Удк 550. 462 Распределение удельного запаса химических веществ в снежном покрове шахтного поля скру-3

Вид материала

Документы

Содержание Методика работ. Результаты исследований. Distribution of specific material reserve in snow covering of mine field SKRU-3 Рекомендация специалиста

Подобный материал:

• Программа спецкурса «методы расчета физико-химических свойств веществ» для студентов, 40.47kb.
• Технология переработки отходов производств, использующих высокочистый кремний 05. 17., 277.13kb.
• О государственной регистрации потенциально опасных химических и биологических веществ, 360.85kb.
• Правила по охране труда при использовании химических веществ пот рм-004-97 Вводятся, 3263.89kb.
• Нженерных, 115.3kb.
• Методические указания   проведение расчетов фоновых концентраций химических веществ, 704.99kb.
• Работников образования Кафедра естествознания реферат на тему: классификация химических, 424.08kb.
• Показатели безопасности изделий регламентируются с учетом функционального назначения,, 184.97kb.
• ). Закон Дальтона: p=knT=k(n, 43.24kb.
• Токсикомания шаг в сторону наркомании, 29.31kb.

УДК 550.462

Распределение удельного запаса химических веществ в снежном покрове шахтного поля СКРУ-3

Батурин Евгений Николаевич

Губин Сергей Алексеевич

Блинов Сергей Михайлович

ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», ecogeo@psu.ru


Представлены результаты исследований снежного покрова на территории Верхнекамского месторождения в связи с возможным атмохимическим переносом от промышленных объектов добычи и переработки солей. Получены результаты снегомерной съемки и лабораторных исследований, выполнен пространственный анализ сноухимических полей. Установлены закономерности распределения удельного запаса элементов в снежном покрове.


Введение. Исследования состояния снежного покрова позволяют оценить степень техногенной нагрузки на атмосферный воздух и, следовательно, на все компоненты окружающей среды. В зимний сезон снег накапливает и сохраняет геохимическую информацию. В период снеготаяния химические элементы и соединения, содержащиеся в снеге, поступают в поверхностные воды и донные отложения водоемов, почвы, горные породы верхней части разреза и подземные воды.

Несмотря на низкую стоимость работ, снегомерная съемка является достаточно информативным методом, что позволяет использовать ее для решения важных геоэкологических задач [, ].

Методика работ. Исследования снежного покрова на территории Соликамского калийного рудоуправления 3 (СКРУ-3) проводились в конце марта 2011 г. (рис. 1), перед началом снеготаяния, в соответствии с «Временными методическими указаниями для производства отбора и обработки проб снежного покрова в городах и их окрестностях на комплекс загрязняющих веществ» [] и руководящими документами Росгидромета [].

Рис. 1. Обзорная карта района исследований (участок работ обозначен квадратом)

Для изучения состояния снежного покрова на исследуемой территории задана нерегулярная сеть опробования, включающая 16 точек наблюдения. Исследования проведены в северной части территории, где расположены промышленные объекты СКРУ-3. В южной части источники загрязнения отсутствуют, поэтому там была отобрана условно фоновая проба. В каждой точке проведен отбор проб снега, а также измерение высоты снежного покрова и плотности снега для оценки запасов воды, содержащейся в снеге. Каждая проба являлась сборной, состоящей из нескольких (не менее 5) частных проб (кернов снега), отбираемых с помощью стандартного снегомера-плотномера по методу конверта.

Пробы снега после растапливания при комнатной температуре подвергались фильтрации. По осадку на фильтрах определено содержание взвешенных веществ. Исследования химического состава талой воды включали определения CO₃^2-, HCO₃^-, SO₄^2-, Cl^-, NO₃^-, NO₂^-, Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺ и K⁺, NH₄⁺, Fe_общ., F^-, Li⁺, Ba²⁺, Sr²⁺, сухого остатка, рН, удельной электропроводности, перманганатной окисляемости, общей и карбонатной жесткости. Анализ снеговых вод выполнен в сертифицированной лаборатории кафедры динамической геологии и гидрогеологии Пермского университета.

Результаты исследований. Высота снежного покрова на территории работ по данным на 2011 г. изменяется от 0,47 до 0,93 м, при среднем значении 0,78 м; плотность снега колеблется в пределах 0,18-0,30 г/см³, при среднем значении 0,24 г/см³. Удельный запас воды в снежном покрове, рассчитанный по значениям высоты и плотности снега, изменяется от 114 до 251 мм при среднем значении 185 мм.

В ходе лабораторных исследований талых снеговых вод установлено колебание pH от 4,8 до 6,5 единиц. Следует отметить, что закисление почвы, водоемов и подземных вод наблюдается при pH осадков ниже 4,6. Среди анионов в талых водах установлено преобладание гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Хлоридный состав талых вод отмечается в точках, расположенных в непосредственной близости от промышленной площадки СКРУ-3. Доминирующим катионом в составе снеговых вод на территории исследований является кальций. Однако в районе промплощадки преобладают натрий и калий. Минерализация снеговых вод изменяется в диапазоне 9-65 мг/дм³.

В настоящее время не разработаны нормативные документы, регламентирующие предельно допустимые концентрации элементов в снежном покрове. Для оценки состояния снежного покрова ряд исследователей проводит сравнение содержания загрязнителей в талой воде с ПДК для централизованных источников питьевого водоснабжения. Сравнение показало, что ни один из определяемых компонентов на территории исследований не превышает нормативных значений.

По результатам исследования снежного покрова согласно РД 52.04.186-89 [] был рассчитан удельный запас компонентов, который учитывает концентрацию химических веществ в талой воде и показатель влагозапаса.

Так как нормы удельного запаса веществ в снежном покрове не установлены нормативными документами, оценка состояния снежного покрова выполнена на основании сравнения данного показателя на территории исследований с районами, где воздействие на компоненты природной среды минимально []. Для определения фоновой величины удельного запаса веществ использованы результаты снегомерной съемки 2011 г. на Половодовском участке Верхнекамского месторождения, который расположен восточнее и характеризуется отсутствием промышленных предприятий. По результатам наблюдения в 8 точках, расположенных на значительном удалении от источников загрязнения, рассчитаны средние значения, которые были приняты за условный фон. Согласно СП 11-102-97 рекомендованным пороговым значением для оценки компонентов окружающей среды является трехкратное превышение ПДК или фоновых значений.

Результаты распределения величины удельного запаса в снеге основных макро- и микрокомпонентов, взвешенных веществ приведены на рисунках 2-3. Не отмечены крапом зоны, где значения удельного запаса компонентов в снеге ниже средних показателей условного фона. Редкой штриховкой показаны зоны, где значения удельного запаса компонентов в снеге в 1-3 раза превышают фон. Густой наклонной штриховкой на рисунках показаны участки с более чем 3-х кратным превышением фона [].

В связи с этим, по характеру распределения удельного запаса веществ в снежном покрове можно выделить две группы компонентов. К первой группе относятся элементы, непосредственно связанные с добычей и переработкой калийных солей: Cl, Na и K (рис. 2). Для нее характерно превышение фоновых показателей в 3 раза и более непосредственно на территории предприятия СКРУ-3. Вытянутость ореола от промплощадки в сторону нежилого н.п. Бакалдиха свидетельствует о том, что атмохимический перенос элементов в 2011 г. происходил преимущественно в северо-восточном направлении. На большей части территории шахтного поля СКРУ-3 содержание хлоридов натрия и калия в снежном покрове соответствует фоновым показателям [, ].

Ко второй группе относятся все остальные определяемые компоненты: НСО₃^-, SO₄^2-, Ca²⁺, Mg²⁺, NO₃^-, NH₄⁺, Fe_общ и др. (рис. 3). Эти компоненты достаточно равномерно распределены по территории исследований. Трехкратных превышений фоновых показателей не обнаружено. Значения удельного запаса взвешенных веществ для территории исследований невысоки и соответствуют природно-фоновым.

	Условные обозначения:
	Рис. 2. Распределение удельного запаса хлоридов, натрия и калия на территории СКРУ-3

	Условные обозначения:
	Рис. 3. Распределение удельного запаса гидрокарбонатов, сульфатов и магния на территории СКРУ-3

Распределение удельного запаса всех растворимых веществ в снеге представлено на рисунке 4. Максимальные значения, с трехкратным превышением средних фоновых значений, характерны в основном для территории в пределах санитарно-защитной зоны предприятия. На большей части территории удельный запас растворимых веществ соответствует природно-фоновым значениям [].

	Условные обозначения
	Рис. 4. Распределение удельного запаса всех растворимых веществ на территории СКРУ-3

Выводы. В результате исследований установлены закономерности распределения химических элементов и соединений в снежном покрове. Большая часть определяемых веществ не связана с процессом добычи и переработки солей. Их удельный запас в снежном покрове соответствует природно-фоновым значениям. Связи между распространением этих компонентов и расположением промплощадки предприятия не выявлено.

В распределении Cl, Na и K прослеживается отчетливая связь с расположением объектов СКРУ-3. На территории предприятия выявлены трехкратные превышения средних фоновых значений. Однако следует отметить, что зоны с высокими значениями удельного запаса этих элементов находятся в пределах санитарно-защитной зоны предприятия.


Библиографический список

1. Блинов С.М., Батурин Е.А., Вострецов С.П. Оценка влияния солеоотвала БКПРУ-2 ОАО «Уралкалий» на химический состав снежного покрова // Рудник будущего. 2011. № 1(5).
   
2. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 185 с.
   
3. Временные методические указания для производства отбора и обработки проб снежного покрова в городах и окерстностях на комплекс загрязняющих веществ. М.: Госкомгидромет, 1985.
   
4. Пузанов А.В., Робертус Ю.В., Горбачев И.В., Бабошкина С.В., Любимов Р.В. Загрязнение окружающей среды под влиянием горнодобывающих и горно-перерабатывающих предприятий Алтая. Проблемы региональной экологии. 2008. № 6. С. 28-32.
   
5. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М.:Гидрометиздат.
   
6. Тентюков М.П. Особенности формирования загрязнения снежного покрова: морозное конденсирование техногенных эмиссий (на примере районов нефтедобычи в большеземельской тундре) // Криосфера Земли. 2007. Т. XI. № 4. С. 31-41.
   
7. Вашков В.И., Постников П.А., Симонов В.И. Определение загрязнения местности промышленными отходами по исследованию снежного покрова // Гигиена и санитария. 1936. № 9. С. 18-27.
   
8. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 200 с.
   
9. Бортникова С.Б., Рапута В.Ф., Девятова А.Ю., Юдахин Ф.Н. Методы анализа данных загрязнения снегового покрова в зонах влияния промышленных предприятий (на примере г. Новосибирск) // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2009. № 6. С. 515-525.
   

Distribution of specific material reserve in snow covering of mine field SKRU-3


The results of snow cover investigation are represented. Researches are linked with possibility of atmospheric contamination transfer from salt extracting and processing industrial objects, which are located on Verkhnekamskoe deposit territory. The results of snow measuring and laboratory investigation have been received; performed spatial analyses snow chemical fields. It has been established regularity of specific material reserve distribution.


РЕКОМЕНДАЦИЯ СПЕЦИАЛИСТА

для публикации в электронном журнале

«Университетские исследования»


«Распределение удельного запаса химических веществ в снежном покрове шахтного поля СКРУ-3»


Статья посвящена актуальной проблеме воздействия промышленных предприятий на атмосферный воздух. В данной статье предлагается применение снегомерной съемки в качестве косвенного метода оценки техногенной нагрузки на компоненты окружающей среды.

В статье приведено обоснование выбранной методики работ и ее подробное описание со ссылками на нормативные документы, регламентирующие деятельность при данных видах изысканий.

Практическая ценность работы заключается в полевых работах по снегомерной съемке, проведенных в пределах СКРУ-3 и лабораторных исследованиях, в результате которых определены физические параметры снежного покрова и химический состав талых вод в каждой точке опробования.

В статье приведены подробные данные по результатам наблюдений, подкрепленные доступными иллюстрациями.

В результате исследований выявлены закономерности распределения химических элементов на изучаемой территории и выделены две их группы. Превышение средних фоновых значений удельной концентрации веществ наблюдается только в непосредственной близости промплощадки СКРУ-3, в пределах санитарно-защитной зоны предприятия. Сделан вывод о том, что атмохимический перенос оказывает минимальное воздействие и не загрязняет снежный покров.

Статья рекомендуется к публикации в представленном виде.


Д.г.-м.н., профессор Б.М. Осовецкий