Помощь студентам в учебе
Эколого-геохимическая обстановка в окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска по данным изучения снегового покрова
|
Введение 4
1. Производство алюминия как антропогенный источник загрязнения
окружающей среды 7
2. Общая и геоэкологическая характеристика г. Красноярска 16
2.1. Общая характеристика г. Красноярска 16
2.2. Геоэкологическая характеристика г. Красноярска 20
2.3. Красноярский алюминиевый завод как главный источник загрязнения
окружающей среды города 23
3. Методика исследования 31
3.1. Отбор и подготовка проб снега 31
3.2. Аналитическое обеспечение исследований 34
3.3. Методика обработки данных 39
4. Уровень пылевой нагрузки и вещественный состав твёрдого осадка снега в
окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска 42
4.1. Уровень пылевой нагрузки 42
4.2. Вещественный состав твёрдого осадка снега 44
5. Оценка загрязнения снегового покрова как индикатора качества
атмосферного воздуха 50
5.1. Пространственно-временное распределение фтора в снеготалой воде .... 50
5.2. Геохимическая характеристика твёрдого осадка снега 59
6. Биотестирование твёрдого осадка снега на дрозофилах Drosophila
melanogaster 65
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 69
7.1. Планирование, организация и менеджмент при проведении работ 69
7.2. Бюджет научного исследования 72
7.3. Расчет затрат времени и труда по видам работ 72
7.4. Расчет производительности труда, расчет продолжительности
выполнения объема проектируемых работ 74
7.5. Нормы расходов материалов 75
7.6. Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ (СМ 1) 75
7.7.Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 78
8. Социальная ответственность при проведении геоэкологических работ по изучению снегового покрова в окрестностях алюминиевого завода
г. Красноярска 79
8.1. Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 80
8.2. Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 87
8.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 88
8.4. Законодательное регулирование проектных решений 90
Заключение 92
Список используемых источников 94
Приложение А. General information about fluoride and its properties 102
1. Производство алюминия как антропогенный источник загрязнения
окружающей среды 7
2. Общая и геоэкологическая характеристика г. Красноярска 16
2.1. Общая характеристика г. Красноярска 16
2.2. Геоэкологическая характеристика г. Красноярска 20
2.3. Красноярский алюминиевый завод как главный источник загрязнения
окружающей среды города 23
3. Методика исследования 31
3.1. Отбор и подготовка проб снега 31
3.2. Аналитическое обеспечение исследований 34
3.3. Методика обработки данных 39
4. Уровень пылевой нагрузки и вещественный состав твёрдого осадка снега в
окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска 42
4.1. Уровень пылевой нагрузки 42
4.2. Вещественный состав твёрдого осадка снега 44
5. Оценка загрязнения снегового покрова как индикатора качества
атмосферного воздуха 50
5.1. Пространственно-временное распределение фтора в снеготалой воде .... 50
5.2. Геохимическая характеристика твёрдого осадка снега 59
6. Биотестирование твёрдого осадка снега на дрозофилах Drosophila
melanogaster 65
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 69
7.1. Планирование, организация и менеджмент при проведении работ 69
7.2. Бюджет научного исследования 72
7.3. Расчет затрат времени и труда по видам работ 72
7.4. Расчет производительности труда, расчет продолжительности
выполнения объема проектируемых работ 74
7.5. Нормы расходов материалов 75
7.6. Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ (СМ 1) 75
7.7.Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 78
8. Социальная ответственность при проведении геоэкологических работ по изучению снегового покрова в окрестностях алюминиевого завода
г. Красноярска 79
8.1. Анализ вредных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 80
8.2. Анализ опасных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению 87
8.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 88
8.4. Законодательное регулирование проектных решений 90
Заключение 92
Список используемых источников 94
Приложение А. General information about fluoride and its properties 102
Предприятия цветной металлургии ежегодно выбрасывают около 18% всех выбросов от стационарных источников в атмосферу [42], а алюминиевые заводы являются источниками загрязнения атмосферы, входя в наиболее токсичную группу промышленных предприятий и представляя серьёзную опасность для окружающей среды [54]. Также алюминиевые завода являются одними из основных источников поступления фтора в окружающую среду [7, 73,79], а его избыток приводит к различным заболеваниям человека - флюороз, сбои в нервной системе, дисфункция мозга, иммунные заболевания, болезни щитовидной железы и др.
Алюминиевый завод г. Красноярска вносит значительный вклад в суммарные выбросы в окружающую среду как фторсодержащих соединений, так и других загрязнителей.
Цель работы: оценка эколого-геохимического состояния территории в окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска по данным изучения снегового покрова.
В задачи исследования входит:
1. Проведение литературного обзора об общих сведениях производства алюминия и воздействия алюминиевых заводов на окружающую среду;
2. Осуществить отбор и подготовку проб снега из окрестностей алюминиевого завода г. Красноярска;
3. Проследить динамику пылевой нагрузки в окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска и определить факторы ее формирующие.
4. Выявление основные типы минеральных и техногенных образований в твердом осадке снега.
5. Оценить пространственно-временное изменение величин поступления фтора на снеговой покров в окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска.
6. Установить уровни накопления тяжелых металлов, редких, редкоземельных, радиоактивных элементов и формы нахождения этих элементов в твердом осадке снега и снеготалой воде.
7. Определить величину нагрузки, создаваемую поступлением изучаемых химических элементов из атмосферы на снеговой покров.
8. Оценить степень токсичности твердого осадка снега на Drosophila melanogaster.
Объектом исследования являются окрестности алюминиевого завода г. Красноярска. Предметом исследования выступает снеготалая вода и твёрдый осадок снега.
В основу работы положены результаты научно-исследовательской работы, проводившейся автором совместно с сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии НИ ТПУ с 2012 года.
Научная новизна. В работе впервые были определены пространственно временные закономерности поступления фтора из атмосферы на снежный покров, пылевых частиц с комплексом тяжелых металлов, редких, редкоземельных, радиоактивных элементов, определены формы нахождения фтора и изучаемых элементов снеговом покрове из окрестностей алюминиевого завода г. Красноярска.
Практическая значимость. Полученные автором результаты могут быть использованы природоохранными органами для улучшения экологической обстановки, а также в качестве материала для учебной деятельности и лабораторных работ по экологической тематике.
Основные результаты магистерской диссертации были представлены на 11 конференциях: Международный научный симпозиум имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых "Проблемы геологии и освоения недр", г. Томск 2013-2016 гг. (Диплом II степени); Всероссийская научная студенческая конференция с элементами научной школы имени профессора М.К. Коровина "Творчество юных - шаг в будущее", г. Томск 2015 г.; Всероссийская конференция с международным участием Роговские чтения "Проблемы инженерной геологии, гидрогеологии и геоэкологии урбанизированных территорий", г. Томск 2015 (Диплом I степени); Международная научная школа-конференция студентов и молодых учёных "Экология Южной Сибири и сопредельных территорий", г. Абакан 2014 г.; Международная экологическая студенческая конференция "Экология России и сопредельных территорий", г. Новосибирск 2012-2014 гг. (Дипломы II и III степени). Основное содержание и научные результаты магистерской диссертации опубликованы в 13 тезисах докладов и статьях, в том числе 1 статья в зарубежных научных журналах и изданиях, включенных в библиографическую базу Scopus.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту каф. ГЭГХ, к.г.-м.н. Таловской А.В. за наставничество, ценные советы и поддержку при выполнении работы. Огромную признательность автор выражает доценту каф. ГЭГХ, к.х.н. Осиповой Н.А. за помощь и внимание при выполнении исследований и за помощь в освоении методики измерения фтора. Искреннюю благодарность автор выражает профессору каф. ГЭГХ, д.г.-м.н. Язикову Е.Г., профессору, д.г.-м.н. Рихванову Л.П. за внимание и ценные советы при выполнении работы. За всестороннюю помощь и поддержку автор выражает искреннюю благодарность ассистенту каф. ГЭГХ Филимоненко Е.А. За консультации и помощь в проведении биотестирования автор выражает признание доценту каф. ГЭГХ, к.г.-м.н. Азаровой С.В. За помощь в проведении электронно-микроскопических исследований автор выражает благодарность ассистенту каф. ГЭГХ Ильенку С.С., ассистенту Зайченко А.П. Автор благодарен исполнителям аналитических исследований: Судыко А.Ф., Богутской Л.В., Шушариной В.А., Шердаковой Н.И., Камбалиной М.Г., Филипас Т.А., Федюниной Н.В. Автор выражает признательность магистранту гр. 2ГМ41 каф. ГЭГХ Самохиной Н.П. за помощь в лабораторных исследованиях по изучению фтора в пробах. Отдельную благодарность автор выражает родным и близким за терпение и поддержку во время проведения исследований.
Алюминиевый завод г. Красноярска вносит значительный вклад в суммарные выбросы в окружающую среду как фторсодержащих соединений, так и других загрязнителей.
Цель работы: оценка эколого-геохимического состояния территории в окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска по данным изучения снегового покрова.
В задачи исследования входит:
1. Проведение литературного обзора об общих сведениях производства алюминия и воздействия алюминиевых заводов на окружающую среду;
2. Осуществить отбор и подготовку проб снега из окрестностей алюминиевого завода г. Красноярска;
3. Проследить динамику пылевой нагрузки в окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска и определить факторы ее формирующие.
4. Выявление основные типы минеральных и техногенных образований в твердом осадке снега.
5. Оценить пространственно-временное изменение величин поступления фтора на снеговой покров в окрестностях алюминиевого завода г. Красноярска.
6. Установить уровни накопления тяжелых металлов, редких, редкоземельных, радиоактивных элементов и формы нахождения этих элементов в твердом осадке снега и снеготалой воде.
7. Определить величину нагрузки, создаваемую поступлением изучаемых химических элементов из атмосферы на снеговой покров.
8. Оценить степень токсичности твердого осадка снега на Drosophila melanogaster.
Объектом исследования являются окрестности алюминиевого завода г. Красноярска. Предметом исследования выступает снеготалая вода и твёрдый осадок снега.
В основу работы положены результаты научно-исследовательской работы, проводившейся автором совместно с сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии НИ ТПУ с 2012 года.
Научная новизна. В работе впервые были определены пространственно временные закономерности поступления фтора из атмосферы на снежный покров, пылевых частиц с комплексом тяжелых металлов, редких, редкоземельных, радиоактивных элементов, определены формы нахождения фтора и изучаемых элементов снеговом покрове из окрестностей алюминиевого завода г. Красноярска.
Практическая значимость. Полученные автором результаты могут быть использованы природоохранными органами для улучшения экологической обстановки, а также в качестве материала для учебной деятельности и лабораторных работ по экологической тематике.
Основные результаты магистерской диссертации были представлены на 11 конференциях: Международный научный симпозиум имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых "Проблемы геологии и освоения недр", г. Томск 2013-2016 гг. (Диплом II степени); Всероссийская научная студенческая конференция с элементами научной школы имени профессора М.К. Коровина "Творчество юных - шаг в будущее", г. Томск 2015 г.; Всероссийская конференция с международным участием Роговские чтения "Проблемы инженерной геологии, гидрогеологии и геоэкологии урбанизированных территорий", г. Томск 2015 (Диплом I степени); Международная научная школа-конференция студентов и молодых учёных "Экология Южной Сибири и сопредельных территорий", г. Абакан 2014 г.; Международная экологическая студенческая конференция "Экология России и сопредельных территорий", г. Новосибирск 2012-2014 гг. (Дипломы II и III степени). Основное содержание и научные результаты магистерской диссертации опубликованы в 13 тезисах докладов и статьях, в том числе 1 статья в зарубежных научных журналах и изданиях, включенных в библиографическую базу Scopus.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту каф. ГЭГХ, к.г.-м.н. Таловской А.В. за наставничество, ценные советы и поддержку при выполнении работы. Огромную признательность автор выражает доценту каф. ГЭГХ, к.х.н. Осиповой Н.А. за помощь и внимание при выполнении исследований и за помощь в освоении методики измерения фтора. Искреннюю благодарность автор выражает профессору каф. ГЭГХ, д.г.-м.н. Язикову Е.Г., профессору, д.г.-м.н. Рихванову Л.П. за внимание и ценные советы при выполнении работы. За всестороннюю помощь и поддержку автор выражает искреннюю благодарность ассистенту каф. ГЭГХ Филимоненко Е.А. За консультации и помощь в проведении биотестирования автор выражает признание доценту каф. ГЭГХ, к.г.-м.н. Азаровой С.В. За помощь в проведении электронно-микроскопических исследований автор выражает благодарность ассистенту каф. ГЭГХ Ильенку С.С., ассистенту Зайченко А.П. Автор благодарен исполнителям аналитических исследований: Судыко А.Ф., Богутской Л.В., Шушариной В.А., Шердаковой Н.И., Камбалиной М.Г., Филипас Т.А., Федюниной Н.В. Автор выражает признательность магистранту гр. 2ГМ41 каф. ГЭГХ Самохиной Н.П. за помощь в лабораторных исследованиях по изучению фтора в пробах. Отдельную благодарность автор выражает родным и близким за терпение и поддержку во время проведения исследований.
В результате работы можно сделать следующие выводы:
1) Обзор литературных материалов показал, что выбросы алюминиевых заводов оказывают значительное воздействие на окружающую среду и представляют серьёзную опасность для человека, вызывая ряд заболеваний и ухудшений организма.
2) Величина пылевой нагрузки в окрестностях Красноярского алюминиевого завода в пределах от 1 до 2 км соответствует высокой и средней степени загрязнения в 2013 и 2016 гг., однако в 2014 г. для этого расстояния характерны средняя и низкая степени загрязнения. Далее по мере удаления от завода величина пылевой нагрузки изменяется до средней и низкой степени загрязнения на протяжении всего исследуемого периода.
3) В изученных пробах твёрдого осадка снега из окрестностей алюминиевого завода г. Красноярска в целом наибольший процент приходится на техногенные образования.
4) По результатам исследований в 2013 г. содержание фтора в зоне воздействия Красноярского алюминиевого завода возрастало с расстоянием, однако в 2014 и 2016 гг. подобной закономерности не наблюдается. Значения содержания фтора на протяжении всех лет исследования превышают фоновое.
5) Результаты исследования проб снеготалой воды за 2016 г. показали, что наибольшая величина интенсивности нагрузки на территорию характерна для Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Fe и Sr, что также подтверждается литературными данными по другим алюминиевым заводом.
6) Анализ проб твёрдого осадка снега методом нейтронноактивационного анализа показал, что наиболее высокие значения содержаний элементов характерны для Na на расстоянии 3 км от границ предприятия, для Ca, Fe, Sr, Ba - на расстоянии 2 км, для Zn - 1 км от завода.
7) По соотношению содержания элементов в твёрдом осадке снега и снеготалой воде было выявлено, что большинство элементов концентрируются в твердой фазе снегового покрова, что сопоставимо с литературными данными.
8) Согласно данным электронной микроскопии в исследуемой пробе Ba встречается в форме барита, Pb в форме галенита, Fe в форме пирита и оксидов железа, а также Ca и Fe в форме кальций-железистых микросферул, Zn - сфалерита; Na, Al, F в форме криолита и Al в форме оксида алюминия.
9) По результатам биотестирования определено, что проба твердого осадка снега из окрестностей Кирпичного завода г. Томска не оказывает токсического и мутагенного воздействия, в то время как проба из окрестностей Красноярского алюминиевого завода оказывает токсическое воздействие, исходя из соотношения полов в данной пробе.
1) Обзор литературных материалов показал, что выбросы алюминиевых заводов оказывают значительное воздействие на окружающую среду и представляют серьёзную опасность для человека, вызывая ряд заболеваний и ухудшений организма.
2) Величина пылевой нагрузки в окрестностях Красноярского алюминиевого завода в пределах от 1 до 2 км соответствует высокой и средней степени загрязнения в 2013 и 2016 гг., однако в 2014 г. для этого расстояния характерны средняя и низкая степени загрязнения. Далее по мере удаления от завода величина пылевой нагрузки изменяется до средней и низкой степени загрязнения на протяжении всего исследуемого периода.
3) В изученных пробах твёрдого осадка снега из окрестностей алюминиевого завода г. Красноярска в целом наибольший процент приходится на техногенные образования.
4) По результатам исследований в 2013 г. содержание фтора в зоне воздействия Красноярского алюминиевого завода возрастало с расстоянием, однако в 2014 и 2016 гг. подобной закономерности не наблюдается. Значения содержания фтора на протяжении всех лет исследования превышают фоновое.
5) Результаты исследования проб снеготалой воды за 2016 г. показали, что наибольшая величина интенсивности нагрузки на территорию характерна для Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Fe и Sr, что также подтверждается литературными данными по другим алюминиевым заводом.
6) Анализ проб твёрдого осадка снега методом нейтронноактивационного анализа показал, что наиболее высокие значения содержаний элементов характерны для Na на расстоянии 3 км от границ предприятия, для Ca, Fe, Sr, Ba - на расстоянии 2 км, для Zn - 1 км от завода.
7) По соотношению содержания элементов в твёрдом осадке снега и снеготалой воде было выявлено, что большинство элементов концентрируются в твердой фазе снегового покрова, что сопоставимо с литературными данными.
8) Согласно данным электронной микроскопии в исследуемой пробе Ba встречается в форме барита, Pb в форме галенита, Fe в форме пирита и оксидов железа, а также Ca и Fe в форме кальций-железистых микросферул, Zn - сфалерита; Na, Al, F в форме криолита и Al в форме оксида алюминия.
9) По результатам биотестирования определено, что проба твердого осадка снега из окрестностей Кирпичного завода г. Томска не оказывает токсического и мутагенного воздействия, в то время как проба из окрестностей Красноярского алюминиевого завода оказывает токсическое воздействие, исходя из соотношения полов в данной пробе.