Введение к работе
Актуальность тематики. В настоящее время в ряде районов остро стоит проблема загрязнения подземных вод. Особое внимание к воздействию на подземные воды объясняется тем. что в настоящее время в большинстве случаев (до ,702) они стали-единственным источником водоснабжения целых промышленно-хозяйственных регионов. Одним из основных источников такого загрязнения являются места складирования промышленных отходов. Только в горнообогатительной отрасли хвостохранилища исчисляются тысячами. Их площади изменяются от сотен квадратных метров до десятков квадратных километров. Ежесуточные объемы сбросов могут достигать ста и более тысяч кубических метров. Две трети из них, как правило, составляет жидкая фаза Достигая подземных вод, она может привести к их загрязнению, т. к. часто содержит токсичные вещества, превышающие ЩЩ в десятки и сотни раз.
Невозможность перехода в ближайшие десятилетия на безотходные технологии диктует необходимость поиска наиболее экономически выгодных способов защиты подземных вод от загрязнения. В этой связи оценка и использование природной поглощающей способности грунтов представляется весьма актуальной задачей. Актуальным является обоснование и разработка мероприятий по повышению эффективности работы грунтовой толщи как естественного геохимического барьера на пути миграции токсичных загрязнителей.
Цель работы.
Оценка грунтовой толщи зоны аэрации как естественного геохимического барьера на пути миграции токсичных загрязнителей и обоснование мероприятий по снижению интенсивности влияния мест складирования отходов на загрязнение подземных вод.
Для достижения цели решались следующие задачи:
-
Определение оптимальной методики оценки поглощающей способности грунтов относительно тяжелых металлов.
-
Оценка поглощающей способности грунтов различного минерального и гранулометрического состава в отношении тяжелых металлов, характерных для отходов горно-добывающей промышленности.
-
Определение влияния фильтрационной неоднородности грунтовой толщи зоны аэрации на ее экранирующую способность.
-
Выявление роли влияния комдлексообразования, характерного для жидкой фазы отходов горнообогатительных предприятий, на скорость разложения цианидов и интенсивность поглощения тяжелых ме-
- 4 -таллов грунтами.
-
Прогноз распространения тяжелых металлов в грунтовой толще зоны аэрации основания эксплуатируемого хвостохранилища и разработка методики оценки предельного времени эксплуатации хвостохранилища.
-
Разработка принципиальной схемы оценки защищенности подземных вод в районах складирования токсичных отходов.
-
Разработка мероприятий, повышающих экранирующую способность грунтовой толщи зоны аэрации в основании хвостохранилиш.
Научная новизна - впервые охарактеризован широкий диапазон суглинистых разностей от супесей до тяжелых глин по предельной поглощающей способности в отношении РЬ, Си, Zn, СИ, Со, Ni, Мп, наиболее характерных и токсичных загрязнителей горнообогатительных предприятий; количественно определена роль влияния структурных особенностей грунта на его поглощающую способность; установлены факторы, снижающие экранирующую способность грунтовой толщи на пути миграции загрязнителей, к которым относятся фильтрационная неоднородность и сложный химический состав отходов, содержащих цианометаллические комплексы; разработаны мероприятия, исключающие влияние вышеперечисленных факторов; разработана методика оценки и прогноза экранирующей способности грунтовой толщи.
Реализация работы. Внедрение результатов исследования осуществлялось с 1987 по 1992 год на ряде объектов горноперерабаты-вающей промышленности. В частности, при оценке защищенности подземных вод в районе хвостохранилища Алмалыкского ГОКа (Узбекистан) впервые была выявлена роль фильтрационной неоднородности, определяемой структурными нарушениями лессовидных грунтов зоны аэрации.
Выявление роли почвенного покрова и грунтов различного состава в разложении цианометаллических комплексов позволило рекомендовать и внедрить на хвостохранилище Кочкарской ЗИФ (г. Пласт, Челябинская обл.) комплекс мероприятий по защите подземных вод от загрязнения.
Для хвостохранилища под аварийный сброс отходов кучного выщелачивания при золотоизвлечении (г. Кокчетав) разработан комплексный противофильтрационный сорбирующий экран как альтернативный вариант дорогостоящего пленочного покрытия.
Для объекта Дубрава (Словакия) разработан экран по очистке отходов сурьмоизвлекающего предприятия от токсичных веществ.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены на Всесоюзной школе-семинаре "Геохимические барьеры и охрана геологической среды" (Москва, ВДНХ, 1989), на региональном совещании "Проблемы техногенного изменения геологической среды и охрана недр в горнодобывающих регионах" (Пермь, 1991), на заседании Лаборатории охраны геологической среды геологического факультета МТУ (январь, 1992), на кафедре инженерной геологии и грунтоведения геологического факультета СПОТУ (ноябрь 1992г). Материалы использованы при составлении "Пособия по проведению оценки воздействия на окружающую среду при разработке ТЭО и проектировании в строительстве хозяйственных объектов и комплексов" (Госкомприрода СССР, 1991). По содержанию диссертационной работы опубликовано 8 научных статей.
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, выводов и приложения. Изложена на 170 страницах машинописного текста, включает 46 рисунков, 23 таблицы, список использованной литературы из я 2 наименований.
В основу диссертации положены материалы исследований, выполненных в ходе работы в Лаборатории охраны геологической среды (ЛОГС) геологического факультета МТУ им. М. В. Ломоносова с 1986 по 1993 г.
Работа над темой осуществлялась под научным руководством доктора геолого-минералогических наук ЕЙ.Сергеева, которому автор выражает благодарность за советы и творческую помощь.
Автор признателен Н. К. Куце вой, В. Г. Шлыкову и Л. П. Терешковой за консультации и помощь при выполнении некоторых экспериментальных исследований.
Выполнение данной работы было бы не реально без активной помощи коллектива Лаборатории охраны геологической среды МГУ при полевых и лабораторных исследованиях, которому автор выражает искреннюю благодарность.
- 6 -Содержание работы.
