авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |

Особенности загрязнения четвертичных отложений территории г. москвы тяжелыми металлами

-- [ Страница 4 ] --
Возраст и генезис происхождения горных пород Площадь распространения, км2 Средняя мощность, м Масса горных пород, 109т Масса тяжелых металлов 109г
Cu Zn Cd Ni
Голоцен K-QIV 900.0 6.70 11.34 213.99 1090.57 1.59 121.22
неоплейстоцен a-QIII2 253.0 6.13 2.91 8.79 68.76 0.03 6.78
a-QIII1 506.6 6.47 6.16 24.15 120 0.12 18.54
ak-j-QIII1 300.0 2.30 1.29 4.55 36.95 0.01 6.53
Ih-QIIImik 143.0 2.70 0.73 1.92 11.63 0.01 3.96
pr-QII-III 631.0 1.54 1.82 21.06 120.85 0.09 26.61
f-QIIms 904.0 2.80 4.75 38.14 180.6 0.24 49.83
g-QIIms 853.0 3.61 5.79 10.54 49.85 0.06 9.32
lgl-QIIId-m 56.7 1.87 1.99 10.73 60.46 0.02 14.93
f-QIId-m 310.0 3.60 2.10 18.75 130.87 0.06 25.10
g-QIId 205.0 4.99 1.92 22.31 80.83 0.12 27.21
f-QIIo-d 131.5 8.81 2.18 11.12 47.11 0.02 11.53
Четвертичные отложения 21.85 42.99 386.05 1998.48 2.37 321.56

Расчет массы тяжелых металлов () проводился по следующей формуле:

(5.1.)

где:

- масса горных пород i-го возраста и генезиса происхождения,

- среднее содержание химического элемента горной породе i-го возраста и генезиса происхождения.

Масса горных пород i-го возраста и генезиса происхождения () рассчитывалась по следующей формуле:

(5.2.)

где:

Si - площадь распространения горной породы i-го возраста и генезиса происхождения,

Hi - средняя мощность горной породы i-го возраста и генезиса происхождения,

- плотность четвертичных отложений.

Плотность четвертичных отложений принята как среднее для песков, супесей, суглинков и глин – 1,88 г/см3. Была также оценена распространенность в каждом горизонте основных литологических разностей: песков, супесей, суглинков и глин, а также кислотно-щелочного состояния породы.

Расчет средних концентраций производился на основе метода нахождения долей. Так, распространение кислой и щелочной сред во всех горных породах четвертичных отложений различного возраста и генезиса приблизительно одинаково. В силу этого мы взяли их соотношение, как 30 % кислых пород и 70 % щелочных. Соотношение литологических разностей принималось в зависимости от возраста и генезиса пород на основе литературных данных и данных полученных в ходе работы в ГУП «Мосгоргеотрест».

Голоцен. Современные отложения QIV.Техногенный (насыпной) слой (k-QIV) на территории города Москвы содержит приблизительно 30 % песков, 20 % супеси, 20 % суглинков и 30 % глины (антропогенные включения не учитывались, так как в большинстве своем имеют незначительную долю).

Неоплейстоцен. Верхнечетвертичные отложения QIII. Древний аллювий 2ой надпойменной (Мневниковской) террасы р. Москвы (a-QIII2) в основном в своем составе содержит песок – 20 % и в незначительных количествах суглинок – 5 % и глину – 5 %. Для древнего аллювия 3ей надпойменной (Ходынской) террасы р. Москвы приняли, что он полностью состоит из песка. Состав древнего аллювия клязьмо-яузского протока (ak-j-QIII1) – это 90 % песка, 3 % супеси, 4 % суглинка и 3 % глины. Озерно-болотные отложения времени микулинского межледниковья (lh-QIIImik) содержат 50 % песка, 25 % супеси и 25 % глины.

Среднечетвертичные отложения QII. Покровные отложения (pr-QII-III) в основном состоят из суглинков – 90 % и в равных долях из супеси и глины. Флювиогляциальные водно-ледниковые отложения московского оледенения (f-QIIms) содержат 75 % песка, 10 % супеси, 10 % суглинка и 5 % глины. Состав морены московского оледенения (g-QIIms) – это по 30 % супеси и суглинка, по 20 % песка и глины. Озерно-ледниковые отложения между днепровским и московским оледенениями (одинцовского межледниковья) (lgl-QIId-m) состоят из 70 % глины и равных долей песка, супеси и суглинка. Флювиогляциальные водно-ледниковые отложения (f-QIId-m) – 75 % песка, по 10 % супеси и суглинка, 5 % глины. Морена днепровского оледенения (g-QIId) в основном состоит из суглинка (80 %) и в равных частях из супеси и глины. Флювиогляциальные водно-ледниковые отложения (f-QIIo-d) содержат 90 % песка, по 3 % супеси и глины, 4 % суглинка.

При ведении расчета средних концентраций, как было сказано выше, учитывалось соотношение литологических разностей. Но как видно из таблиц 4.1. и 4.2., не для каждой из них были получены средние значения в силу отсутствия необходимого объема данных. В этом случае эта литологическая разность в расчете не принимала участие, но ее доля учитывалась. Общая формула расчета среднего содержания для каждого химического элемента в горной породе имеет вид:

(5.3.)

где:

- среднее содержание химического элемента горной породе i-го возраста и генезиса происхождения,

wк.с. – доля горных пород с кислой средой,

wщ.с. – доля горных пород с щелочной средой,

wij – доля j-ой литологической разности горной породы i-го возраста и генезиса происхождения,

Сij – среднее содержание химического элемента j-ой литологической разности горной породы i-го возраста и генезиса происхождения.

На основании выше изложенных данных, а также данных о средних концентрациях тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd и Ni) в основных литологических разностях для каждого из 12 выделенных горизонтов были рассчитаны массы содержащихся в них, а также во всей четвертичной толще, меди, цинка, кадмия и никеля, приведенные в таблице 5.1.

Сравнительная оценка масс тяжелых металлов, содержащихся в почвенном горизонте и четвертичных отложениях г. Москвы и выносимых р. Москвой с её территории. На основе литературных данных и данных полученных экспериментальным путем проведена сравнительная оценка масс тяжелых металлов, содержащихся в почвенном горизонте, четвертичных отложениях г. Москвы и выносимых р. Москвой с её территории.

Много ли это или мало? Для сравнения рассчитана также масса меди, цинка, кадмия и никеля в почвенном покрове г. Москвы, в четвертичных отложениях на тойже территории при кларковых (для песчано-глинистых пород литосферы), а также ежегодный вынос меди и цинка водами р. Москвы с территории города, которые сведены в таблицу 5.2.

Таблица 5.2.

Сравнительная оценка масс тяжелых металлов, содержащихся в почвенном горизонте и четвертичных отложениях г. Москвы и выносимых р. Москвой с её территории

Изученные объекты Масса породы 109 т. Расход воды 109 м3/год Тяжелые металлы 109 г или 103т. Вынос р. Москвой 109г/год
Cu Zn Cd Ni
Почвенный покров 0.373 37.28 111.83 0.56 11.18
Четвертичные отложения при кларковых концентрациях 42.99 2.45 3.44 0.013 4.08
при реальных концентрациях 42.99 386.05 1998.48 2.37 321.56
р. Москва 2.1 0.047 0.055 - -

Хорошо видно, что масса рассмотренных тяжелых металлов содержащихся в четвертичных отложениях г. Москвы при реальных концентрациях на порядок превышает их массы в почвенном покрове и на два порядка – при кларковых (фоновых) концентрациях. Ежегодный вынос меди и цинка р. Москвы с территории города также сравнительно невелико.

Таким образом, исходя из рассмотренных данных, можно заключить, что четвертичные отложения на территории г. Москвы являются основным накопителем тяжелых металлов, поступающих в окружающую среду в результате антропогенной нагрузки.

Можно считать, что четвертичные отложения мегаполиса являются важнейшей депонирующей средой для тяжелых металлов на территории города. Это обязательно надо учитывать при проведении различных строительных работ, когда на поверхность извлекается значительная масса горных пород и содержащиеся в них тяжелые металлы будут вовлекаться в водную и воздушную миграцию и оказывать негативное влияние на экологическую обстановку города.

Глава 6. Особенности распределения тяжелых металлов в разрезе на примере левобережья р. Москвы в районе Краснопресненской набережной

Детальное изучение распределения меди, цинк, кадмия и никеля в четвертичных и каменноугольных отложениях, а также во взаимодействующих с ними подземных водах осуществили на примере четырех скважин пробуренных до глубины 50 - 60 м на левом берегу р. Москвы в районе Краснопресненской набережной. Участок нанесен на карту-схему г. Москвы под № 50.

Работая с полученными в ходе работ материалами для наглядного их представления были описаны пробуренные скважины и построен геолого-литологический разрез, содержащий места отбора проб грунта и грунтовых вод.

В ходе работы на испытательной площадке было отобрано 20 образцов грунта и проведено 80 анализов на валовое содержание кадия, меди, никеля, цинка, 20 на кислотность (pHKCl). Все результаты исследования грунтов сведены в общую таблицу 6.1. Для анализа поступления тяжелых металлов в грунтовые воды было взято 8 проб воды и проведено 32 исследования по определению валового содержания кадия, меди, никеля и цинка, 24 - катионов Сa2+, Mg2+, Na+, 24 - анионов Cl-, SO42-, HCO3-, 8 - кислотности (pHKCl), 8 - сухого остатка, а также построено распределение изучаемых компонентов по разрезу для обеих скважин. Результаты исследования грунтовой воды сведены в таблицу. Пробы были взяты из различных геолого-литологических разностей. Если описывать пробы с верху вниз, то две верхние взяты на уровне насыпных грунтов (одна проба принадлежит к грунтовым водам верховодки, а вторая – к надкаменноугольному водоносному горизонту, который циркулирует в трещиноватых и разрушенных известняках перхуровской толщи и насыщает современные аллювиальные отложения). Одна проба взята из суглинка современного аллювиального отложения, которая также как и предыдущая проба относится к надкаменноугольному водоносному горизонту; две – также из надкаменноугольного водоносного горизонта, но уже на уровне известняка, разрушенного до щебня, дресвы, муки Дорогомиловского горизонта (перхуровской толщи), где в основном и циркулирует горизонт. Две – из глины Кревякинского горизонта (Воскресенской толщи), но вода принадлежит к напорным водам суворовского водоносного горизонта, циркулирующим в трещиноватых известняках суворовской толщи; одна - из среднекаменноугольного водоносного горизонта, циркулирующего в трещиноватых и разрушенных известняках мячковской толщи среднего карбона.

На основе данных анализа грунтовых вод с помощью расчетной программы Solmineq, позволяющей провести термодинамическое моделирование, был найден состав химических элементов и значение выражения log(Ap/kT) для минералов в подземных водах. Полученные данные представлены в диссертационной работе.

В работе представлено геолого-литологическое строение и гидрогеологические условия испытательной площадки с разрезами для четырех описываемых скважин.

Подземные воды в четвертичных и каменноугольных отложениях. Особенности распределения тяжелых металлов в них до глубины ~ 50 м рассмотрены на примере левобережья р. Москвы в районе Краснопресненской набережной. Для их детального изучения были выбраны две скважины, разрезы которых представлены в работе.

Таблица 6.1.

Содержание тяжелых металлов в четвертичных отложениях и подстилающих их горных породах на территории объекта, расположенного на левом берегу р. Москвы в районе Краснопресненской набережной.

№ скв. Глубина
отбора
проб, м
pHKCl Результат измерения, мг/кг
Cd Cu Ni Zn
НД на МВИ ГОСТ26483-85 РД 52.18.191-89, ПНД Ф 16.1:2.2:3.17-98 РД 52.18.191-89
Погрешность МВИ 0.1 40% 19% 27% 24%
3 0.3-0.5 7.37 0.1032 37.31 15.38 79.84
0.5-1.0 7.29 0.1441 97.50 11.40 111.64
1.0-2.5 6.81 <ПО 6.23 4.68 13.32
2.5-4.0 6.92 0.0139 29.47 5.22 26.92
4.0-6.0 7.38 0.0172 17.28 14.95 29.20
6.0-8.0 7.44 0.0273 12.77 19.61 29.10
8.0-10.0 7.41 0.0197 14.46 19.03 38.44
10.0-13.0 7.46 0.1268 85.55 28.14 108.13
13.0-15.0 8.34 0.2089 15.09 5.52 27.59
15.0-18.0 7.82 0.2205 20.30 23.23 66.50
4 0.0-0.2 8.24 0.1398 86.56 14.79 119.53
0.2-1.0 7.28 0.3426 132.81 21.22 250.43
1.0-3.0 7.19 0.7353 311.57 32.99 534.53
3.0-4.8 7.36 0.6444 144.71 35.91 752.86
4.8-6.0 8.27 0.2256 25.88 18.83 116.83
6.0-9.0 7.45 0.0074 4.91 70.78 194.03
9.0-12.0 7.49 0.0335 14.28 75.53 244.95
12.0-14.0 7.43 0.0288 12.49 80.08 225.37
14.0-16.0 8.12 0.1365 3.42 22.09 51.42
16.0-18.0 7.97 0.1707 7.17 13.33 34.21


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.