Вплив забрудненої шахтної води на безпеку життєдіяльності людини та методи зниження цих негативних факторів

                                                                            10    

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

 

 

 

Національний університет 

Києво-Могилянська академія

Кафедра екології

 

 

Реферат з основ безпеки  життєдіяльності

на тему: «Вплив забрудненої шахтної води на безпеку життєдіяльності людини та методи зниження цих негативних факторів»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ФЕН 1 - Маркетинг   

Виконав: Обушков А.А.

Науковий керівник: Пашков А.П.

 

Київ 2012

Зміст

 

1. Вступ …………………………………………….ст. 3
2. Сучасний стан…………..………………….……ст. 4
3. Постанови влади щодо очищення шахтних вод ст.6
4. Іноземна практика очищення шахтних вод……ст. 8
5. Висновок…………………………………………ст. 9
6. Список використаної літератури……………...ст. 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

 

     Шахтними водами називають ті води, які проникають в гірничі виробки. Їх використовують в різних технологічних процесах на збагачувальних фабриках, в замкнутих циклах при гідровидобутку копалин та ін.

    Ці води негативно впливають на природнє середовище. Вони, маючи різні показники хімічного складу та агресивні властивості, ускладнюють умови розробки вугільних родовищ, вимагають застосування більш дорожчих механізмів, крепі, конструкцій, прискорюють їх знос і спричиняють необхідність використання дорогого обладнання для нейтралізації і ін. Неочищені шахтні води, поступаючи в поверхневі водотоки і водоймища, спричиняють в них порушення сольового режиму, обумовлюючи небажані екологічні порушення в гідросфері, погіршують місце існування тварин і рослин. Тому проблема оцінки впливу підприємств вугільної галузі на гідросферу великих промислових міст є дуже актуальною.

     3абруднення шахтними водами навколишнього середовища є також загально бiологiчною проблемою. Вони проникають до колодязів та свердловин, тим самим забруднюючи питну воду, що є загрозою для людського здоров’я. Шахтні води відрізняються великою різноманітністю хімічного складу і властивостей, тому потребують детального дослідження їх складу задля забезпечення безпеки людському здров’ю.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сучасний стан

 

 

     Здоров'я людини псно пов'язане з чистотою води. Як вiдомо, до основних джерел забруднення води належать: 1) Micькi стiчнi води, що насиченi побутовими забруднювачами; 2) атмосфернi води з небезпечними промисловими вiдходами (кислотнi дощi); 3) промисловi стiчнi води. Потрапляння такої забрудненої води у рiки i моря може бути причиною масового отруення фауни таких акваторiй та по харчових ланцюгах iнших органiзмiв.

     На території України розробпяється понад 4500 родовищ корисних копалин, дiє близько 2000 пiдприємств з видобутку, збагачення та переробки різноманітної мінеральної сировини. В процесi виробничої дiяльностi пiдприемств гірнорудничої, вугільної, хiмiчної, металурпйної промисловостi утворюються шахтнi води - сукупнiсть рiзних генетичних типiв природних вод, що потрапляють до виробничого процесу i проходять через водовiдливне господарство шахти.

     Потрапивши у видобувний процес природнi води активно взаемодiють з рудничною атмосферою, гiрськими породами, крiпленням та устаткуванням шахт. На їх хiмiчний стан впливають: площа виробництва, вихiдний склад пiдземних вод, глибина i довжина гiрничого виробництва, величина припливу води. Найкислiшi i наймiнералiзованiшi шахтнi води утворюються на найвищих дiлянках виробництва, в антрацитних шахтах до глибини 250-300 м, при малих кутах падiння порiд, пiд час значної площi виробничого процесу. На бiльш глибоких горизонтах (300-400 м) генеруються сульфатно-хлориднi, натрієві або натрiево-кальцiевi води. На глибинi бiльше 400 м утворюються хлоридно-сульфатнi води. В залежностi вiд напрямку видобування шахтнi води можуть мiстити свинець, миш'як, селен, ртуть, ванадiй та iншi.

     Таким чином, залежно вiд хiмiчного складу, шахтнi води в тому чи iншому ступенi володiють агресивними властивостями стосовно бетонiв i металiв, можуть бути небезпечними для життедiяльностi людини.

     Застарiле морально i фiзично обладнання, застарiла технологiя, недостатня механiзацiя та автоматизацiя процесiв видобування не сприяють покращенню екологiчного стану. Науково-дослiдницькi роботи не достатньо ефективнi. Нинi актуально комплексне вивчення корисних копалин i токсичних компонентiв, що мiстяться в них та їх оточують, у напрямку пошуку закономiрностей розповсюдження шкiдливих компоненпв, ефективних недорогих методiв їх виявлення та очистки.

     Воднi ресурси вважаються бiльшiстю країн нацiональним капiталом, яким користуеться сучасне й буде користуватись майбутне поколiння. Це вимагае й вiдповiдного ставлення до їх використання, охорони та вiдтворення. Прямi i непрямi негативнi впливи на кiлькiсть та якiсть водних pecypcів слiд розглядати як за грозу нацiональнiй безпецi держави. Забруднення води виробничими вiдходами впливае на збiльшення частоти захворювання, на алергiчнi, респiраторнi, шлунково-кишковi, онкологiчнi та iншi захворювання, частоту вроджених патопопй. Як вiдомо, мутагени, якi мiстяться у такiй водi, негативно впливають на спадковий матерiал людини i тварин, запускаючи низку небажаних явищ.

     Після ліквідації підприємств, шахтні води перетерплюють катастрофічні зміни у своєму хімічному складі. Вода стає більш кислою, у десятки разів збільшується вміст заліза. Суттєво збільшується жорсткість воді, вміст сульфатів, інших солей. Вода отримує явно виразні агресивні властивості, забруднюючи колодязі та свердловини.

     Для очистки шахтних вод можна застосовувати методи механiчного очищення (вилучення грубо дисперсних нерозчинних домiшок шляхом процiджування, вiдстоювання та фiльтрування), фiзико-хiмiчнi методи (додавання реагентів, якi сприяють бiльш повному видiленню нерозчинних сполук, переводу розчинних сполук у нерозчиннi або перетворення шкiдливих сполук у нешкiдливi) i бiологiчнi методи (базуються переважно на життєдiяльностi мiкроорганiзмiв, якi сприяють окисленню або вiдновленню органiчних речовин, що перебувають у виглядi суспензiй, колоїдів i розчинiв, i є для мiкроорганiзмiв джерелом живлення.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Постанови влади та очищення шахтних вод

 

 

 

      Постановою № 31 від 12 січня 1999 г. Кабінет Міністрів України доручив   Мінпромполітики із залученням Національної академії наук підготувати пропозиції щодо вирішення проблеми опріснення шахтних вод.  

     В Результаті вчені  інститутів «ДонВугІ», «Дніпрошахт» та «УкрНІІПроект», взявши на озброєння сучасні розробки Всеросійського научно-дослідницького інституту машинобудування, написали Програму заходів по розробленню та впровадження на вугльновидобувних підприємствах ефективних технологій та технічних засобів де мінералізації шахтних вод.

     На основі цієї програми в 2000 раці у Мінтопенерго було прийняте рішення щодо розробки проекту будівництва пілотної установки для питного водопостачання стотисячного Антрациту Луганської області. А у 2004 році інститут «Донгіпрошахт» розробив відповідний проект установки, затверджений Центральною службою експертизи Держбуду України.        

      Перш за все шахтну воду необхідно очистити від зважених часток вугілля, породи, нафтопродуктів, пом’якшити та знезаразити.

       Наприклад,  вчені держпідприємства «Донецький  науково-дослідницький вугільний інститут» («ДонВугІ») розробили установку, яка відфільтровує та одночасно дезінфікує 120 куб. м/год шахтної води. Її експлуатували з 1975 р. на шахті ім. Газети «Правдв». Очищену водупускали на пилопригнічення - розпилювали на фрезу рубаючого вугілля комбайна з метою профілактики підземних вибухів метановугільної суміші. Використовували установку ще на трьох сусідніх вугледобувних підприємствах.   

     Після ліквідації цієї шахти установку перенесли на шахту «Соціалістичний Донбас». І зараз унікальне обладнання, окупивше себе ще в 1980 р., виконує свої функції.            

      «Воду подають на похилі відстійники з концентрацією завислих речовин 500-800 мг / л. Звідти вона виходить вже з показником 30-50 мг / л, - розповідає старший науковий співробітник інституту «ДонВугІ» Дмитро Родін. - Потім двосекційні фільтри призводять вміст завислих речовин у відповідність з ДСТУ для питної води 1-1,5 мг / л. Тут же шахтну воду знезаражує ультрафіолетове випромінювання кварцевих ламп».

     Одна з останніх розробок конструкторського бюро інституту «ДонВУГІ» - установка електрохімічного пом'якшення та знезараження води.

     «Електролізер (система судин, наповнених електролітом з розміщеними в них електродами, з'єднаними з негативним і позитивним полюсами джерела постійного струму. - Авт.) Розділений спеціальними діафрагмами на катодні і анодні камери, - розповідає Дмитро Родін. - У перших камерах вода подщелачивают: кальцій, магній і інші солі жорсткості випадають в осад, утворюючи пластівці. По друге містяться в шахтних водах хлор-іони перетворюються в активний хлор-газ (дізентіфікант), вбиває бактерії ».                                               

    Після фільтрування виходить вода з нейтральною реакцією, придатна для систем охолодження устаткування. Хлорування                                               

    На сьогоднішній день в Україні працює лише одна подібна установка, зроблена за німецьким проектам, на шахті «Нововолинська № 10» держпідприємства «Волиньвугілля».

     Друга стадія комплексної переробки шахтних вод - опріснення. Наприклад, в Арабських Еміратах морську воду випарюють. Але через сонячного дефіциту в Донбасі адже не станеш спалювати піднятий на-гора вугілля для опріснення шахтних вод.

     Тому науковий центр технічної екології Мінприроди (Донецьк) розробив мембранні методи демінералізації і кондиціонування шахтних вод до стандарту питної води.

     Установка з опріснення та кондиціюванню цих вод виробляє тисячу кубометрів питної води на годину. «Вона розділена катіон-і аніодактівнимі мембранами. Під тиском одні мембрани пропускають позитивно заряджені іони в одну сторону, інші, негативно заряджені, - в протилежну. А молекули води йдуть прямо », - пояснив Дмитро Родін.

     І третя стадія - упарювання концентрату солей, побічно що утворюється при двох попередніх етапах переробки шахтних вод. Для цього розроблені спеціальні цехи по виробництву солепродуктів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Іноземна практика очищення шахтних вод

 

     В багатьох  розвинених країнах для очистки  шахтних вод використовують вищi воднi рослини, такі як очерет, елодея, iрис, водний гiацинт (ейхорнiя) та iншi. Такі рослини можуть видаляти з води важкi метали, бiогеннi елементи, феноли i т.д., завдяки фiльтрацiї, поглинанню, накопиченню, окислюванню детоксикацiї. Так, коренева система рогозу має високу акумулюючу здатнiсть вiдносно важких металiв.                                                                                                                  

     Вiдомо, що очерет мае високi адаптивнi властивостi i здатний проростати в дуже забруднених промисловими стiчними водами водоймах. Виявлено, що він може поглинати з води такі сполуки, як феноли, нафтоли та iншi органiчнi речовини.

      Для  очистки i доочистки забруднених виробництвом вод використовують бiоплато - iнженерну споруду, яка не вимагае (або майже не вимагас) затрат електроенергії та використання хімічних реагентів при незначному експлуатацiйному обслуговуваннi.

     В такiй спорудi для очистки вод використовують рослини. В залежностi вiд природи забруднень. З цією метою висаджують рослини зi щiльнiстю 115 рослин на 1 м², а бiоплато заповнюють водою вiд 0,3 до 1,5 м. Ефективнiсть роботи бiоплато дещо знижуеться в осiнньо-зимовий перiод , але якiсть води не погiршуеться.

     Досить актуальним є пошук трансгенних рослин (ТР), якi могли б використовуватись для iндикацiї хiмiчних мутагенів, радiонуклiдiв. Так, одержанi трансгенні лiнiї Arabldopsis thaliana (L.) Heynh, що мiстили гени sir2 (Silence information regulator) i грdЗ (ген гiстондеацетилази) з рiзною чутливiстю до сполук важких металiв, здатнi регулювати хроматинову структуру i включатися в процеси стабiлiзацi'l рослинного геному. За умови пророщування ТР у розчинах солей важких металiв виявлено рiзку активнiсть проростання насiння порiвняно з контролем. Bci експерименти довели найменшу схожiсть насiння у присутностi солей хрому та кобальту серед дослiджуваних. Вивчення впливу важких металiв на патологiю мiтозу у Аlliиm серга вказуе на наступний розподiл металiв за ступенем токсичностi Cu>Cd>Ni. За даними молекулярно-генетичних дослiджень виражену токсичну дiю виявляли кобальт, кадмiй, мiдь.

 

 

Висновок

 

 

     Розробка нових ефективних екологiчно безпечних систем очистки таких вод, якi б не потребували великих коштiв, у тому числi будiвництво споруд бiоплато з використанням ландшафтного дизайну, може дати можливiсть не тiльки очищати воду, але бути корисним для покращення естетичних характеристик промислових майданчикiв та iнших тертор'й. Перспективним напрямом є також розробка i використання iндикаторiв iнтенсивностi мутагенного фону трансгенних рослин.