РЕФЕРАТ 5
Введение 10
1. Экологическая оценка территории по данным изучения снежного покрова . 14
2. Общая и геоэкологическая характеристика территории г. Междуреченска .. 18
2.1. Административно - географическая характеристика района исследований 18
2.2 Климатическая характеристика района исследований 19
2.3 Гидрологические условия района исследований 20
2.4 Г еологическая и геоморфологическая характеристика района
исследований 21
2.5 Почвенный покров района исследований 25
2.6 Г еоэкологическая характеристика района исследований 26
2.6.1 Основные источники загрязнения на территории г. Междуреченска.. 26
2.6.2 Обзор ранее проведенных эколого - геохимических исследований на
территории г. Междуреченска 30
3. Методика исследования 38
3.1. Отбор и подготовка проб снега 38
3.2. Аналитическое обеспечение исследований 40
3.2.1. Определение ртути в твердом осадке снега 40
3.2.2. Определение ртути в талой снеговой воде 43
3.2.3. Определение вещественного состава пробы 44
3.2.4. Определение минерального состава с помощью растровой
электронной микроскопии 45
3.2.5. Определение элементного состава с помощью инструментального
нейтронно-активационного анализа 46
3.3. Методика обработки данных 48
4. Уровень пылевого загрязнения снежного покрова и вещественный состав
твердого осадка снега на территории г. Междуреченска 52
4.1. Уровень пылевой нагрузки 52
4.2. Анализ вещественного состава проб твердого осадка снега 55
5. Загрязнение снежного покрова химическими элементами в зоне влияния
угледобывающих предприятий (на примере г. Междуреченска) 61
6. Оценка состояния здоровья населения города Междуреченска 66
7.1. Производственная безопасность 72
7.2. Экологическая безопасность 77
7.3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 77
7.4. Правовые и организационные решения обеспечения безопасности 78
7.4.1. Правовые решения обеспечения безопасности 78
7.4.2. Организационные решения обеспечения безопасности 80
8. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 81
8.1. Планирование, организация и менеджмент при проведении работ 81
8.2 Бюджет научного исследования 84
8.3. Расчет затрат времени и труда по видам работ 85
8.4. Расчет производительности труда, расчет продолжительности
выполнения объема проектируемых работ 87
8.5. Нормы расхода материала 88
8.6. Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 89
8.7. Общий расчет сметной стоимости проектируемых работ 92
Заключение 94
Список использованной литературы 97
Приложение А 105
Einleitung 106
9.1. Was ist Quecksilber? 107
9.2. Auswirkungen von Quecksilber auf die Gesundheit 108
9.3. Geschichte von Vergiftungsfallen 108
9.4. Quecksilbermengen und Biomonitoring 109
9.5. Ursachen der Quecksilberverschmutzung 112
9.6. Quecksilberemissionen in die Luft 112
9.7. Quecksilberemissionen ins Wasser 114
9.8. Globale Verbreitung von Quecksilber in der Umwelt
9.9. Schluss 116
Объектом исследования является территория г. Междуреченска, и прилегающая к нему территория (угольный разрез Томусинский, дороги ведущие на шахту Распадская и туристическую базу Романтика).
Цель работы - определение уровня загрязнения воздуха в зоне влияния угледобывающих предприятий на примере г. Междуреченска по данным изучения снегового покрова, определение элементного состава снегового покрова, а также изучение состояния здоровья населения в городе Междуреченске.
В процессе исследования проводился литературный обзор об исследовании снегового покрова как индикатора загрязнения атмосферного воздуха, а также эколого - геохимической изученности г. Междуреченска и его окрестностей, отбор и подготовка52 проб снега, изучение их на бинокулярном и электронном микроскопе, расчет эколого-геохимических показателей по данным анализа элементного состава проб инструментальным нейтронноактивационным анализом, определение содержания ртути в пробах талой снеговой воды и твердом осадке снега на ртутном анализаторе, построение и анализ карты распределения величины пылевой нагрузки на территории г. Междуреченска, анализ заболеваемости детского населения в возрасте от 0 - 14 и 15 - 17 лет по данным МБУЗ «Центральная городская больница» г. Междуреченска за 2013 - 2014 год. На основе полученных данных была выявлена пылевая нагрузка на территории г. Междуреченска а также в его окрестностях, элементный и минеральный состав твердого осадка снега на территории г. Междуреченска а также в его окрестностях, заболеваемость детского населения в возрасте от 0-14 и 15 - 17 лет на территории г. Междуреченска.
Область применения: Результаты данной выпускной работы могут быть переданы в природоохранную службу разреза «Томусинский», а также могут быть использованы в экологических службах Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды г. Междуреченска Кемеровской области. Также, данные могут быть использованы для создания базы данных пылевой нагрузки по Кемеровской области. Также, данные могут быть использованы кафедрой ГЭГХ ТПУ, для дальнейшего продолжения работу по данной тематике, и выявления динамики загрязнения снегового покрова на территории г. Междуреченска и в его окрестностях.
Экономическая эффективность/значимость работы экономическая целесообразность и выгода не являются прямой целью работы. Значимость работы заключается в исследовании снежного покрова вблизи объектов (предприятий) угольной промышленности, и выявлении степени загрязнения снежного покрова на данной территории.
Приоритетными источниками загрязнения атмосферного воздуха в городах России являются такие отрасли промышленности, как черная и цветная металлургия,уголъная промышленность, химическая и нефтехимическая промышленность, электроэнергетика, производство промышленных строительных материалов [1].Угольные предприятий Кемеровской области являются одними из самых мощных по добыче угля в России [2]. Функционирование таких предприятий вблизи города обуславливает актуальность мониторинга состояния атмосферного воздуха в окрестностях угольной промышленности. При этом в качестве надежного индикатора загрязнения атмосферы рядом исследователей используется снеговой покров, так как он является природным фильтром для многих веществ и элементов и интенсивно накапливает загрязняющие вещества из атмосферного воздуха
[3,4] .
Цель работы, определение уровня загрязнения воздуха в зоне влияния угледобывающих предприятий на примере г. Междуреченска по данным изучения снегового покрова, определение элементного состава снегового покрова, а также изучение состояния здоровья населения в городе Междуреченске.
В задачи исследования входит:
1. Обзор литературы об исследовании снегового покрова как индикатора загрязнения атмосферного воздуха;
2. Отбор и подготовка снега на территории г. Междуреченска и в его окрестностях;
3. Определениестепени загрязнения изучаемой территории по данным величины пылевой нагрузки;
4. Определение уровня накопления химических элементов, в том числе токсичных, редкоземельных, редких и радиоактивных элементов в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска и в его окрестностях;
5. Определение уровня накопления ртути в пробах талой снеговой воды и твердого осадка снега на территорию г. Междуреченска и в его окрестностях;
6. Выявление типов минеральных и техногенных образований в твердом осадке снега на территории г. Междуреченска и в его окрестностях;
7. Анализ статистических данных по заболеваемости населения г. Междуреченска.
Объектом исследования является территория г. Междуреченска, и прилегающая к нему территория (угольный разрез Томусинский, дороги ведущие на шахту Распадская и туристическую базу Романтика). Предметом исследования выступает твердый осадок снега, представляющий собой пылевые частицы, аккумулированные в снежном покрове, и снеготалая вода.
В основу работы положены результаты научно-исследовательской работы, проводившихся автором совместно с сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ в 2015 - 2016 году. Автором совместно с сотрудниками ТПУ проводился отбор и подготовка 52 проб снега.
Все пробы изучены в учебно-научных лабораториях МИНОЦ «Урановая геология» при кафедре геоэкологии и геохимии ТПУ.Содержание 28 химических элементов в пробах твердого осадка снегаопределяли в ядерногеохимической лаборатории на базе исследовательского ядерного реактора Томского политехнического университета инструментальнонейтронно - активационным анализом, аналитики А.Ф. Судыко и Л.В. Богутская. Определение содержания ртути в пробах проводилось в учебно - научной лаборатории микроэлементного анализа атомно - абсорбционным анализом «холодного» пара при консультации доцента каф. ГЭГХ Осиповой Н.А., ст. преподавателя Ляпиной Е.Е. Изучение вещественного состава проб твердого осадка снега проводилось автором в лаборатории электронно - оптической диагностики с помощью бинокулярного стереоскопического микроскопа согласно запатентованной методике сотрудников каф. ГЭГХ.Также пробы изучали на сканирующем электронном микроскопеНйасЫ S-3400N с ЭДС
приставкой Bruker XFlash 4010 (при консультации ассистента каф. ГЭГХ ТПУ Ильенок С.С.).
Научная новизна работы. Впервые определен уровень накопления токсичных, редких, редкоземельных элементов в твердом осадке снега,выявлен уровень пылевой нагрузки на снежный покров, выявлены техногенные и минеральные образования в твердом осадке снега в районах расположения угледобывающих предприятий.
Практическая значимость работы. Данные выпускной работы могут быть переданы в природоохранную службу разреза «Томусинский», а также могут быть использованы в экологических службах Департамента природных ресурсов и охраны окружающей среды г. Междуреченска Кемеровской области. Также, данные могут быть использованы для создания базы данных пылевой нагрузки по Кемеровской области. Также, данные могут быть использованы кафедрой ГЭГХ ТПУ, для дальнейшего продолжения работу по данной тематике, и выявления динамики загрязнения снегового покрова на территории г. Междуреченска и в его окрестностях.Также, результаты могут быть использованы в учебном процессе при проведении занятий для студентов экологических специальностей.
Апробация работы. Основные результаты работы, полученные автором, опубликованы в 3 статьях и тезисах докладов. Докладывались на 2-х Международных и 1-ой научнойконференциях:
Международных научных симпозиумах студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр»(Томск, 2016, 2017 гг.) [37, 38].
VII Межрегиональной научной студенческой конференции с элементами научной школы имени профессора М.К. Коровина«Творчество юных - шаг в успешное будущее» [36].
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, доценту кафедры ГЭГХ, к.х.н Осиповой Нине Александровне. Также глубокую признательность доценту каф. ГЭГХ, к.г.-м.н.
А.В. Таловской и старшему преподавателю каф. ГЭГХ к.г.-м.н. Е.А.Филимоненко за большое внимание, ценные советы и огромную помощь при выполнении работы.
Выражается благодарность аспиранту кафедры ГЭГХ Т.С.
Шаховой за консультации во время выполнения работы.
Автор выражает благодарность ассистенту каф. ГЭГХ Ильенку С.С. за помощь в изучении проб с помощью электронного сканирующего микроскопа, а также старшему преподавателю Ляпиной Е.Е., за консультации во время проведения измерений ртути в пробах.
Также выражается благодарность за проведение анализа проб инструментальным нейтронно-активационным анализом аналитикам
лаборатории А.Ф. Судыко и Л.В. Богутской.
Автор выражает благодарность профессору каф. ГЭГХ ТПУ, доктору геолого-минералогических наук Л.П. Рихванову;, профессору каф. ГЭГХ ТПУ, доктору геолого-минералогических наук С.И Арбузову и заведующему кафедрой ГЭГХ профессору, доктору геолого-минералогических наук Е.Г. Язикову за комментарии во время представления данных работы на конференциях.
В результате работы можно сделать следующие выводы:
1) Самая высокаяпылевая нагрузкабыла выявлена на разрезе Томусинском. Уровень пылевой нагрузки на разрезе изменяется от 83 до 459 мг/(м2*сут), и в среднем составляет 261 мг/(м2*сут), при фоне 10,5мг/(м2*сут).Это означает, что согласно нормативной градации пылевая нагрузка изменяется от низкой до высокой степени загрязнения, а среднее значение соответствует средней степени загрязнения. На остальных изучаемых территориях, величина пылевой нагрузки соответствуют низкой степени загрязнения и не опасному уровню заболеваемостисогласно нормативной градации (менее 250 мг/(м2*сут)). Так, на территории г. Междуреченска, пылевая нагрузка изменяется от 29 до 246 мг/м2*сут, среднее значение составило 122 мг/м2*сут.В северо-восточной части от г. Междуреченска, вдоль дороги ведущей на ш. Распадская, пылевая нагрузка изменяется от 48 до 422 мг/(м2*сут), и в среднем составляет 153мг/(м2*сут), при фоне 10,5мг/(м2*сут). В юго-восточном направлении от города, вдоль дороги ведущей на т.б. Романтика, пылевая нагрузка изменяется от 91 до 13 мг/(м2*сут), в среднем составляет 38мг/(м2*сут), при фоне 10,5 мг/(м2*сут).
2) При изучении вещественного состава проб твердого осадка снега на территории г. Междуреченска и в его окрестностях, было выявлено, что частицы техногенного происхождения преобладают над минеральными образованиями. Техногенные частицы на территории г. Междуреченска и в его окрестностях представлены преимущественно частицами сажи и угольной пыли, шлаком, алюмосиликатными микросферулами. Минеральные частицы представлены преимущественно кварцам. Преобладание техногенных частиц над минеральными вызвано специализацией данного района. Фоновая проба представлена преимущественно природными минеральными и биогенными частицами кварца (55 %). Остальной процент составляют техногенные частицы, появившиеся в данной пробе за счет дальнего переноса.
3. При изучении элементного состава проб твердого осадка снега на территории г. Междуреченска и в его окрестностях, было выявлено, что на изучаемой территории, в твердом осадке снега происходит накопление следующих химических элементов: Ba, Zn,Sr, Eu,Lu,Ca,As,Cs,Tb, Sc,Co,La, Hg. Данные элементы на данной изучаемой территории поступают в окружающую среду за счет антропогенных источников, что подтверждается расчетами фактора обогащения и коэффициента аэрозольной аккумуляции. Самое высокое накопление Ca,Lu,Ba,Sr,As,Cs,Tb, Sc,Co,Eu,La было выявлены на территории г. Междуреченска. Т.к данные элементы являются элементами - примесями в углях, можно предположить, что их поступление на территорию города связано с дальним переносом от угольных разрезов, а также от сжигания углей в котельных, которые расположены на территории города, и в качестве топлива используют уголь. Также, было выявлено, что вдоль дорог ведущих на т.б Романтика и шахту Распадская, отмечается самое высокое на изучаемой территории накопление Zn, что может быть связано с интенсивным автомобильным движением и истиранием их шин. В пробах снега, отобранных на территории разреза Томусинский, было выявленно накопление следующих химических элементов: Zn, Cs, Lu, Rb, Eu, Cs, Ba, Tb, Sc, La, ^.Данные элементы являются элементами - примесями в углях, поэтому их поступление в окружающую среду обусловлено как природными факторами (миграция химических элементов), так и техногенными факторами (при проведении буровзрывных работ на территории разреза).
Также было выявлено, что степень загрязнения территории г. Междуреченска и его окрестностей,на основе рассчитанных значений суммарного показателя загрязнения соответствует низкой степени загрязнения, неопасному уровню заболеваемости.
4. При изучении заболеваемости детского населения на территории г. Междуреченска, было выявлено, что больше всего детей в возрасте от 0-14 и 15-17 лет имеют заболевание органов дыхания. Суровый климат, особенности промышленности и экологии города делают заболевание органов дыхания одной из самых важных социальных и медицинских проблем в городе и регионе.
5.Основной вклад на загрязнение снегового покрова на территории г. Междуреченска оказывают два фактора: региональный и локальный. К региональному фактору относятся выпадения, связанные с переносом вещества от угольных разрезов в процессе разработки и горно - взрывных работ. К локальному фактору загрязнения относятся котельные, которые расположены на территории г. Междуреченска, а также автотранспорт.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
