При рекультивации техногенно-нарушенных территорий объектов горной промышленности из-за недостатка органического вещества и питательных компонентов, требуемых для восстановления почвенно-растительного слоя, необходимо внесение удобрений, мелиорантов или почвенных добавок. Одним из актуальных направлений в рекультивации земель объектов горной промышленности является использование нетрадиционных удобрений (мелиорантов), сформированных на основе осадков сточных вод. Цель работы – обобщить и проанализировать актуальную информацию об эффективности применения осадка сточных вод для рекультивации техногенно-нарушенных земель объектов горнодобывающей и горноперерабатывающей промышленностей. Анализ основан на обзоре исследований последних лет, направленных на оценку воздействия внесенного осадка на почвы, растительные сообщества и рекультивируемые территории. Внесение осадка сточных вод оказывает положительное воздействие на физические и химические показатели почвы (оптимизирует плотность, агрегированность), насыщает питательными элементами N, P, K, Ca, Mg, Na, чем улучшает показатели роста растений, однако, может содержать набор тяжелых металлов и патогенов, поэтому необходимы исследования каждого осадка и условий рекультивируемых территорий.
В статье сделан анализ образования отходов целлюлозно-бумажной отрасли на Северо-Западе Российской Федерации. Проведена оценка воздействия хранилищ отходов целлюлозно-бумажного комбината на компоненты природной среды, обоснована необходимость утилизации лигнин-шлама. На территории Северо-Запада РФ находятся 121 тыс га нарушенных территорий, представленных отработанными карьерными выработками, землями, отчуждаемыми для прокладки трубопроводов и дорожного строительства, нуждающихся в рекультивации. Оценена пригодность лигнин-шламов для приготовления искусственных плодородных грунтов для целей рекультивации. Для этого были проведены эксперименты по созданию искусственных грунтов с различным соотношением лигнин-шлама и почвогрунта, исследованию наличий нарушения роста различных видов растений, выращенных на различных композициях лигнин-шлама и почвогрунтов. Выявлено, что лигнин-шлам как органическая добавка к почвогрунтам не является токсичным для растительного покрова и живых организмов и позволяет улучшить показатели плодородия искусственных почв.
В статье предложены подходы к оценке состояния атмосферного воздуха в мегаполисах на примере района Санкт-Петербурга. Приведены результаты натурных наблюдений за качеством атмосферного воздуха, проведенных с помощью передвижной экологической лаборатории Горного университета. Проведен анализ распределения во времени концентраций основных загрязнителей атмосферного воздуха в мегаполисе, представленных оксидами азота, аммиака, углерода, диоксидом серы, сероводородом, метаном, суммарными углеводородами. Описан способ интерпретации данных мониторинга атмосферного воздуха с использованием площадного распределения концентраций загрязняющих веществ. Предложены пути решения проблемы загрязнения атмосферного воздуха на конкретных территориях мегаполиса с использованием геоинформационных систем, позволяющих моделировать площадные загрязнения.
В статье проведена оценка воздействия предприятий по добыче и транспортировке углеводородов Западной Сибири на окружающую среду. Выполнен анализ динамики многолетних наблюдений за состоянием компонентов природной среды в районе функционирования предприятий по добыче и транспортировке углеводородов. Обоснована необходимость формирования оптимальной системы экологического мониторинга атмосферного воздуха на рассматриваемых объектах. Проведено моделирование процессов распространения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе с применением лицензионного программного обеспечения «Эколог» (версия 3.00), разработанного фирмой «ИНТЕГРАЛ» (Санкт-Петербург). На основании результатов моделирования определен приоритетный перечень загрязняющих веществ. Разработана методика выбора количества и места расположения стационарных постов производственного экологического контроля с учетом параметров выбросов, предложены подходы к созданию системы оперативного экологического мониторинга, сформированной с использованием геоинформационного программного обеспечения.
Проведена оценка существующих технологий хранения и утилизации твердых бытовых отходов в России и за рубежом. Приведены результаты натурных наблюдений за качеством атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод в районах размещения полигонов по захоронению твердых бытовых отходов. Предложен способ эффективной изоляции поверхности полигонов с применением полимерных материалов. Описан технологический процесс изоляции поверхности полигона с помощью экранирующей машины на самоходной базе, что позволит организовать централизованную утилизацию биогаза с полигонов, улучшить эколо-гическую обстановку в районах их расположения, уменьшить загрязнение атмосферы и практически исключить самовозгорание отходов.
Поверхностные и подземные воды – один из наиболее уязвимых в экологическом отношении элементов окружающей природной среды, что объясняется высокой скоростью миграции химических элементов в приповерхностной гидросфере. Источниками воздействия на водную среду в районах расположения газового месторождения являются многочисленные площадные и линейные объекты основного и вспомогательного технологического процесса, а также объекты сопутствующей инфраструктуры.
Приводятся краткие характеристики космических аппаратов, используемых при проведении экологического мониторинга в районах расположения промышленных объектов минерально-сырьевого комплекса. Описываются основные направления использования спутниковых данных при оценке воздействия объектов минерально-сырьевого комплекса на компоненты окружающей среды.
В результате теоретических изысканий и экспериментальных исследований в Горном университете проведена разработка и внедрение мониторингового комплекса на базе беспилотных летательных аппаратов с максимально возможной полезной нагрузкой для производственного экологического контроля и автоматической передачи потоковой информации более чем с 10 каналов одновременно на наземную станцию управления, оборудованную специальным программным обеспечением. Использование данного мониторингового комплекса позволит провести зонирование горно-промышленной агломерации в зависимости от степени техногенной нагрузки.
В районе Санкт-Петербурга и Ленинградской области функционируют тысячи опасных объектов по переработке, транспортировке и хранению газа, но, несмотря на высокую экологическую опасность указанных техногенных объектов, отсутствуют методы комплексной количественной оценки их воздействия на природную среду и выбора на основе этих методов экологически целесообразных и экономически эффективных средозащитных мероприятий. В статье рассматриваются подходы к созданию системы автоматического экологического производственного контроля объектов газоснабжения и газораспределения.
В районе Санкт-Петербурга и Ленинградской области действуют многочисленные полигоны по захоронению промышленных и бытовых отходов. Ряд из них находится на стадии закрытия, но выделяются и площади для строительства новых полигонов. Предлагается способ предотвращения техногенной нагрузки на компоненты природной среды в районах расположения строящихся и существующих полигонов, основанный на термической обработке полимерных материалов.
Предложена система производственного экологического мониторинга (ПЭМ) для объектов ОАО «Газпром». В качестве программного обеспечения системы ПЭМ предлагается использовать информационно-измерительную систему ARCGis, позволяющую осуществлять оперативный сбор измерительных данных о состоянии наблюдаемых природных объектов, их обработку и анализ, а также распространение результатов мониторинга между различными производственными подразделениями предприятия. Выявлено, что одним из наиболее рациональных подходов к формированию системы ПЭМ является ввод блока интерпретации космических снимков, выполняющихся в нескольких спектральных диапазонах и обладающих большой пространственной разрешающей способностью.
Дан анализ моделей управления экологической безопасностью различных производственных объектов, разработанных в России и за рубежом. Выявлено, что в качестве показателей опасности принимались индивидуальный или социальный риск гибели людей, либо проводились экспертные оценки потенциальной опасности без количественной экономической оценки. По результатам моделирования суммарных затрат на обеспечение безопасного складирования отходов в зависимости от эколого-экономического риска классифицированы техногенные массивы по их экологической опасности. Для каждого класса массивов разработана оптимальная стратегия управления экологической безопасностью.
Дан анализ мероприятий по обеспечению экологической безопасности техногенных образований. Предложены разнообразные решения проблемы снижения экологического риска для техногенных образований различного генезиса, обширных и неоднородных техногенных массивов, а также классификация методов снижения экологической опасности техногенных образований. Выделены основные группы методов защиты и реабилитации природной среды в зоне воздействия техногенных образований (изоляция массива, очистка техногенных отложений, перемещение отложений). Определены наиболее эффективные реабилитационные мероприятия для техногенных массивов различного генезиса, формы, объема, класса экологической опасности.
Выявлены и классифицированы основные источники нарушения и загрязнения окружающей природной среды в районах функционирования опасных объектов нефтегазового комплекса. Особенности негативного воздействия были изучены на всех стадиях работ: при разведке месторождения; при его обустройстве; при добыче нефти и газа; при переработке газо- и нефтепродуктов.
Проведен анализ техногенного воздействия отходов минерально-сырьевого комплекса на атмосферный воздух и земли. Установлено, что эколого-экономический риск негативного воздействия определяется вероятностью возникновения эколого-экономического ущерба. Проанализирована вероятность ущерба от загрязнения земель в зоне воздействия техногенных массивов. Научно-исследовательские работы проводились при поддержке «Американского фонда гражданских исследований и разработок».
Обоснован выбор географических информационных систем (ГИС) для обработки и управления экологической информацией. Раскрыты возможности использования ГИС при сопряженном анализе разнородных данных. Предложен алгоритм создания на базе ГИС программной системы комплексной оценки состояния окружающей среды в районах воздействия предприятий горно-металлургического комплекса.
Разработаны методы количественного изучения, оценки, нормирования и выбора мер по регуляции многофакторных антропогенных воздействий на экосистемы пресноводных водоемов и водотоков. Реакция биоты на воздействие оценивается по состоянию макрозообентоса как наиболее чувствительного биоиндикатора, а само воздействие - особым показателем, учитывающим эффект взаимодействия факторов. Нормирование многофакторного воздействия строится на выявлении его предельно допустимого уровня, не вызывающего необратимых изменений макрозообентоса. Регуляция воздействия направлена на его снижение до предельно допустимых сочетаний взаимодействующих факторов для достижения безопасного уровня их совместного биотического эффекта.
Предложена система оценки и нормирования многофакторных техногенных воздействий на водные объекты, построенная на основе биоиндикации. В качестве биоиндикатора используется макрозообентос, как наиболее чувствительное сообщество. Разработан оригинальный способ выделения видов, имеющих реальную индикаторную ценность, установлены информативные количественные характеристики этого сообщества. Определены и формализованы условия сохранения устойчивости сообществ к воздействию, дана универсальная количественная мера комбинированного воздействия. Установлены и описаны основные закономерности реакции сообществ на комбинированные техногенные воздействия. Выявлены условия двух характерных катастроф сообществ в градиенте комбинированных воздействий. Соответственно дан подход к нормированию техногенных воздействий для гидроэкосистем с различной степенью фоновой антропогенной нагрузки.
Дан анализ современной нормативно-методической базы определения техногенного ущерба гидроэкосистемам, которая имеет много существенных недостатков. Предложен альтернативный метод количественной оценки техногенных сукцессий гидроэкосистем и наносимого им ущерба, основанный на анализе экологического риска. Изучены основные характеристики экосистем, определены фоновые значения экологического риска и размеры экологического риска в стоимостном выражении, разработаны сценарии вероятного ущерба от сооружения и эксплуатации объекта и модель дерева опасных событий и их последствий. Выделена зона потенциального влияния объекта на акватории - зона, где значения риска превышают фоновый уровень; проведен сравнительный анализ ожидаемого ущерба при наличии нескольких проектных решений. Оптимальным признается решение, ведущее к минимальному ущербу.
Произведена комплексная оценка влияния горно-промышленного предприятия ОАО «Фосфорит» на экосистему р.Луги и ее притоков. Установлено, что значительный вклад в общую техногенную нагрузку на гидроэкосистему дает не только сброс сточных вод, но и перенос поллютантов в атмосфере. Зарегистрировано существенное влияние предприятия на экосистему не только самой р.Луги, но и ее близлежащих притоков, в том числе и расположенных выше комбината по течению. Выявлены достоверные изменения не только многих абиотических показателей (превышение ПДК концентрациями биогенных элементов - минеральных и органических соединений фосфора, нитратов, аммония, ионов фтора, сульфатов, нефтепродуктов), но и основных биотических параметров (структурно-функциональные характеристики микрофитобентоса, фито- и зоопланктона, зообентоса, ихтиофауны). В зоне воздействия ОАО «Фосфорит» общий уровень антропогенного воздействия на гидроэкосистему превышает устойчивость экосистемы в 2,3 раза, что существенно (на 40 %) выше фонового показателя. Согласно результатам исследований, современные негативные изменения лужской экосистемы пока еще обратимы. Однако даже сравнительно небольшое (на 30 % и более) дополнительное увеличение техногенной нагрузки способно привести к быстрой и необратимой деградации речной биоты во всей зоне влияния ОАО «Фосфорит». Это определяет повышенные требования к разработке и реализации системы природоохранных мероприятий для ОАО «Фосфорит», особенно с учетом роста объема производимой продукции.
