СОКРАЩЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ
БО - Оытовые отходы БМ - биомасса
ВЗ - вещества-загрязнители
ГК - гуминовые кислоты
ДШ - до2^енные шлаки
еко - емкость катионного обмена
ИАС - информационно-аналитическая система
33 - загрязняющие вещества
ИМПО - искусственные материалы из ПО
КМУ - комплексные минеральные удобрения
КН - коэффициент накопления
Крц _ коэффициент реакции почвы
МЭ - микроэлементы питания
МАЭ - макроэлементы питания
МУ - минеральные удобрения ‘
МУДЩ - минеральные удобрения из ДШ
МУПО - минеральные удобрения из ПО
ПАВ - поверхностно-активные вещества
ПО - промышленные отходы
ПФ - подвижные формы
ППК - почвенно-псглощающий комплекс
pH - водородный показатель (-1д Сн+)
PH - радионуклид
СУО - система управления отходами
ТМ - тяжелые металлы
ТУ - технические условия
ФК - фульвокислоты
ФХС - физико-химические свойства
ФФ - фиксируемая форма
ЭП - элемент питания
ЭЭЭ - эколого-экономическая эффективность
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. Воздействие человека на природную среду в процессе хозяйственной деятельности приобретает глобальный характер. Г1о масштабам извлекаемых и перемещаемых пород, преобразования рельефа, воздействия на перераспределение и динамику поверхностных и подземных вод, активизации геохимического переноса и т.д. эта деятельность сопоставима с геологическими процессами. Анализ экологической ситуации, сложившейся в промышленно развитых регионах, показывает, что основной причиной надвигающегося кризиса является технократическая концепция, господствующая в отношениях между обществом и природой. В результате такого развития может возникнуть парадоксальная ситуация, когда национальный доход будет возрастать, а национальное богатство уменьшаться.
Стратегия устойчивого обеспечения материальными ресурсами и дальнейшие перспективы развития ведущих отраслей промышленности Российской Федерации, экологическое состояние территорий промышленно развитых субъектов Федерации свидетельствуют о необходимости экологически рационального использования природных ресурсов.
Комплексное использование сырья и промышленных отходов металлургических угледобывающих, углеперерабатывающих и химических предприятий является острейшей проблемой не только России, но и любого экономически развитого государства. Как показала практика, отходы именно этих отраслей промышленности, во-
3
Загрязнение почвы тяжелыми металлами тормозит развитие корневой системы растений [110], снижает Оуферность клеточного сока [106]. Совместное воздействие сернистых газов, кислых дождей и ТМ вызывает нарушение элементного баланса у многолетних растений в зоне техногенеза; изменение соотношений микроэлементов в растительных тканях; нарушает ряд физиологических процессов [97,111]; стимулирует поступление азота и кальция и тормозит поглощение калия и фосфора [112]. В травянистом ярусе в первую очередь погибают микотрофные растения [113,114]. Тяжелые металлы оказывают более токсичное действие, чем вредные газы [61]. Растения и их органы неодинаково реагируют на повышение содержания микроэлементов (МЭ) в почвах [115,116,117]. По способности поглощать микроэлементы (МЭ-ТМ) растения подразделяются на низкобарьерные, среднебарьерные и высокобарьерные. Низкобарьерные - наиболее устойчивые компоненты биоценоза. Это растения, химический состав которых слабо изменяется при повышении концентрации ТМ в среде обитания. Остатки таких растений, поступающие в почву, не служат источником биологической аккумуляци элементов в пе-досфере, т.е. они не усиливают почвенные природные и техногенные геохимические аномалии [116]. Растительный покров — важнейший элемент стабилизации состояния геосистемы [115]. Загрязнения ТМ изменяют водный режим и аэрацию, минеральное питание растений и микроорганизмов (МО) почв.
25
Аэрация оказывает существенное влияние на почвенные процессы через изменение микробиологической активности почвы. В аэробных условиях значительное число почвенных микроорганизмов принимает участие в разложении органического вещества. Конечные продукты аэробного разложения содержат углекислоту, воду, нитраты, сульфаты, фосфаты, а также соединения Са, Мд, Ге и т.п. В анаэробных условиях возникают совершенно другие продукты разложения органического вещества, такие как метан, сероводород, аммиак, альдегиды. Отношение между содержанием воды и воздухом в почве неустойчиво и взаимозависимо:
еа= е - 0, (1.2)
где еа - часть объема порового пространства, занятая воздухом (воздухоносная порозность); е — общая порозность (часть объема почвы не занятая твердой фракцией); 0 - часть объема порового пространства, занятая водой.
Конвективный перенос воздуха в почве описывается уравнением:
Ч, = -(К/Ь) * (с!Р/(1х) , (1.3)
где ч„-объемный конвективный поток воздуха (т.е. объем воздуха, протекающий через единицу площади поперечного сечения в единицу времени); К - воздухопроницаемость; Ь - вязкость почвенного воздуха; с2Р - разность давлений воздуха в точках, расположенных на расстоянии^.
Диффузионный процесс описывается законом Фика: да = с1С/ах (1.4)
Коэффициен диффузии газов в почве меньше ко-
эффициента их диффузии в воздухе Бо.
Принимая во внимание нестационарные условия, используя принцип неразрывности
26
- Київ+380960830922