Сандимиров С.С. Влияние техногенных стоков на физико-химические характеристики пресноводного водоема. Вестник МГТУ. 2002, Т. 5, №2, с. 253-260.

Вестник МГТУ, том 5, №2, 2002 г. стр.253-260 Далее условимся, что ежегодный приток в исследуемый резервуар сточных вод, вод сезонного водосбора и сток из него во внешнюю среду обеспечивает постоянство (с некоторыми возможными колебаниями) массы системы-приемника. Упрощая модель, мы пренебрегаем водообменом, связанным с метеоосадками на зеркало озера, испарением и стоком других производств. Будем считать, что весь водный баланс управляется стоком АП и потоком сезонного водосбора. Динамическая модель реализовывалась по алгоритму один цикл - один год. Температура и давление в резервуаре имеют следующие значения: 10°С, 1 бар. Была поставлена следующая задача - определить влияние стока апатитового производства на гидрохимические характеристики оз. Имандра при условии: 1) сток апатитового производства 80 млн м3/год; 2) поток сезонного водосбора 600 млн м3/год; 3) макроскопические коэффициенты потоков постоянны; 4) воды смешения резервуара составляют 1/10 объема оз. Имандра. Согласно выбранному методу, потоки АП и сезонного водосбора представляют собой внешнюю среду для резервуара смешения. Повторяемость этих событий позволила оценить такое воздействие во времени. 5. Результаты и обсуждение Результаты моделирования представлены в табл. 4, где параметр time - годовой цикл. Взвеси. Численное моделирование показало, что при смешении озерных и техногенных вод образуются минеральные взвеси, состоящие из стильбита, апатита, гетита, т.е. эти воды, подвергнутые техногенному загрязнению, насыщенны относительно Са, Na, K, Fe, P, Al. Компоненты водного раствора. Компоненты водного раствора представлены в табл. 4. Согласно представленным данным, с каждым циклом увеличиваются концентрации Na+, K+, CaSO4, HCO3- SO4-2, Cl, F, значения pH, причем через 5-6 циклов значения этих параметров стремятся к некоторому стационарному значению. Минимальный за многие годы объем загрязнений связан с общим экономическим упадком в России и сокращением производства в последние годы. Во втором варианте объем стока увеличен в 3 раза - 240 млн м3/год. Это максимальная нагрузка на оз. Имандра в период 1976-1978 гг. Согласно полученным результатам уровень загрязнений возрастает с увеличением стока. И уже за 1 год (цикл) концентрации сопоставимы с концентрациями, которые получены после 6 лет воздействия при объеме стока в 80 млн м3/год. Величина pH воды увеличивается на 0.4 единиц pH. В работе (Моисеенко, Яковлев, 1990, табл. 2.4) представлены природные гидрохимические показатели оз. Имандра. Сопоставим их с показателями 1995 г. на станции мониторинга (рис. 1, II) (Моисеенко и др., 1997) (табл. 5). Анализ результатов, представленных в табл. 5, показывает, что по данным мониторинга (1995 г.), несмотря на сезонные изменения, концентрации основных ионов возросли в несколько раз по сравнению с природными. Этот вывод совпадает с выводом, который можно сделать на основе резервуарной модели. Таким образом, зная химический состав водоема и предполагаемый состав стоков, можно прогнозировать изменения физико-химических характеристик любого водоема в результате воздействия стоков. Таблица 4. Моделируемый аналог изменения химического состава вод в динамике (объем стока АП 80 млн м3/год, Т = 10°С, Р = 1 бар) Time Компоненты водного раствора, мг/л CaCO 3 Ca(HCO 3 )+ Ca+2 CaCl+ CaSO4 Cl- K+ Mg+2 Na+ NaHSiOs 1 0.003347 0.04126 3.06312 0.000077 0.222313 2.6782 4.2732 1.01365 16.5608 0.000263 2 0.004272 0.0477 3.00137 0.000072 0.258623 2.8262 5.4289 1.01213 20.6757 0.00036 3 0.005027 0.05227 2.95491 0.000054 0.280953 2.9427 6.3304 1.0111 23.8883 0.000441 4 0.005601 0.05563 2.91885 0.000057 0.302489 3.0266 6.9851 1.01091 26.2218 0.000504 5 0.005966 0.057856 2.89549 0.000059 0.312782 3.0853 7.4408 1.00976 27.8457 0.000545 6 0.006208 0.059303 2.87898 0.000064 0.322461 3.1255 7.7557 1.01001 28.9668 0.000574 CaF+ F- O2 HSiO3- O-2 SiO2 2 S HCO3- pH Eh 1 0.000036 0.038797 10.9518 0.004835 22.1457 2.8938 0.04 32.1997 7.27 0.811 2 0.000047 0.053662 10.9688 0.005304 26.9222 2.862 0.0395 38.3411 7.31 0.809 3 0.000052 0.065338 10.9817 0.005641 30.6549 2.8381 0.0392 43.1361 7.34 0.807 4 0.000058 0.073884 10.9948 0.005878 33.3616 2.8172 0.0382 46.6181 7.36 0.806 5 0.000062 0.079551 11.0043 0.006011 35.2476 2.8033 0.038 49.0398 7.37 0.805 6 0.000067 0.084322 11.0063 0.006104 36.5484 2.7937 0.038 50.7126 7.38 0.805 257