Роль химико-биологических факторов в формировании экологического состояния малых рек в зоне влияния горно-обогатительных комбинатов (90,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Горно-обогатительные предприятия являются источниками миграции сульфатов, тяжёлых металлов (ТМ) и других элементов, загрязняющих первичные компоненты поверхностной гидросферы – ручьи и малые реки, исследованию которых до настоящего времени уделялось недостаточно внимания. На территории Республики Башкортостан (РБ) сосредоточено несколько крупных горно-обогатительных комбинатов (ГОК) по переработке сульфидных медно-цинковых руд, сбрасывающих свои шахтные и подотвальные воды в малые водотоки, входящие в бассейны рек Урал и Обь. Незначительная водность, гидрологические и морфометрические характеристики малых рек, обусловливающие их ограниченную способность к самоочищению, нередко приводят к тому, что антропогенные факторы приобретают определяющее значение для их экологического состояния. К настоящему времени разработаны способы определения ТМ и установлено влияние различных факторов на форму их нахождения в поверхностных водотоках. Поведение серосодержащих соединений, их циклическая трансформация с образованием «сероводородных зон» исследованы для замкнутых водоёмов (моря, озёра, водохранилища) и эстуариев крупных рек. В то же время, практически не изучена роль соединений серы – участников серного цикла, в рассеянии тяжёлых металлов, их преобразовании и перераспределении между водной фазой и донными отложениями в малых реках. Сведения об образовании сероводородных зон в малых реках также отсутствуют. Вместе с тем известно, что наличие сульфидов (H2S, HS-, S2-), обладающих высокой реакционной способностью, коренным образом меняет условия миграции большинства ТМ. Неорганические сульфиды представляют большую опасность для гидробионтов, а интенсивное выделение в атмосферу сероводорода, образующегося в химических и биохимических процессах преобразования соединений серы, значительно ухудшает качество среды обитания людей. В связи с этим исследование цикла серы в малых реках и разработка способов предотвращения образования её восстановленных форм представляет собой актуальную задачу. Работа выполнена в рамках республиканской целевой программы «Экология и природные ресурсы Республики Башкортостан» на 2004-2010 г.г. Целью работы являлись разработка и обоснование системы мониторинга малых рек с целью снижения риска образования «сероводородных зон» на основании изучения особенностей функционирования серного цикла в малых реках юго-восточных районов РБ (р. Карагайлы и Буйды) с проведением лабораторных и натурных исследований процессов биохимического преобразования сульфатов и других серосодержащих соединений. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: − Оценить интенсивность потоков миграции и перераспределения между водой и донными отложениями ТМ и различных серосодержащих соединений в р. Карагайлы. По результатам расчёта интегральных показателей загрязнённости донных отложений выявить наиболее проблемные участки реки Карагайлы. 3

Стр.3

− Определить состав микробиоценоза речной экосистемы р.Карагайлы и выявить микроорганизмы, способные к биотрансформации серосодержащих соединений. − Обосновать антропогенно изменённый цикл серы для малых рек-приёмников сточных вод различных производств, в том числе по переработке медно-цинковых руд. − Разработать схему мониторинга малых рек в зоне влияния ГОК и других предприятий с учётом вероятности образования «сероводородных зон». Научная новизна. Доказана потенциальная возможность и обоснованы причины возникновения сероводородных зон на малых реках в условиях антропогенного воздействия. Установлено, что одним из факторов формирования сероводородных зон в малых реках, принимающих сточные воды предприятий горнодобывающей промышленности, является одновременное поступление органических соединений со сбросами других предприятий. Впервые для малых рек в зоне влияния ГОК предложена схема протекания физико-химических и биохимических процессов для антропогенно изменённого цикла серы. Показано возможное перераспределение и преобразование серосодержащих соединений в воде и донных отложениях р. Карагайлы. Практическая значимость. Выявлены техногенные и природные факторы, способствующие образованию проблемных участков в пределах русла малой реки. Показано, что одним из значимых факторов ухудшения качества воды р. Карагайлы и относительно незагрязнённых шахтных вод Сибайского карьера, поступающих в реку, является их контактирование с породными отвалами. Адаптирована методика и разработан порядок исследования донных отложений с целью определения органических и неорганических форм серы. С целью снижения вероятности формирования сероводородных зон на малых реках даны рекомендации по очистке русла от донных отложений для устранения одного из основных факторов – анаэробных зон, а также по недопущению одновременного сброса сточных вод, загрязнённых ТМ и сульфатами, и вод, обогащённых органическими соединениями. Предложена система мониторинга, обеспечивающая возможность прогнозирования образования сероводородного загрязнения и планирования эффективных экологических мероприятий по минимизации негативных последствий. Результаты работы могут быть использованы при организации природоохранных мероприятий в зоне влияния горно-обогатительных комбинатов Республики Башкортостан и Российской Федерации. Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на международных, российских и региональных научных конференциях и семинарах. Материалы диссертации были доложены на II Всероссийской конференции по аналитической химии «Аналитика России - 2007» (Краснодар, 2007); Межрегиональной научно-практической конференции «Чистая вода Башкортостана - 2008» (Уфа, 2008); II Международном Форуме «Аналитика и Аналитики» (Воронеж, 2008); XXI Международной научно-технической конференции «Химические реактивы, реагенты и процессы малотоннажной химии» Реактив4

Стр.4