Общие сведения о промышленном объекте. Природные и техногенные ландшафты. Воздействие горного предприятия на окружающую среду, источники загрязнения. Литологический разрез и гидрохимический профиль. Процессы техногенной метаморфизации состава вод, пород.
При низкой оригинальности работы "Формирование техногенных ландшафтов в районе расположения ОАО "Фосфаты"", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Включает в себя горнопромышленный комплекс по разработке месторождения фосфоритов и их обогащению, производство кормовых обесфторенных фосфатов (ПКОФ), специальные хранилища жидких и твердых отходов (в которые помещают большие количества жидких и твердых отходов, образующихся в процессе добычи и переработке руды изза низкого содержания в ней полезного компонента). На территории промплощадки ОАО «Фосфаты», общей площадью 37000000 м2, располагаются следующие объекты и сооружения (с указанием координат и площади объектов), представленные на инженерно-геологической карте предприятия в приложении 1: 1. Выше железной дороги находится завод по производству кормовых обесфторенных фосфатов (ПКОФ) из концентрата, поступающего с обогатительных фабрик, и хвостохранилище ПКОФ. Две фабрики по обогащению фосфатного сырья - рудопромывочная и флотационная а также хвостовое хозяйство обогатительных фабрик (рудопромывочной и флотационной, куда производится намыв твердых и жидких отходов, располагаются ниже по течению реки Катынка. На промышленном объекте реализованная система оборотной воды: из хвостохранилищ обогатительных фабрик вода попадает в отстойник, откуда стекает в водоотстойную канаву, а затем в накопитель оборотной воды, откуда, отстоявшись, возвращается на обогатительные фабрики.Таким образом, на территории промплощадки выделяется пять литологических ореолов загрязнения: · Сельскохозяйственная рекультивация (20), основные загрязняющие вещества фториды, фосфаты, титан; Разрез дополняет и уточняет инженерно-экологическую карту района, дает возможность судить о глубине техногенных преобразований, мощности техногенных отложений, степени изоляции хранилищ отходов, защищенности подземных и поверхностных вод от проникновения в них загрязнения. Гидрохимический профиль представляет собой графическое изображение изменения концентраций определенных химических элементов или соединений, а также коэффициента суммарного загрязнения в подземных водах по заданной линии. К процессам техногенной метаморфизации вод относятся: · процессы, переводящие вещество в раствор (растворение, выщелачивание); Возможность прохождения процесса определяется насыщенностью r вод соединением MEZXY: при r 1 раствор перенасыщен MEZXY и происходит осаждение его из раствора.Деятельно такого крупного предприятия как ОАО «Фосфаты» оказывает сильное воздействие на окружающую среду. В результате складирования хвостов производства, происходит подтопление, а также попадание загрязняющих веществ в грунтовые и поверхностные воды.
План
Содержание различных элементов в естественных почвенно-покровных отложениях и техногенных отложениях, %
Введение
техногенный ландшафт гидрохимический загрязнение
ОАО «Фосфаты» занимается разработкой и обогащением фосфоритов. Разработка месторождений на данном предприятии ведется открытым способом по транспортно-отвальной схеме. Обогащение руды производится на двух фабриках - рудопромывочной и флотационной. Конечным продуктом являются кормовые фосфаты. Нарушенные территории подвергаются лесо- и сельскохозяйственной рекультивации. В результате деятельности обогатительных фабрик образуется большое количество твердых и жидких отходов. Целью данной работы является оценка и описание воздействия предприятия на окружающую среду.
1. Общие сведения о промышленном объекте
Егорьевское месторождение фосфоритов расположено на юго-востоке Московской области. Открытое акционерное общество «Фосфаты» расположено в городе Воскресенске. Включает в себя горнопромышленный комплекс по разработке месторождения фосфоритов и их обогащению, производство кормовых обесфторенных фосфатов (ПКОФ), специальные хранилища жидких и твердых отходов (в которые помещают большие количества жидких и твердых отходов, образующихся в процессе добычи и переработке руды изза низкого содержания в ней полезного компонента). Основной продукцией ОАО «Фосфаты» является фосфоритная мука и песок кварцевый молотый.
На территории промплощадки ОАО «Фосфаты», общей площадью 37000000 м2, располагаются следующие объекты и сооружения (с указанием координат и площади объектов), представленные на инженерно-геологической карте предприятия в приложении 1: 1. Завод по производству удобрений (1)
7. Старые хвостохранилища (11,12) ((58,135),S=208 и (51, 112),S=408)
8. Отстойники (16,17) ((151,133),S=31)
9. Накопитель оборотной воды (13)
10. Отвалы (26,19) ((111,7) и (157,141), S=416)
11. Пункты перегрузки сырья, продукции (6,9,9’) ((27,199), (33, 159), (14,159))
ОАО “Фосфаты” включает в себя 11 карьеров. На рассматриваемой территории располагается карьер №7 ((108, 35), S=2668).
На топоснове рассматриваемого предприятия, представленной в приложении 1 отображена промплощадка объекта. Выше железной дороги находится завод по производству кормовых обесфторенных фосфатов (ПКОФ) из концентрата, поступающего с обогатительных фабрик, и хвостохранилище ПКОФ. Также рядом расположены котельная и теплица. Две фабрики по обогащению фосфатного сырья - рудопромывочная и флотационная а также хвостовое хозяйство обогатительных фабрик (рудопромывочной и флотационной, куда производится намыв твердых и жидких отходов, располагаются ниже по течению реки Катынка. Обогатительные фабрики и завод связаны железнодорожным сообщением с пунктами перегрузки сырья. Также на территории промплощадки объекта расположены два старых хвостохранилища. На промышленном объекте реализованная система оборотной воды: из хвостохранилищ обогатительных фабрик вода попадает в отстойник, откуда стекает в водоотстойную канаву, а затем в накопитель оборотной воды, откуда, отстоявшись, возвращается на обогатительные фабрики. В качестве подпитки используют воду водозабора, от которого питается завод ПКОФ.
Руда на обогатительные фабрики поступает из карьерной выемки открытого типа. Вскрышу складируют в отвалы пустой породы. Карьерная выемка вскрывает юрский водоносный горизонт, поэтому проводятся мероприятия по осушению месторождения: были пробурены водопонижающие скважины, установлены насосы, перекачивающие воду из карьера. Для ограждения карьера от стока поверхностных вод на участках пониженных отметок рельефа сооружают нагорные канавы, по которым вода поступает к водосборникам. Карьерные воды, образующиеся вследствие разгрузки подземных и атмосферных вод в дренажные канавы, срабатываются в реку.
Рельеф территории вне зоны техногенных преобразований водно-ледняковый полого-волнистый. Высотное положение определяется отметками 116-16 м. Более чем на 30% территории естественный рельеф нарушен, что связано с разработкой месторождения открытым карьерным способом и намывом отходов обогащения. По территории месторождения протекает река Катынка, левый приток реки Москва, с площадью водосбора 80,5 км2.
Почвенный покров весьма разнообразен. На территориях, не подвергшихся техногенному воздействию, встречаются подзолистые, дерново-подзолистые и серые почвы, характеризующиеся низким значением РН, малым содержанием органических веществ. На рекультивированных после разработки территориях в качестве искусственных почв наносится глауконитовая супесь, мощностью 25-30см, которая содержит пирит и уранинит (уран и торий).
В климатическом отношении район расположен в зоне умеренно-континентального климата, под воздействием воздушных масс Арктического и Атлантического бассейнов. Среднегодовая температура района 3,8°С, средняя продолжительность безморозного периода составляет 130 дней. Высота снежного покрова достигает 3м. Преобладают ветры северо-западного направления, при их средней скорости 3,1м/со. Среднегодовое количество выпадающих осадков - 647мм.
В геологическом строении Егорьевского месторождения фосфоритов принимают участие отложения юры, мела, неогена, антропогена. Продуктивные горизонты связаны с фосфоритовой серией волжского яруса верхней юры, состоящей из двух пластов полезного ископаемого: нижнего - “портланд”, верхнего - “рязань” и залегающего между ними пласта глауконитовых пород. Фосфоритовые пласты залегают на келловей-оксфордских глинах верхней юры, мощностью до 30-35 метров, черных, слюдистых, с включением большого числа кальцитовых раковин.
Нижневолжский продуктивный фосфоритовый слой “портланд”, представляет собой плиту, состоящую из желваков фосфоритов, фосфоритовых ядер, кальцитовых ростров белемнитов, сцементированных фосфатно-кальциевым цементом.
Залегающий выше верхнеюрский эксплуатационный слой включает в себя ауцелловый фосфоритный слой серовато-зеленого цвета и фосфоритную плиту черного цвета. Мощность слоя “рязань” 0,75-0,90 м. Фосфориты ЕМФ относятся к глауконитовой разновидности низкофосфатных фосфоритовых конкреций, содержащих 10,5-18,5% P2O5.
Породы фосфоритовой серии перекрываются отложениями валанжинского яруса нижнего мела, представленными буровато-серыми песчано-глинистыми породами, содержащими железисто-оолитовые зерна фосфоритов и толщей кварцевых слабослюдистых песков, мощностью до 15 м.
Выше залегают невыдержанные по простиранию кварцевые, слабослюдистые пески неогена, перекрывающиеся отложениями антропогена флювиогляциальными и аллювиальными песками, моренными суглинками, болотными отложениями.
В районах карьеров и хвостохранилищ в геологическом разрезе присутствуют техногенные отложения, представленные насыпными и намывными породами.
Насыпные породы образуются в результате складирования в отвалы вскрышных пород. Намывные породы, представляют собой механические примеси и химические осадки. Намыв осуществляется совместно со сточными водами.
2. Природные и техногенные ландшафты
Ландшафт - основная единица физико-географического деления (районирования). Это генетически единая территория с однотипным рельефом, геологическим строением, климатом, общим характером подземных и поверхностных вод, закономерным сочетанием почв, растительных и животных сообществ. Определенный ландшафт может быть характерным для небольшого района или географической зоны.
Элементарный ландшафт - это определенный элемент рельефа, сложенный одной породой или наносом, на протяжении которого сохраняется определенный тип почвы, и покрытый в каждый отдельный момент своего существования определенным растительным сообществом.
Техногенный (антропогенный) ландшафт - измененный или искусственно созданный человеком на природной основе ландшафт; природно-производственный территориальный комплекс, природное равновесие в котором постоянно поддерживается человеком.
Выделяют три основных группы элементарных ландшафтов: элювиальные, супераквальные и аквальные.
Элювиальные ландшафты возникают на повышенных элементах рельефа, при глубоком залегании уровня грунтовых вод, не оказывающем влияние на почвы и растительность. В почвах и коре выветривания преобладает окислительная среда, поэтому здесь создаются условия для облегченного выноса элементов, которые дают более растворимые соединения при высоких степенях окисления ( и др.), и, наоборот, затруднен вынос элементов, окисленные соединения которых малоподвижны ( и др).
Аквальные ландшафты подразделяют на аквальные ландшафты морей и океанов и континентальные аквальные ландшафты, последние генетически тесно связаны с элювиальными ландшафтами. Основной привнос вещества с жидкими и твердыми стоками. В зависимости от степени проточности водоема и богатства организмами на его дне и в придонных слоях образуются либо окислительные, либо восстановительные условия, которые существенно влияют на миграцию веществ.
Супераквальные ландшафты формируются на пониженных участках рельефа, где грунтовые воды подходят близко к поверхности. Вследствие этого территории супераквальных ландшафтов являются склонными к заболачиванию.
В соответствии с таким разделением на карте-схеме в приложении 2 выделены ландшафты следующим образом: желтым - элювиальные, зеленым - супераквальные, синим - аквальные. Оттенком обозначена их принадлежность к определенному типу ландшафтов: темным - природные, светлым - техногенные.
На территории промышленного объекта выделены следующие ландшафты.
· Природный лесной элювиальный биогенный ландшафт - территория леса (23);
· Техногенный пустынный элювиальный ландшафт абиогенный - старые хвостохранилища (11,12);
· Техногенный агрохозяйственный элювиальный ландшафт биогенный на территории сельскохозяйственных рекультиваций пропашных (20) и выше железной дороги на территории с/х рекультиваций кормовых;
· Техногенный лесохозяйственный элювиальный ландшафт биогенный - территория л/х рекультиваций (21);
· Техногенный селитебный элювиальный ландшафт - деревня Осташево;
· Техногенный горнопромышленный супераквальный ландшафт абиогенный - сточная канава карьера, насыпные и намывные отложения хвостохранилищ обогатительных фабрик (14,15), болото техногенного происхождения (18);
· Техногенный горнопромышленный аквальный ландшафт биогенный - река Катынка и озеро Круглое, подверженное воздействию гидрохимических потоков загрязнения от хвостохранилищ рассматриваемого объекта.
Таким образом, можно сделать вывод, что по воздействию на биоценозы и почвы первичных ландшафтов разработка месторождений может быть приравнена к геологическим катастрофам.
3. Воздействие горного предприятия на окружающую среду
Нарушение - это изменение внешних параметров объектов, таких как высота, глубина ширина.
Загрязнение- привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для нее, химический, физических, биологических или информационных агентов, или повышение концентраций этих агентов сверх среднего наблюдающегося количества или уровня. В результате функционирования горно-промышленного комплекса ОАО «Фосфаты» окружающая среда подвергается следующим загрязнениям и нарушениям, представленным в таблице.
Воздействие промышленного объекта на окружающую среду
Компонент окружающей среды Загрязнения Нарушения
Атмосфера 1. Физические загрязнения: · Тепловое · Световое - котельные, обогатительные фабрики, карьерная выемка и другие здания предприятия · Электромагнитное - все объекты предприятия, где используется электроэнергия 2. Химическое загрязнение - карьерная выемка, котельные, транспортировка, склад готового продукта, дробильные фабрики, цеха по ремонту оборудования и транспорта, отвалы 1. разряжение, возмущение по направлению - все здания, сооружения, отвалы, карьерная выемка 2. температурные инверсии - котельные, теплопроводы
Гидросфера Химическое загрязнение наземных и подземных вод - хвостохранилища предприятия, отстойник, карьерные воды 1. истощение водотока - водозабор 2. затопление рельефа - хвостохранилище 3. осушение - изменение уровня грунтовых вод при отработке карьера 4. заболачивание - учечка с хвостохранилищ
Литосфера 1. Физическое загрязнение: · Тепловое - котельные · Радиационное - торий в составе удобрений 2. Химическое загрязнение - склады различного назначения, хвостохранилища предприятия, отвалы 1. Деформации: · уплотнение и разрыхление - все здания и сооружения, отвалы, склады, транспортировка руды автосамосвалами · трещины - сползание бортов карьера · проседание - карьерная выемка 2. Провалы: · Кольцевые - отвалы · Котлованные - карьерная выемка 3. Выемки: · Карьерная - карьерная выемка 4. Насыпи: · Отвальные - отвалы · Гидротехнические - хвостохранилище 5. Застройки - здания и сооружения
Компонент окружающей среды Загрязнения Нарушения
Биота 1. Физические загрязнения: · Тепловое - котельные · Световое - освещение промплощадки · Электромагнитное - фабрики, котельные 2. Химическое загрязнение - деятельность предприятия в целом 1. Фитоценотические - вырубка лесов 2. Зооценотические - распугивание животных 3. Микробоценотические - загрязнение водоемов
4. Техногенные ореолы и потоки загрязнения
Гидрогеохимические ореолы загрязнения - это области распространения подземных и поверхностных вод с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями микро- и макроэлементов, формирующиеся в результате сбросов в поверхностные и подземные воды сточных и карьерных вод, а также образующиеся за счет растворения и выноса химических элементов и соединений из минеральных отходов добычи и переработки полезных ископаемых.
Гидрогеохимические потоки загрязнения - это участки линейной формы с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями микро- и макроэлементов в подземных и поверхностных водах.
Литохимические ореолы загрязнения - это области распространения в рыхлых покровных отложениях с многократно повышенными по сравнению с фоновыми содержаниями минералов и элементов, образующиеся в результате попадания на поверхность твердых отходов добычи и переработки минерального сырья.
Литохимические потоки загрязнения - это участки линейной формы с многократно повышенными по сравнению с фоновыми концентрациями минералов и химических элементов, образующиеся в донных отложениях временных и постоянных водных потоков, выносящих их из очагов загрязнения (отвалов, хранилищ отходов).
В приложении 3 на карте-схеме представлены основные гидрохимические и литологические ореолы загрязнения. Положение литохимических ореолов загрязнения на карте выделено контуром, который совпадает с контуром хранилища твердых отходов либо с контуром рекультивированных после отработки полезного ископаемого земель. Положение гидрогеохимических ореолов не ограничивается контуром отстойников или накопителей. Вследствие плохой изоляции дна и стенок хранилищ жидких отходов происходит инфильтрация сточных вод и миграция загрязненных вод за пределы хранилища. Аналогичная картина наблюдается и при распространении загрязнения в подземных водах вследствие выщелачивания и растворения твердых отходов атмосферными осадками и их инфильтрации в подземные воды.
Для построения карты техногенных ореолов и потоков были рассчитаны коэффициенты контрастности и суммарного загрязнения.
Коэффициенты контрастности гидрогеохимических ореолов и потоков загрязнения определяют для каждого загрязняющего компонента относительно значения предельно допустимых концентраций ПДК ( - коэффициент контрастности относительно ПДК) и фоновых значений (Кф - коэффициент контрастности относительно фона):
где СА - концентрация компонента А в загрязненных водах, мг/л, мг-экв./л; ПДКА - предельно допустимая концентрация компонента А, мг/л, мг-экв./л; - фоновая концентрация компонента А, мг/л, мг-экв./л.
= =
Для определения степени инородности техногенных пород для природного естественного ландшафта применяют коэффициент контрастности техногенных литохимических ореолов
, где - концентрация компонента (соединения, минерала) А в техногенных отложениях, г/кг,%; - фоновое содержание компонента А, г/кг,%.
Данные для расчета приведены в таблице 2, результаты расчета коэффициентов контрастности и суммарного загрязнения гидрохимических и литохимических ореолов и потоков загрязнения приведены в таблицах 3 - 5.
Концентрация загрязняющих компонентов в подземных и поверхностных водах, их фоновые значения, ПДК, мг/л
Место отбора проб Ca2 Mg2 ОЖ, мг-экв/л РСОЛЯРНОЕ МАСЛОСОЛИ смоляной кислоты
На территории промплощадки выделяется два гидрохимических ореола загрязнения: · Зона воздействия хвостохранилища ПКОФ (2), со следующими основными загрязняющими веществами: солями смоляной кислоты, фторидами и сульфидами;
· Зона воздействия хвостохранилищ обогатительных фабрик рудопромывки и флотации новых (14,15) и старых (11,12) - основные загрязняющие элементы соли смоляной кислоты, солярное масло и фториды.
Вывод
Деятельно такого крупного предприятия как ОАО «Фосфаты» оказывает сильное воздействие на окружающую среду. В ходе производственного цикла образуется большое количество отходов. В первую очередь это отходы флотации. В результате складирования хвостов производства, происходит подтопление, а также попадание загрязняющих веществ в грунтовые и поверхностные воды.
Предприятием проводятся мероприятия по восстановлению территорий, подверженных техногенезу. К таким мероприятиям относятся сельско- и лесохозяйственная рекультивация. Кроме того, с целью уменьшить количество сбрасываемых сточных вод, и не допустить истощение водотока р. Натынки на предприятии действует оборотная система водоснабжения.
Список литературы
1. Геохимия окружающей среды: Методические указания к выполнению курсовой работы/ Пашкевич М.А., Петрова Т.А., СПБ, 2006, 22с.