|
106 щенных серной и угольной кислотами атмосферных осадков в овражнобалочную сеть и открытые водоемы; растекания и инфильтрации стоков на горизонтальных участках рельефа; скапливания стоков в низинах, что впоследствии приводит к заболачиванию территории. При этом, независимо от путей миграции стоков, их распространение вызывает изменение кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий в почвах (в значительной степени определяемых их буферной емкостью), приводящее к протеканию разнообразных химических реакций, в частности, приводящих к увеличению лабильности токсичных веществ. Степень опасности данного явления для здоровья населения определяется вероятностью поступления поллютантов непосредственно в организм человека или вовлечения их в трофические цепи. Таким образом, для обеспечения безопасности населения, проживающего на прилегающих к породным отвалам территориях, и предотвращения дефадации почв необходимо прогнозировать масштабы и интенсивность загрязнения окружающей среды токсичными веществами. Загрязнение окружающей среды породными отвалами включает вертикальную миграцию фильтрата породного отвала в почву его основания, растекание стоков атмосферных осадков с поверхности отвала на прилегающих территориях и впитывание их в почвы, а так же перенос грунтовыми водами экстрагируемых из почвы кислотными стоками педогенных веществ. Расчетная схема миграции токсичных компонентов в почву и подстилающие породы с отвалов угольных шахт представлена на рисунке 3.13. Вертикальная миграция загрязнителя в почву и далее в подстилающие породы удовлетворительно описывается одномерным уравнением конвективной диффузии с учетом кинетики сорбции загрязнителя твердой фазой почв и подстилающих и пород. В данном случае целесообразно рассматривать полубесконечное пространство. Уравнение мшрации загрязнителя имеет следующи и вид: |
25 При этом происходит изменение влажности поверхностного слоя отвала, которая в свою очередь влияет на взметывание пыли. При изучении эмиссии загрязняющих веществ с фильтратом, образующимся в породной массе важно знать источники поступления влага в тело отвала. Такими источниками в основном являются атмосферные осадки и влага из атмосферного воздуха. Другим мощным фактором загрязнения окружающей среды в горнопромышленных регионах являются стоки с породных отвалов и промышленные сточные воды (в особенности гальванические). В силу многообразия горнотехнических, технологических и других условий формирования и трансформации породных отвалов, поступление стоков на прилегающие территории происходит вследствие стскания обогащенных серной и угольной кислотами атмосферных осадков в овражнобалочную сеть и открытые водоемы; растекания и инфильтрации стоков на горизонтальных участках рельефа; скапливания стоков в низинах, что впоследствии приводит к заболачиванию территории. При этом, независимо от путей миграции стоков, их распространение вызывает изменение кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий в почвах (в значительной степени определяемых их буферной емкостью), обусловливающих протекание разнообразных химических реакций, в частности, приводящих к увеличению лабильности токсичных веществ. Степень опасности данного явления для здоровья населения определяется вероятностью поступления поллютантов непосредственно в организм человека или вовлечения их в трофические цепи. Таким образом, для обеспечения безопасности населения, проживающего на прилегающих к породным отвалам территориях, и предотвращения деградации почв необходимо прогнозировать масштабы и интенсивность загрязнения окружающей среды токсичными веществами. 117 Данный факт подтверждается 30 кратным превышением ПДК для поверхностных вод в воде, взятой из колодца глубиной 12 м, расположенного в 300 м от террикона шахты «Жданковская». В то же время при анализах проб родниковой воды, отобранных за водоразделом на расстоянии в 1,5 км от террикона, марганец не обнаружен даже в следовых количествах. Из приведенных результатов следует, что в настоящее время одними из основных факторов, оказывающих дестабилизирующее влияние на состояние окружающей среды, является фильтрация загрязняющих веществ из тела отвала в водоносные горизонты и вынос атмосферными осадками с отвала на прилегающие территории раствора серной кислоты, накапливающейся в поверхностном слое породной массы вследствие перераспределения этого вещества в теле отвала в соответствии с принципом направленности процессов к наиболее вероятному состоянию, а также образования её в процессе низкотемпературного окисления содержащих серу веществ, входящих в состав породной массы. 3.2 .5 Миграция стоков в окружающей среде В силу многообразия горнотехнических, технологических и других условий формирования и трансформации породных отвалов поступление стоков на прилегающие территории происходит вследствие стекания обогащенных серной и угольной кислотами атмосферных осадков в овражнобалочную сеть и открытые водоемы; растекания и инфильтрации стоков на горизонтальных участках рельефа; скапливания стоков в низинах, что впоследствии приводит к заболачиванию территории [ 168, 174,226]. При этом, независимо от путей миграции стоков, их распространение вызывает изменение кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий в почвах (в значительной степени определяемых их буферной емкостью), приводящее к протеканию разнообразных химических реакций, в частности, приводящих к увеличению лабильности токсичных веществ. 118 Степень опасности данного явления для здоровья населения определяется вероятностью поступления поллютантов непосредственно в организм человека или вовлечения их в трофические цепи. Таким образом, для обеспечения безопасности населения, проживающего на прилегающих к породным отвалам территориях, и предотвращения деградации почв необходимо прогнозировать масштабы и интенсивность загрязнения окружающей среды токсичными веществами. Загрязнение окружающей среды породными отвалами включает вертикальную миграцию фильтрата породного отвала в почву его основания, растекание стоков атмосферных осадков с поверхности отвала на прилегающих территориях и их инфильтрация, а гак же перенос грунтовыми водами экстрагируемых из почвы кислотными стоками педогенных веществ. Результаты экспериментальных исследований показывают, что на прилегающих к отвалам территориях основной вклад в повышение кислотности почв вносит инфильтрация в них стоков с породных отвалов. Поэтому рассмотрим данный процесс подробнее. Почва представляет собой трехфазную систему твердые частицы, вода и воздух с парами воды. Насыщенность почвы влагой является переменной. В теории движения почвенной влаги при неполном насыщении считают, что давление и коэффициент водопроницаемости заданные функции насыщенности, причем движением воздуха пренебрегают. Установлено, что почвенные агрегаты содержат два вида пор «капиллярные» и «некапиллярные». Другими словами, имеются поры двух порядков крупности, причем «капиллярные» поры обусловливают водоудерживающую способность почв, «некапиллярные» определяют быстрое просачивание воды в почву. Считается, что для идеальной почвы суммарные объемы каждой из систем пор должны быть примерно одинаковыми [100, 282, 284]. При выводе уравнения для насыщенности грунта влагой исходят из уравнения неразрывности, которое выражает тот факт, что изменение мае |