Условия формирования



Скачать 94,65 Kb.
Дата29.06.2015
Размер94,65 Kb.


УДК 546.02.551.49

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ

ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА УЧАСТКЕ ХВОСТОХРАНИЛИЩА

КАРА - БАЛТИНСКОГО ГОРНОРУДНОГО КОМБИНАТА.

Г.М.Толстихин, Г.Г.Толстихина

Контроль загрязнения подземных вод является одной из актуальнейших проблем, поскольку интенсивное развитие промышленности, сельского хозяйства, рост бытовых отходов и другие факторы привели к повсеместному значительному истощению и загрязнению поверхностных вод. Только строго охраняемые подземные воды остаются наиболее надёжным резервом для удовлетворения населения в питьевой воде.

Интенсивность загрязнения подземных вод определяется их защищенностью от проникновения загрязняющих веществ с поверхности. Последняя, в свою очередь, зависит от многих факторов, которые можно разделить на три основные группы - природные, техногенные и физико-химические [1].

К природным факторам относятся: наличие в разрезе пород зоны аэрации слабопроницаемых отложений; глубина залегания подземных вод; литология и фильтрационные свойства пород (в первую очередь слабопроницаемых), перекрывающих подземные воды.

Техногенные факторы определяются условиями нахождения загрязняющих веществ на поверхности земли (хранение отходов в накопителях, шламохранилищах, сбросных котлованах и других промышленных бассейнах, сброс вод на поля фильтрации и др.) и определяемый этими условиями характер проникновения загрязняющих веществ в подземные воды.

К физико-химическим факторам относятся специфические свойства загрязняющих веществ, их миграционная способность, сорбируемость, химическая стойкость или время распада, взаимодействие загрязняющих веществ с породами и подземными водами.

Кроме того, условия защищенности зависят от объёмов сброса загрязняющих веществ, так как водоносный горизонт может оказаться в большей степени защищённым по отношению к эпизодическим и небольшим по количеству сбросам загрязняющих веществ на поверхность земли.

Условия формирования загрязнения подземных вод на участке хвостохранилища КГРК можно характеризовать следующими данными.



Природные факторы. Участок хвостохранилища КГРК расположен в западной части Чуйской впадины на площади Западно-Чуйского месторождения подземных вод в пределах головной части конуса выноса р. Кара-Балта. На этой площади происходит формирование подземных вод основного эксплуатируемого водоносного горизонта, расположена область питания основных водозаборов г. Кара-Балта и близлежащих населенных пунктов.

Подземные воды приурочены к гравийно-галечным и валунно-галечным отложениям четвертичного возраста аллювиально-пролювиального генезиса. В формировании подземных вод участвуют инфильтрационные воды р. р. Кара-Балта и Чонг-Каингды, потери из коллекторно-дренажной сети хвостохранилища, а также атмосферные осадки. Вскрытая мощность четвертичных отложений в районе хвостохранилища составляет 300-350 м [2].

Подземные воды под хвостохранилищем безнапорные, вскрыты на глубинах (мощность зоны аэрации) 45 - 80 м. Уклон подземного потока 0,002 - 0,003 в северном направлении в сторону основных водозаборов г. Кара-Балта и ближайших сёл.

Коэффициенты фильтрации гравийно-галечных отложений в районе хвостохранилища меняются в зависимости от мощности и состава заполнителя от 30 до 230 м/сут. при среднем - 80-100 м/сут.

С поверхности земли водоносный горизонт аллювиально-пролювиальных отложений четвертичного возраста защищен слабо, покровные суглинки не превышают 0.7-1.0м, что способствует интенсивному проникновению загрязняющих веществ хвостовой пульпы в почвогрунты и далее - в подземные воды.

Техногенные факторы. Отходами производства КГРК, которые складируются на хвостохранилище, является жидкая хвостовая пульпа, состоящая из песков, илов, технологических растворов и воды, используемой для транспортировки этого материала по пульпопроводу.

Хвостохранилище КГРК эксплуатируется с 1955 года. Общая площадь хвостохранилища порядка 240 га. Хвостохранилище намывное, равнинного типа, состоит из 10 карт различной площади. Все старые отработанные карты погребены под картой № 7. В настоящее время действуют две карты - №№ 8, 9 и 10. Последняя сооружена на площади 9-й карты. Ложе всех карт выполнено противофильтрационным покрытием из утрамбованного слоя глинистого материала мощностью 1 м и только карта № 9 и существующая на ее площади карта № 10 (для сбора циансодержащих стоков) имеет пленочное противофильтрационное покрытие. Борта карт выложены отработанной породой. В северной части санитарно-защитной зоны (СЗЗ) хвостохранилища во избежание его прорыва, построены заградительная дамба и ров. Высота дамбы от 3 до 12 м, ширина по гребню - 5 м, ширина рва - 10 м. Дамба и ров способны аккумулировать «хвосты» в объеме 3.5 млн.м3. В теле хвостохранилища сооружен трехслойный горизонтальный дренаж для сбора инфильтрационных вод. Жидкая фаза сбросной пульпы через дренажную систему и водосборные сооружения хвостохранилища поступает для осветления в бетонный секционный отстойник емкостью 10000м3 и аккумулирующие емкости объемом 130000м3 и насосной станцией оборотного водоснабжения перекачивается на Гидрометаллургический завод для использования в технологическом процессе.

Гидрометаллургический завод ( ГМЗ) КГРК перерабатывает руды и урановые концентраты подземного выщелачивания, олово-вольфрамово-молибденовые концентраты и шлифотходы золото-перерабатывающего и аффинажного производства.

В настоящее время сброс хвостовой пульпы уранового и молибденового производства осуществляется в неэкранированную пленкой карту №8, что способствует дальнейшему загрязнению водоносного горизонта несмотря на резкое снижение объемов хвостовых вод. Выполненная противофильтрационным пленочным покрытием карта № 9 задействована только для сбора циансодержащих стоков золотоперерабатывающего производства.

В состав перерабатывающих на заводе руд входят: SiO2 (56-74%), Al2O3 (11-14.7%), Fe2O3 (1.3-4.6%), Ca O( 4,3%), MgO (2,7%), MnO (2,3%) и др. компоненты. Кроме того руды содержат твердые (коротко- и долгоживущие) и газообразные радиоактивные элементы.

При переработке руд используются следующие реагенты: азотная и серная кислоты, пиролюзит, аммиак, известь и др. Объем использования вышеперечисленных реагентов особенно в период 1970-1980 гг. был наибольшим.

Динамика поступления хвостовых вод и инфильтрации (расчетной) с 1970 года приведены на гистограмме (Рис.1). Как видно из приведенных данных максимальная техногенная нагрузка на водоносный горизонт отмечалась в период с1970 по 1980 год включительно. С 1981 года отмечается значительное снижение объема хвостовой пульпы



связанное с переходом ГМЗ на переработку преимущественно урановых концентратов подземного выщелачивания, а не руд. В этот же период разбуривается и вводится в эксплуатацию технический водозабор по перехвату загрязненных подземных вод проектной мощностью 15,5 тыс. м3 в сутки, который в настоящее время не работает.

Ниже в табл. 1. приводятся химические анализы проб воды хвостовой пульпы сброшенной на карту №8 в 1997-1999 годах.

Таблица 1.

Химический состав хвостовой пульпы

Содержание мг/дм3

17.12.97

18.03.98.

27.08.98

Na+K

77

70

6772

NH4

5200

3333

5500

Ca

1104

263

320

Mg

н.о.

н.о.

255

Cl

2269

4644

110

SO4

1074

1111

27426

NO3

177

2215

2215

NO2

0,002

0

7

CO3

1560

996

630

HCO3

н.о.

н.о.

336

Общая жесткость

55

13

37

в т.ч. карбонатная.

55

13

26

Сухой остаток

15050

36000

45200

Из приведённой таблицы видно, что концентрация загрязняющих веществ в хвостовой пульпе отличается значительной нестабильностью и меняется в течение года в десятки и сотни раз. При этом, на общем фоне резкого снижения количества сбрасываемых на хвостохранилище сточных вод, концентрация загрязняющих веществ в последних остаётся предельно высокой.

Содержание специфических загрязняющих компонентов, присущих промстокам ГМЗ КГРК - Mn, Mo, U приведены в табл.2. В ней дана максимальная установленная концентрация этих веществ в период с 1971 по1997 годы.
Таблица 2.

Концентрация специфических загрязняющих компонентов хвостовых вод, мг/дм3



Место отбора пробы

Mn

ПДК=0.1


Mo

ПДК=0.25


U

Аккумулирующий колодец

1170

15

5910-5

Отстойник оборотной воды

1089

10

10410-5

Восточная аккумулирующая ёмкость с добавлением технической воды

1166

12

20410-5

Западная емкость технической воды

726

18

5210-5

Западный дренаж

80

14



Как следует из табл. 2, концентрация специфических загрязняющих веществ в хвостовых и дренажных водах также нестабильна и меняется во времени в десятки и тысячи раз. Максимальная концентрация этих элементов в хвостовой пульпе, водах аккумулирующих емкостей, дренажных водах отмечалась в 1976-1981 годах, т.е. в период максимального объема переработки руды и наибольшего сброса пульпы на хвостохранилище.

Таким образом, основными компонентами загрязняющими подземные воды являются: из общих показателей - сульфаты, нитраты, аммиак, общая жесткость; из специфических показателей - марганец, молибден, уран.

Физико-химические факторы. Из перечня загрязняющих веществ ГМЗ следует выделить растворы минеральных солей – сульфатов и нитратов и долгоживущие радиоактивные изотопы. Процессы сорбции загрязняющих веществ горными породами изучены недостаточно. По литературным данным известно, что сорбция в динамичных условиях, которые мы имеем в нашем случае, значительно менее интенсивна, чем в статических условиях [3].

Таким образом, анализируя вышеизложенное, можно сделать следующие заключения:

Выбор местоположения хвостохранилища КГРК сделан фактически без учета гидрогеологических особенностей района, что изначально предопределило загрязнение подземных вод Кара-Балтинского участка. Водоносный горизонт аллювиально-пролювиальных отложений четвертичного возраста от хвостохранилища защищен слабо, покровные суглинки не превышают 0.7-1.0м. Фильтрационные свойства пород зоны аэрации, направление и скорость потока подземных вод способствовали интенсивному проникновению загрязняющих веществ хвостовой пульпы в почвогрунты и далее - в подземные воды.

Недостаточное противофильтрационное покрытие основания хвостохранилища, значительный объем и высокая концентрация загрязняющих веществ в хвостовых водах, с другой стороны, предопределили загрязнение водоносного горизонта Кара-Балтинского участка Западно-Чуйского месторождения подземных вод.


Литература




  1. Гольдберг В.М. Метод оценки защищённости подземных вод от загрязнения. - В сб. :Изучение условий защищённости подземных вод. М.: ВСЕГИНГЕО, 1986, С. 6.

  2. Мангельдин Р.Ф. Условия формирования и распространения подземных вод четвертичных отложений Чуйской впадины // Труды Фрунзенского политехнического института. – Фрунзе: ФПИ, 1977. – с. 16-31.

  3. Бочевер Ф.М., Лапшин Н.Н., Орадовская А. Е. Защита подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1979.



База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница