Введение к работе
Актуальность. Экологическая политика России во многом базируется на концепции устойчивого развития, то есть стабильном социально-экономическом развитии, не разрушающим своей природной основы. Россия является одним из крупнейших производителей продукции химической промышленности, особенно минеральных удобрений. Их производство негативно влияет на все компоненты природной среды. Согласно исследованиям наиболее значительное влияние испытывают подземные воды.
Пресные подземные воды относятся к стратегическим видам полезных ископаемых, поскольку являются как приоритетными источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения населения, так и единственным источником питьевого водоснабжения на период чрезвычайных ситуаций.
Говоря о деградации состава подземных вод в районах крупных химических предприятий надо отметить, что по результатам исследований Гольдберга В.М, Смирновой А.Я, Питьевой К.Е. и др., происходит не просто ухудшение состояния вод, но и значительное их преобразование. Это проявляется в кардинальном изменении химического состава подземных вод, формировании новых эколого-гидрогеохимических обстановок на значительной площади, т.е. происходит «техногенная трансформация водоносных горизонтов», под которой предлагается понимать преобразование количественных и качественных параметров водоносных горизонтов в результате техногенного воздействия, формирующего новые эколого-гидродинамические и/или эколого-гидрогеохимические обстановки. В таких условиях, для оценки состояния и защиты подземных вод необходимо произвести оценку их трансформации.
Применяемые в настоящее время методики обладают следующими недостатками:
- отсутствием комплексной оценки состояния водоносных горизонтов, т.е. природная и техногенная составляющая учитываются раздельно.
- низкой точностью оценки уровня загрязнения ввиду отсутствия учета многих факторов сорбции загрязняющих веществ.
Следовательно, актуальность рассматриваемых в диссертационной работе проблем определяется необходимостью разработки методики интегральной оценки трансформации гидросферы в зоне влияния предприятий по производству минеральных удобрений для принятия научно обоснованных мер по стабилизации и улучшению состояния окружающей среды.
В этой связи, научной задачей является разработка методики интегральной оценки трансформации гидросферы в зоне влияния предприятий по производству минеральных удобрений.
Объект исследования – элементы гидросферы зоны влияния предприятий по производству минеральных удобрений, которые включают поверхностные воды и приповерхностные водоносные горизонты.
Предметом исследований является комплекс закономерностей формирования техногенной трансформации водоносных горизонтов, поверхностных вод, снеговых отложений, оценки их геоэкологической роли в районах влияния предприятий по производству минеральных удобрений.
Цель работы - комплексная оценка трансформации верхних водоносных горизонтов и повышение качества окружающей среды.
Задачи исследования:
1) разработать методику интегральной оценки уровней техногенной трансформации гидросферы в зоне влияния предприятий по производству минеральных удобрений;
2) разработать методику графического моделирования оценки состояния поверхностных вод;
3) дать интегральную оценку техногенной трансформации гидросферы, оценку снеговых и донных отложений локального района (района влияния предприятия химической промышленности по производству минеральных удобрений);
4) дать предложения по особенностям структуры экологического менеджмента предприятий по производству минеральных удобрений;
5) разработать алгоритм объектового геоэкологического мониторинга района влияния предприятий химической промышленности по производству минеральных удобрений.
Фактический материал. Исходными материалами при решении поставленных задач явились данные мониторинга по техногенной нагрузке центральной части ЦЧР и оценке защищенности подземных вод ЦЧР, результаты химических анализов подземных вод из наблюдательных скважин отобранных в районе ОАО «Минудобрения», результаты исследований состояния компонентов природной среды, работ и аналитических исследований, систематизированных в результате камеральной обработки, а также результаты полученные лично автором в период с 2008 по 2012 гг., Общее число отобранных и исследованных проб по геоэкологическим средам – более 3000.
Научная новизна работы:
1) разработана методика интегральной оценки уровней техногенной
трансформации гидросферы в зоне влияния предприятий по производству минеральных удобрений, базирующаяся на учете особенностей геологического разреза, глубины залегания подземных вод, степени их загрязнения, интенсивности и пространственной ориентированности техногенной нагрузки и отличающаяся интегральным анализом природных и техногенных факторов;
2) предложена методика графического моделирования оценки состояния поверхностных вод в водоемах равнинного типа, отличающаяся учетом модифицированного коэффициента разбавления и оседания частиц;
3) в соответствии с разработанной методикой рассчитаны уровни техногенной трансформации приповерхностных водоносных горизонтов зоны влияния предприятия химической промышленности по производству минеральных удобрений, отличающиеся от существующих интегральным подходом при учете природных и техногенных факторов;
4) дано научное обоснование процесса стабильного улучшения состояния окружающей среды в районах размещения предприятий химической промышленности по производству минеральных удобрений. В качестве основного принципа системы экологического менеджмента определено внедрение комплекса способов и мероприятий, обеспечивающих постоянный процесс улучшения экологической ситуации. Для этого разработан алгоритм, и, в соответствии с ним, предложена система объектового геоэкологического мониторинга района влияния предприятий по производству минеральных удобрений, отличающаяся четко обозначенным направленным подходом в формировании систем наблюдения, ориентированностью на экологические мишени.
Практическая значимость работы определяется возможностью интегральной оценки трансформации гидросферы для техногенно нагруженных территорий ЦЧР, где главными факторами формирования качества подземных вод являются защищенность водоносного горизонта и уровень техногенного загрязнения. Разработанная система экологического менеджмента и алгоритм геоэкологического мониторинга могут быть основой стабилизации и улучшения состояния окружающей среды в районах предприятий химической промышленности по производству минеральных удобрений.
Кроме того, на основании методики графического моделирования оценки состояния поверхностных вод, в период чрезвычайных и иных нештатных ситуаций, возможна оперативная комплексная оценка их качества, моделирование сложившейся ситуации и принятие обоснованных решений по стабилизации состояния окружающей среды.
Произведена оценка техногенной трансформации водоносного горизонта в районе ОАО «Минудобрения», что стало основой разработки системы экологического менеджмента (СЭМ), основные элементы которой могут быть использованы в экологической политике аналогичных химических предприятий региона.
Методическая база исследований основывается на трудах ведущих российских ученых, среди которых Трофимов В.Т., Косинова И.И., Гольдберг В. М., Питьева К.Е, Бочаров В.Л., Механтьева Л.Е., Куролап С.А., и др.
Достоверность полученных результатов обеспечена использованием большого объема (более 3000) репрезентативных проб, отобранных в соответствии с действующими и отраслевыми стандартами, корректным применением методов статистической обработки и анализа исходного материала, а также согласованностью с результатами предшествующих исследований.
Апробация работы проведена в виде докладов на различных научных конференциях. Среди них: Международные научно-практические конференции «Обеспечение экологической безопасности в чрезвычайных ситуациях» (г. Воронеж, 2009, 2010, 2011, 2012), Научные сессии Воронежского государственного университета, секция экологической геологии, (г. Воронеж, 2009, 2010, 2011, 2012), Научная сессия Воронежского государственного университета, геологического факультета (пленарное заседание), Тринадцатая межвузовская молодежная научная конференция «Школа экологической геологии и рационального недропользования» (г. Санкт-Петербург 2013)», IХ Научно-практическая конференция молодых специалистов «Инженерные изыскания в строительстве» (г. Москва 2013).
Защищаемые положения:
1) методика интегральной оценки уровней техногенной трансформации гидросферы в пределах техногенно нагруженных территорий;
2) методика графического моделирования оценки состояния поверхностных вод равнинного типа;
3) интегральная оценка уровней техногенной трансформации продуктивного водоносного горизонта зоны влияния предприятия химической промышленности по производству минеральных удобрений. Пространственно-временные характеристики техногенной трансформации гидросферы;
4) система экологического менеджмента (СЭМ), обеспечивающая реализацию эффективной экологической политики предприятий химической промышленности по производству минеральных удобрений. Алгоритм, и разработанная в соответствии с ним, система объектового геоэкологического мониторинга района влияния предприятий химической промышленности.
Публикации. По теме диссертации опубликованы 12 статей (в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, включенных в перечень ВАК РФ).
Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных литературных источников (107 наименований, в том числе 13 на иностранном языке), 71 рисунка, 27 таблиц. Объем 193 стр.
Похожие диссертации на Методика оценки трансформации верхних водоносных горизонтов в зоне влияния предприятий по производству минеральных удобрений
