Проект геоэкологических исследований на участке 'Новобачатский-2' Краснобродского каменноугольного месторождения (Кемеровская область)

Проект геоэкологических исследований на участке 'Новобачатский-2' Краснобродского каменноугольного месторождения (Кемеровская область)

Содержание

Введение

Геоэкологическое задание

1.   Природные условия и геоэкологическая характеристика района работ

1.1 Физико-географические условия

1.2     Климатическая характеристика

.3       Инженерно-геологические условия

.4       Гидрогеологические и гидрологические условия

.5       Геоэкологическая характеристика

2.   Обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ

3.       Общая и геоэкологическая характеристика объекта работ

.        Методы и виды исследований

4.1 Обоснование необходимости постановки работ на основе анализа имеющихся материалов

4.2     Развернутое описание геоэкологических задач проектируемой стадии работ на изучаемом объекте и методы их решения

.3       Методы и виды исследований

5.   Методы подготовки лабораторных испытаний и анализа проб

5.1 Виды опробования, способы пробоотбора и подготовки проб к анализам

5.2     Обоснование видов анализа и комплекса анализируемых компонентов

6.   Топографо-геодезические и камеральные работы

Заключение

Список использованных источников

Приложение

Введение

Цель работы - применить теоретические знания, полученные в курсе «Геоэкологическое проектирование и экспертиза проектов» посредством составления проекта геоэкологических исследований для участка «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения. Объекты исследований: атмосферный воздух, почвенный покров, поверхностные и подземные воды, растительность.

Задачи, которые нужно решить в процессе выполнения курсового проекта:

·  грамотно составить геоэкологическое задание на выполнение работ;

·        правильно выбрать стадию и масштаб геоэкологических исследований;

·        выбрать и обосновать методы и виды геоэкологических исследований;

·        правильно решить вопросы пробоподготовки и выбора лабораторных методов анализа;

·  обосновать проведение топографо-геодезических работ;

·        составить график выполнения работ;

·        определить сроки и виды камеральных работ;

·        обосновать применение средств вычислительной техники и программ обработки данных.

Материалом по исследуемой территории (участок «Новобачатский-2») для выполнения данной работы служат фондовые материалы экологического отдела ООО «Разреза Новобачатский».

Департамент природных ресурсов                   Утверждаю:

по Кемеровской области                         Председатель Департамента

Высоцкий С.В.

« 01 » января 2013г.

Наименование объекта: Участок «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения.

Местонахождение объекта - Кемеровская область, Беловский район.

Геоэкологическое задание

на проведение геоэкологических исследований масштаба 1:100 000 на территории участка «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения

Основание выдачи геоэкологического задания: пункт лицензионного соглашения на право пользования недрами.

Целевое назначение работ: получения полной и достоверной информации о состоянии окружающей среды и ее изменениях, необходимой для предотвращения и (или) уменьшения неблагоприятных последствий таких изменений.

Пространственные границы объекта: лицензионный участок «Новобачатский-2» расположен на территории Беловского района Кемеровской области. Работы будут проводиться в зоне воздействия предприятия на компоненты природной среды (в пределах двух санитарно-защитных зон).

Основные оценочные параметры:

Атмосферный воздух:

Направление и скорость ветра, температура воздуха, атмосферное давление.

Газовый состав: сернистый ангидрид (диоксид серы), диоксид углерода, угарный газ СО, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, хлористый водород, аммиак, формальдегид, бенз(а)пирен, бензол, ксилол, толуол.

Пылеаэрозоли: пыль, сажа, элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

Снеговой покров:

- твердый осадок снега: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

- снеготалая вода: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Mn; рН, Eh, сульфаты, нитриты, нитраты; полиакриламиды; общее Fe.

Почвенный покров: тяжелые металлы 1 класса опасности: Hg, Pb, Zn; тяжелые металлы 2 класса опасности: Cu, Ni, Cr, Co; тяжелые металлы 3 класса опасности: Sr, V, Mn, Bа; элементы: Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe; pH водный вытяжки из почв; мощность экспозиционной дозы (МЭД), радиоактивные элементы U(Ra)^, Th²³², K⁴⁰.

Поверхностные воды: расход воды, скорость течения, визуальные наблюдения, жесткость, цветность, температура, прозрачность, запах, растворенный в воде кислород, мутность, pH, Eh, хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, общая минерализация, ХПК, БПК5, нитриты, нитраты, аммоний, нефтепродукты, полиакриламид, общее железо, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, элементы Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

Подземные воды: уровень подземных вод, температура, дебит, фильтрационно-емкостные свойства горных пород, параметры пористости, абсолютные отметки статистических уровней до начала эксплуатации, положение пьезометрической или гипсометрической поверхности подземных вод, мощность коллекторов, поверхностно-активные вещества (ПАВ), анионактивные вещества (АПАВ), привкус, запах, мутность, цветность, Eh, pH, общая минерализация (сухой остаток), общая жесткость, окисляемость, гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, нитриты, нитраты, аммоний, общее железо, Ca²⁺, Mg²⁺; элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe..

Растительность: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Bа, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Se, As, Si, Al, P; общее Fe.

Экзогенные процессы: выявление обвалов, проседаний, наблюдения за образованием оползней на освоенных земельных отводах, визуальная оценка устойчивости дамб искусственных гидротехнических сооружений (шламонакопителей, отстойников).

Наблюдения за данными по приросту полезных ископаемых, количеством и качеством извлекаемых из недр полезных ископаемых.

Геоэкологические задачи:

1.   определение источников загрязнения компонентов природной и геологической сред;

2.       изучение состояния компонентов природной и геологической сред;

3. изучение уровней загрязнения компонентов природной среды, сопоставление этого состояния с требованиями нормативов и стандартов;

. разработка природоохранных мероприятий по снижению негативного воздействия источников загрязнения.

Основные методы исследования: атмогеохимический, литогеохимический, гидрогеохимический, гидрологический, биогеохимический, геофизический, дистанционный.

Последовательность решения:

1.   Проведение литературного обзора для ознакомления с местом проведения работ и его природно-климатическими условиями; ознакомление с геоэкологическими проблемами и техногенной нагрузкой в районе месторождения.

2.       Проведение рекогносцировочных работ.

3.   Проведение дистанционных методов исследования.

4.       Обоснование необходимости организации геоэкологических исследований на природные среды.

.        Выбор сети наблюдений и точек отбора проб.

.        Выбор методов исследования и периодичности отбора проб.

.        Отбор проб и пробоподготовка.

.        Обработка полученных данных и составление отчета.

Ожидаемые результаты: оценка состояния компонентов окружающей среды участка «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения в сравнении с нормативными и фоновыми показателями, выявление источников и масштабов загрязнения и загрязняющих веществ, а также разработка мероприятий по уменьшению негативного воздействия на природные среды.

Сроки проведения работ: с 01.02.2013 по 01.02.2018.

Первый заместитель председателя департамента               И.И. Иванов

Согласовано:

Начальник отдела лицензирования природных ресурсов И.И. Иванов

Начальник отдела мониторинга геологической среды

и водных объектов                                                              И.И. Иванов

1. Природные условия и геоэкологическая характеристика района работ

1.1 Физико-географические условия

Лицензионный участок «Новобачатский-2» расположен на территории Беловского района Кемеровской области. Населенных пунктов на территории участка нет. Районный центр г. Белово находится в 8 км севернее участка. Близлежащие населенные пункты - поселок Новый городок, располагается в 1,5 км к северу, деревня Новобачаты, расположена в 1,5 км к юго-востоку от участка (рис. 1). [34]

Рисунок 1. Обзорная карта района (масштаб 1:500 000)

Район участка освоен горнодобывающими предприятиями: в 5 и 6,0 км к западу находятся соответственно шахта «Чертинская» и разрез «Бачатский»; в 8 км к северо-западу - разрез «Шестаки», в 4 км к востоку - шахта «Новая», в 10 км к югу разрез «Краснобродский», в 1км к северу - ООО «Беловский каменный карьер». Все предприятия имеют развитую инфраструктуру.

Участок находится вне водоохранных зон рек. Река Малый Ключ (водоохранная зона 50 м) протекает в 1,0 км к северо-западу от границ участка. Однако, сброс сточных вод из очистных сооружений осуществляется самотеком по закрытому коллектору в реку Большой Ключ.

В северной части участка (правобережье реки М.Ключ) располагается водозаборная скважина №5, эксплуатирующаяся Беловским водоканалом для хозяйственно-питьевого водоснабжения пос. Чертинский.

Земли в районе проектируемого участка используются в сельскохозяйственных целях (пашни, сенокосы) и находятся в границах фермерских хозяйств Петрасюка В.Я., Волосенкова В.А. и Черемных М.В., а также в фонде перераспределения администрации Беловского района.

В северо-западном направлении от участка (за Салаирским хребтом) располагаются коллективные сады. В настоящее время площадка строительства участка свободна от застройки.

1.2 Климатическая характеристика

Климат района резко континентальный с продолжительной холодной зимой и коротким жарким летом.

Средняя максимальная температура наиболее жаркого месяца - июля составляет +25,2⁰С, средняя минимальная температура самого холодного месяца января - 22,6⁰ С.

Период с устойчивым снежным покровом имеет среднюю продолжительность 174 - 190 дней. Средняя дата образования устойчивого снежного покрова - 4 ноября, средняя дата схода снежного покрова - 31 марта.

Повторяемость направлений ветра и штилей приведена в таблицах 1, среднемесячные скорости ветра в таблице 2.[34]

Таблица 1. Повторяемость ветров

В течение года преобладают ветра юго-западного направления (52%).

Таблица 2. Среднемесячная и среднегодовая скорость ветра

Среднемесячное и годовое количество осадков принято на основании данных ГУ «Кемеровский областной ЦГМС» и представлены в таблице 3.

Таблица 3. Количество осадков, мм.

.3 Инженерно-геологические условия

Геологическое строение участка. В геолого-структурном отношении участок «Новобачатский-2» расположен в Присалаирской части бассейна, непосредственно в лежачем крыле Салаирского взброса.

В результате выполнения тематическая работа «Изученность Беловского района». В лежачем крыле Салаирского взброса было выделено несколько перспективных площадей, где возможны выхода на поверхность угленосных отложений верхнебалахонской подсерии с углями коксующихся марок.

Одним из выделенных участков является - «Новобачатский-2».

Участок «Новобачатский-2» представлен узким тектоническим блоком, ограниченным по длинной стороне с юго-запада и северо-востока зонами дробленных пород, соответственно Салаирского и «Р» взбросов. Северо-западной границей участка (по простиранию угленосной толщи) является целик под железную дорогу, юго-восточной - граница охранной зоны поселка Каменка (Новобачаты).

В строении участка принимают участие осадки верхнебалахонской подсерии нижней Перми Кузбасса. Ширина угленосной толщи уменьшается с юго-востока на северо-запад от 620-540 до 272-212м (рис. 2).

Эта подсерия распространена широко в западной и юго-западной частях территории. Прилегающей к разрезу и является самой угленасыщенной частью балахонской серии. С небольшим размывом она ложится на отложения нижнебалахонской подсерии. На рассматриваемой территории она подразделяется на две свиты: кемеровскую и усятскую.

Породы сильно дислоцированы и образуют линейные складки северо-западного направления. Верхнебалахонская подсерия от нижнебалахонской отличается более однородным составом. В основании ее лежат, главным образом, песчаники и алевролиты промежуточной свиты. Песчаники мелко-среднезернистые полимиктовые, алевролиты от мелко- до крупнозернистых темно-серых, серых, редко черных. Подчиненное значение имеют аргиллиты, углистые аргиллиты и алевролиты. Общая мощность свиты изменяется от 85 до 430 м.

Рисунок 2. Схема строение участка.

В структурном отношении угленосная толща слагает от четырех до двух синклинальных и антиклинальных складок.

Литологический состав представлен песчаниками, алевролитами, аргиллитами и углями. Содержание их в разрез колеблется: песчаники - 30,84%, алевролиты - 48,9%, угли - 11,54%, аргиллиты - 0,72%. В угленосной толще участка выявлено всего 8 пластов углей рабочей мощности (0,70 м и более). Из них 6 (Внутренние IVв.п., IVн.п., IIIв.п., IIIн.п., Iв.п., Iн.п.) распространены практически на всей площади. Два пласта (II Внутренний и Нулевой) развиты только на ограниченной площади.

Кемеровская свита (P₁km) представляет наибольший интерес благодаря наличию мощного пласта угля Горелого. В большей части разреза вскрыты лишь верхи свиты с пластом угля Характерным, а основной пласт Горелый пробуренными скважинами не подсечен. Свита сложена крупными пачками серых, зеленовато-серых песчаников, алевролитов, аргиллитов. Литологический состав характеризуется преобладанием песчаников над алевролитами и аргиллитами. В условиях интенсивной тектонической нарушенности и резкой фациальной изменчивости маркирующие горизонты практически не выделяются. Мощность свиты в районе изменяется в широких пределах (120-200 метров), что связано с весьма своеобразными и неустойчивыми условиями осадконакопления, типичными для всей юго-западной окраины Кузнецкого бассейна.

Продуктивные отложения участка включают пять пластов угля, принятых к подсчету запасов - I, II, III, IV Внутренние, Характерный. Характеристика пластов приведена по результатам разведочного бурения (три скважины) на 2-3 разведочной линии.

Пласт IV Внутренний - самый выдержанный пласт усятской свиты в пределах Улусской угленосной площади. В пределах проектного участка его мощность составляет 2,57 метра (по одному пластопересечению).

Строение пласта пределах Улусской площади чаще простое, иногда сложное, состоящее из двух пачек.

Пласт III Внутренний. Его мощность колеблется от 2,12 метра до 3,25 метра при средней мощности 2,6 метра. Строение пласта простое, реже состоит из двух-трёх пачек.

Пласт II Внутренний. Его мощность изменяется от 1,40 метров до 2,19 метра при средней мощности - 1,8 метра. Строение пласта в основном простое.

Пласт I Внутренний. Мощность его изменяется от 1,21 до 3,02 метра, при средней мощности - 1,96 метра. Строение сложное - состоит из двух пачек, реже простое.

Пласт Характерный. Мощность его изменяется от 2,20 до 5,52 метра при средней мощности 4,21 метра. Строение пласта сложное, иногда нижняя пачка отделяется на 2-4 метра, принимая самостоятельное значение.

Ранее выделяемая в стратиграфическом разрезе Кузбасса усятская свита (P₁us) тоже слабо изучена в районе и в пределах участка. Нижней границей ее служит кровля пласта Характерного, верхняя граница не установлена и определяется современным эрозионным срезом. Мощность свиты составляет примерно 160 м. Свита сложена песчано-глинистыми породами. Ей подчинено 4-6 пластов угля рабочей мощности (пласты Внутренние I-IV).

Без видимого несогласия продуктивные отложения за пределами участка перекрываются неугленосными породами кузнецкой подсерии (P₂ kz).

Четвертичные отложения имеют повсеместное распространение в районе работ и представлены покровными отложениями кедровской, бачатской и еловской свит, аллювиальных и аллювиально-делювиальных отложений речных долин и временных водотоков.

Кедровские отложения (laQ_I-IIkd) заполняют врезы и западины, ранее выполненные отложениями неогена и сергеевской свиты. Они имеют озерно-аллювиальный генезис и представлены суглинками голубовато-серыми, серыми, сизо-серыми. Суглинки однородные, иловатые, пластичные, иногда слоистые с растительными остатками; гидроморфными черными слабо развитыми почвами и гумусовыми прослоями. В основании свиты часто залегают линзы и прослои песчано-гравийного материала.

Мощность кедровских отложений составляет 6,0-8,0 м.

Бачатская свита (dpQ_II-IIIbč) прослеживается на плоских водораздельных пространствах и некрутых склонах. Отсутствуют они на крутых склонах (более 45°) водоразделов и в долинах рек. В разрезе свиты отмечаются, в основном, суглинки от светло-коричнево-палевых лессовидных до бледно-серовато-коричневых песчанистых и темно-серых комковатых с тремя горизонтами погребенных почв.

Мощность бачатских толщ составляет 15-18 м

Еловская свита (Q_III-IVel) Распространена практически повсеместно. Исключение составляют лишь крутые склоны и пойменные террасы. Генезис их субаэральный и эоловый.

Представлена она суглинками легкими и супесями палево-серыми, буровато-серыми сильно карбонатизированными и обохренными. Часто в разрезе отмечаются горизонты погребенных почв мощностью 0,3-0,5 м

Аллювиальные отложения (aQ_III-IV).

Имеют широкое распространение в районе, слагая долины рек и представлены образованиями первой надпойменной и пойменной террас.

Первая надпойменная терраса на левобережье р.Бол.Бачат прослеживается непрерывной полосой. Ширина ее изменяется от 50 до 800 м. Высота поверхности террасы достигает 10-15 м над урезом воды, цоколь расположен на 2-10 и ниже уреза.

Мощность русловых галечников 1-13 м, пойменно-старичного аллювия - 5-9 м.

Пойменные отложения имеют широкое распространение в долинах рек, слагая низкие и высокие пойменные террасы рек. К этому комплексу отложений следует также отнести аллювиально-делювиальные образования временных водотоков. Поймы р.р. Мал.и Бол.Бачата прослеживаются в виде непрерывных полос шириной от 100 до 1100 м. Высота низкой поймы составляет 1-3 м над урезом воды, высота поймы - 4-9 м. Цоколь погружается на глубину 0-10 м ниже уреза.

Мощность руслового аллювия 1-10 м, пойменного и старичного - 0-8 м. Поймы прислонены к аллювиальным отложениям первой террасы.

Тектоника. Описываемая площадь входит в Присалаирскую зону линейной складчатости и, являясь естественным продолжением Краснобродского месторождения, характеризуется наличием крупных напряженных складок, выдержанностью простирания структур, почти полным отсутствием участков с горизонтальным залеганием и наличием разрывных нарушений, ориентированных согласно господствующему простиранию пород.

В структурном плане проектный участок «Новобачатский 2» представляет собой дислоцированную полосу угленосных отложений, заключенную между двумя крупными тектоническими нарушениями с большой амплитудой смещения и мощными зонами дробления (Салаирский взброс и нарушение «Р» (Новобачатский взброс). Ширина полосы нарушенных пород 700-850 метров, длина около 2 километров.

Пликативная тектоника. Самыми крупными формами на участке являются: Каменская антиклиналь и синклиналь «Ж». При проведении разведочных работ возможно выявление пликативных форм второго и более высоких порядков порядка (по аналогии с более разведанным проектным участком «Новобачатский» Улусской площади).

Шарниры складок полого погружаются в северо-западном направлении. Падение крыльев складок юго-западное и северо-восточное крутое под углами 50-70°.

Дизъюнктивная тектоника. Салаирский взброс - крупное региональное нарушение, приводящее в контакт безугольные отложения нижнего карбона с угленосными осадками Улусской площади.

Местоположение Салаирского взброса достаточно достоверно установлено геологоразведочными скважинами, вскрывшими нижнекаменноугольные известняки на ряде разведочных линий. Непосредственно на Улусской площади его местоположение чётко установлено в разрезах 130 и 161 разведочных линий. А также вскрыта его зона в разрезах 142 и 119 (2-3) разведочных линий. Нужно отметить, что зона Салаирского взброса хорошо вырисовывается в рельефе местности, образуя невысокие гряды, состоящие из устойчивых к выветриванию нижнекаменноугольных известняков.

Разлом простирается в северо-западном направлении по азимуту 310-330°, падение сместителя крутое на юго-запад. Амплитуда взброса оценивается величиной порядка 3-3,5 километров.

Нарушение «Р» (Новобачатский взброс) ограничивает проектный участок «Новобачатский 2» с северо-востока. Это крупное нарушение, приводящее в контакт на участке «Новобачатский 2» отложения нижнебалахонской и кузнецкой подсерий.

Простирание нарушения субпараллельно простиранию продуктивной толщи, участками секущее в 10-15°. Падение сместителя - 75-85° СВ, что является характерной чертой этого разрыва, т.е. отмечается обратное падение сместителя. Величина амплитуды взброса скважинами не определена, но, по видимому, меньше амплитуды Салаирского взброса и оценивается в 1000-1200 метров. В разрезах разведочных линий Новобачатский взброс характеризуется довольно мощной (до 200 м) зоной нарушенных, трещиноватых и даже мятых пород.

Дополнительно в пределах участка развиты от одного-двух до семи малоамплитудных взброса. Простирание сместителей взбросов субпараллельное с основными разломами, падение юго-западное под углами 60-70°. Амплитуда смещения - до 50 метров. [34]

.4 Гидрогеологические и гидрологические условия

Участок «Новобачатский-2» расположен в Беловском геолого-экономическом районе Кемеровской области.

В географическом отношении участок расположен в возвышенной части рельефа на склоне Салаирского кряжа.

Поверхность участка представляет собой изрезанный логами левый склон реки Черта. Рельеф местности месторождения представлен слабо всхолмленной равниной расчлененной долинами реки Черта и ее левого притока реки Большой Ключ, образованной слиянием речек Зеленчиха, Васечкина. Ближайшими водными объектами к полю разреза и к участку рекультивации является река Малый Ключ и Большой Ключ.

Гидрологические характеристики водных объектов приняты на основании письма ГУ «Кемеровский ЦГМС» от 21.06.2006 г. №1500, и представлены в таблице 4.

Гидравлические элементы потока представлены в таблице 5.

Таблица 4. Гидрологические характеристики рек.

Таблица 5. Гидравлические элементы потока рек

Фоновые концентрации загрязняющих веществ в р.Б. Ключ, М. Ключ приняты на основании письма ГУ «Кемеровский ЦГМС» от 26.06.2006 г. №1522 и составляют:

·  по взвешенным веществам - 6,0 мг/л;

·        по остальным веществам - на уровне ПДК для рек рыбохозяйственного значения.

В соответствии с Распоряжением от 31.12.97 г. №1283-р Администрации Кемеровской области «Об утверждении размеров водоохранных зон и прибрежных защитных полос на водных объектах области» размер водоохранных зон для рек Б. Ключ и М. Ключ составляют 50 метров.

Участок «Новобачатский-2» административно расположен в Беловском районе Кемеровской области и находится вблизи поселка Новобачатский. Участок в структурном плане относится к восточному крылу Кузнецкого адартезианского бассейна. В геоморфологическом отношении участок расположен в пределах Тырганской возвышенности в зоне увалисто-долинного рельефа, где ведущими формами являются широкие корыто- и U-образные долины, балки, лога с уплощенными днищами и холмообразные водораздельные увалы с пологими склонами. Абсолютные отметки поверхности изменяются от 200-270 до 350-370 м. абс. Основным базисом эрозии являются р. Большой Бачат и ее притоки - р.р. Черта, Зеленчиха, Васечкина.

Установлено, что в пределах участка распространены: слабоводоносный комплекс верхнечетвертичных - современных субаэральных покровных отложений (saQ_III-IV), воды аллювиально-делювиальных отложений малых рек (adQ_III-IV), воды зоны трещиноватости верхнебалахонской подсерии терригенно-угленосных пород раннепермского возраста (Р₁bl₂), воды зоны трещиноватости нижнекаменноугольных отложений турней-визейского ярусов (C₁t-v).

Комплекс верхнечетвертичных-современных субаэральных покровных отложений развит повсеместно. Вмещающие породы представлены суглинисто-глинистыми образованиями желто-бурого, бурого цвета с редкими включениями щебня. Лессовидные суглинки верхней части разреза имеют явно выраженную столбчатую отдельность. Мощность отложений составляет от 7-15, в долинах рек до 20-35 и более метров. Они характеризуются низкими фильтрационными параметрами. Коэффициент фильтрации суглинков составляет в пределах 0,003-0,01 м/сут.

Слабоводоносный комплекс выдержанного водоносного горизонта не содержит. Преимущественным распространением здесь пользуются грунтовые воды типа «верховодка», приуроченные в основном к подошве лессовидных суглинков и супесей на контакте их с нижележащими глинистыми прослоями, тяжелыми суглинками. На водоразделах большая часть разреза этих отложений безводная; на склонах и в депрессиях рельефа обводненность эпизодическая или локальная. Несколько повышена обводненность суглинистых отложений, подошва которых обогащена включением щебенисто-дресвяных включений в верховьях логов и подножиях склонов, где развиты делювиальные шлейфы. Здесь в весенне-осеннее время появляются рассеянные выходы родников с дебитами 0,01-0,1 л/с. Из-за слабой водообильности отложений этот комплекс для целей централизованного водоснабжения не используются.

Комплекс аллювиально-делювиальных отложений распространен в долинах р.р. Черта, Бренчиха, Зеленчиха и др. Водовмещающие отложения представлены дресвой и щебнем песчаников с суглинисто-глинистым заполнителем. Площади распространения комплекса довольно незначительны. Коэффициенты фильтрации суглинисто-щебенистых грунтов составляют 0,007-0,6 м/сут. Взаимосвязь грунтовых вод с ниже залегающими водами зоны трещиноватости несовершенная и определяется пропускной способностью подстилающих грунтов - суглинков, глин, аргиллитов, алевролитов, песчаников. В основном грунтовые воды расходуются на испарение, частично на дренаж в лога. Химический состав грунтовых вод пестрый. Они содержат в повышенном количестве нитраты, нитриты, аммонийные соли. Минерализация их от 0,5 до 2 и более г/л. Практического значения указанные воды для целей водоснабжения не имеют.

Водоносная зона трещиноватости верхнебалахонской подсерии терригенно-угленосных пород раннепермского возраста (Р_lbl₂). Водовмещающие породы - песчаники, алевролиты, угли.

Образования комплекса характеризуются крайне неравномерной водообильностью, как в плане, так и в разрезе. Водоносность коренных пород неравномерная и определяется литологическим составом, степенью трещиноватости, тектонической нарушенностью, геоморфологическим и гипсометрическим положениями. Удельные дебиты скважин изменяются от 0,01 до 0,7 л/сек, реже до 1,5-3,2 л/сек. Глубина залегания уровня подземных вод изменяется от 3-10м в долинах и до 50м на водоразделах при естественном режиме.

Воды трещинные, напорно-безнапорные. Наибольшие напоры характерны для пониженных форм рельефа, величина их ограничивается 15-25м.

Закономерности общих гидрогеологических условий свидетельствуют о местном питании подземных вод. Областями питания служат водоразделы и их склоны, на что указывает характер гидроизогипс на смежных площадях, которые почти полностью следуют рельефу на неотработанной территории.

Интенсивная обводненность пород установлена до глубины 120-140 м и соответствует зоне наибольшей трещиноватости и выветрелости пород (величина мощности водоносного горизонта принимается с учетом глубины залегания подземных вод 110-130 м). Пористость пород, учитывая трещинный характер коллекторов, составляет 3-5%.

Водопроводимость составляет 50-70 м²/сут, достигая 100-130 м²/сут. Ниже трещиноватость затухает, обводненность отложений уменьшается. Так на глубине свыше 120-140м водопроводимость пород равна 1-5, реже 15-20 м²/сут, в среднем она не более 10 м²/сут.

Неравномерная обводненность пород продуктивной толщи определяется также наличием зон тектонических нарушений. Наличие их, оперяющая трещиноватость существенно увеличивают фильтрационные способности пород.

Анализ результатов опытно-фильтрационных пород позволяет установить, что породы, слагающие водоразделы, отличаются слабой обводненностью (удельные дебиты 0,019-0,03 л/сек), в понижениях рельефа и вблизи поверхностных водотоков удельные дебиты увеличиваются от 0,19 до 1,4 л/сек.

Для зоны активного водообмена в естественных условиях характерны пресные гидрокарбонатные кальциевые, магниево-кальциевые или смешанные по катионному составу воды, от жестких до очень жестких (жесткость 6-10 мг-экв/дм³) с минерализацией от 0,8 до 1,0 г/дм³.

Питание подземных вод - местное инфильтрационное, разгрузка в местную гидросеть. Подземные воды относятся преимущественно к типу весеннего и осеннего питания с преобладанием первого. Резкий подъем уровня наблюдается в период интенсивного таяния снега (апрель) и продолжается до мая, а затем происходит резкий спад до декабря с небольшим осенним подъемом. Амплитуда колебаний составляет 0,65-1,50м. Летние кратковременные дожди не оказывают существенного влияния на положения уровня.

В кровле водоносных зон коренных образований залегают делювиальные суглинки и глины верхнечетвертично-современного возраста мощностью от 8-10 до 15-30м, обеспечивая довольно хорошую защищенность подземных вод от поверхностного загрязнения.

Водоносная зона нижнекаменноугольных пород турней-визейского ярусов (C₁t-v). Водоносный комплекс распространен в западной части участка и залегает в виде узкой полосы. Водовмещающие породы комплекса представлены песчаниками, известняками (зачастую закарстованными), глинистыми сланцами.

По условиям залегания и характеру циркуляции подземные воды трещинного, иногда трещинно-пластового, а в зонах тектонических нарушений - трещинно-жильного типа. Глубина залегания водовмещающих пород изменяется от 10-15 м в депрессиях рельефа до 30-45 м на водоразделах.

Обводнены породы в основном в верхней выветрелой зоне, распространенной обычно до глубины 100-120 м в депрессиях рельефа и до 60-80 м на водоразделах.

Водообильность пород комплекса очень неравномерна, но достаточно высокая для условий Кузбасса. Расходы родников составляют до 4-5 л/с. Удельные дебиты скважин в среднем изменяются от 0,7 до 1,1 л/с при крайних значениях 0,04 и 6,5 л/с. Водопроводимость пород составляет в пределах от 30 до 260 м²/сут, достигая аномальных значений на отдельных участках - 850 м/сут. В зонах нарушений скважины могут быть как безводными, так и водообильными, с удельными дебитами до 2,1 л/с.

Подземные воды комплекса обладают напором, величина которого изменяется от 5 до 16 м. Пьезометрические уровни устанавливаются на глубине до 13 м. Питание подземных вод местное за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгрузка осуществляется в местную гидросеть.

По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные кальциево-магниево-натриевые с минерализацией 0,4-0,7 г/дм³ и общей жесткостью 5-9 мг-экв/л, отмечено превышение ПДК по содержанию железа, марганца, фенола, мутности. В бактериологическом отношении воды здоровые.

В пределах отмеченных отложений разведаны запасы подземных вод Каменского месторождения в объеме 3,2 тыс. м /сут, в т.ч. по категориям А-0,9, В-0,8 и C₁-1,5 тыс. м³/сут (Протокол ВКЗ №7163 от 13.12.51 г.). Запасы подземных вод разведаны по приказу Главного управления по разведке угля для водоснабжения комплекса Чертинских и Беловских шахт. Часть разведанных запасов используется МУП ВКХ г. Белово для водоснабжения п. Новобачаты и Новый городок. Добыча подземных вод осуществлялась в соответствии с лицензией КЕМ 00643 ВЭ тремя скважинами в объеме 790 м³/сут.

Как это было отмечено ранее, в пределах участка распространена мощная толща суглинисто-глинистых субаэральных образований (10-15 м), обладающих низкими фильтрационными параметрами. Кроме того, ведение горных работ планируется в пределах водоносного комплекса раннепермских отложений верхнебалахонской подсерии, обладающего относительно низкими фильтрационными параметрами и отделенной от продуктивных нижнекаменноугольных отложений серией разрывных нарушений (взбросов).

Граничные условия водоносной зоны на участке разведанных запасов сложные, что обусловлено характером залегания обводненной толщи, степенью пораженности ее карстообразующими процессами, наличием мощной зоны нарушенных пород. Кроме того, речная сеть делит полосу известняков на своеобразные блоки, т.к. заложена она вкрест простирания водовмещающих пород. Узколинейное распространение отложений, несмотря на обводненность и значительную трещиноватость карбонатных водовмещающих пород, способствующих инфильтрации местных атмосферных осадков, ограничивает эксплуатационные запасы подземных вод. При интенсивной эксплуатации Каменского водозабора динамические уровни снижаются до 50-55 м. Вопрос воздействия строящегося объекта на эти воды может быть решен только на основе детальных работ по организации и ведению мониторинга геологической среды. [34]

.5 Геоэкологическая характеристика

К источникам антропогенного воздействия, влияющим на окружающую среду, относятся как сами горные работы и сопровождающий их водоотлив, так и объекты непосредственно не связанные с процессом добычи, но являющиеся необходимыми элементами технологического процесса (пруды-отстойники или шламонакопители, каналы и трубопроводы технических вод и стоков, сбросы сточных вод, технологические и бытовые коммуникации, участки рекультивации земель, опасные инженерно-геологические процессы).

Под влиянием природных факторов и мощных антропогенных нагрузок происходящие изменения геологической среды нередко сопровождаются необратимыми последствиями. Добыча угля, как целенаправленный процесс, характеризуется изъятием угля из недр на данной территории. Изменение ландшафта под действием добычных работ, проявляется как в виде формирования огромных выемок (разреза), так и насыпных внешних отвалов. В свою очередь отвалы вскрыши и вмещающих пород могут содержать в достаточном количестве для самопроизвольного возгорания угольной массы. Процесс окисления углей может протекать с выделением в атмосферу угарного газа.

В результате деятельности всех источников загрязнения, можно описать техногенную нагрузку, согласно классификации (Трофимова и др., 1995г.). Классификация техногенных воздействий на геологическую среду представлена в таблице 6.

Таблица 6. Классификация техногенных воздействий на геологическую среду (Трофимов и др., 1995) с дополнением авторов [32].

Примечание. В четвертой графе указаны компоненты геологической среды, на которые потенциально может передаваться данный вид техногенного воздействия: П - почвы, Г - горные породы, И - искусственные грунты, В - подземные воды, Р - рельеф, Д - динамические процессы.

2. Обзор, анализ и оценка ранее проведенных работ

Лицензионный участок «Новобачатский-2» расположен на территории Беловского района Кемеровской области.

Населенных пунктов на территории участка нет. Районный центр, г. Белово, находится в 8 км севернее участка. Близлежащие населенные пункты - поселки Новый Городок и Радужный, расположенный в 1,5 км к северу, деревня Новобачаты, расположенная в 1,2 км к юго-востоку от участка. Площадь земельного отвода разреза составляет 344,2 га.

Фоновые концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе района размещения участка приняты согласно письму ГУ Кемеровский ЦГМС от 16.07.09 г. №1670 и представлены в табл. 7.

Таблица 7. Фоновые концентрации загрязняющих веществ

Как следует из представленных данных, уровень фонового загрязнения атмосферного воздуха в рассматриваемом районе невысокий и не превышает допустимых нормативов.

Суммарная производственная мощность предприятия по добыче и переработке (сортировке и отгрузке угла потребителю) определена исходя из существующей инфраструктуры предприятия и имеющегося комплекса оборудования и составляет 1000 тыс. т угля в год.

Режим работы на основных процессах (добыча угля, подготовка и выемка вскрышных пород, отгрузка угля): 353 дней в году в 3 смены продолжительностью по 8 часов каждая.

Взрывные работы предусматривается проводить в дневное время суток, при благоприятном направлении ветра, исключающем перенос загрязняющих веществ в сторону жилой застройки.

С целью сокращения выбросов перед взрывом будет осуществляться увлажнение взрываемого блока и применятся гидрозабойка.

При отвалообразовании, строительстве автодорог, зачистке площадок в забоях и на вспомогательных работах предусматривается использовать бульдозеры САТ-D9R, CАТ-D6R и Т-170. Дорожно-строительные работы предусматривается выполнять автогрейдером ДЗ-98.

С целью снижения объема выбросов пыли неорганической с содержанием SiO_2, технологические дороги и породные отвалы неоднократно поливаются в течение суток в ясную и сухую погоду в теплое время года.

Основными постоянно действующими источниками загрязнения атмосферы на участках открытых горных работ и углепогрузочном комплексе являются:

Ø горнодобывающее оборудование и техника (пыление и выбросы ДВС);

Ø  погрузочно-разгрузочные работы;

Ø  пыление с поверхностей отвалов;

Ø  пыление с поверхностей штабелей угля;

Ø  пыление твердых частиц транспортируемого материала и выбросы от ДВС;

Ø  котельная.

К источникам периодического действия относятся взрывные работы. В результате взрыва происходит залповый выброс вредных веществ и образуется пылегазовое облако. После взрыва происходит остаточное газовыделение из взорванной горной массы. Воздействие на атмосферу при массовом взрыве носит кратковременный характер. Продолжительность взрыва достигает 5 секунд. Рассеивание загрязняющих веществ, образованных в результате взрыва, длится не более 20 мин.

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, и их характеристики представлены в табл. 8 и 9. Нормативы ПДК и классы опасности загрязняющих веществ приняты согласно справочнику «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух», С-П, 2005 (с учетом дополнений и изменений). Справочник составлен в соответствии с «Перечнем предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», разработанным Минздравом России (ГН 2.1.6.1338-03, ГН 2.1.6.1339-03, ГН 2.1.6.711-98) с последующими дополнениями. Информация о ПДК и ОБУВ вредных веществ в воздухе рабочей зоны соответствует спискам Минздрава России (ГН 2.2.5.1313-03 и ГН 2.2.5.1314-03). [34]

Расчеты выбросов загрязняющих веществ выполнены в соответствии со следующими методическими материалами:

·  Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, предприятиями по добыче угля.: Пермь, 2003 г.;

·        Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. Новополоцк, 1997 г.;

·        Дополнение к «Методическим указаниям по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров».: С-П, 1999 г.;

·        Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (по величинам удельных выделений).: С-П, 2000 г.;

·        Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок.: С.-П. 2001 г.

С целью снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, на предприятии используется пылеулавливающее оборудование и предусмотрены мероприятия по пылегазоподавлению.

Таблица 8. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от постоянно действующих источников

Таблица 9. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от источников периодического действия Новобачатский 2 (взрывы)

Для бурения скважин используются буровые станки с трехступенчатой очисткой эффективностью 96%.

Для снижения вредного воздействия массовых взрывов предусматривается применение короткозамедленного способа взрывания и обязательное выполнение гидрозабойки скважин при формировании заряда ВВ в скважине, что позволяет снизить выброс оксидов азота до 50%. С целью пылеподавления перед взрывом проводят орошение поверхности взрываемого блока, эффективность пылеподавления 90%.

С целью уменьшения пылевыделения предусмотрен полив отвала и автодорог в теплый период года. Эффективность пылеподавления составит 90%.

Осуществление перечисленных природоохранных мероприятий позволит снизить выбросы загрязняющих веществ на 292,0992 т/год.

Шум.

Под загрязнением окружающей среды понимается поступление в среду вещества или энергии, свойства, местоположение или количество которых оказывает на нее негативное воздействие. Одним из видов такого воздействия является акустическое загрязнение.

В соответствии с законом «Об охране окружающей среды», все юридические и физические лица при осуществлении хозяйственной и иной деятельности обязаны принимать необходимые меры по предупреждению и устранению негативного воздействия шума на окружающую среду в городских и сельских поселениях, зонах отдыха, местах обитания диких зверей и птиц, на естественные экологические системы и природные ландшафты.

Шкала измерения уровня интенсивности шума, заключенная в пределах между «порогом слышимости» и «порогом болевого ощущения», изменяется от 0 до 140 дБ.

Различают следующие степени воздействия шума на человека:

·  15-45 дБ - шум не оказывает вредного воздействия на человека;

·        45-85 дБ - снижается работоспособность и ухудшается самочувствие;

·        >85 дБ - опасен для здоровья (возможны нарушения работоспособности, нервные раздражения, физические отклонения);

·        >90 дБ - можно работать только со средствами индивидуальной защиты;

·        >120 дБ - шум может вызвать механическое повреждение органов слуха, разрыв барабанной перепонки. Поэтому не допускается даже кратковременное воздействие такого шума на людей.

Длительное пребывание человека в зоне с высоким уровнем звукового давления приводит к сердечнососудистым, желудочным и нервным заболеваниям, в связи с чем, возникает необходимость в защите окружающей среды от акустического загрязнения.

При разработке планировочных и технологических решений предусматривается проводить расчет ожидаемого акустического загрязнения окружающего пространства и, при необходимости, закладывать мероприятия по снижению уровня шума на площадках расположения промышленных зданий, а также на территории жилой застройки прилегающей к предприятию, согласно требованию СНиП 23-03-2003.

Настоящий раздел имеет целью дать характеристику ожидаемой акустической обстановки в районе расположения проектируемого объекта.

Расчет осуществляется в соответствии со СНиП 23-03-2003 «Защита от шума» и СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». [34]

Поскольку горные и отвальные работы по мере отработки поля участка ведутся на различных участках горного и земельного отводов, при расчете принято совмещенное во времени расположение горнотранспортного оборудования.

Автосамосвалы, погрузчики и бульдозеры были учтены как линейные (динамические) источники шума. Остальное шумоизлучающее оборудование представлено в расчете в виде стационарных источников.

При расчете были приняты во внимание шумопоглощающие и шумоизолирующие свойства рельефа местности и бортов карьерной выработки.

Влияние акустического воздействия взрывов не рассматривалось по причине их периодичности и кратковременности (взрывание не более 5 секунд в дневное время суток) и отсутствия методики расчета.

Специфика рассматриваемого предприятия (открытые горные работы) заключается в разработке и перемещении значительных объемов горной массы. Это определяет применение достаточно мощного горнотранспортного оборудования, дающего значительную акустическую нагрузку на окружающее пространство.

Основное акустическое загрязнение при отработке участка происходит при работе экскаваторов, буровых станков и бульдозеров, а также автосамосвалов выполняющих транспортировку горной массы по технологическим автодорогам, связывающим горные выработки с отвалами и угольным складом, что определяет значительный уровень шума транспортных коммуникаций.

Результаты расчетов уровней звукового давления в дБ в основных октавных полосах представлены в графическом виде на рис. 3.

Шаг расчетной сетки составляет 250 м. Красный цвет распечатки показывает превышение нормативного уровня звукового давления, зеленый цвет - безопасную по акустическому фактору территорию.

Расчет показал, что основное акустическое воздействие на окружающую территорию будет оказывать горнотранспортное оборудование, используемое при отработке участка.

Рисунок 3. Схема уровня звукового давления.

Несмотря на значительные акустические параметры применяемого оборудования, борта карьера надежно экранируют сверхнормативный шум находящегося в горных выработках оборудования от окружающего пространства. Наибольшее шумовое воздействие оказывает работа горнотранспортного оборудования, эксплуатирующегося на отвалах и технологических дорогах. Максимальное распространение шума не превысит 320 м от границы внешнего Западного отвала вскрышных пород.

На основании вышеизложенного можно сделать следующее заключение: при эксплуатации проектируемого объекта сверхнормативного акустического воздействия на жилую территорию не ожидается, проведение специальных мероприятий по защите от шума не требуется.

3. Общая и геоэкологическая характеристики объекта работ

Участок «Новобачатский-2» является горнодобывающим предприятием, деятельность которого обеспечивается созданием и функционированием ряда инженерных сооружений. Функционирование разреза неизбежно сопровождается воздействием на состояние геологической среды.

Основной производственной деятельностью ОАО «Белон» является добыча угля открытым способом на участке «Новобачатский-2» Краснобродского каменноугольного месторождения (лицензия КЕМ 13103 ТЭ). Проектная производственная мощность разреза составляет 300 тыс. тонн в год.

Участок «Новобачатский-2», выделяется в следующих границах:

§ на северо-востоке - зона взброса «Р»;

§  на юго-востоке - граница санитарно-защитной зоны деревни Новобачаты (Каменка) (разведочная линия 4 (107);

§  на юго-западе - зона Салаирского взброса;

§  на северо-западе - граница санитарно-защитной зоны посёлка Новый городок (в 75 м юго-восточнее разведочной линии 2-3 (119);

§  нижняя граница участка - горизонт +200 м (по абсолютной отметке).

В указанных границах площадь проекции участка на дневную поверхность составляет 1,61 км²., размеры - 2×0,8 км.

Максимальная протяженность участка по восточной границе - 2,0 км, ширина участка - до 0,8 км.

Открытым способом предусмотрена отработка пластов I-IV Внутренние, Характерный и Горелый, мощностью 1-2,3 м; 1,67-2,38 м; 1,3-2,92 м; 4,33-4,79 м; 2,2-5,52 м соответственно.

Под влиянием природных факторов и мощных антропогенных нагрузок происходящие изменения геологической среды нередко сопровождаются необратимыми последствиями. Добыча угля, как целенаправленный процесс, характеризуется изъятием угля из недр на данной территории. Изменение ландшафта под действием добычных работ, проявляется как в виде формирования огромных выемок (разреза), так и насыпных внешних отвалов. В свою очередь отвалы вскрыши и вмещающих пород могут содержать в достаточном количестве для самопроизвольного возгорания угольной массы (тонких прослоев, неперспективных для добычи, потерь при вскрытии кровли и подошвы пласта). Процесс окисления углей может протекать с выделением в атмосферу угарного газа. [1]

Создание основных выработок, влекущее за собой переработку горных масс, вызывает дезинтеграцию коренных пород и их диспергирование, обеспечивается достаточно свободный доступ кислорода, что зачастую способствует активному окислению пород, изменению их физического и химического состояния возгоранию отвалов.

Проходка вспомогательных выработок с помощью буровзрывных работ, как в зоне обводненных пород, так и вне ее, оказывает существенное влияние на качественный состав подземных вод. Оседающая при взрывах пыль, насыщенная различными по токсичности и степени растворимости веществами, соприкасаясь с поступающими в выработки подземными водами, насыщает их различными элементами.

Создание мощных искусственных дренажных сооружений сопровождается снижением уровня подземных вод и их загрязнением. Истощаются запасы этих вод в процессе попутной добычи вод, поэтому остро стоит вопрос о контроле за состоянием пресных подземных вод на прилегающих территориях.

Значительные изменения, связанные с добычными работами будет претерпевать ландшафт. Особые условия здесь создаются и тем фактом, что горнодобывающие предприятия здесь сконцентрированы. На широкой площади добычные работы проводятся 6-7 предприятиями, в том числе и открытым способом (способом, негативно воздействующим на облик поверхности).

Работы по добыче угля на уч. «Новобачатский-2» затронут площадь около 145 га земель под следующие объекты: карьерная выемка; разрезная траншея; участок рекультивации; склад ПСП №1 и №2; промплощадка; автомобильные дороги, ЛЭП, водоотводные канавы, отстойники.

Максимальная глубина отработки на некоторых участках достигает глубины 80-100 м. Организация добычи угля на участке будет сопровождаться большими объемами вскрыши.

Процесс добычи угля будет сопровождается сбросом в больших объемах карьерных вод, представляющих собой недоочищенные стоки. Технологией добычи предусматривается откачка карьерных вод и производственных стоков в очистные сооружения. Планируемый объем притоков подземных вод составит: - зумпфа №1 - 25,4 м³/час;

Наиболее подвержены воздействию угледобычи на их состояние подземные воды. Проявляется это как в сокращении ресурсов вод, в изменении пьезометрической поверхности, так и в преобразовании их химического состава.

Химическое загрязнение подземных вод проявляется в увеличении общей минерализации подземных вод, отдельных макро- и микрокомпонентов. Наиболее характерными и частыми компонентами химического загрязнения при горно-добычных работах являются: сухой остаток, сульфаты, аммоний, нитраты, нитриты, нефтепродукты, фенолы, различные органические соединения углерода, взвешенные вещества.

Объектом, претерпевающим значительные изменения, являются поверхностные водотоки, естественное состояние которых (режим) нарушено сбросом откачиваемых карьерных вод и организацией в долинах и логах временных и постоянных отстойников. Кроме того, объем речного стока количественно не будет соответствовать его естественному расходу ввиду сброса в них дополнительных (от 1000 до 2500 и более м³/сут), как правило, недоочищенных вод карьерного водоотлива. Это приведет с одной стороны к активизации русловых процессов (переработке берегов и руслового аллювия), с другой стороны - к изменению качества поверхностных вод (их химического состава и физического состояния), поскольку стоки, проходя через фильтрующие дамбы особенно временных отстойников, очищаются в основном от взвешенных примесей (содержание их в карьерной воде до 500 мг/дм³). Компоненты же азотистых соединений (азот аммония, нитраты), сульфаты, общий солевой состав, включая кальций, магний, поступают в поверхностные водотоки вместе с недоочищенными стоками.

Приведенные цифры позволяют расценивать угольный разрез в масштабах Кузбасса относительно небольшим. В то же время проведение работ в таких масштабах приведет к изменению ландшафта, уничтожению на этой площади пахотных земель, изменению стока малых рек и т.д. [1,34]

Основными постоянно действующими источниками загрязнения атмосферы на участках открытых горных работ и углепогрузочном комплексе являются:

Ø горнодобывающее оборудование и техника (пыление и выбросы ДВС);

Ø  погрузочно-разгрузочные работы;

Ø  пыление с поверхностей отвалов;

Ø  пыление с поверхностей штабелей угля;

Ø  пыление твердых частиц транспортируемого материала и выбросы от ДВС;

Ø  котельная.

К источникам периодического действия относятся взрывные работы. В результате взрыва происходит залповый выброс вредных веществ и образуется пылегазовое облако. После взрыва происходит остаточное газовыделение из взорванной горной массы. Воздействие на атмосферу при массовом взрыве носит кратковременный характер. Продолжительность взрыва достигает 5 секунд. Рассеивание загрязняющих веществ, образованных в результате взрыва, длится не более 20 мин.

Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу, и их характеристики представлены в табл. 10 и 11. Нормативы ПДК и классы опасности загрязняющих веществ приняты согласно справочнику «Перечень и коды веществ, загрязняющих атмосферный воздух», С-П, 2005 (с учетом дополнений и изменений). Справочник составлен в соответствии с «Перечнем предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочных безопасных уровней воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест», разработанным Минздравом России (ГН 2.1.6.1338-03, ГН 2.1.6.1339-03, ГН 2.1.6.711-98) с последующими дополнениями. Информация о ПДК и ОБУВ вредных веществ в воздухе рабочей зоны соответствует спискам Минздрава России (ГН 2.2.5.1313-03 и ГН 2.2.5.1314-03).[34]

Расчеты выбросов загрязняющих веществ выполнены в соответствии со следующими методическими материалами:

·  Отраслевая методика расчета количества отходящих, уловленных и выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, предприятиями по добыче угля.: Пермь, 2003 г.;

·        Методические указания по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров. Новополоцк, 1997 г.;

·        Дополнение к «Методическим указаниям по определению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу из резервуаров».: С-П, 1999 г.;

·        Методика расчета выделений (выбросов) загрязняющих веществ в атмосферу при сварочных работах (по величинам удельных выделений).: С-П, 2000 г.;

·        Методика расчета выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных дизельных установок.: С.-П. 2001 г.

Таблица 10. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от постоянно действующих источников

Таблица 11. Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу от источников периодического действия Новобачатский 2 (взрывы)

В пределах отработки угля выделяется:

Зона непосредственного влияния (зона 1), которая включает площадь непосредственно отработки угля (горный отвод), формирования нарушенного массива горных пород и соответственно осушения вмещающих пород;

Зона существенного влияния (зона 2) - площадь в границах техногенного влияния добычных работ на компоненты геологической среды на прилегающей территории. Граница этой зоны устанавливается по экспертной оценке должна распространяться на удалении до 500-700 м от границы разреза. Из общей воронки депрессии выделена та ее часть, которая в существенной мере будет определяться деятельностью рассматриваемого разреза (рис. 4).

Рисунок 4. Схема зонирование территории по условиям воздействия на геологическую среду

 Зона непосредственного влияния открытых горных работ на участке Новобачатский

Зона опосредованного влияния открытых горных работ на участке Новобачатский

Направление движения подземных вод

Периферийная зона (зона 3), примыкающая к зоне влияния разреза. Границы и площадь 3 зоны принимается таким образом, чтобы была возможность установить отклонение значений компонентов состояния геологической среды от фоновых. Размеры этой зоны ограничиваются только контурами однотипных условий. В части гидрогеологических условий, контуры этой зоны определяются контурами распространения водоносных комплексов нижнепермских отложений верхнебалахонской подсерии вне горных отводов шахт и разрезов.

Санитарно-защитная зона. [34]

Согласно СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» (новая редакция), ориентировочные размеры санитарно-защитных зон составляют:

·  участок открытых горных работ - 1000 м (раздел 7.1.3, I класс, п.4 - Угольные разрезы);

·        внешний породный отвал - 500 м (раздел 7.1.3, II класс, п.6 - Шахтные терриконы без мероприятий по подавлению самовозгорания);

·        угольный склад - 500 м (раздел 7.1.14, II класс, п.2 - Открытые склады и места перегрузки угля);

·        промплощадка с расположенными на ней котельной и стояночным боксом для БелАЗов - 300 м (раздел 7.1.12, III класс, п.5 - Объекты по обслуживанию грузовых автомобилей).

Рисунок 5. Санитарно-защитная зона участка «Новобачатский-2»

Расстояние от границ земельного отвода в районе участка «Новобачатский-2» до границ расчетной СЗЗ по румбам сторон составляет:

Ø на севере - до 467 м от границы земельного отвода;

Ø  на северо-востоке - до 1780 м от границы земельного отвода;

Ø  на востоке - до 1155 м от границы земельного отвода;

Ø  на юго-востоке - до 262 м от границы земельного отвода;

Ø  на юге - до 205 м от границы земельного отвода;

Ø  на юго-западе - до 215 м от границы земельного отвода;

Ø  на западе - до 404 м от границы земельного;

Ø  на северо-западе - до 19 м от границы земельного отвода западного отвала.

От границы расчетной СЗЗ до ближайшей жилой застройки:

Ø пос. Радужный и Новый Городок - 1261 м;

Ø  с. Новобачатский - 1016 м.

4. Методы и виды исследований

.1 Обоснование необходимости постановки работ на основе анализа имеющихся материалов

геоэкологический проба воздух загрязняющий

Участок «Новобачатский-2» является горнодобывающим предприятием, деятельность которого обеспечивается созданием и функционированием ряда инженерных сооружений. Функционирование разреза неизбежно сопровождается воздействием на состояние геологической среды.

Взаимодействие человеческой деятельность с окружающей средой является сложным процессом. В одних случаях осуществляется воздействие природных процессов, не спровоцированные человеком. В других ситуациях хозяйственная деятельность влияет на какие-либо природные компоненты. Однако в большинстве из них взаимодействие является непрерывным циклическим процессом, состоящим из следующих звеньев: воздействие на природу - изменения природы - обратные воздействия измененной природы на человеческую деятельность - последствия в человеческой деятельности. Проведение оценок такого взаимодействия подразумевает прогноз всех звеньев этой цепи; обеспечивает это геосистемный подход, подразумевающий изучение тех или иных воздействий на природные компоненты и предполагающий наличие тесной взаимосвязи между ними.

В целом, объекты предприятия с учетом принятых инженерных решений вносят незначительный вклад в загрязнение окружающей природной среды, однако этот факт не освобождает предприятие от отказа проведения геоэкологических исследований и последующего геоэкологического мониторинга территории, обеспечивающих впоследствии защиту окружающей природной среды. Все объекты (как в процессе строительства, так и в процессе эксплуатации) так или иначе воздействуют на состояние отдельных компонентов природной среды и геосистемы в целом.

Проведение исследования атмосферного воздуха на территории месторождения является необходимым, так как в процессе и результате деятельности объектов месторождения происходит значительное загрязнение атмосферного воздуха. Техногенное загрязнение атмосферного воздуха также можно определить при изучении снегового покрова. Почвенный покров является долговременной депонирующей средой, которая содержит в своём составе и свойствах информацию о процессах техногенеза. Исследования водных объектов осуществляется в целях своевременного выявления и прогнозирования негативных процессов, влияющих на качество вод и состояние водных объектов

Растения чувствительный объект, позволяющий оценивать весь комплекс воздействий, характерный для данной территории в целом. Изучение животного мира также является необходимым при комплексном геоэкологическом исследовании состояния компонентов природной среды.

Исследования состояния геологической среды направлены на обеспечение рациональной схемы разработки месторождений. Изучение экзогенных геологических процессов (ЭГП) предназначено для выявления, учёта, оценки состояния и прогнозирования развития опасных проявлений ЭГП. [7]

Таким образом, необходимость проведения геоэкологических исследований очевидна. Это, в свою очередь, подразумевает оценку состояния природной среды на данный момент.

4.2   Развернутое описание геоэкологических задач проектируемой стадии работ на изучаемом объекте и методы их решения

Геоэкологические работы будут проводиться в несколько стадий: [7]

·  подготовительный период;

·        маршрутные наблюдения;

·        полевые работы;

·        ликвидация полевых работ;

·        лабораторно - аналитические работы;

·        камеральные работы.

Подготовительный период и проектирование

На данном этапе составляется геоэкологическое задание. Подготовительный период также включает в себя сбор, анализ и обработку материалов по ранее проведенным работам.

При планировании исследований необходимо собирать и анализировать:

·  опубликованные материалы и данные статистической отчетности соответствующих ведомств;

·        технические отчеты (заключения) об изысканиях и исследованиях, стационарных наблюдениях на объектах;

·        литературные данные и отчеты о научно-исследовательских работах;

·        графические материалы (геологические, гидрогеологические, инженерно-геологические, ландшафтные, почвенные, растительности, зоогеографические и другие карты и схемы) и пояснительные записки к ним.

Должна быть проведена подготовка к полевым исследованиям, приобретено и подготовлено к работе необходимое для полевых работ оборудование и снаряжение. Перед началом работ весь персонал должен пройти инструктаж по технике безопасности.

На этой стадии проводится дешифрирование аэрокосмоснимков. Дешифрирование выполняется с привлечением собранных картографических и иных материалов для:

·  привязки аэрокосмоснимков к топооснове разных масштабов и существующим схемам ландшафтного, геоструктурного, инженерно-геологического и других видов районирования;

·        выявления участков развития опасных геологических, гидрометеорологических и техно-природных процессов и явлений;

·        выявления техногенных элементов ландшафта и инфраструктуры, влияющих на состояние природной среды (промобъектов, карьеров, шахт и др.);

·        предварительной оценки негативных последствий прямого антропогенного воздействия (ареалов загрязнения и других нарушений растительного покрова, изъятия земель и т.п.);

·        слежения за динамикой изменения экологической обстановки;

·        планирования числа, расположения и размеров ключевых участков и контрольно-увязочных маршрутов для наземного обоснования.

На основании результатов сбора материалов и данных о состоянии природной среды и предварительного дешифрирования составляются схематические экологические карты и схемы хозяйственного использования территории, оценочные шкалы и классификации, а также планируются наземные маршруты с учетом расположения выявленных источников техногенных воздействий [7].

Маршрутные наблюдения

Маршрутные наблюдения должны предшествовать другим видам полевых работ и выполняться после сбора и анализа имеющихся материалов о природных условиях и техногенном использовании исследуемой территории. Маршрутные наблюдения следует сопровождать полевым дешифрированием, включающим уточнение дешифровочных признаков, контроль результатов дешифрирования.

Маршрутные наблюдения выполняются для получения качественных и количественных показателей и характеристик состояния всех компонентов экологической обстановки (геологической среды, поверхностных и подземных вод, почв, растительности и животного мира, антропогенных воздействий), а также комплексной ландшафтной характеристики территории с учетом её функциональной значимости и экосистем в целом.

Маршрутное геоэкологическое обследование застроенных территорий должно включать:

·  обход территории и составление схемы расположения промпредприятий, карьеров, хвостохранилищ и других потенциальных источников загрязнения с указанием его предполагаемых причин и характера;

·  выявление и нанесение на схемы и карты фактического материала визуальных признаков загрязнения (пятен мазута, химикатов, нефтепродуктов, несанкционированных свалок пищевых и бытовых отходов, источников резкого химического запаха, и т.п.) [7].

Полевые работы

Во время проведения полевого периода выполняется опробование компонентов природной среды.

В период организации полевых работ предусматривается визуальное ознакомление с местностью, с особенностями исследуемой территории, подготовка необходимого оборудования к рабочему состоянию.

Организация работ будет проводиться в течение недели. В это время будет производиться закупка необходимого оборудования.

Для полевых работ будет создан геологический отряд и камеральная группа. Транспортировка отряда будет производиться ежедневно.

Цель полевых работ, лабораторных исследований и анализа проб: своевременно получить информацию о составе и свойствах испытываемых объектов в природных или техногенных условиях залегания. Необходимо максимальное использование полевых приборов, лабораторий. Важно соблюдать требования по отбору проб, хранению и транспортировке. Вести журнал полученных данных. Упаковка проб должна исключать потери анализируемых веществ, их контакт с внешней средой, возможность любого загрязнения [7].

Ликвидация полевых работ

Ликвидация полевых работ производится по окончании полевого периода. На этом периоде производится комплектация полевого оборудования и его вывоз. Все компоненты природной среды, которые подверглись использованию, необходимо провести в первоначальный вид. Материалы опробования необходимо укладывать в ящики и коробки. Затем они вывозятся в специальное помещение или сразу в лабораторию [7].

Лабораторно - аналитические работы

Лабораторно - аналитические работы. После отбора проб необходимо подготовить их для анализа. Лабораторно - аналитические исследования производятся в специальных аналитических, аккредитованных лабораторий. Приборы и оборудование, используемые для отбора проб и проведения исследования должны быть проверены Центром Стандартизации и Метрологии. Используемые для исследования проб вещества и химическая посуда должны соответствовать ГОСТам и техническим условиям [7].

Камеральные работы

Камеральные работы проводятся для общего сбора информации по всем видам опробования. Производится регистрация и оценка качества результатов анализа проб, выделение, интерпретация и оценка выявленных эколого-геохимических аномалий, выявляются источники загрязнений. Также производится анализ полученных данных, строятся карты техногенной нагрузки, и разрабатываются рекомендации по проведению природоохранных мероприятий. Для обработки полученных результатов используются ГИС - технологии. В конце камерального периода составляется отчет, включающий оставления текстовых приложений [7].

4.3   Методы и виды исследований

Атмогеохимический метод

Атмогеохимический метод исследования предназначается для изучения пылевой нагрузки атмосферного воздуха, снегового покрова и особенностей вещественного состава пылеаэрозольных выпадений данного района.

Перечень контролируемых показателей в атмосферном воздухе определяется на основании данных ранее проведенных исследований [8, 10, 25], спецификой производства (Том ПДВ) и нормативными документами (РД 52.04.186-89 [20]):

·  газовый состав: сернистый ангидрид (диоксид серы), диоксид углерода, угарный газ СО, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, хлористый водород, аммиак, формальдегид, бенз(а)пирен, бензол, ксилол, толуол;

·        пылеаэрозоли: пыль, сажа, элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Sr, V, Mn, Bа.

Пункты наблюдений за снеговым покровом организуются с учетом РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы» [20], РД 52. 44. 2-94 «Методические указания. Охрана природы. Комплексное обследование загрязнения природных сред промышленных районов с интенсивной антропогенной нагрузкой» [24].

Перечень контролируемых показателей в снеговом покрове:

·  твердый осадок снега: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Mn, Li, Sn, Sb, Ag, Bi, Si, Al, P; общее Fe;

·        снеготалая вода: элементы: Hg, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Mn; рН, Eh, сульфаты, нитриты, нитраты; полиакриламиды; общее Fe.

Литогеохимические исследования

Литогеохимические исследования позволяют детально изучить почвенные разрезы, химический состав почв и подстилающих материнских пород, определить подвижные и валовые формы большого числа микро- и макрокомпонентов, радионуклидов и их изотопов, фосфора, калия, азота и других показателей, характеристику и процентное соотношение нарушенных земель в процессе хозяйственной деятельности.

Выбор определяемых компонентов осуществляется на основании данных ранее проведенных исследований [4, 11, 12], инвентаризации источников выбросов, ГОСТ 17.4.1.02-83 [19], ГОСТ 17.4.2.01-81 [11]: тяжелые металлы 1 класса опасности: Hg, Pb, Zn; тяжелые металлы 2 класса опасности: Cu, Ni, Cr, Co; тяжелые металлы 3 класса опасности: Sr, V, Mn, Bа; Al, Ti, B, Nb, Ga, Be, Sn, общее Fe; мощность экспозиционной дозы (МЭД), pH водный вытяжки из почв; подвижные формы элементов: Zn, Cu, Co, Ni, Pb; радиоактивные изотопы U^238, Th²³², K⁴⁰.

Гидрохимические исследования

Гидрохимические исследования изучают химический состав природных вод и закономерности его изменения в зависимости от химических, <#"703350.files/image009.gif">

Рисунок 6. Схема обработки проб атмосферного воздуха

Индикаторный метод основан на применении селективных индикаторных элементов (индикаторных трубок), изменяющих свою окраску в зависимости от концентрации загрязняющих веществ в отбираемой пробе воздуха. Примером использования индикаторного метода может служить прибор УГ-2 [36].

Инструментальный и индикаторный методы являются экспрессными.

Почвенный покров

Требования по отбору проб почв регламентируется следующими нормативными документами ГОСТ 17.4.4.02-84 [7], ГОСТ 28168-89, ГОСТ 14.4.3.04-85.

Отбирается верхний слой почвы мощностью 0-15 см, так как на данной глубине концентрируются загрязняющие вещества на территории горнодобывающих предприятий. Пробу отбирают специальной стальной нержавеющей лопаткой. Масса пробы должна быть не менее 2,5 кг. Отобранные образцы упаковываются в мешочки и завязываются шпагатом. Все образцы из одной точки наблюдения упаковываются вместе в коробки или ящики, на которых указываются номер точки наблюдения; образцы сильно увлажнённые, а также засолённые упаковываются в пергаментную бумагу или в полиэтиленовую плёнку. Все образцы регистрируются в журнале и GPS-навигаторе. При описании почвенных разрезов отмечаются характеристики: цвет, влажность, механический состав, плотность, структура, включения, новообразования, мощность слоёв, переход между почвенными горизонтами, признаки засоленности и др. [36].

Подготовка проб почв к анализам производится в несколько этапов: предварительное просушивание почвы при комнатной температуре, удаление крупных посторонних частиц и включений, ручное измельчение, просеивание через сито с диаметром отверстий 1 мм, взвешивание и измельчение. Далее образцы идут на анализы (рисунок 7).

Одновременно с отбором проб почвы вокруг шурфа на поверхности методом конверта выполняется 5 точечных замеров МЭД (ДРГЗ-01) и U (по Ra), Th²³², K⁴⁰ (РКП-305 «Карат») на площади 5х5 м или 2х2 м.

Рисунок 7. Схема отбора и пробоподготовки почвенного покрова

Снеговой покров

Снеговое опробование проводят методом шурфа на всю мощность снежного покрова, за исключение 5-и см слоя над почвой, с замером сторон и глубины шурфа. Фиксируется время (в сутках) от начала снегостава. Вес пробы - 10-15 кг, что позволяет получить при оттаивании 8-10 л воды. Опробование снега предполагает раздельный анализ снеговой воды и твердого осадка, который состоит из атмосферной пыли, осажденной на поверхность снегового покрова. Нерастворимая фаза выделяется путем фильтрации на беззольном фильтре; просушивается при комнатной температуре либо в специальных сушильных шкафах, просеивается через сито с размером ячейки 1 мм для освобождения от посторонних примесей и взвешивается. Все дальнейшие работы выполняются с учетом методических рекомендаций приводимых в работах Василенко В.Н. и др. (Василенко и др., 1995), Назарова И.М. и др. (Назаров и др., 1978), методических рекомендациях ИМГРЭ (Методические..., 1982) и руководстве по контролю загрязнения атмосферы (РД 52.04.186-89) [36].

Рисунок 8. Схема обработки и изучения снеговых проб

Поверхностные воды

Отбор проб воды осуществлялся с соблюдением всех правил, существующих при исследовании водных объектов (ГОСТ 17.1.5.05-85 [12]; ГОСТ Р 51592-2000 [25]).

Створ наблюдения - условно поперечное сечение водоема, водотока, на котором проводится исследование. На каждом из рек устанавливаем по одному створу, который будет располагаться в самом центре реки.

Вертикаль - это отвесная линия, по которой отбирают пробы воды в створе. Количество вертикалей в створе на реках определяется шириной зоны загрязненности. Поскольку реки небольшие, то ставим одну вертикаль в центре реки.

Горизонт наблюдений - отметка (слой воды) на вертикали наблюдений, на которой производят отбор проб. Количество горизонтов на вертикале устанавливают с учетом глубины водного объекта (до 2-3 метров).

На неглубоких водотоках (до 2-3 метров) пробы воды на створах отбирается с глубины 20-50 см.

На малых реках поверхностные пробы воды отбираются специально предназначенными для этой цели пластиковые бутылки.

Емкости и приборы, используемые при отборе и транспортировке проб, перед использованием тщательно моются концентрированной соляной кислотой. Для обезжиривания используют синтетические моющие вещества. Остатки использованного для мытья реактива полностью удаляют тщательной промывкой емкостей водопроводной и дистиллированной водой. При отборе пробы емкости следует несколько раз ополаскивать исследуемой водой.

Объем пробы воды зависит от определяемых компонентов и метода установления их концентрации. Отбор гидрохимических проб обязательно должен сопровождаться записями в журнале опробования, нанесением на топографическую карту пунктов отбора проб, составлением паспорта на пробу, который может привязываться к горлышку бутылки или подписываться.

Непосредственно после отбора в сосуд с пробой добавляют консервант (азотную кислоту). Максимальная продолжительность хранения пробы с консервантом не должна превышать 2-х недель. При этом пробу хранят в темноте при температуре 3-7˚С. В исключительных случаях можно обойтись без консервантов, однако, интервал между отбором и анализом пробы не должен превышать 1-2 суток.

На месте отбора проб определяют физические показатели воды: скорость течения, расход воды, температуру и органолептические показатели воды (цвет, вкус, запах, мутность и др.).

При опробовании поверхностных вод проводят:

·  Описание водоема (потока) и гидрогеологических условий участка.

·        Измерения скорости течения реки с помощью гидрометрических вертушек или поверхностных поплавков. Вертушка опускается в реку на металлическом стержне (штанге) при глубине реки до 3 м и на тросе с помощью лебедки при больших глубинах. Лопастной винт вращается в результате воздействия на него движущегося потока. Количество оборотов винта фиксируется счетно-контактным устройством.

·        Измерение расхода воды определяется расходомерами <#"703350.files/image012.gif">

Рисунок 9. Схема обработки и анализа водных проб.

Подземные воды

Отбор проб воды из наблюдательных несамоизливающихся скважин выполняют с помощью погружных насосов.

Перед отбором пробы воды из наблюдательных скважин проводиться их предварительная прокачка. Обязательный сброс воды во время прокачки - не менее 3 объемов столба воды в скважине. Прокачка скважин проводится перед каждым отбором проб воды в течение 1-2 часов. Для транспортировки и хранения проб, лучше всего отвечает полиэтиленовая посуда.

Емкости и приборы, используемые при отборе и транспортировке проб, перед использованием тщательно моются концентрированной соляной кислотой. При отборе пробы емкости следует несколько раз ополаскивать исследуемой водой. При проведении этой работы определенные емкости закрепляются за конкретными створами. Это значительно снижает вероятность вторичного загрязнения пробы. Недопустим отбор проб воды приборами и емкостями из металла или с металлическими деталями и их хранение перед анализом в металлических контейнерах.

В пробах, непосредственно на месте отбора, определяем величину рН, температуру, запах, цвет, вкус, мутность, общую жесткость, карбонатную жесткость, ионы хлора, сульфата, карбоната, нитрата, нитрита, аммония, кальция, ртути, меди, цинка, железа, согласно с ГОСТ 1030-81.

Отбор гидрохимических проб обязательно сопровождается записями в журнале опробования, нанесением на топографическую карту пунктов отбора проб, составлением паспорта на пробу, который привязывается к горлышку бутылки или подписывается.

После отбора и доставки проб в лабораторию они немедленно фильтруются. Это производится для разделения растворенных и взвешенных форм химических элементов. Без особых усилий и при эффективной работе нитроцеллюлозного фильтра удается профильтровать 1-3 литра воды. На фильтре в таком случае осаждается до 20-80 мг взвеси из загрязненных вод или 15-40 мг взвеси из фоновых вод.

На рисунке 10 показана схема обработки и анализа водных проб.

Все подготовительные процедуры (фильтрование, консервация, концентрирование) необходимо проводить в день отбора проб [36].

Рисунок 10. Схема обработки и анализа подземных вод

Растительность

Биогеохимическое опробование целесообразно проводить в течение времени, соответствующего определенной фенологической фазе развития растений.

Опробование растений (биогеохимическое) осуществляют на основных точках наблюдения по преобладающим (2-5) видам, повсеместно растущим в районе. Каждое растение составляет отдельную пробу. У травянистых растений в одну пробу отбирают всю наземную часть. Корень отрезают от стебля, тщательно отряхивают от минеральных частиц и помещают в отдельный мешочек. Остальную часть растения заворачивают в плотную бумагу.

Многолетние кустарники и деревья опробуют, формируя пробы из одних и тех же частей растения (листья, прирост последнего года, многолетние побеги, кора). Масса биогеохимической пробы составляет 100-200 г сырого вещества. Пробу растений маркируют, указывая номер пробы, номер основного разреза и профиля. Для отбора проб могут быть использованы ножи, садовые ножницы, сучкорезы. Листья с деревьев и кустарников удобнее всего отбирать руками в перчатках. Методика пробоподготовки заключается в высушивании и измельчении пробы, после чего подвергается озолению. Схема пробоподготовки приводится на рисунке 11.

Рисунок 11. Схема обработки и изучения проб

Озоление проб проводится в лабораторных условиях в специальных электрических печах (Ковалевский и др., 1967; Ковалевский, 1991; Алексеенко, 2000).

Золу подвергают растиранию и отправляют в лабораторию на анализ.

5.2   Обоснование видов анализа и комплекса анализируемых компонентов

В соответствии с ГОСТ Р 8.589 - 2001 [15] методики выполнения измерений (МВИ) применяемые при контроле загрязнения окружающей среды, должны быть аттестованы или стандартизованы в соответствии с требованиями ГОСТ Р 8.563-96 [14], зарегистрированы в Федеральном реестре методик выполнения измерений, применяемых в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора.

МВИ, допущенные к применению при выполнении работ в области мониторинга загрязнения окружающей среды, дополнительно должны быть зарегистрированы в Федеральном перечне МВИ.

Для некоторых компонентов аттестовано несколько вариантов определения, предполагающих использование как различных методов измерения, так и различных вариантов средств измерения, работающих по одинаковым принципам.

Применимость каждого конкретного метода определяется поставленной задачей и экономическими соображениями.

Для оценки контролируемых показателей в почвенном и снеговом покрове, атмосферном воздухе используются следующие лабораторно-аналитические методы (РД 52.04.186-89) [21]:

Твёрдая фаза:

·  атомно-эмиссионный метод (As, Cd, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Ba, Mn, Fe)

·        метод атомно-абсорбционной спектрометрии (As, Cd, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, Co, Ba, Mn, Fe)

·        объемный (БПК, ХПК);

·        гамма-спектрометрия (Th²³², K⁴⁰, U²³⁸);

·        гамма-радиометрия (МЭД);

Жидкая фаза:

·  потенциометрический (pH);

·        гравиметрический (сухой остаток);

·        электрометрический (Eh);

·        титриметрический (жёсткость, (СО₃)^2-, (НСО₃)^-, (SO₄)^2-, (NH₄)⁺, (NO₂)^-, (NO₃)^-);

·        фотометрия (нитраты, нитриты, фосфаты, аммоний ион, хлорид-ион, сульфат-ион);

·        атомная абсорбция (Pb, Zn, Cu, Mn, Cd);

·        ИК-фотометрия (СПАВ);

·        органолептический (привкус, запах);

·        визуальный (цветность, мутность);

·        объемный (БПК₅, ХПК);

·        физический (температура);

3. Газовая фаза: инструментальный метод с применением газоанализаторов и аспиратора (типа ГАНК-4) (углеводороды, оксиды углерода, оксиды азота, оксиды серы, сероводород, фтористый водород); жидкостная хроматография (бенз(а)пирен).

Подробнее методы анализа и анализируемые компоненты прописаны в таблиц 14.

Предприятие угольный разрез «Новобачатский-2» не имеет своей лаборатории аналитического контроля. Инструментальный контроль выполняется на договорной основе аккредитованной лабораторией, имеющей лицензию на данный вид деятельности.

Для мониторинга геологической среды используются дистанционные методы исследования. Дистанционные методы исследования - получение информации об объекте по данным измерений, сделанным на расстоянии от объекта, без непосредственного контакта с его поверхностью. Используются материалы космической и аэрофотосъемки для выполнения экологического мониторинга. С использованием этих изображений, полученных в различные сроки, но совпадающих по сезону съемки, можно проанализировать ареолы загрязнений, оценить динамику их распространения во времени. Дистанционные методы позволяют оценивать региональные особенности изучаемых объектов, выявляемые на больших расстояниях.

Таблица 15. Анализируемые компоненты и методы анализа компонентов природной среды