Наука XXI века: новый подход (стр. 3 )

Попадая в почву, тяжелые металлы накапливаются в пищевых растениях (картофель, капуста, свекла, яблоки и др.), выращиваемых на земельных угодьях города и пригородов. Исследования [1] показали, что все образцы продуктов содержали повышенное количество железа, на втором месте находился цинк, на третьем – хром.

Содержание других микроэлементов располагалось в порядке уменьшения концентраций в следующем порядке: медь, марганец, свинец, кадмий.

Наиболее потенциально опасным для человека растением, из вышеперечисленных следует считать свеклу, так как она интенсивно аккумулирует свинец.

Для обеспечения постоянно действующего контроля в районах деятельности горнодобывающих предприятий необходимо располагать сведениями о характере воздействия токсичных элементов на организм человека, распределении и уровне концентрации их в исходном сырье и продуктах переработки. Проводя соответствующие замеры и сравнивая их с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), невозможно получить объективную картину воздействия тяжелых металлов на жизнедеятельность человека. Это связано с тем, что очень часто ПДК (и другие нормы) выведены эмпирически, при отсутствии теоретических обоснований. Не учитываются особенности химизма природных и техногенных систем. Неизвестно, как будут вести себя различные тяжелые металлы при совместном присутствии, а также с другими токсикантами. Это может быть эффект их «антагонистического» или «синергического» взаимодействия. А именно эти проблемы являются наиболее острыми. Более того, «антагонизм» или «синергизм» их взаимодействия могут даже сменять друг друга при различных условиях. В связи с этим, для более объективной оценки экологической ситуации, помимо химических методов (замер концентраций токсикантов и сравнение их с ПДК), необходимо использовать методы биоиндикации и биогеохимические методы, которые позволяют оценить синергическое воздействие тяжелых металлов на организм животных и последствия связанные с этим.

Таким образом, для более объективной оценки экологической ситуации в регионе необходимо наряду с химическими методами использовать методы биоиндикации и биогеохимические методы.

Литература

1. Гапон загрязнения территории санитарно защитной зоны металлургического комбината тяжелыми металлами техногенного происхождения // Довкілля та здоров’я. – №3 (14). – 2000. – С. 25-27.

2. Методические рекомендации по геохимическим исследованиям для оценки воздействия на окружающую среду проектируемых горнодобывающих предприятий. – М.: Изд. ИМГРЭ, 1986.

Секция 3. Географические науки

ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ЛЕСНЫХ СООБЩЕСТВ, ИСПЫТЫВАЮЩИХ ДЛИТЕЛЬНУЮ АТМОТЕХНОГЕННУЮ НАГРУЗКУ

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,

г. Санкт-Петербург, Россия, [e-mail]

В последние десятилетия техногенное воздействие стало ведущим по значимости и масштабу экологическим фактором, влияющим на эколого-экономическое состояние территорий. Интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения биогеохимических циклов большинства химических элементов. В первую очередь это относится к тяжелым металлам (ТМ), накопление которых в природной среде в высоких концентрациях часто связано с антропогенной деятельностью. Значительная часть ТМ, загрязняющих природную среду, попадает в почву, которая является важнейшим биогеохимическим барьером и основной жизнеобеспечивающей сферой для растений, и, соответственно, в наибольшей степени испытывает негативные воздействия, обусловленные многообразной производственной деятельностью человека, и аккумулирует продукты техногенеза.

В Российской Федерации площадь загрязненных ТМ земель составляет более 70 млн. га, из них около 1 млн. га имеют чрезвычайно опасный уровень загрязнения. На месте уничтоженных лесных и тундровых природных ландшафтов формируются техногенные ландшафты, значительная часть которых в течение многих десятилетий по различным причинам сохраняет облик техногенной пустыни. В почвенно-экологическом плане это означает замедление или полное отсутствие почвовосстановительных процессов, в геоботаническом - резкое замедление процессов восстановления растительного покрова, в санитарно-гигиеническом - ухудшение качества окружающей среды для человека.

В процессе многолетней производственной деятельности Кольской ГМК атмосферные выпадения ТМ и соединений серы привели к формированию техногенных наносов различной мощности площадью более 1500 км2 с концентрациями подвижных форм Ni и Cu в верхних почвенных горизонтах от десятков до тысяч мг/кг. На расстоянии до 30-35 км от производственных площадей наблюдается разрушение и деградация природных почвенно-растительных комплексов. Аккумуляция загрязняющих веществ в поверхностном слое почв делает их непригодными для самостоятельного восстановления растительных сообществ и является источником загрязнения грунтовых вод. Для ускорения процессов восстановления техногенных ландшафтов необходимо применять комплекс рекультивационных мероприятий, направленных на создание оптимальных условий для восстановительных сукцессий в фитоценозах.

В настоящее время комбинат «Североникель» — промышленная площадка ГМК», где перерабатывается файнштейн, поступающий с комбината Печенганикель и из Заполярного филиала „Норильский никель“» и завершается технологический цикл производства товарной продукции компании - электролитного никеля и электролитной меди.

За время функционирования комбината «Североникель» в атмосферу поступило около 52 триллионов тонн сернистого газа, до тонн никеля, околотонн серной кислоты, больше десяти тысяч тонн сероводорода, хлора, фенола и формальдегида. Наиболее сильное техногенное воздействие на ландшафты оказывают разносимые ветром на десятки километров газообразные выбросы, прежде всего оксиды серы (образующие в соединении с атмосферной влагой серную кислоту) и аэрозольные выбросы ТМ.

В ходе экспедиционных исследований в зоне воздействия ГМК» отбирались пробы растений и почвы верхних почвенных горизонтов. На лабораторной базе СПГГИ (ТУ) были разработаны методики анализа и произведена оценка уровней загрязнения природных почвенно-растительных комплексов.

Влияние выпадения кислых дождей на лесные почвы и лесные экосистемы проявляется в радиусе более 100 км от крупных промышленных центров и агломераций и 50 км от крупных металлургических предприятий. Это зоны выпадения кислых осадков, где экосистемы находятся под влиянием избыточного поступления серы и других поллютантов. Вблизи предприятий, выбрасывающих диоксид серы, рН почвы достигает величины 2,1–2,8. В последние годы выбросы диоксида серы Кольской ГМК в атмосферу составляют порядка 140 тыс. т/год.

Для района исследования зональными являются северо-таежные подзолистые почвы. В результате проведенных исследований выявлено, что наиболее чувствительными к кислотному загрязнению являются Al-Fe-гумусовые подзолистые почвы, а наименее чувствительными – все тяжелые, глееватые, торфяные и пойменные почвы.

По данным многолетних исследований, проводимых в зоне воздействия промышленных площадей ГМК» зона техногенной пустоши (полной деградации экосистем) окаймляет комбинат. Ее границы отстоят от комбината на 5 - 10 км в зависимости от направления ветров. Ежегодное выпадение соединений серы на поверхностm почвы составляло до 20 - 30 т, сумма металлов до 60 т. Органогенный горизонт почвы разрушен, на дневную поверхность выходят минеральные почвенные горизонты (подзолистые и иллювиально-гумусные). Над этими горизонтов имеется тонкий (0,5 - 2 см) техногенный серый пылевато-супесчаный горизонт, в котором вблизи комбината концентрируется до 7 % никеля. На этой территории, которая в настоящее время практически полностью лишена растительного покрова, стали формироваться овраги.

Зона деградации экосистем окружает техногенную пустошь и расположена на расстоянии от 5—8 до 15 км. Переход между зонами постепенный, годовое выпадение соединений серы на один квадратный километр достигало 3 т, сумма металлов до 5 т, что, даже при существующем снижении аэротехногенной нагрузки (рис. 2), привело к формированию огромных литохимических ореолов. Внешний облик таких техногенно-трансформированных ландшафтов представляет собой техногенно обусловленное редколесье. Возраст хвои сосны 2-3 года, (в нормальных условиях он составляет 6-7 лет). Накопление загрязняющих веществ в хвое сосны: серы - до 3000, никеля 100-160, меди 70-200 мг/кг. Площадь зоны оценивается в 250 - 300 км2, средняя концентрация SO2 в воздухе зоны до 0,08- 0,09; никеля и меди в пределах 0,05-0,07 мг/м3. Увеличение суммарного количества подвижных форм Ni и Cu в перегнойно-аккумулятивном горизонте свыше 200 мг/кг почвы вызывает повреждение корневых систем растений, а дальнейшее возрастание токсичных концентраций ТМ приводит к массовому отмиранию сначала физиологически активных корней, а затем и более крупных корней растений.

На расстояниях от 15 до 30 км расположена зона разрушения таежных экосистем, в которой годовые выпадения соединений серы достигали 10кг/км2, сумма металлов (никель, медь, марганец, цинк) кг/ км2; концентрация SO2 в воздухе достигает 0,07, никеля и меди - 0,008 мг/м3. Этой зоне свойственны редкостойные хвойные леса, травяно-кустарничковый ярус практически не разрушен, встречаются напочвенные лишайники в угнетенном состоянии.

Начальные стадии нарушения экосистем регистрируются на расстоянии свыше 30 км и могут занимать огромные территории, смыкаясь с зонами воздействия соседних промузлов.

По данным лихеноиндикации в зоне воздействия комбината «Североникель» [1] встречаемость в описаниях различных видов эпифитных лишайников снижается с 62 видов в условно-фоновой зоне (60-70 км от комбината) до 13 видов на всех видах субстратов и всего до 2 видов на стволах сосен на расстоянии 8 км от комбината. Проективное покрытие лишайников снижается с 10-16 % в фоновых условиях до 0 % в зоне техногенной пустоши.

Под влиянием выпадений соединений серы в комплексе с ТМ изменяются практически все свойства почвы и их облик. Токсичность загрязненных серой и ТМ почв определяется концентрацией протона в почвенном растворе и растворимостью металлов. В результате проведенных экспериментальных исследований зависимости растворимости металлов в почве от рН почвенного раствора выявлено, что в сильнокислой среде растворимость никеля, меди и марганца в 20 – 40 раз выше, чем в близкой к нейтральной среде. Это объясняется тем, что при увеличении кислотности в почвенном растворе происходит возрастание количества свободных фульвокислот наиболее активной фракции, которые связывают многие ТМ, формируя устойчивые комплексные соединения. Поэтому металлы переходят в псевдорастворимое состояние и становятся доступными для растений. Катионы никеля и меди замещают катионы кальция, магния, калия, марганца в поглощающем комплексе органогенного горизонта. Следовательно, совместное воздействие кислых серных выпадений и ТМ оказывается синергическим и наиболее опасным. Низкая буферная емкость подзолистых почв обусловливает высокий уровень мобильных форм ТМ на загрязненных участках, а высокая подвижность элементов создает угрозу их вымывания за пределы верхних горизонтов и попадания в водоемы и грунтовые воды.

Для определения критических значений содержания основных загрязняющих веществ в техногенных наносах, превышение которых может привести к необратимой деградации природных растительных комплексов, был использован метод полевого эксперимента. На снежный покров было произведено однократное рассеивание полиметаллической пыли, выбрасываемой комбинатом «Североникель». Из-за неравномерности внесения загрязнителей в лишайниковом покрове появились «пятна» (рис. 5), в которых концентрации ТМ превысили предел существования Cladina stellaris, однако не сказались на существовании кустарничков брусники и черники. В пределах экспериментальной пробной площади был проложен профиль метровых площадок, на которых проективное покрытие Cladina stellaris варьировало от 0 до 90%.

Результаты химического анализа отобранных образцов почвы и растений позволяют рассчитать концентрации ТМ, при которых возможно существование и восстановление Cladina stellaris на загрязненных территориях. Выбор тест-объекта обосновывается повсеместным присутствием лишайников этого вида на незагрязненных (условно фоновых) территориях региона.

Разработанный способ позволяет разделить зону влияния металлургического предприятия на территории способные к самовосстановлению после прекращения производственной деятельности, а также зоны, где необходимость рекультивации почв является однозначной. Принципиальной схемой такого разделения является построение ореолов загрязнения почвенного покрова ТМ. Выявление условий существования одного из самых чувствительных индикаторов техногенного загрязнения Cladina stellaris позволит выделить области способные к естественному природному восстановлению.

Работа проведена при поддержке федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы.

Литература

Мониторинг почвенно-растительного покрова для рекультивации зон экологической катастрофы ОАО “Североникель”/ Материалы восьмого международного форума молодых ученых стран тихоокеанского региона. ДВГТУ. - Владивосток, 2С. 76-77.

Секция 4. Науки о Земле

МОНИТОРИНГ ТЕХНОГЕННЫХ КАТАСТРОФ НА ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ОБЪЕКТАХ ТЭК С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МБЛА

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург, Россия, [e-mail]

Рост сложности технических си­стем и используемых технологий увеличивает риски техногенных аварий, как в силу случайных сбо­ев, так и ошибок людей, которые участвуют в процессе их эксплу­атации. Критический износ тру­бопроводов (в среднем 50-60 крупных аварий на магистраль­ных нефтепроводах), электри­ческих сетей и целого ряда про­изводств приводит и будет при­водить к дальнейшему росту тех­ногенных аварий, как в России, так и за рубежом (например, взрыв метана на нефтяной плат­форме Deepwater Horizon компа­нии British Petroleum и разлив 0.5 млн. т. нефти 20.04.2010). Крупная авария в энергосистеме электроподстанции № 000 «Чагино», расположенной на юго-востоке Москвы (25.05.2005 г.), разруше­ние и затопление машинного зала Саяно-Шушенской ГЭС (17.08.2009), и многие другие техни­ческие и технологические катас­трофы — тому являют яркие при­меры, которые, во многом связа­ны с человеческим фактором и с не соблюдением технических регламентов [1].

Сеть наблюдений и контроля загрязнения атмосферного воздуха является в настоящем и будущем единственным экспериментальным средством оценки состояния загрязнения атмосферного воздуха на экологически опасных производственных объектах ТЭК применимости математических моделей рассеяния примесей в атмосфере. Общими задачами сети являются:

- повышение эффективности, качества, надежности и достоверности данных наблюдений;

- внедрение новых методов многокомпонентного анализа примесей в атмосферном воздухе и в отходящих газах;

- достижение оптимального соотношения используемых в различных городах и населенных пунктах методов ручного отбора и анализа проб воздуха и полуавтоматических методов, повышение автоматизации средств измерений;

- повышение оперативности сбора, обработки, передачи и использования данных наблюдений в задачах контроля и регулирования уровней загрязнения атмосферного воздуха;

- установление тенденций и причин изменения уровней загрязнения атмосферного воздуха.

Для решения данных задач зачастую используются новые виды техники и технологии, перешедшие на «гражданскую службу» из оборонного комплекса РФ. Например, известен экологический дирижабль [2] заключающийся в том, что предложенный дирижабль предназначен для ведения дистанционного экологического мониторинга линейно-протяженных техногенных транспортно-коммуникационных сооружений: магистральных и межпромысловых нефте-, газо - и продуктопроводов, а также железнодорожных и автомобильных магистралей, линий электропередач и других объектов, в том числе природных. Аппаратура оперативной двухсторонней связи, размещена как на дирижабле, так и в исследовательском центре, содержит приемную антенну, приемник GPS-сигналов, приборы дистанционного зондирования земной поверхности и атмосферы, контроллер, задающий генератор, фазовый манипулятор, два гетеродина, два смесителя, усилитель первой промежуточной частоты, два усилителя мощности, антенный переключатель, приемопередающую антенну, усилитель второй промежуточной частоты, фазовый детектор и блок регистрации. Недостатком данного изобретения является отсутствие возможности маневрирования дирижабля и движение его с высокой скоростью.

Способ и комплекс средств обнаружения чрезвычайной ситуации и ликвидации её последствий [3] заключается в том, что для обнаружения чрезвычайной ситуации и ликвидации ее последствий, прежде всего катастрофического характера, связанного с угрозой жизни и здоровью людей, с нанесением материального ущерба и с загрязнением окружающей среды, на борту беспилотного летательного аппарата (БЛА) установлены средства наблюдения района чрезвычайной ситуации, в том числе в оптическом и/или инфракрасном диапазоне, а также средства определения координат и средства передачи по радиоканалу связи данных наблюдения и координат, причем средства дистанционного пилотирования беспилотного летательного аппарата и средства приема по радиоканалу связи данных наблюдения района чрезвычайной ситуации и его координат установлены на станции мониторинга и управления. Средства для ликвидации последствий чрезвычайной ситуации размещены в пилотируемом экипажем транспортном средстве. Введены средства приема с беспилотного летательного аппарата или со станции мониторинга и управления полетом данных наблюдения района чрезвычайной ситуации и его координат, а также данных о координатах, высоте и скорости полета беспилотного летательного аппарата и демонстрации их экипажу транспортного средства со средствами для ликвидации последствий чрезвычайной ситуации. Обеспечивается интеграция в единую систему всех указанных выше средств для ликвидации чрезвычайной ситуации, что исключает технические сбои и ошибки управления. Недостатком данного изобретения является использование БЛА только для обнаружения чрезвычайной ситуации, а оборудование БЛА позволяет лишь фиксацию событий, принятие же решений осуществляется на посту централизованного наблюдения, для чего необходимо затрачивать дополнительные временные и человеческие ресурсы.

Другим способом мониторинга атмосферного воздуха является разработка Центра коллективного пользования Горного университета с использованием МБЛА вертолетного типа и производится в две стадии и представлены на рисунках 1,2.

1 стадия:

1.1. принимается решение о выборе основного оцениваемого загрязняющего фактора (концентрация пыли, вредных газов, таких как СО, SO2, SO3, NO2 и т. п., γ-излучения) для выбранного источника загрязнения;

1.2. запускается первый МБЛА от источника загрязнения на первый горизонтальный уровень высотой 50 м по пути, описываемого спиралью Архимеда, с выбранным одинаковым шагом спирали.

1.3. Конечный диаметр спирали находится в интервале 7-10 км, при движении по спирали производится отбор проб воздуха с автоматической передачей на пост централизованного наблюдения, таким образом как показано на рисунке 1а, то есть при пересечении с осями ОХ и ОУ, а также при пересечении с биссектрисами 4 октантов, тем самым минимальное количество исследуемых точек достигает 33 (*) для оценки загрязнений на удалении по радиусу 4 км (по оси ОХ) от источника загрязнения.

1.4. Полученные данные дешифрируются на посту дистанционного наблюдения, строятся поля концентрации оцениваемого загрязняющего вещества (Рис. 1б), одновременно с этим первый БЛА поднимается на следующий горизонтальный уровень (100 м) и повторяет пп. 1.2-1.3.

2 стадия:

2.1. По построенным полям концентрации оценивается преобладающее направление загрязнения (причем на различных высотных горизонтов направление переноса загрязняющих веществ может различаться).

2.2 Преобладающее направление загрязнения является биссектриса угла в 900, в котором производится повторный облет вторым БЛА для отбора проб и более подробного анализа ситуации, причем отбор проб происходит в автоматическом режиме через равные промежутки времени и по специальной схеме, представляющей собой спиральное движение по вертикальному атмосферному разрезу, представленному на рисунке 2а.

2.3. Отбор проб газоанализатором, пылемером и радиометром должен осуществляться в точках, одинаково удаленных от источника загрязнения, а при движении в обратном направлении второй БЛА осуществляет набор высоты до следующего горизонтального уровня наблюдения, расстояние между которыми варьируется от 50 до 100 м, после этого повторяется пп. 2.1.-2.2. до достижения высоты 1000 м.

2.4. После передачи информации с БЛА на пост дистанционного наблюдения, полученные значения показаны на рисунке 2б, происходит построение 3-d модели загрязнения от выбранного источника и делается вывод о дальности переноса загрязняющих веществ и их сравнение с нормативными показателями.

Рис. 1 Возможные траектории движения МБЛА

Рис. 2 Оценка уровня загрязнений с использованием МБЛА

По итогам мониторинга осуществляется контроль концентрации загрязняющих веществ в верхних слоях атмосферы и суммарный вклад источника загрязнения (котельная, склад, отвал и т. п.) в нижних слоях атмосферы, а мониторинг атмосферного воздуха осуществляется в зависимости от технических возможностей БЛА (скоростных характеристик, мощности аккумуляторной батарее или емкости бака с топливом), и по максимальной длине возможного полета БЛА может достигать 10-20 км от источника загрязнения. Техническим результатом изобретения является повышение точности и скорости определения преобладающих зон загрязнения на различных горизонтальных и вертикальных уровнях от источника загрязнения.

Научно-исследовательская работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на  годы, Правительства г. Санкт-Петербурга, Центра коллективного пользования ЦКП Национального минерально-сырьевого университета «Горный» и американского фонда гражданских некоммерческих исследований CRDF.

Литература

1. Биненко трендов стихийных и техногенно-экологических бедствий, Научно-информационный бюллетень «Экологическая безопасность» № 1-2, 2011 г. С. 50-58.

2. Экологический дирижабль, патент РФ № 2 МПК В64В1/06, 2006 г.

3. Способ и комплекс средств обнаружения чрезвычайной ситуации и ликвидации её последствий, патент РФ № 2 МПК А62В99/00, 2004 г.

Секция 5. Технические науки

ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ОТХОДОВ БУРЕНИЯ И СНИЖЕНИЕ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ ПРИ БУРЕНИИ СКВАЖИН

Национальный минерально-сырьевой университет "Горный",

г. Санкт-Петербург, Россия, [e-mail]

Деятельность предприятий нефтегазовой отрасли неизбежно приводит к техногенному воздействию на окружающую природную среду. Это выражается, прежде всего, в вырубке лесов, деградации почв и ландшафтов, загрязнении атмосферы, поверхностных и грунтовых вод, приповерхностных отложений нефтепродуктами и токсичными веществами, содержащимися в буровых растворах, а также сероводородом, содержащимся в нефти и газе.

В процессе строительства скважин образуется многотоннажный отход – буровой шлам, подлежащий утилизации. В настоящее время только на территории Западной Сибири, где добывается более 50% нефти в России, ежегодно образуется более 100 тысяч тонн бурового шлама. В основном для его утилизации сооружаются земляные емкости, так называемые шламовые амбары - шламонакопители, которые считаются одними из опасных источников загрязнения.

Расходы нефтедобывающих предприятий на обезвреживание и утилизацию буровых шламов, рекультивацию шламовых амбаров ежегодно составляют миллиарды рублей. Однако, несмотря на высокую экологическую опасность отходов бурения до сих пор не разработаны технологические решения, позволяющие с высокой эффективностью и минимальным техногенным воздействием их обезвреживать и утилизировать.

Для снижения негативного воздействия буровых работ и эксплуатации скважин наряду со строгим соблюдением технологии добычи и транспортировки нефти, повышением надежности оборудования важную роль играет организация эффективного контроля и прогноз изменения экосистем во времени и пространстве, другими словами организация мониторинга.

Такой комплексный мониторинг экосистем осуществлялся на одном из месторождений Западной Сибири, расположенном в болотном типе ландшафта в северо-таежной зоне в течение 6-ти лет. Экспедиционные работы проводились при участии специалистов разного профиля. Изучались степень и скорость естественного зарастания кустовых насыпных песчаных площадок и амбаров, состояние почвенного и растительного покрова, почвенной микробиоты, энтомофауны, наземных позвоночных и птиц, гидробионтов (фито - и зоопланктон, зообентос и ихтиофауна окрестных водоемов), а также оценивался гидрологический режим территории. В качестве биоиндикаторов использовались почвенные микроорганизмы, растения, животные, гидробионты, так же предшествовало изучение состава и свойств буровых шламов (выбуренной породы, содержащей химические реагенты, присадки, буровые растворы).

Используя результаты мониторинга и изучив существующие методы рекультивации шламовых амбаров выявлена необходимость разработки такой технологии утилизации отходов бурения, которая была бы эколого-экономически выгодна и прежде всего ускоряла процесс восстановления исходных экосистем или создавала условия для возникновения новых.

При обосновании того или иного метода утилизации шлама необходимы химико-аналитические исследования буровых шламов для определения содержания естественных радионуклидов и соединений тяжелых металлов в подвижных формах. Буровой шлам является основным много тоннажным отходом нефтедобывающей промышленности. Являясь разновидностью отходов промышленности, эти отходы имеют ряд отличий, а именно являются горными породами, которые в процессе бурения размельчают и выносят на дневную поверхности с помощью бурового раствора. Токсичность буровых шламов определяется содержанием токсичных компонентов в выбуренной породе и применяемых реагентах.

В настоящее время в Российской Федерации разработка месторождений ведется в нефтеносных провинциях, горные породы которых не содержат естественных радионуклидов и соединений тяжелых металлов в подвижных формах выше установленных нормативов. Применение экологически малоопасных рецептур глинистого или безглинистого буровых растворов на основе водорастворимых биоразлагаемых полимеров по всем интервалам бурения снижает их негативное воздействие, а также токсичность бурового шлама и буровых сточных вод. Используемые для обработки буровых растворов прочие материалы и химреагенты должны иметь также согласованные в установленном порядке показатели токсичности (ПДК, ОБУВ, ЛД50 и др.) и иметь класс опасности не более 4 класса. При планировании применения веществ с неизвестными санитарно-токсикологическими характеристиками, необходимо затребовать соответствующие документы у производителя или организовать определение необходимых показателей токсичности и класса опасности материалов и образующихся отходов

Отделение и отжатие (очистка) бурового шлама осуществляется с использованием 4-х ступенчатой системы очистки бурового раствора, в состав которого входят:

- высокоэффективные вибросита;

- пескоотделители или ситогидроциклонные установки;

- илоотделители;

- центрифуги.

Использование данной системы очистки позволяет сократить потребление воды на технологические нужды на 60-75 %, расход химреагентов на 30-40 %, что повышает экологическую безопасность производства буровых работ и снижает возможное воздействие от образующихся отходов.

Шлам, прошедший четырехступенчатую систему очистки, подвергается лабораторным исследованиям на предмет соответствия нормативам, указанным в санитарно-эпидемиологическом заключении, а также содержания нефтепродуктов, которое не должно превышать 0,5%. На основании результатов лабораторных исследований принимаются решения по его размещению в конструкциях насыпей площадок. При использовании бурового раствора, обработанного реагентами Kem Pas и Poly Kem D или их сертифицированными аналогами, очищенный (отжатый) буровой шлам вне затапливаемых участков может размещаться в теле насыпей кустовых площадок.

Очищенный буровой шлам из системы очистки с помощью шнеков подается в специально сооруженную в теле насыпи земляную траншею, а буровые сточные воды перетекают во временную гидроизолированную земляную емкость, расположенные параллельно друг другу вдоль оси движения бурового станка. Данная конструкция площадки на всех стадиях строительства скважин обеспечивается раздельное складирование буровых шламов и буровых сточных вод.

Бурение скважин с использованием выбуренной породы при строительстве кустовых площадок производится вне затапливаемых участков. При этом напротив каждой группы скважин устраивается траншея для размещения очищенного бурового шлама. За траншеей в теле насыпи устраивается временная земляная емкость для буровых сточных вод.

При строительстве площадок скважин участок для устройства емкости под буровые сточные воды отсыпается до проектной отметки площадки с последующей разработкой и использованием грунта в обваловку емкости, что обеспечивает максимальное уплотнение верхнего деятельного слоя торфяной залежи под давлением насыпи, а также максимальной консолидации самой насыпи. Дно емкости поднято над максимальным уровнем грунтовых вод на 0,3 м. Гидроизоляция стенок и дна временной емкости для буровых сточных вод производится с помощью цементировочного агрегата глинистым буровым раствором.

Для сбора жидкой фазы устанавливается лоток из звеньев трубы диаметром 530 мм на опорах из брусьев, либо под тех проезд укладываются выбракованные металлические трубы диаметром 325-426 мм. Конструкция временной емкости для буровых сточных вод со значительной поверхностью зеркала воды и небольшими глубинами позволяет буровым сточным водам максимально насыщаться кислородом, что также, наравне с биоразлагаемостью реагентов, способствует ускоренным биодеградации буровых сточных вод, осветлению и утилизации в коллектор.

На кустовых площадках с размещением бурового шлама в теле насыпи предусматриваются следующие виды работ: осветление и откачка буровых сточных вод, хозбытовых стоков в нефтесборный коллектор; разравнивание бурового шлама в траншее с расширением площадки куста до 23-25 метров от устья скважин и устройство на ней обваловки площадки; планировка территории емкости для буровых сточных вод до отметки не более 0,5 м над поверхностью болот и не более 0,5 м над уровнем грунтовых вод.

В результате научных исследований установлено, что очищенный буровой шлам, после его закладки в траншею, служит дополнительным противофильтрационным экраном на случай аварийных разливов.

Биологическая рекультивация осуществляется двумя основными способами: путём активизации естественного зарастания и путём подсева многолетних трав, и, при обосновании, посадки черенков кустарников. Для посева трав используют сложные травосмеси, состоящие из различных видов растений: рыхлокустовых и корневищных из расчета 30-50 г на 1 квадратный метр: овсяница тростниковая – 40%, овсяница красная – 10%, фестулолиум изумрудный – 30%, кострец безостый – 10%, реграс пастбищный –10%.

По сравнению с известными решениями предлагаемый способ позволяет использовать отходы бурения в качестве грунта для строительства насыпей площадок скважин, снижает потребление минерального грунта для этих целей, площади земельных участков, занимаемых под площадки бурения скважин и карьеров добычи грунта, снижает стоимость процесса утилизации бурового шлама, особенно на площадках скважин, расположенных в водоохранных зонах водных объектов, за счет отсутствия транспортировки бурового шлама и строительства шламонакопителей для его захоронения.

ЭФФЕКТИВНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ

КОМПЬЮТЕРНЫХ ПОГРАММ

ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН
 
УО «Минский государственный высший радиотехнический колледж» , г. Минск, Республика Беларусь, [e-mail]

Современное образование XXI века в своём стремлении к модернизации и введении новых методик всё же приоритетной ставит цель формирования компетентного специалиста с достаточным багажем как теоретических, так и практических знаний и умений, необходимых и достаточных для реализации себя в трудовой деятельности соответствующей отрасли. Однако, для достижения данной цели необходима интеграция всех субъектов образовательной системы. Немаловажную роль следует отвести как финансированию учебного заведения, так и желанию и стремлению преподавателей и студентов достигнуть данной цели. По сути, студент должен первоначально быть заинтересован в получении стоящего образования, дающего дорогу в жизнь. Однако и этот утверждение не всегда имеет место, ввиду отсутствия осознанности у некоторых студентов. Преподаватели в данном случае должны уметь выявить и выделить данных учащихся из группы и применять к ним особые методы мотивации. Для осуществления данного взаимодействия должно быть и стремление педагога, который сознательно должен осуществлять педагогическую деятельность, развиваясь и самосовершенствуясь.

В настоящее время, в эпоху повсеместной информатизации, методики и формы преподавания претерпели немалые изменения. Их применение в конкретном учебном заведении возможно при стремлении самого учебного заведения, а в частности профессоро-преподавательского состава внедрять новшества. Электронные конспекты, презентации, трансляции научных и информационных видеофильмов (которые, к слову уже давно перестали быть новшеством) – это лишь малая часть тех технологий, которые можно применять в образовательном процессе.

Учреждения образования должны разрабатывать новые направления деятельности для создания условий для перехода на современные информационные технологии. Одно из приоритетных направлений – создание учебным заведением условий для использования глобальной сети интернет, которая к тому же работает в качестве коммуникаций в условиях глобального информационного общества.

Особое место в этом необходимо отвести должной подготовке (переподготовке) преподавательского состава в области информационных технологий, используя при это новейшую базу, таким образом находясь на одном уровне с мировым техническим прогрессом.

Первичным, также, будет являться оснащение системы образования техническими средствами информатизации, которые должны поддерживать новейшие технологии.