгур ниже сброса шахты вода изкатегории "загрязненная" переходит вкатегорию "чрезвычайно грязная";концентрация сероводорода в сточных водахшахты "Орджоникидзе" повышается в 7раз.

При использованииподземных вод для водоснабжения крупныхобъектов наблюдаются осложнения приэксплуатации, связанные с истощениемзапасов и изменением химического состававод.

Томский водозабор,эксплуатирующий подземные водыпалеогенового комплекса, – крупнейший вРоссии, действует с декабря 1973г. Егоразвитие происходило неравномерно, внесколько этапов. Протяженность линийводозабора и его производительностьнарастали за счет ввода в эксплуатациюновых скважин, а частично благодаряувеличению нагрузки на существующиескважины. К 2004г. было пробурено 198 скважин, из них 14– резервные,184 эксплуатационные, что позволяетполучать 230000 м3 воды в сутки.

По данным ОГУП ТЦ"Томскгеомониторинг" максимальныепонижения пьезометрических уровнейсоставили в 1999г. для палеогеновоговодоносного комплекса 15м, а длянеоген-четвертичного – 9,7м.

Снижение уровняподземных вод эксплуатируемого горизонтаи формирование обширной депрессионной воронки взоне влияния водозабора привели кусилению перетока подземных вод сверху, изчетвертичных отложений, что повлеклообразование депрессионной воронки, повторяющей поформе основную, но меньшей по площади. В2004г. максимальная многолетняя сработкауровня подземных вод четвертичныхотложений наI и Ш линияхводозабора составила соответственно 6,0 и 1,7м, в южной части П линии - 4 м.

Снижение напоровпалеогеновых вод активизировало подток изнижележащих меловых отложений, обладающих болеевысокими гидростатическими напорами.Это проявляется в повышении содержанияхлоридов в воде из скважин Ш очередиводозабора. В отдельных пробах в 1990-1997гг. намизафиксированы концентрации иона Сl-,превышающие 350 мг/дм3 (рис.4). В 2004г. эксплуатацияскважин, в которых наблюдались повышенныезначения минерализации (1190-1110 мг/дм3), жесткости (7,2ммоль/дм3),хлоридов (450-480 мг/дм3) была ограничена по времени, они работали в2004г. только 4 мес.

Рис. 4. Изменениесодержания хлоридов на северном участкеТомского водозабора (скв. 151)

В воде ряда скважин вюжной части междуречья (I очередь)повысились концентрации аммонийного инитратного азота (в 1,5-5 раз). По некоторымскважинам наблюдается увеличениесодержания железа, органических веществ(рис.5.6). Если в период разведки Томскогоместорождения (1960-1970-е гг.) содержаниежелеза составляло от 3 до 10 мг/дм3, то сегодняшниезначения достигают 2…18 мг/дм3.

В целом качестводобываемых подземных вод остается впределах нормативных значений, превышениеПДК наблюдается только для железа,марганца, кремния, фтора. Процессызагрязнения имеют очаговый характер,причины их разнообразны. Водынеоген-четвртичных отложенийзагрязняются аммонийным и нитратнымазотом, сульфатами в районах с интенсивнойсельскохозяйственной деятельностью.Сульфаты могут превышать фоновые значенияиз-за атмосферных выпадений продуктовгорения топлива котельных, работающих наугле и жидком топливе; газовые выбросыавтомобильного транспорта привносят своиингредиенты. Вблизи населенных пунктовпрослеживается общее загрязнение водчетвертичного горизонта компонентами,поступающими со стороны жидких и твердыхкоммунально-бытовых отходов.

.

Рис. 6.Изменение средних значений перманганатнойокисляемости в подземной водеТомскоговодозабора:1 (•) – скважины 24 –56; 2 () – скважины 120 – 127; 3 () – скважины 150 – 163

Интенсивнаяэксплуатация Томского водозабора за болеечем 30 лет повлияла на геоэкологическиеусловия территории Обь-Томскогомеждуречья. Изменился водный режимболот, заболоченных лесов, неглубокиезабивные скважины и колодцы в южной частитерритории стали безводными, обмелело оз.Песчаное, наблюдаются процессы обсыхания иускоренной минерализации торфов,изменяется состав растительности.

Радиационнаябезопасность водопользования в регионесвязана с такими факторами, какатмосферные выпадения после ядерныхиспытаний на Семипалатинском полигоне,внештатные ситуации на объектахядерно-технологического цикла наСибирском химическом комбинате (г. Томск),на ПО "Химконцентрат" (г.Новосибирск).

Сибирский химический комбинат– крупнейшийядерно-технологический объект в России.Несмотря на высокий уровень безопасностииспользуемых технологий, нельзя нерассматривать риски загрязнениярадионуклидами в случае внештатныхситуаций или террористических актов. Запериод функционирования СХК произошлоболее 30 аварийных инцидентов, из которых 5квалифицируются как серьезныепроисшествия (по международной шкалесобытий на атомных станциях).

Потенциальноэкологически опасными объектами здесьявляются площадки наземного и подземногохранения жидких радиоактивныхотходов (ЖРАО) Сибирского химического комбината. В песчаныепласты-коллекторы на глубинах 300-325, 350-400 и280-300 м произведена закачка около 40 млн.м3 ЖРАО собщей активностью более 400 млн. Кюри.

Рис. 7. Принципыформирования экологической стратегииразвития водопотребления в бассейне р.Обь

Припроектировании этих объектовисключалась возможность межпластовыхперетоков водных масс, т.е. предполагаласьполная изоляция водоупорами пластов– коллекторовЖРАО от вышележащего палеогеновоговодоносного горизонта. Буфером междугоризонтами закачки и эксплуатируемымгоризонтом служит горизонт верхнемеловыхотложений. В результате интенсивноговодоотбора (более 290 тыс. кубометров в суткиТомским и Северскими водозаборами) инеравномерной нагрузки на разныеучастки к настоящему времени сложиласьдепрессионная воронка, под влияниемкоторой естественное направлениеподземных вод ориентировано в сторонуводозаборов.

В этой ситуацииобъективная оценка степениэкологического риска и выработка путиего минимизации возможна только приодновременном рассмотрениигидродинамических и гидрогеохимическихпроцессов, с учетом особенностейстроения, условий питания, взаимосвязивсех водоносных пластов.

В наиболее общем видеможно охарактеризовать комплексэколого-гидрогеохимических факторов ипроцессов, прямо и косвенно связанных сэксплуатацией водозаборов, следующимобразом: формирование депрессионныхворонок; осушение горных пород; изменениеприродных ландшафтов; пересыханиеповерхностных водотоков и водоемов;осушение болот; оседание и деформацияповерхности; интенсификация перетоков.Обоснована необходимость повышения уровнягеоэкологической безопасности (ГЭБ)водохозяйственной деятельности какодной из задач устойчивого развития, чтосоответствует цели и задачам, поставленнымв диссертационной работе. На рис.7 намипоказаны стратегические направления,обеспечивающие ГЭБ.

Глава 4посвящена разработанным технологиям итехническим средствам повышенияэффективности использования подземных водв Приобье с учетом региональныхособенностей их химического состава.Показана общность физико-химическихпроцессов, протекающих в природныхусловиях при самоочищении воды и тех,которые создаются при очистке природныхвод. На этой основе рассматриваютсяфизико-химические закономерности удалениясоединений железа, марганца иорганического углерода (нефтепродуктов,фенолов, гуматов и фульватов) в процессахокисления, осаждения, сорбции,фильтрования при водоподготовке.

Наиболеераспространенные на исследуемойтерритории традиционные технологииочистки воды на основе упрощенной аэрациии фильтрования через зернистые материалы(песок) и обеззараживание хлорированием непозволяют эффективно удалять весь рядуказанных региональных загрязнителей, таккак не рассчитаны на сложный составзагрязняющих веществ.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 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.