Обоснование применения осадка сточных вод в качестве рекультиванта, при восстановлении территорий, нарушенных карьерными разработками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 06.01.02, кандидат наук Земсков, Владимир Николаевич

• Земсков, Владимир Николаевич
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Земсков, Владимир Николаевич

Содержание

Введение

1. Основные принципы рекультивации отработанных карьерных разработок

1.1. Основные положения и определения

1.2. Характеристика негативных воздействий карьерной разработки на окружающую природную среду

1.3. Геологические проблемы разработки полезных ископаемых

1.4. Этапы рекультивации нарушенных земель

1.5. Характеристика работ, выполняемых при рекультивации отработанных карьеров

2. Правовые аспекты регулирования процесса рекультивации отработанных карьерных разработок

3. Очистка городских сточных вод

3.1. Технология очистки городских сточных вод

3.2. Способы утилизации ОСВ

3.3. Депонирование ОСВ на примере рекультивации Люблинских полей фильтрации

3.4. Организация работ по рекультивации карьерной выработки

3.4.1 Схема рекультивации объекта

3.4.2 Санитарно-защитная зона и системы мониторинга

3.4.3 Основные этапы и процесса рекультивации

4. Лабораторное исследование физико-механических свойств ОСВ и различных смесей на его основе

4.1. Обоснование использование ОСВ в качестве рекультиванта

4.2. Определение основных физико-механических свойств образцов

грунта

4.2.1 Определение максимальной степени уплотнения, плотности и

2

несущей способности различных смесей грунтов на основе ОСВ

4.2.2 Определение зависимости коэффициента фильтрации различных

по составу смесей на основе ОСВ от степени уплотнения

4.2.3 Исследование процесса набухания ОСВ, используемого в качестве основного рекультивационного слоя, при различной степени уплотнения

4.2.4 Исследование биохимического газообразования в грунтах на основе

ОСВ при различной концентрации фосфогипса

5. Натурные исследования рекультивации карьерных разработок с помощью ОСВ, а также различных смесей на его основе

5.1 Описание объекта рекультивации

5.2 Проведение натурных исследований

Заключение

Список литературы

Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование применения осадка сточных вод в качестве рекультиванта, при восстановлении территорий, нарушенных карьерными разработками»

Введение

Актуальность работы.

Активное развитие строительства за прошедшее столетие и в наше время стало причиной образования огромного количества выработанных карьеров по добыче нерудных полезных ископаемых. Так в настоящее время на территории Московской области располагается более 2000 заброшенных выработанных бесхозных карьеров и более 150 действующих [1], большинство из которых образовалось в результате разработки месторождений различных ископаемых, а именно строительного песка, щебня, гравия, торфа и многих других материалов.

Как правило, карьеры имеют глубины от 10 до 30 м при площадях отдельных выемок более 100 га. Кроме того, значительное количество карьеров и копаней было разработано несанкционировано. Многие подобные объекты расположены в водоохранных зонах и на особо охраняемых природных территориях. Общая площадь земель, нарушенная карьерными разработками, превышает 38 000 га.

При разработке полезных ископаемых открытым способом можно выделить два вида нарушений: ландшафтные и экологические. Под ландшафтными нарушениями понимается нарушение земной поверхности. Под экологическими - падение биологической продуктивности и резкое снижением качества окружающей среды, что оказывает угнетающее действие на флору, фауну и здоровье человека.

Так, при добыче полезных ископаемых открытым способом, формируется техногенный пересеченный рельеф, состоящий из высоких насыпей и глубоких впадин. При изменении отметок местности образуются положительные формы техногенного рельефа (искусственные возвышенности) и отрицательные формы (овраги, балки, лощины, котлованы и др.). Разность отметок может достигать до 100 м. Усиление контрастности среды существенно влияет на повышение активизации обмена веществом и

энергией как внутри нового ландшафта, так и между ним и смежными природными комплексами. По этой же причине происходит интенсификация процессов овраго- и оползнеообразования.

Производство открытых разработок полезных ископаемых приводит к снижению уровня грунтовых вод. Неблагоприятные гидрогеологические условия в ареале отработанных карьеров вызывают снижение урожайности сельскохозяйственных культур, уменьшение прироста древесины.

Гидрологические изменения условий района добычи полезных ископаемых определяются масштабом работ, их горнотехническими особенностями, положением грунтовых вод и др.

Еще одним существенным негативным воздействием на окружающую среду является образование стихийных неорганизованных свалок твердых бытовых и промышленных отходов в выработанном пространстве карьеров, сопровождающееся изменением качества атмосферного воздуха, грунтовых вод и почв в ареале горной выработки.

Частичный возврат территории во внутрихозяйственное использование и приведение карьера в технически безопасное состояние достигаются за счет проведения технической рекультивации. Однако техническая рекультивация не решает всех экологических проблем, возникающих после завершения разработки полезных ископаемых. В мировой практике существует несколько пострекультивационных направлений освоения отработанных карьеров: сельско-, лесо-, и водохозяйственное использование, эксплуатация внутрикарьерных площадок для промышленного, гражданского, рекреационного строительства. Несмотря на то, что концептуально и технически вышеуказанные направления разработаны, в России имеются лишь единичные примеры подобного использования карьерных разработок, в то время как остро стоит необходимость рекультивации деградированных земель.

С другой стороны, функциональной потребностью различных сфер производства и коммунального хозяйства на современном этапе развития общества является размещение в природной среде неутилизируемых отходов.

Очевидно, что использование ненарушенных земельных территорий для строительства полигонов не целесообразно с экологической точки зрения. Поэтому, размещение отходов в выработанном пространстве карьеров является альтернативным направлением рекультивации горных выработок. Одновременно решаются две важнейшие задачи - восстановление ландшафта и безопасное размещение отходов. Поскольку, объем карьерных выработок велик, коммунальные и промышленные отходы выступают единственным потенциально значимым материальным ресурсом для их рекультивации с последующим лесохозяйственным, рекреационным и сельскохозяйственным использованием.

Следует отметить, что отходы несут в себе существенную потенциальную экологическую опасность. В связи с этим, использование отходов в качестве рекультивационных материалов требует выполнения особых условий их размещения в окружающей среде. Это и обеспечение высокой степени инженерной защиты геологической среды от проникновения загрязняющих веществ, использование технологий предварительной подготовки перед размещением, применение современных методов складирования.

Проблема размещения отходов - это проблема всех больших городов. Европейские страны, являясь обществом потребления уже давно, проблему уничтожения и переработки отходов решают на комплексной основе. В России фактически единственным способом уничтожения отходов в основном остается «захоронение на полигонах», или попросту на свалках.

В Российской Федерации за год образуется порядка 2 млн. тонн осадков сточных вод (ОСВ) по сухому веществу (при исходной влажности 98% их масса составляет порядка 100 млн. тонн). Только по официальным

данным, например, в Московской области накоплено более 120 млн. тонн неутилизированных ОСВ, ежегодно эта цифра увеличивается на 14...20 млн. тонн, суммарная площадь иловых полей превысила 700 га [2,3].

Осадки городских очистных сооружений коммунальных стоков представляют собой органические (до 80%) и минеральные (около 20%) примеси, выделенные из воды в результате механической, биологической и физико-химической очистки. В состав ОСВ входят вещества, обладающие общетоксическими, токсикогенетическими, эмбриотоксическими, канцерогенными и другими негативными свойствами. В ОСВ могут содержаться тяжелые металлы Cr, Cd, Hg, Cu, Pb, Со, Zn, Mo, патогенные организмы (бактерии, простейшие, гельминты, вирусы), избыточное количество нитратов, токсические вещества, пестициды, полихлорированные бифенилы, алифатические соединения, эфиры, моно- и полициклические ароматические вещества, фенолы, нитрозамины. Хранящиеся на иловых картах и отвалах осадки очистных сооружений, как правило, относятся ко второму классу (высоко опасные) или третьему классу (опасные) отходов. Выделяемые ОСВ вредные газы могут превышать предельно допустимые концентрации в несколько раз, а также иметь резкий неприятный запах.

Основная масса осадков складируется на иловых площадках и отвалах, создавая технологические проблемы в процессе очистки стоков. В 99% случаев иловые карты расположены рядом с очистными сооружениями, имеющими сброс в водные объекты. На большинстве очистных сооружений за последние 10... 15 лет очистка иловых карт не осуществлялась. Многие карты к настоящему времени переполнены, что вызывает огромную проблему размещения вновь образующихся осадков и переполнение уже существующих площадок.

Условия их хранения, как правило, приводят к загрязнению поверхностных и подземных вод, почв, растительности. Поступая в подземные и грунтовые воды, водная вытяжка из ОСВ придает им цветность,

привкусы, что негативно отражается на качестве природных вод. Эта проблема с каждым годом обостряется и требует безотлагательного решения.

С одной стороны, функциональной потребностью различных сфер производства и коммунального хозяйства является размещение в природной среде неутилизируемой части отходов, с другой - рекультивации нарушенных земель карьерами.

Цель работы - обоснование применения осадка сточных вод, а также различных смесей на его основе, в качестве рекультиванта при восстановлении нарушенных территорий карьерными разработками.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Теоретические исследования обоснования применения осадка сточных вод (ОСВ) и различных смесей на его основе, в качестве рекультиванта, при восстановлении территорий, нарушенных в результате карьерных разработок.

2. Лабораторные исследования изменения физико-механических свойств осадка сточных вод (ОСВ) и его смесей с различными грунтовыми материалами, а также отходами химического производства, отнесенных к V классу опасности.

3. Полевые исследования рекультивации нарушенных земель с использованием ОСВ.

4. Разработка рекомендаций по восстановлению нарушенных земельных территорий карьерными разработками с помощью ОСВ и вовлечение их в повторное использование.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что на основании выполненных исследований получены следующие новые сведения:

1. При внесении песчаных грунтов в ОСВ происходит повышение плотности образующихся смесей, их несущей способности и повышение водопроницаемости. Диапазон вносимых доз песка, при которых с наибольшей интенсивностью проявляются перечисленные свойства - от 0 до 50%.

2. При внесении суглинистых грунтов в ОСВ, происходит повышение плотности образующихся смесей, их несущей способности и снижение водопроницаемости. Диапазон вносимых доз суглинка, при которых с наибольшей интенсивностью проявляются перечисленные свойства - от 50 до 100%.

3. При внесении фосфогипса в ОСВ, происходит снижение плотности образующихся смесей, повышение их несущей способности и повышение водопроницаемости. Диапазон вносимых доз фосфогипса, при которых с наибольшей интенсивностью проявляются перечисленные свойства - от 50 до 100%.

Практическая значимость диссертационной работы определяется возможностью использования её результатов в качестве практической основы для решения сразу несколько важных эколого-социальных проблем, а именно:

- возврата нарушенных карьерными разработками земель для их оптимального хозяйственного использования;

- ликвидация иловых площадок для хранения ОСВ и высвобождение огромных территорий;

- снижение антропогенной нагрузки на окружающую среду;

- решение вопроса размещения и утилизации грунта, образованного в результате строительства.

Обоснованность и достоверность результатов, полученных в работе, подтверждается данными натурных наблюдений и сопоставленным анализом результатом лабораторных экспериментов и натурных исследований в природно-технической системе.

Обоснованность и достоверность результатов, представленных в работе, подтверждается:

- достоверностью исходной информации для анализа, определяемой использованием выборки большого объема собственных данных натурных и лабораторных исследований;

использованием апробированных и общепринятых методик измерений и статистических методов для обработки полученных результатов.

На защиту выносятся следующие положения:

- обоснование применения осадка сточных вод (ОСВ) и различных смесей на его основе, в качестве рекультиванта, при восстановлении территорий, нарушенных в результате карьерных разработок.

Апробация работы.

Исследования по теме проводились в период с 2009 по 2013 г.г. Основные положения и результаты исследований диссертационной работы были доложены на 3-й Международной научной конференции молодых ученых и специалистов «Новые инновационные технологии и экологическая безопасность в мелиорации», проводимой в рамках 12-й Российской агропромышленной выставки «Золотая осень-2010» (Москва, 2010), на Международной научно-практическая конференции «Проблемы развития мелиорации и водного хозяйства и пути их решения» (Москва, 2011), Международной научно-практической конференции «Роль мелиорации и водного хозяйства в инновационном развитии АПК» (Москва, 2012), Международной научно-практической конференции «Проблемы комплексного обустройства техноприродных систем» (Москва, 2013), Международной научно-практической конференции «Мелиорация и проблемы восстановления сельского хозяйства России» (Москва, 2013).

Публикация.

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 4 печатных изданиях, в том числе 3 работы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа изложена на 116 страницах текста и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка использованных литературных источников, состоящего из 61 наименований, содержит 37 рисунков, 10 таблиц и приложения.

ГЛАВА I.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ

КАРЬЕРНЫХ РАЗРАБОТОК 1.1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Комплекс работ по рекультивации нарушенных территорий проводится согласно требованиям Постановления Правительства Российской Федерации 23.02.94 №140 «О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы» и «Основных положений о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы», утвержденных Приказом Минприроды России и Госкомзема от 22 декабря 1995 г. № 525/67. Проведении работ, связанных с нарушением почвенного покрова и рекультивацией земель, соблюдение установленных экологических и других стандартов, правил и норм при этом являются обязательными.

Рекультивация нарушенных земель - это комплекс работ направленный на восстановление продуктивности, хозяйственной ценности и улучшений условий окружающей среды для сельскохозяйственных, лесохозяйственных, строительных, рекреационных, природоохранных и санитарно-оздоровительных целей.

Рекультивации подлежат земли, нарушенные при проведении [4]:

• строительных;

• мелиоративных;

• лесозаготовительных;

• геолого-разведочных;

• эксплуатационных;

• проектно-изыскательских и иных работ, связанных с нарушением почвенного покрова.

Рекультивация земель включает в себя:

• осуществление проектно-изыскательных работ: почвенных и других полевых исследований, лабораторных анализов, картографирования;

• работы по снятию, транспортировке, селективной выемке, складированию, плодородного слоя почвы;

• планировку (выравнивание) поверхности, выполаживание, террасирование откосов, отвалов и бортов карьеров;

• нанесение на рекультивируемые земли потенциально плодородных пород и плодородного слоя;

• ликвидацию послепосадочных явлений;

• очистку рекультивируемой территории от производственных отходов;

• внесение химического мелиоранта, органических и минеральных удобрений, бактериального препарата;

• предпосевную подготовку почвы, посев семян фитомелиоративных растений;

• другие работы, предусмотренные проектом рекультивации, в зависимости от характера нарушения земель и дальнейшего использования рекультивированных участков.

Рекультивацию земель выполняют в два этапа: технический и биологический [5,6].

Технический этап предусматривает планировку, формирование откосов, снятие и нанесение плодородного слоя почвы, устройство гидротехнических и мелиоративных сооружений, захоронение токсичных вскрышных пород, а также проведение других работ, создающих необходимые условия для дальнейшего использования рекультивированных земель.

Биологический этап включает комплекс агротехнических и фитомелиоративных мероприятий, направленных на улучшение агрофизических, агрохимических, биохимических и других свойств почв.

1.2 ХАРАКТЕРИСТИКА НЕГАТИВНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ КАРЬЕРНОЙ РАЗРАБОТКИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ

Постоянно растущие потребности в строительных материалах вызывают необходимость интенсивного развития горной промышленности. Наблюдается отторжение значительных территорий для разработки полезных ископаемых открытым способом. На сегодняшний день общая площадь нарушенных земель на земном шаре составляет порядка 20 млн. км [7]. Причинами деградации являются как сама добыча полезных ископаемых, так и застройка, размещение отходов производства и потребления в окружающей природной среде. На горные выработки приходится более 80% от общего количества нарушенных земель. При этом разработка открытым способом вызывает существенные изменения структуры природных ландшафтов за счет увеличения или уменьшения абсолютных отметок поверхности земли. Наблюдаются изменения компонентов окружающей природной среды в результате прямого или косвенного влияния деятельности горнорудных предприятий. Прямое влияние на качество окружающей природной среды проявляется при:

- изъятии значительных территорий сельских и лесных земель для проведения горных работ;

- загрязнении территории проведения горных работ отходами горнообогатительных производств;

- нарушении гидрологического режима местности и, как следствие, уменьшение биологической продуктивности земель.

Как показывает практика, один гектар нарушенной разработками территории ориентировочно оказывает вредное влияние на гектар прилегающей территории. Это объясняется наличием земель, занятых отвалами пустой породы, хвостохранилищами, промышленными площадками, транспортными коммуникациями и др. Подсчитано, что в карьере площадью до 8 га и глубиной менее 10 м на 1 т добываемого сырья

13

приходится до 1,5 т вскрышных пород [8]. В таблице 1 представлены данные, характеризующие площадь земельного отвода по карьерам стран бывшего СНГ [9,10].

Таблица 1. Характеристика земельных отводов для разработки полезных ископаемых открытым способом на территории Российской Федерации

Экономические районы Площадь земельного отвода, тыс. га

Общая Под карьеры Под отвалы

Северо-западный район РФ 15,8 6,1 8,7

Центральный район РФ 29,6 11 18,6

Урал 16,8 7,2 9,6

Сибирь 15,8 6,0 9,8

Выделяют четыре вида нарушенных территорий:

- внутренние отвалы при бестранспортной системе разработки;

- внутренние отвалы при транспортной системе разработки;

- внутренние отвалы и карьеры, располагающиеся выше уровня земной поверхности;

- глубокие карьеры.

При разработке полезных ископаемых открытым способом можно выделить два вида нарушений: ландшафтные и экологические. Под ландшафтными нарушениями понимают нарушения земной поверхности. Под экологическими - изменение условий жизнеобитания на землях отвода и прилегающих к ним территорий с падением их биологической продуктивности и резким снижением качества окружающей среды, что оказывает угнетающее действие на флору, фауну и здоровье человека.

Так, при добыче полезных ископаемых открытым способом, формируется техногенный пересеченный рельеф, состоящий из высоких

насыпей и глубоких впадин. При изменении отметок местности образуются положительные формы техногенного рельефа (искусственные возвышенности) и отрицательные формы (овраги, балки, лощины, котлованы и др.). Разность отметок может достигать до 100 - 200 м. Усиление контрастности среды существенно влияет на повышение активизации обмена веществом и энергией как внутри нового ландшафта, так и между ним и смежными природными комплексами. По этой же причине происходит интенсификация овраго- и оползнеообразования. Кроме этого, нарушение значительных территорий земель зачастую происходит в результате неполного извлечения сырья.

При отсутствии рекультивационных работ по восстановлению нарушенных земель, наблюдаются изменения микрорельефа. При неоднородности уклонов поверхности выработки на ее территории происходит микроклиматическая дифференциация. Интенсивность солнечного излучения при уклоне не менее 6° уменьшается более чем на половину. Вогнутые части карьера нагреваются в дневные часы на 4-6 °С больше, чем выпуклые и получают разное количество влаги, что приводит к неоднородности температурного выветривания и постепенному обрушению склонов [11].

Кроме этого, наличие выемок отработанных карьеров вызывает экологические нарушения. Выработанное пространство карьера оказывает негативное воздействие на атмосферу, литосферу и гидросферу.

Наиболее негативно горная выработка открытого типа сказывается на состоянии гидросферы. Это относится не только к водным пространствам в непосредственной близости от карьерной выемки, но и удаленным на расстояния до нескольких десятков километров. К причинам подобного отрицательного воздействия относятся:

- перераспределение гидростатического и гидродинамического давления подземных вод, их дренаж из верхних горизонтов в нижние;

- усиление поступления в открытую горную выработку вод из открытых водоемов и водостоков;

- фильтрация вод атмосферных осадков вследствие нарушения поверхности.

Следует отметить, что гидрогеологическая обстановка может изменяться даже при отсутствии специальных осушительных мероприятий (откачки подземных вод), предусматривающихся при разработке сырья. Причиной этому является естественный дренажный эффект выработки. Основными факторами, вызывающими изменения гидрогеологических условий в ареале заброшенного карьера, является обнажение массивов горных пород, вскрытие водоносных горизонтов, предварительное осушение месторождения, карьерный водоотлив, искусственное изменение поверхностного стока, сброс карьерных и технических вод. Это вызывает изменения условий питания, движения и разгрузки подземных вод, ведет к широкому взаимодействию водопонижающих систем с водозаборами подземных вод, наблюдается нарушение режима малых рек. Изменения условий питания подземных вод приводит к формированию глубоких и достаточно больших по площади депрессионных воронок и изменению качества грунтовых вод. Так же, наблюдается деформация поверхности земли под действием процессов суффозии, а зачастую, из-за выщелачивания легкорастворимых пород.

Изменение качества подземных вод также происходит из-за дополнительного подтока минерализованных вод снизу или со стороны.

Производство открытых горных работ приводит к снижению уровня грунтовых вод. Как правило, понижение их уровня в ареале заброшенной карьерной выработки влияет на зону почвогрунтов. Это происходит при их неглубоком залегании. Неблагоприятные гидрогеологические условия в ареале отработанных карьеров вызывают снижение урожайности сельскохозяйственных культур, уменьшение прироста древесины, высыхание и гибель насаждений. Гидрологические изменения условий района добычи

полезных ископаемых определяются масштабом работ, их горнотехническими особенностями, положением грунтовых вод и др. Обезвоживание земель, зачастую, приводит к снижению их продуктивности или к полному ее уничтожению в связи с эрозионными процессами, развитием суффозии и проседанием поверхности.

В различных районах влияние горных разработок на гидрогеологические условия прилегающих территорий различное. Это влияние определяется особенностями литологического разреза и тектоники района, обводненности, условий питания и разгрузки водоносных горизонтов, интенсивности проведения работ по добычи ископаемых, способов осушения выработок и др.

Большинство воздействий на атмосферу со стороны открытой карьерной выработки происходит на стадии разработки (проведение взрывных работ, экскавации и перемещения транспортных потоков). Однако и после завершения работ без осуществления соответствующих рекультивационных работ в его ареале будут иметь место такие явления, как сдувание пыли и возникновение застойных аэродинамических зон.

В ареале расположения отработанного карьера из-за выветривания пород откосов и основания в радиусе 2 км наблюдается превышение санитарных норм по запыленности. Одним из мощных источников пылевыделений на карьере являются пылящие поверхности откосов и уступов, сухие пляжи хвостохранилищ. При ветреной сухой погоде пыль с этих поверхностей поднимается в воздух и разносится на значительные расстояния от карьера.

Исследования проблемы запыленности прикарьерной территории показывают, что запыленность воздуха на расстоянии 500 м от

л

хвостохранилища составляет 1,5 - 3,3 кг/м при скорости ветра 4-6 м/с и 11,7 - 32,4 кг/мЗ при скорости ветра 6-8 м/с. С 1 га сухой поверхности хвостохранилищ может уноситься до 2-5 т в сутки мелкодисперсной пыли

[12]. Повышенная запыленность атмосферного воздуха в ареале выработки оказывает существенное влияние на флору района. Так, в районе расположения отработанных карьеров открытой разработки известкового месторождений наблюдается деградация хвойных пород деревьев. Результаты исследования более 500 сосен и елей показали, что основной причиной деградации является превышение концентрации в атмосферном воздухе известковой пыли. В качестве явного признака деградации определенно выраженное апикальное опущение веток хвойных деревьев.

Еще одним существенным негативным воздействием на окружающую среду, как говорилось ранее, является образование стихийных неорганизованных свалок твердых бытовых и промышленных отходов в выработанном пространстве карьеров, сопровождающихся изменением качества атмосферного воздуха, грунтовых вод и почв в ареале горной выработки.

1.3 ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ КАРЬЕРОВ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

Процессы в литосфере. Массированное наступление горнодобывающей промышленности на недра Земли вызывает проявление широкого спектра процессов на поверхности и внутри литосферы. Часть их возникает как прямой результат действия механизмов, взрывов, растворяющих веществ и микроорганизмов, с помощью которых осуществляется добыча. Поведение пород, слагающих уступы, борта и отвалы на карьерах зависит от географических, геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических и горнотехнических условий. Как правило, на участке расположения отработанного карьера наблюдаются ландшафтные изменения, нарушается геоморфология, меняются гидрологический и гидрогеологический режимы, происходит загрязнение

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Земсков, Владимир Николаевич, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Журнал "Промышленное и гражданское строительство" №9, 2007

2. Концепция проекта областной целевой программы «Обращение с отходами

производства и потребления в Московской области на 2006-2015 годы».

3. Ольга Вишнякова. Что делать с илами? //Природно-ресурсные ведомости. -02/06/2003. http://gazeta.proroda.ru/

4. Государственный стандарт ГОСТ 17.5.3.04-83 (CT СЭВ 5302-85) «Охрана природы. Земли. Общие требования к рекультивации земель»

5. Постановление Правительства РФ 23.02.94 №140 «О рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы»

6. Приказ Минприроды России и Госкомзема от 22 декабря 1995 г. № 525/67 «Основные положения о рекультивации земель, снятии, сохранении и рациональном использовании плодородного слоя почвы»

7. Влияние добычи полезных ископаемых на экологию. [Электронный ресурс] -http://www.protown.ru

8. Горное дело. [Электронный ресурс] - http://www.miningexpo.ru

9. Влияние добычи полезных ископаемых на экологию. [Электронный pecypc]-http://www.protown.ru

10. Карьер. [Электронный ресурс] - http://wiki.web.ru

11. Петров K.M. Геоэкология. Основы природопользования. СПб, Изд-во Санкт- Петербург, ун-та, 1994, 216 с.

12. Умнов А.Е. «Охрана природы и недр в горной промышленности» - М.: Недра, 1987.

13. Единые правила безопасности при разработке месторождений полезных ископаемых открытым способом. М., Недра, 1994.

14. К.Н. Трубецкой, М.Г. Потапов, К.Е. Виницкий, Открытые горные работы / Справочник,- М: Горное бюро, 1994., 590 с.

15. Сметанин В.И. Рекультивация и обустройство нарушенных земель. - М.: Колос, 2003.-96 с.

16. Коваленко B.C. Рекультивация нарушенных земель на карьерах/

Коваленко B.C., Штейнцайг P.M., Голик ТВ.// МГГУ-М., 2008. - 65 с.

111

17. Голик В.И. Влияние деятельности геологоразведочной и горнодобывающей промышленности на окружающую среду/ Комащенко В.И., Голик В.И, Дребенштедт К.К.// КДУ, М.: 2010. - 352 с.

18. Сметанин В.И. Защита окружающей среды от отходов производства и потребления / Сметанин В.И.// КолосС», М.: 2003, 232 е.: ил.

19. Сметанин В.И. Рекультивация нарушенных земель /Голованов А.И., Зимин Ф.М., Сметанин В.И. //«КолосС», М.: 2009, 325 е.: ил

20. Пособие по проектированию полигонов по обезвреживанию и захоронению токсичных промышленных отходов (к СНиП 2.01.28-85), М.: Стройиздат, 1990

21. Сметанин В.И. Учебное пособие по курсовому проектированию: проект полигона захоронения твердых бытовых отходов/ В.И.Сметанин, И.А.Соломин, О.А.Соломина: МГУП - М., 2006. - 68 с.

22. Касьянов А.Е. Гидротехнические мелиорации лесных земель. - М.: МГУП, 2000 - 83 с.

23. Общероссийская сеть распространения правовой информации КонсультантПлюс [Электронный ресурс] - www.consultant.ru

24. Методические рекомендации по осуществлению идентификации опасных производственных объектов, утверждены приказом Ростехнадзора №703 от 19.10.2007

25. Принципиальная схема очистки сточных вод [Электронный ресурс] -http://www.mosvodokanal.ru

26. Беляева С.Д., Гюнтер Л.И. Решение проблемы обработки и размещения осадков сточных вод для повышения экологической надежности работы очистных сооружений. Сборник докладов. 4-й Международный конгресс по управлению отходами ВЭЙСТЭК. Москва. 31 мая - 3 июня 2005 г., с.379-38

27. Благовещенская 3. К., Грачева Н. К., Могиндович Л. С., Гришина Т.А.

Утилизация осадка городских сточных вод // Химизация сельского хозяйства.

- 1989. -№ Ю.-С. 73-76.

28. Цинман P.E., Шпильфогель П.В., Вишнев В.Г., Семенова Т.А. Утилизация осадков сточных вод // Тез. докл. научн. конф. "Процессы нефтепереработки и нефтехимии", ч. И. -М., 1989. - 164 с.

29. Богатырев С.М. Экологическая оценка эффективности использования осадка сточных вод в качестве удобрения в условиях Курской области -1999. http://www.refstar.rU/data/r/print.file/id.23243 1 .html

30. Евилевич А.З., Евилевич М.А. Утилизация осадков сточных вод. - Д.: Стройиздат, 1988. - 248 с.

31. Вайсфельд Б.А., Кремер А.И. О направлениях обработки и утилизации отходов, образующихся на городских очистных сооружениях. Сборник докладов. 4-й Международный конгресс по управлению отходами ВЭЙСТЭК. Москва. 31 мая - 3 июня 2005 г., с.347-348

32. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов, утверждена Министерством строительства РФ 02.11.96, согласована письмом Государственного комитета санитарно-эпидемиологического контроля Российской Федерации от 10 июня 1996 г. N 01-8/17-11

33. СП 2.1.7.1038-01: Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов

34. ТСН 30-308-2002 Московской области. Проектирование, строительство и рекультивации твердых бытовых отходов в Московской области. Приняты и введены в действие распоряжением Министерства строительного комплекса Московской области от 16.10.2000 г. № 132.

35. Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 54535-2011 «Ресурсосбережение. Осадки сточных вод. Требования при размещении и использовании на полигонах», М.: Стандартинформ, 2012

36. Межгосударственного стандарта ГОСТ 22733-2002 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности»

37. СНиП 3.06.03-85 «Автомобильные дороги», Утверждены постановлением Госстроя СССР от 20 августа 1985 г. № 133

38. Межгосударственный стандарт ГОСТ 25100-95 (2002) «Грунты.

Классификация». Принят Межгосударственной научно-технической

113

комиссией по стандартизации и техническому нормированию в строительстве (МНТКС) 19 апреля 1995 г.

39.Фосфогипс: хранение и направление использования как крупнотоннажного вторичного сырья. Материалы Второй Международной научно-практической конференции 18 мая 2010 г./Сост. -В.И.Суходолова. - М.,2010.-192 с.

40. Миронов В.Е. Лесобиологическая рекультивация полигонов складирования фосфогипса./ А.А.Мартынюк, В.Н.Кураев, Л.Л.Коженков, В.Е.Миронов - М.:ВНИИЛМ, 2006.-120с.

41. Технические условия ТУ 5744-144-05015182-2010 «Фосфогипс для строительства автомобильных дорог», ведены 26.07.2010

42. Технические условия ТУ 113-08-418-94 «Фосфогипс для сельского хозяйства», введены 24.10.2005

43. Государственный стандарт ГОСТ 25584-90 «Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации». Введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР от 04.04.90 N 32

44. Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М., Стройиздат, 1979.

45. Журнал «Реконструкция городов и геотехническое строительство» №8,

2004

46. Строительные нормы и правила СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений». Утверждены постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 5 декабря 1983 г. № 311

47. Трофимов В.Т. Грунтоведение / Е.М.Сергеев, Г.А.Голодковская, Р.С.Зиангиров, В.И.Осипов, В.Т.Трофимов: МГУ-М., 2005. - 1024с.

48. Государственный стандарт ГОСТ 24143-80 «Грунты. Методы лабораторного определения характеристик набухания и усадки». Введен Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 22 апреля 1980 г. № 55

49. Технологические основы промышленной переработки отходов мегаполиса: учеб. пособие / А.В.Гриценко, Н.П.Горох, И.В.Коринько и др. — X.: ХЛАДУ, 2005. — 340 с.

50. Горбатюк О.В., Лифшиц А.Б., Минько О.И. Утилизация биогаза полигонов твердых отходов. Проблемы больших городов // Обзорная инф. МГЦНТИ.-М.: 1988.- 18 с.

51. Биогазовые установки. Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», №7, 2010. [Электронный ресурс] http://esco.co.ua

52. Добыча и утилизация свалочного газа (СГ) - самостоятельная отрасль мировой индустрии. Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», №5, 2010. [Электронный ресурс] http://esco.co.ua

53. Технологический регламент получения биогаза с полигонов твердых бытовых отходов. Разработан Академией коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова,М: 1989 г.

54. «Методика расчета количественных характеристик выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от полигонов твердых бытовых и промышленных отходов», разработанной Научно-производственным предприятием «Экопром» Академии коммунального хозяйства им. К.Д.Памфилова, М: 2004 г.

55. Фильтр-поглотитель ФП-100К. Электронный каталог ЗАО «Хим-комплектзащита» [Электронный ресурс] - http://www.hkz.ru

56. Метан из мусорной свалки: что это? Электронный журнал энергосервисной компании «Экологические системы», №12, 2010. [Электронный ресурс] - http://esco.co.ua

57. Мариненко Е.Е. Основы получения и использования биотоплива для решения вопросов энергосбережения и охраны окружающей среды в жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве: Учебное пособие. -Волгоград: ВолгГАСА, 2003. - 100 с.

58. Low-cost power from sewage sludge formulation // Zement-Kalk-Gips int. -1999. - 52. -№ 11. - A10

59. Klarschlammverbrennung bei echst angelaufen // Chem.-Ing.-Techn. - 1995. -67,-№4.-S. 364-365

60. Wirling J., Lang H.-J. Abgasreinigung bei der Klarschlamm-Mitverbrennung in einen Industriekraftwerk // Korrespond. Abwasser. - 1999. - 46. - № 1. - S. 77-82.

61. Stentiford Ed. Sludge composting - trends and opportunities // Water and Waste treat. - 1995.-38.-№ 11.-P. 44, 47.

Физико-механические свойства смеси грунта на основе обезвоженного

осадка сточных вод и песка

состав образца грунта: ОСВ -100%, масса образца грунта Сз=1,493 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ЛЬ„ см 0 3,9 2,2 1,0 0,7 0,1 0,1 0,1

Общая осадка образца грунта, ДЬ.общ, см 0 3,9 6,1 7,1 7,8 7,9 8,0 8,1

Плотность образца грунта, Рп,,,т/м3 0,975 1,219 1,42 1,534 1,626 1,64 1,654 1,669

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0022 0,0121 0,0186 0,0242 0,0309 0,0371 0,0416 0,0421

состав образца грунта: ОСБ - 90%, песок -10%; масса образца грунта С3=1,519 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, АЬ„ см 0 3,7 1,9 1,1 0,8 0,3 0,1 0,1

Общая осадка образца грунта, ЛЬ,общ, см 0 3,7 5,6 6,7 7,5 7,8 7,9 8,0

Плотность образца грунта, ргр,, т/м3 0,992 1,225 1,392 1,512 1,613 1,654 1,668 1,683

Несущая способность образца грунта, РГр, МПа 0,0023 0,0128 0,0202 0,0284 0,0416 0,0485 0,0515 0,0522

состав образца грунта: ОСВ - 70%, песок - 30%; масса образца грунта Сз=1,559 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 3,5 1,9 0,9 1,1 0,3 0,1 0,1

Общая осадка образца грунта, ДЬ.общ, см 0 3,5 5,4 6,3 7,4 7,7 7,8 7,9

Плотность образца грунта, Ргр 1, т/м3 1,018 1,24 1,407 1,503 1,64 1,682 1,696 1,711

Несущая способность образца грунта, РГР, МПа 0,0028 0,0264 0,0452 0,054 0,0698 0,0819 0,0874 0,0891

состав образца грунта: ОСВ - 60%, песок - 40%; масса образца грунта Сз=1,578 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 4,0 1,5 0,8 1,1 0,3 0,2 0

Общая осадка образца грунта, АЬ.общ, см 0 4,0 5,5 6,3 7,4 7,7 7,9 7,9

Плотность образца грунта, РгР1,т/м3 1,031 1,296 1,433 1,521 1,657 1,706 1,726 1,729

Несущая способность образца грунта, РГр, МПа 0,0036 0,0342 0,0519 0,0644 0,0973 0,1368 0,1522 0,1609

состав образца грунта: ОСЕ - 50%, песок - 50%; масса образца грунта С3=1,598 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ЛЬ,, см 0 4,3 1,0 1,0 1,0 0,4 0,1 0

Общая осадка образца грунта, ЛИ,общ, см 0 4,3 5,3 6,3 7,3 7,7 7,8 7,8

Плотность образца грунта,ргр,, т/м3 1,044 1,339 1,434 1,542 1,669 1,725 1,74 1,74

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0041 0,0396 0,0617 0,0784 0,1109 0,1436 0,1897 0,1916

состав образца грунта: ОСВ - 40%, песок - 60%; масса образца грунта С3=1,619 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 4,1 1,0 0,7 0,8 0,3 0,1 0

Общая осадка образца грунта, ДЬ.общ, см 0 4,1 5,1 5,8 6,6 6,9 7,0 7,0

Плотность образца грунта,ргр,, т/м3 1,051 1,347 1,471 1,541 1,659 1,706 1,721 1,724

Несущая способность образца грунта, РГР, МПа 0,0042 0,0421 0,0736 0,098 0,1386 0,1663 0,1927 0,1958

состав образца грунта: песок- 00%, масса образца грунта Сз=1,734кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 3,5 1,3 0,4 0,3 0,2 0,1 0

Общая осадка образца грунта, ДИ.общ, см 0 3,5 4,8 5,2 5,7 5,9 6,0 6,0

Плотность образца грунта, Ргр,, т/м3 1,13 1,38 1,5 1,54 1,6 1,62 1,64 1,64

Несущая способность образца грунта, РГр, МПа 0,0013 0,0259 0,0961 0,1477 0,1854 0,1968 0,2034 0,2041

Физико-механические свойства смеси грунта на основе обезвоженного

осадка сточных вод и суглинка

состав образца грунта: ОСВ - 90%, суглинок - 10 %, масса образца грунта С3=1,545 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 3,6 1,5 1,2 1,4 0,2 0,1 0

Общая осадка образца грунта, ДЬ.общ, см 0 3,6 5,1 6,3 7,7 7,9 8,0 8,0

Плотность образца грунта, р^,, т/м3 1,009 1,238 1,367 1,491 1,668 1,697 1,712 1,712

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0022 0,0107 0,0178 0,0262 0,0327 0,0372 0,0438 0,0441

состав образца грунта: ОСВ - 70%, суглинок-30%, масса образца грунта Сз=1,541 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 3,1 1,8 1,1 1,2 0,4 0,1 0

Общая осадка образца грунта, ДЬ.общ, см 0 3,1 5,3 6,4 7,6 8,0 8,1 8,1

Плотность образца грунта, Ргр 1, т/м3 1,006 1,196 1,382 1,498 1,649 1,706 1,721 1,721

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0023 0,0137 0,0217 0,0343 0,0433 0,0486 0,0489 0,049

состав образца грунта: ОСВ - 50% , суглинок-50%, масса образца грунта Оз=1,554 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 2,4 2,1 1,3 1,3 0,8 0,3 0,1

Общая осадка образца грунта, ДЬ.общ, см 0 2,4 4,5 5,8 7,1 7,9 8,2 8,3

Плотность образца грунта, ргр,, т/м3 1,015 1,157 1,319 1,444 1,595 1,705 1,751 1,766

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0023 0,0212 0,0588 0,0814 0,1052 0,1186 0,1198 0,1201

состав образца грунта: ОСВ - 40% , суглинок-60%, масса образца грунта Оз=1,559 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 2,1 2,1 1,5 1,2 0,2 0,2 0

Общая осадка образца грунта, ДЬ,общ, см 0 2,1 4,2 5,7 6,9 7,1 7,3 7,3

Плотность образца грунта,ргр,, т/м3 1,012 1,145 1,302 1,434 1,574 1,604 1,622 1,63

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0024 0,0285 0,0664 0,0942 0,1696 0,2113 0,2332 0,2384

состав образца грунта: ОСВ - 30% , суглинок-70%, масса образца грунта Оз=1,567 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЬ„ см 0 1,8 2,2 1,5 1,1 0,2 0,2 0

Общая осадка образца грунта, ДЬЮБЩ, см 0 1,8 4,0 5,5 6,6 6,8 7,0 7,0

Плотность образца грунта,ргр,, т/м3 1,009 1,132 1,289 1,423 1,548 1,568 1,597 1,604

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0024 0,0352 0,0947 0,1483 0,2544 0,3076 0,3389 0,3411

состав образца грунта: суглинок-100%, масса образца грунта С3= 1,646 кг

Показатели Серия ударов

1 2 3 4 5 6 7 8

количество ударов в серии 0 1 2 2 5 5 5 5

Осадка образца грунта, ДЙ„ см 0 2,5 1,2 0,6 0,9 0,4 0,1 0,1

Общая осадка образца грунта, ДЬ,общ, см 0 2,5 3,7 4,3 5,2 5,6 5,7 5,8

Плотность образца грунта,ргр,, т/м3 1,07 1,23 1,31 1,38 1,47 1,51 1,52 1,53

Несущая способность образца грунта, Ргр, МПа 0,0074 0,1008 0,2481 0,3712 0,4938 0,6153 0,7276 0,7433