Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Нормативно-правовые, технологические и экономические основания внедрения технологии фертилизации тундры с использованием хозяйственно-бытовых сточных вод

Работа №192461

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

экология и природопользование

Объем работы88
Год сдачи2016
Стоимость5880 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
1
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Аннотация 6
Abstract 6
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 7
ВВЕДЕНИЕ 8
ГЛАВА 1. ПРИРОДНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ХМАО И ЯНАО 12
1.1 Географическое положение 12
1.2 Рельеф 15
1.3 Многолетняя мерзлота 18
1.4 Климатические условия 21
1.5 Гидрографическая сеть 24
1.6 Природные (физико-географические) зоны 26
1.6.1 Тундра 27
1.6.2 Лесотундра 30
ГЛАВА 2. ЭКОСИСТЕМЫ ТУНДРОСТЕПЕЙ 32
2.1 Характеристика и особенности 32
2.2 Причины исчезновения 34
2.3 Современная модель вюрмских вымираний 37
2.4 Способы и современный опыт восстановления 38
2.5 Целесообразность восстановления 40
ГЛАВА 3. СИСТЕМЫ ВОДООТВЕДЕНИЯ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА 42
3.1 Общие сведения о централизованных системах водоотведения поселений 42
3.2 Виды систем водоотведения, применяемые в малых населенных пунктах 43
3.3 Особенности проектирования и строительства систем водоотведения 46
3.3.1 Водоотведение и строительно-климатическое районирование 47
3.3.2 Меры по защите систем водоотведения от внешних воздействий 50
3.4 Состав хозяйственно-бытовых сточных вод 51
3.5 Неравномерность образования ГСВ 53
3.6 Градации ОС по производительности 55
ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ ФЕРТИЛИЗАЦИИ ТУНДРЫ 57
4.1 Обоснование выбора исследуемой территории 57
4.2 Методы утилизации хозяйственно-бытовых сточных вод 58
4.2.1 Поля орошения и поля фильтрации 58
4.2.2 Биологические пруды 59
4.2.3 Поля ассенизации и поля запахивания 61
4.3 Обеззараживание хозяйственно-бытовых сточных вод 62
4.4 Локальное восстановление плейстоценовой мегафауны 64
ГЛАВА 5. ОСНОВАНИЯ ВНЕДРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ФЕРТИЛИЗАЦИИ 66
5.1 Нормативно-правовые основы почвенной утилизации хозяйственно-бытовых сточных
вод 66
5.1.1 Сточные воды и жидкие бытовые отходы 66
5.1.2 Требования и нормы для полей орошения и фильтрации 67
5.1.3 Требования и нормы для полей ассенизации и запахивания 68
5.1.4 Плата за негативное воздействие на окружающую среду 69
5.2 Технологические основания применения 70
5.3 Экономические основания применения 74
5.4 SWOT-анализ проекта 77
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 78
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 81


Актуальность темы. Северные территории представляют зону важнейших интересов Российской Федерации по очень многим причинам.
Во-первых, это важный в экономическом отношении регион, выступающий фактором стабилизации экономики и обеспечивающий поставки сырья и энергоносителей, а также большую часть валютных поступлений. Кроме того, здесь сосредоточена значительная часть мировых разведанных и эксплуатируемых месторождений нефти, газа, полезных ископаемых, а также потенциальных, еще не разведанных ресурсов.
Во-вторых, Крайний Север и местности, приравненные к районам Крайнего Севера, являются стратегическим территориальным и экологическим резервом, причем не только в национальном, но и в мировом масштабе. Также в условиях увеличивающегося роста глобализации роль северных регионов в международной деятельности становится более значительной. Исходя из этого, освоение севера является важной стратегической задачей государства.
Природные условия на Северных территориях значительно более тяжелые для проживания человека, чем в средней полосе, но в то же время различны в отдельности для каждого региона. Кроме суровых условий на жизнь человека осложняется и социально-психологическими факторами.
К климато-географическим факторам, негативно влияющим на проживание человека, относят: суровость климата, сроки фотопериодичности, удаленность территории,
однотипный ландшафт и прочее. Вечная мерзлота и климат не позволяют населению заниматься сельским хозяйством, мешают созданию необходимой инфраструктуры и негативно влияют на существующую. Особое неудобство людям, которые проживают в этих условиях, доставляет гнус, появляющийся на пространствах тундры во время короткого лета.
Интенсивное освоение территорий Севера России обострило проблему водоотведения населением и промышленными комплексами. В отличие от средней полосы России, где применяются типовые очистные сооружения, на Северных территориях требуются высокоэффективные очистные сооружения и альтернативные, нестандартные инженерно-экологические решения в области обращения со сточными водами.
Суровый климат, тяжелые геологические и мерзлотно-грунтовые условия особенно неблагоприятны для строительства водопроводов, очистных сооружений, в состав которых входят большие емкости для воды, многочисленное оборудование, коммуникации. Дополнительные проблемы возникают из-за значительной удаленности населенных пунктов от обжитых районов, недостаточно развитых и периодически прерываемых транспортных связей; недостаточно развитой базы стройиндустрии; незначительной плотности населения и прочего. Технология очистки хозяйственно-бытовых стоков имеет свои особенности в зависимости от требований к очищаемой воде. Требования к качеству сбрасываемой воды, нормирование в водной сфере являются достаточно жесткими при проектировании и строительстве очистных сооружений.
Следует заметить, что комплексное изучение проблем коммунального водоотведения городов и поселков северной зоны страны, рациональное использование и охрана водных ресурсов и координация работ в этой области на должном уровне пока не осуществляется. В связи с этим изучение особенностей, совершенствование и внедрение инженерно-экологических процессов утилизации и очистки сточных вод является актуальной задачей.
На данный момент огромные пространства Севера заняты тундрами, биологическая продуктивность и биоразнообразие которых крайне низкие. Но так было не всегда. В Плейстоцене на этих территориях существовали степные экосистемы - мамонтовые тундростепи, обладавшие значительной численностью и плотностью мегафауны, богатой травяной растительностью, высокой скоростью био-круговорота, саморегуляцией.
Существует несколько отечественных и зарубежных проектов по восстановлению мамонтовых тундростепей. Наиболее показателен опыт С.А. Зимова под названием «Плейстоценовый парк», созданный в Якутии. Целью проекта является экспериментальная проверка гипотез о влиянии крупных животных на растительность ландшафтов. «Плейстоценовый парк» предполагает размещение на ограниченной территории и искусственное поддерживание в течение некоторого времени их высокой численности.
Восстановление тундростепи в настоящей работе предлагается осуществлять путём технологии фертилизации с использованием хозяйственно-бытовых сточных вод населенных пунктов. Технология фертилизации - новое инженерно-экологическое решение, выдвигаемое в данном исследовании.
Технология фертилизации с использованием хозяйственно-бытовых сточных вод позволит осуществить качественную и экономичную утилизацию сточных вод малых населенных мест в условиях Крайнего Севера, тем самым решить проблему водоотведения. Она может стать не только экологически безопасным способом, но и стать экономически выгодным мероприятием. Утилизация сточных вод позволит решить не только выше перечисленные проблемы водоотведения на Крайнем Севере. Огромные количества отходов в виде хозяйственно-бытовых сточных вод содержат массу органических и минеральных веществ, которые при утилизации этих вод могут быть привнесены в малоплодородные почвы тундры.
Восстановление мамонтовых степей с полноценными трофическими связями и сложным, комплексным взаимодействием между десятками видов растений, многими видами крупных травоядных, и многими видами хищников имеет биосферное значение. В свете продолжающегося потепления климата замещение тундры на тундростепь снизит поступление углекислого газа и метана в атмосферу за счет снижения темпов оттаивания мерзлоты благодаря теплоизлолирующим свойствам образующейся при этом дернины. Тундростепь станет своеобразным «зеркалом», отражающим солнечное тепло в атмосферу, поможет предотвратить эрозию вечномерзлых почв.
Благодаря своей высокой продуктивности и транспирации степные экосистемы будут сухими, что скажется на заболоченности местности. Сокращение числа болот вызовет за собой сокращение количества гнуса, что несомненно полезно для проживающих людей в этой местности. К тому же мегафауна станет своеобразным противогнусовым «биобарьером», который позволит снизить воздействие гнуса на человека. Зарастание разнотравьем - сравнительно дешевый способ озеленения прилегающих земель вокруг поселений.
Пустынные, с точки зрения биоразнообразия, территории тундры могут стать резерватами для вымирающих диких животных. Восстановление плейстоценовых тундростепей принесет не только пользу для биосферы в целом, но и определенную выгоду для человека. Появится возможность получать доходы от туризма, вести рациональную охоту.
Объект исследования: малопродуктивная тундра ЯНАО и ХМАО, хозяйственно-бытовые сточные воды малых населенных пунктов.
Предмет исследования: процесс повышения продуктивности (фертилизация) с помощью утилизации хозяйственно-бытовых сточных вод.
Цель диссертационной работы. Цель заключается в определении нормативно-правовых, технологических и экономических оснований внедрения технологии фертилизации болотной тундры с применением хозяйственно-бытовых сточных вод. Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:
1. Исследовать нормативно-правовую базу по использованию хозяйственно-бытовых сточных вод для орошения;
2. Привести технологические и экономические основания реализации технологии фертилизации;
3. Изучить природные условия ХМАО и ЯНАО, экосистемы тундростепей и способы их восстановления, а также особенности систем водоотведения в условиях вечной мерзлоты и способы утилизации сточных вод.
На защиту выносятся следующие положения:
1. Технология фертилизации - эффективный способ восстановления
тундростепей Плейстоцена;
2. Применяемость технологии фертилизации в малопродуктивных тундрах ХМАО и ЯНАО.
3. Почвенная утилизация хозяйственно-бытовых сточных вод и локальное восстановление плейстоценовой мегафауны - необходимые этапы технологии;
4. Почвенная утилизация хозяйственно-бытовых сточных вод в тундре является наиболее дешевым и экологически безопасным способом;
Методы исследования. Методологической основой исследования являются как общенаучные (теоретические, эмпирико-теоретические), так и частные научные методы. Теоретической основой исследования являются: научная литература, нормативно-правовые и методические документы, теоретические и методические разработки передовых ученых и специалистов, информация в системе Internet. Все выводы и предложения являются результатом научного исследования.
Новизна. Диссертационная работа базируется на проектах С.А. Зимова и американских ученых-экологов. Данное исследование представляет собой попытку связать опыт «Плейстоценовый парк» и решение проблемы водоотведения северных территорий с целью получить «симбиоз», который позволит решить вышеуказанные проблемы и провести полноценное изучение механизмов и процессов в степных экосистемах. Предложенное решение в данном исследовании не имеет аналогов не только в России, но и в мире.
Научно-практическая значимость. При успешном внедрении технологии фертилизации в малых населенных пунктах будут получены существенные выгоды для человека и биосферы. В большей степени выгодоприобретателем является человек, а в меньшей степени - биосфера, так как процесс восстановления тундростепей достаточно длительный.
Личный вклад соискателя. Автор диссертации является ответственным исполнителем тематики исследований. Принимал непосредственное участие в постановке проблемы, развитии концепции, оценке и разработке стратегии решения. Автор искренне благодарен за помощь при написании диссертации научному руководителю кандидату биологических наук, доценту кафедры экологической и сельскохозяйственной биотехнологии Семенову Сергею Юрьевичу.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из 5 глав, первые 3 из них представляют собой литературный обзор. Работа выполнена на 87 листах. В состав работы входят 11 таблиц, 8 рисунков.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


Сформулирована концепция технологии фертилизации, направленная на решение актуальных проблем. Изучены природные условия исследуемой территории, а именно климат и почвы, которые являются первоочередными факторами внедрения технологии фертилизации. С помощью SWOT-анализа выявлены положительные и отрицательные стороны проекта.
Проанализирован опыт строительства и эксплуатации трубопроводов систем водоотведения и очистных сооружений, построенных в сложных климатических и грунтовых условиях. Изучены нормативно-правовые акты, методические инструкции и указания в области почвенной утилизации. Так, для полей орошения и фильтрации основными нормативно-правовыми документами являются СанПиН 2.1.7.573-96.2.1.7, СНиП 2.04.03-85, СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03, ГН 2.1.7.2041-06.
Кроме того, в законодательстве нет четкого разграничения в таком понятии как «жидкие фракции». Не обозначены признаки для градации между сточными водами и ЖБО, разве что способ их обезвреживания. В законе под полигоном ЖБО понимается полигон ТБО, термин полигон ЖБО отсутствует в законодательстве, соответственно устройство и эксплуатация осуществляется с нормами и требованиями последнего. Желательно его ввести и связать с термином «поля ассенизации».
Основные федеральные нормативно-правовые акты в области почвенной утилизации для полей ассенизации и запахивания отсутствуют, и в редких случаях имеются упоминания (Например, в СанПиН 42-128-4690-88). Поля ассенизации регламентируются местным самоуправлением. Такое понятие как полигон ЖБО отсутствует в законодательстве, и для утилизации ЖБО используют полигоны по типу ТБО. Желательно ввести термин полигон ЖБО и связать с термином «поля ассенизации».
В результате исследования составлены схемы утилизации хозяйственно-бытовых сточных вод, включающие вывозную и сплавную системы канализации. Ассенизационная система наиболее проста и не требует капитальных затрат на прокладку трубопроводов. Она выгодна в мелких населенных пунктах до 1000 чел. и зависит от транспортной инфраструктуры. Канализационная система выгодна в населенных пунктах от 1000 до 5000 чел., куда можно вывозить сточные воды и ЖБО из неканализированных мест.
Показаны самые экономичные методы механической очистки и обеззараживания. Экономически целесообразна ассенизационная система с вывозом на комплекс биопрудов и полей орошения (фильтрации). Более затратна система канализирования на такой комплекс. Более затратны проектировка и устройство полигона для утилизации ЖБО. В то же время объект должен быть спроектирован по принципам полигона ТБО. Технология фертилизации предполагает отсутствие необходимости полной очистки воды, что снимает затраты на реагенты (в случае обеззараживания минимальные траты), на энергию для очистки. На этих инженерных сооружениях предполагается сокращение до минимума обслуживающего персонала. Достигается высокая надежность сооружений в течение длительного времени и наименьшая энергозатратность.
Выявлена необходимость в пересмотре законодательства в сфере утилизации хозяйственно-бытовых сточных вод и проектировки систем водоотведения, в исправлении пробелов в нормативно-правовых актах по методам почвенной утилизации. Многие документы желательно актуализировать в соответствии с сегодняшними реалиями. Причем актуализированные СНиП рекомендуется дополнить с учетом темы исследования. Особенно нуждаются в решении этих проблем малые населенные пункты, так как почвенная утилизация на практике зарекомендовала себя с лучшей стороны.
Необходимо ввести понятие «экологические поля орошения», наравне с земледельческими полями орошения и полями фильтрации . Можно сказать, что «экологические поля орошения» - это специализированные мелиоративные системы,
предназначенные для эффективной утилизации подготовленных сточных вод и, как следствие, для повышения продуктивности почв, без использования их в сельском хозяйстве. Оптимальным решением будет разработка единого нормативно-правового документа, регулирующего деятельность данных «экологических полей орошения».
Таким образом, можно сделать следующие выводы:
1. Нормативно-правовая база в области почвенной утилизации хозяйственно-бытовых сточных вод недостаточно регламентирует проектировку и эксплуатацию полей орошения и фильтрации, а поля ассенизации и запахивания упоминаются достаточно редко и регулируются только актами местного законодательства.
2. На основе нормативно-правовой базы составлены схемы утилизации хозяйственно-бытовых сточных вод, включающие вывозную и сплавную системы канализации. Ассенизационная система наиболее выгодна в мелких населенных пунктах до 1000 чел. и зависит от транспортной инфраструктуры. Канализационная система выгодна в населенных пунктах от 1000 до 5000 чел.
3. Исходя из критериев оценки экономичности и энергоэффективности, из тарифов на услуги, себестоимости транспортировки и очистки сточных вод и т. д. приведены основания для внедрения технологии фертилизации. В этом плане в большей части ЯНАО наиболее выгодна ассенизационная система, а в ХМАО - канализационная.
4. Природные условия исследуемой территории, а именно климатические
параметры и почвы, сходны с ранее существовавшими экосистемами и подходят для внедрения технологии фертилизации.


1. Конституция Российской Федерации [Электронный ресурс]: принята всенар. голосованием от 12.12.1993 г.: (с учетом поправок от 21.07.2014 г. №11-ФКЗ) // КонсультантПлюс: справ. правовая система. - Версия Проф. - Электрон. дан. - М., 2016. - Ст. 65.
2. Об административно-территориальном устройстве Тюменской области [Электронный ресурс]: закон Тюменской области №53 от 04.11.1996 (ред. от 06.10.2014) // Официальный портал Тюм. обл. Думы Url: http://duma72.ru/ru/legal_principles/ustav/
3. Устав Тюменской области [Электронный ресурс]: от 30.06.1995 г. №6 (с
изменениями и дополнениями) // Гарант: информационно-правовой портал. Url:
http://constitution.garant.ru/region/ustav_tumen/
4. О включении нового наименования субъекта Российской Федерации в статью 65 Конституции Российской Федерации [Электронный ресурс]: указ Президента РФ №841 от 25.07.2003 г. // КонсультантПлюс: справ. правовая система. - Версия Проф. - Электрон. дан. - М., 2016.
5. Об отнесении Березовского и Белоярского районов Ханты-Мансийского автономного округа - Югры к районам Крайнего Севера [Электронный ресурс]: Постановление Правительства Российской Федерации №170 от 03.03.2012 г. // КонсультантПлюс: справ. правовая система. - Версия Проф. - Электрон. дан. - М., 2016.
6. О внесении изменений и дополнений в Перечень районов Крайнего Севера и местностей, приравненных к районам Крайнего Севера, утвержденный Постановлением Совета Министров СССР от 10.10.1967 г. №1029 [Электронный ресурс]: Постановление Совмина СССР от 03.01.1983 №12 (ред. от 03.03.2012) // КонсультантПлюс: справ. правовая система. - Версия Проф. - Электрон. дан. - М., 2016.
7. Оценка численности населения на 01.01.2016 г. [Электронный ресурс] //
Официальный сайт Росстата. Url:
http://www.gks.ru/free_doc/new_site/population/demo/Popul2016.xls
8. О демографических и социально-экономических характеристиках населения
отдельных национальностей Российской Федерации (по итогам Всероссийской переписи населения 2010 г.) [Электронный ресурс] // Официальный сайт Росстата. Url:
http://www.gks.ru/free_doc/new_site/perepis2010/croc/results2.html
9. Численность населения РФ по муниципальным образованиям на 01.01.2015
[Электронный ресурс] // Официальный сайт Росстата. Url:
http://www.gks.ru/free_doc/doc_2015/bul_dr/mun_obr2015.rar
10. Гвоздецкий Н.А. Физическая география СССР. Азиатская часть / Н.А. Гвоздецкий, Н.И. Михайлов. - Изд. 3-е. - М.: Мысль, 1978. - 512 с.
11. Бакулин В.В. География Тюменской области: учеб. пособие / В.В. Бакулин, В.В. Козин. - Екатеринбург: Сред-Урал. кн. изд., 1996. - 240 с.: ил.
12. Большаник П.В. Физическая география и экология региона / П.В. Большаник и др.; под ред. В.И. Булатова, Б.П. Ткачева. - Ханты-Мансийск: Югор. отд-ние Рус. геогр. о-ва,
2006. - 197 с.
13. Раковская Э.М. Физическая география России. Часть 1-2. / Э.М. Раковская, М.И. Давыдова. - М., Владос, 2001. - 288 с: ил.
14. Огороднов Е.А. Атлас Тюменской области / Е.А. Огороднов. - Москва- Тюмень: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1971. - 198 с.
15. Алпатьев A.M. Физическая география СССР / A.M. Алпатьев, A.M. Архангельский, Н.Я. Подоплелов, А.Я. Степанов - М., 1973-1976... 86


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ