Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

В данной курсовой работе рассмотрена территория предприятия ОАО “Фосфаты”, ведущего разработку Егорьевского месторождения фосфатов, находящегося в Московской области.

Добыча и переработка полезных ископаемых сопровождается накоплением жидких и твердых отходов, загрязняющих земли, поверхностные и подземные воды, что ведет к формированию техногенных ландшафтов. В работе были рассмотрены как техногенные ландшафты, так и природные, составлена карта ландшафтов. Также формируются литохимические и гидрохимические ореолы и потоки загрязнения. Для гидрохимического ореола произведены расчеты коэффициентов контрастности и суммарного загрязнения. Для литохимического ореола на территории сельскохозяйственного освоения, в районе хвостохранилищ отходов рудопромывки и флотации рассчитано превышение фоновых значений. Составлена карта ореолов и потоков загрязнения.

Рассчитаны насыщенности сточных вод по основным загрязняющим компонентам и сделаны выводы о возможности протекания процессов осаждения этих компонентов. Построен литологический разрез территории и гидрохимические профили.



Abstract

In this term paper had been examined the territory of the factory ОАО "Phosphates" leading development of Yegoryevsky deposit of phosphates located in the Moscow region .

Mining and processing of minerals is accompanied by accumulation of liquid and solid waste , polluting land , surface water and groundwater , which leads to the formation of man-made landscapes . In this work have been indentified as man-made landscapes and natural , made ??a map of the landscapes . Also lithogeochemical and hydrochemical haloes and streams of pollution are forming . Made calculations for hydrochemical halo contrast ratio and overall pollution . For lithochemical halo on the territory of agricultural development in the area of ??waste tailings and flotation calculated excess of background values. Made a map of the halos and streams of pollution.

Saturation wastewater main polluting components were calculated and were drawn conclusions about the possible processes of deposition of these components. Lithological section territory and hydrochemical profiles were made.



Оглавление

• Аннотация

Abstract

• 1. Общие сведения о промышленном объекте
• 2. Природные и техногенные ландшафты
• 3. Воздействие горного предприятия на окружающую среду
• 4. Техногенные ореолы и потоки загрязнения
• 4.1 Гидрогеохимические ореолы загрязнения
• 4.2 Литохимические ореолы загрязнения
• 5. Литологический разрез территории и гидрохимический профиль
• 6. Процессы техногенной метаморфизации состава вод и пород
• Список литературы


1. Общие сведения о промышленном объекте

Подмосковное Акционерное общество “Фосфаты” расположено в городе Воскресенске и включает в себя горнопромышленный комплекс по разработке месторождения фосфоритов и их обогащению, производство кормовых обесфторенных фосфатов (ПКОФ), хранилища жидких и твердых отходов (хвостовое хозяйство).

Егорьевское месторождение фосфоритов расположено на юго-востоке Московской области.

Рельеф территории вне зоны техногенных преобразований водно-ледняковый полого-волнистый. Высотное положение определяется отметками 116-16 м. Более чем на 30% территории естественный рельеф нарушен. По территории месторождения протекает р. Натынка (левый приток р. Москва) с площадью водосбора 80,5 км².

Почвенный покров весьма разнообразен. На территориях не подвергшихся техногенному воздействию встречаются подзолистые, дерново-подзолистые и серые почвы, характеризующиеся низким значением рН, малым содержанием органических веществ. На рекультивированных после разработки территориях в качестве искусственных почв наносится глауконитовая супесь, мощностью 25-30см.

В климатическом отношении район расположен в зоне умеренно-континентального климата, под воздействием воздушных масс Арктического и Атлантического бассейнов.

Среднегодовая температура района +3,8⁰С, средняя продолжительность безморозного периода составляет 130 дней, Высота снежного покрова достигает 3м. Преобладают ветры северо-западного направления, при их средней скорости 3,1м/со. Среднегодовое количество выпадающих осадков - 647мм.

Геология: В геологическом строении Егорьевского месторождения фосфоритов принимают участие отложения юры, мела, неогена, антропогена. Продуктивные горизонты связаны с фосфоритовой серией волжского яруса верхней юры, состоящей из двух пластов полезного ископаемого: нижнего - “портланд”, верхнего - “рязань” и залегающего между ними пласта глауконитовых пород. Фосфоритовые пласты залегают на келловей-оксфордских глинах верхней юры, мощностью до 30-35 метров, чёрных, слюдистых, с включением большого числа кальцитовых раковин.

Нижневолжский продуктивный фосфоритовый слой “портланд”, представляет собой плиту, состоящую из желваков фосфоритов, фосфоритовых ядер, кальцитовых ростров белемнитов, сцементированных фосфатно-кальциевым цементом.

Слой “портланд” перекрывается слоем “аквилон”, представленным фосфатизированными тёмно-зелеными глауконитовыми супесями.

Залегающий выше верхнеюрский эксплуатационный слой включает в себя ауцелловый фосфоритный слой серовато-зеленого цвета и фосфоритную плиту чёрного цвета. Мощность слоя “рязань” 0,75-0,90 м. Фосфориты ЕМФ относятся к глауконитовой разновидности низкофосфатных фосфоритовых конкреций, содержащих 10,5-18,5% P₂O₅.

Породы фосфоритовой серии перекрываются отложениями валанжинского яруса нижнего мела, представленными буровато-серыми песчано-глинистыми породами, содержащими железисто-оолитовые зерна фосфоритов и толщей кварцевых слабослюдистых песков, мощностью до 15 м.

Выше залегают невыдержанные по простиранию кварцевые, слабослюдистые пески неогена, перекрывающиеся отложениями антропогена флювиогляциальными и аллювиальными песками, моренными суглинками, болотными отложениями.

В районах карьеров и хвостохранилищ в геологическом разрезе присутствуют техногенные отложения, представленные насыпными и намывными породами.

Насыпные породы образуются в результате складирования в отвалы вскрышных пород.

Намывные породы, являясь отходами обогащения фосфоритовой руды, представляют собой механические примеси и химические осадки, насыщенные концентрированными токсичными растворами, складируются на территории хвостового хозяйства.

Вся промплощадка Егорьевского месторождения занимает площадь 3,72 км². Основными видами производственной деятельности объединения “Фосфаты” является добыча фосфатов, обогащение и переработка их в кормовые обесфторенные фосфаты. По направлению деятельности предприятие делится на производства по добыче и производства по их переработке. Добыча осуществляется открытым способом - карьером, вскрывающим юрский водоносный горизонт, в связи с чем проводятся мероприятия по осушению карьера. Технологическая схема производства представлена на рисунке 1.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Технологическая схема процесса добычи и переработки фосфоритов, а также образования отходов производства.

Наименования объектов, расположенных на промплощадке ОАО «Фосфаты», их номера, согласно инженерно-геологической карте (приложение 1), координаты объектов и их площади указанны в таблице 1.

Таблица 1- координаты и площади объектов промплощадки

Номер согласно инженерно экологической карте	Наименование объекта	Координаты	Площадь,м2
1	Здание ПКОФ	330;2040	11000
2	Хвостохранилище завода	570;2000	12000
3	Котельная	180;1950	2000
4	Теплица	98;1960	2700
7	Обогатительная фабрика рудопромывки	340;1520	13000
8	Обогатительная фабрика флотации	150;1520	12500
10	Котельная	250;1360	16000
11	Старое хвостохранилище	600;1360	19000
12	Старое хвостохранилище	510;1130	25000
13	Накопитель оборотной воды	840;1010	41000
14	Хвостохранилище рудопромывки	1100;1380	47000
15	Хвостохранилище флотации	1400;1060	40000
25	Карьрная выемка	1090;330	240000



2. Природные и техногенные ландшафты

Ландшафт -- основная единица физико-географического деления (районирования). Это генетически единая территория с однотипным рельефом, геологическим строением, климатом, общим характером подземных и поверхностных вод, закономерным сочетанием почв, растительных и животных сообществ. Определённый ландшафт может быть характерным для небольшого района или географической зоны[1].

Элементарный ландшафт -- это определенный элемент рельефа, сложенный одной породой или наносом, на протяжении которого сохраняется определенный тип почвы, и покрытый в каждый отдельный момент своего существования определенным растительным сообществом.

Техногенный (антропогенный) ландшафт -- измененный или искусственно созданный человеком на природной основе ландшафт; природно-производственный территориальный комплекс, природное равновесие в котором постоянно поддерживается человеком [1].

По условиям миграции химических элементов элементарные ландшафты можно

объединить в три большие группы:

1) элювиальные ландшафты;

2) аквальные (подводные) ландшафты океанов, морей и континентальных водоемов;

3) супераквальные (надводные) ландшафты.

Элювиальные ландшафты формируются на повышенных элементах рельефа при глубоком залегании уровня грунтовых вод, не оказывающих влияние на почвы и растительность. Окислительная среда в почвах и коре выветривания облегчает вынос тех элементов, которые дают более растворимые соединения при высоких степенях окисления, затруднен вынос элементов, окислительные соединения которых малоподвижны (железо, марганец и др.). Почвы, развивающиеся в элювиальных ландшафтах, обычно в той или иной степени промыты от легкорастворимых соединений.

Аквальные (подводные) ландшафты подразделяют на аквальные ландшафты морей и океанов и континентальные аквальные ландшафты. Континентальные аквальные ландшафты генетически тесно связаны с элювиальными ландшафтами, находящимися в бассейне водосбора. В аквальных ландшафтах почвы постоянно подгребаются под новым наносом, представляющим материал, сносимый из соседних элювиальных ландшафтов.

Супераквальные (надводные) ландшафты формируются на пониженных элементах рельефа, где грунтовые воды подходят близко к поверхности и по капиллярам могут подниматься до корнеобитаемого слоя. Для них характерно поступление веществ из атмосферы и соседних элювиальных ландшафтов, также характерно заболачивание территории.

Согласно этим определениям на данной территории можно выделить как природные, так и техногенные ландшафты.

К техногенным ландшафтам можно отнести:

1. Территория ПКОФ (1) - техногенный элювиальный ландшафт.

2. Территория болота техногенного происхождения (18) - техногенный супераквальный ландшафт.

3. Территория старых хвостохранилищ (11,12) - пустынный техногенный элювиальный ландшафт.

4. Сельскохозяйственная рекультивация (20) - техногенный агрохозяйственный элювиальный ландшафт.

5. Лесохозяйственные рекультивации (21) - техногенный лесохозяйственный элювиальный ландшафт.

6. Рекреационная рекультивация (22) - техногенный лесохозяйственный элювиальный ландшафт.

7. Отвалы (19,26) - техногенный элювиальный ландшафт.

8. Хвостохранилище завода (2), водоотстойная канава (16,17), хвостохранилище рудопромывки (центральная часть) (14), хвостохранилище флотации (центральная часть) (15), накопитель оборотной воды (13) - техногенный аквальный ландшафт.

9. Деревня Осташево - техногенный селитебный элювиальный ландшафт.

10.Горнопромышленный карьер (25) - техногенный супераквальный ландшафт.

Природным ландшафтом является:

1. Лес (23) - природный лесной элювиальный ландшафт.

2. Река Натынка - природный аквальный ландшафт.

3. Озеро Круглое - природный аквальный ландшафт.

Наглядную картину можно посмотреть на карте-схеме ландшафтов



3. Воздействие горного предприятия на окружающую среду

Нарушение - это изменение внешних параметров объектов, таких как высота, глубина ширина.

Загрязнение - привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для нее, химический, физических, биологических или информационных агентов, или повышение концентраций этих агентов сверх среднего наблюдающегося количества или уровня.

В таблице 2 приведены примеры нарушений и загрязнений, появившихся в результате хозяйственной деятельности предприятия.

ландшафт гидрогеохимический литохимический загрязнение

Таблица 2 - основные нарушения и загрязнения природной среды в зоне воздействия горно-перерабатывающего предприятия ОАО “Фосфаты”

Объект	Нарушение	Загрязнение
Литосфера	1.Деформация: - уплотнение (нагрузка под зданиями; автотранспорт) - трещины (сползание бортов карьера) 2.Провалы: кольцевые (неравномерно отложенные отвалы) 3.Выемки: - карьерная (карьер) - траншейные (прокладка коммуникаций) - котлованные (здания) 4.Насыпи: - гидротехнические (хвостохранилища) - отвальные (отвалы) 5.Застройки: завод, теплица, обогатительные фабрики, котельные	1.Физическое: - тепловое (теплица, котельные) - радиационное (с/х рекультивация:Th в глауконитовых супесях) 2.Химическое: - инфильтрация воды из хвостохранилищ - протечки в трубах гидротранспорта - пирит-окисление почвы - пыль при ведении взрывных работ - отвалы вскрышных пород
Гидросфера	1.Поверхностное: - водохранилища (накопитель оборотной воды) - истощение водотоков и водоёмов (водозабор из реки) - заболачивание (утечка сточных вод из хранилищ отходов) 2.Подземное: - осушение (карьер)	1.Физическое: - тепловое (сброс подогретых сточных вод) 2.Химическое - сброс сточных вод, - инфильтрация воды из хвостохранилищ
Атмосфера	1.Разряжение: ветровые тени от зданий и сооружений (обогатительные фабрики, завод, котельные) 2.Температурные инверсии: выделение тепла от теплицы и котельных	1.Физическое: - тепловое (выделение тепла от теплицы и котельных) - световое (искусственное освещение на карьере, заводе, обогатительных фабриках, теплицах, котельных, водозаборе, жилищных застройках) - шумовое (шум от работы техники, взрывных работ) - электромагнитное (линии электропередач, электрическое оборудование) 2.Химическое: - выбросы завода, обогатительных фабрик, котельных - испарение из болота техногенного происхождения и хвостохранилищ - загрязнение от автотранспорта
Биосфера	1.Фитоценотические: вырубка леса, снятие плодородного слоя земли 2.Зооценотические: распугивание, уничтожение видов( карьер, завод, водозабор, обогатительные фабрики) 3. Микробоценотические: повреждение, уничтожение микроорганизмов на территориях предприятий и прилегающих к ним	1. Физическое: - световое (ночное освещение) - радиоационное (с/х рекультивация: Th в глауконитовых супесях) 2.Химическое: - загрязнение атмосферы и гидросферы

Можно сделать вывод, что предприятие оказывает воздействие различного характера на все геосферы.

4. Техногенные ореолы и потоки загрязнения

4.1 Гидрогеохимические ореолы загрязнения

Гидрогеохимические ореолы загрязнения - это области распространения подземных и поверхностных вод с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями микро- и макроэлементов, формирующиеся в результате сбросов в поверхностные и подземные воды сточных и карьерных вод, а также образующиеся за счет растворения и выноса химических элементов и соединений из минеральных отходов добычи и переработки полезных ископаемых.

Гидрогеохимические потоки загрязнения - это участки линейной формы с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями микро- и макроэлементов в подземных и поверхностных водах.

Коэффициенты контрастности гидрогеохимических ореолов и потоков загрязнения определяют для каждого загрязняющего компонента относительно значения предельно допустимых концентраций ПДК (- коэффициент контрастности относительно ПДК) и фоновых значений (Кф - коэффициент контрастности относительно фона):

(1)

где С_A - концентрация компонента А в загрязненных водах, мг/л, мг-экв./л; ПДК_А - предельно допустимая концентрация компонента А, мг/л, мг-экв./л; - фоновая концентрация компонента А, мг/л, мг-экв./л.

Ооценки степени загрязненности подземных и поверхностных вод проводится по суммарному коэффициенту и рассчитывается по формуле[1]:

(2)

Общую жесткость рассчитывают в ( мг-экв./л ) по формуле :

(3)

В таблице 3 представлены концентрации загрязняющих веществ в пробах подземных и поверхностных вод. Так же указанны фоновые значения данных веществ и их ПДК (СМ - соляровое масло, СКК- соли смоляной кислоты).

Таблица 3 - концентрация загрязняющих компонентов в подземных и поверхностных водах, их фоновые значения, ПДК, мг/ л

	Концентрация, мг/л
Место отбора проб	Cl-	SO42-	Ca+	Mg2+	ОЖ	F-	P	СМ	ССК
ПДК	350	500			7	1,5	3,5	0,05	2
Фоновые воды	7,4	141	62	97	3,9	0,85	0,1	0,0001	0,01
Хвостохранилища:
1 Флотации	575	968	408	250	41,2	8,2	10	3,5	350
2 Рудопромывки	360	1058	508	240	45,4	9,2	15	0,5	150
3 Старые	250	588	258	120	22,9	4	8	0,001	56
Скважины:
1	400	983	488	250	45,2	8,8	12	1,1	280
2	200	608	398	180	34,9	4,3	5,4	0,1	25,4
3	120	488	288	102	22,9	2,7	2,9	0,01	3,7
4	75	328	198	85	17,0	1,8	1,5	0,005	1,5
5	45	258	158	48	11,9	1,2	0,7	0,001	0,5
6	70	158	88	57	9,2	1,5	2,5	0,005	25
7	220	598	228	165	25,2	3,5	1,2	0,5	68
8	75	228	98	65	10,3	1,5	1,7	0,05	30
9	120	488	228	120	21,4	2,2	3,5	0,005	25
Хвостохранилище ПКОФ	1115	3588	1228	250	82,2	14	18	0,01	400
Скважины 10,10а,10б	250	498	328	65	21,8	1,4	6,5	0,005	10
Скважина 11	535	1528	758	120	47,9	5	6,3	0,005	180
Колодец,скважина 12	302	648	318	58	20,7	2,2	3,2	0,005	30

Результаты расчета коэффициентов контрастности и суммарного коэффициента загрязнения приведены в таблице 4.

Таблица 4 - коэффициенты контрастности и суммарного загрязнения гидрогеохимических ореолов и потоков загрязнения

Место отбора проб	Коэффициенты контрастности относительно ПДК/фона	Кз
	Cl-	SO42-	ОЖ	F-	P	СМ	ССК
Хвостохранилища
1 Флотации	1,64	1,94	5,98	5,47	2,86	70	175	262,79
	77,7	6,87	10,55	9,65	100	35000	35000
2 Рудопромывки	1,03	2,12	6,49	6,13	4,29	10	75	105,05
	48,65	7,50	11,62	10,82	150	5000	15000
3 Старые	0,71	1,18	3,27	2,67	2,29	0,02	28	38,13
	33,78	4,17	5,86	4,71	80	10	5600
Скважины:
1	1,14	1,97	6,46	5,87	3,43	22	140	180,87
	54,05	6,69	11,57	10,35	120	11000	28000
2	0,57	1,22	4,99	2,87	1,54	2	12,7	25,88
	27,03	4,31	8,93	5,06	54	1000	2540
3	0,34	0,98	3,27	1,8	0,83	0,2	1,85	9,27
	16,22	3,46	5,86	3,18	29	100	370
4	0,21	0,66	2,43	1,2	0,43	0,1	1	5,78
	10,14	2,33	4,35	2,12	15	50	150
5	0,13	0,52	1,70	0,8	0,2	0,02	0,25	3,61
	6,08	1,83	3,04	1,41	7	10	50
6	0,2	0,32	1,31	1,00	0,71	0,1	12,5	16,14
	9,46	1,12	2,34	1,76	25	50	2500
7	0,63	1,20	3,59	2,33	0,34	10	34	52,09
	29,73	4,24	6,43	4,12	12	5000	6800
8	0,21	0,46	1,47	1,00	0,49	1	15	19,63
	10,14	1,62	2,64	1,76	17	500	3000
9	0,34	0,98	3,06	1,47	1	0,1	12,5	19,44
	16,22	3,46	5,48	2,59	35	50	2500
Хвостохранилище ПКОФ	3,19	7,18	11,75	9,33	5,14	0,2	200	236,79
	150,68	25,45	21,04	16,47	180	100	40000
Скважины 10,10а,10б	0,71	1,00	3,12	0,93	1,86	0,1	5	12,72
	33,78	3,53	5,58	1,65	65	50	1000
Скважина 11	1,53	3,06	6,84	3,33	1,8	0,1	90	106,66
	72,3	10,84	12,26	5,88	63	50	18000
Колодец,скважина 12	0,86	1,30	2,96	1,47	0,91	0,1	15	22,60
	40,81	4,60	5,30	2,59	32	50	3000

С помощью метода интерполяции и экстраполяции на план-схеме были обозначены гидрогеохимические ореолы загрязнения (приложение 3). За границу ореола принята изолиния со значением Кз равным единице. На территории предприятия выделяется два гидрогеохимических ореола загрязнения: вблизи хвостохранилища ПКОФ и в районе расположения хвостового хозяйства обогатительных фабрик (как действующих хвостохранилищ, так и старых).

Образование ореолов загрязнения напрямую связанно с ошибками в инженерном планировании гидроотвалов. Недостаточная изоляция дна хвостохранилищ приводит к инфильтрации жидкой компоненты отходов и дальнейшей миграции загрязняющих веществ за пределы хранилища.

4.2 Литохимические ореолы загрязнения

Литохимические ореолы загрязнения - это области распространения в рыхлых покровных отложениях с многократно повышенными по сравнению с фоновыми содержаниями минералов и элементов, образующиеся в результате попадания на поверхность твердых отходов добычи и переработки минерального сырья.

Литохимические потоки загрязнения - это участки линейной формы с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями минералов и химических элементов, образующиеся в донных отложениях временных и постоянных водных потоков, выносящих их из очагов загрязнения (отвалов, хранилищ отходов) [1].

Для определения степени инородности техногенных пород для природного естественного ландшафта применяют коэффициент контрастности техногенных литохимических ореолов, вычисляемый по формуле:

,(4)

где - концентрация компонента (соединения, минерала) А в техногенных отложениях, г/кг, %; - фоновое содержание компонента А, г/кг, % [1].

В таблице 5 приведены процентное содержание загрязняющих веществ в различных породах, пробы которых были отобраны в зоне воздействия предприятия и фоновые значения содержания этих элементов.

Таблица 5 - содержание различных соединений в естественных почвенно-покровных отложениях и техногенных отложениях, %

	Содержание различных соединений в естественных почвенно-покровных отложениях и техногенных отложениях, %
Порода	Фосфаты	Фториды	Сульфаты	Карбонаты	Кальций	Железо	Титан
Почвенно-покровные отложения (фоновые значения)	0,05	0,01	0,38	0,85	3,85	2,37	0,03
Глауконитовая супесь (территория сельско-хозяйственного освоения)	6,5	2,8	1,03	0,95	9,07	10,38	0,3
Эфеля (отходы рудопромывки)	8,9	0,3	1,2	2,7	15,26	13,53
Шламы (отходы флотации)	5,1	0,61	0,8	1,97	9,8	14,32

Результаты расчетов коэффициентов контрастности литохимических ореолов приведены в таблице 6.



Таблица 6 - коэффициенты контрастности литохимических ореолов загрязнения

	Коэффициенты контрастности литохимических ореолов загрязнения
Порода	Фосфаты	Фториды	Сульфаты	Карбонаты	Кальций	Железо	Титан
Территория сельскохозяйстенного освоения	130,00	280,00	2,71	1,12	2,36	4,38	10,00
Хранилища отходов рудопромывки	178,00	30,00	3,16	3,18	3,96	5,71
Хранилища отходов флотации	102,00	61,00	2,11	2,32	2,55	6,04

На территории предприятия можно выделить пять литохимических ореолов загрязнения: старые и действующие хвостохранилища обогатительных фабрик, основными загрязняющими веществами для которых являются фосфаты, фториды и железо, а так же территория сельскохозяйственной рекультивации, где основными загрязнителями являются фосфаты, фториды и титан. На основе данных из этих таблиц на план-схему были нанесены литохимические ореолы загрязнения.



5. Литологический разрез территории и гидрохимический профиль

Литологический разрез территории представляет собой графическое изображение на вертикальной плоскости условий залегания разновозрастных отложений и их состава, формы геологических тел и изменения их мощности. Разрез дополняет и уточняет инженерно-экологическую карту района, дает возможность судить о глубине техногенных преобразований, мощности техногенных отложений, степени изоляции хранилищ отходов, защищенности подземных и поверхностных вод от проникновения в них загрязнения [1].

В приложении 4 представлен литологический разрез территории, визуализирующий информацию о дифференциации высотных отметок исследуемой местности, глубине, порядке и мощности напластования различных пород, уровне залегания грунтовых вод. Подобная информация стала доступна в результате бурения скважин, наземных наблюдений и геофизических исследований.

Гидрохимический профиль представляет собой графическое изображение изменения концентраций определенных химических элементов или соединений, а также коэффициента суммарного загрязнения в подземных водах по заданной линии. В рассматриваемом случае эта линия совпадает с линией литологического разреза. Построение гидрохимических профилей - один из способов обобщения наблюдений за изменением состава подземных вод в районе техногенного воздействия предприятия на окружающую среду [1].

В рамках курсовой работы были построены четыре гидрогеохимических профиля (приложение 5), описывающие изменения концентраций солей смоляной кислоты (ССК), солярового масла (СМ), а так же изменение общей жесткости и коэффициента суммарного загрязнения.

Концентрации ССК и СМ значительно понижаются на отрезке между второй скважиной и концом хвостохранилища. Резкого понижения общей жесткости не наблюдается на всем участке разреза. Этот эффект связан со способностью ионов кальция и магния мигрировать через гидроизоляционный слой глин в хвостохранилище.



6. Процессы техногенной метаморфизации состава вод и пород

При инфильтрации сточных вод в природные воды происходит изменение кислотно-щелочной и окислительно-восстановительной обстановки. В результате этого некоторые загрязняющие вещества осаждаются и теряют миграционные способности. Процессы осаждения труднорастворимых веществ типа MezXy описываются уравнением вида:

z Me^y+ + y X^z- Mez Xy(4)

Возможность прохождения процесса определяется насыщенностью r вод соединением MezXy: при r < 1 раствор недонасыщен MezXy, при r = 1 наблюдается равновесие между жидкой и твердой фазой, а при r > 1 раствор перенасыщен MezXy и происходит осаждение его из раствора.

Расчет насыщенности вод труднорастворимыми соединениями производится в следующей последовательности.

1. Определение молярных концентрации основных компонентов, содержащихся в водах, по формуле:

(5)

где c_i - заданная концентрация i-го компонента, мг/л; Mi - молекулярная (атомная) масса i-го компонента.

2. Расчет ионной силы раствора по формуле:

(6)

где z_i - заряд i-го компонента.

3. Расчет коэффициентов активности по закону Дебая - Гюккеля. В упрощенном виде, при низких значениях ионной силы раствора коэффициент активности по формуле:

(7)

В рассматриваемом случае коэффициенты активности вычисляют для одно- и двухвалентных ионов:

(8)

(9)

4. Определяют активность ионов по формуле:

(10)

5. Рассчитывают насыщенность r. Для условного соединения MezXy насыщенность по формуле:

(11)

где - растворимость соединения MezXy в воде.

Растворимость соединений CaHPO₄, CaF₂ равны и .



Так как при рН < 8 в составе вод преобладают ионы первой стадии диссоциации угольной кислоты, требуется предварительный условный перерасчет активностей ионов в активности ионов .

Диссоциация угольной кислоты происходит по реакции:

(12)

Для второй стадии диссоциации справедливо выражение 13:

,(13)

где - константа второй стадии диссоциации угольной кислоты (10^-10,), а .

Тогда активность ионов СО₃^2- рассчитывается следующим образом:

(14)

Насыщенность вод соединениями определяется по формуле:

(15)

где - растворимость CaCO₃ [1].

Результаты расчета приведены в таблице 7.



Таблица 7- расчет насыщенности сточных вод труднорастворимыми соединениями

Хвостохранилище	Рудопромывки/флотации
Параметр	сi, мг/л	Сi, моль/л	аi, моль/л
HCO3-	1000/1300	0,016/0,021	0,012/0,016
Cl-	360/575	0,010/0,016	0,0078/0,012
SO42-	1058/968	0,011/0,010	0,004/0,0035
Ca2+	508/408	0,027/0,010	0,0045/0,0035
Mg2+	240/250	0,0098/0,010	0,0035/0,0035
Na+	108/396	0,004/0,017	0,0031/0,013
F-	9,2/8,2	0,00048/0,0004	0,00037/0,00033
HPO42-	15/10	0,00016/0,0001	/
I	0,083/0,088
г(I)	0,772/0,767
г(II)	0,356/0,347
	15,87/9,71
	0,93/0,53
	7,2/23,6

Исходя из расчетов следует, что будет происходить осаждение соединений CaF₂ и CaCO₃ (так как раствор перенасыщен), а соединение CaHPO₄ будет мигрировать (раствор недонасыщен).

Список литературы

1. Пашкевич М.А, Петрова Т.А. Геохимия окружающей среды, СПб, 2006,22с.

Размещено на Allbest.ru

...