Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО "Апатит" в процессе их формирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат наук Стриженок, Алексей Владимирович

• Стриженок, Алексей Владимирович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Стриженок, Алексей Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ ОБРАЩЕНИИ С ОТХОДАМИ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ И ГОРНО-ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1 Экологические аспекты при обращении с отходами производства и потребления в Российской Федерации

1.2 Техногенные массивы и способы их формирования на предприятиях минерально-сырьевого комплекса

1.2.1 Насыпные техногенные массивы

1.2.2 Намывные техногенные массивы

1.2.3 Техногенные наносы

1.2.4 Свалки бытового и промышленного мусора

1.3 Особенности воздействия намывных техногенных массивов на окружающую среду

1.3.1 Воздействие намывных техногенных массивов на атмосферу

1.3.2 Воздействие намывных техногенных массивов на гидросферу

1.3.3 Воздействие намывных техногенных массивов на почвенный покров и растительность

1.3.4 Воздействие намывных техногенных массивов на здоровье населения..63 Выводы к первой главе

ГЛАВА 2 МОНИТОРИНГ И ОЦЕНКА НЕГАТИВНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НАМЫВНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ МАССИВОВ ОАО «АПАТИТ» НА

КОМПОНЕНТЫ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

2.1 Характеристика хвостохранилища АНОФ-2 как источника загрязнения окружающей среды

2.1.1 Природно-климатические и инженерно-геологические условия расположения хвостохранилища АНОФ-2

2.1.2 Технологическая схема переработки апатит-нефелиновых руд

2.1.3 Краткая характеристика гидротехнических сооружений

2.1.4 Воздействие хвостового хозяйства на атмосферный воздух, реализуемые средозащитные мероприятия

2.1.5 Воздействие хвостового хозяйства на поверхностные и подземные воды, реализуемые средозащитные мероприятия

2.1.6 Воздействие хвостового хозяйства на почвенные ресурсы, реализуемые средозащитные мероприятия

2.2 Пыление намывного массива АНОФ-2

2.2.1 Характеристика хвостов обогащения АНОФ-2

2.2.2 Мониторинг атмосферного воздуха в районе расположения хвостохранилища АНОФ-2

Выводы ко второй главе

ГЛАВА 3 СНИЖЕНИЕ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НАМЫВНЫХ МАССИВОВ ОАО «АПАТИТ»

3.1 Способы пылеподавления на намывных техногенных массивах

3.2 Мероприятия по охране атмосферного воздуха, внедренные на

ОАО «Апатит»

3.3 Способ селективного закрепления пылящих поверхностей намывных техногенных массивов

3.4 Ранжирование территории намывного массива АНОФ-2 на зоны по степени потенциальной опасности

3.5 Эффективность предложенного средозащитного мероприятия

Выводы к третьей главе

ГЛАВА 4 УПРАВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ НАМЫВНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ МАССИВОВ ОАО «АПАТИТ» И ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

4.1 Система управление экологической безопасностью намывного массива АНОФ-2 в процессе его формирования

4.2 Эколого-экономическое обоснование системы управления экологической безопасностью намывных техногенных массивов при их формировании

4.2.1 Затраты на внедрение системы управления

4.2.2 Предотвращенный эколого-экономический ущерб

4.2.3 Предотвращенный ущерб здоровью населения

Выводы к четвертой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Управление экологической безопасностью намывных техногенных массивов ОАО "Апатит" в процессе их формирования»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Интенсивное развитие промышленности, увеличение численности населения в городах и промагломерациях, высокие темпы роста технологического прогресса - всё это неизбежно приводит к образованию значительного количества отходов, существенная доля которых принадлежит горнодобывающей и горно-перерабатывающей отраслям промышленности.

Ежегодно из недр Земли извлекается около 100 млрд. тонн полезных ископаемых, в результате добычи и переработки которых в окружающей природной среде накапливается около 17,4 млрд. тонн твердых и жидких отходов. Несмотря на их высокую экологическую опасность, преобладающим способом их утилизации в настоящее время остается наземное размещение с использованием площадок складирования в виде техногенных массивов.

Только в России в 2012 году площадь земель, нарушенных в результате складирования отходов добычи и переработки полезных ископаемых, составила более 5 млн. га. Это привело к ухудшению санитарно-гигиенической обстановки на данных территориях, повышению заболеваемости и смертности населения, уменьшению видового разнообразия животных и растений, нарушению и видоизменению естественных ландшафтов, а также утрате природных ресурсов.

Особую значимость решение этой проблемы приобретает для территорий интенсивного техногенеза с локальной концентрацией производств горнодобывающих и горно-перерабатывающих отраслей промышленности, в частности, для района расположения крупнейшей в России апатит-нефелиновой обогатительной фабрики (АНОФ-2).

Ежегодно с обогатительной фабрики на хвостохранилище, общая площадь

/л л

которого составляет 7,8 км , поступает более 6 млн. м хвостов обогащения, а объём хвостов, уложенных с начала эксплуатации АНОФ-2, составляет 637,3 млн. м . Высота ограждающей дамбы в 2014 году достигла 73 м (абсолютная отметка 184 м). Ветровое пыление открытых пляжей и дамбы хвостохранилища приводит к тому, что в атмосферный воздух региона ежегодно

попадает около 250 тонн неорганической пыли с содержанием SiC>2 от 70 до 20 %. Значительная доля поступающей в приземную атмосферу пыли достигает селитебной территории города Апатиты, что негативно сказывается как на экологической обстановке в городе, так и на здоровье его жителей.

Вопросам обеспечения экологической безопасности намывных техногенных массивов посвящены работы многих выдающихся учёных, таких как П.В. Бересневич, В.Н. Бурков, A.M. Гальперин, А.Ф. Егоров, Ю.А. Израэль, Ю.В. Кириченко, Ю.И. Кутепов, Ю.В. Мосейкин, М.А. Пашкевич, В. Фёрстер, К.Б. Фридман, Х.Ю. Шеф, Ю.В. Шувалов и другие.

Несмотря на актуальность этой проблемы, на сегодняшний день не существует рациональных технологий, позволяющих на длительный период эффективно снизить антропогенную нагрузку хранилищ отходов обогащения на атмосферный воздух, осуществляя оперативный контроль состояния окружающей природной среды в районах размещения намывных техногенных массивов.

Цель работы - разработка системы управления экологической безопасностью намывных техногенных массивов в процессе их формирования для своевременной оценки и снижения негативного воздействия на селитебную территорию города Апатиты.

Идея работы: управление экологической безопасностью намывных массивов должно базироваться на автоматизированной системе производственного экологического мониторинга и способе селективного пылеподавления открытых пляжей и бортов дамбы хвостохранилищ с использованием мобильного комплекса оперативного пылеподавления на базе судна на воздушной подушке.

Основные задачи исследований:

- анализ ландшафтно-геохимической обстановки, сложившейся под воздействием интенсивной техногенной нагрузки, на селитебной территории города Апатиты;

- выявление основных механизмов и последствий загрязнения компонентов природной среды неорганической пылью на территории размещения намывных массивов ОАО «Апатит»;

- разработка способа селективного закрепления открытых пляжей и бортов дамбы намывных техногенных массивов с использованием мобильного комплекса оперативного пылеподавления на базе судна на воздушной подушке;

- разработка системы аналитического контроля атмосферного воздуха на основе технологии геоинформационного анализа и визуализации данных производственного экологического мониторинга;

- разработка стратегии управления экологической безопасностью намывных техногенных массивов в процессе их формирования.

Научная новизна работы:

- выявлены закономерности формирования атмохимического ореола загрязнения в зависимости от метеорологических параметров и уровня природной и технической защищённости производственного объекта;

- теоретически обоснован способ селективного закрепления открытых пляжей и бортов дамбы намывных массивов в штатном режиме эксплуатации и при неблагоприятных метеорологических условиях с использованием мобильного комплекса оперативного пылеподавления на базе судна на воздушной подушке.

Основные защищаемые положения:

1. Оценка степени воздействия намывных массивов ОАО «Апатит» на окружающую среду должна производиться исходя из результатов мониторинга атмосферного воздуха и картографического моделирования экологической обстановки при различных метеорологических условиях с учётом природной и технической защищённости производственного объекта.

2. Снижение негативного воздействия намывных массивов ОАО «Апатит» должно осуществляться путём ранжирования их территории на зоны по степени потенциальной опасности в штатном режиме эксплуатации и при неблагоприятных метеорологических условиях, для определения очередности

внедрения мобильного комплекса оперативного пылеподавления на базе судна на воздушной подушке.

3. Управление экологической безопасностью намывных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования должно базироваться на едином информационном ресурсе, являющемся совокупностью постоянно обновляющихся данных производственного экологического мониторинга, служащим для осуществления оперативного регулирования качества приземной атмосферы на рассматриваемой территории.

Методы исследований.

В качестве основных методов исследований применялись:

- анализ фондовых материалов о способах формирования и эксплуатации намывных техногенных массивов, способах управления экологической безопасностью хранилищ отходов обогащения, принятых в отечественной и зарубежной практике;

- аналитические и экспериментальные работы в лабораторных и полевых условиях, методы оптической и лазерной гранулометрии, рентгеновской дифрактометрии;

- методы геоинформационного анализа и картографического моделирования территории, подвергающейся техногенной нагрузке.

Практическая значимость работы:

- выполнена оценка техногенной нагрузки на окружающую среду в районе расположения намывных массивов ОАО «Апатит»;

- разработан способ селективного закрепления открытых пляжей и бортов дамбы намывных техногенных массивов путём ранжирования их территории на зоны по степени потенциальной опасности в штатном режиме эксплуатации и при неблагоприятных метеорологических условиях с использованием мобильного комплекса оперативного пылеподавления на базе судна на воздушной подушке;

- разработана стратегия управления экологической безопасностью намывных массивов ОАО «Апатит» в процессе их формирования.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечена использованием большого объема исходных материалов и применением современных методик обработки исходной информации, использованием материалов государственной статистической отчетности и изучением натурных и фондовых мониторинговых данных, а также применением современных методов анализа и интерпретации данных. Приведенные в работе аналитические и экспериментальные результаты согласуются и дополняют новейшие данные, опубликованные другими авторами.

Апробация работы. Основные и отдельные положения работы докладывались и обсуждались на международных и всероссийских научных и научно-технических конференциях и симпозиумах, в том числе: на Международном форуме-конкурсе «Проблемы недропользования» (г. Санкт-Петербург, 2012 г.), на Международной экологической конференции студентов и молодых учёных «Горное дело и окружающая среда. Инновационные и высокие технологии XXI века» (г. Москва, 2012 г.), на Международном симпозиуме им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2013 г.), на Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики», (г. Минск, 2013 г.).

Личный вклад автора заключается в: постановке цели, формулировке задач и разработке методики исследований; проведении экологических исследований территории, подвергающейся воздействию производственного объекта; проведении аналитических и экспериментальных работ в лабораторных условиях; разработке системы аналитического контроля атмосферного воздуха на основе технологии визуализации данных производственного экологического мониторинга.

Реализация работы:

- разработанные технические предложения по улучшению качества атмосферного воздуха на селитебной территории города Апатиты, в основе

которых лежит технология визуализации данных производственного экологического мониторинга и способ селективного закрепления открытых пляжей и бортов дамбы намывных техногенных массивов с использованием мобильного комплекса оперативного пылеподавления, предложены для использования на ОАО «Апатит»;

- научные и практические результаты работы могут быть использованы в учебном процессе при подготовке специалистов и бакалавров на кафедре Геоэкологии Горного Университета, в частности, при проведении занятий по дисциплинам «Картография природопользования», «Горное дело и окружающая среда», «ГИС в экологии и природопользовании».

Публикации. По теме работы опубликовано 10 печатных трудов, в том числе 3 статьи в журналах, входящих в перечень ВАК Министерства образования и науки Российской Федерации.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографического списка. Содержит 184 страницы машинописного текста, 49 рисунков, 38 таблиц и список литературы из 115 наименований.

Автор благодарен профессору М.А. Пашкевич за научное руководство работой, доценту Т.А. Петровой за ценные научные консультации, а также всему коллективу кафедры геоэкологии Горного университета за практические советы при выполнении и обсуждении работы.

Предполагаемое внедрение

На предприятиях минерально-сырьевого комплекса, занимающихся обогащением полезных ископаемых, с последующим складированием отходов обогащения в виде намывных техногенных массивов.

ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПРИ ОБРАЩЕНИИ С ОТХОДАМИ ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ И ГОРНО-ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ

ОТРАСЛЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

1.1 Экологические аспекты при обращении с отходами производства и потребления в Российской Федерации

Интенсивное развитие промышленности, увеличение населения в городах и промагломерациях, высокие темпы роста технологического прогресса - всё это неизбежно приводит к образованию значительного количества отходов производства и потребления.

Рациональное и эффективное природопользование является важным элементом устойчивого развития любого государства. Образование отходов - это существенная потеря материальных и энергетических ресурсов. Складирование и захоронение образовавшихся отходов, а также недостаточная эффективность природоохранных мероприятий при их утилизации могут стать причиной ощутимой техногенной нагрузки на окружающую среду, а также причиной воздействия загрязняющих веществ и патогенных микроорганизмов на здоровье человека.

Обращение с отходами - одна из наиболее значимых и сложных экологических проблем не только в России, но и в мире. С одной стороны - это существенное антропогенное воздействие, оказываемое на компоненты природной среды, а с другой стороны - это значительная площадь земельных территорий, необходимых для размещения и захоронения отходов производства и потребления.

Показатель образования отходов тесно связан с уровнем экономической активности государства и отражает сформировавшиеся в обществе структуры производства и потребления. Сокращение объема образования отходов является эффективным показателем продвижения секторов экономики к менее материалоемким и более энергоэффективным технологиям производства, а также критерием оценки качества работы экологического законодательства в стране [1].

По данным Б.Б. Бобовича в общемировом масштабе на рубеже 20-21 веков наблюдается линейный рост объемов производства полезного продукта, сопровождающийся экспоненциальным ростом образования отходов производства и потребления. Таким образом, при существующей технологии производства темпы образования и накопления отходов очень высоки и значительно опережает рост объема производства, а новые мощности по их утилизации и переработке практически не создаются [2].

Согласно данным об объеме образования отходов в Российской Федерации, представленным Росприроднадзором, только в России в 2012 году общий объём образования отходов составил более 5 млрд. тонн.

Данные об объёме образования отходов в Российской Федерации по отраслям промышленности и по классам опасности отходов представлены в таблице 1.1 и таблице 1.2 соответственно.

Таблица 1.1 - Объём образования отходов в России по отраслям промышленности

Объем образования отходов, млн. тонн 2007 2010 2011 2012

Общий объем образования отходов 3899,3 3734,7 4303,3 5007,9

Сельское хозяйство, лесоводство и рыболовство 26,6 24,1 27,5 26,2

Добыча полезных ископаемых 2785,2 3334,6 3818,7 4629,3

Обрабатывающие производства 243,9 280,1 280,2 291,0

Строительство 62,8 11,1 14,1 14,6

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды 70,8 68 58 28,4

Прочие виды экономической деятельности н/д 16,9 104,7 18,3

Таблица 1.2 - Объём образования отходов в России по классам опасности

Объем образования отходов, млн. тонн 2007 2010 2011 2012

I класса опасности 0,1813 0,167 0,143 0,051

II класса опасности 1,3114 0,71 0,655 0,459

III класса опасности 11,051 16,671 15,79 11,643

IV класса опасности 275,1091 96,82 103,574 101,512

V класса опасности 3611,6472 3620,332 4183,138 4894,235

Все отходы производства и потребления в большей или меньшей степени, в зависимости от класса опасности, оказывают негативное воздействие на

окружающую среду и организм человека, поэтому своевременная и комплексная переработка отходов, а также их повторное использование является одним из наиболее важных компонентов системы рационального природопользования. Обращение с отходами, законодательно регулируемое государством и исполняемое производственными предприятиями или подрядными организациями в настоящее время, имеет существенное и продолжительное воздействие на экологическое благополучие населения, развитие отраслей экономики и экологическую ситуацию в стране.

На рисунке 1.1 представлена принципиальная схема переработки отходов производства и потребления.

Рисунок 1.1- Принципиальная схема переработки отходов

В Российской Федерации обращение с отходами производства и потребления регламентируется федеральным законом (ФЗ) от 24.06.1998 года №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» (последняя поправка внесена ФЗ от 21.07.2014 года №261- ФЗ, вступивший в силу с 01.02.2015 года) и приказом Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 15.06.2001 года №511 «Об утверждении критериев отнесения отходов 1-5 классов опасности к классу опасности для окружающей природной среды» [3,4].

В случае должного обращения с отходами уровень экономической активности в государстве возрастает, площадь земель, занятых под складирование и захоронение отходов сокращается, а экологическая ситуация улучшается. Таким образом, увеличение масштабов переработки и повторного использования отходов производства и потребления ведет к уменьшению количества отходов, подвергающихся захоронению и временному хранению, тем самым, снижая техногенную нагрузку на компоненты природной среды и экологические последствия жизнедеятельности человека.

Общий объём переработки и повторного использования отходов в Российской Федерации по отраслям промышленности и по классам опасности представлены в таблице 1.3 и таблице 1.4 соответственно.

Таблица 1.3 - Объём переработки и повторного использования отходов в России по отраслям промышленности

Объем переработки и повторного использования отходов, млн. тонн 2007 2010 2011 2012

Общий объем переработки и повторного использования отходов 2257,4 1738,1 1990,7 2348,1

Сельское хозяйство, лесоводство и рыболовство 19,2 19,8 23,4 23,2

Добыча полезных ископаемых 1829,4 1562,2 1800,1 2125,9

Обрабатывающие производства 85,4 124,4 124,3 164,6

Строительство 38,8 10,1 11,3 10,3

Производство и распределение электроэнергии,газа и воды 8,3 9,8 13,3 9,2

Прочие виды экономической деятельности н/д 11,8 н.Д. 14,9

Таблица 1.4 - Объём переработки и повторного использования отходов в России по классам опасности

Объем переработки и повторного использования отходов, млн. тонн 2007 2010 2011 2012

I класса опасности 0,0934 0,097 0,08 0,04

II класса опасности 0,8716 0,431 0,389 0,452

III класса опасности 9,29 11,862 11,701 10,309

IV класса опасности 95,2973 71,091 84,596 80,953

V класса опасности 2151,8477 1654,619 1893,934 2256,346

Современный уровень переработки и повторного использования промышленных отходов для высокоразвитых стран составляет 60-65 %. Утилизации главным образом подвергаются термопластовые отходы, сероводородные вещества, продукты выщелачивания сульфидов, отработанные масла, пыль, зола, отходы промышленности стройматериалов, шлаки сталелитейного производства, строительный мусор, грунты. При этом раздельные способы сбора и складирования отходов повышают степень их использования.

Тем не менее, оставшаяся часть промышленных отходов подвергается захоронению или временному хранению в хранилищах отходов, формирующихся на поверхности земли, в ее приповерхностной части или в глубоких горизонтах.

Общий объём захоронения и временного хранения отходов в Российской Федерации по отраслям промышленности и по классам опасности представлены в таблице 1.5 и таблице 1.6 соответственно.

Таблица 1.5 - Объём захоронения и временного хранения отходов в России по отраслям промышленности

Объем захоронения и временного хранения отхолов, млн. тонн 2010 2011 2012

Общий объем захоронения и временного хранения отходов 2259,3 2664,2 2920

Сельское хозяйство, лесоводство и рыболовство 3,9 н.д. 2,1

Добыча полезных ископаемых 1983,7 н.д. 2586,5

Обрабатывающие производства 151,9 н.д. 239,7

Строительство 1,3 н.д. 1,6

Производство и распределение электроэнергии, газа и воды 68,6 н.д. 42,8

Прочие виды экономической деятельности 49,9 Н.д. 47,3

Таблица 1.6 - Объём захоронения и временного хранения отходов в России по классам опасности

Объем захоронения и временного хранения отходов, млн. тонн 2010 2011 2012

I класса опасности 0,075 0,076 0,0027

II класса опасности 0,350 0,203 0,1157

III класса опасности 3,237 3,207 0,8047

IV класса опасности 64,193 74,328 60,3957

V класса опасности 2191,445 2586,386 2858,6812

Согласно данным, представленным в таблицах 1.3 и 1.5, преобладающим способом утилизации отходов производства и потребления в России в 2012 году по прежнему остаётся захоронение или временное хранение в хранилищах отходов [5].

Складирование отходов производства и потребления в хранилища отходов, в зависимости от их физико-химических свойств, может осуществляться по нескольким схемам:

I схема - поверхностное складирование отходов, которое может осуществляться как без строительства специальных инженерных сооружений (складирование твердых отходов проводится непосредственно на дневной поверхности, иногда даже без снятия почвенного слоя), так и в специальных накопителях с формированием оградительных дамб (гидроотвалы, хвосто- и шламохранилища, золоотвалы). Подобное складирование характерно для горнодобывающих и горно-перерабатывающих, химических, металлургических и энергетических предприятий с большим выходом отходов.

II схема - приповерхностный способ складирования (первые метры от поверхности) с устройством неглубоких котлованов, в некоторых случаях сопровождающийся строительством невысоких оградительных дамб. Обычно таким способом производится складирование твердых отходов, состоящих из продуктов жизнедеятельности человека (бытовых отходов, отходов очистных сооружений, радиоактивных отходов с низкой или средней активностью).

Хранилища отходов, сформированные по первым двум схемам можно классифицировать:

- по срокам хранения отходов (постоянные и временные);

- по типу отходов (свалки ТБО или особых отходов);

- по предварительной обработке отходов (инертные вещества, остаточные продукты, специальные вещества или ТБО);

- по конструкции (насыпные, намывные, контейнерные);

- по типу складирования (смешанные, «моносвалки» - раздельное складирование с предварительной сортировкой).

III схема - глубокое захоронение особо опасных промышленных отходов (десятки метров). В этом случае складирование производят в карты-котлованы, глубина которых может достигать 25-30 метров. Эту схему захоронения используют для изоляции промышленных токсичных отходов различного профиля [6].

Складирование промышленных отходов таким способом сопровождается многочисленными геоэкологическими проблемами:

- интенсивное загрязнением грунтовых вод;

- преобразование пород под воздействием агрессивных промышленных стоков;

- подтопление территории и ее заболачивание;

- преобразование дисперсных пород за счет их набухания, размокания, химической и биохимической трансформации, вплоть до перехода песчано-глинистых грунтов в неустойчивое состояние;

- биохимическое газовыделение;

- миграция загрязняющих компонентов в нижележащие водоносные горизонты [7].

IV схема - глубинное захоронение радиоактивных отходов (РАО) атомной энергетики, военной промышленности, медицины и др.

Чаще всего для III и IV схем складирования промышленных отходов выбирают территории, в разрезе которых располагаются относительно непроницаемые, достаточно прочные и устойчивые к воздействию агрессивных сред породы. В первую очередь принципиальное значение имеют структурно-тектонические особенности региона, определяющие сейсмическую активность территории, наличие региональных и локальных разломов, влияющих на степень дезинтеграции толщи и ее «защитные» характеристики, а также состав, состояние и физико-механические свойства горных пород и их уязвимость под воздействием природных и техногенных факторов [8].

Предприятия минерально-сырьевого комплекса в настоящее время обладают одним из наиболее материалоемких производств, оказывающих

значительную техногенную нагрузку на все компоненты природной среды и здоровье населения. Технологические процессы добычи и переработки полезных ископаемых неразрывно связаны с потреблением природных ресурсов и формированием отходов различных классов опасности. Накопление этих отходов и их воздействие на компоненты природной среды на сегодняшний день является одной из главных экологических проблем минерально-сырьевого комплекса во всем мире.

По данным ЮНЕСКО, ежегодно из недр Земли извлекается около 100 млрд. тонн полезных ископаемых, в результате добычи и переработки которых в окружающей природной среде накапливается около 17,4 млрд. тонн твердых и жидких отходов различных классов опасности.

Возрастающая с каждым годом потребность населения в материальных ресурсах и увеличение объёмов добываемого минерального сырья со временем привели к тому, что геологическая деятельность человека стала сопоставимой с природными геологическими процессами. Ещё в 1925 году академик В.И. Вернадский заявлял, что человек своей научной мыслью создаёт «новую геологическую силу», причём эта сила непрерывно возрастает [9].

Предприятия минерально-сырьевого комплекса занимают ведущее место в экономике Российской Федерации. Общая площадь земельных отводов горнодобывающих и горно-перерабатывающих предприятий России составляет приблизительно 2,7 млн. га. По различным данным на долю предприятий минерально-сырьевого комплекса России приходится 35-40 % ВВП страны и около 50 % всего экспорта. За счёт экспорта полезных ископаемых и продуктов их переработки обеспечивается около 80 % всех валютных поступлений Российской Федерации. Учитывая данный факт, не удивительно, что основная доля отходов производства и потребления (более 90 %), образующихся в России, приходится на долю горнодобывающей и горно-перерабатывающей отраслей промышленности.

Процентное соотношение объёма образовавшихся в Российской Федерации отходов по отраслям промышленности представлено на рисунке 1.2.

Несмотря на высокую экологическую опасность отходов добычи и переработки полезных ископаемых, преобладающим способом их утилизации в России на сегодняшний день остается наземное размещение с использованием площадок складирования в виде техногенных массивов.

Процентное соотношение объема образовавшихся отходов по отраслям промышленности

Сельское хозяйство, лесоводство и рыболовство

Добыча полезных ископаемых

Обрабатывающие производства

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Стриженок, Алексей Владимирович, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения.

2. Бобович Б.Б. Переработка промышленных отходов. Учебник для ВУЗов. -М.: СП Интермет Инжиниринг, 1999. - 445 с.

3. Федеральный закон от 24.06.1998 года №89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» (поправка ФЗ от 21.07.2014 года №261).

4. Приказ Министерства природных ресурсов Российской Федерации от 15.06.2001 года №511 «Об утверждении критериев отнесения отходов 1-5 классов опасности к классу опасности для окружающей природной среды».

5. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году».

6. Пальгунов П.П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов. -М.: Стройиздат, 1990. - 352 с.

7. Пашкевич М.А. Геохимия техногенеза. Учебное пособие. СПб.: СПГГИ (ТУ), 2007. - 72 с.

8. Чертко Н.К. Геохимия. Учебное пособие. - Мн.: БГУ, 2008. - 170 с.

9. Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. http://www.electroniclibrary21.ru/philosophy/vernadskiy/04.shtrnl.

10. Земельный фонд Российской Федерации на 1 января 2013 года. Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии. -М.: Росреестр, 2013. - 694 с.

11. Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их воздействие на окружающую среду. - СПб.: СПГГИ (ТУ), 2000. - 230 с.

12. Трубецкой К.Н., УманецВ.Н., Никитин М.Б. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия. Горный журнал. №12. - М.: Руда и металлы, 1989. - С. 27-29.

13. ГОСТ 25100-82. Грунты. Классификация.

14. Гальперин A.M., Кириченко Ю.В., Кутепов Ю.И. Комплексный подход к экологически безопасному освоению техногенных массивов. Научно-технический журнал «Горная Промышленность». №5 (99). - М.: Гемос Лимитед, 2011. - С. 22.

15. Гальперин A.M., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана природных ресурсов. Учебное пособие для ВУЗов. Т.1. - М.: МГГУ, 2006. - 391 с.

16. Авдохин В.М. Основы обогащения полезных ископаемых. Т.2. Технология обогащения полезных ископаемых. Учебник. - М.: МГГУ, 2006. -417с.

17. Гальперин A.M., Кутепов Ю.И., Круподеров B.C., Семенов О.Д. Мониторинг и освоение техногенных массивов на горных предприятиях. Горный информационно-аналитический бюллетень. №2. - М.:МГГУ, 2011. - С. 7-18.

18. Бересневич П.В., Кузьменко П.К., Неженцева Н.Г. Охрана окружающей среды при эксплуатации хвостохранилищ. - М.: Недра, 1993. - 128 с.

19. Огородникова E.H., Николаева С.К. Техногенные грунты. - М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2004. - 250 с.

20. Федеральная служба государственной статистики. Охрана окружающей среды в России. Охрана атмосферного воздуха. 2012 год. http://\v\vw.gks.ru/bgd/regl/bl2_54/Main.htm.

21. Федеральная служба государственной статистики. Охрана окружающей среды в России. Земельные ресурсы. 2012 год. http://www.gks.ru/bgd/regl/b 12_54/Main.htm.

22. Семёнова И.В. Промышленная экология. Учебное пособие. М.: Академия, 2009. - 528 с.

23. Родзевич H.H. Геоэкология и природопользование. Учебник. М.: Дрофа, 2003.-256 с.

24. Федеральная служба государственной статистики. Охрана окружающей среды в России. Водные ресурсы. 2012 год. http://www.gks.ru/bgd/regl/bl 2 54/Main.htm.

25. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. Учебник. - М.: Логос, 2000. -

627 с.

26. Секисов Г.В., Таскаев A.A., Воробьев А.Е. Техногенные минеральные объекты. №2. - Институт физики и механики горных пород АН Республики Кыргызстан, 1988. - с.72-75.

27. Голубев Г.Н. Геоэкология. Учебник. - М.: ГЕОС, 2006. - 338 с.

28. Гальперин A.M., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана природных ресурсов. Учебное пособие для ВУЗов. Т.2. - М.: МГГУ, 2006. - 259 с.

29. Гринин A.C., Новиков В.Н. Экологическая безопасность. Защита территории и населения при чрезвычайных ситуациях. Учебное пособие. -М.: Фаир-Пресс, 2002. - 336 с.

30. Харитонов В.Г., Ремезов A.B., Сорокина О.В., Сорокина J1.В., Ануфриев В.М. Обогащение полезных ископаемых. Комплексное использование сырья, продуктов и отходов обогащения. Учебное пособие. - Кемерово: КузГТУ, 2006. - 327 с.

31. Перельман А.И. Геохимия. - М.: Высшая Школа, 1989. - 528 с.

32. Кириченко Ю.В. Геоэкологические аспекты формирования техногенных массивов. №6. М.: Геология и разведка, 1999. - С. 124-129.

33. Беляновский Е.С. Моделирование загрязнения атмосферы продуктами пылевой эрозии. Математическое моделирование процессов загрязнения атмосферы на объектах горной промышленности. - Апатиты: Кольский научный центр РАН, 1990.-С. 30-38.

34. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. -М.: Химия, 1984.-448 с.

35. Гальперин A.M., Кириченко Ю.В., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Геоэкологическое обоснование рекультивации намывных горнотехнических сооружений. Горный журнал. №7. - М.: Руда и металлы, 1988. - С. 56-61.

36. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Учебное пособие. -Смоленск: Ойкумена, 2003. - 268 с.

37. Измалков A.B. Экологический риск и безопасность при техногенных преобразованиях недр в процессе производства. - М.: ННЦ ГП-ИГД им. А.А.Скочинского, 2004. - 494 с.

38. Барабанов A.B., Калинина Т.А., Киселев A.A., Краснобаев А.И. Гигант в Хибинах. История открытого акционерного общества Апатит. - М.: Руда и металлы, 1999. - 288 с.

39. Брыляков Ю.Е., Гершенкоп А.Ш., Лыгач В. Н. Прошлое, настоящее и основные направления развития технологии обогащения апатит-нефелиновых руд Хибин. Горный журнал. №9. - М.: Руда и металлы, 2014. - С. 32-33.

40. Пожиленко В.И., Гавриленко Б.В., Жиров Д.В., Жабин C.B. Геология рудных районов мурманской области. Учебник. - Апатиты: Кольский научный центр РАН, 2002.-359 с.

41. Абрамов A.A. Флотационные методы обогащения. Учебник. - М.: Недра, 1984.-383 с.

42. Брагина В.И., Брагин В.И. Технология обогащения полезных ископаемых. - Красноярск: ИПК СФУ, 2009. - 380 с.

43. Кадастр отходов горно-металлургического производства Мурманской области. Кольский научный центр РАН. http://www.murman.ru/ecologv/cadastre/.

44. Федеральная служба государственной статистики. Основные показатели охраны окружающей среды (статистический бюллетень). 2013 год. http://www.gks.m/wps/wcm/connect/rosstat main/rosstat/ru/statistics/publications/catal og/doc 1140094699578.

45. ГОСТ 17.2.3.02-78. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями.

46. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов.

47. ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий. - ГГО им. А.И. Воейкова Госкомгидромета.

48. Рекомендации по разработке проектов санитарно-защитных зон промышленных предприятий, групп предприятий. Комитет по архитектуре и градостроительству города Москва. Научно-исследовательский и проектный институт генерального плана города Москва. - М.: Издательство Российского экологического федерального информационного агентства, 1998.

49. ПБ-06-123-96. Правила безопасности при эксплуатации хвостовых, шламовых и гидроотвальных хозяйств. - Белгород: ВИОГЕМ, 1997.

50. Звонарь А.Ю., Шалль Э.Э. Экологическая политика ОАО «Апатит». Горный журнал. №9. - М.: Руда и металлы, 2009. - С. 95-99.

51. РД 52.04.306-92. Охрана природы. Атмосфера. Руководство по прогнозу загрязнения воздуха.

52. РД 52.04.52-85. Методические указания. Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях.

53. Антоненко JI.K., Зотеев В.Г., Коваленко А.И. и др. Основы проектирования, строительства и эксплуатации хвостохранилища большой вместимости. Горный журнал. №11.- М.: Руда и металлы, 1990. - с. 43-46.

54. Зотеев В.Г., Черкашенко H.A. Экология хвостохранилищ большой емкости. / Материалы IV Международного симпозиума «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях». - Белгород: ВИОГЕМ, 1997. - С. 42-47.

55. Стриженок A.B. Экологическая оценка северных экосистем, подвергающихся воздействию горной промышленности. Записки Горного института. Т. 195 «Полезные ископаемые России и их освоение». - СПб.: СПГГУ, 2012. - с. 171-173.

56. Приймак Т.И., Зосин А.П., Федоренко Ю.В. Экологические аспекты процессов геохимической трансформации хвостов обогащения апатит-нефелиновых руд Хибинского месторождения. - Апатиты: Кольский научный центр РАН, 1998.-51 с.

57. Маслобоев В.А. и др. Численное моделирование процессов пыления хвостохранилища АНОФ-2. Вестник МГТУ. Т. 17. Выпуск 2. М.: МГТУ, 2014. -С. 376-384.

58. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторных определений гранулярного и микроагрегатного состава.

59. ISO 13320-1:1999. Гранулометрический анализ. Методы лазерной дифракции.

60. Пашкевич М.А., Стриженок А.В. Оценка антропогенной нагрузки в районе расположения хранилища отходов обогащения апатит-нефелиновых руд. Известия Тульского государственного университета. Выпуск 2. Тула: Издательство ТулГУ, 2012. - С. 35-42.

61. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

62. СанПиН 2.1.6.1032-01. Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест.

63. Пашкевич М.А., Стриженок А.В. Анализ ландшафтно-геохимической обстановки в районе расположения хвостового хозяйства АНОФ-2 ОАО «Апатит». Записки Горного института. Т.206 «Проблемы недропользования». - СПб.: Горный университет, 2013. - с. 155-160.

64. ГОСТ 17.2.3.01-86. Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества воздуха населенных пунктов.

65. Albarede F. Geochemistry. - Cambridge University Press, 2012. - 357 p.

66. Пашкевич M.A., Стриженок А.В. Экологический мониторинг и оценка негативного воздействия отходов переработки (хвостов) апатит-нефелиновых руд на окружающую природную среду северных территорий. Сборник научных трудов «Новые исследования в материаловедении и экологии». Выпуск 12. - СПб.: Петербургский государственный университет путей сообщения, 2012. - С.62-67.

67. Стриженок А.В., Пашкевич М.А. Мониторинг и оценка пылевыделения с поверхности хвостохранилища АНОФ-2 ОАО «Апатит». Материалы XVI международной экологической конференции студентов и молодых учёных

«Горное дело и окружающая среда. Инновационные и высокие технологии XXI века». -М.: МГГУ, 2012. С. 106-113.

68. Brook D., Cale S.A., Martin P.L., Routh D. Monitoring on tailings dams. Review and recommendations. Bulletin 104. ICOLD. Committee on mine and industrial tailings dams. - Paris, 1996. - 145 p.

69. Сердюцкая Л.Ф. Техногенная экология. Математико-картографическое моделирование. - M.: URSS, 2009. - 226 с.

70. ГН 2.1.6.1338-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест.

71. Ивченко Г.И., Медведев Ю.И. Введение в математическую статистику. Учебник. - М.: Издательство ЛКИ, 2010. - 600 с.

72. Тикунов B.C. Моделирование в картографии. Учебник. М.: Издательство МГУ, 1997. - 405 с.

73. Добрякова В.А. Основы Mapinfo. Учебное пособие для студентов ОДО специальностей "География", "Геоэкология", "Природопользование". Тюмень: ТГУ, 2006. - 81 с.

74. Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы. Учебное пособие для вузов. - М.: Златоуст, 2000. - 222с.

75. Мурзинцев П.П. Инженерное управление территориями (использование ГИС Mapinfo в зонировании городов). Учебное пособие. - Новосибирск: СГГА, 2008. - 105 с.

76. Журкин И.Г., Шайтура C.B. Геоинформационные системы. - М.: Кудиц-пресс, 2009. - 273 с.

77. Овчинников В.А. Программирование для Mapinfo на примерах. Учебник. - Москва, 2011. - 181 с.

78. Самардак A.C. Геоинформационные системы. Учебное пособие. -Владивосток: ТИДОТ ДВГУ, 2005. - 123 с.

79. Стриженок A.B. Оценка влияния отходов переработки апатит-нефелиновых руд на компоненты окружающей природной среды в высоких широтах. Материалы Международной научно-практической конференции

молодых ученых и студентов «Опыт прошлого - взгляд в будущее». - Тула: ТулГУ, 2011.-С. 325-328.

80. Щербакова Е.П. К вопросу о рекультивации техногенных образований. Горный информационно-аналитический бюллетень. №7. - М.: МГГУ, 2003. - С. 72-77.

81. Шувалов Ю.В., Асад Мохаммад, Бульбашев А.П. Предотвращение пылегазовых выбросов и снижение запыленности атмосферы в карьерах. Научные доклады четвертой международной конференции «Экология и развитие Северо-запада Россию) -СПб.: МАНЭБ, 1999. - С. 27-31.

82. Ветошкин А.Г. Защита атмосферы от газовых выбросов. Учебное пособие по проектированию. - Пенза: ПГУ, 2004. - 271с.

83. Михейкин C.B., Смирнов А.Ю., Алексеев А.Н., Пронина JT.B. и др. Интерполиэлектролитные комплексы для закрепления поверхности и предотвращения пылепереноса, ветровой и водной эрозии хвостохранилищ, золоотвалов и других дисперсных систем. Горный информационно-аналитический бюллетень. №3. - М.: МГГУ, 2004.-С. 49-52.

84. Головин К.А., Сапронов И.В. Прочность закрепленного массива при применении технологии перекрестной гидроструйной цементации. Известия Тульского государственного университета. Технические науки. Выпуск 10. - Тула: ТулГУ, 2013. -С.133-137.

85.ЧижовЕ.А., Рыбаков Ю.С., Пирмашмедов Д. А. Опьгг химической рекультивации техногенных образований. Горный журнал. №1. - М.: Руда и металлы, 2000.-С. 29-31.

86. Кучеревский В.В., Мазур А.Е., Доценко А.Н. Опыт биологического закрепления пылящей поверхности действующих хвостохранилищ. Горный журнал. №7. - М.: Руда и металлы, 1989.-С. 76-82.

87. Пашкевич М.А., Стриженок A.B. Снижение негативного воздействия техногенных массивов на качество атмосферного воздуха. Материалы 8-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические

проблемы горной промышленности, строительства и энергетики». Т.2. - Тула: ТулГУ, 2012.-С. 299-306.

88. Дикарев В.И., РогалевВ.А., Денисов Г.А., Доронин А.П. Методы и средства защиты человека и окружающей среды. - СПб.: МАНЭБ, 1999. - С. 35-39.

89. Мочалов В.И., Мосин С.В. Анализ существующих способов и средств пылеподавления на хвостохранилищах железорудных горно-обогатительных комбинатов. Горный информащюнно-анапитический бюллетень. №5. - М.: МГГУ, 2000. С. 132-139.

90. Патент на изобретение RU №2045658 «Устройство для противопылевого закрепления поверхности отвала дисперсных отходов». 1995 год.

91. Патент на изобретение SU №1520251 «Способ закрепления пылящей поверхности грунта». 1989 год.

92. Патент на изобретение SU №1305384 «Способ борьбы с пылью на хвостохранилищах и устройство для его осуществления». 1987 год.

93. Патент на изобретение SU №1084465 «Способ закрепления пылящей поверхности». 1984 год.

94. Патент на изобретение SU №1283419 «Способ пылеподавления на отвалах и/или хвостохранилищах». 1987 год.

95. Патент на изобретение RU №2014471 «Состав для закрепления пылящих поверхностей». 1994 год.

96. Патент на полезную модель RU №53682 «Устройство для распределения жидкого вяжущего в грунт». 2006 год.

97. Патент на изобретение RU №2084636 «Способ закрепления пылящих поверхностей». 2006 год.

98. Патент на изобретение RU №2175065 С2 «Устройство для закрепления пылящих поверхностей хвостохранилищ и отвалов горных пород». 2001 год.

99. Патент на изобретение RU №2272147 С1 «Способ пылеподавления на пляжах хвостохранилища и устройство для его осуществления». 2006 год.

100. Пашкевич М.А., Стриженок A.B. Технология закрепления пылящих поверхностей намывных техногенных массивов. Материалы работ молодёжной

научной конференции «Студенты и молодые учёные инновационной России». -СПб.: СПбГПУ, 2013. - С 194-196.

101. Стриженок A.B. Способ снижения аэрозольного загрязнения атмосферного воздуха в процессе формирования намывных техногенных массивов. Материалы 9-ой Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики «Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики». Т.2. - Минск: БИТУ, 2013. - С.260-264.

102. Сычев В.В., Вассерман A.A., Козлов А.Д., Спиридонов Г.А., Цымарный В.А. Термодинамические свойства воздуха. - М.: Издательство стандартов, 1978. - 276 с.

103. Методическое пособие по расчету выбросов от неорганизованных источников в промышленности строительных материалов. - Новороссийск: ЗАО «Нипиотстром», 2000. - 45 с.

104. Федеральный закон от 10.01.2002 №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (поправка ФЗ от 29.12.2014 года).

105. Стриженок A.B., Пашкевич М.А. Снижение техногенной нагрузки хранилищ отходов обогащения на атмосферный воздух. Труды XVII Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых учёных, посвящённого 150-летию со дня рождения академика В.А. Обручева и 130-летию со дня рождения академика М.А. Усова, основателей Сибирской горно-геологической школы «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск: ТПУ, 2013. - С. 623-625.

106. Фарзане Н.Г., Илясов JI.B. Автоматические детекторы газов. М.: Энергия, 1972.- 168 с.

107. ГрицковВ.В. Об опыте работы по формированию системы горноэкологического мониторинга. Материалы I Всероссийского совещания "Мониторинг геологической среды на объектах горнодобывающей промышленности. М.: МГГУ, 1999. - С. 10-13.

108. Гальперин A.M. Управление состоянием намывных массивов на горных предприятиях. - М.: Недра, 1988. - 199 с.

109. Дайман С.Ю., Островкова Т.В., Заика Е.А., Сокорнова Т.В. Системы экологического менеджмента для практиков. - М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004. - 248 с.

110. Черкашенко П.А. О некоторых мерах по повышению экологической безопасности хвостохранилищ. Горный журнал. №12. - М.: Руда и металлы, 1995.

- С. 72-77.

111. Антоненко Т.К., ЗотеевВ.Г. Проблемы безопасной эксплуатации хвостохранилищ и пути их решения. Горный журнал. №1. - М.: Руда и металлы, 1988.-С. 65-67.

112. Белов Г.В. Экологический менеджмент предприятия. Учебное пособие.

- М.: Логос, 2006. - 240 с.

113. Данилов-Данильян В.И. Временная методика определения предотвращенного эколого-экономического ущерба. - М.: Государственный комитет РФ по охране окружающей среды, 1999. - 41 с.

114. Дмитриев С.Г., РевичБ.А., Сидоренко В.Н. Методика оценки экономического ущерба здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха. Пособие по региональной экологической политике. - М.: Акрополь, ЦЭПР, 2006. - 42 с.

115. Федеральная служба государственной статистики. Охрана окружающей среды в России. Здравоохранение в России. 2013 год. http://www.gks.ru/bgd/regl/bl 3 34/Main.htm.