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 |

Эколого-географический анализ и оценка гидроэкологического риска на территории восточного донбасса в связи с реструктуризацией угольной промышленности

-- [ Страница 1 ] --

на правах рукописи

Гибков Евгений Викторович

ЭКОЛОГО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ГИДРОЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА НА ТЕРРИТОРИИ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА В СВЯЗИ С РЕСТРУКТУРИЗАЦИЕЙ УГОЛЬНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

специальность 25.00.36 – Геоэкология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук

Ростов-на-Дону

2011

Работа выполнена на кафедре геоэкологии и прикладной геохимии ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор, зав. кафедрой геоэкологии и прикладной геохимии Южного Федерального Университета Закруткин Владимир Евгеньевич
Официальные оппоненты: доктор географических наук, доцент, зав. кафедрой общей географии, краеведения и туризма Южного Федерального Университета Ивлиева Ольга Васильевна
кандидат географических наук, ведущий научный сотрудник ГУ Гидрохимический институт Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Емельянова Валентина Петровна
Ведущая организация: Институт аридных зон ЮНЦ РАН, г. Ростов-на-Дону

Защита состоится «27» декабря 2011 г. в 12.00 на заседании диссертационного совета Д 212.208.12 при ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 40, геолого-географический факультет, ауд. 201.

С диссертацией можно ознакомиться в зональной научной библиотеке ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» по адресу: 344090, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148.

Автореферат разослан 27 ноября 2011г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

кандидат географических наук, доцент Т.А. Смагина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Восточный Донбасс располагается на западе Ростовской области и охватывает территории Белокалитвенского, Красносулинского, Октябрьского, Каменского и Родионово-Несветайского административных районов. На протяжении многих лет он является одним из наиболее проблемных в экологическом отношении регионов Российской Федерации. Природный комплекс здесь подвергается интенсивному техногенному воздействию. Основной вклад в осложнение экологической ситуации вносят предприятия угольной промышленности. Начавшаяся в 90-е годы реструктуризация угледобывающей отрасли, основу которой составляет ликвидация нерентабельных шахт, заметно усилила негативные явления.

Ликвидация шахт на территории Восточного Донбасса привела к возникновению и развитию значительного количества негативных последствий. Основные проблемы связаны с подъемом уровня подземных вод, подтоплением и заболачиванием территории, ухудшением качества воды поверхностных и подземных водных объектов, выделением из выработок токсичных и взрывоопасных газов, активизацией микросейсмических явлений. Геоэкологические проблемы Восточного Донбасса, в том числе в связи с реструктуризацией угольной промышленности рассматривались многими исследователями (Кушнарев, Хаванский, Приваленко, 1996; Хаванский и др., 2000; Закруткин и др., 2000; Никаноров, Страдомская, Иваник 2002; Глазовский, Закруткин и др., 2003; Гавришин, Климова 2003; Никаноров, 2004; Приваленко и др. 2004; Приваленко 2005; Мохов, 2005; Федоров, Рылов, 2006; Гавришин, Корадини, 2009; Закруткин, Иваник, Гибков, 2010). Вместе с тем, необходимо признать, что изученность состояния речных вод региона до сих пор остается на низком уровне. Хотя среди перечисленных экологических проблем именно ухудшение гидроэкологической обстановки заслуживает особого внимания. Дело в том, что ликвидация выработанных шахт преимущественно «мокрым способом» сопровождается извлечением на дневную поверхность и сбросом в поверхностные водные объекты значительных объемов техногенно измененных подземных (шахтных) вод. По сравнению с исходными, подземными шахтные воды более минерализованы за счет высоких концентраций сульфатов, а также содержат повышенное количество железа, марганца и алюминия. При этом, как выяснилось (Гавришин, 2001; Мохов, 2005; Закруткин, Скляренко, Гибков, 2011) наиболее высокой степенью минерализации характеризуются шахтные воды ликвидируемых шахт.

Важно отметить, что наибольшее воздействие испытывают малые реки Восточного Донбасса. Многие из них утратили свои природные функции, происходит массовая гибель зоо- и фитопланктона, стало невозможным использование поверхностных вод не только для питьевых нужд населения, но и водопоя скота, полива и других хозяйственных целей. В этой связи выявление основных источников поступления загрязняющих веществ в реки, оценка степени загрязненности поверхностных водотоков, находящихся под влиянием ликвидированных шахт и районирования территории Восточного Донбасса по степени остроты гидроэкологического риска является задачей первостепенной важности.

Целью работы является выявление пространственно-временных закономерностей изменения гидроэкологической ситуации в Восточном Донбассе в связи с реструктуризацией угледобывающей промышленности.

Поставленная цель предопределила необходимость решения следующих задач:

  • провести анализ и обобщение данных об основных источниках формирования химического состава речных вод Восточного Донбасса;
  • дать оценку качества речных вод Восточного Донбасса на современном этапе;
  • оценить влияние реструктуризации угольной промышленности на современную гидроэкологическую ситуацию в Восточном Донбассе;
  • дать пространственно-временной анализ гидроэкологического риска на территории Восточного Донбасса в связи с реструктуризацией угольной промышленности.

Объект и предмет исследований. Основными объектами исследований являются реки Восточного Донбасса, испытывающих сильное антропогенное воздействие, в том числе предприятий угледобывающей промышленности. К предмету исследований относится эколого-географический анализ и оценка гидроэкологического риска в связи с ликвидацией нерентабельных угольных шахт.

Научная новизна работы заключается в следующем:

  • выявлены и систематизированы природные и антропогенные источники формирования химического состава речной воды для всей территории Восточного Донбасса;
  • определено качество речных вод Восточного Донбасса на современном этапе;
  • оценено влияние реструктуризации угольной промышленности на гидроэкологическую ситуацию в Восточном Донбассе на современном этапе и за весь период ее проведения;
  • впервые проведено районирование территории Восточного Донбасса по степени остроты гидроэкологического риска.

Практическая значимость работы. Полученные результаты обеспечивают геоэкологическую оценку и прогноз состояния малых рек в условиях техногенного воздействия при ликвидации нерентабельных шахт и могут служить основой при определении приоритетности водоохранных мероприятий и подготовке программ по оздоровлению окружающей среды в Восточном Донбассе.

Материалы и методы исследований. Фактический материал исследований был получен автором в ходе работ по геоэкологической оценки территории Восточного Донбасса в связи с реструктуризацией угледобывающей промышленности, проводимых на протяжении последних лет коллективом кафедры геоэкологии и прикладной геохимии ЮФУ под руководством профессора В.Е. Закруткина. Наряду с результатами собственных исследований, в диссертации использовались данные Центра социально-экологического мониторинга Восточного Донбасса (г. Шахты) по состоянию речных и шахтных вод. Также в диссертации были обобщены и проанализированы публикации, касающиеся источников формирования химического состава речных вод в регионе, особенностей влияния реструктуризации угледобывающей отрасли на окружающую среду, методик оценки качества речных вод и проведению гидроэкологического районирования.

Статистической обработке подвергнуто 3840 проб речной воды с анализом рН, концентрации растворенного в воде кислорода, главных ионов, сумма ионов (по сухому остатку), концентрации соединений 13 металлов (Feобщ, Al, Be, Co, Cr, Cd, Li, Mn, Cu, Ni, Pb, Sr, Zn), в том числе 40 для выявления фоновых значений химического состава речных вод и 26 для проведения оценки методами биотестирования.

Основой работы являлся системный подход, ориентированный на комплексную оценку объектов исследования. Он был реализован с помощью метода комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям, разработанного сотрудниками Гидрохимического института Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды В.П. Емельяновой и Е.Е. Лобченко (Методика…, 2004). В сравнении с традиционным показателем загрязнения воды (ИЗВ) данный подход позволяет дать более объективную оценку качества поверхностных вод, поскольку учитывает не только отношение отдельных элементов и соединений к их предельно-допустимым значениям, но и частоту повторяемости ПДК и оценку комплексности загрязнения. Наряду с этим, применялись следующие методы исследований: статистический, картографический, сравнительно-географический и балльных оценок. При составлении картосхем использовались возможности графических пакетов Corel DRAW 13, Golden Surfer 8, Microsoft SQL Server.

Личный вклад автора выразился в непосредственном участии на всех этапах исследований при планировании работ, сборе и обобщении статистической и литературной информации, оценке объемов поступления загрязняющих веществ в речную сеть, оценке влияния реструктуризации на качество речных вод, определении уровня загрязненности рек Восточного Донбасса, составлении карт районирования по степени остроты гидроэкологического риска.

Соответствие диссертации паспорту специальности. Тема диссертационной работы соответствует паспорту специальности 25.00.36 -«Геоэкология», так как изучение динамики компонентов природного комплекса в условиях антропогенного воздействия в результате реструктуризации угольных шахт входит в круг задач геоэкологии. Проведены исследования по следующим направлениям в отрасли «Науки о Земле»: 1) п.1.8. «Природная среда и геоиндикаторы ее изменения под влиянием урбанизации и хозяйственной деятельности человека», п. 1.9 Оценка состояния, изменения и управления современными ландшафтами, п. 1.13. «Динамика, механизм, факторы и закономерности развития опасных техноприродных процессов, прогноз их развития, оценка опасности и риска…».

Основные защищаемые положения:

1. Техногенные воды ликвидируемых нерентабельных шахт являются одним из основных источников загрязнения поверхностных вод Восточного Донбасса. Их доля в общем объеме загрязняющих веществ, поступающих в речную сеть, варьирует от 21% в бассейне Северского Донца до 48% в бассейне Тузлова.

2. По степени загрязненности вода рек Восточного Донбасса соответствует 4 и 5 классам – «очень грязная» и «экстремально грязная». При этом реки бассейна р. Тузлов характеризуются наихудшим качеством воды.

3. Реструктуризация угольной промышленности и связанная с ней ликвидация нерентабельных угольных шахт заметно ухудшают и без того напряженную гидроэкологическую обстановку в Восточном Донбассе, в результате чего за последние десять лет произошел переход качества речных вод из класса «грязная» в классы «очень грязная» и «экстремально грязная».

4. В пределах Восточного Донбасса выделены районы, соответствующие четырем уровням гидроэкологического риска – среднему, высокому, очень высокому и экстремально высокому. При этом на большей его части (около 75% территории) отмечается высокий – экстремально высокий риск, а значит и большая вероятность ущерба здоровью населения при использовании речной воды в хозяйственных и питьевых целях.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты исследований докладывались автором на конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Белгород, 2010 г.), на Международной научной конференции «Современные проблемы водной токсикологии (Петрозаводск, 2011 г.), на Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северного Кавказа» (Грозный, 2011 г.) и публиковались в научных изданиях, рекомендованных ВАКом – «Известия Российской Академии наук. Серия географическая», «Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки». Всего по теме диссертации опубликовано 11 печатных работ.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Общим объем составляет 152 страницы. Текст сопровождается 29 рисунками и 36 таблицами. Список использованной литературы включает 154 наименования.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность и благодарность своему научному руководителю д.г-м.н., профессору В.Е. Закруткину за конструктивную критику и помощь в написании работы. В процессе выполнения исследований автор пользовался советами и рекомендациями к.г.н., доцента Д.Ю. Шишкиной, которой автор также выражает свою признательность.

Автор благодарен за консультации сотрудникам Гидрохимического института (ГХИ) Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды к.г.н. В.М. Иваник, д.б.н. Е.Н. Бакаевой и к.х.н. Л.М. Предеиной.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведена характеристика природных условий Восточного Донбасса и их роль в формировании химического состава речных вод.

В геологическом строении на территории Восточного Донбасса выделяются две основные части – северная и южная. Северная часть располагается в наиболее приподнятой части области – Донецком кряже, который соответствует бассейну р. Северский Донец. На данной территории преобладают выходы пород каменноугольного возраста (около 74%). Это в основном песчаники, алевролиты и аргиллиты с прослоями известняка и углей. Аллювиальные пески неогена составляют 16%, а песчаники палеогенового возраста – 10% от общей площади водосбора.

Южная часть Восточного Донбасса, соответствующая бассейну р. Тузлов, занимает значительно меньшую территорию и характеризуется однородным геологическим строением. Наиболее древними породами, выходящими на поверхность в верховьях рек, являются породы среднего карбона. Выходы каменноугольных пород, представленных преимущественно известняками и песчаниками занимают около 18% площади бассейна р. Тузлов. Наибольшая же площадь (до 60%) занята морскими отложениями неогена (в основном известняки-ракушечники с прослоями песка и глины). Площадь выходов аллювиальных песков неогенового и палеогенового возраста составляет около 22%.

В естественных условиях дренируемые горные породы оказывают, как известно, существенное влияние на формирование химического состава речных вод. С учетом распространенности основных литотипов и их геохимических особенностей были определены средние для каждого из бассейнов содержания макро- и микрокомпонентов в горных породах (табл. 1, 2).

Таблица 1

Среднее содержание основных породообразующих элементов в горных породах бассейнов рек Сев. Донец и Тузлов, г/т (по Логвиненко, 1968)

Бассейн SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO SO2 CO2 Na2O K2O
Сев. Донец 52,64 6,52 2,26 17,35 0,84 4,11 14,91 1,00 0,86
Тузлов 31,15 4,73 2,63 31,71 0,75 2,20 27,80 0,49 0,42

Таблица 2

Среднее содержание микроэлементов в горных породах бассейнов рек Сев. Донец и Тузлов, г/т (по Черненко, Зеленщиков, Радеева, 2000)

Бассейн Be Cr Cd Co Li Mn Cu Ni Pb Sr Zn
Сев.Донец 0,00029 0,0058 0,0016 0,011 0,010 0,31 0,029 0,019 0,013 0,44 0,048
Тузлов 0,00052 0,0085 0,0018 0,017 0,020 0,57 0,048 0,025 0,012 0,26 0,017


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.