Формирование техногенных ландшафтов в районе расположения ОАО "Фосфаты"


КУРСОВАЯ РАБОТА

Формирование техногенных ландшафтов в районе расположения ОАО «Фосфаты»


Введение

техногенный ландшафт гидрохимический загрязнение

ОАО «Фосфаты» занимается разработкой и обогащением фосфоритов. Разработка месторождений на данном предприятии ведётся 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 твёрдых 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 из-за 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:

. Завод по производству удобрений (1)

. Обогатительные фабрики рудопромывки (7) ((33,152), S=135) и флотации (8) ((14,152), S=135)

. Котельные (3,10) ((16,194), S=18 и (23, 136) S=140)

. Теплица (4) ((7,195),S=27)

. Хвостохранилища завода, рудопромывки ((112,139), S=570) и флотации ((135, 108), S=450) (14,15)

. Водозабор (5) (179,176)

7. Старые хвостохранилища (11,12) ((58,135),S=208 и (51, 112),S=408)

. Отстойники (16,17) ((151,133),S=31)

9. Накопитель оборотной воды (13)

. 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, чёрных, 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.

Слой портланд перекрывается слоем аквилон, представленным фосфатизированными тёмно-зелеными глауконитовыми супесями.

Залегающий выше верхнеюрский эксплуатационный слой включает в себя ауцелловый фосфоритный слой серовато-зеленого цвета и фосфоритную плиту чёрного 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. Определённый 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);

·Техногенные горно-промышленные элювиальные абиогенные ландшафты на территориях карьерной выработки(24,25), неспланированных отвалов(19,26);

·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);

·Техногенные горно-промышленные аквальные ландшафты абиогенные - накопитель оборотной воды (13), водоотстойная канава(16,17), хвостохранилище завода(2), центральные части хвостохранилищ обогатительных фабрик (14,15);

·Техногенный горно-промышленный 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.


. 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 средыЗагрязненияНарушенияАтмосфера1. 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, отвалы1. разряжение, возмущение по направлению - все здания, сооружения, отвалы, карьерная выемка 2. температурные инверсии - котельные, теплопроводыГидросфераХимическое загрязнение наземных и подземных вод - хвостохранилища предприятия, отстойник, карьерные воды1. истощение водотока - водозабор 2. затопление рельефа - хвостохранилище 3. осушение - изменение уровня грунтовых вод при отработке карьера 4. заболачивание - учечка с хвостохранилищЛитосфера1. Физическое загрязнение: · Тепловое - котельные · Радиационное - торий в составе удобрений 2. Химическое загрязнение - склады различного назначения, хвостохранилища предприятия, отвалы1. 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 сооруженияКомпонент окружающей средыЗагрязненияНарушенияБиота1. Физические загрязнения: · Тепловое - котельные · Световое - освещение промплощадки · Электромагнитное - фабрики, котельные 2. Химическое загрязнение - деятельность предприятия в целом1. Фитоценотические - вырубка лесов 2. Зооценотические - распугивание животных 3. Микробоценотические - загрязнение водоёмов

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 пробCa2+Mg2+ОЖ, мг-экв/лPСолярное маслоСоли смоляной кислотыПДК35050071,53,50,052,0Фоновые воды7,4141629,73,90,850,10,00010,01Хвостохранилища:флотации57596340325041,08,2103,5350рудопромывки360105350324045,29,2150,5150старые25058325312022,74,080,00156Скважины:140097848325045,08,8121,1280220060339318034,74,35,40,125,4312048328310222,72,72,90,013,74753231938516,71,81,50,0051,55452531534811,71,20,70,0010,567015383578,91,52,50,00525722059322316524,93,51,20,568875223936510,11,51,70,0530912048322312021,22,23,50,00525Хвостохранилище ПКОФ11153583122325082,014180,01400Скважины 10,10а,10б2504933236521,61,46,50,00510Скважина 11535152375312047,75,06,30,005180Колодец, скважина 123026433135820,52,23,20,00530

Коэффициенты контрастности и суммарного загрязнения гидрогеохимических ореолов и потоков

Место отбора пробКоэффициенты контрастности относительно ПДК/фонаKзОЖPСоляровое маслоСоли смоляных кислотХвостохранилища: флотации1,64/ 77,701,93/ 6,835,85/ 10,495,47/ 9,652,86/ 10070/ 35000175/ 35000262,75рудопромывки1,03/ 48,652,11/ 7,476,45/ 11,556,13/ 10,824,29/ 15010/ 500075/ 15000105,00старые0,71/ 33,781,17/ 4,133,24/ 5,802,67/ 4,712,29/ 800,02/ 1028/ 560038,09Скважины: 11,14/ 54,051,96/ 6,946,43/ 11,515,87/ 10,353,43/ 12022/ 11000140/ 28000180,8220,57/ 27,031,21/ 4,284,95/ 8,872,87/ 5,061,54/ 542/ 100012,7/ 254025,8430,34/ 16,220,97/ 3,433,24/ 5,801,80/ 3,180,83/ 290,20/ 1001,85/ 3709,2240,21/ 10,140,65/ 2,292,39/ 4,281,20/ 2,120,43/ 150,10/ 500,75/ 1505,7350,13/ 6,080,51/ 1,791,66/ 2,980,80/ 1,410,20/ 70,02/ 100,25/ 503,5760,20/ 9,460,31/ 1,091,27/ 2,281,00/ 1,760,71/ 250,10/ 5012,5/ 250016,0970,63/ 29,731,19/ 4,213,56/ 6,372,33/ 4,120,34/ 1210/ 500034/ 680052,0580,21/ 10,140,45/ 1,581,44/ 2,581,00/ 1,760,49/ 171/ 50015/ 300019,5890,34/ 16,220,97/ 3,433,02/ 5,411,47/ 2,591,00/ 350,10/ 5013/ 250019,40Хвостохранилище ПКОФ3,19/ 150,687,17/ 25,4111,71/ 20,989,33/ 16,475,14/ 1800,20/ 100200/ 40000236,74Скважины 10,10а,10б0,71/ 33,780,99/ 3,503,08/ 5,520,93/ 1,651,86/ 650,10/ 505/ 100012,67Скважина 111,53/ 72,303,05/ 10,806,81/ 12,193,33/ 5,881,80/ 630,10/ 5090/ 18000106,62Колодец, скважина 120,86/ 40,811,29/ 4,562,93/ 5,241,47/ 2,590,91/ 320,10/ 5015/ 300022,56

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.


Содержание различных элементов в естественных почвенно-покровных отложениях и техногенных отложениях, %

ПородаФосфатыФторидыСульфатыКарбонатыКальцийЖелезоТитанПочвенно-покровные отложения (фоновые значения)0,050,010,380,853,852,370,03Глауконитовая супесь (территории сельско-хозяйственного освоения)6,52,81,030,959,0710,380,3Эфеля (отходы рудопромывки)8,90,31,22,715,2613,53-Шламы (отходы флотации)5,10,610,81,979,814,32-

Коэффициенты контрастности литохимических ореолов загрязнения различными соединениями

ПородаФосфатыФторидыСульфатыКарбонатыКальцийЖелезоТитанТерритории сельско-хозяйственного освоения1302802,711,122,364,3810Хранилища отходов рудопромывки178303,163,183,965,71- Хранилища отходов флотации102612,112,322,556,04-

Таким образом, на территории промплощадки выделяется пять литологических ореолов загрязнения:

·Сельскохозяйственная рекультивация (20), основные загрязняющие вещества фториды, фосфаты, титан;

·Старое хвостохранилище рудопромывки (11), основные загрязняющие вещества фосфаты, фториды и железо;

·Старое хвостохранилище флотации (12), основные загрязняющие вещества фосфаты, фториды и железо;

·Хранилища отходов рудопромывки (14), основные загрязняющие вещества фосфаты, фториды и железо;

·Хранилища отходов флотации (15), основные загрязняющие вещества фосфаты, фториды и железо;


5. Литологический разрез территории и гидрохимический профиль


Литологический разрез территории представляет собой графическое изображение на вертикальной плоскости условий залегания разновозрастных отложений и их состава, формы геологических тел и изменения их мощности. 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.

Для построения разреза, представленного в приложении 4, были использованы данные наземных наблюдений, буровых скважин и геофизических наблюдений, приведенные в таблице 6. Вертикальный масштаб был выбран 1-2000, горизонтальный 1-5000.


Литологическая характеристика и мощность (м) отложений террито-рии хвостового хозяйства

№ скважины лито- логическая характеристика отложений1Хвостохранилище флотации*2345**Абсолютная отметка поверхности128,0138,0129,0129,0129,0129,0Глубина залегания грунтовых вод 2,0-1,55,08,012,0Почвенно -растительный покров --0,50,50,50,5Пески тонкозернистые--2,02,02,02,0 Суглинок» »--1,51,51,51,5Пески среднезернистые--6,06,06,06,0Намывные отложения-10,0----Насыпные отложения 12,012,0----Фосфорит 0,5-3,03,03,03,0Глины (вскрытая мощность)2,02,02,02,02,02,0

Гидрохимический профиль представляет собой графическое изображение изменения концентраций определенных химических элементов или соединений, а также коэффициента суммарного загрязнения в подземных водах по заданной линии. В рассматриваемом случае эта линия совпадает с линией литологического разреза. Построение гидрохимических профилей - один из способов обобщения наблюдений за изменением состава подземных вод в районе техногенного воздействия предприятия на окружающую среду.

При построении гидрохимического профиля используют данные таблицы 2 - концентрации различных загрязнителей в подземных водах в различных скважинах (№№ 1-5).

На оси абсцисс наносят скважины и хвостохранилище в соответствии с масштабом разреза. По оси ординат откладывают концентрации различных компонентов и коэффициент суммарного загрязнения.

Получившиеся гидрохимические профили по солям смоляной кислоты, соляровому маслу, общей жесткости и коэффициенту суммарного загрязнения представлены в приложении 5.


6. Процессы техногенной метаморфизации состава вод и пород


К процессам техногенной метаморфизации вод относятся:

·процессы, переводящие вещество в раствор (растворение, выщелачивание);

·процессы, выводящие вещество из раствора (осаждение, кристаллизация, сорбция);

·процессы, сочетающие воспроизводство и поглощение растворенного вещества (ионный обмен, окислительно-восстановительные и биогеохимические реакции).

При инфильтрации сточных вод в природные воды происходит изменение кислотно-щелочной и окислительно-восстановительной обстановки. В результате этого некоторые загрязняющие вещества осаждаются и теряют миграционные способности. Процессы осаждения труднорастворимых веществ типа MezXy описываются уравнением вида

Mey+ + y Xz-« Mez Xy¯


Возможность прохождения процесса определяется насыщенностью r вод соединением MezXy: при r < 1 раствор недонасыщен MezXy, при r = 1 наблюдается равновесие между жидкой и твердой фазой, а при r > 1 раствор перенасыщен MezXy и происходит осаждение его из раствора.


Дополнительные характеристики состава сточных вод для расчета их насыщенности труднорастворимыми соединениями

Место отбора пробрНКонцентрация HCO3- (мг/л)хвостохранилище рудопромывки7,01000хвостохранилище флотации7,51300

Расчет насыщенности вод труднорастворимыми соединениями производится в следующей последовательности.

. Определяют молярные концентрации основных компонентов, содержащихся в водах


где ci - заданная концентрация i-го компонента, мг/л; Mi - молекулярная (атомная) масса i-го компонента.

. Рассчитывают ионную силу раствора:


где zi - заряд i-го компонента.


. По закону Дебая - Гюккеля рассчитывают коэффициент активности. В упрощенном виде, при низких значениях ионной силы раствора коэффициент активности:


.


В рассматриваемом случае коэффициенты активности вычисляют для одно- и двухвалентных ионов:


; .


. Определяют активность:

. Рассчитывают насыщенность r. Для условного соединения MezXy насыщенность


,


где - растворимость соединения MezXy в воде.

Насыщенность вод соединениями CaHPO4, CaF2 может быть определена следующим образом:


Так как при рН < 8 в составе вод преобладают ионы первой стадии диссоциации угольной кислоты, требуется предварительный условный перерасчет активностей ионов в активности ионов .

Диссоциация угольной кислоты происходит по реакции:


.


Для второй стадии диссоциации справедливо выражение:


,


где - константа второй стадии диссоциации угольной кислоты (10-10,3), а .

Тогда активность ионов СО32-



Насыщенность вод соединениями CaCO3 может быть определена следующим образом:


Результаты расчета приведены в таблице 8


Расчет насыщенности сточных вод труднорастворимыми соединениями

ХвостохранилищеРудопромывкиФлотацииПараметр,мг/л, моль/л моль/л,мг/л, моль/л моль/л 100016,40,01268130021,30,0019 36010,140,0078457516,20,0014 105310,970,0039297310,140,0077 50312,50,0044640310,080,0077 240100,0035725010,40,0079 95,54,150,00321396,317,230,0015 9,20,480,000378,20,430,00004 150,160,00012100,10,000010,0830,0890,7730,7680,3570,34715,360,2832,0440,2557,6636,286

1.Расчет концентрации ионов натрия

)для хвостохранилища рудопромывки

2)для хвостохранилища флотации

2.Расчет ионной силы раствора

)для хвостохранилища рудопромывки

2)для хвостохранилища флотации

3.Расчет коэффициентов активности

)для хвостохранилища рудопромывки

2)для хвостохранилища флотации

4.Расчет насыщенности

·

1)для хвостохранилища рудопромывки



2)для хвостохранилища флотации



·

1)для хвостохранилища рудопромывки


2)для хвостохранилища флотации



·

1)для хвостохранилища рудопромывки



2)для хвостохранилища флотации



Таким образом, в хвостохранилище рудопромывки сточные воды перенасыщены фторидом кальция, карбонатом кальция и гидрофосфатами кальция, следовательно эти вещества осаждаются из раствора и не мигрируют. Сточные воды хвостохранилища флотации перенасыщены карбонатом кальция, следовательно, это вещество осаждается; недонасыщены гидрофосфатами кальция и фторидами кальция, которые мигрируют.

Заключение


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 использованной литературы


1.Геохимия окружающей среды: Методические указания к выполнению курсовой работы/ Пашкевич М.А., Петрова Т.А., СПб, 2006, 22с.

2.Геохимия техногенеза/ Пашкевич М.А, СПб, 2004,72с.


Теги: Формирование техногенных ландшафтов в районе расположения ОАО "Фосфаты"  Курсовая работа (теория)  Химия
Просмотров: 46645
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Формирование техногенных ландшафтов в районе расположения ОАО "Фосфаты"
Назад