Содержание к диссертации
Введение
Глава Перспективы развития угольной промышленности Кузбасса
1.1. Географическое положение Кузбасса 12
1.2. Перспективы добычи и переработки углей 17
1.3. Трансформация природной и геологической среды в угледобывающих районах 21
1.4. Зарубежный опыт закрытия угольных шахт 42
1.5. Бассейново-ландшафтный подход к управлению природными ресурсами и охране окружающей среды 47
Выводы 56
Глава Оценка и прогноз загрязнения атмосферы действующих и закрытых угольных предприятий 59
2.1. Методологический подход к оценке и прогнозу загрязнения атмосферы и атмосферных выпадений на подстилающую поверхность в угледобывающих районах 59
2.1.1. Оценка и прогноз загрязнения атмосферного воздуха 59
2.1.2. Моделирование осаждения атмосферных аэрозолей на земную поверхность 70
2.2. Общая характеристика загрязнения и вклад угледобывающих предприятий в загрязнение атмосферы Кемеровской области... 76
2.3. Оценка выпадения загрязняющих веществ в угледобывающих районах с использованием модельных расчетов 80
2.4. Примеры использования модели осаждения для типичных источников загрязнения атмосферы угледобывающей промышленности 87
2.5. Расчетные оценки загрязнения атмосферы и выпадения атмосферных загрязнений в районах угледобычи Кузнецкого бассейна
2.6. Эколого-геохимическая характеристика снегового покрова Месторождений Восточного Кузбасса 104
Выводы 116
Глава Оценка влияния работ по добыче угля на состояние подземных и поверхностных вод 119
3.1. Воздействие угледобычи на состояние водных ресурсов 119
3.2. Влияние процесса закрытия шахт на объекты природных сред. 126
3.3. Краткая гидрогеологическая, гидрохимическая и санитарно-гигиеническая характеристика подземных вод Кузбасса 130
3.4. Методический подход к оценке качества вод с использованием нормативных величин 135
3.5. Качественная и количественная характеристика вод высвобождающихся в процессах угледобычи 142
3.6. Гидрогеохимическое состояние рек, расположенных в районе Восточного Кузбасса 152
3.6.1. Гидрологогидрохимические нормализованные показатели вод бассейна реки Ускат 152
3.6.2. Гидрологогеохимические и нормализованные показатели вод бассейна реки Аба 159
3.7. Гидрологогеохимические нормализованные показатели бассейна реки Средняя Терсь. 163
3.8. Сравнительные характеристики шахтно-карьерных, речных, талых и дождевых вод 166
Выводы 168
Глава Исследование состояния техноприродных комплексов угледобывающих районов 169
4.1. Влияние горных работ на почвенный покров 169
4.1.1. Оценка влияния горных работ на состояние почвенного покрова 169
4.1.2. Оценка экологического состояния почв 179
4.1.3. Воздействие угледобывающих работ на земли сельскохозяйственного назначения 182
4.1.4. Оценка эколого-геохимического состояния почв в новых угледобывающих районах 189
4.2. Влияние горных работ на состояние растительного покрова 192
4.2.1. Комплекс показателей, характеризующих изменение биосферы на шахтных полях 192
4.2.2. Выбор представительных показателей при оценке состояния биоценозов 195
4.2.3. Влияние горных работ на лесные экосистемы 196
4.2.4. Состояние растительного покрова в районах закрывающихсяшахт 202
4.2.5. Эколого-геохимическая характеристика травяной растительности 208
4.3. Прогноз изменения почвенного плодородия и растительного по
крова при развитии угледобычи 211
Выводы 214
Глава Информационное обеспечение оценки и прогноза геоэкологического состояния угледобывающих районов Кузбасса 217
5.1. Основные методические подходы к созданию геоинформационной системы мониторинга, оценки и прогноза геоэкологического состояния угледобывающих районов 217
5.2. Информационное обеспечение автоматизированного мониторинга угледобывающих районов 223
5.3. ГИС геоэкология угледобывающих районов 227
5.4. База геоэкологического мониторинга закрывающихся шахт (модели и программное обеспечение) 229
5.5. Модельный комплекс оценки и прогноза гидрогеологического состояния территории при закрытии шахт методом затопления.. 235
5.6. Модельный комплекс оценки гидрогеологического состояния в окрестности карьерной горной выработки 241
5.6.1. Двухмерное численное моделирование фильтрации подземных вод по профильным сечениям 241
5.6.2. Плановая модель фильтрации 243
5.6.3. Прогноз изменения гидрогеологических условий при создании гидрозолоотвала Беловской ГРЭС в карьерной выемке разреза «Сартаки» 245
5.6.4. Моделирование профильной фильтрации при условии затопления карьера 2 258
5.6.5. Моделирование плановой задачи 260
Выводы 265
Глава Основные подходы к решению экологических проблем угледобывающих районов 267
6.1. Программно-целевой подход к решению экологических проблем угледобывающих районов 267
6.2. Нормирование землеемкости карьерной выемки и отвалообра-зования при открытой угледобыче 275
6.3. Основные направления рекультивации (реабилитации) техно-генно-нарушенных ландшафтов угледобывающих районов 284
6.3.1. Особенности рекультивации по угледобывающим районам (городам) Кузбасса 284
6.3.2. Состояние лесонасаждений на рекультивированных площадях
шахт и разрезов 291
6.3.3. Естественное восстановление растительности на отвалах разрезов 293
6.3.4. Экологический ущерб, связанный с изъятием лесных территорий под угледобычу, и воздействия на прилегающие лесонасаждения 296
6.4. Разработка технологических процессов, снижающих экологическую нагрузку водоемких углеперерабатывающих комплексов на окружающую среду 298
Выводы 308
Заключение 312
Литература
- Зарубежный опыт закрытия угольных шахт
- Оценка выпадения загрязняющих веществ в угледобывающих районах с использованием модельных расчетов
- Качественная и количественная характеристика вод высвобождающихся в процессах угледобычи
- Воздействие угледобывающих работ на земли сельскохозяйственного назначения
Зарубежный опыт закрытия угольных шахт
Гидрографическая сеть принадлежит системе р. Обь. С юга на север бассейн пересекается р. Томь, которая служит основным источником питьевого и технического водоснабжения. Среднегодовой сток реки у Кемерова составляет 1100 м3/с, у Новокузнецка - примерно вдвое меньше. Основные притоки р. Томь (Уса, Бельсу, Мрассу, Кондома, Верхняя, Средняя и Нижняя Терсь, Тайдон), начинающиеся в горных системах обрамления бассейна, также достаточно многоводны, особенно в период снеготаянии. Расходы воды большинства левых притоков (Аба, Ускат, На-рык, Уньга) относительно небольшие.
Северо-западная часть бассейна дренируется в основном р. Иня, в среднем течении которой построено Беловское водохранилище для обеспечения местной ГРЭС. Юго-западная часть бассейна пересекается р. Чумыш- правым притоком р. Обь. Для нужд Киселевска и Прокопьевска на реке эксплуатируется Карачумыш-ское водохранилище. Северная часть бассейна относится к системе р. Яя, которая вместе с правым притоком р. Барзас используется для водоснабжения городов Анжеро-Судженска и Березовского. За последние годы в результате нерационального хозяйствования в Кузбассе уничтожены сотни малых рек и ручьев, ранее питавших главные водные артерии бассейна. Поддержание существующей гидрографической сети в значительной мере обеспечивается за счет загрязненных ливневых, производственных и хозяйственно-бытовых стоков. Проблема водообеспечения промышленности и населения региона приобретает все более острый характер.
Для Кузнецкой котловины характерна значительная пестрота почвенного покрова. Распространение типов почв отражает обычные для юго-востока Западной Сибири переходы от лесостепной зоны выщелоченных и оподзоленных черноземов к лиственно-лесной зоне серых лесных почв и таежно-лесной зоне дерново-подзолистых почв. В речных долинах и на заболоченных водоразделах распространены аллювиально-луговые и болотные почвы. Вследствие большой техногенной нагрузки и интенсификации сельского хозяйства в Кузбассе на больших площадях развиваются процессы деградации и загрязнения почв. Неоднородности рельефа, климата, почв и растительного покрова предопределили разнообразие ландшафтного устройства Кузнецкой котловины. На большей ее части распространены лесостепь и степь, почти полностью распаханные и представляющие собой лугово-пастбищные, полевые и садово-плантационные ландшафты. Предгорья Кузнецкого Алатау, Горной Шории и Салаирского кряжа, а также значительная площадь на правобережье и, частично, на левом берегу р. Томи в недавнем прошлом занимали темнохвойная черневая тайга и сосновые боры, которые в настоящее время почти повсеместно заменены вторичными преимущественно лиственными лесами, восстановившимися после промышленных вырубок первой половины XX столетия.
Для бассейна характерны почти повсеместные антропогенные трансформации природных ландшафтов и недр - от сравнительно небольших изменений, вызванных в основном лесохозяйственной деятельностью в восточной части, до почти полного преобразования при добыче угля и урбанизации в западной части бассейна. Наиболее измененные территории сосредоточены в районах открытой и интенсивной подземной угледобычи: к северу от Кемерово, в Прокопьевско-Киселевском районе и в окрестностях Междуреченска.
На территории бассейна и прилегающих к нему районов проживает около 2,9 млн. чел., около 90 %- в 14 городах и примерно таком же количестве крупных поселков городского типа. Почти половина жителей Кузбасса сосредоточена в трех городах: Новокузнецк (607 тыс.), Кемерово (552 тыс.) и Прокопьевск (267 тыс.).
В регионе есть два крупных аэропорта (в Кемерово и Новокузнецке) и разветвленная сеть железных и автомобильных дорог общегосударственного, внутриобластного и местного значения.
Кузбасс - один из наиболее значимых в экономическом отношении районов Российской Федерации. Ведущая роль здесь принадлежит промышленному комплексу по добыче и переработке угля, железных руд и разнообразного нерудного сырья для металлургии и стройиндустрии. По геологическим, географо-экономическим особенностям и размещению угольной промышленности территория бассейна подразделяется на 25 геолого-экономических районов (рис. 1.1).
Угольной промышленностью в той или иной мере освоены либо ранее осваивались почти все геолого-экономические районы бассейна, за исключением До ронинского и Титовского. Однако в Барзасском, Крапивинском, Плотниковском, Центральном и Тутуясском районах горно-эксплаутационные работы проводились непродолжительное время и в незначительных масштабах. В Араличевском и За-вьяловском районах, где длительное время существовали угольные предприятия, в 1990-е годы добыча прекращена. В настоящее время горно-эксплуатационные работы проводятся в 16 геолого-экономических районах: Анжерском, Байдаевском, Бачатском, Беловском, Бунгуро-Чумышском, Ерунаковском, Кемеровском, Кон-домском, Крапивинском, Ленинском, Мрасском, Осиновском, Прокопьевско-Киселевском, Салтымаковском, Терсинском и Томь-Усинском.
Оценка выпадения загрязняющих веществ в угледобывающих районах с использованием модельных расчетов
Для того чтобы в 2010 г. сохранить уровень переработки 85% необходимы производственные мощности 14993 тыс.т/год, которые можно компенсировать за счет строительства новых мощностей по переработке энергетических углей в объеме 8960 тыс.т/год и перевода излишка производственных мощностей по переработке коксующихся углей (6033 тыс.т/год) на переработку энергетических углей. Причем строительство новых мощностей по переработке энергетических углей должно вестись параллельно со строительством новых угледобывающих предприятий в непосредственной близости от них.
Одной из важных задач нового этапа реструктуризации отрасли является достижение прорыва в этом направлении, обеспечение широкого проникновения достижений научно-технического прогресса в практику угледобычи и углепереработки..
Сегодня во всем мире идет неуклонное развитие процессов переработки угля и создания новых технологий. Следует констатировать, что пока только в ЮАР в полной мере реализована комплексная переработка углей, однако практически все страны мира, обладающие угольными запасами стремятся решить эту задачу. Например, уже на этот год в Китае запланировано получить 12 млн. тонн во до-угольного топлива.
Увеличение потребностей России в тепловой и электрической энергии вызывает необходимость наращивать объемы добычи угля в Кузбассе. Добытый уголь в количестве не менее 30 % от годового объема сжигается и обогащается в Кузбассе. Это соответствует образованию и складированию новых объемов твердых минеральных отходов в промышленном теплоэнергетическом и угольном комплексе не менее 4,5-5,0 млн. т. В ближайшем будущем, в связи с разработкой более насыщенных зольным материалом угольных пластов и ростом добычи поток твердых отходов от переработки углей увеличится .
Таких отходов в состоянии длительного хранения (30-60 и более лет) накоплено в Кузбассе не менее 200-250 млн. т. Эффективная промышленная переработка этих отходов не производится. Имеется единственный альтернативный выход из традиционно сложившейся ситуации. Он заключается в организации крупнотоннажного производства экономически эффективной переработки промышленных угольных, отходов, текущих и накопленных.
Экономическая оценка примесей элементов в кузнецких углях соответствует их суммированной потребительской стоимости в 5-7 и более раз превосходящей совре менную цену органической горючей массы углей. Развитие такой отрасли промышленности входит в задачи стратегии комплексного использования минеральных ресурсов в России.
Отдельно отметим задачу определения конкурентоспособности углей, содержащих ценные примеси, для ближайшей новой маркетологической оценки угольной продукции, при поставке которой в настоящее время доля ценных примесей в стоимость угля не включается. Водо-угольное топливо ВУТ может заменить в теплоэнергетике жидкое топливо и природный газ, и в настоящее время вполне конкурентоспособно в сравнении с мазутом, в том числе на объектах «малой» энергетики. Кроме того, ВУТ хорошо «вписывается» в новую перспективную технологию использования угля в теплоэнергетике - парогазовые установки на угле, превышающие традиционные технологии по КПД на 4-5%, при этом упрощается подача топлива в газификатор, работающий под давлением. Технология с использованием ВУТ в газификаторах парогазовых установок реализуются в ряде проектов высокоразвитых стран, в том числе в США.
Метанообильность всех шахт Кузбасса достигает 1,3 млрд. м в год, а отдельных шахт более 200 м3 в минуту. Ее основным инициатором является добыча угля. Все угольные месторождения планеты содержат газ и их разработка сопровождается всем целым комплексом газопроявлений. Месторождения Кузбасса - углеметановые и в своем роде уникальны. Поэтому, особенно в связи с Киотскими соглашениями, добыча и утилизация метана из угольных пластов в Кузбассе является одной из первоочередных задач.
Трансформация природной и геологической среды в угледобывающих районах. Добыча угля как открытым, так и подземным способом приводит к техногенному разрушению геологической среды и связанных с ней экосистем природно-территориальных комплексов угледобывающих районов.
Анализ деятельности угледобывающей отрасли Кузбасса показывает, что в последние годы имеет место тенденция увеличения добычи угля без вовлечения в отработку дополнительных площадей (рис. 1.4), что с учетом отсутствия увеличения глу бины отработки за тот же период (рис. 1.5), позволяет с одной стороны судить об интенсификации недропользования, вызванными новыми хозяйственными условиями, с другой - о выборочной отработке наиболее благоприятных участков, особенно на месторождениях восточного Кузбасса [27].
Разрушение геологической среды носит необратимый характер, при этом изменяются физико-механические свойства массивов со всеми вытекающими из этого проблемами.
В таблице 1.2 приведена динамика показателей воздействия угольной промышленности на компоненты окружающей природной среды за период 1990-1998 гг. по России. Из приведенных данных следует, что максимальные выбросы вредных ве ществ в атмосферу наблюдались в 1994 г. (818,3 тыс. т против 410,6 тыс. т в 1990 г., т.е. рост более 99%), а затем произошло некоторое снижение выбросов, которые были выше чем в1990г (в 1998 г. — 592,6 тыс. т, что на 44% выше показателя 1990 г.). В течение всего анализируемого периода происходило увеличение удельных величин выбросов; с 1 ,051 т/тыс. т добычи в 1990 г. до 2,679 т/тыс. т добычи в 1998 г. Процент улавливания вредных веществ за этот период снизился с 74,8 до 35,3%, удельные показатели улавливания - с 3,118 до 1,462 т/тыс. т. добычи.
Аналогичная картина наблюдается и по сбросу загрязненных сточных вод, который хотя и сократился в целом по отрасли на 39,6%, однако увеличился в пересчете на 1 тыс. т добычи: с 1,853 тыс. м3 в 1990 г. до 1,977 тыс. MJ на 1 тыс. т добычи в 1998 г.
Как положительный фактор следует отметить, что за этот же период доля нормативно очищенных вод в общем объеме сточных вод, требующих очистки, увеличилась с 26,3 до 32,6 %. Улучшились показатели водоочистных сооружений по обеспечению нормативной очистки (с 33,5% мощности в 1990 г. до 35,3% в 1998 г.). Несмотря на снижение общей площади нарушенных земель со 110,6 тыс. га в 1990 г. до 105,4 тыс. га в 1998 г., удельный показатель нарушения увеличился почти в 1,7 раза (с 283 до 476 га/млн т добычи), что свидетельствует о недостаточном внимании к восстановлению ранее нарушенных земель, в том числе и на ликвидированных предприятиях. Однако текущее (годовое) нарушение земель значительно сократилось как в абсолютном (с 4430 га в 1990 г. до 1474 га в 1998 г.), так и удельном выражении (с 1 1,3 до 6,7 га/млн т добычи за тот же период).
Общая площадь нарушенных земель по угольным бассейнам и месторождени ям в 1998 г. по сравнению с 1990 г. сократилась незначительно, а в Якутском бассей не даже увеличилась. При этом в связи с сокращением объемов добычи годовое на рушение по бассейнам и месторождениям существенно уменьшилось, а именно
Качественная и количественная характеристика вод высвобождающихся в процессах угледобычи
Существенным фактором, ухудшающим экологические условия угледобывающих районов, является горение породных отвалов. Шахтные породы склонны к самовозгоранию не только в конических терриконах, но и в плоских, отсыпаемых отвалах, отсыпаемых именно с целью предотвращения горения породы. В ряде случаев горят транспортные породные отвалы угольных разрезов. Горящие отвалы загрязняют атмосферу продуктами горения, а в восстановления биопродуктивности - исключают возможность рекультивации на многие годы. Перегоревшие породные отвалы имеют весьма низкую пригодность для поселения растительности, поскольку при этом выгорают элементы - биофилы и происходит упрочнение (спекание) фрагментов породы, которые в последующем почти не подвержены физическому выветриванию.
Относительно причин самовозгорания углистых пород нет единого мнения, существует несколько теорий и гипотез этого явления [30, 31].
Развитие процесса окисления, определяющего самовозгорание пород, зависит от горнотехнических и горногеологических условий: влажности, температуры окружающей, содержания углистого и в целом органического материала и других причин. Большинство авторов считают, что повышенная влажность способствует самовозгоранию углесодержащих горных пород. Приводятся данные, что если температура отвала достигает критического значения (обычно 70 - 80С), то начинается дальнейшее очень быстрое окисление горючего материала, приводящее к возгоранию.
Существует «пиритная» теория самовозгорания, в основе которой окисление серы тионовыми бактериями [32]. Вероятность самовозгорания отвальной массы считается весьма высокой при содержании углистых частиц (органики) более 20% [30].
Все эти факторы существуют в наших условиях, и с углублением горизонтов добычи угля они будут усиливаться.
Мероприятия по тушению или предотвращению пожаров заключаются, в основном, в уплотнении породы и создании водонепроницаемых экранов из глинистых материалов. Чем выше плотность отвала, тем при большей высоте возможно его самовозгорание. Отвалы в рыхлом сложении имеют критическую высоту 20 -25 метров, а уплотненные - свыше 40 метров [32].
Статистических данных по площадям горящих породных отвалов нет равно как и отсутствует количественный учет выбросов газообразных продуктов горения с этих отвалов. Большая часть горящих породных отвалов сосредоточена в северной части Кузбасса. Это объединенный породный отвал закрытых шахт «Анжер-ская» и «Судженская», отвалы из отходов углеобогащения ГОФ «Анжерская», ЦОФ «Судженская», ЦОФ «Березовская». В центральной части и на юге Кузбасса отмечено горение породного отвала закрытой шахты «Западная», несколько очагов горения на отвалах Листвянского разреза, а также на междуреченской группе разрезов. Общая площадь горящих породных отвалов ориентировочно составляет не менее 800 га.
Основными продуктами горения породных отвалов, загрязняющих атмосферу, являются С02 и S02. И если на всех промпредприятиях эти выбросы строго учитываются и контролируются, то на горящих породных отвалах никакого учета нет. В отношении С02, на фоне его общего баланса в атмосфере (поступление от сжигания всех видов топлива) Кузбасса, отсутствие учета не вызывает особой тревоги, так как его поступление составляет по нашим расчетам всего несколько процентов. Что касается SO2, являющегося токсичным газом, ухудшающим санитарно-гигиенические условия окружающей среды, учет этого ингредиента крайне необходим. Мы можем только отметить, что 1 тонна серы, содержащаяся в породной массе, при сгорании образует 2 тонны двуокиси серы. Если считать, что ежегодно перегорает около 1000 тыс. тонн породы, с содержанием серы в ней до 1%, то это эквивалентно образованию 20 тыс. тонн сернистого ангидрида. (Для сравнения: суммарный выброс S02 всеми стационарными и передвижными источниками по Кузбасса составляет 160 тыс. тонн).
Нарушения режима подземных вод связаны с движением и деформацией горных пород и земной поверхности. В результате в подработанной горными работами толще пород образуются многочисленные зоны водопроводящих трещин, на дневной поверхности появляются провалы, прогибы, затопленные и заболоченные участки, изменяется водно-солевой баланс зоны аэрации. Из-за постоянной откачки воды из шахт нарушаются естественное состояние и режим подземных вод, находящихся в непосредственной близости от горных выработок. В зоне геологических нарушений могут изменяться водотоки, происходить уменьшение давления воды, смешение вод различных горизонтов. Откачка шахтных вод на многих участках приводит к объединению отдельных воронок в одну крупную, охватывающую обширную территорию. В зонах интенсивного образования водопроводящнх трещин, наоборот, часто наблюдается исчезновение водоносных горизонтов, высыхание водоемов и почв. Реки становятся источником питания подземных вод. Возникновение трещин в поверхностных слоях приводит к изменению водного режима почв и подстилающих пород, что неблагоприятно отражается на жизнедеятельности растений [32].
Резюмируя вышеизложенное, необходимо подчеркнуть, что состояние охраны окружающей среды на предприятиях угольной отрасли продолжает оставаться сложным, а в наиболее крупных угольных регионах, таких, как Кузбасс, Восточный Донбасс и Воркута, - очень сложным. Необходима разработка и реализация новой концептуальной основы природоохранной деятельности на ближайшую перспективу, обеспечивающей целенаправленное использование накопленного опыта и научно-технических достижений для снижения экологической напряженности в угольных регионах.
Наиболее ярким примером ликвидации угольных шахт, с точки зрения решения экологических проблем, является Вел икобритан ия.
Программа закрытия угольных шахт в Великобритании проводится непрерывно по мере истощения природных запасов угля или возрастания опасных факторов в окружающей среде. В 1983 году в Великобритании имелось 180 действующих шахт, а в настоящее время их осталось только 20.
Процесс закрытия шахт проходил очень быстро. В результате во многих районах земельные участки оставались заброшенными в течение нескольких лет. И только когда нашлись заинтересованные в них лица, потребовалась рекультивация этих земель.
Воздействие угледобывающих работ на земли сельскохозяйственного назначения
В настоящем разделе приводятся примеры использования разработанной модели для расчетной оценки воздействия промышленности угледобывающего региона на атмосферный воздух. Причем на основе имеющихся данных рассматривается не только нормативная оценка максимальных концентраций по, но и расчет осаждения пылевых частиц, учтенных в инвентаризациях предприятий [107, 112].
Одним из крупнейших угледобывающих предприятий Кузбасса является разрез «Бачатский», расположенный в Беловском угледобывающем районе. Его карьерная выемка, в которой ведутся работы по добыче угля с применением массовых взрывов, занимает более 11 км , а во внешних отвалах сосредоточено свыше 1,2 млрд. м вскрышных пород. Столь мощный промышленный объект оказывает значительное влияние как на загрязнение атмосферы, так и на выпадение пылевой фракции на прилегающие территории, представляющие собой сельскохозяйственные земли различного производственного назначения и селитебные зоны. В качестве объекта воздействия рассмотрена территория расположения пос. Беково и его сельхозугодий.
Расчет максимально-разового загрязнения атмосферы на большом расчетном прямоугольнике показал, что вклад в загрязнение данной территории от промышленных предприятий большинства городов области, за исключением г.Белово и г.Гурьевска, является пренебрежимо малыми. Поэтому можно считать, что создаваемое удаленными городами фоновое воздействие как для оценки максимального загрязнения, так и для осаждения отсутствует. Таким образом, в расчетах оставлены источники только городов Белово, Гурьевск и разреза Бачатский.
В таблицах 2.6 и 2.7 представлены расчеты максимальных разовых и среднегодовых приземных концентраций, которые достигаются на прилегающей к с.Беково территории. Приведены только те загрязняющие вещества, для которых максимальное значение концентрации более 5% от соответствующей ПДК. При этом указаны координаты точки достижения максимума, скорости и направления ветра (для разовых концентраций), при которых достигается максимум и предприятия, являющиеся основными вкладчиками. Проведенные расчеты максимальных разовых и среднегодовых приземных концентраций, которые достигаются на прилегающей к с.Беково территории, что основной вклад в загрязнения атмосферы вносят источники Бачатского разреза и г. Белове Как и следовало ожидать, определяющую роль в долговременном загрязнении атмосферы (при этом учитывается роза ветров) над территорией с.Беково играет разрез Бачатский, поскольку преобладающим в данном районе является юго-западный атмосферный перенос. Вклад предприятий г.Белово весьма заметен для максимально-разового загрязнения и достигается только при ветрах с востока и северо-востока (в сумме порядка 10% в год). При этом следует учитывать, что расчетные максимумы могут появиться только при сильных ветрах (10-12 м/сек). Результаты расчетов в виде изолиний максимально-разовых и среднегодовых приземных концентраций для группы суммации (двуокись азота + ангидрид сернистый) представлены на рисунках 2.12 и 2.13., расчет атмосферных выпадений на прилегающую к разрезу территорию представлен на рис. 2.14 и в таблице 2.8
Проведенные выше расчетные оценки (рис 2.12, 2.13) показывают, что с точки зрения максимального разового и среднегодового загрязнения атмосферы территория с.Беково удовлетворяет гигиеническим требованиям к качеству атмосферного воздуха. В то же время выпадение пылевых частиц промышленного происхождения в снег (таблицы 2.5 и 2.8) можно классифицировать умеренно опасным уровнем. Если учесть, что основную массу пылевых выбросов составляют зола и угольная пыль, Таблица 2.6. Максимальные разовые концентрации и основные вкладчики для выделенной территории. (только для ЗВ и групп суммаций с
Ключевым направлением в развития производительных сил Кузбасса является последовательное перемещение центра тяжести добычи угля из действующих районов на вновь осваиваемые месторождения Ерунаковского угледобывающего района. Практически весь прирост добычи планируется за счет строительства новых угледобывающих предприятий на ограниченной территории общей площадью около 800 км2.
Ерунаковский угледобывающий район находится в окружении промышленных городов центральной и южной части Кемеровской области, предприятия которых выбрасывают в атмосферу большое количество загрязняющих веществ. Оценки максимальных приземных концентраций частично проведены и будут проводиться в дальнейшем при разработке разделов «Охрана атмосферного воздуха» проектов строительства и эксплуатации предприятий. Здесь же представляет интерес проведение прогнозных оценок количества пылеобразных загрязняющих веществ, выпадающих в течение года на территорию Ерунаковского района. В частности, результаты расчетов, где в качестве источников используются предприятия промышленных городов, можно рассматривать для определения фоновых значений выпадения твердых ЗВ для существующих и проектируемых угледобывающих предприятий района. Кроме того, проведенные расчеты дают представление о дополнительной составляющей техногенной нагрузки, вызванной освоением нового района.
С этой целью проведены модельные расчеты среднегодовых концентраций твердых ЗВ и суммарных потоков пылевых частиц на подстилающую поверхность в трех вариантах: отдельно от источников промышленных городов Кемеровской области; отдельно от действующих угледобывающих предприятий Ерунаковского района; Таблица 2.9. Расчетные характеристики выпадения пылевых частиц из атмосферы на территорию Ерунаковского района (площадь 2560.3 км ) за год и за зимний период (в скобках)
Для территории Восточно-кузбасского геолого-промышленного района был проведен анализ пылевой фазы снега, как наиболее представительной для эколого-геохимической оценки территории.
Пылевая фаза характеризует атмосферные выпадения пыли за период накопления снега. Формирование пылевой фазы связано с влиянием большого числа источников, основными типами среди которых являются - региональное пылевое загрязнение атмосферы и пылевое загрязнение под влиянием локальных техногенных и природных источников. Региональное пылевое загрязнение определяется природным и техногенным загрязнением атмосферы на удалении от источников техногенного влияния. Статистические параметры распределения пыли и концентраций химических элементов на таких территориях используются в качестве параметров регионаивного фона и служат для оконтуривания площадей локального техногенного загрязнения изучаемой площади. Пылевое загрязнение под влиянием локальных техногенных и природных источников может быть обусловлено рядом факторов: выбросами в атмосферу промышленных предприятий; выбросами сажи и пыли, получающейся от сгорании угля при отоплении жилых домов в городах и поселках, как личного сектора, так и крупных котелен; продуктами выбросов крупных ТЭЦ и ГРЭС; раздуванием пили с участков по каким-либо причинам не закрытых снегом в зимний период (открытые участки почвы, открытые угольные разработки, некоторые отвалы и т.д.).
Интенсивность пылевой нагрузки на конкретной территории определяется близостью к источникам поступления пыли, количеством поступающей пыли и направлением ветров (розой ветров). Распределение пылевой нагрузки на изученной территории характеризует распределение аэрогенного загрязнения на уровне пылевой фазы за период накопления снега, т. е. дает достаточно оперативную информацию.
Распределение общей пылевой нагрузки для территории Восточно-кузбасского геолого-промышленного района показано на рис. 2.18. Параметры фоновой пылевой нагрузки в области регионального фона и фоновые содержания химических элементов в пыли приводятся в табл. 2.10.
Пылевая нагрузка на территории Ерунаковского ГПР характеризуется значи-тельным интервалом величин - от 3,3 кг/км сут. для фоновой области до 745,9 кг/км сут. для эпицентра аномалии пылевой нагрузки. Распределение общей пылевой нагрузки и нагрузки отдельных элементов на изученной площади характеризуется крайней неоднородностью с наличием фоновых и аномальных участков.
Фоновые площади со значениями пылевой нагрузки менее 20 кг/км сут занимают основную часть территории Ерунаковского ГПР и расположены в его центрально, северо-восточной и северо-западной (кроме долины реки Ини) частях. Для них характерно значение пылевой нагрузки менее 20 кг/км2 сут, причем повышенные значения приурочены к зонам перехода к аномальным участкам. Небольшие по площади участки с фоновыми значениями пылевой нагрузки отмечаются в южной части Ерунаковского ГПР в пределах аномального контура.
Похожие диссертации на Техногенное воздействие угледобывающих предприятий на окружающую среду : На примере Кузбасса
