Анотація до роботи:

Жомирук Р.В. Обґрунтування параметрів локалізації забруднення підземних вод у зоні впливу відвалів фосфогіпсу. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – “Екологічна безпека”. Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2006 р.

Дисертація присвячена обґрунтуванню параметрів технічних заходів з екологічно безпечного зберігання відвалів фосфогіпсу та розробці методик і методів щодо покращення екологічної ситуації в межах впливу техногенних відвалів. Аналіз екологічної ситуації, яка склалася навколо відвалів фосфогіпсу показав, що використані з цією метою природоохоронні інженерні заходи неефективні і не запобігають попаданню забруднення в ґрунтові води, і як наслідок, в районі відвалів фосфогіпсу спостерігається підвищений рівень захворюваності населення, який на 15% вищий за загальний показник в області.

Для обґрунтування параметрів локалізації забруднення підземних вод у зоні впливу відвалів фосфогіпсу проведено натурні та теоретичні дослідження з визначення забруднення ґрунтів, ґрунтових і поверхневих вод. Встановлені залежності розподілу забруднення в ґрунтовому масиві території впливу токсичних відвалів. Розроблена математична модель розповсюдження забруднення від відвалів ґрунтовими водами, на основі якої запропонована інженерна мережа та обґрунтовані технологічні параметри перехоплення і відводу забруднених вод. Наведено практичні рекомендації екологічно безпечного зберігання і знешкодження відвалів фосфогіпсу ВАТ “Рівнеазот”.

У дисертації, яка є завершеною науковою роботою, вирішена актуальна науково-практична задача, яка полягає у встановленні закономірностей розподілу забруднення в ґрунтовому масиві при фільтрації ґрунтових вод від джерела забруднення, на основі яких створені методики оцінки і аналізу впливу техногенних об’єктів на навколишнє середовище та розрахунку раціональних параметрів локалізації забруднення в межах впливу відвалів фосфогіпсу, розроблені технологічні рішення із локалізації такого забруднення.

Реалізація цих рішень дозволила підвищити рівень екологічної безпеки шляхом застосування більш надійних інженерних систем із екологічно безпечного зберігання відвалів фосфогіпсу та зменшити захворюваність населення проживаючого в межах впливу відвалів.

Найбільш важливі наукові і практичні результати, висновки і рекомендації полягають у наступному:

1. Екологічна ситуація пов’язана з об’єктами гірничо-видобувного комплексу характеризується вкрай негативно, вона ще більш погіршується в зв’язку з накопиченням токсичних відходів в результаті розробки родовищ корисних копалин, їх видобутку і переробки. Токсичні відходи зберігаються у відвалах, що призводить до забруднення ґрунтів, поверхневих і підземних вод, негативно впливає на здоров’я населення. Враховуючи масштаби і значимість проблеми промислових відходів в Україні, існує необхідність в обґрунтуванні параметрів локалізації забруднення підземних вод і розробці інженерних методів спрямованих на покращення екологічної ситуації, та зменшення захворюваності населення в межах впливу відвалів гірничого виробництва.

2. Відвали фосфогіпсу забруднюють навколишнє середовище про це свідчить збільшення захворюваності населення яке проживає в районі впливу відвалів на 26 %, протягом контрольного періоду 1999-2004 рр. Для порівняння захворюваність в межах впливу відвалів на 29 % більша ніж загальна захворюваність в області.

3. Основним чинником, який спричиняє забруднення ґрунту на території відвалів фосфогіпсу, є фільтрація забруднених вод. Про це свідчить забрудненість ґрунтів, яка нижче рівня залягання ґрунтових вод в 5 – 10 разів більша. І з часом це значення зростає. Так вміст фосфору в ґрунті на відстані 200 м від відвалів протягом контрольного періоду 1999 - 2004 рр. збільшився в 2 рази, свинцю – в 1,15, хрому – в 1,35.

4. За рахунок фільтрації забруднених вод з території відвалів фосфогіпсу забруднюються ґрунти, розподіл забруднення в яких відбувається за експоненціальним законом. Розбіжність між даними отриманими в результаті моделювання і натурними вимірами в середньому не перевищує 7,0 %. Вміст забруднення в ґрунтовому масиві на рівні залягання ґрунтових вод, залежить від рівноваги концентрації забруднення в ґрунті, залишкової сорбції та лінійної концентрації забруднення.

5. Частина забруднення, яке переноситься фільтраційним потоком, осаджується в ґрунтовому масиві. При цьому логарифмічний коефіцієнт очистки залежить прямопропорційно від коефіцієнта фільтрації ґрунту та відстані відбору зразка до джерела забруднення. Чим більше значення коефіцієнта фільтрації і відстані від джерела забруднення тим вище значення логарифмічного коефіцієнта очистки.

6. Результати із визначення сорбційної здатності ґрунтів свідчать про те, що породи не є перешкодою на шляху міграції нікелю, свинцю, трьохвалентного хрому, сірки, марганцю, кобальту, цинку і накопичення їх в породі спостерігається тільки в зоні повного водонасичення за рахунок заповнення порового простору. Із збільшенням глибини відбору зразка зменшується пористість ґрунту, а отже зменшується поровий простір – це приводить до зменшення відповідних елементів в ґрунті в 2 - 5 разів. Забруднення ґрунтових вод відбувається переважно шестивалентним хромом, концентрація якого в 95 % проб перевищує гранично допустиму концентрацію.

7. Розроблені рекомендації з екологічно безпечного зберігання і знешкодження відвалів фосфогіпсу, в яких представлені методи щодо покращення екологічної ситуації в межах впливу відвалів фосфогіпсу і розраховані параметри локалізації забруднення, яке поступає в ґрунт від токсичних відвалів.

8. Впровадження запропонованих в роботі заходів дозволить запобігти забрудненню ґрунтів, ґрунтових та поверхневих вод в межах впливу відвалів фосфогіпсу, знизить рівень захворюваності населення на прилеглих до відвалів територіях, що призведе до зменшення виплат за лікарняними листками на 48,3 тис. грн. на рік, підвищить врожайність сільськогосподарських культур та отримати прибуток від реалізації їх врожаю в розмірі 126,6 тис. грн. в рік. Крім того, переробка фосфогіпсу на будівельні матеріали дозволить отримати прибуток в розмірі 1383,0 тис. грн. в рік. Загальний очікуваний економічний ефект складає 1,56 млн. грн.

Публікації автора:

За темою дисертації опубліковані 13 наукових праць. Основні результати викладені у наступних публікаціях:

1. Хлапук М.М., Маланчук З.Р., Жомирук Р.В. Аспекти теорії фільтрації при проектуванні дренажних пристроїв для охорони ґрунтів від забруднення точковими об’єктами// Зб. наук. пр. “Вісник УДУВГП”. - Рівне: УДУВГП. - 2002. - Вип. № 27. - С. 181 - 188.

2. Хлапук М.М., Жомирук Р.В. Інженерні методи захисту ґрунтів та ґрунтових вод від забруднення точковими об’єктами // Зб. наук. пр. “Вісник УДУВГП”.- Рівне: УДУВГП. - 2003. - Вип. № 3(32). - С. 99 - 106.

3. Маланчук З.Р., Клепач М.І., Жомирук Р.В. Дослідження процесу фільтрування високомінералізованої води через ґрунтовий масив // Зб. наук. пр. “Вісник УДУВГП”. - Рівне: УДУВГП. - 2004. - Вип. № 2(26). - С. 283 - 290.

4. Жомирук Р.В. Експериментальні дослідження процесу фільтрування високомінералізованої води через ґрунтовий масив // Зб. наук. пр. “Вісник УДУВГП”. - Рівне: УДУВГП. - 2004. - Вип. № 3(27). - С. 132 - 138.

5. Жомирук Р.В. Дослідження процесу забруднення ґрунтів і ґрунтових вод відходами гірничого виробництва // Зб. наук. пр. “Геотехнічна механіка”. - Дніпропетровськ: ІГТМ НАН України . - 2005. - Вип. № 58. - С. 133 - 139.

6. Жомирук Р.В., Маланчук Ж.В., Маланчук Є.З. Математичне моделювання процесу забруднення ґрунтів і ґрунтових вод відходами гірничого виробництва // Зб. наук. пр. “Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво”. - Рівне: НУВГП. - 2005. - Вип. № 30. - С. 257 - 262.

7. Жомирук Р.В. Вплив забруднення довкілля на здоров’я населення в Рівненській області // Зб. наук. пр. “Вісник НУВГП”. - Рівне: НУВГП. - 2005. - Вип. № 4(32). - С. 9 - 16.

8. Жомирук Р.В. Оцінка сорбційних властивостей порід у зоні складування відходів гірничого виробництва // Зб. наук. пр. “Вісник НУВГП”. - Рівне: НУВГП. - 2006. - Вип. № 1. - С. 208 - 213.

9. Жомирук Р.В. Впровадження інформаційних технологій при проектуванні природоохоронних систем від забруднення точковими об’єктами // Тези доповідей Всеукраїнської науково-практичної конференції “Молодь, освіта, наука, культура і національна свідомість”. - К.: Європейський університет. - 2003. - С. 117 - 119.

10. Жомирук Р.В. Рекомендації екологобезпечної експлуатації і знешкодження відходів гірничого виробництва на прикладі відвалів фосфогіпсу ВАТ “Рівнеазот” // Тези доповідей 6-ї щорічної промислової конференції “Ефективність реалізації наукового, ресурсного і промислового потенціалу в сучасних умовах”, Бойківщина. - 2006. - С. 81 - 83.

11. Хлапук М.М., Маланчук З.Р., Жомирук Р.В. Аналіз впливу точкових об’єктів на забруднення ґрунтів і ґрунтових вод в Рівненській області // Зб. наук. пр. “Вісник УДУВГП”. - Рівне: УДУВГП. - 2004. - Вип. №2(26). - С. 212 - 221.

12. Жомирук Р.В. Перехоплення ґрунтового потоку з масиву відвалів фосфогіпсу ват “Рівнеазот” // Зб. наук. пр. “Вісник НУВГП”. - Рівне: НУВГП. - 2004. - Вип. № 2(26). - С. 106 - 112.

13. Хлапук М.М., Жомирук Р.В. Рекомендації по проектуванню дренажних конструкцій для перехоплення високомінералізованих вод // Зб. наук. пр. “Вісник УДУВГП”. - Рівне: УДУВГП. - 2004. - Вип. № 3(27). - С. 156 - 165.

Внесок автора в роботи, опубліковані в співавторстві:

[1]- проведений аналіз фільтраційних моделей перехоплення ґрунтового потоку; [2] – запропоновані інженерні методи із запобігання забруднення ґрунтів і ґрунтових вод високомінералізованими водами; [3] – проведений аналіз об’єктів забруднення ґрунтів, які розміщенні на території Рівненської області; [6, 11] – розроблена математична модель процесу міграції і фільтрування високомінералізованого потоку від джерела забруднення; [13] - запропоновані рекомендації з проектування дренажних конструкцій для перехоплення забруднених вод які поступають з відвалів фосфогіпсу.