CC BY
113
родно-антропогенным могут быть отнесены полынные, березово-разнотравные, дубово-березово-леспедецево-разнотрав-ные, сосново-разнотравные, березово-леспедецево-разнотрав-ные, сосново-леспедецево-разнотравные, лиственнично-ду-бово-березово-леспедецево-разнотравные фации. Природноантропогенные фации, как правило, имеют прямоугольный тип рисунка контуров.
В целом анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов ландшафтных фаций промышленных зон и площадок проектируемого космодрома «Восточный» относит ландшафтные комплексы территории к категории природных и природно-антропогенных. Антропогенные воздействия имеют пирогенный, селитебно-техногенный характер. Ландшафтные фации нередко характеризуются нарушениями ярусной структуры, связанными с антропогенными воздействиями.
Представленная совокупность материалов, уровень и способы их обработки и интерпретации могут служить осно-
вой для проведения различных видов экспертизы территории, для разработки проектов природопользования и землеустройства. Необходимость использования материалов по особенностям пространственных показателей контуров фаций объясняется определенными потребностями в формализации как можно большего количества фактических данных, в косвенном определении уровня антропогенных изменений и ценности, устойчивости ландшафтов.
В целом анализ показателей пространственной геометрии контуров выделов внутриландшафтных комплексов, индикация ландшафтного рисунка позволяют достоверно судить об уровне антропогенной измененности ландшафтной структуры. При этом они характеризуются меньшими временными затратами и могут осуществляться дистанционно, позволяя сформировать предварительное представление об уровнях антропогенной преобразованности территории обширных исследований.
Библиографический список
1. Викторов, А.С. Математические модели ландшафтных рисунков // Изв. РГО. - 1992. - Т. 124. - Вып. 1.
2. Викторов, А.С. Рисунок ландшафта Викторов. - М.: Мысль, 1986.
3. Алексеев, И.А. Ландшафтное районирование и комплексная оценка ландшафтов южной части Амурско-Зейского междуречья. - Благовещенск: Изд-во БГПУ, 2005.
4. Алексеев, И. А. Закономерности контуров элементарных ландшафтных выделов (на примере Амурско-Зейской и Зейско-Буреинской равнин) // География: проблемы науки и образования ЬХП Герценовские чтения: мат. ежегодной Всеросс. научно-метод. конф. (9-10 апреля 2009 г., г. Санкт-Петербург): в 2 т. - СПб.: Астерион, 2010. - Т.1.
5. Фридланд, В.М. Структуры почвенного покрова мира. - М.: Мысль, 1984.
6. Онищук, В.С. Проблемы почвоведения Приамурья / В.С. Онищук, Ю.С. Чернаков. - Благовещенск: Изд-во «Амурский край», 1991.
Статья поступила в редакцию 10.06.10
УДК 628.312:543:34
Л.А. Альжанова, докторант ТарГУ, г. Тараз, Казахстан, E-mail: [email protected]; Ю.И. Винокуров, д-р. геогр. наук, проф., директор ИВЭП СО РАН, г. Барнаул, E-mail: [email protected]; А.С. Сейтказиев, д-р. тех. наук, проф. ТарГУ им. М.Х. Дулати, г. Тараз, Казахстан, E-mail: [email protected]; З.Е. Бимурзаева, канд. тех. наук, доц. ТарГУ, г. Тараз, Казахстан, E-mail: Sur_А@mail.ru
ФОСФОР В СТОЧНЫХ ВОДАХ ГОРОДА ТАРАЗ
Статья посвящепа проблеме городских сточных вод, их количественным и качественным показателям. Представлены данные о содержании фосфора в составе сточных вод г. Тараз и о способе его удаления.
Ключевые слова: загрязнение фосфором, очистка сточных вод, экология.
Проблема охраны окружающей среды требует большого внимания к вопросам защиты водоемов от загрязнений и, как следствие, к выбору метода очистки и правильного эксплуатирования очистного сооружения. В настоящее время очистка сточных вод является актуальной экологической проблемой. Она существует во всех регионах Казахстана, в т.ч. и в Жам-былской области.
Основными источниками загрязнения сточных вод в Жамбылской области являются предприятия фосфорной промышленности ТОО «Казфосфат»: Новоджамбулский фосфорный завод (НДФЗ), завод минеральных удобрений, расположенных на ее территории, а также горнодобывающая промышленность по добыче и переработке фосфоритной руды городов Каратау и Жанатас. Главными источниками загрязнения подземных вод в северо-западной части территории г. Тараза являются промышленные отходы фосфорных заводов и сточные воды городской канализации.
Сырьем для получения фосфора являются фосфориты месторождений Каратау. Суммарная реакция восстановления фосфорита кальция выражается уравнением:
Саз (РО4)2 + 5С = Р 2 + 5СО + 3СаО (1)
В результате возгонки протекают побочные реакции, в ходе которых образуются: СО2, Н2, Н2В, РН3, Б1Е4 и др. Выходящий из печи газ с содержанием 4-10 % Р4, 65-85 % СО, 0,51% и других продуктов очищается от пыли (шихты) в электрофильтрах. Так как частицы пыли содержат адсорбированный фосфор, его удаляют из бункеров электрофильтров
водой, в результате чего образуется «коттрельное молоко». Из электрофильтров газ поступает в конденсаторы фосфора, где он промывается водой и охлаждается до 60° С. Сконденсировавшийся жидкий фосфор накапливается в сборниках под водой. В конденсаторе распределение содержания взвешенных примесей (шлама) между жидким фосфором и водой зависит от величины рН. Содержание взвешенных веществ в кислых водах значительно меньше по сравнению с нейтральными водами. Накопление ионов Са2+, М^2+, ВЮ2'3, В042', С1" в воде практически не происходит [1].
Сточные воды, загрязненные элементарным фосфором и фосфорной кислотой, образуются в результате контакта фосфора с водой при длительном хранении, а также при промывке резервуаров и коммуникаций.
Для производства 1 т фосфора требуется 500 м3 воды, из них 475-480 м3 воды используется для охлаждения продуктов. На технологические нужды расходуется 20-25 м3 воды на 1 т фосфора, однако основное количество ее находится в циркуляционной системе. Количество загрязненных сточных вод, содержащих элементарный фосфор, составляет 3-5 м3 на 1 т фосфора.
Количество воды, расходуемой на производство 1 т фосфорной кислоты, зависит от принятой технологической схемы производства и составляет от 120 до 200 м3. При использовании оборотной системы водоснабжения на 1 т продукта образуется 4-6 м3 сточной воды, в том числе и 0,3-0,4 м3 загрязненной фосфором и фосфорной кислотой.
В природных условиях желтый фосфор может попадать в подземные воды со сточными водами и накапливаться в иловых отложениях. Так, в период с 1993 по 1996 гг. установлены факты загрязнения хозяйственно-фекальных стоков желтым фосфором и их транспортировки на поля фильтрации «Горво-доканала». Высокие концентрации желтого фосфора (до 0,50,7 мг/л) выявлены в воде испарителей ТОО «Химпром», а также в его техногенных стоках (до 0,04 мг/л).
По результатам наблюдений подземные воды систематически подвергаются интенсивным техногенным загрязнениям. Повышенное содержание фосфора в подземных водах отмечается в скважинах ведомственной режимной сети на расстоянии до 2 - 5 км от объектов (скв. 5693, 5690, 5691). Концентрации элементарного (желтого) фосфора составляет в них до 0,002-0,007 (ПДК - 0,0001 мгР/л), общего фосфора - 4-26 мг/л (ПДК - 1,1 мгР/л). Глубина загрязненной части пласта составляет до 30 м и больше [2]. По результатам исследований не-
очищенный сток предприятий достигает зеркала грунтовых вод при однородной геосреде за 5,4-19,3 суток (Кф - 5 м/сут), при двухслойном строении разреза зоны аэрации (Кф - 3,0 м/сут) - за 30 суток. Фильтрационные расходы сточных вод в вертикальном направлении составляют 0,075-0,1 м/сут на 1 м поверхности фильтрации. Действительная скорость распространения фронта загрязненных вод составляет около 0,4 м/сут, или 144 м/год [3-4].
Для изучения эффективности очистки сточных вод г. Тарзас от фосфора была рассчитана величина степени их очи-
стки: К = (Св:
,.)-100/Свход, где К - степень очистки (%);
- концентрация фосфора на входе полей фильтрации; Свыход - концентрация фосфора на выходе из полей фильтрации. В таблице 1 представлены данные по содержанию фосфора в сточных водах г. Тараз и степени их очистки в период с 2003 по 2008 гг.
Содержание фосфора (мг/л) в сточных водах г. Тараз в период с 2003 по 2008 гг.
Таблица 1
Год Пункт отбора проб Период исследования, месяц
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII
2003 № 1 5,5 5,8 6,0 7,0 5,8 6,0 5,0 6,1 3,4 5,4 5,7 8,6
№ 2 5,2 5,1 6,3 5,1 4,2 3,2 3,0 4,6 2,9 3,5 3,3 8,3
Степень очистки, % 5 12 0 27 28 47 40 24 9 35 42 3
2004 № 1 5,1 9,1 8,4 7,4 10,4 11,4 8,4 2,9 8,2 8,1 8,4 8,2
№ 2 4,5 3,7 3,0 2,6 8,6 5,7 4,0 0,4 5,4 4,4 7,1 6,3
Степень очистки, % 12 59 64 65 17 50 52 86 34 46 15 23
2005 № 1 8,4 7,1 8,2 4,9 5,8 6,3 5,8 5,0 4,6 6,2 4,7 5,6
№ 2 6,9 5,0 3,9 3,0 3,0 3,6 2,3 2,9 4,3 3,8 2,6 3,2
Степень очистки, % 18 29 52 39 48 43 60 42 7 39 45 43
2006 № 1 5,2 6,5 4,8 6,1 6,0 6,2 5,0 5,1 6,1 5,0 8,0 5,5
№ 2 3,0 4,4 2,7 3,5 3,8 4,0 4,3 1,2 3,2 3,3 5,0 3,4
Степень очистки, % 42 32 44 43 37 35 14 76 47 34 38 38
2007 № 1 5,5 6,9 4,8 7,2 5,7 5,1 6,0 7,3 5,0 8,6 5,2 5,6
№ 2 3,1 4,1 3,0 3,0 3,8 3,6 3,8 2,1 3,1 3,5 3,2 3,0
Степень очистки, % 44 41 37 58 33 29 37 71 38 59 38 46
2008 № 1 - - - - - - 7,8 4,9 4,2 4,6 5,0 4,8
№ 2 - - - - - - 3,0 2,5 2,5 0,8 4,6 2,8
Степень очистки, % - - - - - - 62 49 41 83 8 42
Примечание. Точка №1 - вход на поля фильтрации (бетонный канал); точка №2 - последняя карта полей фильтрации.
Анализ полученных данных показывает, что в периоды с 2003 по 2008 гг. степень очистки сточных вод г. Тараз варьирует в широких пределах от 0 до 86 %, составляя в среднем 40 %.
Изучение сезонной динамики степени очистки сточных вод от фосфора показывает отсутствие какой-либо её закономерности, но в большинстве случаев максимально эффективная очистка наблюдается в летние месяцы, минимальная - в зимний период (рис. 1, 2).
Фосфор как биогенный элемент постоянно присутствует в водоемах в виде различных соединений, образующихся при разложении органического вещества. Основными источниками поступления фосфора являются бытовые, индустриальные
и сельскохозяйственные стоки, вымывающие минеральные удобрения (№3Р04, №Н2Р04, NH4MgPO4, КН2РО4, К2НРО4) с обрабатываемых полей. В дренажных водах концентрация фосфора увеличивается в 2-3 раза.
Интенсификация рыбоводства также влечет за собой загрязнение вод фосфором за счет разложения погибших гидро-бионтов, экскрементов рыб, остатков кормов и т.д. В результате этих процессов повышается температура воды, появляются привкус и запах, ухудшается цвет воды, интенсивно развиваются водоросли, вызывающие «цветение» воды, наблюдается преобладание нежелательных видов планктона и нарушение жизнедеятельность рыб [5].
месяцы
Рис. 1. Степень очистки сточных вод г. Тараз от фосфора в период 2003-2005 гг.
месяцы
Рис. 2. Степень очистки сточных вод г. Тараз от фосфора в период 2006-2008 гг.
Фосфор может вступать в различные реакции с компо-
нентами, входящими в состав сточных вод:
3№0Н + Н3Р04 ^ №3Р04 + 3Н20 (2)
ЫаОН + Н3Р04 ^ МаН2Р04 + Н20 (3)
2Ыа + Н3Р04 ^ Ыа2НР04 + Н2| (4)
MgCl2 + МН40Н + Ма2НР04 NH4MgP04 + 2МаС1 + Н20 (5)
3К0Н + Н3Р04 ^ К3Р04 + 3Н20 (6)
К0Н + Н3Р04 ^ КН2Р04 + Н20 (7)
2К + Н3Р04 ^ К2НР04 + Н2т (8)
Проблема очистки сточных вод от фосфора и его соединений является важной и необходимой задачей. В настоящее время разработано множество химических, физико-химических и биологических методов удаления фосфатов из воды [6-
7]. Для очистки сточных вод от фосфора разработаны методы, основанные на окислении взвешенных и растворенных его частиц кислородом воздуха, хлором или другими окислителями:
Р4 + 502 + 6Н20 = 4Н3Р04 (9)
Р4 + С12 + 16Н20 = 4Н3Р04 + 4НС1 (10)
Н3Р03 + С12Н20 = Н3Р04 + 2НС1 (11)
Многими исследованиями доказано, что максимальная скорость окисления сточных вод достигается при рН=7-8. После нейтрализации исходной сточной воды известковым молоком и осаждения взвешенных веществ содержание фосфора снижается с 12-16 до 1,2 мг/л. Оставшийся в воде фосфор полностью окисляется хлорной водой (при концентрации хлора 25 мг/л) в течение 15 мин.
В настоящее время большими преимуществами и перспективами обладают биологические (микробиологические) методы очистки вод, в результате которых органический фосфор и полифосфаты переходят в ортофосфаты.
Дефосфатация сточных вод - это процесс поглощения фосфорсодержащих соединений бактериями с последующим выводом избыточной биомассы из системы или создание нерастворимых фосфорсодержащих соединений [8].
Небольшая часть ортофосфатов может быть поглощена микроорганизмами при их росте до 1-1,5 %, что соответствует удалению 20-35 % фосфора из хозяйственно-бытовых стоков. Для очистных сооружений с биологическим удалением фосфора необходимо, чтобы избыточный ил обрабатывался только в аэробных условиях и, по возможности, быстро обезвоживался. В противном случае возможно обратное выделение фосфатов и их возврат на очистные сооружения [8].
В настоящее время хозяйственно-бытовые стоки, сточные воды пищевой промышленности (сахарная, крахмальная, гидролизная) и стоки животноводческих комплексов часто используют для орошения полей. Прошедшие предварительную подготовку (очистку) на сооружениях индустриального типа или биопрудах-накопителях сточные воды используются для полива многолетних трав, в результате чего их урожайность возрастает в 2-3 раза.
В настоящее время в Казахстане и странах СНГ разработана, научно обоснована и внедрена система мероприятий обеспечивающих за счет применения сточных вод получение
8-10 т/га высокопитательной сухой массы трав при эффективном решении вопросов охраны окружающей среды. Засеянные многолетними травами земледельческие поля орошения превращаются в высокопродуктивные кормовые угодья. Кроме того, орошаемые сточными водами многолетние травы развивают мощную корневую систему и дернину, что благоприятствует повышению плодородия почвы и обеспечивает высокую степень доочистки.
Для оптимального решения вопросов сельскохозяйственного использования сточных вод и охраны объектов от загрязнения предлагается размещение сточных вод рассматривать как систему мероприятий, которая представляет собой комплекс мер по очистке, использованию, а также регулированному сбросу стоков в целях обеспечения охраны водных источников от загрязнения. В систему размещения и использования сточных вод входят сооружения для очистки сточных вод, накопительные емкости для регулирования и подачи в целях использования и доочистки их на поля орошения, которые одновременно являются площадями интенсивного сельскохозяйственного производства и водотоками-стокоприем-никами с определенной стокоприемной способностью [9].
Для оценки влияния земледельческих полей орошения на ОС рекомендовано осуществлять систематический производственный и государственный контроль за качественным составом поливных вод, выращиваемой продукцией, агромелиоративным состоянием почвы, режимом грунтовых вод, санитарным состоянием территории.
Библиографический список
1. Проскуряков, В. А. Очистка сточных вод в химической промышленности / В.А. Проскуряков, Л.И. Шмидт. - Л., 1977.
2. http://www.referats.net/pages/referats/rkr/page26619.html - Экология Жамбылской области.
3. СНиП 2.01.14-83. Определение расчетных гидрологических характеристик. - М., 1983.
4. СНиП 2.06.05-84. Плотины из грунтовых материалов. - М., 1984.
5. http://www.cnshb.ru/AKDiL/0033a/base/k010.shtm - Соединения азота и фосфора.
6. Владимиров, А.М. Охрана окружающей среды. - М.: Гидрометиздат, 1991.
7. Очистка производственных сточных вод: учеб. пособие для ВУЗов / С.В. Яковлев, Я.А. Карелин [и др.]. - М.: Стройиздат, 1985.
8. http://spf.ccr.ru/printing.php?id=2455 - Изучение способа удаления фосфора из сточной жидкости.
9. Сейтказиев, А.С. Водоохранные мероприятия в земледельческих полях орошения // Международ. научно-практ. конф. // Труды КАЗНИИВХ, Тараз, 2005.
Статья поступила в редакцию 10.06.10
УДК 57.042
М.А. Липчанская, н. с. СКГУ, г. Петропавловск, Казахстан, E-mail: [email protected]
ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ РИСКА ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ У НАСЕЛЕНИЯ СЕВЕРО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ
Рассмотрена взаимосвязь онкологической заболеваемости населения Северо-Казахстанской области с рядом антропогенных факторов. Рассчитаны интегральные показатели экологического состояния территории, обусловливающие популяционный риск возникновения злокачественных новообразований. Разработана математическая модель, отражающая влияние каждого из интегральных факторов на уровень заболеваемости в регионе.
Ключевые слова: экологический риск, математическое моделирование, онкология, заболеваемость.
Проблема профилактики злокачественных новообразований (ЗНО) является одной из ключевых в современной профилактической медицине. Рост доли пожилого населения в большинстве стран, усиление негативного антропогенного воздействия на окружающую среду, успехи в лечении опасных инфекционных заболеваний вывели рак на второе место среди причин смерти в большинстве промышленно развитых стран [1]. В этой ситуации совершенствование методов профилактики злокачественных новообразований должно стать серьезным шагом к повышению качества и продолжительности жизни населения.
Современная наука достигла больших успехов в изучении факторов канцерогенного риска. Существует множество работ, в которых канцерогены классифицированы в зависимости от степени опасности, распространенности, специфичности по отношению к возникновению опухолей определенных локализаций. Большинство исследователей сходятся во мне-
нии, что основная доля факторов риска (до 80-95%) так или иначе связана с особенностями образа жизни и состояния окружающей среды. Так, в материалах ВОЗ предлагается следующий перечень и ранжирование факторов канцерогенного риска: курение (30-35 %), неправильное питание (35-40 %), инфекционные агенты (10-15 %), репродуктивное и половое поведение (1-13 %), ионизирующая радиация (4-5 %), ультрафиолетовое излучение (2-3 %), употребление алкоголя (23 %), загрязнение атмосферного воздуха (1-2 %), медикаменты и медицинские процедуры (0,5-3 %), геофизические факторы (2-4 %).
Несколько иное соотношение факторов риска представлено в обзоре Е.Л. Чойнзонова, Л.Ф. Писаревой и др. [2]. По их данным, более 30% онкологических смертей связано с курением, около 10% случаев ЗНО - с потреблением алкоголя, 35% - с сочетанным воздействием курения и потребления алкоголя, 4-10% - с профессиональным факторами риска, 40%
