Техногенные изменения геологической среды и их контроль в условиях эксплуатации крупного предприятия химической промышленности: На примере А. О. "Минудобрения" г. Россошь Воронежской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Зинюков, Юрий Михайлович

• Зинюков, Юрий Михайлович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зинюков, Юрий Михайлович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4-7 Глава 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ МОНИТОРИНГА ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1. 1. Организация мониторинга природной среды 8-10

1. 2. Организация мониторинга геологической среды 10 -

1. 3. Организация системных исследований 14 -

1. 4. Системный подход в геологии 16 -

Глава 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ УСЛОВИЙ ИССЛЕДУЕМОЙ ТЕРРИТОРИИ

2. 1. Физико-географический очерк 20 -

2. 2. Геологическое строение района 23 -

2. 3. Гидрогеологические условия 30 -

2. 4. Естественные условия защищенности подземных вод 36 -

2. 5. Типизация техногенных условий территории 38 -

2. 6. Техногенные условия площадки Россошанского 41 -

химического комбината

Глава 3. ТЕХНОГЕННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЛУАТАЦИИ РОССОШАНСКОГО ХИМКОМБИНАТА

3. 1 Методика наблюдений 52 -

3. 2. Изменение гидрогеодинамической обстановки 58 -

3. 3. Режим подземных вод и его изменение под влиянием 66 - 74 техногенных факторов

3. 4. Устойчивость оснований и сооружений 75 -

3. 5. Изменения гидрогеохимический условий 84 -

3. 6. Гидрохимическая характеристика территории 98 -

3. 7. Характеристика засоленности грунтов 104 -

3. 8. Характеристика химсостава атмосферных осадков 109 -

3. 9. Стационарные наблюдения и динамика изменения 112 -

химического состава подземных вод

3. 10. Изотопно-геохимическая характеристика 129 -

подземных вод

Глава 4. ФОРМИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

4. 1. Источники вещества 141 ~

4. 2. Факторы формирования химического состава 145 -

4. 3. Процессы формирования химического состава 148 -

4. 4. Характеристика основных загрязняющих компонентов 159 -

Глава 5. ПРОГНОЗНЫЕ ОЦЕНКИ ТЕХНОГЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

5. 1. Математическое моделирование процесса 167 - 170 формирования гидрокупола и прогноз изменения уровней грунтовых вод

5. 2. Прогнозирование техногенного загрязнения 170 -

подземных вод на основе статистических моделей

5. 3. Прогноз нитратного загрязнения подземных вод 185 -

Глава 6. ОПТИМИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ПРИРОДНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

'РОССОШАНСКИЙ ХИМКОМБИНАТ - ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ СРЕДА"

6. 1. Структурно-иерархическая модель ПТС 200 - 207 "Россошанский химкомбинат ~ геологическая среда"

6. 2. Обоснование мониторинга ПТС 207 -

"Россошанский химкомбинат - геологическая среда"

6. 3. Рекомендации по управляющим воздействиям 214 -

ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

219 - 226 227 -

У

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Техногенные изменения геологической среды и их контроль в условиях эксплуатации крупного предприятия химической промышленности: На примере А. О. "Минудобрения" г. Россошь Воронежской области»

ВВЕДЕНИЕ

В последние десятилетия потребности общества в минеральных удобрениях и других химических продуктах, увеличивающих рост сельскохозяйственной продукции, привели к созданию ряда новых предприятий по производству минеральных удобрений. К числу таких предприятий относится и Россошанский химический комбинат (АО"Ми-нудобрения"г. Россошь), введенный в эксплуатацию в 1976 году. Расширение сети химических комбинатов привело к значительному росту техногенной нагрузки на природную среду. В связи с чем, весьма остро встали проблемы, связанные с охраной окружающей среды и геологической среды, в частности. Актуальными становятся вопросы применения новых комплексных методов разрешения проблемных ситуаций, связанных с ростом техногенной нагрузки на геологическую среду.

Решение данных проблем наиболее перспективно в рамках изучения взаимодействующих природных и техногенных объектов в качестве единой природно-технической системы (ПТС). Такой подход позволяет учитывать интересы и производства, и общества (с точки зрения защиты окружающей среды).

Поскольку функционирование крупного промышленного предприятия ориентировано на длительный срок (несколько десятилетий), то и наблюдения за его взаимодействием с геологической средой также должны проводиться в течении всего срока эксплуатации. Продолжительные комплекные наблюдения могут успешно проводиться в рамках мониторинга природно-технических систем.

Данная работа посвящена оценке техногенных изменений геологической среды под влиянием эксплуатации Россошанского химкомбината (АО "Нинудобрения"), - их интенсивности, характеру, направленности, а также обоснованию мониторинга такой природно-технической системы как "Россошанский химкомбинат - геологическая среда" и ее важнейшему компоненту - подземным водам.

При этом основными задачами являлись:

- анализ материалов по организации мониторинга и системным исследованиям;

- анализ геолого-гидрогеологических условий исследуемой территории ;

- анализ техногенных условий территории;

- проведение наблюдений и оценка результатов наблюдений за состоянием геологической среды и техногенных объектов в ПТС "Россошанский химкомбинат - геологическая среда";

- прогнозирование изменений гидрогеологических условий в результате дальнейшей эксплуатации комбината;

- проведение системного анализа изучаемых объектов и совершенствование методики системных исследований ПТС типа "химкомбинаты по производству минеральных удобрений - геологическая среда";

- совершенствование методики организации мониторинга ПТС локального уровня на основе структурных моделей ПТС;

- разработка первичных управленческих мероприятий;

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ включала:

1. Сбор, систематизацию и анализ фактического материала для оценки состояния геологической среды территории на период строительства комбината;

2. Оценку техногенных условий территории;

3. Проведение комплекса геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических, геохимических и гидрогеохимических исследований.

4. Оценку техногенных изменений геологической среды в условиях эксплуатации Россошанского химкомбината;

5. Анализ процессов формирования химсостава подземных вод;

6. Проведение режимных наблюдений за состоянием геологической среды;

7. Прогнозирование изменений гидрогеологических условий в связи с дальнейшей эксплуатацией Россошанского химкомбината;

8. Анализ материалов по системным исследованиям и их адаптация при обосновании мониторинга ПТС "Россошанский химкомбинат геологическая среда".

Основой данной диссертации послужил авторский многолетний опыт комплексных геоэкологических исследований района АО "Мину-добрения" г. Россошь. Работы проводились в рамках большой научно-исследовательской темы: "Литомониторинг на промплощадке Россошанского химического комбината", выполнявшейся с июля 1986 года и включавшей в себя комплекс геологических, гидрогеологических, инженерно-геологических, геохимических, гидрогеохимических и геоде-

зических наблюдений за состоянием природных (преимущественно геологических) и техногенных объектов.

Первые главы диссертации посвящены характеристике природных и техногенных условий территории исследований; анализу результатов наблюдений и оценки техногенных изменений геологической среды (преимущественно - подземных вод) в процессе эксплуатации комбината. В четвертой главе приводится характеристика условий формирования химического состава подземных вод исследуемого участка. В пятой главе дан прогноз изменения гидрогеологических условий (подтопление площадки и дальнейшее загрязнение подземных вод).

В заключительной части работы раскрываются особенности изучения природно-технических систем локального уровня на примере АО "Минудобрения" г. Россошь, характеризуется методика построения структурно-иерархических моделей П.ТС и оптимизация на их основе мониторинга геологической среды. Практический опыт, анализ литературных материалов и научные исследования автора позволили совершенствовать методику системного подхода к изучению взаимодействия предприятий химической промышленности (производство минеральных удобрений) с геологической средой; на примере данного объекта адаптировать данную методику. Такой подход позволяет полнее и глубже изучить данную ПТС, более обосновано подойти к выбору объектов и методов исследования, рационализировать организацию работ, с соответствующим снижением затрат труда и финансовых расходов на контроль и ликвидацию негативных последствий эксплуатации химического комбината. В целях уменьшения негативных изменений в изучаемой ПТС, автором рекомендуется ряд практических технических мероприятий управленческого характера.

Научная новизна работы заключается в выявлении качественно новых геохимических типов подземных вод техногенного генезиса как продукта многолетнего влияния эксплуатации химкомбината и связанной с ним изменением гидродинамической обстановки; в выявлении направленности и особенностей генетической трансформации химического состава подземных в результате интенсивного техногенного воздействия; в адаптации методики структурной идентификации процесса массопереноса при составлении прогноза нитратного загрязнения подземных вод района химического комбината; в разработке методики построения ПТС локального уровня "химические комбинаты геологическая среда", результатом которой явилось создание структурно-иерархической модели взаимодействующих природных и техногенных объектов, которая рассматривается как основа организации

эффективной сети наблюдений за подземными водами в рамках единой ПТС; в совершенствовании на ее основе методов организации и ведения мониторинга ПТС.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования методики организации и ведения мониторинга ПТС "химические комбинаты (производство минеральных удобрений) - геологическая среда" на основе структурно-иерархических моделей данных ПТС, позволяющих более обосновано подходить к выбору объектов и методов исследования, к организации режимной сети наблюдений, к составлению прогнозных моделей и выработке управляющих воздействий, полнее и глубже рассматривать исследуемые объекты. Опыт проведенных исследований дает информацию о техногенных изменениях геологической среды в процессе эксплуатации крупных .объектов химической промышленности, их характере, интенсивности и направленности; характеризует пути решения указанных проблем.

Основные положения работы неоднократно докладывались на ежегодных научных конференциях геологического факультета Воронежского госуниверситета (1990-1998гг. ) Автор выступал с докладами на: всесоюзной научной конференции "Техногенные факторы и проблемы прогноза сейсмического эффекта", Ташкент, 1990 г. ; семинаре "Мониторинг геологической среды Украинской СССР. Теоретические и методические аспекты", Киев, 1990 г. ; семинаре "Экологическая экспертиза энергоблока Мб НВ АЭС", Обнинск, 1990 г. ; всесоюзном семинаре "Применение ЭВМ при гидрогеохимическом моделировании", Ленинград, 1991 г. ; II Областной научно-технической конференции "Вопросы региональной экологии", Тамбов,1995 г. ; постоянно действующем семинаре кафедры гидрогеологии СПбГИ; кафедре гидрогеологии СПбГу.

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Зинюков, Юрий Михайлович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результатом научных исследований автора диссертации стала оценка техногенных изменений геологической среды в долине реки Черная Калитва (нижнее течение) в процессе эксплуатации Россошанского химического комбината, выявление характера и направленности этих изменений, а также разработка рекомендаций по оптимизации мониторинга изучаемой природно-технической системы "комбинат-геологическая среда".

Автором предлагается методика построения ПТС уровня "химические комбинаты (производство минудобрений) - геологическая среда", завершающаяся созданием структурно-иерархической модели ПТС, адаптированная на Россошанском химкомбинате АО "Минудобрения" и позволяющая более обосновано подходить к выбору объектов и методов исследования, к организации и проведению мониторинга природ-но-технических систем на основе системного анализа взаимодействующих объектов. Данный подход позволил оптимизировать размещение пунктов наблюдательной сети, которая предстает ни только как техническое и методическое средство получения информации, но и - как форма представления и раскрытия изучаемой ПТС; провести корректи-. ровку сети в процессе проведения мониторинга.

В общем плане данная методика основывается на следующих положениях:

1. Изучение взаимодействующих природных и техногенных объектов необходимо проводить на основе системного анализа, рассматривая данные объекты как единую ПРИРОДНО - ТЕХНИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ (ПТС);

2. Исследование системы необходимо начинать'с конструирования абстрактной (теоретической) системно-структурной модели ПТС "предприятие - геологическая среда" в соответствии с поставленными ЦЕЛЯМИ. При этом выявляются элементы системы (в соответствии с выбранными КРИТЕРИЯМИ) и их функции, обусловленные свойствами элементов и целью создания данной системы, их взаимоотношения и взаимосвязи, определяющие структуру данной системы.

3. Автором предложены критерии, по которым в ПТС вовлекаются природные объекты. Выбор критериев вовлечения природных объектов является задачей исследовательской и определяется их функциями в системе и их взаимоотношениями с техническими объектами. Выбранные критерии могут быть использованы для ПТС "предприятия - природная среда". .

Иерархическое строение системы позволяет выделить элементы различного уровня: от элементов первого порядка (техническая и природная подсистемы) до элементов предельного (самого низкого) порядка ("пробы", "точки наблюдения", "осадочные марки" и т.д. ) и -их взаимоотношения в системе.

Автором предложен критериальный способ выявления структуры ПТС, когда каждому уровню элементов системы соответствует свой критерий (признак) по которому объекты занимают строго определенное место в данной системе. В рассматриваемой нами ПТС выделяется семь иерархических уровней организации ее элементов. Предельность объема изучения устанавливается исследователем. Для различных ПТС и целей их исследования число уровней организации может меняться как в сторону сокращения, так и в сторону увеличения. Предложенные критерии позволяют "видеть" всю организацию системы, отвечающую уровню исследовательских задач.

Для предотвращения угрозы нереализации целей создания ПТС необходимо перманентное прогнозирование негативных изменений в состоянии изучаемой системы и управление ее элементами. Контроль состояния природно-технических систем необходимо проводить в рамках мониторинга единой ПТС. Применение системного анализа при изучении взаимодействия природных объектов и объектов химической промышленности, представление их в качестве единой природно-тех-нической системы и организация мониторинга таких систем имеют свои особенности, связанные со спецификой техногенного объекта, со спецификой и уровнем изучения данной ПТС, с основными целями ее существования (конструирования).

Результатом практических исследований стало выявление направленности техногенных изменений в районах функционирования предприятий химической промышленности; выявление особенностей формирования очагов химического загрязнения подземных вод, связанных как с наличием мощных источников устойчивого загрязнения, так и с изменением гидродинамики подземных вод; выявление новых, техногенных гидрогеохимических типов; выявление интенсивных изменений гидродинамических условий, связанных с наложением техногенного фактора на уровенный режим подземных вод и ведущим, в конечном итоге, к подтоплению промышленных площадок, активизируя процесс техногенного загрязнения водных объектов.

Рассматриваемая природно-техническая система "химкомбинат геологическая среда" оценивается как НАРУШЕННАЯ (вышедшая из геоэкологического равновесия), причем степень ее выхода является достаточно высокой. Многие показатели состояния важнейшего компонента системы - подземных вод, значительно превышают допустимые пределы. Вернуть систему в равновесное состояние без радикальных УПРАВЛЕНЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ не представляется возможным.

Результаты практических исследований и теоретических обобщений могут быть сведены к следующим выводам:

1. Продолжительная эксплуатация комбината служит мощным источником загрязнения геологической среды.

2. Гидрогеологическая обстановка в районе промплощадки является крайне неудовлетворительной из-за значительного подъема уровня подземных вод и их интенсивного химического загрязнения.

3. Подъем УГВ привел к формированию гидрокупола площадью 7 кв. км и подтоплению юго-восточной части территории промплощадки комбината. Уровенный режим подземных вод характеризуется как тех-ногенно-нарушенный.

4. Подъем УГВ представляет опасность для устойчивости дамб шламонакопителей, так как становится возможным выклинивание деп-рессионной кривой в низовом откосе с выносом песка и последующим разрушением тела дамбы.

5. Полученные гидрогеохимические материалы свидетельствуют о чрезвычайно напряженной обстановке, сложившейся на исследуемой территории. В результате длительной техногенной нагрузки на геологическую среду возникли три очага загрязнения подземных вод; район промплощадки, участок прудов-накопителей и район х. Пинчук -западная часть с. Евстратовка.

6. Гидрогеохимическая аномалия в районе промплощадки занимает площадь около 10 кв. км и характеризуется высокой степенью загрязнения подземных вод четвертично-мелового водоносного комплекса. Концентрации азота аммонийного и нитратов в десятки и сотни раз превышают ПДК (ГОСТ 2874-82). Попадание загрязняющих компонентов ускоряется благодаря низкой категории защищенности подземных вод. В пределах влияния комбината распространены - Н03ЬШ4Иа, .Н03МН4, ШЗСаЫа, ШЗСаЫН4Иа, М03£1Н4Са«а, С1МН4, С1ШЭЗНН4Яа, 304КаСа, 304Н03С1НаСаНН4 гидрогеохимические типы.

7. В результате утечки сточных вод из прудов-накопителей возникла реальная угроза попадания загрязнения в воды ряда питьевых водозаборов, расположенных ниже по потоку и эксплуатирующих верхнемеловой водоносный горизонт.

8. Поверхностные воды территории в зоне влияния предприятия также испытывают значительную техногенную нагрузку. Отрицательное воздействие дренажных вод и интенсивно загрязненных болотных, может привести к необратимым процессам загрязнения, при полном угнетении способности самоочищения и заморным явлениям.

9. Свой вклад в создание и рост гидрогеохимической аномалии вносит городская канализационная система г. Россошь, сточные воды которой еще до строительства комбината привели к повышению УГВ на 1. 5-2. Ом.

10. Загрязнение поверхности земли (зоны аэрации) ионами ННч+,N03-,Иа+ за счет поступления из отходов производства может привести к возрастанию минерализации грунтовых вод в процессе выщелачивания грунтов зоны аэрации.

11. Существующая в настоящее время сеть гидронаблюдательных скважин оценивается как неудовлетворительная. Она не охватывает всю территорию техногенного воздействия производства, некоторые скважины находятся в неудовлетворительном техническом состоянии.

Как показали исследования, создание крупного химического производства в таких природных условиях резко изменило в худшую сторону ранее существовавшее относительное равновесие между окружающей средой и хозяйственной деятельностью человека. Для улучшения экологической обстановки необходимо резко снизить уровень существующих техногенных нагрузок от комбината, помня о том, что сам комбинат - система открытая, и поэтому при самых жесточайших требованиях и прогрессивной технологии производства, всегда будет существовать определенный уровень техногенного загрязнения окружающей среды. Даже полная остановка предприятия не снимет проблемы, так как любой (в том числе и бездействующий) комплекс - это инородное тело для биосферы.

Проблемы, которые должен решать комбинат: а) улучшение технологического цикла с целью снижения техногенных нагрузок на геологическую среду, б) жесткая технологическая дисциплина с той же целью, в) локализация гидрокупола техногенных вод, г) сокращение источников и видов загрязнения геологической среды, д) систематический контроль за состоянием окружающей среды, е) систематический контроль за состоянием инженерных сооружений.

Проблемы,которые могут быть решены с помощью специалистов-геологов: а) обоснование условий создания и точек размещения дополнительной режимной сети наблюдений за состоянием геологической среды, б) выполнение постоянных циклов литомониторинга (контроль за стоянием геологической среды, анализ состояния, прогноз изменения состояния, рекомендации по управляющим воздействиям), в) контроль за инженерными сооружениями, г) разработка математических моделей по загрязнению природной среды, д) участие в экологической оценке работ по строительству новых цехов, реконструкции старых, изменению технологических циклов и т. д.

Анализируя опыт практической и теоретической работы, автором предлагаются рекомендации по организации и проведению мониторинга ПТС локального уровня. Данные рекомендации основываются на следующих положениях:

I. а) Основой организации мониторинга ПТС типа " химкомбинат -геологическая среда" служит структурно-иерархическая модель ПТС; б) Элементами ПТС будут являться природные и технические объекты. Техногенные объекты вовлекаются в данную систему согласно техническому проекту полностью, либо частично (в зависимости от целей исследования). Природные объекты вовлекаются в систему согласно предложенным КРИТЕРИЯМ ВОВЛЕЧЕНИЯ; в) Для выявления структуры ПТС (организации системы) предло-гается критериальный способ раскрытия структуры при декомпозиции системы на составляющие ее элементы; г) Предельным элементом ПТС для природных объектов будет являться " проба воды"( "образец грунта" ). Местоположение наблюдательных пунктов (мест отбора проб) определяется характером наблюдательной сети. В связи с чем выбор пространственно-временной системы контроля (сети наблюдений) является вторым важнейшим этапом в организации и проведении мониторинга.

II. Наблюдательная сеть конструируется исходя из первоначального варианта структуры изучаемой ПТС, в соответствие с существующими методическими рекомендациями. Наблюдательная сеть подлежит непрерывной корректировке на стадии оценки состояния геологической среды, на стадии подготовки информации для прогнозирования изменений состояния геологической среды, на стадии получения прогноза (по его результатам). При этом сохраняются базовые наблюдательные пункты для возможности корреляции параметров в разных временных рядах наблюдений для создания различных прогнозных моделей. Наблюдательная сеть, помимо перманентного получения информации о состоянии объекта, должна обеспечивать при составлении прогнозов корректное задание параметров в пределах области моделирования. Таким образом, наблюдательная сеть рассматривается в качестве источника информации как о настоящем состоянии исследуемого объекта, так и о возможных его состояниях в будущем.

Учитывая, что комбинаты по производству минеральных удобрений связаны с интенсивным технологическим водооборотом, особое внимание необходимо обращать на изменение гидродинамических условий в районе промплощадок и внеплощадочных очистных сооружений. В связи с концентрацией больших объемов воды на ограниченной площади и обязательными утечками какой-либо их части, в пределах площадок предприятий вероятны формирования куполов подземных вод за счет прогрессирующего питания техногенными водами. Прогрессирующий подъем УГВ может привести к изменению структуры потока. Поток, как правило, становится радиально-плановым, обретая форму гидрокупола. Если организация мониторинга осуществляется на действующем предприятии, то необходимо составлять эпигнозные карты гидро-изогипс и гидроизобат по данным полученным на период проектирования техногенного объекта. Наличие данных карт позволит оценить направленность и интенсивность изменений гидродинамических условий.

Учитывая химический характер производства, вероятно ожидать поступления загрязняющих компонентов в подземные воды. Необходимо проводить инвентаризацию техногенных объектов разного уровня, способных служить источниками загрязнения подземных вод. Площадное распространение загрязнений, как правило, фиксируется куполовидным поднятием подземных вод. Гидрокупола становятся концентраторами загрязненных вод. Для оценки изменений гидрогеохимических условий также необходимо составлять эпигнозные гидрогеохимические карты. Загрязнение подземных вод в пределах предприятий может носить весьма интенсивный характер. На предприятиях, прозводящих азотные удобрения главными загрязняющими компонентами являются различные формы азотных соединений ( НН4,И03,Н02 ), сульфаты, хлориды, натрий и кальций. Величина минерализации и концентрации загрязняющих соединений могут достигать аномально высоких значений, что может вести к трансформации химического состава подземных вод и формированию новых, чисто техногенных гидрогеохимических типов. В связи с чем уже на начальных стадиях исследования необходимо устанавливать направленность метаморфизма подземных вод, учитывая то, что трансформация химического состава может происходить и при небольших значениях минерализации <0,4-0,6 г/л).

В зависимости от литологии водовмещающих пород при куполовидной структуре потока вероятно ожидать нисходящую (вертикальную) миграцию загрязняющих компонентов и загрязнение нижележащих водоносных горизонтов. В связи с чем, необходимо оборудовать наблюдательные скважины на разные глубины, позволяющие контролировать проникновение загрязнений по глубине.

Особое внимание следует обратить на участки расположения цехов, производящих промежуточные продукты ( МОЗ,ННЗ ) и непосредственно сами удобрения, контролируя условия складирования продукции и соблюдение технологической дисциплины. Особенному контролю должны подвергаться гидротехнические сооружения (режим эксплуатации, наличие утечек).

Своевременный контроль за подъемом УГВ и загрязнением подземных позволит предупредить негативные изменения природных условий и ликвидировать неблагоприятные явления (подтопление, загрязнение, нарушение устойчивости грунтовых оснований, разрушение инженерных сооружений) на ранних стадиях их развития. Для оценки характера уровенного режима подземных вод территории предприятий и степени влияния на него техногенного фактора необходимо проводить статистическую обработку результатов режимных наблюдений за УГВ. Для оценки роли техногенного фактора в формировании и изменении химического состава подземных вод, а также для дифференцирования источников загрязнений (промышленного и сельскохозяйственного) со сходным набором загрязняющих компонентов рекомендуется проведение изотопного анализа. Особенно информативными являются изотопы серы и азота. Изучение изотопного состава позволит оценивать генезис подземных вод исследуемой территории. Для выявления роли компонентов, зависимостей в их содержаниях и общей направленности гидрогеохимических изменений рекомендуется использование статисти ческих моделей ( факторный и кластерный анализ ).

Поскольку мониторинг на крупных промышленных объектах должен осуществляться непрерывно, в течении всего времени существования объекта, основные усилия на последующих стадиях работ должны сосредоточиться на режимных наблюдениях, прогнозе и управлении, направленном на частичное или полное устранение негативных изменений.

Методы использованные в данной работе и предлагаемые к дальнейшему применению оцениваются автором как весьма актуальные, ориентированные ' на контроль и предотвращение кризисных ситуаций. Дальнейшее направление научных исследований автора связывается с созданием постояннодействующих математических моделей ПТС локального уровня, вносящих основной вклад в техногенные изменения природной среды.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зинюков, Юрий Михайлович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Афанасьев В. Г. О системном подходе в социальном познании //Вопросы философии. 1973. N6. С. 20-24.

2. Афанасьев В. Г. Общество: системность,познание и управление. -М. :

1981. - 180 с.

3. Беккер A.A. ,Агаев Т. Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. - Л. : Гидрометеоиздат, 1989. - 286 с'.

4. Белоусов А. Ф.' Системный анализ в науках о Земле //Геология и геофизика. 1979. N9. С. 3-12.

5. Блауберг И. В. , Юдин Э. Г. Становление и сущность системного подхода. -М. : 1973. - 180 с.

6. Бондарик Г. К. Общая теория инженерной (физической) геологии. -

- М. : Недра, 1981. - 256 с.

7. Бондарик Г. К. Социально-экологические проблемы и инженерная геология //Геоэкология. 1993. N4. С. 27-31.

8. Бондарик Г. К. , Ярг Л. А. Природно-технические системы и их мониторинг //Инженерная геология. 1990. N5. С. 3-9.

9. Бочевер Ф. М. , Лапшин Н. Н. , Орадовская А. Е. Защита подземных вод от загрязнения. - М. : Недра, 1979. - 221 с.

10. Введение в экологическую химию: Учеб. пособие для вузов /Ю, И. Ску-рлатов,Г. Г. Дука,А. Мизити. -М. : Высш. шк. ,1994. - 400 с.

11. Вернадский В. И. История минералов земной коры//Избр. соч. -М. : Изд-во АН СССР. т. 4. -536 с.

12. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. ГОСТ 2874-82..

13. Воронов А. Н. ,1Дварц А. А. Новые экологические аспекты оценки качества пресных подземных вод//Геоэкология. 1995. N2. С. 75-79.

14. Всесторонний анализ окружающей природной среды. Л. : Гидрометеоиздат, 1975. - 326 с.

15. Вартанян Г. С. ,Грязнов Т. А. ,Пересунько Д. А. и др. Литомониторинг-

- важный элемент охраны природной среды //Сов. геология. 1987. N11. С. 118-131.

16. Геологические тела: Терминологический справочник. И. : Недра, 1986. -

- 334 с.

17. Гамбурцев А. Г. Концепция мониторинга природно-технических систем //Геоэкология. N4. С. 12-19.

18. Геоэкологические подходы к проектированию природно-технических геосистем. М. : ИГ АН, 1985. - 235 с. '

19. Гавич И. К. Гидрогеодинамика: Учеб. для вузов. - М. : Недра, 1988. -- 349 с.

20. Гольдберг В. М. , Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. - М. : Недра, 1984. - 286 с.

21. Гриненко В. А. , Гриненко Л. Н. Геохимия изотопов серы. - М. : Наука, 1974. - 221 с.

22. Дэвис Дж. Статистика и анализ геологических данных. - М. : Мир, 1977. - 221 с.

23. Дмитриевский А. Н. Особенности использования системного подхода в геологии^ //Системней подход в геологии. М. : Наука, 1989. С. 3-6.

24. Дементьев Л. Ф. Выделение систем в геологическом пространстве // Системный подход в геологии. - М. : Наука, 1989. С. 26-33.

25. Епишин В. К. , Трофимов В. Т. Геологическая среда и инженерные сооружения - сложная природно-техническая система //Теорет. основы инж. геологии. Социально-экономические аспекты. М. : Недра, 1985. С. 32-45.

26. Зеегофер Ю. 0. Дютюнова Ф. И. Техногенные подсистемы гидролитосферы. Проблемы управления. М. : Наука, 1990. - 128 с.

27. Забродин В. КЗ. Системный анализ дизъюнктивов. -М. : Наука, 1981. -199 с.

28. Иванов В. В. Экологическая геохимия элементов: Справочник: в 6. кн. / Под ред. Э. К. Буренкова. - М. : Недра, 1994. - Кн. 2: Главные р - элементы. - 303 с.

29. Ивахненко А. Г. Индуктивный метод самоорганизации моделей сложных систем. - Киев: Наук, думка, 1982. - 221 с.

30. Иерархия геологических тел. Хабаровск: Кн. изд-во, 1978. - 679 с.

31. Исследования по общей теории систем / Сб. пер. под ред. В. Н. Садовского^. Г. Юдина. М. : Прогресс, 1969. - 520 с.

32. йзраэль Ю. А. Глобальная система наблюдений. Прогноз и оценка изменений состояния окружающей природной среды. Основы мониторинга //Метеорология и гидрология .1974. N7. С. 3-8.

33. Израэль Ю. А. Концепция мониторинга состояния биосферы //Мониторинг состояния окружающей природной среды. Труды I советско-английского симпозиума. Л. : Гидрометеоиздат, 1977. С. 10-25.

34. Израэль Ш. А. Глобальная система мониторинга. Прогноз и оценка изменений окружающей среды: Основы мониторинга //Метеорология и гидрология. 1979. N7. С. 54-67. .

35. Израэль Ю. А. Экология и контроль состояния природной среды. М. : Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

36. Кирюхин В. А. , Короткое А. И. , Павлов А. Н. Общая гидрогеология: Учеб. для вузов. - Л. : Недра, 1989. - 253 с.

37. Кирюхин В. А. ,Коротков А. И. ,Шварцев С. Л. Гидрогеохимия: Учеб. для вузов. -М. : Недра, 1993. - 384 с.

38. Коротков А. И. Гидрогеохимический анализ при региональных геологических и гидрогеологических исследованиях. - Л. : Недра, 1983.

- 231 с.

39. Кофф Г. Л. ,Зеегофер Ю. 0. , Котлов В. Ф. Режимные инженерно-геологические наблюдения в городах как средство контроляи прогноза изменения геологической среды //Методы типизации и картирования геологической среды городских агломераций для решения задач планирования инженерно-хозяйственной деятельности. М. : Наука, 1981. С. 85-88.

40. Кофф Г. Л. К обоснованию региональных систем литомониторинга //

/

Режимные инженерно-геологические и гидрогеологические наблюдения в городах. М. : Наука, 1983. С. 6-11.

41. Концепция государственного мониторинга подземных вод Российской Федерации. -М. : Комитет по геологии и минеральным ресурсам. 1992.

42. Круть И. В. Введение в общую теорию Земли. -М. : Мысль, 1978. -367 с.

43. Косыгин Ю. А. ,Соловьев В. А. Статические,динамические и ретроспективные системы в геологических исследованиях //Изв. АН СССР. Сер. геол. 1969. N6. С. 9-17.

44. Капустина Н. И. ,0ше А. И. , Шарапов И. П. Тонкость системного анализа и парадокс средней //Системный подход в геологии. - М. : Наука, 1989. С. 34-39.

45. Коротков А. И. , Павлов А. Н. Гидрохимический метод в геологии и гидрогеологии. -Л. : Недра, 1972. -184 с.

48. Махортов С. Д. , Стародубцев В. С. Структурное моделирование природных процессов по экспериментальным данным/Воронеж, ун-т.-Воронеж, 1988. - 27 с. - Деп. в ВИНИТИ от 28. 12. 88. №095-В88.

47. Мироненко В. А. 0 концепции государственного гидрогеоэкологического мониторинга России //Геоэкология. 1993. N1. С. 19-30.

48. Мироненко В. А. , Мольский Е. В. , Румынии В. Г. Изучение загрязнения подземных вод в,горнодобывающих районах. - Л.: Недра, 1988. - 279 с.

49. Методы гидрогеохимического моделирования и прогнозирования в гидрогеологии. -М. : Недра, 1988. - 254 с.

50. Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения /Под ред. И. К. Гавич. -М. : Недра, 1985. - 320 с.

51. Методические рекомендации по организации и ведению мониторинга подземных вод (изучение режима химического состава подземных вод). -М. : ВСЕГИНГЕО, 1985,- 76 с.

52

53

54

55

56

57

58

59.

60,

61.

62,

63.

64,

65,

66,

67.

68.

69.

70.

гза

Месарович М. Основания общей теории систем //Общая теория систем. - М. : Мир, 1966. С. 15-48.

Месарович М. , Мако Д. ,Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. -М. : Мир, 1973.- 344 . с.

Методические рекомендации по проведению наблюдений за режимом подземных вод по ведомственной сети скважин. - Днепропетровск: НМР, 1986. - 46 с.

Методические рекомендации по гидрогеологическим исследованиям и прогнозам для контроля за охраной подземных вод. Сост. В. М. Го-льдберг. - М. : ВСЕГИНГЕО, 1980. - 46 с.

Методические рекомендации по оценке и прогнозу многолетнего режима уровня первых от поверхности водоносных горизонтов. -Днеп-пропетровск: НМР, 1985. - 48 с.

Методы охраны подземных вод от загрязнения и истощения/ Под ред. И. К. Гавич. - М. : Недра, 1985. - 320 с.

Никоноров А. М. , Федоров Ю. А. Стабильные изотопы в гидрогеохимии. - Л. : Гидрометеоиздат, 1988. - 221 с.

Норватов Ю. А. Изучение и прогноз техногенного режима подземных вод(при освоении месторождений полезных ископаемых)-Л. : Недра, 1988. - 221 с.

Осипов Ю. Б. Литомониторинг и рациональное использование геологической среды. М. : Акад. нар. хоз-ва при Совмине СССР, 1986. - 113с. Овчинников Н. Ф. Пути научной мысли //Знание - сила. 1980. N1. С. 30-34.

Павлов А. Н. Основы системного подхода в геологии. -Л. : Б. и. ,1981.

- 84 с.

Павлов А. Н. , Табаков Н. М. ,Шебеста A.A. О появлении и перспективах развития нового техногенного направления в геологии//Геоло-гия и разведка. 1990. N11. С. 72-75.

Преображенский В. С. Новые вехи советской физической географии // Природа. 1967. N8. С. 51-59.

Питьева К. Е. Гидрогеохимия. - М. : Изд-во МГУ, 1978. - 327 с. Питьева К. Е. Гидрогеохимические аспекты охраны окружающей среды. - М. , 1984. - 222 с.

Питьева К. Е. Гидрогеохимия. - М. : Изд-во МГУ, 1988. - 316 с. Посохов Е. В. Общая гидрогеохимия. -Л. : Недра, 1975. - 208 с. Рекомендации по изучению режима и баланса грунтовых вод на подтапливаемых промышленных площадках. - М. : Водгео, ПНИИИС, 1973. - 64 с.

Рудько Г. И. ,Молодых И. И. Теретические и методические основы мо-

ниторинга геологической среды Украины. -Киев: Изд-во общ-ва "Знание" , 1990. - 32 с.

71. Рудько Г. И. Инженерно-геологические аспекты управления геологи -ческой средой западного региона УССР //Инженерная геология. 1990. N6. С. 77-89.

72. Самарина В. С. Гидрогеохимия. -Л. : Изд-во ЛГУ, 1977. -360 с.

73. Системный подход в геологии. М. : Наука, 1989. - 221 с.

74. Системный подход в геологии. М. : МИНХиГП им. И. М. Губкина, 1983. -

- 323 с.

75. Сычев К. И. Геоэкологическре изучение территории СССР //Разведка и охрана недр. 1990. N3. С. 3-10.

76. Система. Симметрия. Гармония /Под ред. В. С. Тюхтина. Ю. А. Урманцева.

- М. : Мысль, 1988. - 315 с.

77. Садовский В. Н. Основания общей теории систем. -М. : Наука, 1974. -

- 279 с.

78. Системный подход в геологии: Тез. докл. II Всесоюз. конф. -М. : Б. и. 1986. - 221 с.

79. Смирнов Б. И. Конструирование геологических систем и классифицирование //Системный подход в геологии. - М. : Наука, 1989. С. 49-54.

80. Стародубцев В. С. , Смирнова А. Я. , Вахтанова А. Н. Структурная идентификация процесса массопереноса загрязняющих компонентов в подземных водах нарушенной природной системы (на примере Мп и 1?е в системе ТПК г.Воронежа)// Применение ЭВМ при гидрогеохимическом моделировании: Тез. докл. Всесоюзного семинара, Ленинград, 13-18 мая 1991 г. - Л. : 1991. - С. 12-14.

81. Теоретические основы инженерной геологии: Соц. -экон. аспекты. М. : Недра, 1985. - 260 с.

82. Техногенный регрессивный литогенез/Ф. И. Тютюнова, И. А. Сафохина, П. Ф. Щвёц. -И. : Наука, 1988. - 239 с.

83. Тихомиров А. В. Изотопные метки в изучении окружающей среды// Природа. - 1990. N5. С. 20-24.

84. Трофимов В. Т. ,Баулин В. В. ,3екцер И. С. ,Пиннекер Е. В. ,Хасанов А. С. Закономерности изменения инженерно-геологических,гидрогеологических и геокриологических условий при интенсивном техногенном воздействии //Проблемы рационального использования геологической среды. М. : Наука, 1988. С. 37-61.

85. Тютюнова Ф. И. Физико-химические процессы в подземных водах: Взаимосвязь с антропогенными факторами. - М. : Наука, 1976. -126 с.

86. Тютюнова Ф. И. Гидрогеохимия техногенеза. -И. : Наука, 1987. - 335 с.

87. Тютюнова Ф. И. Особенности гидрогеохимического мониторинга в пределах регионов развития горнодобывающейпромышленности //Охрана геологической среды от отрицательного воздействия предприятий горнодобывающего профиля. -М. : Изд-во МГУ, 1984. С. 151-156.

88. Тютюнова Ф. И. Особенности гидрогеохимического мониторинга в пределах урбанизированных территорий //Режимные инженерно-геологические и гидрогеологические наблюдения в городах. -М. : Наука, 1983. С. 96-99.

89. Тюхтин В. С. Актуальные вопросы разработки общей теории систем // Система. Симметрия. Гармония. М. : Мысль, 1988. С. 10-37.

90. Тюхтин В. С. Отражение, системы, кибернетика. -М. : 1972. - 221 с.

91. Урманцев Ю. А. Общая теория систем //Системный подход в геологии. М. : Наука, 1989. С. 7-26.

92. Урманцев Ю. А. Начала общей теории систем //Системный анализ и научное знание. М. : Наука, 1978. С. 7-41.

93. Урманцев Ю. А. Что может дать исследователю представление объекта как объекта-системы в системе объектов данногорода?//Теория, методология и практика системных исследований. М. : Наука,1984 Секция I: Философско-методологические и социологические проблемы. С. 13-22.

94. Урманцев Ю. А. Общая теория систем: Состояние,приложения .перспективы развития //Система. Симметрия. Гармония. М. : Мысль, 1988. -

С. 38-130.

95. Урманцев Ю. А. Симметрия природы и природа симметрии. М. : Мысль, 1974. - 229 с.

96. Урманцев Ю. А. Эволюционика или общая теория развития систем природы, общества и мышления. Пущино: ОНТИ НЦБИ АН СССР, 1988. - 79 с.

97. Уемов А. И. Методы построения и развития общей теории систем. -М. : 1971. - 18 с.

98. Уемов А. И. Системы и системные параметры //Проблемы формального анализа систем. - М. : Высшая школа, 1968. С. 15-35.

99. Уемов А. И. Системный подход и общая теория систем. - М. , 1978.

100. Фейерклаф А. Дж. Подход к мониторингу окружающей среды в Великобритании //Мониторинг состояния окружающей природной среды. Труды I советско-английского симпозиума. Л. : Гидрометеоиздат, 1977. С. 26-33.

101. Философский словарь /Под ред. И. Т. Фролова. -5-е изд. М. : Политиздат, 1987. - 590 с.

102. Фрид Ж. Загрязнение подземных вод. -М. : Недра, 1981. - 304 с.

103. Хасанов A.C. , Самойленко В. Г. К методике комплексного мониторинга

геологической среды в условиях орошаемого земледелия и сельхоз-мелиорации //Комплексные .оценки и прогноз техногенных изменений геологической- среды. --М. : Наука, 1985. С. 20-25.

104. Хевс И. Геохимия стабильных изотопов. - М. : Мир, 1983. - 221 с.

105. Черняев. В. Ф. Системы и управление'в инженерной геологии //Инж. геология. 1988. N5. С. 3-21.

106. Четвериков Л. И. Теоретические основы разведки недр. -М. : Недра,

1984. - 156 с.

10?. Четвериков Л. И. Проблема достоверности познания в геологии// Сов. геология. 1991. N5. С. 70-77.

108. Шарапов И. П. Логический анализ некоторых проблем в геологии. Недра, 1977. - 144 с.

109. Шарапов И. П. Системный анализ в геологии //Тр. XIII Международного конгресса по истории науки. Секция Ia-II. М. : Мысль, 1974.

С. 141-143.

110. Шарапов И. П. Применение системного анализа в геологии //Система. Симметрия. Гармония. М. : Мысль, 1988. С. 156-170.

111. Шварцев С. Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. - М. : Недра, 1983. - 358 с.

112. Шестаков В. М. Мониторинг подземных вод - принципы,методы,проблемы //Геоэкология. N6. 1993. С. 3-11.

113. Шестаков В. М. Принципы гидрогеодинамического мониторинга //Разведка и охрана недр. 1988. N8. С. 45-49.

114. ЮНЕП. Глобальная система мониторинга. Доклад исполнительного директора. Совет Управляющих. III сессия. Найроби, 1975. - 25 с.

115. Mann R. Е. Global Environmental Monitoring Sistem, SCOPE, Rep. 3, Toronto, 1973. - 130 p.

116. Dowd. R. M. Groundwater monitoring //Environ. Sei. and Technol.

1985. Vol. 19. N6. p. 485.

117. Hilton I. ,Coralluro S. Monitoring in the vadose zone at two inaktive uranium mill tailing sites //Geotechn. and Geohydrol. Aspects Waste. Manag. : Pros. VIII Annu. Symp. ,Fort Collins(Colo), Fevr. 5-7,1986. Rotterdam, Boston , 1986. P. 439-446.

118. Nacht S. I. Groundwater monitoring sistem considerations //Ground Water Monitor. Rev. 1983. Vol. 3,N2. P. 33-39.

119. Rail C. D. Groundwater monitoring within an aquifer. A protocol //' I. Environ. Health. 1985. Vol. 48,N3. P. 128-132.

120. Taat. I. Analyses of the data of the national groundwater monitoring sistem //Proc. and Inf. Comm. Hydrol. Res. TNO. 1983. N31.

P. 594-603.

<?3 7

121. Venburg L. C. Monitoring the effect of surface mining operations on the hydrologie regim //Ground Water Monitor. Rev. 1983. Vol. 3, Ml. P. 86-91.

122. Vrba I. ,Balek I.Data collection and monitoring systems for grounwater protection manadement within an intergrated land use planning programme in rural areas //XIX Congr. Intern. Assoc. Hy-drogeol. Rarlovi Vary, 1986. P. 83-115.

123. Vrba I. ,Pekhy V. Groundwater - Quality Monitoring - Effective Method of Hydrogeological System pollution prevention //Environ. Geol. Water. Sei. 1991. V. 17. N1. P. 9-19.

124. National Water Quality. Monitoring and Assessment. "Rep. on Colo-quium,1986",National Academy Press. Washington D. C. , 1987.

125. Bertalanf i L. von. Theoretische Biologie. B. : Borntraeger Bd. 1. 1932 ; Bd. 2. 1942;2nd ed. Bern: Francke, 1951.

126. Bertalanfi L. von. Allgemein Sistemtheorie //Dt. Universitatzei-tung. 1957. N5/6.

127. Bremner I. M. , Keeney D. R. Determination and isotope-ratio analysis of different forms of nitrogen in soils// Soil science society American Procedings. - 1966. - Vol. 30.

ПРОБ»А flpOSW ПРоеЫ

ъоды е,оды iji^w

Рис. 6. 1. Модель ПТС "химкомбинат - природная среда