Введение 4
1. Снежный покров, как индикатор экологического состояния городской
среды 7
2. Общая и геоэкологическая характеристика г. Томска 13
2.1. Физико-географическая характеристика 13
2.2. Геоэкологическая характеристика 18
3. Методика исследования 24
3.1. Отбор и подготовка проб снега 24
3.2. Аналитическое обеспечение исследований 30
3.3. Методика обработки данных 35
4. Динамика уровня пылевого загрязнения и гранулометрический состав
твердых частиц в снежном покрове в окрестностях ГРЭС-2 г. Томска... 39
4.1. Динамика пылевой нагрузки на снежный покров в окрестностях
ГРЭС-2 г. Томска 39
4.2. Гранулометрический состав твердых частиц в снежном покрове в
окрестностях ГРЭС-2 г. Томска 46
5. Динамика загрязнения снежного покрова химическими элементами в
окрестностях ГРЭС-2 г. Томска 52
6. Биотестирование твердого осадка снега на Drosophila melanogaster 66
7. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 70
7.1. Планирование, организация и менеджмент при проведении работ ... 70
7.2. Бюджет научного исследования 73
7.3. Расчет затрат времени и труда по видам работ 73
7.4. Расчет производительности труда, расчет продолжительности
выполнения объема проектируемых работ 75
7.5. Нормы расходов материалов 76
7.6. Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 76
7.7. Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 79
8. Социальная ответственность при проведении геоэкологических работ
по изучению снежного покрова в окрестностях ГРЭС-2 г. Томска 80
8.1. Анализ вредных факторов и обоснование мероприятий по их
устранению 81
8.2. Анализ опасных факторов и мероприятия по их устранению 88
8.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 89
8.4. Законодательное регулирование проектных решений 90
Заключение 92
Список литературы 94
Приложение А 107
По данным Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды РФ в промышленно-урбанизированных центрах определяющий вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят объекты топливно-энергетического комплекса. По данным Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области в г. Томск значительный вклад в общий объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от всех стационарных источников вносят предприятия теплоэнергетики, в том числе государственная районная теплоэлектростанция (ГРЭС-2). В соответствии с долгосрочной программной развития угольной промышленности России на период до 2030 г. планируется рост поставок угля для нужд российской энергетики более чем на 30 %., что отразится и на топливном балансе Томской государственной районной теплоэлектростанции и приведет к практически полной замене доли природного газа углем (на данный момент, доля природного газа составляет около 60 %).
На сегодняшний день, существующие технические возможности измерения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе не позволяют в полной мере получить информацию о составе и механизмах переноса промышленных выбросов. Оптимальной депонирующей средой для получения современной информации о поступлении загрязняющих веществ из атмосферы за сравнительно длительный период времени является снежный покров.
Цель работы - проследить динамику загрязнения снежного покрова пылевыми частицами с комплексом химических элементов в окрестностях Томской ГРЭС-2.
В задачи исследования входит:
1. Провести обзор литературы по изучению снежного покрова, как индикатора экологического состояния городской среды.
2. Осуществить отбор и подготовку проб снега в окрестностях Томской ГРЭС-2 в период 2009-2016 гг.
3. Определить изменение величины пылевой нагрузки в окрестностях ГРЭС-2 в период 2009-2016 гг. и основные факторы ее формирования.
4. Выявить особенности гранулометрического состава пылевых частиц, аккумулированных в снежном покрове.
5. Проследить динамику уровней накопления тяжелых металлов, редкоземельных, редких и радиоактивных элементов в пылевых частицах, и среднесуточного потока этих элементов из атмосферы на снежный покров в период с 2009 по 2014 гг.
6. Определить токсичность пылевых выбросов методом биотестирования на Drosophila melanogaster
Объектом исследований является жилая территория в окрестностях Томской ГРЭС-2. Предметом исследования выступает твердый осадок снега, представляющий собой пылевые частицы, аккумулированные в снежном покрове, и снеготалая вода. Исследование проб проводили в лабораториях МИНОЦ «Урановая геология» при кафедре геоэкология и геохимия, ХАЦ «Плазма» (г. Томск), НОЦ «Нанотехнологии» (ДВФУ, г. Владивосток).
Работа выполнена при поддержке гранта Президента для поддержки молодых российских ученых (2013-2014 гг., МК 951.2013.5), гранта ВР Exploration Operating Company Limited (2013, 2016 гг.), РФФИ (2016 г., 16-45- 700184p_a); и Фонда Михаила Прохорова (проект «Академическая мобильность») (2016 г.). В основу работы положены научные исследования, проводившиеся автором совместно сотрудниками кафедры ГЭГХ в период с 2012 по 2016 гг.
Научная новизна работы. Впервые определен гранулометрический состав частиц, содержащихся в снежном покрове окрестностей ГРЭС-2 г. Томска. Проведено сравнение величины пылевого загрязнения и среднесуточного потока химических элементов из атмосферы на снежный покров по данным снеговой съемки 2007 и 2015 гг.
Практическая значимость работы. Проведенные исследования могут быть использованы природоохранными органами для оценки качества атмосферного воздуха, а также принятия мер по ее улучшению. Результаты могут быть использованы в учебном процессе при проведении занятий для студентов экологических специальностей.
Апробация работы. Результаты работы опубликованы в 18 научных публикациях, в том числе статья в журнале, индексируемом международными базами данных (Web of Science, Scopus). По результатам исследований сделаны доклады на 9 Международных и Всероссийских научных симпозиумах и конференциях в разных городах России (гг. Томск, Новосибирск, Абакан).
Автор выражает искреннюю благодарность научному руководителю доценту кафедры геоэкологии и геохимии ИПР ТПУ, к.г.-м.н. Таловской А.В. за ценные советы, помощь при проведении исследований и написании выпускной квалификационной работы. Выражается благодарность ассистенту кафедры ГЭГХ, к.г.-м.н. Филимоненко Е.А. за сотрудничество при выполнении исследований, советы во время выполнения работы. Благодарность автор выражает профессору, д.г.-м.н Язикову Е.Г.; профессору, д.г.-м.н Рихванову Л.П.; доценту, к.х.н. Осиповой Н.А за внимание и советы при выполнении работы. Автор благодарен исполнителям аналитических исследований: Судыко А.Ф., Богутской Л.В., Федюниной Н.В., Филипас Т.А. Автор благодарен сотрудникам отдела Томская СИГЭКиА ОГБУ "Облкомприрода" Ормокееву М.К. и Михайловой М.Г. за помощь в организации работ по отбору проб снега в окрестностях угольных складов ГРЭС-2. Признательность за организацию научной стажировки в Дальневосточном Федеральном университете автор выражает директору НОЦ нанотехнологии Инженерной школы ДВФУ, д.б.н. Голохвасту К.С., а так же его коллегам - старшим научным сотрудникам к.б.н. Чайке В.В., к.х.н. Захаренко А.М. за помощь в проведении экспериментальных работ. Отдельную благодарность автор выражает родным и близким за терпение и поддержку во время проведения исследований.
По итогам работы сделаны следующие выводы:
1. Динамика уровней пылевого загрязнения в окрестностях ГРЭС-2 г. Томска показывает ежегодное снижение уровня пылевого загрязнения (с 2009 по 2016 год - в 4,5 раза). Значения пылевой нагрузки в период исследования соответствуют низкой степени загрязнения и неопасному уровню заболеваемости населения, проживающего на данной территории, однако все зафиксированные значения региональный фон (7 мг/(м2 * сут)) от 2 до 20 раз.
2. По пространственному распределению пылевого загрязнения территории г. Томска в 2007 и 2015 гг. можно отметить, что ореол повышенных значений пылевой нагрузки в окрестностях ГРЭС-2 г. Томска наблюдается как в 2007 так и в 2015 гг.
3. Значения пылевой нагрузки в пробах снега в окрестностях угольного склада ГРЭС-2 соответствуют низкой степени загрязнения территории и не превышают среднее значение по г. Томску, за исключением одной пробы отобранной в 100 м. от угольного склада (превышает среднегородское значение в 12 раз, соответствует высокой степени загрязнения).
4. Результаты гранулометрического анализа проб свидетельствуют о неоднородной размерности атмосферных частиц (размеры частиц от 10 мкм до 1.2 мм). Мелкодисперсная фракция (от 2 до 10 мкм) обнаружена в пробе, отобранной в 100м от открытого склада угля Томской ГРЭС-2, а так же в пробе, отобранной на всю мощность снежного покрова в 0,7 км от труб ГРЭС-2. В остальных пробах преобладают менее опасные частицы размерами 400мкм -1.2мм. Анализ гранулометрического состава проб свежевыпавшего снега и проб, отобранных на всю мощность снежного покрова, показал, что более информативными являются пробы отобранные методом шурфа на всю мощность.
5. По результатам многолетнего изучения химического состава проб твердого осадка снега можно отметить, что для окрестностей ГРЭС-2 города Томска значения суммарного показателя загрязнения соответствуют средней (64 - 128) и высокой (128-256) степени загрязнения территории на протяжении периода исследований (2009-2014гг). Суммарный показатель нагрузки на территорию соответствует средней степени загрязнения, причем среднее значение показателя снизилось в 2,5 с 2009 по 2014 год за счет снижения значений пылевой нагрузки. Наибольший вклад в суммарные показатели загрязнения и нагрузки вносят As, U, Ba, Yb, Tb, La, Ta, Sm, Ce, Lu, Na, Sr, Hg.
6. Распределение величины среднесуточного потока ряда элементов, характерных для окрестностей ГРЭС-2, из атмосферы на снежный покров по территории города образует ореол высоких значений в западной части Советского района, где расположена Томская ГРЭС-2 г., что согласуется с ранее проведенными исследованиями снежного покрова г. Томска в 2007 году [69, 86].
7. Анализ площадок снегогеохимической съемки г. Томска показал, что пространственное расположение очагов высоких значений среднесуточного потока элементов с 2007 по 2015 год практически не изменилось. В окрестностях ГРЭС-2 г. Томска можно отметить заметное сокращение площади ореолов повышенных значений среднесуточного потока к 2015 году, а так как значения содержаний большинства элементов с годами осталось практически неизменным, данная закономерность подтверждает преобладание привноса данных элементов на снежный покров с пылевыми выбросами.
8. По результатам биотестирования определено, что пробы твердого осадка снега из окрестностей ГРЭС-2 г. Томска не оказывают токсического и мутагенного воздействия
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
