Геоэкологическая оценка воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья на компоненты природной среды
|
Введение 3
Глава 1. Физико-географическое описание территории 5
1.1. Геология и рельеф 5
1.2. Климат 7
1.3. Гидрология 8
1.4. Почвы 9
1.4.1. Почвы на территории Кингисеппского района Ленинградской области 9
1.4.2. Почвы на территории ООО «ПГ «Фосфорит»» 10
1.5. Растительность 13
Глава 2. Методы исследования 15
2.1. Определение содержания макроэлементов в почве 15
2.2. Определение содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве 16
Глава 3. Характеристика источника загрязнения 19
3.1. О предприятии ООО «ПГ «Фосфорит»» 19
3.2. Сбросы и отходы предприятия «Фосфорит» 21
Глава 4. Воздействие на компоненты природной среды в районе добычи и переработки фосфорных удобрений 23
4.1. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на атмосферу 23
4.2. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на природные воды 23
4.3. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на почвенный покров 24
4.3.1. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на рН почвы 25
4.3.2. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов 26
4.3.3. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на содержание макроэлементов в почве 38
4.4. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на растения 46
Заключение 48
Литература 50
Приложение 56
Глава 1. Физико-географическое описание территории 5
1.1. Геология и рельеф 5
1.2. Климат 7
1.3. Гидрология 8
1.4. Почвы 9
1.4.1. Почвы на территории Кингисеппского района Ленинградской области 9
1.4.2. Почвы на территории ООО «ПГ «Фосфорит»» 10
1.5. Растительность 13
Глава 2. Методы исследования 15
2.1. Определение содержания макроэлементов в почве 15
2.2. Определение содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве 16
Глава 3. Характеристика источника загрязнения 19
3.1. О предприятии ООО «ПГ «Фосфорит»» 19
3.2. Сбросы и отходы предприятия «Фосфорит» 21
Глава 4. Воздействие на компоненты природной среды в районе добычи и переработки фосфорных удобрений 23
4.1. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на атмосферу 23
4.2. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на природные воды 23
4.3. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на почвенный покров 24
4.3.1. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на рН почвы 25
4.3.2. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов 26
4.3.3. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на содержание макроэлементов в почве 38
4.4. Влияние предприятия по производству фосфорных удобрений на растения 46
Заключение 48
Литература 50
Приложение 56
В настоящее время в связи с увеличивающиеся антропогенной нагрузкой важно оценить экологическое состояние природной среды. Природная среда - совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов. Так, к компонентам природной среды относятся земля, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный, животный мир и иные организмы (№7-ФЗ «Об охране окружающей среды»). Все они связаны друг с другом, и на каждый оказывается то или иное антропогенной воздействие. Происходит загрязнение поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, почвы, наблюдаются различные ландшафтно - деструктивные нарушения.
Одним из важных компонентов природной среды является почва, она обладает важным свойством - плодородием. Загрязнение и нарушение почвы разными источниками влияет на него. Состояние почвы непосредственно влияние на растения, произрастающие на ней, а также на животных. Так как состояние почвенного покрова влияет на растения, то есть и на урожайность, то это непосредственно влияет на качество пищи для человека и кормов для животных. Химический состав почвенного покрова оказывают влияние на подземные и поверхностные воды. На подземные воды в результате инфильтрации, на поверхностные - за счет подземных вод, которые являются источникам питания для водоема или водотока, а также непосредственно за счет поверхностного стока. В итоге, при попадании загрязняющих веществ в почвы, происходит загрязнение природных вод. На газовый состав атмосферы почва может оказывать прямое воздействие путем газообмена с атмосферой напрямую.
При изучении воздействия предприятия (ООО «ПГ «Фосфорит») по производству фосфорных минеральных удобрений в непосредственном месте добычи исходного сырья рассматривается влияние разных типов отходов на состояние природных сред: атмосферу (степень загрязнения воздуха в приземное слое), гидросферу (состояние подземных вод и поверхностных), литосферу (деформации в земной коре) и биосферу (состояние растительного покрова в целом). Соответственно, мы оцениваем влияние и на почвенный покров, который непосредственно влияет на состояние природных вод, газового состава атмосферы, а также на рост и развитие растительного покрова. Наибольшее влияние на состояние природной среды оказывает отвал фосфогипса, производство которого в настоящее время составляет более 100-280 млн т/год (P6rez-Lopez R., 2010).
Чтобы сделать оценку состояния почвенного покрова, необходимо определить содержание макроэлементов, а также подвижное содержание тяжелых металлов (ТМ) в почве, величину рН. Для этого применяются специальные методики. Далее провести оценку по таким параметрам, как среднее содержание ТМ и макроэлементов на разных типах территории (условно-фоновой, техногенные объекты, рекультивируемые территории), их минимальное и максимальное значения, изменение содержания их в почве в зависимости от удаленности от объекта воздействия, а также по почвенному профилю. Значения содержания ТМ и макроэлементов в почве необходимо сравнить с фоновым содержанием исследуемых элементов, а также с их значением ПДК (ОДК) в соответствии с СанПин 1.2.3685 - 21.
Цель работы: дать геоэкологическую оценку воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья на компоненты природной среды.
Задачи:
1.Дать физико-географическую характеристику района исследования;
2.Охарактеризовать источник загрязнения;
3.Изучить влияние предприятий по производству фосфорных удобрений на экологические состояние компонентов природной среды территории;
4.Определить содержание подвижных форм тяжелых металлов и макроэлементов в почве, обработать полученные результаты;
5.Дать оценку воздействия предприятия на компоненты природной среды.
Объект исследования: компоненты природной среды в зоне воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья.
Предмет исследования: экологическое состояние компонентов природной среды в зоне воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья.
Выражаю благодарность Ресурсному центру Научного Парка СПбГУ «Методы анализа состава вещества» за получение возможности провести измерения для исследования содержания подвижных форм тяжелых металлов в пробах почвы.
Одним из важных компонентов природной среды является почва, она обладает важным свойством - плодородием. Загрязнение и нарушение почвы разными источниками влияет на него. Состояние почвы непосредственно влияние на растения, произрастающие на ней, а также на животных. Так как состояние почвенного покрова влияет на растения, то есть и на урожайность, то это непосредственно влияет на качество пищи для человека и кормов для животных. Химический состав почвенного покрова оказывают влияние на подземные и поверхностные воды. На подземные воды в результате инфильтрации, на поверхностные - за счет подземных вод, которые являются источникам питания для водоема или водотока, а также непосредственно за счет поверхностного стока. В итоге, при попадании загрязняющих веществ в почвы, происходит загрязнение природных вод. На газовый состав атмосферы почва может оказывать прямое воздействие путем газообмена с атмосферой напрямую.
При изучении воздействия предприятия (ООО «ПГ «Фосфорит») по производству фосфорных минеральных удобрений в непосредственном месте добычи исходного сырья рассматривается влияние разных типов отходов на состояние природных сред: атмосферу (степень загрязнения воздуха в приземное слое), гидросферу (состояние подземных вод и поверхностных), литосферу (деформации в земной коре) и биосферу (состояние растительного покрова в целом). Соответственно, мы оцениваем влияние и на почвенный покров, который непосредственно влияет на состояние природных вод, газового состава атмосферы, а также на рост и развитие растительного покрова. Наибольшее влияние на состояние природной среды оказывает отвал фосфогипса, производство которого в настоящее время составляет более 100-280 млн т/год (P6rez-Lopez R., 2010).
Чтобы сделать оценку состояния почвенного покрова, необходимо определить содержание макроэлементов, а также подвижное содержание тяжелых металлов (ТМ) в почве, величину рН. Для этого применяются специальные методики. Далее провести оценку по таким параметрам, как среднее содержание ТМ и макроэлементов на разных типах территории (условно-фоновой, техногенные объекты, рекультивируемые территории), их минимальное и максимальное значения, изменение содержания их в почве в зависимости от удаленности от объекта воздействия, а также по почвенному профилю. Значения содержания ТМ и макроэлементов в почве необходимо сравнить с фоновым содержанием исследуемых элементов, а также с их значением ПДК (ОДК) в соответствии с СанПин 1.2.3685 - 21.
Цель работы: дать геоэкологическую оценку воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья на компоненты природной среды.
Задачи:
1.Дать физико-географическую характеристику района исследования;
2.Охарактеризовать источник загрязнения;
3.Изучить влияние предприятий по производству фосфорных удобрений на экологические состояние компонентов природной среды территории;
4.Определить содержание подвижных форм тяжелых металлов и макроэлементов в почве, обработать полученные результаты;
5.Дать оценку воздействия предприятия на компоненты природной среды.
Объект исследования: компоненты природной среды в зоне воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья.
Предмет исследования: экологическое состояние компонентов природной среды в зоне воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья.
Выражаю благодарность Ресурсному центру Научного Парка СПбГУ «Методы анализа состава вещества» за получение возможности провести измерения для исследования содержания подвижных форм тяжелых металлов в пробах почвы.
Таким образом, было изучено загрязнение компонентов природной среды в районе воздействия предприятия ООО «ПГ «Фосфорит», которое находится в Кингисеппском районе Ленинградской области. Данный район расположен на Ордовийском плато в области умеренно - континентального климата с достаточным. В районе протекают реки Навра, Луга, Систа и Россонь, а также выделяется 11 озер. Для Кингисеппского района характерны коренные: сосновые зеленомошные и лишайниковые леса, сосновые долгомошные и сфагновые заболоченные леса.
На территории Кингисеппской области выделяются 7 типов почв: слабо и среднеподзолистые, дерново-карбонатные, болотные и торфяные, дерново-подзолистые, глееземы, петроземы гумусовые, литоземы серогумусовые. В районе предприятия ООО «ПГ «Фосфорит» выделяются следующие типы почв: агрозем альфагумусовый глеевый, глеезем серогумусовый, дерново-подбур, дерново-подбур - иллювиально - глеевый, дерново-подбур- иллювиально-железистый, дерново-подзолистая, литозем серогумусовый, олиготрофно¬торфяная почва, перегнойно-глеевая, реплантозем, торфяная.
В процессе исследования на территории были выделены техногенные объекты (хвостохранилище, отвал фосфогипса), условно - фоновая территория (лесная и болотная экосистемы), рекультивированный отвал вскрышной породы. Были проанализированы 79 проб почвы на содержание подвижной формы ТМ, изучено содержание макроэлементов в 35 пробах.
На состояние атмосферного воздуха влияют выбросы через дымовые трубы и аспирационные установки предприятия, которые содержат в себе серный (SO3) и сернистый (8О?) ангидрид, F (в виде фторводорода (HF) и фторсодержащих солей). К основным компонентам, загрязняющим р. Лугу в результате воздействия ООО «ПГ «Фосфорит» относятся сульфаты, фосфаты, фториды, азотные соединения. Состояние реки Луги характеризуется как «загрязненная», превышение наблюдались по ХПК, азоту нитритному, Feобщ, Cu, Zn и Mn.
При повышении содержания Sr в почве снижается отношение Ca/Sr, что негативно влияет на растения. Из-за выбросов производства происходит деградация древостоя на расстоянии до 2,5 км. При одновременном воздействии Sr и F на живые организмы эти элементы по отношению друг к другу проявляют антагонистические свойства. Повышенное содержания в почвах P, F и Sr приводит к стрессу микробного сообщества в почвах, наблюдается токсическое действие на растения.
В почвах, образованных вблизи техногенных объектов и рекультивированного отвала вскрышной породы, наблюдается нейтральная и слабощелочная среда, для условно-фоновой территории характерна кислая среда. Зависимость в изменении содержания ТМ в почве от расстояния до отвала фосфогипса характерна для Sr, для которого характерно уменьшение содержания при удалении от отвала фосфогипса. Данная закономерность также характерна для F, P и S. Для Cl-, K+, Na+, NH4+, NO3-, а также подвижных форм тяжелых металлов характерно равномерное распределение по территории. При миграции от вершины отвала фосфогипса к подножию наблюдается увеличение содержание подвижных Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, и V, то же характерно для K+, Na+, NH4+, NO3'и P. При миграции по почвенному профилю подвижных ТМ в большинстве случаев выявлено, что накопление в иллювиальном и глеевом горизонтах характерно для Ba, Fe, Sr, для остальных - верхнем горизонте почвы.
При исследовании изменения содержания подвижных ТМ выявлено, что на техногенных объектах преобладают Cd, Ni, Pb, Sr, V, Zn, на условно - фоновой территории - Fe и Cu, на рекультивируемых территориях - Mn. Характерно преобладающее содержание F, P, S на техногенных объектах.
Большинство превышений ПДК было отмечено в реплантоземах на рекультивированных отвалах вскрышной породы на разном расстоянии от отвала фосфогипса. Выявлены превышения у подвижных форм Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, а также у S, наибольшее из которых отмечается у S (превышение ПДК в 111 раз).
При расчете локального геохимического фона было установлено, что большинство получений значений ТМ и макроэлементов относится к фоновым. Аномальные и сильно аномальные значения обнаружены на всех исследуемых объектах, в большей части - на отвале фосфогипса, хвостохранилище и в более близким к ним территориям (до расстояния 2600 км от отвала фосфогипса). Также повышенные значения установлены в точках, расположенных около проезжей части. Отмечены превышения фоновых значений в гумусовом (Sr, Zn) и иллювиальном (Pb, Sr, V) горизонтах почвы, что говорит о их загрязнении.
Так, можно сделать вывод, что преобладающее загрязнение проявляется в радиусе 2,6 км от отвала фосфогипса и проявляется в сильно аномальном и аномальном содержании в почве основных загрязняющих веществ (Cd, F, Ni, P, Pb, S, Sr, V, Zn), превышении ПДК, подщелачивании почв, а также в результате этого загрязнении компонентов природной среды (поверхностных вод, атмосферного воздуха) и угнетении растений.
На территории Кингисеппской области выделяются 7 типов почв: слабо и среднеподзолистые, дерново-карбонатные, болотные и торфяные, дерново-подзолистые, глееземы, петроземы гумусовые, литоземы серогумусовые. В районе предприятия ООО «ПГ «Фосфорит» выделяются следующие типы почв: агрозем альфагумусовый глеевый, глеезем серогумусовый, дерново-подбур, дерново-подбур - иллювиально - глеевый, дерново-подбур- иллювиально-железистый, дерново-подзолистая, литозем серогумусовый, олиготрофно¬торфяная почва, перегнойно-глеевая, реплантозем, торфяная.
В процессе исследования на территории были выделены техногенные объекты (хвостохранилище, отвал фосфогипса), условно - фоновая территория (лесная и болотная экосистемы), рекультивированный отвал вскрышной породы. Были проанализированы 79 проб почвы на содержание подвижной формы ТМ, изучено содержание макроэлементов в 35 пробах.
На состояние атмосферного воздуха влияют выбросы через дымовые трубы и аспирационные установки предприятия, которые содержат в себе серный (SO3) и сернистый (8О?) ангидрид, F (в виде фторводорода (HF) и фторсодержащих солей). К основным компонентам, загрязняющим р. Лугу в результате воздействия ООО «ПГ «Фосфорит» относятся сульфаты, фосфаты, фториды, азотные соединения. Состояние реки Луги характеризуется как «загрязненная», превышение наблюдались по ХПК, азоту нитритному, Feобщ, Cu, Zn и Mn.
При повышении содержания Sr в почве снижается отношение Ca/Sr, что негативно влияет на растения. Из-за выбросов производства происходит деградация древостоя на расстоянии до 2,5 км. При одновременном воздействии Sr и F на живые организмы эти элементы по отношению друг к другу проявляют антагонистические свойства. Повышенное содержания в почвах P, F и Sr приводит к стрессу микробного сообщества в почвах, наблюдается токсическое действие на растения.
В почвах, образованных вблизи техногенных объектов и рекультивированного отвала вскрышной породы, наблюдается нейтральная и слабощелочная среда, для условно-фоновой территории характерна кислая среда. Зависимость в изменении содержания ТМ в почве от расстояния до отвала фосфогипса характерна для Sr, для которого характерно уменьшение содержания при удалении от отвала фосфогипса. Данная закономерность также характерна для F, P и S. Для Cl-, K+, Na+, NH4+, NO3-, а также подвижных форм тяжелых металлов характерно равномерное распределение по территории. При миграции от вершины отвала фосфогипса к подножию наблюдается увеличение содержание подвижных Cd, Cr, Cu, Fe, Ni, и V, то же характерно для K+, Na+, NH4+, NO3'и P. При миграции по почвенному профилю подвижных ТМ в большинстве случаев выявлено, что накопление в иллювиальном и глеевом горизонтах характерно для Ba, Fe, Sr, для остальных - верхнем горизонте почвы.
При исследовании изменения содержания подвижных ТМ выявлено, что на техногенных объектах преобладают Cd, Ni, Pb, Sr, V, Zn, на условно - фоновой территории - Fe и Cu, на рекультивируемых территориях - Mn. Характерно преобладающее содержание F, P, S на техногенных объектах.
Большинство превышений ПДК было отмечено в реплантоземах на рекультивированных отвалах вскрышной породы на разном расстоянии от отвала фосфогипса. Выявлены превышения у подвижных форм Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, а также у S, наибольшее из которых отмечается у S (превышение ПДК в 111 раз).
При расчете локального геохимического фона было установлено, что большинство получений значений ТМ и макроэлементов относится к фоновым. Аномальные и сильно аномальные значения обнаружены на всех исследуемых объектах, в большей части - на отвале фосфогипса, хвостохранилище и в более близким к ним территориям (до расстояния 2600 км от отвала фосфогипса). Также повышенные значения установлены в точках, расположенных около проезжей части. Отмечены превышения фоновых значений в гумусовом (Sr, Zn) и иллювиальном (Pb, Sr, V) горизонтах почвы, что говорит о их загрязнении.
Так, можно сделать вывод, что преобладающее загрязнение проявляется в радиусе 2,6 км от отвала фосфогипса и проявляется в сильно аномальном и аномальном содержании в почве основных загрязняющих веществ (Cd, F, Ni, P, Pb, S, Sr, V, Zn), превышении ПДК, подщелачивании почв, а также в результате этого загрязнении компонентов природной среды (поверхностных вод, атмосферного воздуха) и угнетении растений.
Подобные работы
- Геоэкологическая оценка воздействия предприятия по добыче и переработке фосфатного сырья на компоненты природной среды
Бакалаврская работа, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 4550 р. Год сдачи: 2023