Построение карты современного состояния геологической среды ЭГС «Территория влияния химического производства»

Практическое занятие №1

Построение карты современного состояния геологической среды ЭГС «Территория влияния химического производства»

(на примере участка Гомельского химического завода М 1:9000)

Карта современного состояния верхних горизонтов земной коры (приповерхностной части литосферы) рассматривается как базовая для составления эколого-геологических карт разных типов. Она должна отражать полный набор геологических параметров, дающих возможность оценить современное состояние литосферы и характеризующих все ее экологические свойства и функции. Ее целевое назначение быть своеобразным «накопителем» необходимой геологической информации, систематизированной как по всем экологическим функциям литосферы, так и по характеризующим их параметрам.

Карта современного состояния верхних горизонтов земной коры (по В. Т. Трофимову) представляет собой графоматематическую модель, обобщенно отражающую на топографической основе информацию о современном состоянии геологического объекта, сформировавшегося под влиянием природных и техногенных факторов, и позволяющую оценить его экологические функции и свойства.

Карта современного состояния верхних горизонтов земной коры несет информацию о геологическом строении территории, распространении геологических процессов и явлений, ореолах рассеивания элементов, содержании загрязняющих элементов, значении напряженности геофизических полей, метрических параметрах рельефа, разрывных тектонических нарушениях, зонах повышенной трещиноватости, источниках техногенного загрязнения и функциональной организации территории. Принципиальное ее отличие от одноименных, ранее составлявшихся карт, заключается в следующем:

1) оценочными показателями охватываются все компоненты литосферы, связанные с ее экологическими свойствами в контексте с экологическими функциями литосферы ресурсной, геодинамической, геохимической и геофизической;

2) все параметры отражаются в диапазонах значений, имеющих экологическую значимость, то есть, в диапазонах, в которых эти параметры по-разному воздействуют на биоту;

3) выбранные значения всех показателей ранжируются по тетраидной системе на четыре класса, что позволяет увязать их при эколого-геологической оценке с четырьмя ранее введенными классами состояния эколого-геологических условий;

4) в легенде карты в табличной форме предусмотрено размещение информации о влиянии всех геологических параметров на биоту (микроорганизмы, растительность, животных, человека).

Задание

1) Подготовить ситуационную основу территории ЭГС с нанесенной координатной сеткой.

2) По координатам (в соответствии с заданием) нанести точки и пункты отбора проб.

3) На полученную ситуационную основу нанести рельеф дневной поверхности, геоморфологию, характеристики генетических типов покровных отложений, гидрографическую сеть.

4) Нанести источники техногенной нагрузки (отвалы, дренажные каналы, шламоотстойники, цеха).

Отчет должен содержать характеристику ЭГС «Территория влияния химического производства», карту современного состояния геологической среды М 1:9000 с соответствующей раскраской и условными обозначениями.

Изучаемая территория расположена в северной части Приднепровской низменности, в междуречье рек Сож и Уза. Согласно современному геоморфологическому районированию территория расположена на сочленении Чечерской морено-водно-ледниковой равнины и второй надпойменной террасы рек Уза и Сож. Представляет собой плоскую, слабо расчленённую равнину с широким развитием аккумулятивных форм рельефа различного возраста и генезиса. Абсолютные отметки рельефа варьируют от 125 м в пойме р. Рандовка до 144 м на водоразделе в северо-восточной части. Современный рельеф унаследовал особенности доантропогенной поверхности. Формирование его связано в основном с эрозионно- аккумулятивной деятельностью днепровского ледника.

Территория имеет хорошо развитую гидрографическую сеть, представленную реками Уза, Рандовка, Мильчанской канавой, рядом мелиоративных каналов, канав и водоёмов. Местность, прилегающая к отвалам фосфогипса, заболочена, расчленена естественными и искусственными каналами, канавами и прудами. Поверхностный сток с отвалов фосфогипса в период весеннего половодья осуществляется по временному водотоку в р. Рандовка.

Положение территории в границах различных геоморфологических структур, сложность палеогеографических условий антропогенового периода и проявление современных геологических процессов обусловили достаточно широкое разнообразие генетических типов и форм рельефа. В наиболее возвышенной части водораздельного пространства развит водно-ледниковый рельеф, сформированный днепровским ледником. Поверхность водно- ледниковой равнины пологоволнистая, часто заболоченная; абсолютные отметки поверхности 135... 144 м с перепадами высот 2...3 м. Слагают водно- ледниковую равнину преимущественно пески. Несколько ниже водно- ледниковой равнины располагается вторая надпойменная терраса рек Уза и Сож. Переход между формами рельефа обозначен в виде длинного (до 1 км) склона, проходящего по территории промплощадки завода по линии скважин 13-7-30-34. Абсолютные отметки поверхности террасы изменяются от 125 до 135 м. Поверхность террасы осложнена эоловыми формами, заболоченными понижениями, местами встречаются останцы водно-ледниковой равнины. Поймы рек находятся в настоящее время в стадии развития.

Роль рельефа является весьма важной в питании подземных вод. Рельеф оказывает существенное влияние и на химический состав подземных вод.

С севера к отвалам фосфогипса примыкает равнинная местность, занятая сельхозугодиями и лугом.

Верхняя часть разреза представлена:

1) водно-ледниковыми надморенными отложениями днепровского горизонта (fIId^s), которые залегают обычно с поверхности, или перекрыты аллювиальными отложениями террас, современными аллювиальными, озёрными, болотными и техногенными образованиями, размыты в долинах рек и ручьев. Мощность их колеблется от 0,8 до 11,6 м. Сложены мелко- и тонкозернистыми, иногда среднезернистыми песками, с прослоями пылеватых супесей, реже суглинков. Пески желтовато-серые, жёлтые, серые, мелкие и пылеватые, часто глинистые или с незначительным содержанием гравия и гальки. Подстилаются повсеместно отложениями днепровского ледника.

2) аллювиальными отложениями второй надпойменной террасы позерского горизонта (a₂IIIpz), развитыми в пределах долин рек Уза и Рандовка, преимущественно с юго-западной и южной частях территории. Залегают обычно с поверхности или перекрываются современными аллювиальными, озёрными и болотными отложениями и техногенными образованиями. Мощность отложений изменяется от 1...2 м до 11 м. Сложены песками различного гранулометрического состава, преимущественно мелко- и тонкозернистыми с прослоями супесей и суглинков. Поверхность второй надпойменной террасы располагается на абсолютных отметках 119... 135 м и имеет уклон на юг и юго-запад, в направлении рек Уза и Сож.

3) верхнечетвертичными озёрно-аллювиальными отложениями (IaIIIpz), распространенными незначительно (в долине р. Рандовка и в пойме Мильчанской канавы). Залегают на отложениях днепровской морены или палеогеновых образованиях. Представлены песками и суглинками заторфованными, с растительными остатками; в виде линз и прослоев залегают глинистые разности. Мощность отложений до 9 м.

4) аллювиальными отложениями пойм (aIY), распространенными в долине р. Рандовка, залегают на разновозрастных четвертичных отложениях. Представлены двумя фациями – пойменной и русловой. Пойменная фация сложена песками, супесями пылеватыми; пески серые, тёмно-серые, чаще мелкие, гумусированные, с растительными остатками. Русловая фация – песками различной крупности, с редкими прослоями гравийного материала.

5) болотными отложениями голоценового горизонта (bIY), развитыми локально в понижениях рельефа на участках развития различных генетических типов отложений. Сложены торфом различной степени разложения или заторфованным грунтом, от бурого до чёрного цвета, мощность их изменяется от десятков сантиметров до 3,5 м. Залегаю непосредственно с поверхности.

6) эоловыми образованиями (vIV), имеющими локальное весьма ограниченное распространение.

7) техногенными образованиями (thIY), вскрывающимися вблизи искусственных сооружений. Представлены они насыпями автомобильных и железных дорог, подсыпкой площадок застройки, свалками бытового и производственного мусора. К техногенным образованиям относятся отвалы фосфогипса. Их мощность достигает 80 м.

Подстилаются все залегающие с поверхности образования моренными отложениями днепровского горизонта (gIId) распространены почти повсеместно и представлены накоплениями максимального на этой территории оледенения. Залегают на глубинах от 0,9 м (скв. 26 а) до 17,4 м (скв. 20-1), мощность их непостоянна и изменяется от 3,5 м (скв. 36) до 16 м (скв. 14 б) при средних значениях на территории Беларуси 20...30 м. В юго- западной части территории, в пределах заболоченной лощины, засыпанной фосфогипсом, моренные отложения не вскрыты, что является следствием наличия эрозионного среза. Сложены супесями, суглинками и глинами, красновато-бурыми, буровато-серыми, с включениями гравия и гальки. В толще глинистых грунтов частые прослойки и линзы песков с песчано- гравийного материала. На некоторых участках морена полностью сложена песками (скв. 39).

Моренные отложения днепровского подгоризонта являются первыми от поверхности Земли регионально выдержанным слабопроницаемым слоем, отделяющим грунтовые воды от межпластовых напорных вод.

В зоне активного водообмена, мощность которой составляет 250-280 м, выделены пять водоносных горизонтов:

– безнапорный горизонт, приуроченный к надморенным ледниковым отложениям днепровского горизонта и отложениям второй надпойменной террасы рек Уза и Сож (а₂Шрz + fIId^s) - грунтовый (ГВГ);

– напорный горизонт, приуроченный к нерасчленённым водно- ледниковым отложениям березинско-днепровского оледенения (f,IgIbr -IId) - нижне-среднеплейстаценовый (НСПВГ);

– напорный горизонт, приуроченный к отложениям харьковского яруса палеогена (Р₃hr) - палеогеновый (ПВГ);

– напорный горизонт верхнемеловых отложений (K₂tm) - турон- маастрихский (ТМВГ);

– напорный горизонт пограничных между верхним и нижним отделами меловой системы отложений (K₂sm + К₁a) - апт-нижнесеноманский (АНСВГ).

Гидродинамические условия территории тесно связаны с геоморфологическим положением, геологическим строением, водопроводимостью грунтов и режимом искусственных водоёмов. На изучаемой территории характерно залегание уровня грунтовых вод в меженный период на глубинах от 0,7 до 4,75 м с плавным постепенным понижением в южном направлении к рекам Уза и Сож - основным дренирующим элементам рельефа. В весенне-летний период грунтовые воды выходят на поверхность и обводняют значительную часть территории.

Коэффициент фильтрации (K_f) отложений грунтового горизонта изменяется от 0,1 до 2,1 м/сут. Преобладает вертикальная фильтрация подземных вод через разделяющие слои, в связи с чем загрязняющие вещества переносятся в глубь разреза.

Распоряжением совета народного хозяйства Белоруской ССР № 662-р от 15 июня 1960 г. утверждена площадка для строительства Гомельского завода минеральных удобрений на землях колхоза им. Калинина у железной дороги Гомель-Речица.

Сейчас Гомельский химический завод является крупнейшим в Беларуси и странах СНГ предприятием по производству фосфорных удобрений и серной кислоты. В качестве основного сырья используется апатитовый концентрат (Ca₅[P0₄]₃F) – продукт обработки апатит-нефелиновых сиенитов, который завозится с Кольского полуострова, и серный концентрат с Астраханского месторождения. Апатитовый концентрат имеет валовый состав (%): Si0₂ – 3,47, А1₂0₃ – 1,1, СаО – 31,5, MgO – 0,37, К₂0 – 0,43, S0₃ – 1,4, Р₂0₄ – 30,74.

Предприятия подобного профиля относятся к числу наиболее опасных и оказывающих негативное влияние на окружающую среду. Источники загрязнения воздуха, почв, поверхностных и подземных вод являются газообразные, жидкие и твёрдые отходы производства.

В атмосферу в результате работы завода поступают газодымовые выбросы, содержащие загрязняющие компоненты - пылевые частицы, оксиды углерода и азота, сернистый ангидрит, серную кислоту, тетрафторид кремния, фтористый водород, аммиак и др. В атмосфере эти вещества окисляются, взаимодействуя с кислородом воздуха и водяными парами. При этом все химические реакции ведут к образованию аэрозолей, состоящих из смесей H₂SO₄, HNO₃, HF. Плоский рельеф территории и роза ветров способствует ветровому разносу аэрозолей преимущественно в западном и северо-западном направлении на 2-10 км.

Производственные стоки от цехов с мокрым производством поступают на станции нейтрализации, откуда сбрасываются в системы прудов- усреднителей, где дополнительно отстаиваются. Сюда же отводятся поверхностные стоки с территории промплощадки, которые собираются промливневой системой канализации. Пройдя систему очистки, производственные стоки через выпуски №1 (условно чистые стоки) и №2 (условно очищенные стоки) сбрасываются в Мильчанскую канаву, которая на расстоянии 12,5 км от выпусков завода впадает а р. Уза - правый приток р. Сож. Источниками загрязнения подземных вод являются пруды со стоками среди отвалов фосфогипса, дренажные каналы и шламонакопители.

Твёрдые отходы - это в основном фосфогипс. Фосфогипс представляет собой порошок серо-белый, зернистый, мелкокристаллический, рыхлый, комкующийся, жирный на ощупь порошок. Он состоит в пересчёте на сухое вещество на 94% из сульфата кальция (CaS0₄) с примесями не прореагировавших фосфатов, полуторных окислов, соединений фтора и стронция, не отмытой фосфорной кислоты, органических веществ, соединений марганца, молибдена, кобальта, цинка, меди, редкоземельных и некоторых других элементов. Солевой состав фосфогипса: CaSo₄ ∙ 2Н₂0 – 97,0...97,2 %, АlР0₄ и FeP0₄ – 0,8... 1,2 %, Na₂SiF₆ и K₂SiF₆ – 0,5 %, Н₃Р0₄ – 0,7...0,85, Ca₅F(P0₄)3 и CaF₂ – 0,7 %.

Основную массу образующегося фосфогипса в настоящее время сбрасывают в отвалы. За 35-летний период работы ГХЗ в отвалах скопилось более 15 млн тонн этих отходов, занимающих площадь 90 гектар.

Дата добавления: 2015-11-04