Реферати українською » География » Гидрогеохимическая проявленность ореолів техногенного заміщення підземних вод у зв'язку з Ларинским полігоном ТПВ р. Донецька


Реферат Гидрогеохимическая проявленность ореолів техногенного заміщення підземних вод у зв'язку з Ларинским полігоном ТПВ р. Донецька

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Канд. геол-мин. наук ВИБОРІВ З. Р., студ. ЛАВРУШКО А. З, студ. РУДЧЕНКО Є. А., cтуд. МИНЯЙЛО Е.Э. (ДонНТУ)

Наукові роботи Донецького національного технічного університету. Серія "Гірничо-геологічна". Випуск 6 (125). - Донецьк, 2007. - з. 163-169.

Полігони твердих побутових відходів (далі ТПВ) є небезпечними джерелами забруднення довкілля. Їх негативний вплив проявляється у інтенсивному забруднення всіх геосфер макро- і мікроелементами широкого спектра. Це створює вкрай несприятливі умови в існуванні рослинного й тваринного світу, життя і правоохоронної діяльності населення прилеглих територій. Розміри ореолів негативної дії і інтенсивність забруднення визначаються технологією експлуатації таки полігону ТПВ і ландшафтно-геохимическими умовами його розміщення.

Нормативна експлуатація полігонів з повним дотриманням раціонального комплексу природоохоронних заходів здатна мінімізувати негативний вплив на довкілля [1]. Досягнення цього комплекс природоохоронних заходів розробляється з природних ландшафтно-геохимических умов території розміщення полігону і технології його експлуатації.

Ларинский полігон ТПВ розміщений біля південно-західної околиці р. Донецька в 150-200 м на юг-юго-запад від сел. Ларино. Відходами заповнюється локальне зниження рельєфу не більше вододілу між балкою Четвертная і рікою Кальміус. Значна площа (близько 15 га) і чашеобразная форма зниження послужили сприятливими чинниками під час виборів майданчики для складування відходів. У південній частині зниження перетворюється на вузьку балку, що розкинулася Схід до р. Кальміус.

Ларинокий полігон ТПВ є масштабним джерелом інтенсивного комплексного негативної дії на довкілля. У його організації були передбачені необхідні природоохоронні заходи.

Найяскравіше виражене вплив полігон надає на якість підземних вод прилеглої території. Причому у зону негативного впливу потрапляє р. Кальміус і частина житлового сектора сел. Ларино, населення використовує грунтових вод для потреб, має криниці чи свердловини. Тому вирішення завдання визначенню кордону зони впливу полігону з оцінкою ступеня небезпеки забруднення підземних вод у межах набуває як ніколи актуальними. Поставлене проблема дозволяється при ретельному вивченні гидрогеохимических закономірностей розвитку процесу забруднення (заміщення) підземних вод у системі "вода - водовмещающая порода". У цьому геолого-структурные умови залягання водоносних горизонтів, литолого-фациальные особливості і структурно-вещественные параметри водовмещающих порід визначальні чинниками розвитку техногенного процесу забруднення підземних вод.

У геологічному будову майданчики розміщення полігону беруть участь кам'яновугільні моноклинально які пісковики, аргиллиты і алевролиты з прослоями вапняків, перекриті элювиальными утвореннями і делювиальными суглинками. З поверхні дані відкладення перекриті техногенними грунтами: перемещенными розкривними породами і твердими побутовими відходами. Почвенно-растительный шар не витриманий, слаборазвит і виявлено на природних схилах.

Каменноугольные відкладення є товщу переслаивающихся вапняків, пісковиків, алевролитов і аргиллитов. Простирание порід північно-західне, падіння на північний схід з точки 10—12 градусів.

Известняки сірого, темно-сірого кольору, тонкозернистые, щільні масивні. З'являються численні тріщини вздовж і вкрест нашарування. У приповерхностной частини виділяються також численні тріщини вивітрювання, окремі відкриті, частково заповнені глинистим матеріалом, по тріщинам відзначаються гидроокислы заліза. Пласти вапняків потужністю до 3 і більше метрів оголюються на східному схилі вододілу. Численні штучні оголення, виниклі розробки вапняку, і навіть дані бурових робіт дозволяють виділити досить потужний шар осадових порід понад 25 відсотків м, у якому переважають вапняки. Вони оголюються практично у всій водораздельной поверхні, де перебуває полігон, і служать його підставою. У розрізі вапняки переслаиваются з песчаниками і алевролитами. Нижче по розрізом залягає товща, у межах якої переважають пісковики, мелко-среднезернистые на карбонатном цементі, світло-сірі з зеленкуватим відтінком. По тріщинам розвиваються окисли і гидроокислы заліза.

Нижня частина вивченого розтину кам'яновугільних відкладень складає пачка переслаивающихся алевролитов і аргиллитов. Алевролиты зеленувато-сірі, буровато-серые (з допомогою гидроокислов заліза у місцях інтенсивної трещиноватости). з блискітками слюди по площинам нашарування. Трещиноватость алевролитов нерівномірна, крім тріщин нашарування і окремішності багато разноориентированных тріщин вивітрювання. Тріщини переважно закриті, на стінках часті відкладення гидроокислов заліза. Аргиллиты зеленувато-сірі, выветрелые, тріщини вивітрювання закриті, гидроокислы заліза є у вигляді прожилков.

Залегающие першими від поверхні породи перекриваються элювием нерівномірної потужності (від 0,2 до 2,5м). Склад элювия залежить від літології материнських порід: на вапняках, песчаниках і алевролитах залягають дресвяно-щебенистые грунти на суглинисто-супесчаном цементі, аргиллиты перекриваються глинами із включенням дресвы до 20-30%. Элювий має реліктову слоистость та поступово перетворюється на материнську породу.

Делювиальные суглинки поширені за периметром майданчики складування полігону на схилах вододілу, де зберігся природний рельєф. Місцями яр відсутня. На ділянках поширення він представлений суглинками желто-бурыми, грудкуватої структури з включеннями карбонатів як плівок і стяжений. Потужність суглинков коштує від 0,5 до 6,0 м.

Аллювиальные відкладення присвячені заплаві річки Кальміус і днищ балок. Вони представлені желтовато-серыми, темновато-бурыми запесоченными суглинками і глинами з прослоями сильно глинистих разнозернистых пісків і супесей, із включенням уламків і гальки корінних порід. Потужність до 10м.

Насипані (техногенні) грунти представлені мінеральними грунтами: делювиальными желто-бурыми суглинками і элювиальными суглинисто-щебенистыми утвореннями, перемещенными у процесі дробильних робіт, і навіть твердими побутовими відходами. Техногенні суглинки складають відвали з обох боків майданчики складування, а відходи займають її центральну частина. На південний схід від полігону споруджено дамба з дев'яти місцевих суглинков, ограждающая поверховий стік з її боку в балку і далі в р. Кальміус.

За даними гідрогеологічної рекогносцирування і розвідницького буріння на майданчику розміщення полігону грунтових вод залягають на глибині понад 15 м. Вони укладено в кам'яновугільних відкладеннях у зоні активного водообміну. У цьому зоні водоносны все кам'яновугільні породи, незалежно від літології. За характером руху води трещинного типу. Харчування водоносного горизонту здійснюється з допомогою інфільтрації атмосферних опадів, розвантаження — в балки Тринадцяту, Четвертную й у р. Кальміус. Згідно з умовами залягання обрій не захищений від хімічного і мікробного забруднення.

На що прилягає до полігону території поширені підземні води, укладені кам'яновугільних породах і плейстоценовых відкладеннях. Геологічне будову та літологія порід визначають гідрогеологічні умови території. У разі кам'яновугільні породи утворюють обрій трещинных і трещинно-пластовых вод, до котрого долині р. Кальміус, в б. Четверний й у б. Тринадцятій прилягають алювіальний і аллювиально-делювиальный водоносні горизонти. За характером руху підземних вод алювіальний і аллювиально-делювиальный горизонти поровые, води у яких рухаються по порам, а водопроникність визначається величиною активної пористости грунтів. Відсутність водонепроникних відкладень на контакті між карбоновым і плейстоценовым обріями об'єднує їх до одного комплекс підземних вод, характеризується неоднорідною водопроницаемостью у плані і за глибиною. Песчаники і вапняки карбонового горизонту мають коефіцієнт фільтрації (Кф) значно вище, ніж алевролиты і аргиллиты, а Кф плейстоценовых відкладень трохи нижче, ніж в аргиллитов.

Уровенная поверхню комплексу у більш згладженому вигляді повторює рельєф земної поверхні. У плані підземний потік - плоскорадиальный (розходиться), тобто уровенная поверхню від полігону знижується північ до б. Тринадцатая, Схід — убік долини р. Кальміус і захід до б. Четвертная. Річка і балки є природними гідродинамічними межами для полігону та прилеглій території. У межах заплави р. Кальміус й у днищах балок грунтових вод залягають на глибині до 0,5-1,0 м. Глибина залягання вод в днище б. Четвертная поступово зростає у напрямі від гирла й у районі полігону сягає 5-8 м.

Теоретично можлива зона впливу полігону на підземні води визначається напрямом руху підземного потоку, рухається до полігону з заходу, і рибопродукції обмежується елементами гідрографічної мережі території: із Заходу, північного заходу - б. Четверний, із півночі - б. Тринадцятій, зі Сходу і північного сходу - р. Кальміус.

Відходи, складируемые на полігоні, утворюють самостійний шар техногенних відкладень і є частиною геологічне середовище вулканічний досліджуваної території. Через те, що й склад дуже різноманітний, вони є хімічно неравновесные, агресивні освіти, що згодом перетерплюють зміни. Головними компонентами ТПВ є: папір - близько сорока%, харчові відходи - 29%, поліетилен - 7%, текстиль - 5%, метал - 4,5%, скло - 4%, деревина - 1%, каміння - 0,3%, інше - 9,2%. Крім цього ТПВ характеризуються такими показниками: вологість 42-45% загальної маси; щільність 0,2 т/м ; рН - 5,8-6,0; концентрація органічних речовин - 55-58% від сухий маси відходів.

Наведені середні показники ТПВ на перебіг часу змінюються у зв'язку з постійним зміною структури та речовинних параметрів відходів. У процесі їх ущільнення віджимається волога, що сприяє перебігові окисно-відновних реакцій, що супроводжуються зростанням температури. При окислюванні органічних речовин виникають різні кислоти, що б агресивність середовища всередині товщі відходів. Органічні речовини втрачають вологу, перегорають і ущільнюються. Метали окислюються, переходить до рухливий стан, выщелачиваются оточуючої агресивної рідиною (фільтратом) і далі через зону аерації мігрують в водоносні горизонти. Великі обсяги фільтрату виникають, коли відходи складуються без належного ущільнення і послойной ізоляції інертними грунтами (суглинками). Цьому сприяють також атмосферні опади, збагачені киснем, фильтрующиеся крізь товщу відходів. Вони з одного боку розбавляють фільтрат, з іншого поставляють додаткові порції вологи, збагаченої киснем, що прискорює перебіг хімічних реакцій, і, нарешті, збільшують обсяги агресивного фільтрату. Відомо також, що органіка є сприятливим середовищем різноманітних мікроорганізмів [2,3], прискорювальних процес переробки шару відходів. Комплекс хімічних і біохімічних реакцій призводить до побіжному освіті біогазу, головними компонентами якого є метан і сірководень. Період повного фізико-хімічного і біохімічного перетворення ТПВ залежить від умов експлуатації полігону і може складати 5-10 років. Після цього настає відносне динамічну рівновагу, коли процеси перетворення шару відходів немає змін, можна побачити у природних відкладеннях.

Вплив полігону на геологічне середовище ділянки виражено й у фізико-хімічному перетворення подстилающих шар відходів порід зони аерації і водовмещающих порід. Це відбувається під впливом що проникає з товщі відходів хімічно агресивного водного розчину — фільтрату. У підставі відходів залягає малопотужний шар делювиальных суглинков і элювиальных утворень. Нижче підставою полігону служать вапняки карбону - щільні тонкозернистые породи, які з органогенного і метаморфогенного кальцита з додатком глинистих мінералів, обломочного і регенерационного кварцу. Известняки створюють умови існування вод із підвищеною лужністю. Тому фільтрат, що пробирається з товщі відходів та має кислотну реакцію, вкрай агресивний до известнякам. Органічні і мінеральні кислоти, розчинені в фильтрате, входять у реакцію з карбонатными мінералами, розчиняють його з освітою вуглекислоти, її похідних, і навіть різноманітних сполук кальцію, магнію та інших. металів. Органічні сполуки у своїй можуть концентруватися в вапняках як прожилков і вкрапленности, заповнюючи тріщини й різноманітні пори.

Разом з органікою локалізуються мікроелементи, зокрема важкі метали. Нарядуу з ними розчин переходить вуглекислота, здатна утворювати досить стійкі комплексні сполуки, що зумовлюють міграцію багатьох важких металів. Через війну навколо полігону утворюється ореол заміщення первинних порід вторинними чи эпипородами. Найбільш змінені породи контролюють осередки забруднення підземних вод. Масштаби прояви даних ореолів залежить від агресивності яке надходить із боку полігону фільтрату, його кількості, характеру водовмещающих порід і гідродинамічних умов території. Досить потужна зона аерації (понад десять м) і підстильні відходи вапняки є сприятливими чинниками, які сприяють очищенню фільтрату та скорочення ореолу эпигенетических перетворень.

Однак у процесі буріння свердловин структурно-вещественные ознаки даного заміщення були чітко прописані у свердловині №6, пробуренной під аркушами дамби на південний схід від кордону полігону. У суглинках желто-бурого кольору з наближенням до водоносному обрію відзначалися поступово все частіші зміни, виявлені як прожилково-вкрапленных агрегатів чорного кольору, насичених органічним речовиною. Щільність вторинних змін поступово збільшувалася, і кордоні водоносного горизонту породи стали однорідними, мали чорну забарвлення і характерний запах біогазу. Багатство розчинених у фильтрате органічних речовин у міру просування крізь товщу порід сорбируются і глушаться поверхнею первинних мінералів порід. У цьому частина мінералів первинних порід може выщелачиваться, поступаючись місцем новоутворенням. З часом навколо полігону формується закономірно побудований ореол заміщення первинної геологічне середовище вулканічний. Сліди заміщення було встановлено значній відстані віддаленні полігону в свердловинах, розміщених у долині р. Кальміус з відривом 200-350 м від кордону майданчики складування. Вони виявлені прожилково-вкрапленными новоутвореними агрегатами темно-сірого кольору. Отже, ореол заміщення із боку полігону поширюється убік р. Калъмиус відповідно до напрямом руху підземного потоку, практично досягаючи її русла.

Позитивним чинником є те, що водовмещающих порід сприяють локалізації процесу забруднення грунтових вод, перешкоджають поширенню забруднених техногенних вод. Отфильтрованная крізь товщу порід вода очищається, а забруднені компоненти зв'язуються речовиною яка вміщає середовища, яка за цьому змінюється. У його центральних зонах ореолу заміщення породи насичуються забруднюючими компонентами. У цих ділянках настає рівновагу у системі водовмещающая порода — забруднена фільтратом вода, а процес очищення води триває в проміжних й у зовнішніх зонах ореолу заміщення, кордону яких поступово видаляються від полігону, ореол у своїй розширюється.

У зв'язку з цим навколо майданчики складування відходів формується вторинний джерело забруднення підземних вод — ореол эпигенетического заміщення, діяльність якого полягає відзначатиметься після закриття рекультивації полігону і може протривати протягом десятиліть. У цьому відновлення природних параметрів водовмещающей середовища цьому ділянці не станеться.

Через війну проведених робіт (буріння свердловин, відбір проб води з свердловин, криниць і поверхневих вододжерел) було встановлено закономірності будівлі ореолу забруднення,

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація