УДК 502.13(1-751.1)(4/9)

КАРСТОВЫЕ ПЕЩЕРЫ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ КАК ОСОБО

ОХРАНЯЕМЫЕ ПРИРОДНЫЕ ТЕРРИТОРИИ

Лапшова Ю. Е., Бадьина Т. А.

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Традиционной и эффективной формой природоохранной деятельности в Российской

Федерации является создание особо охраняемых природных территорий. Особо охраняемые природные территории (ООПТ) – территории разного уровня и режима охраны, полностью или частично изъятые из хозяйственного использования, предназначены для сохранения типичных и уникальных природных ландшафтов, разнообразия животного и растительного мира как основы биосферы, охраны объектов природного и культурного наследия.

По данным Государственного доклада «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2011 году» в Российской Федерации в 2011 г. насчитывалось более 13 тысяч особо охраняемых природных территорий федерального, регионального и местного значения, общая площадь которых составляет 211 млн га. Из них - 11148 ООПТ регионального значения, общая площадь которых составляет 125,8 млн га (7,3 % от площади России) и 1598 ООПТ местного значения, общая площадь которых составляет 27 млн га (1,6 % от площади России).

В соответствии с Федеральным законом от 14 марта 1995 г. № 33-ФЗ «Об особо охраняемых природных территориях» с учетом особенностей режима особо охраняемых природных территорий и статуса находящихся на них природоохранных учреждений различаются отдельные категории ООПТ. Одной из категорий являются памятники природы – уникальные, невосполнимые, ценные в экологическом, научном, культурном и эстетическом отношении природные комплексы, а также объекты естественного и искусственного происхождения. Эта категория ООПТ наряду с такими ООПТ как заказники наиболее распространена на региональном и местном уровне.

Федеральный закон «Об особо охраняемых природных территориях», устанавливает особый режим этих территорий и ответственность за нарушение режима использования этих территорий. Статьей 27 «Режим особой охраны территорий памятников природы» закона предусматривается:

1. На территориях, на которых находятся памятники природы, и в границах их охранных зон запрещается всякая деятельность, влекущая за собой нарушение сохранности памятников природы.

2. Собственники, владельцы и пользователи земельных участков, на которых находятся памятники природы, принимают на себя обязательства по обеспечению режима особой охраны памятников природы.

3. Законодательством Российской Федерации устанавливается уголовная ответственность за нарушение режима особо охраняемых природных территорий.

4. Вред, причиненный природным объектам и комплексам в границах особо охраняемых природных территорий, подлежит возмещению в соответствии с утвержденными в установленном порядке таксами и методиками исчисления размера ущерба, а при их отсутствии - по фактическим затратам на их восстановление.

Среди памятников природы можно выделить такие уникальные природные образования как карстовые пещеры (рисунок 1), представляющие собой пустоты, части подземного пространства, образованного в легко растворимых породах, таких как гипс, известняк, мрамор, доломита и каменная соль в результате деятельности подземных вод.

По данным Екатеринбургского клуба спелеологов Свердловской области в настоящее время известны 550 пещер общей длиной ходов 25 600 м. Пещеры богаты натечными формами, часть из них имеет оледенение, в ряде обнаружены кости животных плейстоценового и голоценового периодов, найдены отпечатки листьев древних растений и древнейших животных – трилобитов, раковин моллюсков.

Одной из самых красивых пещер на Среднем Урале является Аракаевская пещера, расположенная в 2,5 км от станции Аракаево на левом берегу реки Серга, впервые исследованная и описана спелеологами в 1961 году. Пещера является местом зимовки самой крупной на среднем Урале колонии летучих мышей. Является геоморфологическим, ботаническим, зоологическим памятником природы.

Рисунок 1 – Карстовые пещеры на р. Серга (фото из архива Е. Цурихина, Екатеринбургский спелеоклуб) В окрестностях поселка Бажуково на левом берегу р. Серги в «Федотовом» логу, на территории природного парка «Оленьи ручьи» находится пещера «Дружба». В пещере несколько ярусов, много разветвлений и сложных ходов, имеются подземные ручьи и озера, колодцы и осыпи, в гротах пещеры - сталагмиты и сталактиты. Пещера является местом зимовки летучих мышей. Стоянка человека эпохи неолита. Вместе с окружающими лесами пещера «Дружба» является геоморфологическим, ботаническим, зоологическим памятником природы, одним из самых красивых в области.

Пещера Катникова расположена на правом берегу реки Серги также в окрестностях Бажуково в природном парке Оленьи Ручьи. Названа пещера по фамилии первооткрывателя в 1930-х гг. первое описание относится к 1958 году. Сталактитовая пещера очень красива и имеет статус геоморфологического памятника природы регионального значения.

Петропавловская пещера находится в черте города Североуральск на левом берегу р. Колонга под Петро-Павловской церковью. Является геоморфологическим, археологическим и историческим памятником природы. В пещере встречаются сталактиты и сталагмиты, найдены кости мамонта и пещерного медведя.

Смолинская пещера, относящаяся к Сухоложско-Каменскому спелеорайону, известна очень давно. Первое ее описание относится к 1839 г. Это вторая (после пещеры «Большая Юртищенская») по протяженности в Свердловской области. Названия гротов: Большая Келья (25x7 м), Фавор, Алтарь были даны в XIX в. и связаны с монахами по преданию некогда проживавшими в пещере. Пещера является геоморфологическим памятником природы. До конца 1970-х в Смолинской пещере было много летучих мышей, но с ростом посещаемости они пропали.

В последние годы отмечается возрастание влияния антропогенного фактора на экосистемы карстовых полостей, и в первую очередь это связано с туризмом.

При посещении туристами повреждаются натечные образования, изменяется микроклимат пещер, повышается температура, что приводит к таянию ледников, происходит загрязнение вод, исчезают уникальные организмы.

Количество карстовых полостей, используемых в туристических целях, увеличивается с каждым годом, поэтому с учетом специфики и динамики изменений экосистем пещер необходима оценка максимальной допустимой антропогенной нагрузки, разработка подходов и методов, направленных на поддержание экосистем пещер в их естественном состоянии.

УДК 351.78:504.4/.8:614.

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЯ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ

УРОВНИ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА ПРИ ДОБЫЧЕ

МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Природные процессы и человеческая деятельность являются основными причинами существования экологического риска. Промышленная революция и расширение областей деятельности человека существенно расширили сферы проявления риска и одновременно сформировали отношение к будущему как частично прогнозируемому состоянию мира.

Согласно современному представлению, экологический риск – вероятность наступления события, имеющего неблагоприятные последствия для природной среды и вызванного негативным воздействием хозяйственной и иной деятельности, чрезвычайными ситуациями природного и техногенного характера*.

Разработка месторождений полезных ископаемых приводит к огромным площадям почти полного уничтожения природных ландшафтов, занятых скважинами, шахтами, карьерами, отвалами пород, отходами первичного обогащения руд, угольными терриконами, транспортными магистралями и др. Это преобразование природного ландшафта на современном уровне развития технологии ведения горных работ является обязательным условием длительного и стабильного функционирования горнопромышленного комплекса.

Функционирование горного предприятия вызывает ответную реакцию ландшафтной природной системы, приводящую к возникновению процессов, противоположных техногенным.

Реакция природной системы на изъятие вещества в подсистеме добычи-процессы аккумуляции, проявляющиеся в поступлении в систему гидромасс ландшафта (осадки, грунтовые и подземные воды).

Реакция системы на техногенную аккумуляцию при складировании отходов – процессы рассеивания вещества гидро- и аэромассами ландшафта.

В итоге взаимодействие техногенных и природных процессов приводит к образованию в двух подсистемах - добычи и складирования - одновременно протекающих противоположно направленных процессов, усиливающих в целом техногенную нагрузку на природный ландшафт.

Процессы аккумуляции гидромасс при добыче вызывают необходимость их удаления, что формирует не только дополнительный техногенный поток рассеивания, но и приводит к изменению режима движения и количественного соотношения различных видов гидромасс в ландшафте (поверхностных, грунтовых, подземных). Водный поток рассеивания, формирующийся в результате осушения области добычи, имеет иной вещественный и химический состав, чем атмосферные осадки, грунтовые и подземные стоки фонового ландшафта. При формировании в подсистеме, реализующей техногенные процессы рассеивания горной массы, отражается не только специфика химического состава и свойств горной массы, а также образующих его природных гидромасс, но и специфику конкретно используемой технологии добычи (виды взрывчатых веществ, применение специальных химических веществ, типы горных и транспортных механизмов и машин). Отвод дренажных вод в поверхностные водоемы приводит к изменению химического состава воды в них, т. е.

вызывает их техногенное геохимическое загрязнение.

Процессы рассеивания вещества при складировании отходов добычи и переработки формируют неорганизованные потоки вещества, транспортируемые аэро- и гидромассами Федеральный Закон «Об охране окружающей среды» №7-ФЗ от 10 января 2002 года (с изменениями и дополнениями).

ландшафта, которые вызывают рассеивание части складируемого вещества. Интенсивность и качественный состав потоков рассеивания определяется с одной стороны химическим составом и свойствами складируемой горной массы, а также процессами химической, физической и биохимической трансформации при ее складировании, а с другой стороны, конкретными ландшафтно-климатическими условиями (скорость ветра, количество осадков, температура и влажность воздуха и т. д.) и характером складирования отходов (площадь поверхности, рельеф).

Образующиеся потоки рассеивания формируют первичную техногенную геохимическую нагрузку, выражающуюся в изменении вещественного и химического состава приземного слоя аэромасс, поверхностного и грунтового стока.

Рассеивание вещества из складируемых отходов происходит одновременно с процессами его депонирования в почвенном слое и донных отложениях водоемов; в ряде случаев оно приводит к появлению техногенных геохимических аномалий (вторичная техногенная нагрузка).

Таким образом, основными взаимосвязанными параметрами недропользования, определяющими уровни экологического риска, являются:

1. Объемы извлекаемой горной массы.

2. Геохимические параметры извлекаемой горной массы, определяющие воздействие 3. Способ разработки месторождений (открытый, подземный, геотехнологический).

4. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух.

5. Сбросы загрязняющих веществ со сточными (дренажными) водами в водные 6. Образование, использование и размещение отходов добычи минерального сырья.

7. Величина отчуждаемых земельных ресурсов и виды их нарушения.

8. Геодинамическое состояние массива.

Следовательно, интегрально, уровень экологического риска при освоении минеральных ресурсов можно представить в виде модели, характеризующей взаимосвязь вышеуказанных параметров:

Вклад каждого из параметров в общий уровень экологического риска будет определяться конкретными природными, техногенными и геохимическими характеристиками рассматриваемого горнопромышленного комплекса.

УДК 661.9.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ НОВЫХ ВИДОВ РАДИАЦИОННО-ЗАЩИТНЫХ

БЕТОНОВ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

СООРУЖЕНИЙ АТОМНЫХ СТАНЦИЙ

ФГАОУ «Уральский федеральный университет имени На сегодняшний день существует два наиболее распространенных и эффективных способов получения электроэнергии – сжигание природного органического топлива и использования энергии деления атомного ядра. Применение органического топлива имеет некоторые недостатки. А именно, органическое топливо является конечным ресурсом и также это парниковый эффект. Использование ядерных технологий также имеет ряд очень опасных для человека последствий. Это, в первую очередь, проблема утилизации радиоактивных отходов, которые неизбежно попадает в мировой природный цикл.

В связи с этим, а также со значительным ухудшением радиационной обстановки, необходимостью надежной консервации ядерных отходов и отработанных атомных энергоблоков, создание высокоэффективных и относительно дешевых радиационно-защитных (РЗ) материалов является важной научной задачей, имеющей большое экологическое значение.

Известно, что РЗ свойства конкретных материалов обеспечиваются максимальным содержанием в их матрицах элементов с высоким атомным номером. Традиционно для решения задач радиационной защиты используют свинец (в виде листового метала или порошкового наполнителя резин, пластмасс, синтетических смол) и барий (главным образом в виде барита BaSO4 в качестве наполнителя РЗ штукатурок и РЗ бетонных блоков). В конце 80-х годов прошлого века во Всероссийском НИИ медицинской техники был разработан ряд бессвинцовых защитных средств на основе смесей концентратов оксидов редкоземельных элементов – отходов предприятий Минатома СССР [1]. Свинецсодержащие материалы токсичны и к тому же подвержены быстрому старению. Барит в плане токсичности более предпочтителен, т. к. он безвреден. Мировые тенденции в практическом решении проблем радиационной защиты ориентированы большей частью на создание РЗ материалов на основе свинца, в меньшей степени – на основе бария (барита) и в совсем незначительной мере - на основе лантаноидов, висмута и некоторых других элементов с большим атомным номером [2].

В развитых странах усовершенствование этих материалов идт главным образом по пути уменьшения негативных проявлений свинца за счт подбора матриц (преимущественно полимерных), которые исключают непосредственный контакт человека с токсичным металлом и обладают устойчивыми характеристиками относительно скорости старения. В связи с достижениями современной науки могут открыться большие перспективы в создании принципиально новых РЗ материалов.

При разработке составов радиационно-защитных строительных смесей в качестве наполнителей могут использоваться как природные минералы, так и специально получаемые композиты. Недостаточно изученным является приспособление тяжелых жаростойких бетонов на основе дунитов для использования в качестве радиационно-защитных. Удачное сочетание металлических и неметаллических составляющих разного состава в определнных количественных соотношениях создат возможность изменения в нужном направлении физикохимических и РЗ свойств готовых материалов. В результате взаимодействия между этими составляющими во время обжига получаются новые материалы, обладающие специфическими свойствами, не являющимися просто суммой свойств металла и неметаллической составляющей [3].

В качестве тяжлых наполнителей РЗ бетонов и штукатурок может использоваться железорудная продукция горно-обогатительных комбинатов – магнетиты, лимониты.

Применение железорудного концентрата совместно с баритами в производстве сухой смеси для приготовления неорганического РЗ композита дат эффект повышения как РЗ свойств, так и механических характеристик готового материала.

В Строительном институте ФГАОУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина» совместно с кафедрой «Материаловедение в строительстве» Института Материаловедения и металлургии проводятся исследования по получению новых составов смесей для получения новых видов радиационно-защитных бетонов. Бетонные смеси включают цемент, тяжелые наполнители, современные химические добавки и воду. Предполагается исследование влияния на свойства радиационно-защитного бетона различных пластифицирующих добавок на основе наночастиц.

Результаты исследований востребованы при начатом в настоящее время строительстве защитных сооружений 4 энергоблока Белоярской АЭС.

Полученные составы бетонных смесей с использованием серных композиций, баритового и дунитового заполнителей предназначены для изготовления РЗ блоков, стен, перегородок призванных обеспечить радиационную защиту персонала от источников рентгеновского и гамма-излучений.

Предполагаемое преимущество новых составов:

Использование пластифицирующих химических добавок приводит к снижению водоцементного отношения и за счет этого достигается снижение общего веса конструкции.

Снижение плотности конструкции без потери прочности и радиационно-защитных свойств и достигаемое за счет этого уменьшение нагрузки на фундаменты и грунтовое основание сооружения.

На 20-30 % более низкая стоимость по сравнению с существующими аналогами за счет использования местного баритового сырья Челябинского месторождения и дунитов Кытлымского месторождения.

На основе полученных опытных составов в настоящее время проводятся исследования физико-механических, теплоизоляционных и радиационно-защитных свойств материала с целью уточнения и определения пригодности составов для использования их в строительных конструкциях атомных станций.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Поспелов В. П., Миренков А. Ф., Покровский С. Г. Бетоны радиационной защиты атомных электростанций. – М.: ООО «Август Борг», 2006. С. 243-248.

2. Дубровский В. Б. Радиационная стойкость строительных материалов. – М.: Государственное издательство строительной литературы, 1977. 278-281.

3. Болтышев С. А. Структура и свойства сверхтяжелых серных бетонов для защиты от радиации: автореферат дис. …канд. техн. наук. – Пенза, 2003. С. 37.

УДК 622:662.7.62-

О ВОЗМОЖНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМОВ ГИДРООТВАЛА

Научный руководитель Евменова Г. Л., канд. техн. наук, доцент ФГБОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет им. Т. Ф. Горбачева»

Кемеровская область является одним из крупнейших каменноугольных бассейнов 30 углеобогатительных фабрик. Основная часть фабрик введена в эксплуатацию в 60-70-х годах прошлого столетия и имеет достаточно совершенную для того периода времени технологию обогащения коксующихся углей с глубиной до «0» мм. Часть этих фабрик по праву являлись лучшими обогатительными фабриками России. Однако со временем стали очевидны и некоторые их недостатки, к которым в частности относится наличие гидроотвалов (хвостохранилищ) гидротехнических сооружений (ГТС) для складирования жидких отходов флотации. Большинство ГТС являются источниками экологической опасности, в том числе, источниками загрязнения почвенных вод, которое сложно контролировать, и атмосферы (например, при пылении), так как были выполнены без учта процесса фильтрации и других факторов. Кроме этого существует опасность прорыва плотины или дамбы и затопления близлежащих населенных пунктов, возникает сложность эксплуатации наружного трубопроводного транспорта в зимний период, который в сильные морозы может перемерзать.

ЦОФ «Кузбасская» (г. Междуреченск) была введена в эксплуатацию в 1990 году с традиционной для того времени технологией и наличием ГТС. Место расположения гидроотвала г. Междуреченск, пос. Распадный на территории Кемеровской области в логу ручья Граничный, являющегося притоком реки Ольжерас. Общая площадь, занимаемая гидроотвалом, составляет 0,86 км2, полезный объм – 4,505 млн м3. В гидроотвал с начала эксплуатации уложено 0,983 млн м3 отходов флотации. С III квартала 2004 г. эксплуатация гидроотвала прекращена, однако он по-прежнему является источником экологической опасности.

Одним из перспективных методов решения данной проблемы является утилизация шламов и последующая рекультивация ГТС. Поэтому целью данной работы явилось исследование возможности получения окускованного топлива как одного из реальных путей утилизации шламов гидроотвала.

Для определения принципиальной возможности реализации такого подхода были определены качественные характеристики содержимого ГТС. Для этого отобраны пробы шламов и определены зольность и влажность отходов, которые составили 25-32 % и 48 % соответственно.

определения гранулометрического Таблица 1 Гранулометрический состав пробы состава, представленного в таблице 1, отходов гидроотвала показывает, что достаточно эффективно мм, ( = 12,77%), добавляя, например, к концентрату энергетических марок классифицирующее и обезвоживающее 87,23 %.

Зарубежный опыт очистки хвостохранилищ предлагает несколько эффективных способов получения качественной продукции путем окускования шламов, т. е. превращение мелких частиц в кусковой товарный продукт, имеющий определенную геометрическую форму, размеры и массу за счет механических и термических воздействий с применением специальных добавок или без них.

В настоящее время известны следующие основные методы переработки угольной мелочи в твердый товарный продукт: получение гранул с помощью масляного гранулирования, брикетирование и пелетирование.

Масляное гранулирование требует больших расходов связующего, которое производится на основе нефтепродуктов. Брикетирование каменноугольной мелочи предусматривает использование в качестве связующего, в основном, каменноугольного пека, обладающего канцерогенными свойствами, а также включает стадию термической обработки угольной шихты.

Одним из наиболее перспективных методов окускования угольной мелочи является пелетирование (или прессовое гранулирование), которое имеет ряд преимуществ перед ранее упомянутыми способами: отсутствие термообработки угольной шихты; применение в качестве связующего нетоксичных и не канцерогенных материалов; возможность окускования каменноугольной мелочи значительной влажности.

Учитывая высокую влажность шламов гидроотвала для изучения возможности получения из них окускованного продукта был принят метод пелетирования. Связующими являлись сухие порошкообразные полимеры на основе полиакриламида марок М-4, М-8, М- и М-5, которые в разных количествах добавлялись к шламу. После тщательного перемешивания готовая смесь загружалась в поршневой экструдер, где создавалось необходимое давление и осуществлялось формование пелеты. Для проведения сравнительного анализа пелеты также изготавливались без добавления связующего. В процессе предварительного эксперимента определено оптимальное количество связующего. Качество полученных пелет оценивалось по механической прочности и влагостойкости (разрушение в воде). Результаты испытаний представлены в таблице 2.

Таблица 2 Получение пелет из шламов гидроотвала Самую высокую влагостойкость имели пелеты, полученные при использовании связующих М-12 и М-4 – они полностью разрушались в воде только через 6 и 7,5 часов соответственно. Разрушение пелет, полученных при добавлении связующего М-8, происходило за 1,5 часа, а М-5 – за 25 минут. Пелеты, изготовленные без применения связующего, разрушались в воде практически мгновенно. В то же время механическая прочность пелет для всех исследованных связующих была практически одинакова. Для всех образцов пелет определялась теплотворная способность, которая составила в среднем 7860 ккал.

Таким образом, проведенные эксперименты показали принципиальную возможность получения качественного окускованного топлива методом пелетирования, которое можно поставлять в местные котельные со слоевым сжиганием. После утилизации шламов очищенную территорию можно использовать для формирования сухого породного отвала отходов гравитации ЦОФ «Кузбасская» с последующей рекультивацией.

УДК 504.6:62/

ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДЛЯ РАЗВИТИЯ

ПРОИЗВОДСТВА НА ГУМЕШЕВСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Научный руководитель Семячков А. И., д-р геол.-минерал. наук, профессор ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

ОАО «Уралгидромедь» – металлургическая компания, входящая в состав ЗАО «Русская медная компания», основной вид деятельности которой — добыча меди методом подземного выщелачивания с последующим производством катодной меди по схеме: подземное выщелачивание – экстракция – реэкстракция – электроэкстракция.

Планирование расширения производства вызвало необходимость проведения инженерно-экологических исследований. Мы провели экологическую оценку состояния атмосферы, грунтов и почвенного покрова, поверхностных и подземных вод, растительного и животного мира, социальных и экономических условий, радиологическую характеристику территории. На основе проведнных исследований был создан прогноз возможных неблагоприятных изменений природной среды при строительстве и эксплуатации объекта и сформулированы рекомендации и предложения.

При составлении прогноза возможных неблагоприятных изменений качества атмосферного воздуха при строительстве и эксплуатации объекта было следующее обстоятельство. Эксплуатация данного объекта предполагается в промышленной зоне г. Полевского – многоотраслевого промышленного центра Среднего Урала с почти трехвековой историей металлургического производства. Следовательно, при условии безаварийной работы объекта качество атмосферного воздуха в близлежащей от объекта зоне существенно не ухудшится. Эксплуатация вводимых в эксплуатацию сооружений и оборудования, возможно, будет сопровождаться следующими негативными видами воздействия: увеличение нагрузки на грунты, интенсификация на территории опасных геологических процессов; химическое загрязнение почвенного покрова.

Основным источником загрязнения поверхностных вод южной части Северского пруда и старого русла р. Железянки являются рудничные воды, формирующиеся на территории Гумешевского месторождения меди, и разгружающиеся в эти водные объекты. Расширение предприятия за счет проектируемых объектов будет локализовано в границах существующей промплощадки. В период эксплуатации при условии безаварийной работы объекта с учетом технологии производства и планируемого строительства очистных сооружений сброс очищенных сточных вод в предполагаемых объемах и соответствующего качества не ухудшат состояния поверхностных вод р. Железянки и Северского пруда. Следовательно, при условии безаварийной работы объект не окажет значительного отрицательного воздействия на поверхностные воды ближайших от него поверхностных водных объектов.

Подземные воды в контуре проектируемого объекта представляют собой рудничные воды специфического состава. Технология проектируемого производства не предполагает использование подземных вод. Источник технического водоснабжения расположен за пределами контура объекта. Следовательно, при условии безаварийной работы объект не окажет отрицательного воздействия на подземные воды.

В ходе мероприятий по строительству и эксплуатации заявленных объектов будут иметь место следующие виды воздействия на растительность и животный мир: рекреационная нагрузка; возможное загрязнение окружающей природной среды в результате производства работ (дымовые, пылевые выбросы при осуществлении строительства и эксплуатации, выхлопы автотранспорта); световые, шумовые воздействия. Новое строительство в целом не окажет значимого влияния на растительность. На территории производства работ растительность практически отсутствует, отчуждения новых лесных участков не планируется.

Встречающиеся по периметру участка отдельные представители синантропной флоры приспособлены к обитанию в имеющихся условиях. Строительство новых зданий, сооружений, прокладка коммуникаций не ухудшит положения представителей животного мира, так как к настоящему моменту животных, характерных для зональных лесов исследуемого района, на участке нет. На территории производства работ продолжит свое существование биоценоз крайне однообразного видового состава и невысокой численности с преобладанием синантропных видов растений и животных, а также животных, приспособленных к обитанию в почве. В непосредственной близости от участка нового строительства при отсутствии рубок продолжится развитие сукцессионных процессов. На данный момент древесная растительность здесь представлена молодыми экземплярами березы и осины. При снижении уровней физических, химических воздействий за пределами санитарно-защитной зоны до установленных предельно допустимых величин, ухудшения условий существования биоценозов, расположенных вблизи эксплуатируемых ОАО «Уралгидромедь» земель, не произойдет.

Рекомендации и предложения по организации природоохранных мероприятий и экологического мониторинга окружающей среды включают в себя следующее:

1. Мероприятия по использованию и перемещению грунтов различной степени загрязненности в пределах промплощадки;

2. Мероприятия по предотвращению и снижению неблагоприятных последствий строительства и эксплуатации проектируемых зданий, касающейся растительного и животного мира;

3. Строительство очистных сооружений; расширить перечень контролируемых ингредиентов в воздухе. По другим средам следует определять: почва: Cu, SO42-; Cd, As, нефтепродукты, Ni, Hg, Pb, Zn, поверхностные и подземные воды: рН, жесткость общая, общая минерализация, Ca, Al, Fe, Mn, Cu, Co, Ni, Zn, Cd, Pb, Hg, Mg, As, NO2-, NO3-, SO42-, F-.

Постоянный контроль за поступлением загрязняющих веществ при строительстве и эксплуатации объектов предприятия в различные среды природной среды (воздух, вода, почвы) должен осуществляться на основе создаваемой автоматизированной системы управления технологическими процессами.

Мониторинг окружающей среды в районе размещения проектируемого объекта и в границах предприятия должен осуществляться в рамках существующей программы производственного экологического контроля за состоянием окружающей среды, разработанной на данном предприятии.

УДК 574.

ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ И ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ИЗМЕНЕНИЕ

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РОСТА РАСТЕНИЙ.

АДАПТАЦИЯ К ВНЕШНЕМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ

Научный руководитель Байтимирова Е. А., канд. биол. наук ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

На растения большое влияние оказывает антропогенное воздействие, эффект от которого может быть нейтральным, положительным или вредным. Рассмотрим эти варианты влияний на примерах водных, культурных и других видов растений.

Решение проблемы, изучения механизмов устойчивости растений к повреждающему воздействию абиотических факторов, имеет принципиальное значение для понимания стратегии выживания растений в условиях интенсивного загрязнения. Рассмотрим пример засоления. На основе материалов статей вестников Томского и Иркутского государственных университетов выявим действие NaCl, его накопление на проростки рапса(Brassica narus), теллунгиеллы солонцовой(Thellungiella salsuginea) и арабидопсиса(Arabidopsis thaliana).

Проведнные исследования приводят к выводу, что при длительном засолении в первую очередь повреждается корневая система, а затем – надземные органы [5]. Накопление химических элементов, приводящее к выносу K, Ca, Mg, существенным образом зависит не только от концентрации NaCl в питательной среде, но и от генетических особенностей вида.

Солевой стресс в растениях приводит к нарушению баланса эссенциальных элементов, а также к постепенной адаптации, сопровождающейся формированием защитных механизмов и повышением солеустойчивости [1]. Таким образом, полученные данные могут быть использованы при экологических экспертизах в зонах техногенного загрязнения.

Для раскрытия влияния тяжлых металлов на растения рассмотрим представителей водных экосистем, вследствие наиболее сильного воздействия со стороны человека. Прямые стоки промышленного производства, коммунального и сельского хозяйства приводят к нарушению структуры и функционирования водных сообществ, ухудшению качества воды.

В статье журнала Сибирского Федерального университета приведн пример экспериментов оценки действия тяжлых металлов на водное растение Elodea Canadensis. Цель работы заключалась в сравнении чувствительности физиологических реакций у организма к вредным металлам и в перспективе дальнейшего использования этого вида для оценки качества воды. В результате опыта было выяснено, что по токсичности для фототаксиса хлоропластов в листьях элодеи металлы можно ранжировать следующим образом, в порядке усиления эффекта: Mn < Ni < Co < Cu < Zn [3]. А в статье Е. Г. Крылова 2010 года того же журнала была описана работа, целью которой было изучение влияния сульфата никеля на прорастание семян прибрежно-водных растений разных экологических групп. Благодаря неоднородным результатам данного эксперимента учные пришли к выводу, что разная реакция семян на действия тяжлых металлов объясняется различиями в их строении и размерах. Например, наиболее чувствительными к повышению концентраций оказались семена сусака зонтичного (Butomus umbellatus), так как они мелкие и их поверхность тонкозернистая, а самое высокое конечное прорастание отмечено у частухи подорожниковой (Alisma plantago-aquatica), так как клетки его семенной кожуры крупные, с утолщнными наружными стенками, полости их заполнены тврдым содержимым. Также выяснилось, что у гигрофитов нормальное развитие проростков продолжалось только в варианте с концентраций 1мг/л [4].

В условиях интенсивного загрязнения особое значение приобретает способность водных экосистем к поддержанию гомеостаза. Эту тему раскрывает Галицкая А. А. из Саратовского университета в своей статье об исследовании адаптации вольфии бескорневой (Wolffia Arrhiza) к различным минеральным и биогенным поллютантам [6]. Полученные после опытов результаты показали, что растения вольфии бескорневой обладают высокой резистентностью к воздействию поллютантов. Они характеризуются выраженным потенциалом адаптации к различным концентрациям токсичных веществ, что проявляется при восстановлении интенсивности процесса вегетативного размножения растений. В качестве механизма аккумулирующего адаптивный потенциал может выступать наличие в составе клеточных стенок большого количества пектиновых полисахаридов и поверхностного гидрофобного слоя. Таким образом, вышеупомянутые представители водно-прибрежных растений являются удобными объектами для биоиндикации.

Но применение бактериальных биопрепаратов также может быть и одним из экологически безопасных методов биологического земледелия. Во-первых, воздействие ризосферных бактерий (Азотобактерина, Фосфобактерина, Кремнебактерина) может изменять физиологические характеристики проростков гороха (Pismus sativum) и огурца (Cucumis sativus). Проведнные эксперименты показали, что использование биопрепаратов способствует повышению ростовых процессов у растений: повышается скорость роста, стимулируется корнеобразование [2]. Во-вторых, действие селеноорганических соединений на мягкую яровую пшеницу (Triticum aestivum) существенно увеличивает е продуктивность и урожайность, а также повышает антистрессовые свойства по отношению к тяжлым металлам, что открывает перспективность применения биологически активных веществ на антропогенно-депрессионных территориях [7].

Итак, с помощью отрицательных и положительных реакций растений можно отслеживать влияние на них абиотических факторов. И использовать полученную информацию для устранения экологических нарушений и разработке новых сортов удобрений.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Особенности изменения микроэлементного состава растений арабидопсиса (ARABIDOPSIS THALIANA (L.) HEYNH.) и теллунгиеллы (THELLUNGIELLA SALSUGINEA (PALLAS) O. E. SCHLTZ) при моделировании условий засоления / Г. А. Белоголова, В. Н. Шмаков, Г. В. Матяшенко, Ю. М. Константинов // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология.

Экология. 2008. № 2. С. 102-106.

2. Изменение физиологических характеристик роста растений под воздействием ризосферных бактерий / М. Г. Соколова, Г. П. Акимова, Л. В. Нечаева // Известия Иркутского государственного университета. Серия: Биология. Экология. 2008. № 1. С. 68-71.

3. Оценка токсичности металлов для водного растения Elodea Canadensis / Т. А. Зотина, Е. А. Радионова [и др.] // Журнал Сибирского Федерального университета. Серия: Биология. 2009. № 2.

С. 226-236.

4. Влияние сульфата никеля на прорастание семян и развитие проростков прибрежно-водных растений / Е. Г. Крылова // Журнал Сибирского Федерального университета. Серия: Биология. 2010.

№ 3. С. 99-106.

5. Влияние хлоридного засоления на прорастание семян и рост проростов Brassica narus / Д. Хасан, И. С. Ковтун, М. В. Ефимова // Вестник Томского государственного университета. Биология.

2011. № 4. С. 108-112.

6. Исследование адаптации WOLFFIA ARRHIZA (LINNAEUS, 1771) HORKEL EX WIMMER к различным минеральным и биогенным поллютантам на примере тяжлых металлов и антибиотиков / А. А. Галицкая, Н. Ю. Селиванов, О. Г. Селиванова, О. И. Соколов // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2012. № 1. С. 36-41.

7. Новые селеноорганические соединения как биологически активные вещества для повышения сресс-устойчивости зерновых и цветочных культур к тяжлым металлам / О. В. Федотова, Е. И. Линькова, В. А. Назаров [и др.] // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия.

Биология. Экология. 2012. № 1. С. 6-11.

УДК

ХРОМОСОМНЫЕ НАРУШЕНИЯ КАК ИНДИКАТОР ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ

ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ХВОЙНЫЕ НАСАЖДЕНИЯ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Изучив данные, касающиеся техногенного влияния промышленных предприятий на природную среду, авторы обнаружил, что огромный ущерб вредные выбросы оказывают на многие виды хвойных растений, так как они наиболее чувствительны к подобного рода условиям. Материалы по данной теме показывают, что антропогенное воздействие на такие виды, как сосна обыкновенная (Pinus sylvestris), ель сибирская (Picea obovata) и пихта сибирская (Abies sibirica), пагубно сказывается на структуре хромосомного набора данных видов, а впоследствии и на здоровье человека. Рассмотрим примеры данного явления в различных регионах страны.

Красноярский край. В классе хвойных наблюдается большое число хромосомных нарушений. В них обнаружены добавочные хромосомы или В-хромосомы (Муратова, 2000).

На данный момент В-хромосомы обнаружены у 27 видов голосемянных растений, относящихся к хвойным. У сосны были обнаружены гаплоиды с числом хромосом 2n=1x=12. Также гаплоиды были обнаружены у ели и пихты (Исаков, 1981). Среди хвойных пород присутствуют полиплоидные, анеуплоидные и миксоплоидные экземпляры с основным числом хромосом x=12: Picea obovata (2n=22, 23, 25), Pinus sylvestris (2n=36, 48), Abies sibirica (2n=22, 25, 26, 27, 30). Колхицин-индуцированные полиплоиды, полученные в данных видах, отличаются замедленным ростом и карликовостью и часто становятся диплоидами или химерами. Описаны колхицин-индуцированные полиплоиды, превратившиеся в миксоплоиды с числом хромосом от 24 до 48 у видов Picea obovata, Pinus sylvestris – 2n=24, 36 (Князева, Муратова, 2010).

Липецк. Всхожесть семян сосны обыкновенной (Pinus sylvestris) очень низка (в 2006 году – 32 %). Семена начали прорастать только на 7-10 день (в контроле на 4-5 день), причем большинство из них остановились в развитии, не достигнув нужных размеров – 5-15 мм. А в 2007 г. всхожесть снизилась до 18 %. Значение митотического индекса семян (с учетом профаз) в условиях данной территории (6,1±0,4 %) значительно меньше по сравнению с контрольными цифрами (9,3±0,2 %). Это связано с низкой долей клеток на стадии профазы и высокой долей клеток на стадии метафазы и анафазы-телофазы митоза по сравнению с контролем. Данные эффекты являются следствием изменением времени формирования веретена деления и блокированием процессов расхождения хромосом к полюсам и цитогенеза. Произошло увеличение частоты нарушений митоза на 5%. Патологии митоза в семенных клетках варьируют (0-28,6 %) по сравнению с контролем, где эти значения составили от 0 до 2,9 %. Показателем наличия повреждений хромосомного материала и цитогенетической нестабильности клеточных популяций служит количество микроядер в клетках корневой системы. Средняя частота их достигает 0,7±0,1 % при вариабильности от 0 до 2,6 %. Доля мутабильных ядер составила 71,4 % (Калаев, Леликова, Машкина, Мурая, 2009).

Увеличение техногенной нагрузки на хвойные насаждения приводит к изменению их генетического материала, а вследствие, к распространению среди них таких патологий, как образование добавочных хромосом, карликовость, колебание митотической активности, миксоплоидия, что снижает скорость появления и распространения сосны, ели, пихты на территории страны, которые способны накапливать в себе все вредные вещества из почвы и атмосферы, тем самым спасая людей от многих болезней, связанных с органами дыхательной системы. Но, к сожалению, из-за высокой степени выбросов в воздух отходов промышленных предприятий, эти деревья не часто встречаются на территории крупных городов. Поэтому очень важно снижение доли опасных веществ, попадающих в окружающую среду, увеличение зеленых насаждений в черте городов, а самое важное – сохранение баланса между природой и человеком.

УДК 574.

СИНИЦА КАК БИОИНДИКАТОР

Научный руководитель Байтимирова Е. А., канд. биол. наук ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Изучив достаточно материала, касающегося пространственного распределения представителей семейства синицевых на примере большой синицы (Parus major) и усатой синицы (Panirus biarmicus), мной было замечено значительное расширение ареала обитания данных особей. Рассмотрим примеры внезапного появления синиц в различных регионах России и ближнего зарубежья, и попытаемся объяснить эти перемены.

Липецкая область. В начале 1990-х начинают появляться сведения о появлении усатой синицы (Panirus biarmicus) в разных районах центрального черноземья. В пределах Липецкой области усатых синиц стали отмечать с 1997 года. В декабре 1998 были отловлены две самки и самец усатой синицы. В июне 2000 года в верховьях Матырского водохранилища обнаружено гнездо усатой синицы с кладкой, содержащей 4 яйца. В дальнейшем, усатая синица продолжила сво распространение в бассейне Верхнего Дона (Климов, Землянухин, Абрамов, Мельников, 2001).

Белгородская область. Усатая синица не встречалась в окрестностях заповедников до 1980-х, позже, констатируя внезапное появления множества этих птиц на озере Лиман, было решено, что птицы «залтные», но уже в 1983 было доказано е гнездование по водохранилищам на среднем Днепре, в устье Ворсклы в среднем течении Орели, по притокам Дона. В 1994 находили гнездящиеся пары на Борисовском болоте. Усатая синица стала многочисленной гнездящейся птицей (Бардин, Дьяконова, 2000).

Оренбургская область. Гнезда усатой синицы наблюдались с 1981 по 1986 год на озерах Жетыколь, и Шалкар-Ега-Кара в Светлинском районе Оренбургской области. Всего было найдено 14 гнезд в зарослях узколистного рогоза. В дальнейшем гнездящихся особей не встречали, однако, кочующие стайки стабильно появляются с августа по октябрь (Самигулин, 1988).

Новосибирская область. Юг Западной Сибири. Впервые сведения о биологии усатой синицы на юге Западной Сибири отрывочны. В акватории озера Малые Чаны усатая синица — редкий гнездящийся, кочующий и не регулярно зимующий вид. Характерной особенностью усатой синицы на юге Западной Сибири является очень раннее начало гнездования. Самое раннее яйцо отложено в середине апреля. Кочующие выводки усатых синиц отмечены уже во второй половине июня, усиление миграционной активности зарегистрировано во второй половине сентября и в ноябре. В годы с мягкими зимами синицы остаются на зимовку на озере Чаны. В такие годы обилие гнездящихся усатых синиц резко возрастает (Чернышов, 2011).

Великобритания. В Лондоне впервые появились усатые синицы. В Гайд-парке была впервые замечена пара усатых синиц, которых раньше еще никогда не встречались наблюдателям в центральной части Большого Лондона, 14 января 2013.

Белоруссия. Впервые гнездо усатой синицы описано в июле 1993 года в Минской области на одном из местных озер. Рядом находилось гнездо болотного луня с птенцами. Через неделю гнездо усатой синицы было пустым (Винчевский, Созинов, 2004).

Камчатка. С 1978 года, когда впервые здесь заметили большую синицу, она появляется нестабильно, преимущественно в декабре (Лобков, 1981).

Возможно, внезапные появления синиц в несвойственных ей местах связано с увеличением численности птиц, особенно в летний период. Возможно, с постепенным увеличением средних температур на территории страны. Ниже приведен график изменения среднегодовых температур по данным NASA (рисунок 1).

Рисунок 1 Изменение среднегодовых температур России (материал взят с сайта http://forums.kuban.ru/f1048/Глобальное_потепление-2119049.html) Большая синица плодовита и легко селится в разных типах местообитаний. В последнее время она многочисленна в лесопарках и в лесах, испытывающих рекреационную нагрузку. Но почему мигрирует усатая синица, обитательница южных стран, на север в регионы с более умеренным климатом? Многие орнитологи, проводя исследования, приходят к выводу, что подавляющее большинство мигрирующих особей — молодые птицы. Они прилетают на новое место, выводят потомство и возвращаются на место, где родились сами. Синица — отличный биоиндикатор. На основе изучения особенностей расселения синиц, можно сделать вывод о повышении температуры в этих регионах. Если миграции синиц будут продолжаться, то жители самых различных регионов смогут ближе изучить этих певчих птиц, радующих глаз и приносящих пользу.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Лобков Е. Г. Большая синица на Камчатке // Русский орнитологический журнал, 1981.

2. Самигулин Г. М. Гнездование усатой синицы в Оренбургской области // Русский орнитологический журнал, 1998.

3. Бардин А. В., Дьяконова Т. П. Усатая синица продолжает гнездиться в окрестностях «Леса на Ворскле» (Белгородская область) // Русский орнитологический журнал, 2000.

4. Климов С. М., Землянухин А. И., Абрамов А. В., Мельников М. В. Усатая синица в Липецкой области // Русский орнитологический журнал, 2001.

5. Винчевский А. Е., Созинов О. В. Первая находка гнездящихся усатых синиц в Белоруссии // Русский орнитологический журнал, 2004.

6. Чернышов В. М. Материалы по биологии усатой синицы на юге Западной Сибири // Русский орнитологический журнал, 2011.

УДК 1400:

ОТНОШЕНИЕ СОВРЕМЕННОГО ОБЩЕСТВА К ОХРАНЕ

ЗАПОВЕДНОЙ ПРИРОДЫ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

История человечества характеризуется отношением человека к природе. Своей жизнью человек обязан растениям и животным, без которых он был бы лишен пищи и одежды. Но, получая от природы то, что необходимо для жизни, человек далеко не всегда задумывается, по мнению В. И. Вернадского, о взаимосвязи живого и косного, поэтому прогресс цивилизации оплачен потерями природы: безлесье сменяет тенистые леса, пустыни наступают на поля, многие тысячи рек и озер отравлены, сотни видов растений и животных исчезли.

Человек – «венец природы» – противопоставил себя другим существам на Земле и оказался на грани самоуничтожения. Идея исключительности человека, его законного права на все блага Земли была высказана еще греческим философом Ксенофонтом (430–355 до н. э.).

В ХIII в. философом Фомой Аквинским была сформулирована система взглядов, получившая название антропоцентризма, которая до настоящего времени определяет мировоззрение большинства людей.

В ХХ в. на смену антропоцентризму приходит биоцентризм, признающий равные права всего живого. Развитие этической философской мысли (Г. Д. Торо, М. Ганди, А. Л. Швейцер, Ж. Фабр, К. Э. Циолковский и др.) привело к необходимости пересмотреть взгляды на отношение к природе, животным и выработать более справедливый взгляд на свой статус в окружающем мире.

Биоцентризм строится на ценностном отношении человека к другим живых существам:

жизнь насекомого столь же ценна, как и жизнь человека, поэтому долг человека – защитить все живое. Благоговение перед жизнью – была высказана философом-гуманистом А. Л. Швейцером в книге «Культура и этика» еще в 1923 году [5].

Эти идеи стали основой для понимания того, что люди должны изменить себя, свое мышление, свое отношение к жизни и живым существам, и только тогда можно достойно выйти из сложной техногенной, катастрофической ситуации, в которой оказалась жизнь, сам человек [2, 3]. Нравственное осмысление своих неразрывных связей с природой заставляет человека нести ответственность за ее сохранение.

Один из способов – это создание и охрана заповедных территорий. Согласно результатам исследования общественного мнения в 22 регионах России, проведенного в 1998 году по инициативе «Гринпис», 81% опрошенных поддерживают создание особо охраняемых природных территорий (заповедников и национальных парков) как важнейшего фактора сохранения российской природы и только 2 % – не видят в этом необходимости.

Однако, в условиях господства антропоцентрического экологического сознания, природоохранная деятельность специальных государственных служб часто протекает в контексте сопротивления населения. Данные свидетельствуют, что почти 90 % их них отмечают наличие проблем взаимопонимания с местными жителями. Как отмечает В. А. Ясвин, для различных категорий взрослого населения характерно преобладание эстетического восприятия природы. При этом восприятие природы как объекта охраны и заботы выражено сильнее, чем у жителей больших городов, никак не связанных с деятельностью заповедников.

В наименьшей степени у населения представлено отношение к природе как к объекту изучения [6].

Отношение к природе как к источнику материальной пользы (прагматическое) у мужчин выражено сильнее, чем у женщин. К природоохранной деятельности отношение взрослого населения в целом носит позитивный характер. Население готово в определенной степени оказывать содействие в природоохранной деятельности.

Отношение молодежи к природоохранной деятельности заповедников более позитивно, чем отношение людей зрелого и особенно пожилого возраста, отношение женщин – более позитивно, чем мужчин. У школьников всех возрастов ярко выраженный позитивный характер, особенно у обучающихся среднего школьного возраста (до 14-15 лет). Обучающиеся старшего школьного возраста имеет более низкие показатели. Девочки относятся к заповедникам более позитивно, чем мальчики. Школьные учителя представляют собой наиболее экологически активную категорию населения. Однако их информированность о деятельности заповедников недостаточна [6].

Таким образом, для формирования уважительного отношения к природе самый благоприятный период с ярко выраженным позитивным характером наблюдается у обучающихся среднего школьного возраста и студенческой молодежи.

Научить студента видеть красоту родной природы, беречь и любить ее – главная задача любого преподавателя. Развивая благоговеющие принципы отношения к природе родного края, преподавателями кафедры геоэкологии Уральского государственного горного университета были разработаны и апробированы учебно-методические практикумы для студентов «Учение о биосфере», «Почвоведение», «Социальная экология» в основе которых – элементы аксиологического подхода для формирования духовно-нравственного отношения человека к природе [1, 4].

В продолжение развития позитивного отношения студентов к природе кафедрой геоэкологии УГГУ был заключен договор о сотрудничестве Государственным бюджетным учреждением «Природный парк» Бажовские места» в лице директора А. С. Кувшинского (в частности о проведении полевой практики).

Понимая значимость научно-исследовательской учебной практики, студенты с большей ответственностью подходили к изучению природы: флоры, фауны, химического состава типов почв, поверхностных и грунтовых вод. Устанавливали влияние антропогенной нагрузки на состояние природных комплексов, изучали восстановительный потенциал живой природы.

В результате исследований экосистем на территории «Парка «Бажовские места»

подкрепленными теоретическими основами идей В. И. Вернадского, А. Швейцера и др.

студенты еще раз убедились о сложных взаимодействиях всех компонентов экологических систем природы. В диалоге, беседе со студентами было выявлено, что многие не представляли, насколько сложны существующие взаимодействия и взаимосвязи элементов природы и как не разумная деятельность человека способна легко разрушить великолепие единства жизни.

На основе изучения реальных фактов территории «Природного парка «Бажовские места» у студентов происходила переоценка возможностей природы и человека в ней.

Осмысление неразрывных связей с природой помогло молодежи более ответственно относиться к природе.

Учебная полевая практика на территории «Природного «Парка Бажовские места»

содержит большой потенциал и возможности для воспитания «человека благоговеющего»

перед природой родного края. Все результаты полученных исследований за время полевой практики были переданы дирекции «Природного парка Бажовские места».

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бадьина Т. А., Михеева Е. В. Учение о биосфере: практикум / Т. А. Бадьина, Е. В. Михеева. – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. горного ун-та, 2012. 32 с.

2. Василенко Л. И. Глобальные проблемы и общечеловеческие ценности. – М.: Прогресс, 1990.

3. Иванов В. Г. Этика. – СПб.: Питер, 2006.

4. Михеева Е. В., Бадьина Т. А. Почвоведение: практикум / Е.В. Михеева, Т. А. Бадьина.

Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. горного ун-та. 2012. 24 с.

5. Швейцер А. Культура и этика. / Пер с нем. Н. А. Захарченко и Г. В. Комианского. Общ. ред.

и предисл. В. А. Карпушина. – М.: Прогресс, 1973.

6. Ясвин В.А. Психология отношения к природе. – М.: Смысл, 2000.

УДК 502.

РАСЧЁТ ВОЗМОЖНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ШЛАМОХРАНИЛИЩА

НА ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Шламохранилище является источником нарушения водного баланса прилегающих территорий плановыми и аварийными сбросами оборотной воды, фильтрацией через внешние дамбы отсеков, сопровождающимися подъемом уровня подземных вод, переувлажнением почвенно-растительного покрова до фрагментарного заболачивания, нарушением природной гидрогеохимической обстановки.

Загрязняющие вещества в подземных водах зоны насыщения перемещаются преимущественно потоками фильтрующих вод, гидродинамические поля которых в основном определяют траектории миграции и формирование пространственной структуры ореолов загрязнения. При схематизации пространственной структуры фильтрационного потока допускается пренебрежение нормальной напластованию компоненты скорости фильтрации.

Целесообразность такого подхода не исключается и при описании миграционных процессов.

Плановая фильтрационная модель позволяет в первом приближении заменить двухмерную модель одномерной. Применение одномерных моделей наиболее корректно при незначительных мощностях водоносного горизонта, характерных для Урала, измеряемых первыми десятками метров.

Для прогнозирования движения загрязнения необходимо также схематизировать гидрогеологические условия территории по режиму фильтрации, неоднородности, напорам, граничным условиям, миграционным параметрам и на основе этого принять схему расчета.

Прогнозируемыми характеристиками являются:

а) концентрация металлов в подземных водах;

б) дальность их распространения;

в) время, за которое металлосодержащие подземные воды достигнут ближайших водоемов и водотоков, где происходит их разгрузка.

Концентрация металлов в подземных водах под ТМО в любой год его эксплуатации с мокрым складированием отходов составляет где Сф концентрация металла в грунтовых водах до начала эксплуатации шламохранилища;

Wo общий объем грунтовых вод под шламохранилища (Wo = LShn); Wч объем чистых грунтовых вод, которым частично замещается объем загрязненных грунтовых вод за период Т ( W o = ShTVe); Wc объм сточных вод, поступающих через зону аэрации до уровня грунтовых вод (Wс = QфT); Сс концентрация металла в сточных водах на подошве зоны аэрации; L и S длина и ширина ТМО; h мощность водоносного горизонта; п пористость водоносного горизонта; Ve скорость фильтрации.

Расчетная зависимость для прогноза изменения во времени концентрации металлов под ТМО сухого складирования отходов и почвенных геохимических аномалий с сезонным инфильтрационным питанием подземных вод в j-й год его эксплуатации имеет вид:

Концентрация металлов после инфильтрационного периода в первый год равна:

где Сj концентрация металлов в грунтовых водах под ТМО или почвенной геохимической аномалией в любой j-й год после начала его эксплуатации; С j - концентрация металлов в грунтовых водах в предыдущем году; Woc объем загрязненных грунтовых вод, оставшихся под ТМО или почвенной геохимической аномалией после их вытеснения чистыми водами в межсезонный период (Woc = Shn(L - V e T / n ).

Расстояние х, на которое переместятся загрязненные воды за время t от линейного источника загрязнения, Если источник загрязнения имеет круглую форму (в этом случае он может быть заменен круговой галереей с расходом, равным расходу фильтрующихся вод), расстояние х, на которое переместятся загрязненные воды по пласту за время t под влиянием фильтрационного расхода (Qф) и естественного движения подземных вод ( V е, приближенно определяется по формуле Предельно допустимый сброс загрязняющих веществ в подземные воды определяется исходя из того, что содержание этих соединений в подземных водах под шламохранилищем не должно превысить заданный максимальный предел.

Инфильтрационные воды загрязняют, прежде всего, верхнюю часть водоносного горизонта, а затем загрязнение распространяется вглубь. В водоносных пластах небольшой мощности загрязнение захватывает всю мощность водоносного горизонта, а в горизонтах большой мощности – преимущественно его верхнюю и среднюю части.

Поэтому принимается, что смешение инфильтрационных вод с подземными происходит по всей мощности водоносного горизонта, если она не превышает 20 м, на 80 % мощности, если она составляет 20-40 м, и на 70 % мощности, если она превышает 40 м.

Расчетная формула для определения предельно допустимого сброса (ПДС) загрязняющего вещества в т/год получена на основе решения уравнения. Для упрощения расчетов нелинейная зависимость концентрации вещества в подземных водах от времени заменена прямолинейной. Также при расчете можно пренебречь различиями физических свойств (плотность, вязкость) сточных и подземных вод и физико-химическими процессами взаимодействия между водами и породой.

где Сmax максимальная заданная концентрация загрязняющего вещества в подземных водах под шламохранилищем, равная ПДК, мг/дм 3, Сф содержание загрязняющего вещества в подземных водах в естественных условиях, мг/ дм 3; т мощность водоносного горизонта, м; а безразмерный коэффициент учета мощности водоносного горизонта при