Реферат: Формирование техногенных ландшафтов районов расположения

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Санкт-Петербургский Государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

 (техническийуниверситет)

 

КУРСОВАЯ РАБОТАПо дисциплине             «Геохимия окружающей среды»                   

                                             (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯЗАПИСКА

Тема:    Формирование техногенныхландшафтов районов расположения

                                   горно-обогатительных комбинатов      


Автор: студент гр. __________          ___    /Коржиков Д.Ю./

                                                                                            (подпись)                                   (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА:  ___________

Дата:  ________________

ПРОВЕРИЛ

Руководитель проекта: доцент                                      /                     /                     

 

Санкт-Петербург

2000 год


Содержание.

Содержание курсовойработы……………………………………………стр.2

1.Аннотация……………………………………………………………….стр.3

2.Общие сведения опромышленном объекте………………...…………стр.5

3.Природные и техногенныеландшафты………………………………… стр.10

4.Техногенные ореолы ипотоки загрязнения…………………………… стр.11

5.Процессы техногеннойметаморфизации состава вод и пород………стр.20

6.Библиографическийсписок…………………………………………….стр.23

Приложение1……………………………………………………………… стр.24

Приложение2……………………………………………………………… стр.25

Приложение3……………………………………………………………… стр.26


1.Аннотация.

В представленной курсовойработе рассмотрена территория горно-промышленного комплекса “Фосфаты”, ведущегоразработку Егорьевского месторождения фосфатов.

Указаны иохарактеризованы специфические виды техногенного ландшафта, характерные дляданной территории.

Показано, что врайоне расположения данного горного предприятия формируются два основныхгидрохимических и пять литохимических ореолов загрязнения. Для всех ореоловрассчитаны коэффициенты контрастности и установлено, что наиболее контрастнымиз геохимических ореолов является ореол на правом берегу реки Натынки (в районехвостохранилища ПКОФ), с превышением коэффициента суммарного загрязнения в 237раз.  Другой обширный геохимический ореол образовался на левом берегу(расположен он вокруг целого комплекса объектов: действующих хвостохранилищрудопромывки и флотации, старых хвостохранилищ, отстойников, накопителяоборотной воды). Здесь наблюдается  суммарный коэффициент контрастности 262.Для литохимического ореола на территории сельскохозяйственного освоения и  врайоне хвостохранилища рудопромывки и старых хвостохранилищ рассчитанопревышение фоновых значений по фторидам ,  фосфатам ,  титану.

Рассчитанынасыщенности сточных вод основными загрязняющими компонентами и сделаны выводыо возможности протекания процессов осаждения этих компонентов.

Такжесоставлены карты ландшафтов и ореолов загрязнения расположенных на территориипредприятия.

Abstract

The phosphate occurenceEgorevskoye is situated not far from town Voskresensk in Moscow region ofRussia.

Phosphate mining is exertspecific influence to environment. The tailing storehouses are creating thelargest part of contamination of the underground water, surface water andterrain of this area. Faulting of tailing storehouse wall was the reason toformation a stream of pollution towards Ostashevka village. The largest part ofcontamination of the atmosphere are creating by the tubes of  the mill.

At this work described anecology situation near phosphate occurence and shows the level of influence tothe environment. Also a map of soiling and pollution has been compiled.

2.Общиесведения о промышленном объекте .

          Подмосковное производственное объединение “Фосфаты”  разрабатывает Егорьевское месторождение фосфоритов.

Егорьевское месторождениерасположено на юго-востоке Московской области.  

Рельеф  территории вне зонытехногенных преобразований водно-ледниковый пологоволнистый. Высотное положениеопределяется отметками 117-160 м. Более чем на 30 %территории естественный рельеф нарушен в связи с отработкой месторожденияоткрытым карьерным способом и намывом отходов обогащения. Большаячасть отработанных участков карьера спланирована и рекультивирована.

По территории месторожденияпротекает река Натынка с площадью водозабора 85,5 км2, левый приток реки Москвы.

На территории, неподвергшейся техногенным  изменениям, встречаютсяподзолистые, дерново-подзолистые и серые почвы, характеризующиеся низким pH и малым содержанием органических веществ. В качествеискусственных почв (на территории рекультивации) нанесен слой глауконитовыхпесков.

В климатическом отношениеместорождение находится в зоне умеренно-континентального климата, подвоздействием воздушных масс Арктического и Атлантического бассейна.

Среднегодовая температурарайона  +3,8°С, средняя продолжительность безморозного сезона составляет 130дней. Высота снежного покрова достигает 3 м. Преобладают ветры северо-западногонаправления при их скорости 3,1 м/с. Среднегодовое количество осадков 674мм.          

В геологическомстроении Егорьевского месторождения фосфоритов принимают участие отложения юры,мела, неогена, антропогена. Продуктивные горизонты связаны с фосфоритовойсерией волжского яруса верхней юры, состоящей из двух пластов полезногоископаемого: нижнего – «портланд», верхнего – «рязань» и залегающего между нимипласта глауконитовых пород. Фосфоритовые пласты залегают накелловей-оксфордских глинах верхней юры, мощностью до 30-35 метров, чёрных,слюдистых, с включением большого числа кальцитовых раковин.

Нижневолжскийпродуктивный фосфоритовый слой «портланд»,  представляет собой плиту, состоящуюиз желваков фосфоритов, фосфоритовых ядер, кальцитовых ростров белемнитов,сцементированных фосфатно-кальциевым цементом.

Слой «портланд»перекрывается слоем «аквилон», представленным фосфатизированными тёмно-зеленымиглауконитовыми супесями.

Залегающий вышеверхнеюрский эксплуатационный слой включает в себя ауцелловый фосфоритный слойсеровато-зеленого цвета и фосфоритную плиту чёрного цвета. ФосфоритыЕгорьевского месторождения относятся к глауконитовой разновидностинизкофосфатных фосфоритовых конкреций, содержащих 10,5 — 18,5% P2O5.

Породыфосфоритовой серии перекрываются отложениями валанжинского яруса нижнего мела,представленными буровато-серыми песчано-глинистыми породами, содержащимижелезисто-оолитовые зерна фосфоритов и толщей кварцевых слабослюдистых песков.

Выше залегаютневыдержанные по простиранию кварцевые, слабослюдистые пески неогена,перекрывающиеся отложениями антропогена флювиогляциальными и аллювиальнымипесками, моренными суглинками, болотными отложениями.

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

Насыпные породыобразуются в результате складирования в отвалы вскрышных пород.

Намывныепороды, являясь отходами обогащения фосфоритовой руды, представляют собоймеханические примеси и химические осадки, насыщенные концентрированнымитоксичными растворами, складируются на территории хвостового хозяйства.

В качествепримера геологического строения промплощадки  приведем схематический разрезхранилища рудопромывки (рис. 1).

Всяпромплощадка Егорьевского месторождения занимает площадь  3,72 км2.

Основнымивидами производственной деятельности  объединения “Фосфаты” является добыча фосфатов, обогащение и переработка их вкормовые обесфторенные фосфаты (ПКОФ). По направлениюдеятельности  предприятие делится на производства по добыче  и производства поих  переработке.

Добыча фосфатовпроизводится открытым способом – карьером вскрывающим  юрский водоносныйгоризонт.  Координаты карьера (1200;250)(координаты указаны согласно инженерно экологической план– схеме (приложение 1)и отсчитаны от левого нижнего угла)  и его площадь 0,23км2.

На территориипромплощадки производства по переработке ПКОФ и обогащение полезногоископаемого располагаются  следующие объекты:

-     здание обогатительной фабрики рудопромывки (350;1150)и S=0.72*   

*10-2км2,(7)(номер объекта на инженерно экологической план–схеме (приложение 1)

-     здание обогатительной фабрики флотации (180;1130)S=1.4*10-2км2,(8),

-     котельни (270;1000)  1.5*10-2км2 (170;1620) 1,4*10-3км2, (3,10)

-     здание ПКОФ  (350;1730), 1,62*10-2км2,(1),

с-з                                                                                                ю-в

/>

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> <td/> <td/> /> />

              1  ,                       2 ,                       3 ,                         4 ,                         5         

Рис. 1. Схематический разрезхранилища рудопромывки.

1 — глины ( Jз cl-ox), 2-фосфориты ( Jз v), 3 — насыпные пески, 4 — суглинки, 5 -намывные пески.


-     теплица (70;1620) S=2,7*10-3км2,

-     также на территории есть хвостовое хозяйство, состоящее из:хвостохранилищ флотации, рудопромывки и старых, накопителя оборотной воды,отстойников. С общей площадью 0,24 км2,

-     железные дороги.

Всюэту информацию отражает инженерно экологическая план–схема (приложение 1).

Технологическаясхема производства изображена на рис.2                                           

Карьер

  />/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> /> /> />

/>

/> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> <td/> /> /> <td/> <td/> /> /> /> /> />

Фосфорные

удобрения

  /> />

Потребители

  />

Рис.2.Схема процесса добычи ипереработки фосфоритов, а также образования отвалов отходов производства.

 

3.Природныеи техногенные ландшафты.

Ландшафт – основнаяединица физико-географического районирования –  генетически единая территория соднотипным рельефом, геологическим строением, климатом, общим характеромповерхностных и подземных вод, закономерным сочетанием почв, растительных иживотных сообществ.

Техногенный ландшафт– изменённый или искусственно созданный человеком на природной основе ландшафт,природное равновесие в котором постоянно поддерживается человеком.

Элементарный ландшафт –это определенный элемент рельефа, сложенный одной породой или наносом, напротяжении которого сохраняется определенный тип почвы, и покрытый в каждыйотдельный момент своего существования определенным растительным сообществом.

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

          К техногенным ландшафтам можно отнести:

1.      Территорию ПКОФ (1) и его хвостохранилище (2) –это техногенныйгорно-промышленный элювиальный ландшафт.

2.      К востоку от хвостохранилища размещается пастбище (27)  — этотехногенный агро ландшафт.(биогенный).

3.      Территория болот техногенного происхождения (18) — это техногенныйсупераквальный ландшафт. Основное направление потоков загрязнения к рекеНатынке и оз.Круглое. (абиогенный).

4.      Территория обогатительных фабрик и хвостового хозяйства (8,7,11,12,13,15,14,16,17) – пустынный техногенный абиогенный ландшафт с     нулевойпродуктивностью. Это территория, на которой складируются  отходы производства инаблюдаются физико-химические,    коллоидные, техногенные          (трубопроводы) миграции элементов.  

5.      С/х рекультивации (20) -  это техногенный агро-элювиальный ландшафт(биогенный). Литохимический поток загрязнения.

6.         Лесохозяйственные рекультивации (21) техногенный лесохозяйственныйэлювиальный ландшафт. (биогеный).

7.      Рекреационная рекультивация (22) — техногенный реакреционныйэлювиальный  ландшафт. (биогеный).

8.      Территория карьера, вырубки лесов, отвалов (24,25,26,19) — техногенныйгорно –промышленный элювиальный ландшафт. (абиогеный).

9.      Река Натынка –техногенный аквальный ландшафт. Сюда относятся все потокизагрязняющих веществ, образуя литохимический ореол загрязнения.

 Природным ландшафтомявляется: лес (23)-  природный лесной элювиальный ландшафт. (биогенный)

Наглядную картину можнопосмотреть на карте-схеме ландшафтов. (Приложение 2).

4.Техногенные ореолы ипотоки загрязнения.

Ореолы – это участкиплощадного загрязнения, которые классифицируются  на:  литохимические (верхниеслои литосферы), гидрохимические (подземные и поверхностные воды) иатмохимические (воздушный бассейн).

Потоки – это участкилинейной формы с концентрациями загрязняющих компонентов во много разпревышающих фоновые значения или ПДК.

Ярко выраженныенарушения и загрязнения района исследований отображены в таблице 1.

Таблица1.

Источникивоздействия на природную среду в районе АО “Фосфаты”.

Ресурсы Нарушения Координаты Загрязнения Координаты Водные

Затопление (болото)

Образование озера на территории бывшего карьера

Осушение (водозабор)

800;1220

1910;1520

1900;1400

Ореолы, потоки загрязнения в подземных водах и поверхностных водах Земельные

Выемки (карьер)

Насыпи (отвал )

Дамбы, хранилище и отстойники

Болота

Застройка

С/х рекультивация

1100;240

1100;130

1300;1000

1100;1430

1990;1130

Эфеля от рудопромывки

Шламы от флотации

Загрязненная супесь с/х  рекультивации

1170;1100

1230;750

1990;1130

Воздушные Аэродинамические

350;1730

350;1150

200;1150

300;1200

Выбросы вредных  веществ

350;1730

200;1150

350;1150

Биота

Фитоценотические

(рубка леса, деградация  растительности).

Зооценотические (распугивание, уничтожение жив.)

1990;1130

1800;800

160;900

1140;330

Механические  и  химические загрязнения

4.1 Атмохимические ореолы.

Формирование атмохимическихореолов загрязнения вызвано газо-пылевыми выбросами в приземные слои атмосферыобогатительными фабриками и ПКОФ сернистого ангидрита, фосфорной пыли,фтористого водорода, а также переносом песка и пыли с территории хвостовогохозяйства. Протяженность атмохимических ореолов загрязнения  в районахобогатительных фабрик и ПКОФ  до 10 км, и выходит за границы предложеннойтопографической основы.

           4.2 Гидрохимические ореолы.

           Хвостовое хозяйство обогатительных фабрик  включает в себя пять   хвостохранилищ,два из которых являются заполненными (старые хвостохранилища 11,12), кдействующим относятся: хвостохранилище 14 – рудопромывочной фабрики,хвостохранилище ПКОФ 2, хвостохранилище флотационной обогатительной фабрики 15;отстойники 16,17, накопитель оборотной воды 13 (нумерация согласно план-схеме(приложение 1)). Площади и координаты всех основных источников загрязненияуказаны в таблице 2.

Территория хвостовогохозяйства расположена на отвалах отработанного карьера. Отходы обогащениянамываются на насыпные песчаные отложения в виде пульпы. В течение 7-12 сутокпосле сброса в хвостохранилищах намывные грунты преобразуются в осадок, асточные воды попадают в систему водооборота, утечки из которой вследствиевысоких фильтрационных способностей насыпных и намывных отложений и отсутствияизоляции дна и стенок хранилищ составляют до 75%.

                                                                                                            Таблица2

Площади и координаты основных источников

загрязнения исследуемого района.

Источник загрязнения Координаты, м

Площадь, м2*

X Y Хвостохр. Флотации (15) 1230 760 52500 Хвостохр. Рудопром (14) 1180 1090 62500 Хвостохр. ПКОФ (2) 620 1710 21250 Старое хвостохр. (11) 570 980 23750 Старое хвостохр. (12) 590 760 28750 Накопитель оборотной воды(13) 860 800 52500

*– площади вычислены методом точечной палетки.

Основными загрязняющими грунтовые воды компонентами на расмотреной территории  являются  соли смоляныхи жирных кислот, сульфаты, фосфаты и кальций. Утечки из старых хвостохранилищ отсутствуют, есть только инфильтрация атмосферных осадков.

На участках инфильтрациисточных вод флотационной фабрики в перечень основных загрязнителей добавляютсянефтепродукты. Загрязнение органическими реагентами связано с флотореагентами. Наибольшую опасность для загрязнения природных вод представляет фильтрациясточных вод из хвостохранилищ расположенных на берегу реки Натынки иоз.Круглого. В местах загрузки сточных вод в реку  состав речных водпрактически адекватен составу дренажных  вод.

Наибольшее контрастноезагрязнение подземных вод наблюдается в районе шламонакопителя ПКОФ, дренажныеводы которого богаты высокими концентрациями органических веществ, фторидов,фосфатов.

В следствие плохой изоляциидна и стенок хранилищ жидких отходов происходит инфильтрация сточных вод запределы хранилища. При рассмотрении загрязнения в подземных водах в следствиевыщелачивания и растворения твердых отходов атмосферными осадками и ихинфильтрации в подземные воды. В рассмотренном случае контуромгидрохимического ореола загрязнения служит изолиния со значением коэффициентасуммарного загрязнения равного единице.

 Коэффициенты контрастностигидрохимических ореолов и потоков загрязнения определяют для каждогозагрязняющего компонента относительно значений ПДК (Ккпдк) и фоновых значений (Ккф).

                                                      Ккапдк=Са/ПДКа                                 (4.2.1) ;     

                                                                  Ккаф=Са/Сфа                                                            (4.2.2);         

Где в формулах (4.2.1) и(4.2.2) применяются обозначения:

Са – концентрациякомпонента А в загрязненных водах (мг/л; мг-экв./л  для общей жесткости );

ПДКа  — ПДК длякомпонента А (мг/л; мг-экв./л );

Сфа –фоновая  концентрация компонента А (мг/л; мг-экв./л).

Все эти значения  (Сфа, С а ,  ПДК а ) даны в таблице 3.

                                                                                                                                                                    Таблица3.

Концентрация загрязняющих компонентов в подземных и поверхностных

водах, их фоновые значения и ПДК (мг/л)

Место

Отбора

Проб

Cl

SO4

Ca Mg

Общая

жестк

F P

Солярные

Масла

Соли смоляных

кислот

PH ПДК 350 500 * * 7,0 1,5 3,5 0,05 2,0 - Фон 7,4 141 6,2 9,7 1,1 0,85 0,1 0,0001 0,01 -

Хвостохр.

Флотации

575 970 410 250 42,3 8,2 10 3,5 350 7,5

Хвостохр.

Рудопром

360 1060 510 240 45,5 9,2 15 0,5 150 7,0

Старые

Хвостохр

250 590 260 120 23,0 4,0 8 0,001 56 - Скв.1 400 985 490 250 45,3 8,8 12 1,1 280 - Скв.2 200 610 400 180 35,0 4,3 5,4 0,1 25,4 - Скв.3 120 490 290 102 23,0 2,7 2,9 0,01 3,7 - Скв.4 75 330 200 85 17,1 1,8 1,5 0,005 1,5 - Скв.5 45 260 160 48 12,0 1,2 0,7 0,001 0,5 - Скв.6 70 160 90 57 9,25 1,5 2,5 0,005 25 - Скв.7 220 600 230 165 25,3 3,5 1,2 0,5 68 - Скв.8 75 230 100 65 10,4 1,5 1,7 0,05 30 - Скв.9 120 490 230 120 21,5 2,2 3,5 0,005 25 -

Хвостохр.

ПКОФ

1115 3590 1230 250 82,3 14 18 0,01 400 -

Скв.10,

10а,10б.

250 500 330 65 21,9 1,4 6,5 0,005 10 - Скв.11 535 1530 760 120 48,0 5,0 6,3 0,005 180 - Скв.12 302 650 320 58 20,8 2,2 3,2 0,005, 30 -

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

                                         Сож.=[Ca2+]/20+[Mg2+]/12                              (4.2.3);

    (ПДКож=7мг-экв./л) .

Оценка степени загрязненияподземных и поверхностных вод производится по суммарному коэффициентузагрязнения вод, который можно рассчитать по формуле :

Кз= Кпдккcl+Кпдккso+Кпдккож+Кпдккp+Кпдкк +Кпдккс.к.+Кпдккс.с.                     (4.2.4);

Таблица4.

Коэффициентыконтрастности и суммарного загрязнения

гидрогеохимических ореолов и потоков (относительно ПДК)

Место от-бора проб Cl

SO42-

ОЖ. F P

Соляр.

Масло

Соли смол. к-т

КΣ

Хвостохр.

Флотации

1,64 1,94 5,90 5,47 2,86 70,0 175,0 262,81

Хвостохр.

Рудопром

1,03 2,12 6,50 6,13 4,29 10,0 75,0 105,07

Старые

Хвостохр

0,71 1,18 3,29 2,67 2,29 0,02 28,0 38,16 Скв.1 1,14 1,97 6,48 5,87 3,43 22,0 140,0 180,89 Скв.2 0,57 1,22 5,0 2,87 1,54 2,0 12,7 25,9 Скв.3 0,34 0,98 3,29 1,8 0,83 0,2 1,85 9,29 Скв.4 0,21 0,66 2,37 1,2 0,43 0,1 0,75 5,72 Скв.5 0,13 0,52 1,71 0,8 0,2 0,02 0,25 3,5 Скв.6 0,2 0,32 1,32 1,0 0,71 0,1 12,5 16,15 Скв.7 0,63 1,2 3,61 2,33 0,34 10,0 34,0 52,11 Скв.8 0,21 0,46 1,49 1,0 0,49 1,0 15,0 19,65 Скв.9 0,34 0,98 3,07 1,47 1 0,1 12,5 19,46

Хвостохр.

ПКОФ

3,19 7,18 11,76 9,33 5,14 0,2 200,0 236.8

Скв.10,

10а,10б.

0,71 1,0 3,13 0,93 1,86 0,1 5,0 12,73 Скв.11 1,53 3,06 6,86 3,33 1,8 0,1 90,0 106,68

Скв.12

Колодец

0,86 1,3 2,98 1,47 0,91 0,1 15,0 22,62

Рассчитанные значения Кпдкк по 12 скваженам  и всех хвостохранилищ приведены в таблице 4. А коэффициенты контрастности по фоновым концентрациямприведены в таблице 5.

Таблица5.

Коэффициентыконтрастности и суммарного загрязнения

гидрогеохимических ореолов и потоков (относительно фона)

Место отбора проб Cl

SO4

Общая жестк. F P Соляр.масло Соли смол.  к-ты

КΣ

Хвостохр.

Флотации

77,7 6,88 10,6 9,65 100 35000 35000 70205

Хвостохр.

Рудопром

48,65 7,45 11,7 10,82 150 5000 15000 20229

Старые

Хвостохр

33,79 4,18 5,90 4,71 80 10 5600 5739 Скв.1 54,05 6,99 11,62 10,35 120 11000 28000 39203 Скв.2 27,03 4,33 8,97 5,06 54 1000 2540 3639 Скв.3 16,22 3,48 5,90 3,18 29 100 370 528 Скв.4 10,14 2,34 4,38 2,12 15 50 150 234 Скв.5 6,08 1,84 3,08 1,41 7 10 50 80 Скв.6 9,46 1,13 2,37 1,76 25 50 2500 2590 Скв.7 29,73 4,26 6,47 4,12 12 5000 6800 11857 Скв.8 10,14 1,63 2,67 1,76 17 500 3000 3533 Скв.9 16,22 3,48 5,51 2,59 35 50 2500 2613

Хвостохр.

ПКОФ

150,7 25,5 21,1 16,48 180 100 40000 40494

Скв.10,

10а,10б.

33,78 3,55 5,62 1,65 65 50 1000 1160 Скв.11 72,30 10,9 12,31 5,88 63 50 18000 18214

Скв.12

Колодец

40,81 4,61 5,34 2,59 32 50 3000 3136

         4.3. Литохимические ореолы и потоки загрязнений.

 Образованиелитохимических ореолов загрязнения на рассматриваемой территории связано снакоплением на поверхности ландшафта техногенных отложений резко отличающихсяпо своему составу от почвенно-покровных отложений естественных ландшафтов врайонах рекультивированных территорий и хвостового хозяйства.

   Площадь литохимических ореолов загрязнения на территории сельскохозяйственногоосвоения составляет 450 га.

Для определения инородноститехногенных пород для ландшафта Натынского водосбора определяется коэффициентконтрастности техногенных литохимических ореолов Кк  (определяетсяпо формуле (4.3.1)).

                                               Кк=Са/Саф                                                   (4.3.1);

Где введены обозначения :

Са –концентрация компонента А в техногенных отложениях в % (данные по хранилищамданы в таблице 6);

Саф –фоновые концентрации компонента А( даны в таблице 6).

Коэффициенты контрастностилитохимических загрязнений указаны в таблице 7.

Рассматриваемыелитохимические ореолы загрязнения контрастны по фосфатам, фторидам, сульфатам,карбонатам, кальцию, железу, титану (табл.7). Техногенные литохимические ореолыявляются одной из причин формирования в подземных водах гидрогеохимическихореолов загрязнения.

Временными потоками иподземными водами происходит вынос водорастворимых солей и взвешенных частиц вреку Натынку, где в русловых отложениях формируется  литохимический потокзагрязнения.

Таблица 6

Состав загрязняющих компонентов в естественных

почвенно-покровных отложений

и техногенных отложений (%)

Порода Фосфаты Фториды Сульфа-ты Карбона-ты Ca Fe Ti Почвенно-покров-ные отложения (фон) 0.05 0,01 0,38 0,85 3,85 2,37 0,03 Глауконитовая супесь (территория с/х 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 -

В результатеветровой и водной эрозии происходит вынос загрязняющих веществ за приделыучастков складирования техногенных отложений  и формирование переотложений литохимических ореолов загрязнения.

                                                                                                                                Таблица 7

Коэффициенты контрастности основных техногенных загрязнителей литохимических ореоловПорода Фосфаты Фториды Сульфаты Карбонаты Ca Fe Ti Глауконитовая супесь (территория с/х освоения) 130 280 2,7 1,1 2,4 4,4 10 Эфеля (отходы рудопромывки) 178 30 3,2 3,2 4,0 5,7 - Шламы (отходы флотации) 102 61 2,1 2,3 2,6 6,0 -

На этих данных таблиц можнопостроить карту техногенных ореолов загрязнения (Приложение 3).

5.Процессытехногенной метаморфизации состава вод и пород.

При попадании сточных вод вприродный ландшафт для них изменяются кислотно-щелочные икислотно-восстановительные условия. В результате этого, у некоторыхзагрязняющих веществ, происходит резкое снижение миграционных способностей засчёт их осаждения. Процессы осаждения трудно растворимых веществ CaCO3,  CaF2 ,  CaHPO4описываются уравнениями:

Сa2++2F-« CaF2¯

Ca2++HPO42-«CaHPO4¯;

Ca2++CO32-« CaCO3¯;

Возможность прохожденияпроцесса определяется насыщенностью (r) вод соединением .

При r < 1 – раствор недонасыщен соединением.

            r =1 – наблюдается равновесие между жидкой и твёрдой фазой.

        r > 1 – раствор перенасыщен соединением  ипроисходит осаждение его из раствора.

Расчет насыщенностигрунтовых вод трудно растворимыми соединениями производился в следующейпоследовательности.

1. Определение молярныхконцентраций основных компонентов, содержащихся в водах:

                            ci = (Ci / Mi)´10-3,                                                             (4.1);    

где Ci– заданная концентрация i-го компонента в мг/л; Mi – молекулярнаямасса i-го компонента.

2. Расчёт ионной силыраствора (I):

                            />                                                                   (4.2);   

где zi– заряд i-го компонента.

3. Определение коэффициентаактивности (j) по закону Дебая-Гюккеля, который в упрощенном виде может бытьрассчитан как:

                           /> , – для одновалентных ионов              (4.3);   

                            /> , – для двухвалентныхионов       (4.4);   

4. Определение активности(a):

                                   ai = jici ,                                                                        (4.5);                5. Расчёт насыщенности (r):

                                    /> ,                                        (4.6);              где  />–растворимость соединения MezXy в воде.

Для  CaCO3 L=10-8.3, CaF2  L=4*10-11 ,  CaHPO4     L=2.7*10-7.

Таким методом можнорассчитать насыщенность вод CaHPO4, CaF2   и CaCO3.

Так как при значениях рНменее 8 в составе вод преобладают ионы первой стадии диссоциации угольнойкислоты – HCO3-, требуется предварительный условныйперерасчет активностей ионов HCO3- в активности ионов СО32-.

Диссоциация угольнойкислоты происходит следующим образом:

Н2СО3« Н+ + НСО3-« Н+ + СО32-,

Для второй стадиидиссоциации справедливо выражение:

                                            />,                                      (4.7);

где /> – константа второй стадиидиссоциации угольной кислоты (10-10,3), а />.

Тогда активность ионов CO3будет определяться как:

                                            />                                       (4.8);

Все расчёты сведены втаблицу 8.

Таблица  8

Расчет насыщенности сточных вод трудно растворимыми   соединениями

Хвостохранилище флотации Хвостохранилище рудопромывки pH=7.5 PH=7 C, мг/л C, моль/л а, моль/л C, мг/л C, моль/л а, моль/л

HCO3-

437,4

7,17*10-3

5,6*10-3

HCO3-

976,5

15,5*10-3

11,93*10-3

Cl-

575

16,2*10-3

12,6*10-3

Cl-

360

10,2*10-3

7,85*10-3

SO42-

970

10,1*10-3

3,75*10-3

SO42-

1060

11,04*10-3

3,93*10-3

Ca 2+

410

10,3*10-3

3,83*10-3

Ca 2+

510

12,75*10-3

4,54*10-3

Mg2+

250

10,29*10-3

3,83*10-3

Mg2+

240

10*10-3

3,56*10-3

Na+

60

2,6*10-3

2,02*10-3

Na+

60

2,61*10-3

2,00*10-3

F-

8,2

0,43*10-3

0,34*10-3

F-

9,2

0,47*10-3

0,362*10-3

HPO42-

10

0,1*10-3

0,037*10-3

HPO42-

1,5

0,16*10-3

0,057*10-3

I=0.0748 I=0.0823 J(1)=0.78 J(2)=0.372 J(1)=0.77 J(2)=0.356

r(CaF2)=11.01

r(CaF2)=14,87

r(CaCO3)=8,82

r(CaCO3)=7,74

r(CaHPO4)=0,52

r(CaHPO4)=0,94

/> /> /> /> /> /> /> /> />

По результатам таблицыможно сделать вывод, что СaF2 и CaCO3  осаждается в хвостохранилеще рудопромывки ифлотации ( т.к. их растворыперенасыщены (r>1)), а CaHPO4находится в растворе в состояние недонасыщенности  т.к. (r<1).

 

Библиографическийсписок .

1.   Комисарчик М.А. Формирование техногенных ореолов и потоков загрязненияприродных вод района Егорьевского месторождения фосфоритов: Автореф. дисс.  …канд. геол.-мин. наук – СПб, 1993 –22с.

2.   Лукашев К.И., Лукашев В.К. Геохимия зоны гипергенезиса. – Минск: Наука итехника, 1975.

3.   Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М. Картографический методисследований в инженерной экологии / ЛГИ, Л., 1998.

4.   Пашкевич М.А. Геохимия окружающей среды / СПГГИ., СПб., 1997.

5.   Перельман А.И. Геохимия природных вод. – М.: Наука, 1982.

еще рефераты
Еще работы по остальным рефератам