Курсовая работа по экологии на тему Экологическая безопасность хвостохранилищ: проектирование и эксплуатация.

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность выбранной темы.
Экологическая безопасность при добыче и переработке минерального сырья является острой глобальной проблемой, не обходящей стороной и Россию. В российской горнодобывающей отрасли и цветной металлургии скопились беспрецедентные объёмы отходов: десятки миллиардов тонн вскрышных пород, миллиарды тонн хвостов обогащения и сотни миллионов тонн металлургических шлаков. Эти отходы, хранящиеся в хвостохранилищах, несут в себе серьёзные риски, способные привести к загрязнению грунтовых вод, деградации экосистем, выбросам в атмосферу, разрушению инфраструктуры и угрозе для здоровья и жизни населения.
Если посмотреть на последние 60 лет, то в результате 323 аварий хвостохранилищ было сброшено в общей сложности почти 250 миллионов м3 хвостов. За последние 10 лет количество сброшенных отходов значительно увеличилось, 58 разрушенных дамб хвостохранилищ привело к выбросу более 100 миллионов м3 хвостов в окружающую среду .
В России функционирует около 26 тысяч гидротехнических сооружений, 30% из них безопасны, а более 10% бесхозные. Общий объем промышленных отходов, хранящихся в российских шламонакопителях, составляет около 8 млрд кубометров. Горно-металлургический комплекс играет определяющую роль в формировании общего объема мировых минеральных отходов, из которых на Россию приходится 7 млрд тонн (38-40%). Накопление отходов создает реальные экологические угрозы, особенно в регионах с развитой горнорудной промышленностью.
Промышленная и экологическая безопасность тесно связана с состоянием гидротехнических сооружений, которые требуют постоянного наблюдения и обслуживания. Строительство ограждающих дамб и контроль за фильтрацией технических вод являются ключевыми требованиями к созданию хранилищ отходов. В настоящее время наблюдается возрастающая потребность в совершенствовании природоохранных мероприятий и минимизации негативного воздействия на окружающую среду, обусловленного возведением и функционированием промышленных объектов, а также разработкой техногенных месторождений.
Для обеспечения экологической безопасности хвостохранилищ и предотвращения загрязнения окружающей среды, минимизации рисков возникновения аварийных ситуаций и обеспечению безопасного обращения с отходами необходим комплексный подход, включающий изучение физико-механических свойств хвостов не только на макро-, но и на микроуровне, что должно привести к качественно новому пониманию процессов, происходящих в массиве грунта, разработку эффективных мер по предотвращению загрязнения окружающей среды и минимизации рисков аварийных ситуаций.
Цель курсовой работы – изучить экологическую безопасность при эксплуатации хвостохранилища на примере Солнечной обогатительной фабрики, Хабаровский край.
Задачи:
1) ознакомиться с материалами по хвостохранилищу Солнечного ГОКа;
2) выявить существующие экологические риски при эксплуатации хвостохранилища;
3) рассмотреть методы предотвращения экологических рисков при эксплуатации хвостохранилища.
Объект исследования – хвостохранилище.
Предмет исследования – экологическая безопасность хвостохранилища.

1 Проблемы обеспечения экологической безопасности хвостохранилищ
1.1 Хвостохранилище и окружающая среда
Хвостохранилище представляет собой инженерно-технический комплекс, включающий специализированные сооружения и оборудование, основное назначение которого - долговременное хранение или окончательное захоронение отходов, образующихся в процессе обогащения полезных ископаемых. Эти отходы, известные как "хвосты", могут содержать радиоактивные, токсичные и другие потенциально опасные компоненты. Как правило, такие объекты располагаются на удалении в несколько километров от горно-обогатительных предприятий, используя естественные понижения ландшафта, такие как котловины, ущелья или распадки, для обеспечения изоляции и безопасности .
Практика показывает, что ограждающие сооружения для хвостохранилищ нередко формируются из самих же отвалов. В процессе отстаивания в этих хранилищах происходит гравитационное разделение пульпы на твёрдую фракцию (осадок «хвостов») и жидкую фазу (воду). Вода затем либо рециркулируется в технологический процесс, либо подвергается очистке перед сбросом. Для интенсификации седиментации и улучшения разделения фаз часто применяются химические добавки, такие как коагулянты и флокулянты.
Классификация хвостохранилищ обусловлена как морфологией рельефа, так и технологиями складирования отходов. В контексте геоморфологических характеристик, выделяют следующие типы: равнинные, овражные, пойменные, карьерные, шахтные и косогорные . По способу укладки отходов различают:
а) Намывные, где ограждающая дамба возводится путем намыва самой хвостовой пульпы.
б) Наливные, где дамба создается из твердых частиц (преимущественно песка), а более мелкие фракции и вода направляются в образовавшуюся емкость по отдельному трубопроводу. К наливным также относят хвостохранилища, где пульпа просто заполняет естественные или искусственные понижения рельефа, например, отработанные карьеры или водоемы.

Рисунок 1 – Воздействие водохранилищ на окружающую среду
Развитие горнодобывающей и металлургической промышленности сопряжено с существенным негативным воздействием на окружающую среду и ее экосистемы. Значительный вклад в это воздействие вносят предприятия, специализирующиеся на добыче и переработке руд черных, цветных, редких, благородных металлов, а также радиоактивного сырья.
Загрязнение атмосферы пылью — один из наиболее заметных факторов влияния хвостохранилищ на окружающую среду. Сухая поверхность таких объектов служит источником интенсивного пыления: при скорости ветра 5 м/с и более с одного гектара сухой поверхности в атмосферу может поступать от 2 до 5 тонн мелкодисперсной пыли в сутки. Эта пыль содержит тяжёлые металлы (свинец, цинк, медь, кадмий), мышьяк и иные токсичные элементы. Вдыхание такой пыли представляет серьёзную опасность для здоровья человека и негативно воздействует на экосистемы.
Загрязнение почв происходит за счёт переноса токсичных частиц ветром и осадками — они накапливаются в почвах прилегающих территорий. Последствия такого загрязнения многообразны: снижается плодородие земель, гибнет растительность, вредные вещества аккумулируются в биоценозах. Исследования вблизи хвостохранилищ фиксируют превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) по свинцу, цинку, меди и другим элементам в несколько раз .
Загрязнение водных объектов обусловлено просачиванием дренажных, шламовых и поровых вод из хвостохранилищ в грунтовые и поверхностные водоёмы. В воду попадают тяжёлые металлы, сульфаты, фториды, железо, марганец и другие соединения. Это меняет геохимический фон местности, повышает минерализацию вод и может сделать их непригодными для питьевого водоснабжения, сельского хозяйства и поддержания жизнеспособности экосистем.
Современные промышленные процессы зачастую приводят к образованию больших объемов твердых отходов. Это связано как с ограничениями существующих технологий переработки сырья, так и с неполнотой его последующей комплексной утилизации. Параллельно с этим, огромные объемы вскрышных пород и отходов обогащения и переработки минерального сырья непрерывно поступают в отвалы и шламохранилища. Следует отметить, что процессы утилизации, переработки и хранения этих отходов сопряжены со значительными финансовыми затратами.