Помощь студентам в учебе
Современное состояние водных ресурсов в регионе Тимика (Папуа, Индонезия)
|
Введение 10
1. Физико-географическая характеристика территории Папуа
(Индонезия) 12
1.1 Географическое положение территории исследований 12
1.2. Геологическое строение и рельеф 14
1.3. Климат и поверхностные воды 18
1.4. Гидрогеологические условия 20
1.5 Почвы и растительный мир 21
2. Социально-экономическая характеристика и экологические проблемы
22
2.1. Демографическая ситуация 23
2.2. Экономика 25
2.3. Экологические проблемы 26
3. Современное состояние водных ресурсов в регионе Тимика 31
3.1. Физико-географическая характеристика района исследований ... 31
3.1.1. Геологические условия и рельеф 31
3.1.2. Гидрогеологические условия 33
3.1.2. Климат и водные ресурсы 34
3.2. Антропогенная нагрузка на территории исследований 39
3.2.1. Воздействие эксплуатации месторождения на окружающую среду 39
3.2.2. Усилия компании по снижению воздействия на окружающую
среду 44
3.2.3. Мониторинг окружающей среды компанией 49
3.3. Изучение состояния водных ресурсов в регионе Тимика 51
3.2.1. Материалы и методика исследований 52
3.2.2. Поверхностные воды 56
3.2.3. Подземные воды 60
3.2.4. Оценка гидрологических характеристик по длине реки 61
3.2.5 Меры для улучшения состояния природных вод 64
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 66
4.1 Предпроектный анализ 66
4.2 Инициация проекта 75
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом 76
4.3 Бюджет научного исследования 78
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности 87
5. Социальная ответственность 96
5.1. Юридические вопросы и организация безопасности 96
5.2. Анализ вредных факторов производства и мероприятия по их
предупреждению 99
5.3. Анализ вредных факторов производства и действия по их
устранению на производстве 100
5.4. Экологическая безопасность 110
5.5. Безопасность в аварийных ситуациях 110
Заключение 113
Список публикаций студента 117
Список использованных источников 118
Приложение А 124
Приложение Б 139
Приложение В 140
Приложение Г 141
Приложение Д 142
Приложение Е 143
Приложение Ж 144
Приложение И 145
Приложение К 148
Приложение Л 155
Приложение М
1. Физико-географическая характеристика территории Папуа
(Индонезия) 12
1.1 Географическое положение территории исследований 12
1.2. Геологическое строение и рельеф 14
1.3. Климат и поверхностные воды 18
1.4. Гидрогеологические условия 20
1.5 Почвы и растительный мир 21
2. Социально-экономическая характеристика и экологические проблемы
22
2.1. Демографическая ситуация 23
2.2. Экономика 25
2.3. Экологические проблемы 26
3. Современное состояние водных ресурсов в регионе Тимика 31
3.1. Физико-географическая характеристика района исследований ... 31
3.1.1. Геологические условия и рельеф 31
3.1.2. Гидрогеологические условия 33
3.1.2. Климат и водные ресурсы 34
3.2. Антропогенная нагрузка на территории исследований 39
3.2.1. Воздействие эксплуатации месторождения на окружающую среду 39
3.2.2. Усилия компании по снижению воздействия на окружающую
среду 44
3.2.3. Мониторинг окружающей среды компанией 49
3.3. Изучение состояния водных ресурсов в регионе Тимика 51
3.2.1. Материалы и методика исследований 52
3.2.2. Поверхностные воды 56
3.2.3. Подземные воды 60
3.2.4. Оценка гидрологических характеристик по длине реки 61
3.2.5 Меры для улучшения состояния природных вод 64
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 66
4.1 Предпроектный анализ 66
4.2 Инициация проекта 75
4.3 Планирование управления научно-техническим проектом 76
4.3 Бюджет научного исследования 78
4.4 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности 87
5. Социальная ответственность 96
5.1. Юридические вопросы и организация безопасности 96
5.2. Анализ вредных факторов производства и мероприятия по их
предупреждению 99
5.3. Анализ вредных факторов производства и действия по их
устранению на производстве 100
5.4. Экологическая безопасность 110
5.5. Безопасность в аварийных ситуациях 110
Заключение 113
Список публикаций студента 117
Список использованных источников 118
Приложение А 124
Приложение Б 139
Приложение В 140
Приложение Г 141
Приложение Д 142
Приложение Е 143
Приложение Ж 144
Приложение И 145
Приложение К 148
Приложение Л 155
Приложение М
Актуальность исследования. В условиях необходимости перехода мирового сообщества к устойчивому развитию особое значение должно придаваться как высокой экономической эффективности, так и экологической безопасности. Индонезия это одна из динамично развивающихся стран Юго-Восточной Азии, где экономический рост сопровождается серьезными экологическими проблемами. Принимаемые меры по охране окружающей среды в настоящее время не могут полностью ликвидировать интенсивное воздействие горнодобывающей отрасли на компоненты природной среды, в том числе и на водные ресурсы.
Выбор темы выпускной диссертационной работы обусловлен тем, что последствия горнодобычи в регионе богатом природными ресурсами, оказали негативное влияние на окружающую среду, в том числе и на водные ресурсы. Примером может служить месторождение Грасберг в регионе Тимика (Папуа, Индонезия), где ведется добыча серебра, золота, меди, а река Айква используется в качестве хвостохранилища для размещения отходов обогащения, речная вода непригодна для питья, ихтиофауна практически вымерла, многие гектары мангровых лесов превратились в пустоши.
Объектом исследования являются природные воды региона Тимика (Папуа, Индонезия).
Предметом исследования являются факторы, влияющих на состояние природных вод в регионе Тимика (Папуа, Индонезия).
Перед автором стоят следующие основные задачи:
• Описать физико-географические и социально-экономические условия
района исследований,
• Рассмотреть особенности воздействия горнодобывающей промышленности на водные ресурсы в районе исследований.
• Оценить состояние водных ресурсов.
• Предложить меры для сохранения природных вод в районе исследований.
Фактический материал и методы исследования
Основой магистерской диссертации послужил фактический материал, собранный автором во время производственной практики в экологической лаборатории отдела охраны окружающей среды PT Freeport Indonesia в Тимика (Папуа, Индонезия); результаты предыдущих исследований и данные из открытых источников, в том числе гидрометеорологические данные Всемирной метеорологической организации, немецкой службы погоды и Федерального агентства по гидрологии Германии.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на XXVI Международном научном симпозиуме молодых ученых и студентов имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр», посвященном 90-летию со дня рождения Н.М. Рассказова, 120-летию со дня рождения Л.Л. Халфина, 50-летию научных молодежных конференций имени академика М.А. Усова (Томск, 2022).
Автор выражает благодарность своему научному руководителю доц. М.В. Решетько, сотрудникам отделения геологии профессору Е.М. Дутовой, профессору О.Г. Савичеву, доц. А.Н. Никитенкову за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы.
Выбор темы выпускной диссертационной работы обусловлен тем, что последствия горнодобычи в регионе богатом природными ресурсами, оказали негативное влияние на окружающую среду, в том числе и на водные ресурсы. Примером может служить месторождение Грасберг в регионе Тимика (Папуа, Индонезия), где ведется добыча серебра, золота, меди, а река Айква используется в качестве хвостохранилища для размещения отходов обогащения, речная вода непригодна для питья, ихтиофауна практически вымерла, многие гектары мангровых лесов превратились в пустоши.
Объектом исследования являются природные воды региона Тимика (Папуа, Индонезия).
Предметом исследования являются факторы, влияющих на состояние природных вод в регионе Тимика (Папуа, Индонезия).
Перед автором стоят следующие основные задачи:
• Описать физико-географические и социально-экономические условия
района исследований,
• Рассмотреть особенности воздействия горнодобывающей промышленности на водные ресурсы в районе исследований.
• Оценить состояние водных ресурсов.
• Предложить меры для сохранения природных вод в районе исследований.
Фактический материал и методы исследования
Основой магистерской диссертации послужил фактический материал, собранный автором во время производственной практики в экологической лаборатории отдела охраны окружающей среды PT Freeport Indonesia в Тимика (Папуа, Индонезия); результаты предыдущих исследований и данные из открытых источников, в том числе гидрометеорологические данные Всемирной метеорологической организации, немецкой службы погоды и Федерального агентства по гидрологии Германии.
Апробация работы.
Основные результаты диссертационной работы докладывались на XXVI Международном научном симпозиуме молодых ученых и студентов имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр», посвященном 90-летию со дня рождения Н.М. Рассказова, 120-летию со дня рождения Л.Л. Халфина, 50-летию научных молодежных конференций имени академика М.А. Усова (Томск, 2022).
Автор выражает благодарность своему научному руководителю доц. М.В. Решетько, сотрудникам отделения геологии профессору Е.М. Дутовой, профессору О.Г. Савичеву, доц. А.Н. Никитенкову за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы.
Одно из самых крупных в мире золотосодержащее медно-порфировое месторождение Грасберг расположено в провинции Папуа в Индонезии, около Пунчак-Джая (4884 м) - самой высокой горы в Папуа. На территории исследований можно выделить две области: высокогорную от 2000 до 4200 м над уровнем моря, где ведется разработка месторождения и находятся горно-обогатительные фабрики; и относительно плоскую местность (от 10 м до 2000 м), которая включает в себя порт Амамапаре, г. Тимика и другие населенные пункты. Американский геолог Mark Cloos и индонезийский геолог Benyamin Sapiie в результате геологических исследований центрального хребта провинции Папуа Индонезии пришли к выводу о том, что формирование центрального хребта Пунчак Джая обусловлено проявлением 20 млн лет назад коллизионного орогенеза и направленной на север субдукции Австралийской плиты. Тектонические последствия рифтинга плиты между 6 и 3 млн лет назад вызвали магматизм и процессы нижнекорового антиплейтинга. Интенсивный магматизм сформировал супергигантское Cu + Au рудное тело Грасберг и связанные с ним скарновые тела рудного района Эрцберг. Для исследуемой территории в целом характерен экваториальный тип климата. В горнодобывающем районе в течение года температура воздуха колеблется от 3 до 18 °C, а среднее количество осадков составляет более 3000 мм/год. В низинах температура воздуха 20-34°C, осадков выпадает более 5000 мм/год. Широкий диапазон высот создает разнообразную растительность от альпийской в горах до тропических лесов в низменности. Расстояние между районом разработки месторождения и устьем реки Айква, впадающей в Арафурском море, составляет около 100 км. Особенности рельефа и большое количество осадков создают мощные речные системы в горных районах и меандрирующие реки с обширными поймами в низинах. Среднесуточный расход реки Отомона (выше по течению от г. Тимика) составляет около 50 м3/с, максимальный расход в 2021г. составил 202 м3/с. Транспортирующая способность реки Айква составляет 15-20 тысяч тонн наносов в сутки.
Компания PTFI работает в Индонезии с середины прошлого века. В 1972 году на комплексе Грасберг был получен первый медный концентрат. На протяжении почти пяти десятилетий PTFI инвестировал 7,7 млрд долларов США в инфраструктуру, а вклад в ВВП Индонезии с 1992 года составил более чем 60 миллиардов долларов США. В 2021 году Правительство провинции Папуа и Правительство регентства Тимика увеличили долю с 9,36 % и стали владельцами 51% акций PTFI. Добыча полезных ископаемых на комплексе Грасберг включает открытый рудник, подземные рудники и обогатительные фабрики. Открытая разработка карьера продолжалась с 1990 по 2020 гг. Руда добывается на высоте более 4000 метров над уровнем моря на площади около 100 км2. В настоящее время PTFI сосредотачивает свои производственные операции на подземных рудниках. На месте используется ряд процессов, включая различные этапы бурения, взрывных работ, сортировки и дробления, затем руду транспортируют на горно-обогатительную фабрику для повторного дробления, измельчения и флотации. Концентрат перекачивается в порт Амамапаре; там он фильтруется, сушится и отправляется на аффинажные заводы. Предприятие одно из крупнейших в мире, его суточная производительность увеличивалась с каждым годом. Отходы обогащения сбрасываются в реку Агабагонг, которая впадает в реку Айква (в 2004 г. около 195 000 т/сутки). Решение министра окружающей среды и лесного хозяйства в 2018 г. ограничивает ежедневный объем добычи до 300 тысяч тонн руды, а сброс хвостов обогащения в хвостохранилище, находящееся в русле реки Айква (Modified Ajkwa Deposition Area - ModADA), не более 291 000 сухих метрических тонн в сутки. В октябре 2017 года к компании PTFI были применены санкции из-за убытков государства вследствие загрязнения, использования охраняемых лесных массивов в производственной деятельности без разрешения на пользование лесными угодьями и увеличение площади ModADA с 230 до 450 км2. Компания PTFI предпринимает определённые меры по уменьшению последствий своей деятельности. Департамент окружающей среды PTFI контролирует качество воздуха, воды, хвостов, почвы, отложений, батиметрии, наземной биоты, сельскохозяйственной и водной продукции. В 1994 г. была открыта экологическая лаборатория. К 2015 году создана сеть экологического мониторинга, включающая 338 точек отбора проб, на которых ежегодно отбирается около 15000 образцов и 187000 проб для анализа. Однако ливневые дожди и сброс хвостов рудника в реку Айква и озеро Ванагонг приводит к наводнениям (в 1991 году была уничтожена большая часть низинных лесов), вызывает опасения возможное загрязнение местных источников воды, в морской фауне отмечается увеличение содержания меди.
Мониторинг содержания меди в отложениях в эстуарии Айква и в северной части Арафурского моря проводится один раз в год. Повышенные (выше 1600 мг/кг) значения отмечаются в районе ModADA.
Результаты мониторинга поверхностных вод, проводимого для вод, подверженных антропогенной нагрузке, и фоновых объектов для горных районов и низин показал примерно одинаковые результаты - превышений по содержанию меди не обнаружено (есть единичные случаи до 3,04 мг/л, причем в реках с естественными условиями формирования химического состава вод). Отмечено повышение проводимости в 3-5 раз по сравнению с фоном. Наиболее критично содержание взвешенных веществ, которое после сброса сточных вод составляет 257 000-667 000 мг/л, а в естественных реках высокогорья 15¬1390 мг/л. В низинах для рек-хвостохранилищ содержание взвешенных веществ уменьшается в десятки раз, но остается выше, чем фоновое и превышает рекомендованное значение. В эстуарии р. Айква после ModADA содержание растворенных металлов выше, чем в эстуариях других рек, но не превышает рекомендованные значения.
Результаты мониторинга химического состава подземных вод на 13 скважинах возле хвостохранилища показали стабильный состав в течение 2021 г., наблюдается увеличение сульфатов (4 точки) и железа (2 точки) относительно других скважин. В этих же точках наблюдается увеличение проводимости, общей жесткости. В воде единичных колодцев, используемых для питьевых целей наблюдается превышение нормативов для питьевой воды [4] для железа и марганца. По содержанию меди превышений не обнаружено.
Анализ данных мониторинга, проводимого PTFI, показывает, что содержание растворенных металлов практически во всех точках наблюдения соответствует стандартам правительства Индонезии. Очень серьезной экологической проблемой в регионе является высокий уровень наносов, который наблюдается в низинах регион! ModADA. Предполагается, что перегрузка произойдет в устье и может повлиять на эстуарий и морскую биоту. Таким образом, несмотря на улучшение управления отходами производства, водные ресурсы в регионе Тимика нуждаются в постоянном мониторинге, в том числе и независимыми аудиторами. Автор рекомендует на современном этапе дополнить программу мониторинга методом биоиндикации состояния сообществ водных организмов и обязательно использовать данный метод при рекультивации хвостохранилища.
Компания PTFI работает в Индонезии с середины прошлого века. В 1972 году на комплексе Грасберг был получен первый медный концентрат. На протяжении почти пяти десятилетий PTFI инвестировал 7,7 млрд долларов США в инфраструктуру, а вклад в ВВП Индонезии с 1992 года составил более чем 60 миллиардов долларов США. В 2021 году Правительство провинции Папуа и Правительство регентства Тимика увеличили долю с 9,36 % и стали владельцами 51% акций PTFI. Добыча полезных ископаемых на комплексе Грасберг включает открытый рудник, подземные рудники и обогатительные фабрики. Открытая разработка карьера продолжалась с 1990 по 2020 гг. Руда добывается на высоте более 4000 метров над уровнем моря на площади около 100 км2. В настоящее время PTFI сосредотачивает свои производственные операции на подземных рудниках. На месте используется ряд процессов, включая различные этапы бурения, взрывных работ, сортировки и дробления, затем руду транспортируют на горно-обогатительную фабрику для повторного дробления, измельчения и флотации. Концентрат перекачивается в порт Амамапаре; там он фильтруется, сушится и отправляется на аффинажные заводы. Предприятие одно из крупнейших в мире, его суточная производительность увеличивалась с каждым годом. Отходы обогащения сбрасываются в реку Агабагонг, которая впадает в реку Айква (в 2004 г. около 195 000 т/сутки). Решение министра окружающей среды и лесного хозяйства в 2018 г. ограничивает ежедневный объем добычи до 300 тысяч тонн руды, а сброс хвостов обогащения в хвостохранилище, находящееся в русле реки Айква (Modified Ajkwa Deposition Area - ModADA), не более 291 000 сухих метрических тонн в сутки. В октябре 2017 года к компании PTFI были применены санкции из-за убытков государства вследствие загрязнения, использования охраняемых лесных массивов в производственной деятельности без разрешения на пользование лесными угодьями и увеличение площади ModADA с 230 до 450 км2. Компания PTFI предпринимает определённые меры по уменьшению последствий своей деятельности. Департамент окружающей среды PTFI контролирует качество воздуха, воды, хвостов, почвы, отложений, батиметрии, наземной биоты, сельскохозяйственной и водной продукции. В 1994 г. была открыта экологическая лаборатория. К 2015 году создана сеть экологического мониторинга, включающая 338 точек отбора проб, на которых ежегодно отбирается около 15000 образцов и 187000 проб для анализа. Однако ливневые дожди и сброс хвостов рудника в реку Айква и озеро Ванагонг приводит к наводнениям (в 1991 году была уничтожена большая часть низинных лесов), вызывает опасения возможное загрязнение местных источников воды, в морской фауне отмечается увеличение содержания меди.
Мониторинг содержания меди в отложениях в эстуарии Айква и в северной части Арафурского моря проводится один раз в год. Повышенные (выше 1600 мг/кг) значения отмечаются в районе ModADA.
Результаты мониторинга поверхностных вод, проводимого для вод, подверженных антропогенной нагрузке, и фоновых объектов для горных районов и низин показал примерно одинаковые результаты - превышений по содержанию меди не обнаружено (есть единичные случаи до 3,04 мг/л, причем в реках с естественными условиями формирования химического состава вод). Отмечено повышение проводимости в 3-5 раз по сравнению с фоном. Наиболее критично содержание взвешенных веществ, которое после сброса сточных вод составляет 257 000-667 000 мг/л, а в естественных реках высокогорья 15¬1390 мг/л. В низинах для рек-хвостохранилищ содержание взвешенных веществ уменьшается в десятки раз, но остается выше, чем фоновое и превышает рекомендованное значение. В эстуарии р. Айква после ModADA содержание растворенных металлов выше, чем в эстуариях других рек, но не превышает рекомендованные значения.
Результаты мониторинга химического состава подземных вод на 13 скважинах возле хвостохранилища показали стабильный состав в течение 2021 г., наблюдается увеличение сульфатов (4 точки) и железа (2 точки) относительно других скважин. В этих же точках наблюдается увеличение проводимости, общей жесткости. В воде единичных колодцев, используемых для питьевых целей наблюдается превышение нормативов для питьевой воды [4] для железа и марганца. По содержанию меди превышений не обнаружено.
Анализ данных мониторинга, проводимого PTFI, показывает, что содержание растворенных металлов практически во всех точках наблюдения соответствует стандартам правительства Индонезии. Очень серьезной экологической проблемой в регионе является высокий уровень наносов, который наблюдается в низинах регион! ModADA. Предполагается, что перегрузка произойдет в устье и может повлиять на эстуарий и морскую биоту. Таким образом, несмотря на улучшение управления отходами производства, водные ресурсы в регионе Тимика нуждаются в постоянном мониторинге, в том числе и независимыми аудиторами. Автор рекомендует на современном этапе дополнить программу мониторинга методом биоиндикации состояния сообществ водных организмов и обязательно использовать данный метод при рекультивации хвостохранилища.