Исследования изменений основных экологических показателей

       

Оценка формирования загрязнений подземных вод


Степень загрязнения подземных вод определяется их защищенностью от проникновения загрязняющих веществ с поверхности. Последняя, в свою очередь, зависит от многих факторов, которые можно разделить на три основных группы – природные, техногенные и физико-химические.

К природным факторам относятся: наличие в разрезе пород зоны аэрации слабопроницаемых отложений; глубина залегания подземных вод; литология и фильтрационные свойства пород, перекрывающих подземные воды.

Техногенные факторы определяются условиями нахождения загрязняющих веществ на поверхности земли и характером проникновения загрязняющих веществ в подземные воды.

К физико-химическим факторам относятся специфические свойства загрязняющих веществ, их миграционная способность, сорбируемость, химическая стойкость или время распада, взаимодействие загрязняющих веществ с породами и подземными водами.

Кроме того, защищенность подземных вод зависит от объемов сброса загрязняющих веществ, т.к. водоносный горизонт может оказаться в большей степени защищенным по отношению к эпизодическим и небольшим по количеству сбросам загрязняющих веществ на поверхность земли.

Условия формирования загрязнения подземных вод на участке хвостохранилища КГРК можно охарактеризовать следующими данными.

Природные факторы. Климат района умеренно континентальный с высокими летними, умеренными зимними температурами и небольшим количеством атмосферных осадков (среднегодовое количество – 380 мм). Наибольшее количество их выпадает в виде дождя и приходится на весну и осень, минимальное – на август и сентябрь. Атмосферные осадки и талые воды инфильтруются в рыхлообмолочный материал. На инфильтрацию расходуется до 46% (2,8 м3/с). Подземные воды под хвостохранилищем – трещиногрунтовые и трещиножильные – безнапорные, вскрыты на глубинах (мощность зоны аэрации) 45-80 м, образуют системы бассейнов, соответствующих площадям поверхностных водосборов, с интенсивным водообменом, гидравлически взаимосвязаны. Зеркало подземных вод в сглаженном виде повторяет поверхность современного рельефа.
Уклон подземного потока 0,002-0,003 в северном направлении в сторону основных водозаборов г.Кара-Балта и ближайших сел. В естественных условиях минерализация подземных вод изменяется в пределах 0,1÷0,3 г/л, воды преимущественно гидрокарбонатные кальциевые. 

Коэффициенты фильтрации гравийно-галечных отложений в районе ХВХ меняются в зависимости от мощности и состава заполнителя от 30 до 230 м/сут  (при среднем 80-100 м/сут). С поверхности земли водоносный горизонт защищен слабо, покровные суглинки не превышают 1 метра, что способствует интенсивному проникновению загрязняющих веществ хвостовой пульпы в почвогрунты и далее – в подземные воды.

Техногенные факторы. Отходами производств КГРК, которые складируются на хвостохранилище, являются жидкая хвостовая пульпа, состоящая из песков, илов, технологических растворов и воды, используемой для транспортировки этого материала по пульпопроводу. Пульповый раствор содержит от 0,1 до 15 мг/л, а отработанная хвостовая порода после выщелачивания от 160 до 260 мг/кг U238. Концентрация урана в отходах зависит от поставляемого на переработку сырья, метода выщелачивания (кислотного или щелочного), эффективности технологии выделения урана. Природные и техногенные растворы взаиморастворимы.

В состав перерабатываемых на заводе руд входят: SiO2

(56-74%), Al2O3

(11-14,7%), Fe2O3

(1,3-4,6%), СaO (4,3%), MgO (2,7%), MnO (2,3%) и другие компоненты. Кроме того, руды содержат твердые (коротко- и долгоживущие) и газообразные радиоактивные элементы.

При переработке руд используются следующие реагенты: азотная и серная кислоты, пиролюзит, аммиак, известь и др. Объем использования вышеперечисленных реагентов, особенно в период 1970-1980 г.г., был наибольшим за весь период работы ГМЗ.

В табл. 7 приводятся химические анализы проб воды хвостовой пульпы, сброшенной на карту №8 в 2003-2004 г.г.

Таблица 7

Химический состав хвостовой пульпы

Содержание, мг/дм3

17.12.2003

18.03.2004

27.08.2004

Na++K+

77

70

6772

NH4+

5200

3333

5500

Са2+

1104

263

320

Мg2+

Не обн.

Не обн.

255

СL-

2269

4644

110

SО42-

1074

1111

27426

NО3-

177

2215

2215

NО2-

0,002

0

7

СО32-

1560

996

630

НСО3-

Не обн.

Не обн.

336

Общая жесткость

55

13

37

в т.ч. карбонатная

55

13

26

Сухой остаток

15050

36000

45200

<


Из данных таблицы 7 видно, что концентрация загрязняющих веществ в хвостовой пульпе отличается значительной нестабильностью и меняется в течение года в десятки и сотни раз. При этом, на общем фоне резкого снижения количества сбрасываемых на хвостохранилище сточных вод, концентрация загрязняющих веществ в последних остается предельно высокой.

Содержание специфических загрязняющих компонентов, характерных для промстоков ГМЗ КГРК, - Mn, Mo, U приведено в таблице 8. В ней дана максимальная установленная концентрация этих веществ в период с 1971 по 1997 г.

Таблица 8

Концентрация специфических загрязняющих компонентов хвостовых вод, мг/л

Место отбора пробы

Мn

ПДК=0,1

Мо

ПДК=0,25

U

ПДК=0,002

Аккумулирующий колодец

1170

15

59?10-5

Отстойник оборотной воды

1089

10

104?10-5

Восточная аккумулирующая ёмкость с добавлением технической воды

1166

12

204?10-5

Западная емкость технической воды

726

18

52?10-5

Западный дренаж

80

14

Как следует из таблицы 8, концентрация специфических загрязняющих веществ в хвостовых и дренажных водах также нестабильна и меняется во времени в десятки и  сотни раз. Максимальная концентрация этих элементов в хвостовой пульпе, водах аккумулирующих емкостей, дренажных водах отмечалась в 1976-1981 г.г., т.е. в период максимального объема переработки руды и наибольшего сброса пульпы на хвостохранилище.

Таким образом, основными компонентами, загрязняющими подземные воды, являются: из общих показателей – сульфаты, нитраты, аммиак, общая жесткость, из специфических показателей – марганец, молибден, уран.

Динамика поступления хвостовых вод и инфильтрация (расчетная) с 1970 г. представлена на  рис.31.

Рис.31. Динамика поступления хвостовых вод.

Физико-химические факторы.

Из перечня загрязняющих веществ ГМЗ следует выделить растворы минеральных солей – сульфатов и нитратов и долгоживущие радиоактивные изотопы. Процессы сорбции загрязняющих веществ горными породами изучены недостаточно.Из литературных данных известно, что сорбция в динамичных условиях, которые характерны для нашего случая, значительно менее интенсивна, чем в статических условиях [1].

Таким образом, анализируя вышеизложенное, можно сделать следующие выводы. Выбор местоположения хвостохранилища КГРК сделан фактически без учета гидрогеологических особенностей района, что изначально предопределило загрязнение подземных вод Кара-Балтинского участка. Водоносный горизонт аллювиально-проллювиальных отложений четвертичного возраста от хвостохранилища защищен слабо, покровные суглинки не превышают 1 метра. Фильтрационные свойства пород зоны аэрации, направление и скорость потока подземных вод способствовали интенсивному проникновению загрязняющих веществ хвостовой пульпы в почвогрунты и далее – в подземные воды.


Содержание раздела







Forekc.ru
Рефераты, дипломы, курсовые, выпускные и квалификационные работы, диссертации, учебники, учебные пособия, лекции, методические пособия и рекомендации, программы и курсы обучения, публикации из профильных изданий