Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Ландшафтно-экологическая характеристика региона 9
1.1. Физико-географическая характеристика 9
1.2. Природно-климатические условия 12
1.3. Геологическое строение и тектоника 28
1.4. Гидрогеологические условия .32
1.5. Современное состояние экосистемы 34
Глава 2. Типичные месторождения общераспространенных полезных ископаемых 39
2.1. Каменноярское месторождения опок 41
2.2. Петропавловское месторождение кирпичного сырья 42
2.3. Баскунчакское месторождение гипсового камня и стекольных песков 42
2.4. Косикинское месторождение керамзитового сырья 44
2.5. Среднее месторождение кирпичных глин 44
2.6. Природно-экологические особенности месторождений нерудных строительных материалов 45
2.7. Проектные решения по карьерной разработке 49
Глава 3. Особенности оценки воздействия на окружающую среду при карьерной добыче ресурсов 54
3.1. Принципы и методы оценки воздействия на состояние экосистемы при карьерной добыче минеральных ресурсов 54
3.1.1. Ресурсообеспечение и сбережение 55
3.1.2. Воздействие на атмосферный воздух выбросами загрязняющих веществ 56
3.1.3. Шумовое воздействие 63
3.1.4. Воздействие на земельные ресурсы 64
3.1.5. Воздействие на недра и подземные воды 67
3.1.6. Воздействие на территорию землеотвода образующимися отходами и сточными водами 76
3.1.7. Воздействие на растительность и животный мир 80
3.2. Сравнительный анализ качества и объемов воздействия на экосистему различных месторождений строительных материалов при карьерной добыче 81
3.3. Экологические риски и прогноз неблагоприятных условий 83
Глава 4. Оценка устойчивости экосистемы территории и природоохранные мероприятия 90
4.1. Критерии оценки устойчивости экосистемы 90
4.2. Сравнительный анализ устойчивости экосистемы по рассматриваемым месторождениям 91
4.3. Перечень мероприятий по охране окружающей среды 98
4.3.1. Мероприятия по снижению негативного воздействия на атмосферный воздух 98
4.3.2. Мероприятия по снижению негативного воздействия на поверхностные и подземные воды 102
4.3.3. Мероприятия по снижению негативного воздействия на земельные ресурсы, растительность и животный мир 105
4.3.4. Мероприятия по снижению негативного воздействия на недра 109
4.4. Экологический мониторинг 110
4.5. Экономическая оценка 129
Заключение 132
Библиография 136
Приложения 146
1. Характеристики основных климатических показателей по рассматриваемым районам 146
2. Расчет неорганизованных источников выбросов 148
3. Расчет уровня шумового воздействия и санитарно-защитной зоны 152
4. Расчет экологических рисков 157
5. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, с учетом и без учета природоохранных мероприятий 163
6. Расчет экологического ущерба при добыче нерудных строительных материалов 163
- Природно-климатические условия
- Воздействие на атмосферный воздух выбросами загрязняющих веществ
- Экологические риски и прогноз неблагоприятных условий
- Экологический мониторинг
Введение к работе
Актуальность исследования. Геологическое строение Астраханской области обусловило образование и размещение на ее территории месторождений общераспространенных полезных ископаемых (ОПИ) и строительных материалов (СМ), получивших широкое применение в производстве и потому востребованных: гипсы, опоки, стекольные пески, керамзитовые и кирпичные глины, суглинки. Добыча полезных ископаемых открытым карьерным способом сопровождается негативным влиянием на все компоненты окружающей среды.
Актуальными задачами сегодня являются выявление зависимостей добычи минерального сырья от инженерно-геологических, гидрологических и экологических особенностей различных ландшафтных районов, геоэкологическая оценка глубины и масштабов воздействия на окружающую среду, разработка эффективных предложений по снижению негативного воздействия и рациональному использованию природных ресурсов, предложение оптимальной программы экологического мониторинга.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационной работы является выявление, оценка и анализ особенностей геоэкологического воздействия на окружающую среду при добыче общераспространенных полезных ископаемых и разработка универсальных природоохранных мероприятий. Достижение поставленной цели возможно при решении следующих задач:
-
Описать природно-климатические и ландшафтные условия нескольких типичных месторождений на территории Астраханской области.
-
Охарактеризовать залежи и условия проектной добычи основных типов месторождений общераспространенных полезных ископаемых.
-
Проанализировать и оценить воздействие открытой разработки месторождений на окружающую среду.
-
Выполнить интегральную комплексную оценку устойчивости состояния геосистемы при открытой разработке месторождений.
-
Разработать универсальные природоохранные мероприятия и оценить их эффективность с учетом инженерно-гидрогеологических и экологических условий месторождений.
Объектом исследований являются месторождения общераспространенных полезных ископаемых и строительных материалов: каменного гипса, опок, стекольных песков, кирпичных и керамзитовых глин и суглинков, а также технологические процессы их открытой добычи.
Предмет исследований – геоэкологическая оценка качественных и количественных характеристик воздействия карьерной разработки месторождений общераспространенных полезных ископаемых на компоненты ландшафта, применение новых информационных технологий и подходов для прогноза устойчивости экосистем.
Научная новизна. Систематизированы и проанализированы прогнозные результаты оценки воздействия на окружающую среду при разработке типичных месторождений общераспространенных полезных ископаемых в пределах различных природных ландшафтных зон на территории Астраханской области.
Выполнено геоэкологическое зонирование территории разрабатываемых месторождений с учетом воздействия на отдельные компоненты окружающей среды при карьерной разработке месторождений общераспространенных полезных ископаемых.
Сформирована картина воздействия на экосистему месторождений в пределах Астраханской области. Выявлены и оценены основные факторы неблагоприятного воздействия, их глубина и эффективность природоохранных мероприятий.
По результатам оценки и анализа воздействия на окружающую среду предложена оптимальная программа экологического мониторинга для каждого типа карьеров.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Закономерности, связанные с принадлежностью месторождений общераспространенных полезных ископаемых к различным природно-ландшафтным зонам и экологическим условиям.
-
Оценка и анализ воздействия проектной технологии открытой разработки месторождений на отдельные компоненты окружающей среды.
-
Интегральная оценка устойчивости геосистем к антропогенной нагрузке при разработке месторождений.
-
Комплекс универсальных природоохранных мероприятий и экономическая оценка их эффективности.
-
Разработка оптимальной программы экологического мониторинга разнотипных карьеров.
Практическая значимость. Приведенный в работе количественный и качественный уровень экологической нагрузки на компоненты окружающей среды при карьерной добыче общераспространенных полезных ископаемых на территории Астраханской области формирует общую и частную картину воздействия на экосистему в пределах основных ландшафтных зон региона, позволяя выявить и оценить основные факторы неблагоприятного воздействия. Предложены универсальные природоохранные мероприятия, направленные на минимизацию экологической нагрузки, обеспечивающие рациональное использование ресурсов и восстановление нарушенных экосистем.
Фактический материал, личный вклад автора и методы исследований. В диссертационной работе использовались предпроектные и проектные материалы по разработке месторождений общераспространенных полезных ископаемых в Енотаевском, Черноярском, Икрянинском и Ахтубинском районах, прошедшие государственную экологическую экспертизу в 2004 – 2011 гг., в которых автор принимал личное участие как разработчик.
При составлении прогнозных моделей и карт использовались компьютерные программы (Эколог версия 3.0, GMS версия 6.5, AutoCAD 2008, CorelDRAW12 Adobe Photoshop CS3), исходные данные по геоэкологической ситуации, номограммы, существующие методики и отчетность по мониторингу разработки месторождений.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной научно-практической конференции «Международные и отечественные технологии освоения природных и минеральных ресурсов и глобальной энергии» (Астрахань, 2007, 2008гг.), международной научной конференции «Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и сопредельных странах» (Белгород, 2008, 2010 гг.), межрегиональной научно-практической конференции «Регионы нового освоения: экологические проблемы, пути решения» (Хабаровск, 2008г.), II международной научно-практической конференции «Геосистемы: факторы развития, рациональное природопользование, методы управления» (Краснодар, 2011 г.), III международной научно-практической конференции «Науки о Земле на современном этапе» (Москва, 2011 г.).
По теме диссертации опубликовано 12 статей, из которых четыре в журналах из перечня периодических изданий, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ, одна монография.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы из 120 наименований. Содержание работы изложено на 145 страницах печатного текста и включает 41 рисунок, 8 таблиц.
Природно-климатические условия
Климатические особенности региона определяются рядом факторов, важнейшими из которых являются географическое положение, циркуляция воздушных масс и характер подстилающей поверхности. В Астраханской области сформировался умеренный, резко континентальный климат с высокими температурами летом, низкими - зимой, большими годовыми и летними суточными амплитудами температуры воздуха, малым количеством осадков и большой испаряемостью [67].
Постоянство ветров восточных направлений - характерная особенность ветрового режима области. В течение большей части года преобладают восточные и юго-восточные ветры (19-36%), достигая максимума в холодный период. В летний период их повторяемость уменьшается до 16-20% (рис.2). Среднегодовая скорость преобладающего восточного ветра изменяется от 2,8 до 3,6 м/с (20-29%). Повторяемость ветров более 12 м/с составляет 3-7%, достигая в отдельные месяцы 6-12%. Наибольшая повторяемость сильных ветров (15 м/с и более) приходится на апрель, наименьшая — на летний период и раннюю осень.
Застою воздуха и накоплению в нем вредных примесей способствует штилевая погода и туманы. В городе Астрахань штили составляют 4-8% в месяц от общего числа наблюдений за ветром, в г. Харабали и Лимане - 8- 18%.
Максимальное число дней с туманом приходится на осенне- зимний период. Наиболее продолжительные туманы наблюдаются в декабре, в 46% случаев продолжительность туманов составляет 1-3 ч. В теплый период года туманы обычно наблюдаются в утренние часы. Годовое количество осадков колеблется от 244 до 292 мм.
Средняя годовая температура воздуха изменяется с юга на север от 10,8С до 8,8С. Самым холодным месяцем является январь со среднемесячными температурами до минус 10С, самым жарким - июль со среднемесячными температурами 24-25С.
Дана характеристика метеорологических условий и степени загрязнения атмосферы по четырем рассматриваемым районам (Приложение
1) . Наблюдается относительная стабильность климатического фона, включая степень загрязнения, по четырем рассматриваемым районам (таблица 1).
По данным почвенно-географического районирования России, территория Астраханской области отнесена к Прикаспийской провинции светло-каштановых и бурых полупустынных почв, солончаковых комплексов, песчаных массивов и пятен солончаков.
Астраханская область - район пустынно-степного типа почвообразования, где процессы протекают при малом количестве атмосферных осадков, высоком испарении, сухости воздуха, господствующих сухих восточных ветрах с участием волжских и каспийских вод. Характерной чертой почвенного покрова является его комплексность, связанная с развитым микрорельефом, где незначительные различия в перераспределении осадков оказывают существенное влияние на растительный покров, солевой режим почвы и процессы гумификация [66, 8].
Основными типами почв Астраханской области являются:
1) светло-каштановые
2) бурые полупустынные;
3) аллювиальные дерновые насыщенные
4) аллювиальные дерново-опустынивающиеся карбонатные;
5) аллювиальные луговые насыщенные;
6) аллювиальные болотные иловато перегнойно-глеевые;
7) солончаки гидроморфные [42, 47].
Светло-каштановые почвы распространены в северной части области, в правобережье они залегают повсеместно, в левобережье тянутся прерывистой полосой и занимают наиболее дренированные и повышенные территории, Баскунчакскую и другие останцовые равнины. Почвы не образуют однородного покрова, за исключением небольших участков, залегая комплексно солонцами каштановыми и лугово-каштановыми почвами.
Почвообразующими породами являются морские нижнехвалынские отложения в основном тяжелого механического состава. Светло-каштановые почвы в основном среднесуглинистые и, как правило, солонцеватые. Соли отмечаются на глубине 120 - 170 см и представлены сульфатами кальция и натрия.
По мере продвижения на юг светло-каштановые почвы сменяются бурыми полупустынными почвами, широко распространенными в Астраханской области, приуроченными к выровненным пространствам и иногда встречающихся на бэровских буграх и других увалообразных холмах. Сформировались бурые почвы на верхнехвалынских отложениях преимущественно легкого механического грансостава, наиболее широко распространены супесчаные и песчаные разновидности.
Залегают почвы как самостоятельно, так и в комплексе с другими почвами. В районе западных и восточных подстепных ильменей, и дельте на бэровских буграх они образуют комплексы с солонцами полупустынными и аллювиально-луговыми почвами, занимающими межбугро вые понижения и шлейфы бугров. Характерными особенностями бурых полупустынных почв являются небольшая мощность гумусовых горизонтов, их малая гумусированность, высокое содержание зольных горизонтов.
Бурые полупустынные и светло-каштановые почвы подразделяются на три рода: 1) обычные несолонцеватые почвы; 2) солонцеватые; 3) солончаковые.
Солонцеватые и солончаковые бурые полупустынные почвы формируются на тяжелых почвообразующих породах - суглинках и глинах или близко подстилаемых этими отложениями слоистых супесях и легких суглинках. Эти почвы также имеют малую (10-15 см) мощность гумусового горизонта и низкое содержание гумуса (1-1,3 %). Легкорастворимые соли обнаруживаются на глубине 1,0-1,5 м и в пределах первого метра от поверхности.
Большое распространение в области имеют солонцы каштановые и полупустынные. Каштановые солонцы залегают на выровненных пространствах, кроме того, они в виде узкой ленты опоясывают различного рода понижения. Солонцы полупустынные в степной части встречаются почти на всех элементах рельефа, в пойме и дельте они залегают на вершинах бэровских бугров и их склонах южной экспозиции. Почвообразующими породами в основном являются засоленные морские верхнехвалынские отложения различного механического состава. В основном солонцы засолены водорастворимыми солями, залегающими в первом полуметре. Почвы этого типа самостоятельно не залегают, а входят в состав комплексов с бурыми полупустынными почвами.
По отрицательным элементам рельефа, в условиях дополнительного поверхностного увлажнения за счет вод местного стока, сформировались лугово-каштановые и лугово-бурые полупустынные почвы, имеющие более высокое содержание гумуса.
Большие участки в почвенном покрове Астраханской области занимают песчаные массивы. Основные массивы песков занимают право, и левобережье реки Волги в южной части области. Встречаются они и в виде отдельных разрозненных пятен. Пески образуют комплексы с бурыми полупустынными почвами и солонцами. По степени задернения растительностью они подразделяются на закрепленные, слабозакрепленные и развеваемые пески.
Закрепленные пески представляют собой слаборазвитую песчаную почву, с очень малым содержанием органического вещества. Содержание гумуса в верхнем слое составляет 0,19-0,36%. Песчаный механический состав и незначительное содержание гумуса обусловливает очень низкую поглотительную способность песков. Пески не засолены водорастворимыми солями.
Кроме закрепленных песков, на большой площади встречаются слабозакрепленные пески - бугристые или холмисто-бугристые. Пески развеваемые, полностью лишенные растительностью, среди песков встречаются в виде отдельных пятен и массивов.
Почвенный покров Волго-Ахтубинской поймы и дельты представлен большим разнообразием аллювиальных почв и их комбинаций [8]: дерновые насыщенные и дерново-опустынивающиеся карбонатные почвы; луговые почвы; лесолуговые слоистые почвы; луговые слоистые, темноцветные, темноцветные слитые и слоистые засоленные, слоистые примитивные почвы; иловато-болотные почвы.
Воздействие на атмосферный воздух выбросами загрязняющих веществ
Разработка месторождения полезных ископаемых открытым способом оказывает негативное влияние на атмосферный воздух в результате пыле- и газообразования [48-51, 56, 57]. Основными источниками воздействия являются: выемочно-погрузочные и вскрышные работы, работы по отвалообразованию, внутренние и внешние отвалы, переэкскавация навалов породы, дорога, дробление сырья. Пыль в зависимости от добываемого сырья представляет собой пыль неорганическую с содержанием диоксида кремния ниже 20% - при добыче суглинков, 20-70% - при добыче глин и песка, свыше 70% - при добыче опоки и пыль гипсового вяжущего из фосфогипса с цементом при добыче гипсов [62, 63]. Концентрация пыли при выемочнопогрузочных работах зависит от крепости и естественной влажности горной породы, объема одновременно разгружаемой породы, высоты разгрузки, угла поворота экскаватора. Завышение высоты разгрузки приводит зачастую к обрушению верхней части уступа и повышению запыленности в 1.5-5 раз [114-117, 119].
При транспортировании сырья по внутрикарьерным дорогам пылевыделение осуществляется с поверхности нагруженного в кузов автосамосвала материала и взаимодействия автомобильных колес с поверхностью дороги. Интенсивность и объем пылеобразования зависят от скорости движения, грузоподъемности автомашин, а также от типа дорожного покрытия.
Общим для всех способов отвалообразования является образование больших незакрепленных поверхностей (плоскостных источников), которые при неблагоприятных условиях приводят к интенсивному пылеобразованию, зависящему от вида материала, гранулометрического состава, метеорологических условий.
При работе автомобильного транспорта и спецтехники загрязнение атмосферы в зоне влияния карьера и в самом карьере происходит при работе двигателей дорожно-строительной техники и автотранспорта, выделяющие азота диоксид, азота оксид, бензин, керосин, оксид углерода, оксид серы и сажу.
Валовый выброс загрязняющих веществ в атмосферный воздух определен в объеме от 4,8912 т/год (Каменноярское месторождение опок) до 266,1827 т/год (Баскунчакское месторождение гипса). Расчеты представлены в проектах, прошедших Государственную экологическую экспертизу [114- 117, 119]. Пример расчета источников пыления приведен в приложении 2. Оценка степени загрязняющего воздействия на атмосферный воздух производится по самому напряженному этапу производства работ в карьере, характеризующемуся наибольшими выбросами по диоксиду азота, опочной и гипсовой пыли. Методика оценки воздействия заключается в сравнении максимальных приземных концентраций при рассеивании загрязняющих веществ на границах санитарно-защитной зоны карьера, ближайшей жилой застройки, акватории водных объектов, особо охраняемых природных территорий и лесополос с установленными нормативами предельнодопустимых концентраций воздействия на здоровье людей, объекты животного мира и растительность, рекреационные территории (с учетом повышающих требования к качеству атмосферного воздуха коэффициентов - 0,7 и 0,8).
По каждому месторождению выполняется моделирование с использованием программы «Эколог» (версия 3.0, фирма «Интеграл», г.Санкт-Петербург) для оценки воздействия выбросов на атмосферный воздух и нормирования санитарно-защитной зоны (СЗЗ) (рис. 15, 16) [70].
Результаты расчётов показали, что с учетом глубины разработки карьера и при выполнении природоохранных мероприятий приземные концентрации, создаваемые источниками выбросов по указанным ингредиентам, не превышают установленных санитарно-гигиенических норм предельно-допустимых концентраций на границах жилой застройки, нормативной СЗЗ; на акватории значения приземных концентраций не превышают 0,8ПДК, что является необходимым условием для прибрежных зон [72]. Данный факт позволяет оценить воздействие на атмосферный воздух в период карьерной добычи в допустимых пределах.
Согласно санитарным нормам и правилам для карьеров открытой добычи и предприятий по добыче гипса (класс II), предприятий по добыче песка и глины открытой разработкой (IV класс) и причала перегрузки сырья (класс V) устанавливаются санитарно-защитные зоны в размере 500, 100 и 50 м соответственно [77]. Достаточность ширины санитарно-защитной зоны по принятой классификации подтверждается расчетом рассеивания выбросов в атмосферу для всех загрязняющих веществ с учетом фонового загрязнения среды обитания и распространения шума.
Экологические риски и прогноз неблагоприятных условий
При оценке экологического риска открытой добычи рассматриваются аварийные ситуации в карьере, в результате которых может быть нанесен значительный ущерб окружающей природной среде. К ним относится разлитие нефтепродуктов из бензобаков спентехники и автотранспорта, вызванное человеческим фактором, не выполнение ежедневного контроля исправности спентехники и автотранспорта, террористический акт и несчастный случай при несоблюдении техники безопасности при работе с взрывчатыми веществами.
Вероятный сценарий аварийной ситуации - разлив нефтепродуктов [18]. В качестве источника разлива нефтепродуктов на участке работ рассматривается бензобак спецтехники объемом 0,17 Mj. Расчетный диаметр свободного растекания составляет 2,08 м, площадь загрязнения земель - 3,4 м . Количество углеводородов, испарившихся с поверхности разлива за 25 минут или 1500 секунд составит 0,011 т (Приложение 4).
При свободном разлитии нефтепродукта глубина загрязнения почвы составит 10 см. В процессе ликвидации аварий механически снимается загрязненный слой почвы (деградированные земли).
Размер ущерба от деградации земель определяется по формуле:
Величина ущерба в связи с небольшой площадью загрязнения составляет 378 рублей.
При возникновении искры от выхлопной трубы автомашины и статического электричества возможен пожар разлития нефтепродуктов, для которого оценивается зона горения и зона теплового воздействия. В зоне горения, совпадающей с площадью свободного растекания, не будет происходить сгорания материалов, растительности, поражения животных. Зона теплового воздействия ограничивается дальностью, зависящей от пороговой интенсивности теплового излучения, и составит 2 м. Предельная масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу для рассчитанной нами типовой аварийной ситуации, составит не более 223 кг.
Расчет величины ущерба СПдв осуществляется как суммарный за сверх лимитный выброс от горения бензина по каждому загрязняющему веществу [18].
Величина ущерба за выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в случае аварийной ситуации составит 453 руб.
Вероятность аварии пожара разлития нефтепродуктов оценивается аналитически по возможности образования искры, наличию мероприятий, предотвращающих аварию, по уровню инженерно - технической подготовки обслуживающего персонала поставщиков топлива. Возможным источником образования искры может служить не только выхлопная труба автомашины, но и повышенный уровень статического электричества, молниевые разряды. Частота возникновения пожара разлития оценивается ниже средней (107) с учетом разработанных инженерно - технических решений и мероприятий.
В качестве оценки экологической опасности объекта рассчитывается значение экологического риска, учитывающее вероятностные характеристики аварий и экологические последствия их реализации:
Значение экологического риска представляет собой ожидаемый среднегодовой уровень платежей за нарушение природоохранного законодательства при авариях и составляет 1645,38 руб.
Критерием оценки экологического риска для здоровья людей от загряз нения окружающей среды являются пороговые концентрации Спор [11, 73]. При достижении пороговых концентраций шестнадцать процентов рабочего персонала могут быть подвержены острому токсическому воздействию. Анализ параметров выбросов показал, что превышение пороговой концентрации зависит от масштаба добычи сырья. Чем больше годовой объем добычи и мощнее применяемая техника, тем ближе выбрасываемые концентрации загрязняющих веществ к пороговым значениям.
Регулирование выбросов при неблагоприятных метеоусловиях (НМУ) осуществляется с учетом прогноза неблагоприятных метеоусловий на основе предупреждений о возможном опасном росте концентрации примесей с целью его предотвращения [57].
Оповещение о НМУ производит Астраханский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Он же устанавливает режим, по которому производится регулирование выбросов: первый, второй или третий.
При первом режиме работы предприятия мероприятия по сокращению выбросов носят организационно-технический характер, их можно быстро осуществить, они не требуют существенных затрат и не приводят к снижению производительности предприятия. Мероприятия должны обеспечить сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы примерно на 15%.
При втором режиме работы предприятия мероприятия по сокращению выбросов включают в себя все мероприятия, разработанные для первого режима, а также мероприятия, влияющие на технологические процессы и сопровождающиеся незначительным снижением производительности предприятия. Мероприятия должны обеспечить сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы на 20-40%.
При третьем режиме работы предприятия мероприятия по сокращению выбросов включают в себя все мероприятия, разработанные для первого и второго режимов, а также мероприятия, осуществление которых позволяет снизить выбросы загрязняющих веществ за счет временного сокращения производительности предприятия. Мероприятия должны обеспечить сокращение концентрации загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы на 40-60%.
На примере месторождения стекольных песков и гипса в таблице 4 представлены мероприятия на период НМУ по сокращению выбросов по режимам работы.
На основании разработанных мероприятий произведена оценка эффективности каждого мероприятия при наступлении НМУ, рассчитанная по количественным показателям, которая определяется по формулам [57]
Экологический мониторинг
Успех мероприятий по уменьшению загрязнений зависит от эффективной регистрации и контроля общего состояния окружающей среды, чтобы точно знать, когда, где и какие необходимо принять меры [61, 95]. Обязательной составляющей контроля выполнения природоохранных мероприятий является производственный экологический мониторинг.
Разработка карьера несёт в определенной степени антропогенную нагрузку на окружающую среду, поэтому требуется организация экологического мониторинга. Целью программы производственного экологического мониторинга (ППЭМ) является определение порядка сбора, систематизации и анализа информации о состоянии окружающей среды в районе работ, о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.е. об источниках и факторах воздействия), а также о допустимости таких изменений и нагрузок на среду в целом.
ППЭМ должна предусматривать решение следующих задач в сфере воздействия производственных работ на окружающую среду:
1. Инструментальные наблюдения за источниками и факторами воздействия.
2. Оценка современного состояния различных компонентов окружающей природной среды, техногенное воздействие на которые, может оказать разработка карьеров.
3. Прогноз воздействия.
4. Оценка прогнозируемого состояния.
5. Выявление аномалий состояния, вызванных производственными процессами.
6. Оперативная разработка мероприятий по контролю и стабилизации экологической обстановки.
Объектами производственного мониторинга являются составляющие проектируемого карьера:
- карьер полезного ископаемого;
- карьерные автодороги;
- площадка под отвалы вскрышных пород;
- при транспортировке сырья водным транспортом - площадка под причал для отгрузки сырья на водный транспорт.
При удаленности проектируемого карьера от жилой зоны в его состав также входят:
- площадка под вахтовый посёлок;
- площадка под гидрогеологическую скважину для водоснабжения.
Разработка месторождений полезных ископаемых, сопровождающаяся выбросами загрязняющих веществ в атмосферу, шумовым воздействием, нарушением почвенного покрова, образованием новых форм рельефа, формированием отходов и сточных вод от жизнедеятельности рабочего персонала, может привести к нарушению устойчивости экосистемы затрагиваемого района. Эффективность техногенных факторов усиливается следующими природными факторами: 1) слабой естественной защищенностью грунтовых вод; 2) наличием благоприятных климатических факторов; 3) легким гранулометрическим составом почв и их сорбционными свойствами; 4) совпадением областей питания, транзита и разгрузки подземных вод; 5) слабой расчлененностью рельефа и удаленностью базиса местного поверхностного стока.
Площадь участка производственного мониторинга при добыче нерудных полезных ископаемых захватывает границу санитарно-защитной зоны карьера и ближайший населенный пункт; в вертикальном разрезе нижней границей опробования является поверхность уровня дренируемых и свободно залегающих подземных вод.
При организации и ведении контроля проведения добычных работ необходимы наблюдения за атмосферой, шумовым воздействием, элементами водного баланса, почвогрунтами, недрами, растительностью и животным миром в зоне возможного влияния карьера [54, 60, 98].
Основными задачами мониторинга источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух являются:
оценка качественного и количественного состава выбросов непосредственно на источниках;
оценка воздействия на атмосферный воздух, связанная непосредственно с источниками антропогенного воздействия (на границе санитарно-защитной зоны, в жилой застройке).
Система мониторинга включает постоянное наблюдение за состоянием воздушной среды согласно разработанному для предприятия плану-графику [72]. В этих целях ежеквартально производятся анализы проб воздуха по направлению ветра на границе СЗЗ. Объем и количество определяемых показателей загрязнения воздушного бассейна включают в себя стандартные по фоновым характеристикам вещества: диоксид и оксид азота, оксид углерода, диоксид серы, выделяющиеся от работы двигателей внутреннего сгорания техники и автотранспорта, сероводород от заправки техники дизельным топливом, дорожная и сырьевая пыль [27].
Перечень загрязняющих веществ и источников выброса, подлежащих контролю, частота контроля определяются в соответствии с их расчетной категорией: для 1-1 раз в квартал, II - 2 раза в год, III — 1 раз в год, IV - 1 раз в 5 лет. Периодичность измерений на источнике выбросов может корректироваться территориальными органами по охране окружающей среды в зависимости от экологической обстановки в регионе.
Фоновые исследования атмосферы включают определение уровня загрязнения атмосферного воздуха до начала производства работ, в период проведения карьерной добычи, после отработки карьера по следующим ингредиентам: до начала добычных работ: пыль неорганическая, диоксид серы, диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, сероводород; Р в период разработки карьера: пыль дорожная и сырьевая, диоксид серы, диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, сероводород; Р после отработки карьера: пыль сырьевая.
Точка мониторинга должна соответствовать следующим критериям: гарантированно характеризовать зону загрязнения (зона загрязнения определяется по результатам расчетов рассеивания и последующего анализа), уровень воздействия в границах установленной зоны на здоровье населения и окружающую среду в целом и вклады основных источников загрязнения.
Измерения (отбор проб) в контрольных точках, в том числе на границе СЗЗ, следует выполнять при тех же метеоусловиях, которым соответствует значения расчетных концентраций в контрольных точках. Одновременно с отбором проб измеряются метеорологические параметры: температура воздуха, скорость и направление ветра, состояние погоды в период отбора.
Точки отбора проб воздуха в границах землеотвода определены на период производства работ на площадке размещения вахтового поселка в месте расположения вагонов-бытовок, площадки заправки спецтехники топливом и у ДЭС, а также вокруг карьера (т.1-6). Всего 6 точек отбора проб.
Контроль режима санитарно-защитной зоны (перечня загрязняющих веществ, подлежащих контролю, методов и средств контроля, его частоты и периодичности) осуществляется органами государственного экологического контроля. На границе СЗЗ выбираются 4 точки по направлению ветра, в которых предусматривается в течение первого года эксплуатации помесячный отбор проб (за исключением апреля и августа) на стандартный фоновый перечень показателей. По результатам работы составляется акт и выдается свидетельство об оценке состояния измерений в лаборатории с приложением перечня объектов и контролируемых в них показателей.
Также мониторинг проводится на границе зоны жилой застройки в трех контрольных точках [26, 55].
В случае установления загрязнения атмосферы выше ПДК на границе СЗЗ и выше ПДК в рабочей зоне должны быть приняты соответствующие меры, учитывающие характер и уровень загрязнения. С целью обеспечения нормативных санитарно-гигиенических условий для работающих в карьере следует контролировать качество воздуха в районе производства работ, а также осуществлять проверку токсичности отработанных газов двигателей техники и автотранспорта на контрольно-регулировочных пунктах. Места расположения точек отбора проб указаны на рис. 38 -39 [26, 68, 69].
Мониторинг за состоянием окружающей среды включает и наблюдение за уровнем шумового воздействия. В этих целях один раз в год необходимо производить замеры уровней звука шумомером в четырех точках на границе СЗЗ и в двух - трех контрольных точках на границе зоны жилой застройки по аналогии с точками инструментального контроля фактического состояния приземных концентраций загрязняющих веществ. При значительном удалении участков работ от жилой зоны, мониторинг по влиянию шумового воздействия на населенный пункт проводить нецелесообразно.
Окончание мониторинга определяется по данным замеров и согласуется с контролирующими органами.
Основными источниками механического и химического воздействия на почвенно-растительный покров в период производства работ являются спецтехника и транспортные средства. Механическое воздействие проявляется в виде нарушения микро- и макрорельефа, а также уничтожения и угнетения растительности при вскрышных и добычных работах
Похожие диссертации на Геоэкологическая оценка воздействия на окружающую среду при добыче нерудных строительных материалов на территории Астраханской области
