Введение к работе
Актуальность проблемы. Несмотря на заметный спад производства в стране за последние десять лет, уровень загрязнения геосфер на территории Республики Северная Осетия-Алания остается высоким. Так, в 2000 г. выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от всех источников составили 121,097 тыс. т, в том числе от стационарных - 12,636 тыс. т. Как и прежде одним из основных загрязнителей атмосферного воздуха остается ОАО «Победит», выбрасывая почти 568 т вредных веществ в год. Уровень загрязнения поверхностных вод остается высоким, причем основными источниками загрязнения и здесь является ОАО «Победит» (загрязняющие вещества - вольфрам, молибден, кобальт, нефтепродукты). Содержание тяжелых металлов в почвах г. Владикавказа и его окрестностей, по данным Минприроды РСО-Алания, превышает ПДК в 41 раз.
На начало 2000 г. в республике накоплено около 10 млн. т отходов производства I-IV класса опасности, в том числе I класса - 610 т, П-го класса - 58000 т, Ш-го класса - 27000 т, IV-ro класса - 983600 т. Кроме того, образуется ежегодно около 800 тыс. м3 твердых бытовых отходов, которые занимают активные участки городской агломерации и создают многоплановый негативный эколого-экономический эффект в целом регионе.
В регионе примерно 175 лет функционирует горно-металлургический комплекс с пиротехнологией получения полиметаллов, что отрицательно повлияло на состояние биосферы региона и продолжает влиять на демографические показатели населения г. Владикавказа и ее окрестностей.
Мониторинговыми исследованиями установлены главные факторы загрязнения геосфер, включающие выделение загрязняющих веществ из открытых свалок металлургических отходов и отходов обогатительного производства, а также выбросы металлургических производств в атмосферу города. Таким образом, дальнейшая деградация окружающей среды снижает жизненный потенциал населения, может привести к устойчивымгсдоицательным^деиргдафи-
ГЛ'г. (ПОТЕХА
Г.. Петербург ОЭ 200^»«т Ч 5 ~3>
ческим показателям и патологическим отклонениям в генофонде проживающего в этих условиях населения. Поэтому разработка технологических решений по использованию вторичных ресурсов шеелиговольфрамового производства, научное обоснование принципов вовлечения занимаемых ими территорий в хозяйственном использовании и создание механизма регулирования экологией городской агломерации г. Владикавказа являются актуальной задачей настоящего времени.
Цель работы: повышение экологической безопасности агломерации г. Владикавказа на основе:
использования трансформированных и фактических молибденошеели-товых шлаков в керамическом производстве;
вовлечение территории отвала шлаков в биогеохимический кругооборот путем освобождения и использования ее в хозяйственном обороте;
регулирование объектами техносферы параметров воздействия загрязнителей на окружающую среду.
Методика исследований. Применен комплексный метод исследований, включающий обобщение и анализ ранее выполненных работ, теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и производственных условиях, разработана инструкция по использованию отходов молибденошеелита в качестве отощающих добавок в производстве керамического кирпича.
Обработка и анализ экспериментальных данных проведены методами математической статистики с использованием ЭВМ.
Идея работы заключается в разработке научно-методических принципов использования молибденошеелитовых шлаков в керамическом производстве, регулировании параметров загрязнения геосфер и вовлечении территории отвала шлаков в биогеохимический кругооборот для улучшения экологической обстановки и демографических показателей агломерации г. Владикавказа.
Защищаемые научные положения:
1. Геосфера агломерации г. Владикавказа характеризуется повышенным фоном поллютантов металлургического производства, основным из которых
является молибденошеелитовый компонент.
-
Интегральная эффективность использования молибденошеелитовых отходов в керамическом производстве зависит от площади и продолжительности их хранения и физико-химического состава.
-
Уровень демографических показателей населения агломерации г. Владикавказа зависит от уровня экологической нагрузки на биосферу региона, атмосферный бассейн, водную среду и литосферу и выражается уравнением первого порядка.
-
Уровень экологизации индустриальной селетибной агломерации определяется на основе разработанной эколого-математической модели с учетом ранжирования видов производств по определяемой экологической нагрузки и взаимодействием объектов техногенеза.
Обоснованность и достоверность научных положений подтверждена достаточной сходимостью теоретических и экспериментальных исследований и результатами испытаний в промышленных масштабах.
Научная новизна
-
Доказано, что фоновое содержание вольфрамомолибденового компонента в геосфере региона играет господствующую роль в достижении экологической безопасности в рамках агломерации г. Владикавказа.
-
Установлено, что применение отходов молибденошеелитов в керамическом производстве в качестве отощающих добавок по предлагаемой рецептуре обеспечивает снижение выхода брака в производстве, улучшает эстетические свойства и товарный вид выпускаемой продукции, является экологически безопасной и высвобождает пригодную для хозяйственной деятельности территорию.
-
Доказано, что демографические показатели зоны действия полигона отходов напрямую связаны с экологической нагрузкой на геосферу. Получены линейные зависимости для описания этого фактора.
-
Установлено, что обеспечение экологической безопасности геосфер агломерации г. Владикавказа достигается с помощью эколого-математической
модели, описываемой уравнением второго порядка.
Практическое значение исследований заключается: в научном обосновании создания методики использования шеелитовольфрамовых шлаков в керамическом производстве в качестве отощающих добавок и возможности создания экологически безопасных условий в регионе на основе достижения экономического эффекта путем принятия управленческих решений по регулированию параметрами воздействия объектов загрязнения на окружающую среду. Результаты исследований приняты для использования новых экологически чистых технологий в РСО-Апания (2002 г.), а также при составлении научно-технической программы «Экологическая безопасность РСО-Алания».
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационных исследований доложены и одобрены на кафедре «Экология» (Владикавказ, СКГТУ, 2001 г.), в институте АО «Кавказцветметпроект», на коллегии Министерства охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов РСО-Алания (Владикавказ, 2002 г.). Диссертация в полном объеме была доложена на заседаниях кафедр: ИЗОС «Инженерные методы защиты окружающей среды» (г. Москва), МГИУ «Безопасность жизнедеятельности и промышленная экология» и Российский научный центр «Курчатовский институт» (2003 г.).
Публикации. Научные положения диссертации опубликованы в семи печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, 47 табл., 16 рис, заключения, библиографического списка из 23 наименований, изложена на 155 страницах машинописного текста и приложение (15 стр.).
