Техногенний вплив елементів кадмію та свинцю, що містяться у відвалах фосфогіпсу, на навколишнє середовище

Abstract

Дисертація присвячена дослідженню техногенного впливу елементів важких металів, що містяться у відвалах фосфогіпсу, на навколишнє середовище. Наведені дані про світові запаси фосфорних руд, обсяг видобутку фосфатів, динаміку обсягу споживання. Проаналізовано хімічний склад фосфоровмісної сировини на вміст важких металів. Наведені дані про взаємодію навколишнього середовища зі сполуками токсичних елементів, особливості прогнозування забруднення ними навколишнього середовища. Дана техніко-економічна та екологічна оцінка виробництва фосфорних добрив. Розроблено математичну модель, що встановлює функціональну залежність вмісту досліджуваного мігранта в геохімічному ландшафті від просторових координат і часу. Розроблена структурно-функціональна модель ландшафту спирається на припущення, що геохімічна структура ландшафту визначається його міграційною структурою, тобто водно-повітряною і біологічною міграцією, а вся фактична різноманітність міграційних процесів зводиться до надходження і витрат мігранта в елементарній фації ландшафту (ЕФЛ) і переходу його від однієї ЕФЛ до іншої, тобто балансу мігранта в рамках ЕФЛ. Інтервал часу охоплює повний цикл міграцій — компонентів міграційної структури, зв`язаних з припливом речовин ззовні і відтоком їх за межі ЕФЛ; мобілізацією мігрантів та іммобілізацією їх, тобто переходом нерухомих форм у рухомі і навпаки; перерозподілом мігрантів усередині ЕФЛ. Виведено диференціальне рівняння руху та накопичення мігранта у твердій фазі. На основі експериментальних досліджень та результатів математичної моделі за допомогою регресійного аналізу встановлено форму залежності між глибиною міграції важких металів за профілем ґрунту та фосфогіпсу та режимом накопичення мігрантів у твердій фазі. Виявлено, що розподіл вмісту всіх досліджуваних елементів за профілем сірого лісового ґрунту проходить таким чином, що максимального навантаження зазнають верхні горизонти ґрунту, в яких відбувається їх закріплення. Підзолистий процес зумовлює зниження концентрацій елементів у підзолистому горизонті і збільшення їх в ілювіальному горизонті, що може бути пов’язано з вимиванням металів з вищих горизонтів. За допомогою регресійного аналізу встановлено форму залежності між глибиною міграції важких металів за профілем ґрунту та фосфогіпсу і режимом накопичення мігрантів у твердій фазі. На основі вибіркових даних було знайдено оцінку цих параметрів і перевірено відповідність прийнятої моделі експериментальним даним. Наведені методика та результати дослідження на зв’язок між рухомими формами та валовим вмістом свинцю і кадмію у сірому лісовому ґрунті. Одержані результати залежності водопроникності ґрунту від його вологості та вмісту дрібнодисперсних часток фосфогіпсу. Пропонується розширення ємності відвалу фосфогіпсу виробництва фосфорних добрив ВАТ „Сумихімпром‖ без відводу додаткових сільгоспугідь, а також складування залізного купоросу у тілі запроектованого відвалу. Запропоновано та досліджено протифільтраційний екран по дну, укосах і поверхні чаші відвалу фосфогіпсу та залізного купоросу. Для забезпечення відводу рідини від проектованого відвалу фосфогіпсу ВАТ „Сумихімпром‖ проектом передбачена єдина дрема по дну відвалів залізного купоросу та фосфогіпсу до ставка-акумулятора. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3592

Диссертация посвящена исследованию техногенного влияния элементов тяжелых металлов, находящихся в отвалах фосфогипса, на окружающую среду. Приведены данные по мировым запасам фосфорных руд, объему добычи фосфоритов, динамике объема использования. Проанализирован химический состав фосфорсодержащего сырья на содержание тяжелых металлов. Приведены данные о взаимодействии окружающей среды с соединениями токсичных элементов, особенности прогнозирования загрязнения ими окружающей среды. Даная технико-экономическая и экологическая оценка производства фосфорных удобрений. Разработана математическая модель, устанавливающая функциональную зависимость содержимого исследуемого мигранта в геохимическом ландшафте от пространственных координат и времени. Разработанная структурно-функциональная модель ландшафта основана на предположении, что геохимическая структура ландшафта определяется его миграционной структурой, т.е. водно-воздушной и биологической миграцией, а все фактическое разнообразие миграционных процессов сводится к поступлению и миграции элемента в элементарной фации ландшафта (ЭФЛ) и перехода его от одной ЭФЛ к другой, т.е. баланса мигранта в рамках ЭФЛ. Интервал времени охватывает полный цикл миграций - компонентов миграционной структуры, связанных с притоком веществ извне и оттоком их за границы ЭФЛ; мобилизацией мигрантов и иммобилизацией их; перераспределением мигрантов внутри ЭФЛ. Выведено дифференциальное уравнение движения и накопление мигранта в твердой фазе. На основе экспериментальных исследований и результатов математической модели с помощью регрессионного анализа установлено форму зависимости между глубиной миграции тяжелых металлов по профилю почвы и фосфогипса и режимом накопления мигрантов в твердой фазе. Выявлено, что распределение содержание всех исследуемых элементов по профилю серой лесной почвы проходит таким образом, что максимальную нагрузку испытывают верхние горизонты почвы, в которых происходит их закрепление. Подзолистый процесс предопределяет снижение концентраций элементов в подзолистом горизонте и увеличение их в иллювиальном горизонте, что связано с вымыванием металлов из высших горизонтов. С помощью регрессионного анализа установлена форма зависимости между глубиной миграции тяжелых металлов по профилю почвы и фосфогипса и режимом накопления мигрантов в твердой фазе. На основании выборочных данных была проведена оценка этих параметров и проверено соответствие принятой модели экспериментальным данным. Получены результаты зависимости водопроницаемости почвы от влажности и содержания тонкодисперсных частичек фосфогипса. Предложено увеличение емкости отвала фосфогипса без отвода дополнительных земель, складирование железного купороса в теле проектируемого отвала. Предложено и исследовано противофильтрационный экран по дну, укосам и поверхности чаши отвала фосфогипса и железного купороса. Для обеспечения отвода жидкости от проектированного отвала фосфогипса ОАО „Сумыхимпром‖ проектом предусмотрена единая дрема по дну отвалов железного купороса и фосфогипса к ставку-аккумулятору. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3592

Thes is devoted to the research of technogenum influence of heavy metals which situated in dumps of phosphogysum to the environment. Cited data of world supply of phosphorus ores, the size of phosphorites extraction, the dynamic of using capacity. Analyzed chemical compound of phosphocontent raw materials in the way of containing heavy metals, given ecological estimation of the manufacture. Thes contain mathematic model, which determine functional dependence of content of investigating migrant in geochemical landscape from spatial coordinates and time. In the base of the experimental researches and results of mathematic model with the help of regressive analysis determined the form of the dependence between migration of heavy metals along the profile of soil and phosphogysum and the rate of migrant’s accumulation in hard phase. Thes gave the investigation results of suggested anti-filtering screen along the bottom, inclinations and surface of phosphogysum dump and iron vitriol, which is recommended to store inside of phosphogysum dump. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3592