Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Дворецкая Юлия Борисовна

Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска
<
Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Дворецкая Юлия Борисовна. Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.36.- Томск, 2007.- 174 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-4/144

Содержание к диссертации

Введение

1. Общая характеристика района г. Ачинска 8

1.1. Физико-географическая характеристика 8

1.2. Геологическое строение территории 9

1.3. Гидрогеологические условия 15

1.4. Основные объекты техногенной нагрузки и их влияние на геологическую среду 23

2. Методика геоэкологических исследований 29

2.1. Полевые исследования 29

2.2. Аналитические исследования 34

2.3. Статистическая обработка данных 35

3. Вещественный состав сырья, продукции и отходов АГК 40

3.1. Технология комплексной переработки нефелинового сырья 40

3.2. Сырье и продукция АГК 44

3.3. Белитовый шлам 56

3.4. Цементное производство и продукция кирпичного завода 65

3.5. Продукция завода фтористого алюминия 68

4. Характеристика техногенных геохимических аномалий в компонентах окружающей среды 70

4.1. Загрязнение снегового покрова 70

4.2. Почвенный покров г. Ачинска 108

4.3. Поверхностные и подземные воды 122

4.4. Интерпретация результатов факторного анализа 143

Заключение 161

Библиографический список использованной литературы 164

Введение к работе

Актуальность исследований. Крупнейшие предприятия г. Ачинска (Красноярский край): глиноземный комбинат (АГК), предприятия стройиндустрии и топливно-энергетический комплекс составляют мощный промышленный узел. Выбросы в атмосферу загрязняющих веществ оказывают негативное воздействие на все компоненты окружающей среды, прежде всего, атмосферный воздух и почвы. Белитовый шлам, сконцентрированный в огромной массе на окраине города, является крупным источником загрязнения поверхностных и подземных вод, которое осуществляется фильтрацией шламовых вод.

Наличие вредных примесей в воздухе, воде и почве напрямую влияют на здоровье человека (Сает, 1990; Рихванов, 1993, 1994; Буренков, 1993). При этом первое место в Красноярском крае традиционно занимают болезни органов дыхания, составляя 40-50 % от числа зарегистрированных случаев (О сост. окр. среды..., 1997). Изучение геоэкологической обстановки в г. Ачинске с синхронным анализом максимального круга элементов в средах, транспортирующих и депонирующих загрязняющие вещества, позволит определить пространственную структуру их распределения и идентифицировать источники загрязнения. В условиях все возрастающего антропогенного воздействия на окружающую среду и возникшей необходимостью ее оздоровления геоэкологический анализ объекта представляется весьма актуальным.

Следует отметить, что проблема влияния глиноземного производства на загрязнение окружающей среды до настоящего времени не рассматривалась. В литературе нет публикаций, посвященной данной проблематике. Это, возможно, связано с тем, что в нашей стране функционируют всего три предприятия по переработке нефелинового сырья (Ачинский, Волховский и Пикалевский), причем два последних получают глинозем из нефелиновых

4 концентратов. Производство глинозема из уртитов мало известно, поэтому ему не уделялось особого внимания.

Основная цель работы: Изучение геоэкологической обстановки г. Ачинска и оценка степени влияния на окружающую среду различных производств.

Основные задачи исследований:

изучить распределение химических элементов в снеговом покрове, поверхностных, подземных водах и почвах, определить параметры и характеристики техногенных аномалий;

выявить наиболее опасные загрязняющие вещества, а также зоны их поступления, транзита и отложения;

изучить ассоциации химических элементов, характерных для глиноземного производства в депонирующих средах и техногенных потоках.

Научная новизна работы:

впервые на примере г. Ачинска комплексно исследовано изменение окружающей среды в связи с глиноземным производством;

определена структура взаимосвязей между химическими элементами в депонирующих средах и техногенных потоках. Выявлены ассоциации химических элементов, характерные для производства глинозема и проявленные практически во всех компонентах окружающей среды;

установлены причины связей химических элементов в различных средах и идентифицированы промышленные объекты, поставляющие поллютанты в природную среду городского ландшафта.

Практическая значимость работы. Результаты исследований и публикации в этой области позволят привлечь внимание общественности и руководства АГК к ухудшению состояния природных сред города. Выявление основных элементов-загрязнителей и определение экологической значимости техногенных аномалий послужат основой для разработки и внедрения природоохранных мероприятий на Ачинском глиноземном комбинате.

5
Материалы диссертационной работы использованы при разработке
рабочих программ и проведении практических работ по курсу «Науки и Земле»
для студентов: 1) по направлению «Защита окружающей среды»,
специальность «Инженерная защита окружающей среды»; 2) по направлению
«Безопасность жизнедеятельности», специальность «Безопасность

жизнедеятельности в техносфере». Результаты исследований использованы центром экологических обоснований и мониторинга «Монитек» в разработке проекта экологического мониторинга ОАО АГК и проведению мониторинга за качеством подземных вод в районе шламохранилища АГК. Защищаемые положения.

  1. Основным источником воздействия на окружающую среду являются пылевые выпадения из атмосферы, характеризующиеся широким спектром поллютантов. Наиболее высокие коэффициенты концентрации в пыли имеют В, Be, Y, F, Ва, Sr, О, Си, Li, Zn и Ni.

  2. Состав выбросов глиноземного производства определяет щелочной характер снеговых вод и способствует миграции в почвы и природные воды экологически опасных элементов: Сг, V, Mo, F, Be, Zn, Li, Y, Al и Си.

  3. Негативное воздействие на окружающую среду, выражающееся в загрязнении подземных вод щелочными металлами, сульфатами, хлоридами, А1, Ва, V, Mo, Ni, Pb, F, Сг, Ті, Mn, В, Sr и Ga, оказывают шламохранилище и отстойники отходов глиноземного производства.

  4. Корреляционные связи химических элементов, выявленные в сырье глиноземного производства, частично сохраняются как в техногенных потоках, так и депонирующих средах.

Апробация работы и публикации. Основные положения и отдельные результаты исследований докладывались и обсуждались на VII научно-практической и методической конференции, посвященной 100-летию Красноярского отдела РГО (Красноярск, 2001 г), V Международном научном симпозиуме «Проблемы геологии и освоения недр» (ТПУ,Томск, 2001 г), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию

СКГТУ (Владикавказ, 2002г), научно-практической конференции «Объединение субъектов РФ и проблемы природопользования в Приенисейской Сибири» (Красноярск, 2005 г), XVII и XVIII совещаниях по подземным водам Сибири и Дальнего Востока (Иркутск, 2003 и 2006 гг).

Фактический материал. При выполнении работы автор использовала данные, полученные в результате многолетних геоэкологических исследований, проведенных в районе г. Ачинска, в период с 1991 по 2005 г.г. в составе геоэкологической партии КТЭ (рук. А.Ю. Озерский). Работы первоначально велись под научным руководством д.г.-м.н., профессора А.Е. Мирошникова, после безвременной кончины которого, были продолжены под руководством д.г.-м.н., профессора Р.А. Цыкина.

В основу диссертационной работы положены результаты анализов 2400 почвенных проб, 40 проб рыхлых русловых отложений, 340 снеговых проб, 46 проб подземных и 45 - речных вод, 40 проб отходов АГК (шлам, пробы из отстойников), 72 пробы продукции АГК.

Для исследований применялись следующие виды анализов: полуколичественный спектральный анализ (почвы, твердый осадок снеговых проб, сухой остаток вод), силикатный анализ (макрокомпоненты сырья, продукции и твердых отходов АГК), рентгеноспектральный анализ на микрокомпоненты. Макрокомпонентныи состав природных вод и жидких отходов определялся методом объемного титрования. Для определения фтора в водных пробах использовался химический (фотометрический анализ). Содержание ртути в воде, снеге и почвах определялось атомно-абсорбционным анализом. Перечисленные виды анализов произведены в центральной лаборатории ОАО «Красноярскгеология». При выполнении работы автор использовала первичные данные РФА уртитов, проведенного в лаборатории ядерно-физических методов ИЦМиЗ СФУ (г. Красноярск).

Обработка полученных результатов производилась с использованием статистических и математических методов. Для изучения корреляционных связей между химическими элементами использовался факторный анализ.

7 Математическая процедура факторного анализа производилась по программе Statistica 5.11. Для обработки и визуализации полученной информации использованы методы ГИС-технологий (программы Arc View, ArcMap).

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 174 страницах машинописного текста, содержит 40 таблиц, 52 рисунка и список литературы, насчитывающий 118 наименований.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность профессору, д.г.-м.н. Р.А. Цыкину за научное руководство данной работой. Искреннюю благодарность автор приносит к.г.-м.н. Макееву СМ, к.г.-м.н. А.Ю. Озерскому, д.г.-м.н. A.M. Сазонову и к.г.-м.н. Ж.Л. Цыкиной за полезные консультации и предоставленную информацию, д.г.-м.н. В.А. Макарову, к.г.-м.н. СИ. Леонтьеву, к.г.-м.н. В.З. Мильману за практическую помощь и полезные советы, Л.Н. Пузыревой за помощь в оформлении диссертации.

Физико-географическая характеристика

Город Ачинск расположен на западе Красноярского края, на правом берегу реки Чулым. Численность населения - свыше 130 тыс. человек.

Район г. Ачинска находится на сочленении двух физико-географических стран - Западно-Сибирской равнины и Алтае-Саянской горной страны. Равнинный характер поверхности определяется почти горизонтальным залеганием отложений мезозоя и кайнозоя. Междуречья широкие с абсолютными отметками 220-330 м. Южная окраина города ограничена поднятием (хребтом Арга), характеризующимся предгорным среднерасчлененным рельефом с абсолютными отметками водоразделов 350-500 м. Относительное превышение водоразделов над тальвегами речных долин не превышает 150-200 м.

Гидрографическая сеть принадлежит бассейну р. Чулым. Это типичная равнинная река с медленным спокойным течением и хорошо разработанной широкой (до 20-25 км) заболоченной долиной, местами изобилующей многочисленными меандрами и старицами. Уклон русла реки незначительный и составляет в среднем 0,0002. Ширина русла равна 200-250 м, средняя глубина - 1,2-1,5 м, средняя скорость течения составляет 1,2-1,3 м/сек. За период весеннего половодья (май-июнь) проходит в среднем около 54 % годового стока, летом - 25 %, осенью - 18 %, а в зимнюю межень - всего 3 %. Средний годовой расход воды в районе г. Ачинска составляет 187 м3/сек, при среднем модуле стока 4,7 л/сек-км . Первые ледовые образования появляются в середине октября. Ледостав наступает в начале ноября и продолжается до середины апреля. Малыми притоками Чулыма в районе г. Ачинска являются реки Тептятка, Салырка, Мазулька и Ачинка.

Климат района резко континентальный с продолжительной холодной зимой. Среднегодовая температура составляет - 0,2 С. Снежный покров устанавливается в конце октября - начале ноября, сходит - в конце апреля. Средняя мощность снежного покрова 40 - 45 см, на хр. Арга увеличивается до 60 - 70 см, в лесостепной зоне она редко превышает 25 - 30 см. Почвы и грунты промерзают на глубину до 1,5 м. Лето короткое, часто дождливое. Наибольшее количество осадков выпадает в июле-августе. В течение года преобладают юго-западные и западные ветры со скоростью 3 м/сек, в зимнее время бывают сильные ветры со скоростью 11-15 м/сек. Повторяемость юго-западных ветров, по данным метеостанции Ачинск, составляет 27 %, западных - 23 %, южных - 19 %. Среднее количество штильных дней в году - 130.

В основу краткого описания геологического строения района положены материалы, полученные при проведении геологической съемки масштаба 1:200 000 [19] (рис. 1.1). Кембрийская система. Нижний отдел. Белокаменская серия (Cjbl).

Отложения данной серии развиты весьма ограниченно в пределах хр. Арга, между пос. Гарь и пос. Мазульский. Породы серии представлены серыми битуминозными, массивными, часто мраморизованными и доломитизированными известняками, переслаивающимися с доломитами. Мощность отложений составляет 1000 - 1500 м.

Нижний-средний отделы нерасчлененные. Канымская свита (С2кп). Породы свиты согласно и без видимого размыва залегают на известняках белокаменской серии к югу от пос. Мазульского. Толща сложена серыми и зелеными известково-глинистыми и кремнисто-глинистыми сланцами, массивными темно-серыми кварцитами, реже известняками, диабазами. Мощность отложений свиты 800 - 1000 м.

Средний отдел. Тайдонская свита (Citd). Породы данной свиты залегают на сланцах и известняках канымской свиты. Нижняя часть свиты (C2td]) широко развита в пределах хр. Арга, в районе пос. Каменка. Она целиком

Условные обозначения к рис. 1.1 1- современный раздел, аллювиальные отложения. Пески, илистые глины, галечники, торф (пойма); 2 - верхний плейстоцен, верхний горизонт, аллювиальные отложения. Пески глинистые, суглинки, реже глины и галечники (I надпойменная терраса); 3 - верхний плейстоцен, нижний горизонт, аллювиальные отложения. Пески глинистые, глины, реже галечники (И надпойменная терраса); 4 - средний плейстоцен, средний-верхний горизонты нерасчлененные. Аллювий третьей и четвертой надпойменных террас. Глины, суглинки, пески; 5 - миоцен. Глины красноцветные; 6 - меловая система, верхний отдел. Сенонский и датский ярусы объединенные, сымская свита. Пески разнозернистые, галечники, пестрые глины, окремненные песчаники; 7 - меловая система, верхний отдел. Сеноманский и туронский ярусы объединенные, симоновская свита. Пески каолинизированные с линзами серых глин, ожелезненных песчаников, конгламератов. В основании - конгломераты, местами окремненные песчаники с чулымской флорой; 8 - меловая система, нижний отдел. Аптский и альбский ярусы объединенные. Кийская свита. Песчаники рыхлые, алевролиты, глины серые, зеленовато-серые, прослои галечников, пестрые глины; 9 - меловая система, нижний отдел. Среднеилекская подсвита. Пески, алевролиты, песчаники с прослоями аргиллитов; 10 - юрская система, средний и верхний отделы нерасчлененные. Верхнеитатская подсвита и тяжинская свита. Пески, песчаники, аргиллиты, алевролиты с промышленными пластами бурого угля; 11 - девонская система, нижний-средний отделы нерасчлененные. Быскарская серия. Порфириты и их туфы, тонкие прослои туфоконгломератов и песчаников; 12 - кембрийская система, средний отдел. Тайдонская свита, верхняя подсвитасвита. Сланцы хлоритизированные, известняки, кварциты, эффузивы; 13 - кембрийская система, средний отдел. Тайдонская свита. Нижняя подсвита. Диабазы и их туфы; 14 - кембрийская система, нижний-средний отделы нерасчлененные. Канымская свита. Сланцы, кварциты, известняки, покровные диабазы; 15 - кембрийская система, нижний отдел. Белокаменная серия.

Известняки, доломитизированные известняки, доломиты; 16 - нижний палеозой. Мартайгинский интрузивный комплекс: а - граниты, б - гибридные породы эндоконтакта, преимущественно диориты; 17 - стратиграфически несогласные контакты;

Полевые исследования

Полевые исследования на территории района г. Ачинска включали в себя опробование следующих компонентов окружающей среды, согласно принятым методикам: снеговой покров; почвы; поверхностные и подземные воды.

Снеговое опробование в настоящее время прочно вошло в практику как один из методов геохимических исследований. В основе методических разработок по использованию приемов геохимического картирования для оценки окружающей среды городов лежат представления о том, что важнейший показатель этого состояния - степень загрязнения воздуха выбросами различного типа (организованный, неорганизованный) - фиксируется при количественном изучении объема и состава выпадений на земную поверхность [58]. Снеговой покров - чуткий индикатор загрязнения приземной атмосферы в холодный период года, когда исключается перенос частиц почвы на его поверхность, поэтому вещественный и химический состав твердого осадка становится функцией атмосферных выпадений [12]. Изучается как снеговая пыль, так и снеговая вода. Это дает возможность оценить состояние приземной атмосферы без широкого применения дорогостоящих приборов для измерения содержаний различных загрязнителей непосредственно в приземной атмосфере. Однако геохимическое изучение связи между распределением химических элементов в аэральном потоке и в снеговых геохимических ореолах может быть проведено только на уровне приближенных оценок из-за следующих недостатков метода, затрудняющих интерпретацию результатов: 1. невозможно, как правило, собрать точные данные по объему промышленных выбросов как организованных, так и неорганизованных; 2. снеговой покров и аэральный поток техногенного вещества очень динамичны и, как следствие, для них характерна очень высокая неоднородность распределения химических элементов, которая зависит от многих факторов: направление и сила ветра, ландшафтные условия, горизонтальное перемещение и переотложение снега и т.д. [84].

Для того чтобы избежать искажения картины загрязнения, в пробу отбирался материал наиболее представительного, хорошо сохранившегося снегового покрова. В г. Ачинске и его окрестностях было отобрано 340 снеговых проб: в черте города со средней плотностью опробования 4-9 проб на 1 км с увеличением плотности опробования в местах наибольшего техногенного воздействия, детально опробована промплощадка АГК и прилегающая к ней с севера территория, проведены два профиля за пределы города (на д. Б. Яр и АНПЗ) (рис. 2.1).

Пробы отбирались из шурфов, вскрывающих всю мощность снегового покрова. При отборе замерялась площадь шурфа, и фиксировалось время от начала снегостава. Таяние снеговых проб и их обработка проводились в г. Красноярске. Талые пробы фильтрованием разделялись на талую снеговую воду и твердый осадок, оставшийся на фильтре. Перед лабораторным анализом твердый осадок просеивался для освобождения от посторонних примесей (фракция -1 мм) и взвешивался. Масса твердого осадка (пыли) служит основой для определения пылевой нагрузки и нагрузки элементов.

Почвы в течение длительного времени депонируют в себе техногенные вещества, выбрасываемые в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности. Кроме того, они сами по себе являются основой для выращивания сельскохозяйственных продуктов питания. В условиях загрязнения почв техногенными веществами происходит загрязнение продуктов питания. Поэтому изучение состояния почвенного покрова имеет немаловажное значение.

Опробование почв производилось по методике геохимической съемки с уточнениями относительно глубины отбора проб [44]. Исследованиями ИГ СО АН было доказано, что более 90 % техногенного вещества скапливается в верхнем слое почвы мощностью до 10 см [15]. Поэтому опробованию подвергался верхний слой до глубины, не превышающей указанное значение.

Почвенный покров опробовался с различной густотой с учетом техногенной нагрузки (рис. 2.2). Для изучения геохимической обстановки в загородной зоне пробы отбирались по профилям, расходящимся от города по сторонам света вдоль основных транспортных магистралей через 500 м.

В жилой зоне города пробы отбирались через 200-300 м, на территориях промышленных предприятий и в зонах их влияния, выделенных по предварительным работам, через 100-200 м. В зонах, наиболее свободных от застройки и несущих меньшую техногенную нагрузку, опробование велось через 400-500 м.

Технология комплексной переработки нефелинового сырья

Технологическая схема комплексной переработки нефелинового сырья дана на рис. 3.1. Исходными компонентами для производства шихты для спекания являются уртиты и известняки. Известняк используется также для обескремнивания алюминатных растворов и в цементном производстве. Компоненты шихты должны быть тонко измельчены и строго дозированы. Молекулярное соотношение между основными компонентами шихты должно быть: R2O/AI2O3 = 1,0-1,05 и CaO/Si02 = 1,98-2, что обеспечивает получение спека, в котором практически вся окись алюминия связывается в щелочные алюминаты, а кремнезем - в двухкальциевый силикат [94].

Процессы, происходящие при спекании шихты, можно условно разделить на следующие: испарение влаги; разложение (диссоциация) известняка; взаимодействие компонентов шихты в твердой фазе; образование жидкой фазы; завершение реакций спекания при наличии существенных количеств жидкой фазы.

Диссоциация известняка начинается при температуре 700-750 С и полностью заканчивается при 900-950 С. Химическое взаимодействие в шихте, связанное с образованием алюминатов и двухкальциевого силиката, начинаются при температуре 700-750 С и до температуры 1000-1100 С происходят преимущественно в твердой фазе, а при температуре 1100-1300С с участием жидкой фазы по схеме [94]: (Na,K)2OAl203-2Si02 + 4СаС03 = (Na,K)20-Al203 + 2(2CaOSi02)l + 4C02t(2) нефелин известняк спек

При спекании нефелиновых шихт происходят газо-аэрозольные выбросы элементов, находящихся в уртитах и известняках, в атмосферу вместе с С02.

Основными компонентами спека являются: алюминаты щелочных металлов (Na20-Al203; К2ОА120з); двухкальциевый силикат (2CaOSi02) и феррит натрия (Na2OFe203). При гидроксильном выщелачивании спека оборотными алюминатными растворами происходят сложные химические взаимодействия, которые можно свести к следующим реакциям: 1. алюминаты щелочных металлов переходят в раствор (Na,K)20-Al203 + 2(2CaO-Si02) + 4H2O2Ca2Si04 + 2(Na,K)(OH)+2Al(OH)3 (3) спек белитовый щелочной гидроксид шлам раствор алюминия 2. феррит натрия подвергается гидролизу с образованием едкого натра и гидроокиси железа.

Отделение шлама от алюминатного раствора осуществляется фильтрацией и отстаиванием на фильтрах-сгустителях.

Алюминатный раствор, полученный в результате выщелачивания спека, содержит некоторое количество растворенного кремнезема. Обескремнивание -это процесс выделения из раствора примеси кремнезема, осуществляемый путем перевода его в нерастворимое соединение - алюмосиликат натрия. Обескремнивание без добавок производят в автоклавах в течение 1,5-8 часов при температуре 165 - 175 С. Кремнезем взаимодействует с алюминатами щелочных металлов с образованием малорастворимых алюмосиликатов (Na20-Al203-l,7SiOr2H20 и K20 Al203-l,7SiOr2H20). Осадок, образовавшийся в процессе обескремнивания, называется белый шлам. Его отделяют от раствора и возвращают на спекание. Часть обескремненного раствора направляют на карбонизацию, остальной раствор подвергают более глубокому обескремниванию с вводом извести.

Карбонизация - это разложение алюминатного раствора углекислотой. При этом щелочи, находящиеся в растворе, из каустической формы переходят в карбонатную, а гидроокись алюминия выпадает в осадок. В конце этого процесса в осадок выпадает также алюмокарбонат (Na20-Al203-2C02-2H20), который загрязняет осадок щелочью. Чтобы этого избежать, карбонизацию заканчивают, когда в растворе находится некоторое количество щелочей в каустической форме. Затем раствор некоторое время выдерживают в емкости (выкручивают), при этом выпадает в осадок оставшаяся в растворе гидроокись алюминия, а раствор становится стабильным.

Гидроксид алюминия подвергается прокаливанию при температуре 1200 - 1250С с выделением водяного пара: 2А1(ОН)3 tC H2Ot +А1203 (4) глинозем Часть щелочного раствора поступает на производство содопродуктов упариванием до полного выделения в твердом виде соды, поташа, сульфата и хлорида калия, образующихся при поступлении серы и хлора с топливом и сырьем. Разделение этих продуктов в процессе выпарки и кристаллизации основано на изменении совместной растворимости их в зависимости от температуры и концентрации.

До недавнего времени на АГК часть белитового шлама шла на производство цемента и кирпича. Кроме того, на территории АГК функционировал завод фтористого алюминия (ЗФА). В настоящее время данные производства приостановлены, но рассмотрены в данной работе для более качественной интерпретации полученных данных.

Загрязнение снегового покрова

Снеговой покров является одним из основных депонентов промышленных выбросов. Важнейшим интегральным показателем, косвенно отражающим состояние воздушной среды вследствие промышленных выбросов, является пылевая нагрузка (Рп), т.е. количество (масса) выпавших из атмосферных аэрозольных частиц (пыли) за единицу времени на единицу площади [84]. Именно с пылевой нагрузкой связана основная доля техногенного вещества, поступающего в снеговой покров и другие депонирующие среды из атмосферы.

По результатам проведенных исследований на территории, удаленной от урбанизированных зон, суточное фоновое выпадение аэрозольных частиц, т.е. суточная нагрузка пыли составляет 9,75 кг/(км -сут). В промышленных городах по результатам исследований количество выпадающих частиц увеличивается в среднем до 200-500 кг/(км -сут) или в 20-50 раз [58]. По данным А.Е. Мирошникова [62], реальный фон общей пылевой нагрузки в Центральной Сибири соответствует значению 35,6 кг/(км -сут).

Большая часть селитебной территории г. Ачинска подвергается нагрузке 290 - 1220 кг/(км2-сут) при среднем значении 500-700 кг/(км2,сут) (рис. 4.1). В черте города отчетливо выделяются два участка с максимальными значениями пылевой нагрузки, характеризующие зоны воздействия двух источников. Первый из них - кирпичный завод, второй - предприятия стройиндустрии. Морфологические особенности ореолов пылевой нагрузки, связанной с этими источниками, практически одинаковы, небольшое различие имеется только в размерах этих аномалий. Ореолы пылевой нагрузки имеют изометричную форму, причем зона максимальных значений пылевой нагрузки, связанная с кирпичным заводом (в максимуме - 5729 кг/км -сут), расположена на расстоянии 500-700 м от источника выбросов, площадь ее составляет 1,2 км . Зона максимальных значений пылевой нагрузки, характеризующая предприятия стройиндустрии, непосредственно примыкает к нему (значения пылевой нагрузки в максимуме - более 5000 кг/км"-сут), площадь составляет 2,5 км . Характерно, что обе зоны максимальных значений пылевой нагрузки находятся к северо-востоку от источников выбросов, т.е. с подветренной стороны, и влияние этих зон резко ограничено по площади.

АГК, несомненно, является одним из крупнейших источников выбросов. Зоной его влияния является как промплощадка самого комбината со шлейфом северо-восточного направления (до п. Мазуль), так и левобережная часть долины р. Чулым. Непосредственно на территории промплощадки АГК пылевая нагрузка достигает максимальных значений - 11145 кг/(км2-сут). В целом, промплощадка подвергается пылевой нагрузке в диапазоне 2000-5000 кг/(км -сут). Общий контур зоны воздействия выбросов АГК определяется направлением воздушных потоков, рассеивающих выбросы. Характер ореолов выпадений АГК отличается не только большей площадью, но и выдержанностью концентраций по площади влияния. Так, если на периферийных частях зон воздействия кирпичного завода и стройиндустрии величина пылевой нагрузки в 15 раз меньше, чем в зонах ее максимальных значений, и эти периферийные части зон четко фиксируются, то периферийная часть зоны воздействия выбросов АГК на исследуемой площади не выделяется. Общая зона воздействия источников выбросов, аналогичных АГК, достигает первых сотен квадратных километров [84].

Площадь ореола хронического загрязнения снежного покрова вокруг г. Ачинска по результатам дешифрирования спутниковых телевизионных изображений составляет 1540 км2, площадь очага - 60 км2 [72]. Результаты этого дешифрирования легли в основу построения модели аэротехногенного пылевого загрязнения Центральной Сибири, произведенного лабораторией геоэкологии КНИИГиМС [53]. Построение ореола произведено с корреляцией радиус-векторов атмосферного переноса твердых пылевых частиц по среднегодовой розе ветров с выделением зональной структуры. Как видно из рис. 4.2, выделено 3 зоны с различными уровнями загрязнения: I зона (чрезвычайно опасный - 800 кг/(км -сут)) имеет площадь 123 KMZ, II зона (высокий опасный - 450-800 кг/(км -сут)) - 816 км , III зона (средний умеренный опасный - 250-450 кг/(км -сут))-601 км .

Похожие диссертации на Геоэкологическая оценка влияния глиноземного производства на окружающую среду : на примере г. Ачинска