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

Влияние техногенных стоков на физико-химические характеристики пресноводного водоема С.И. Мазухина, С.С. Сандимиров Институт проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН, Апатиты Аннотация. В данной работе на основе программного комплекса "Селектор-С" исследовалась мегасистема "сточные воды апатитового производства (АП) - оз. Имандра" в зависимости от объемов сливных стоков. Показано, что в результате воздействий стоков АП в водной среде происходит увеличение концентраций Na+, K+, Cl, F, SO4-2, SiO2, и отмечается присутствие ионов Fe, Al, Mn, Mg, Sr в резервуаре смешения. Увеличение годового объема стока с 80 до 240 млн м3/год ведет к увеличению значений pH и общего уровня загрязнения. Abstract. The effect of industrial sewage on the physico-chemical characteristics of Lake Imandra has been estimated. The numerical modelling with the program complex Selector-C has shown that industrial sewage leads to increase of concentration of Na+, K+, Cl, F, SO4-2, SiO2. The water is saturated with respect to Ca, Na, K, P, Al, Si. If the sewage volume is three times greater, the value of pH throughout the water body increases by 0.4. 1. Введение Цивилизованное природопользование есть не что иное, как разумный компромисс между использованием природных ресурсов, даже если речь идет о возобновляемых ресурсах, и ущербом, наносимым при этом природной среде. В связи с этим прогноз ее изменения - неотъемлемая часть проектов природопользования (Барон, 1998). Представленная работа является продолжением физико-химических исследований, проводимых Институтом проблем промышленной экологии Севера (ИППЭС) и посвященных проблеме формирования качества вод оз. Имандра (Мазухина, Сандимиров, 1998; Калабин и др., 2000; Мазухина, Моисеенко, 2000). Озеро Имандра - крупнейший пресноводный водоем Кольского п-ова. В течение последних 60 лет происходит его постоянное загрязнение сточными водами и шламом горно-перерабатывающих и металлургических производств. Среди них наибольший объем стоков (от 80 млн м3/год в 1992-1994 гг. до 240 млн м3/год в 1976-1978 гг.) приходится на ОАО "Апатит". По результатам многолетнего мониторинга, выполненного ИППЭС, установлено повышение щелочности в районе оз. Имандра, прилегающем к зоне хвостохранилища АП (Моисеенко и др., 1997). В табл. 1 представлены основные характеристики вод, полученные в результате мониторинга в районе влияния АП в разные годы. Изучение влияния техногенных стоков на физико-химические характеристики пресноводного водоема проведено с помощью модели резервуарной динамики (ПК Селектор-С) (Чудненко и др., 1999). Рис. 1 демонстрирует географическое положение оз. Имандра, хвостохранилища и точки отбора проб. В данной работе предполагается, что стоки (как внешняя среда) поступают в хвостохранилище "напрямую", минуя резервуар-накопитель (отстойник). 2. Постановка задачи Задача физико-химического моделирования системы "озеро-атмосфера-стоки" формулировалась в три этапа: 1) рассмотреть химическое равновесие воды (озерной и технологической) и атмосферы (Р = 1 бар, Т = 25°С); 2) рассмотреть химическое равновесие смешения в разных объемах озерной и технологической вод (Р = 1 бар, Т = 25°С); 3) оценить взаимодействие озеро-атмосфера-стоки на реальном примере. Чтобы приблизить имитационную модель к реальным условиям, мы попытались учесть все основные зависимые компоненты, которые могут присутствовать в потоках и системах динамической мегасистемы оз. Имандра в условиях низких температур (+1+25°С), давлений (1-5 бар) и широкого диапазона возможных значений pH (от 1 до 12) и Eh (от 1.2 до -0.8). Перечень зависимых компонентов водного раствора составлялся таким образом, чтобы он соответствовал действительному составу оз. Имандра и сточных вод АП (Дудкин , 1996; Зосин и др., 1999; Моисеенко и др., 1997). В целом исходный список базовой мультисистемы состоит из 191 индивидуального вещества (в водном растворе 91, в газовой фазе 12, 88 - количество твердых фаз). Независимые компоненты в базовой мультисистеме: Al-Ar-C-Ca-Cl-F-Fe-K-Mg- Mn-N-Na-Ne-P-S-Si-Sr-H-O-e (e-электрон). Термодинамические данные взяты из следующих источников (Helgeson et al., 1981; Johnson et al., 1992; Robie and Hemingway, 1995), термодинамические характеристики Вестник МГТУ, том 5, №2, 2002 г. стр.253-260 253