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 |

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

-- [ Страница 2 ] --

Как видно из представленных данных, содержание большинства микроэлементов в горных породах бассейна р. Тузлов выше, чем в породах – Северского Донца. Поэтому можно ожидать, что в условиях естественного фона, воды рек бассейна Тузлова будут в большей степени обогащены этими элементами, чем речные воды бассейна Северского Донца.

Геоморфологическое строение Характеризуемая территория расположена в пределах двух геоморфологических провинций (Доно-Донецкая и Азово-Кубанская). В пределах Доно-Донецкой геоморфологической провинции речные долины хорошо разработаны, четко выражены поймы и надпойменные террасы. Все реки здесь являются притоками Северского Донца – Кундрючья, Глубокая, Калитва, Большая Каменка. Их характерными особенностями являются значительная извилистость русел, непостоянная глубина и ширина, а также асимметричное положение берегов. Большинство рек отличается малой водностью, исключением являются реки Калитва и Кундрючья (см. табл. 4).

Азово-Кубанская геоморфологическая провинция, располагается к югу от открытой части Донбасса. Речная сеть представлена р.Тузлов и его притоками – Б.Несветай, Грушевкой с Аютой, Кадамовка (см.табл. 4.) Все реки берут начало на Донецком кряже, имеют субмеридиональное простирание и характеризуются малым расходом воды по данным наблюдательных створов.

В сравнении с бассейном Северского Донца реки Азово-Кубанской геоморфологической провинции в еще большей степени отличаются слабой разбавляющей способностью. Только р. Тузлов можно отнести к водотоку со средним уровнем водности.

Сильная расчлененность местности способствует дренированию горных пород, что может оказать значительное влияние на формирование химического состава рек. При этом особенности рельефа создают условия для формирования рек с малым расходом воды и слабой разбавляющей способностью. В результате этого при сильном антропогенном воздействии может произойти значительное ухудшение качества поверхностных вод.

Климатические условия в пределах изучаемой территории являются достаточно однородными. Среднемноголетнее количество осадков варьирует от 415 мм/год на севере до 450 мм/год на юге, причем около 70 % осадков выпадает в теплый период года в виде ливневых дождей при низкой относительной влажности воздуха (55-60%). Ландшафты обоих речных бассейнов характеризуются недостаточно жарким летом (сумма активных температур 30280). Засушливость климата, определяемая по коэффициенту увлажнения, меняется от 0,41 до 0,46 при более благоприятном значении в южной части территории.

Почвенный покров. Основным типом почв Восточного Донбасса являются черноземы обыкновенные среднемощные, только в северной части указанной территории они сменяются южными черноземами. Широкомасштабное использование этих земель в сельском хозяйстве способствует развитию процессов эрозии и приводит к увеличению поступления химических веществ в речные воды.

Во второй главе рассматриваются антропогенные источники загрязняющих веществ в речные воды. Поступление веществ в речную сеть связано в основном с сельскохозяйственной деятельностью, коммунально-бытовыми и промышленными стоками предприятий, а также ливневым канализационным стоком. Наряду с этим, для Восточного Донбасса характерным источником загрязнения являются техногенные шахтные воды, объемы поступления которых в поверхностные водотоки резко увеличились после начала реструктуризации угледобывающей промышленности.

В ходе исследования была проведена сравнительная оценка двух бассейнов по вкладам отдельных источников в формирование химического состава речных вод. Общие объемы веществ определялись по одинаковому для всех источников набору компонентов (Na, K, Ca, Mg, Fe, SO4, Cl; Al, Cu, Mn).

При рассмотрении итоговых данных видно (рис. 1), что в пределах двух бассейнов преобладают два основных источника веществ, поступающих в речную сеть – вынос с сельскохозяйственных угодий и техногенные воды ликвидированных угольных шахт. Вклад последних является весьма существенным, особенно в бассейне Тузлова, где на их долю приходится около 50% общего объема загрязняющих веществ.

Рис.1 Структура вкладов основных источников загрязняющих веществ в речную сеть: а) бассейна Сев. Донца; б) бассейна Тузлова

В третьей главе рассматривается современный уровень загрязненности речных вод как отдельными элементами и их соединениями, так и по комплексному показателю – УКИЗВ, который предполагает определение кратности и повторяемости превышения ПДК и оценку комплексности загрязнения.

По итогам комплексной оценки выявлено, что наихудшим качеством отличается вода рек бассейна Тузлова. В створах всех без исключения рек оно оценивается 5-м классом – «экстремально грязная». Из 19 определяемых нормируемых ингредиентов в воде большинства створов 9-12 являются характерными загрязняющими веществами (повторяемость превышений ПДК – 50-100 %), из них 6-9 – критическими (показатели с наиболее высокими значениями ПДК и повторяемостью 80-100%). В число критических входят как макрокомпоненты (сульфаты – во всех створах, ионы натрия и магния – в большинстве створов), так и микрокомпоненты (Feобщ, Al, Mn, Cu).

Вода всех исследуемых рек отличается достаточно высокой комплексностью загрязненности, т.е большим количеством показателей, содержание которых превышает ПДК относительно общего числа нормируемых ингредиентов. Средние значения коэффициента комплексности изменяются в створах рек бассейна Северского Донца в диапазоне 46-56, рек бассейна Тузлова – 44-60.

Несколько ниже загрязненность воды рек бассейна Северского Донца. Качество воды здесь по результатам комплексной оценки варьирует в пределах от 4-го класса разряда «г» – «очень грязная», реже «б» – «грязная», до 5-го класса – «экстремально грязная».

«Экстремально грязная» вода отмечается на всех створах наблюдений рек Большая Каменка, Кундрючья, Большая Гнилуша, а также в устье р. Калитва, «грязная вода» (разряд «б» 4-го класса) – в верховьях рек Малая Каменка и Быстрая, в устье р.Северский Донец. На всех остальных створах рек бассейна Северского Донца вода характеризуется 4-м классом разряда «б» или «в» «очень грязная».

Из числа нормируемых ингредиентов здесь также больше половины (9-12) являются характерными загрязняющими веществами. Число же критических показателей загрязнения (КПЗ) несколько меньше, чем в воде рек бассейна р. Тузлов и составляет обычно 3-6, хотя в воде рек Лихая, Кундрючья, Большая Гнилуша на участках наиболее интенсивно загрязняемых шахтными водами оно достигает 7-8. В их состав, так же, как и в бассейне Тузлова, входят соединения Feобщ, Al, Mn, Cu, из макроэлементов – ионы магния. В большинстве створов характерным критическим показателем загрязнения воды являются сульфаты, в р. Лихая к ним добавляются ионы магния, р. Кундрючья – ионы натрия.

При рассмотрении сезонной динамики химического состава рек Восточного Донбасса отчетливо выделяется сезон весеннего половодья, в период которого для большинства створов характерно минимальное содержание макро- и микрокомпонентов. При этом наилучшим образом сезонная динамика прослеживается в верхних створах малых рек бассейна Тузлова.

Методами биотестирования было проведено исследование токсичности воды с использованием трех тест-объектов: ветвистоусого рачка Daphnia magna, микроводоросли Scenedesmus obliquus и семян редиса Raphanus sativus. Согласно итоговой оценке, включающей реакции всех тест-объектов, вода рек Восточного Донбасса в большинстве случаев (23 из 26) оказывала угнетающее действие на развитие организмов и растений, что наряду с гидрохимическими данными и свидетельствует о крайне неблагоприятной гидроэкологической ситуации в данном регионе.

В четвертой главе рассматривается влияние реструктуризации угледобывающей промышленности на качество речных вод. Оценка характера и степени изменения загрязненности воды рек под влиянием техногенных вод ликвидируемых шахт выполнялась путем сравнения состояния речной воды в контрольных створах, расположенных ниже «куста» ликвидируемых шахт, с состоянием воды в створах тех же рек, но выше зоны влияния данного источника загрязнения.

На рисунке 2 показаны примеры геохимических спектров техногенных шахтных и речных вод двух бассейнов, которые, как видно, в значительной степени симбатны, то есть повторяют друг друга. При этом спектры воды в створах, находящихся ниже сброса шахтных вод, занимают промежуточное положение на графиках, отражая влияние поступающих в реки техногенных вод. Важно подчеркнуть, что с шахтными водами совпадают не только геохимические спектры воды нижнего, но и верхнего створов. Это свидетельствует о существенном влиянии шахтных вод вообще на гидрохимический состав рек Восточного Донбасса.

 Геохимические спектры речных и шахтных вод : а) р. Калитва бассейна Северского-1

Рис.2. Геохимические спектры речных и шахтных вод : а) р. Калитва бассейна Северского Донца, б) р. Кадамовка бассейна Тузлова

Кроме того, для оценки влияния реструктуризации угольной промышленности на гидроэкологическую ситуацию в восточном Донбассе проведен сравнительный анализ степени загрязненности речной воды в период, предшествовавший ликвидации шахт (1988-1992 гг.), и на современном этапе (2007-2009 гг.). С этой целью расчет УКИЗВ для двух временных интервалов выполнен по однотипному набору ингредиентов, как макрокомпонентов, так и микроэлементов. Из полученных данных видно (табл. 3), что состояние загрязненности воды рек Восточного Донбасса за период с начала реструктуризации до современного этапа существенно ухудшилось по всем учтенным в комплексной оценке показателям – УКИЗВ, КПЗ, классу качества воды. В целом для Восточного Донбасса гидроэкологическая ситуация ухудшилась на 27%, что в первую очередь связано с ликвидацией угольных шахт способом затопления. Следует особо отметить появление среди критических показателей загрязненности речных вод на современном этапе соединений Feобщ и Mn, являющихся типоморфными элементами шахтных вод этого региона.

Таблица 3

Показатели загрязненности водных объектов накануне ликвидации (в числителе) и в период ликвидации (в знаменателе) шахт

Река УКИЗВ Изменение УКИЗВ, % КПЗ Класс качества
Б. Каменка 6,84 (+27,7) SO42-, Cu 4-ый «а» очень грязная
8,74 SO42-,Feобщ., Mn, Cu 4-ый «г» очень грязная
Калитва 5,20 (+28,1) Cu 4-ый «а» грязная
6,66 SO42-,Feобщ., Mn, Cu 4-ый «г» очень грязная
Быстрая 6,57 (+19,0) Cu 4-ый «б» грязная
7,82 Mn, Cu 4-ый «а» очень грязная
Кундрючья 6,61 (+45,4) SO42-, Cu 4-ый «а» очень грязная
9,61 SO42-,Feобщ., Mn, Cu 5-ый экстр. грязная
Тузлов 7,69 (+15,2) SO42-, Cu 4-ый «а» очень грязная
8,86 SO42-,Feобщ., Mn, Cu 5-ый экстр. грязная

Однако, анализ изменения качества воды рек в период с 2007 по 2009гг показал, что в бассейне Северского Донца гидроэкологическая ситуация относительно стабилизировалась, о чем свидетельствует незначительное изменении величин УКИЗВ (табл. 4). При этом качество воды всех малых рек, по-прежнему, остается весьма невысоким по степени загрязненности – «очень грязная» и «экстремально грязная». Что касается бассейна Тузлова, то здесь отчетливо проявляется тенденция ухудшения качества воды в малых реках. При этом наиболее значительное (18,1%) изменение произошло с качеством воды в р.Атюхта. Важно подчеркнуть, что если такая тенденция сохранится в будущем, то в ближайшие 10 лет может произойти радикальное (более 50%) ухудшение качества воды в этой реке. Если рассмотреть гидроэкологическую ситуацию в целом по бассейну, то окажется, что по величине УКИЗВ она ухудшилась на 6,5%. Учитывая незначительные вариации значения водности рек за период исследования, можно говорить, что данные изменения обусловлены увеличением объема поступающих в реки загрязняющих веществ, особенно с техногенными шахтными водами ликвидируемых угольных предприятий. При сохранении такой тенденции можно прогнозировать дальнейшее осложнение гидроэкологической ситуации в пределах этого бассейна.

Таблица 4

Изменение значения величин УКИЗВ и расхода воды в бассейнах Северского Донца и Тузлова в 2007-2009 гг.

Река Значение УКИЗВ в створах Расход воды в створе, м3/с
2007 г. 2009 г 2007 г. 2009 г
Бассейн Северского Донца
Большая Каменка 5,91 6,19 (+4,7) 2,45 2,48
Малая Каменка 5,95 5,86 (-1,3) 0,08 0,09
Калитва 5,38 5,32 (-1,5) 12,26 12,19
Лихая 6,41 6,77 (+5,6) 0,38 0,34
Быстрая 6,36 6,26 (-1,7) 1,37 1,29
Кундрючья 6,89 6,75 (-2,1) 5,38 5,46
Большая Гнилуша 7,14 7,21 (+1,0) 0,55 0,61
В среднем для бассейна 6,29 6,32 (+0,7) 3,21 3,22
Бассейн Тузлова
Большой Несветай 6,43 6,97 (+8,3) 0,34 0,38
Малый Несветай 7,12 7,38 (+4,1) 0,19 0,22
Грушевка 6,94 7,22 (+3,8) 1,38 1,45
Аюта 6,54 6,79 (+3,7) 0,40 0,46
Атюхта 7,18 8,48 (+18,1) 0,12 0,13
Кадамовка 7,12 7,36 (+3,3) 0,44 0,47
В среднем для бассейна 6,88 7,36 (+6,5) 0,49 0,51


Pages:     | 1 || 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.