Тяжелые металлы в депонирующих средах и прогнозная модель переноса примесей от стационарных техногенных источников : на примере г. Новосибирска

• Автор: Девятова, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ
1.1. Общая характеристика компонентов среды г. Новосибирска
1.1.1. Физико-географические условия и климат
1.1.2 Геолого-геоморфологическая характеристика Новосибирска
1.1.3. Водные ресурсы г. Новосибирска
1.1.4. Почвенный покров г. Новосибирска
1.1.5. Атмосфера г. Новосибирска
1.2. Характеристика источников загрязнения и их виды
1.2.1. Транспорт
1.2.2. Предприятия теплоэнергетики и ЖКХ
1.2.3. Промышленные предприятия
1.3. Технологии обработки и сервиса геологической информации
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Полевые исследования
2.1.1. Пробоотбор воды и донного осадка
2.1.2. Пробоотбор почвы
2.1.3. Пробоотбор снега
2.2. Лабораторные исследования
2.2.1. Потенциометрический метод определения значений pH
2.2.2. Анализ микроэлементного состава твердого вещества методом рентгенофлуоресцентным анализа с сшхротронным излучением (РФА-СИ)
2.2.3. Анализ микроэлементного состава методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно- связанной плазмой (ИСП-АЭС)
2.2.4. Анализ основных анионов
2.2.5. Анализ органических примесей .методом газожидкостной хроматографии
2.3. Теоретическая часть
2.3.1. Методы математического моделирования для интерпретации данных загрязнения снегового покрова
2.3.2. Методы ГИС для геохимического картирования
ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ВЫЯВЛЕНИЕ АНОМАЛИЙ В МАЛЫХ РЕКАХ И ПО ЧВАХ Г. НОВОСИБИРСК
3.1. Состав воды рек и донных осадков
3.1.1. Описание воды рек
3.1.2. Донные осадки
3.1.3. Коэффициенты распределения в системе вода - донный осадок
3.1.4. Корреляционный анализ геохимического состава речной воды
3.2. Состав почвенного покрова
Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЫЛЕАЭРОЗОЛЬНЫХ ВЫПАДЕНИЙ В СНЕГОВОМ ПОКРОВЕ И МОДЕЛИ АЭРОЗОЛЬНОГО ПЕРЕНОСА
4.1. Состав снегового покрова в районах с различными источниками загрязнения
4.1.1. Оценка степени загрязнения от конкретного источника
4.1.2. Соотношение взвесь -раствор
4.1.2. Морфология пылеаэрозолъных частиц
4.1.3. Загрязнение снегового покрова полиароматическими углеводородами
4.2. Реконструкция полей выпадений элементов относительно точечных источников загрязнения
4.2.1. Модель атмосферного переноса примесей

4.2.2. Оптимизация системы наблюдений для построения модели
4.2.3. Численное моделирование
4.2.4. Реконструкция полей выпадения аэрозолей вблизи Новосибирского оловокомбината
4.2.5. Реконструкция полей выпадения аэрозолей вблизи ТЭЦ
4.2.6. Реконструкция полей выпадения аэрозолей вблизи ТЭЦ
4.2.7. Реконструкция полей выпадения аэрозолей вблизи ТЭЦ
Выводы
ГЛАВА 5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Г.НОВОСИБИРСКА
5.1. Разработка программного обеспечения WindRoseGrid для моделирования атмосферного переноса от точечного источника
5.2. Информационная система по геохимическим исследованиям окружающей среды г.Новосибирска
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Актуальность работы. Оценка состояния и состава окружающей среды крупных промышленных городов - одна из наиболее актуальных проблем в науках о Земле на современном этапе, поскольку наличие вредных примесей в воде, почве, воздухе города напрямую отражается на здоровье населения. Выявление закономерностей формирования экологической обстановки города и оценка вклада отдельно взятого источника загрязнения среди множества является весьма сложной задачей, требующей комплексного подхода с применением химико-аналитических, статистических методов и математического моделирования.
Проблема экологического состояния г. Новосибирска исследовалась в работах Ильина, 1997, 2001; Рапуты, Шуваевой и др., 2002, 2003, Артамоновой и др., 2003. Выходят ежегодные доклады МПР России по Новосибирской области, мониторинг отдельных природных компонентов ведут Новосибирский Гидрометеоцентр, Комитет по земельным ресурсам НСО, Центр госэпиднадзора, МУП «Горводоканал», ЦСБС и институты СО РАН. В ИГМ СО РАН проблемами загрязнения р.Обь и почв Новосибирска занимаются ряд специалистов: Росляков Н.А., Ковалев В.П., Сухоруков Ф.В., Щербаков Ю.Г., Аношин Г.Н., Щербов Б.Л., Маликова И.Н.
Остаются малоизученными некоторые природные компоненты в черте города, особенно на территории правобережья; основное внимание в ряде работ уделяется нефтепродуктам, тяжелым металлам, фосфатам, фторидам, фенолам, т. е. исследуется достаточно узкий круг элементов. В представленной работе впервые показаны закономерности распределения широкого круга элементов в воде и донных осадках малых рек города, снеговом покрове и почвах; выявлены аномальные зоны, механизмы миграции водным и аэрозольным путем.
В представленном исследовании расширен спектр элементов, определяемых в воздухе, почвах, речной воде и донных осадках в него включены токсичные и особо токсичные элементы: РЬ, N1, Сг, V, Те, Аэ, Бе, Вг, I.
Исследование проводилось при финансовой поддержке гранта РФФИ (№ 04-05-64076), Интеграционного проекта РАН № 16.6 и муниципального проекта «Оценка и прогноз гидрогеохимического состояния малых рек и почв г. Новосибирска», что подтверждает его актуальность.
Основной целью является установление геохимического состояния для территории г. Новосибирска, выявление участков с аномальными содержаниями техногенных компонентов, а также механизмов и путей миграции наиболее токсичных из них.

Нижняя граница определяемых значений характеризует возможности метода в плане количественного анализа и по абсолютному значению всегда выше, чем предел обнаружения (возможности качественного анализа).
Предел обнаружения (ПО) соответствует сигналу, превышающему среднее фоновое значение в к раз. Как правило, значение к выбирают равным 3. Если сигнал выше предела обнаружения, то это свидетельствует о наличии определяемого вещества, а если ниже предела обнаружения - о его отсутствии. С помощью индуктивно-связанной плазмы (ИСП) возможно определение большинства элементов периодической системы. Пределы обнаружения находятся в диапазоне 0.1 -10мкг/л. Для анализа используют как ионные, так и атомные линии. Ионные линии обычно обеспечивают лучшую чувствительность. Наилучшие результаты получены для таких элементов, как Ва, Ве, Са, Мп, и Тп Щелочные элементы имеют относительно высокий предел обнаружения, потому что температура плазмы для этих элементов слишком высока. Химические помехи в плазме минимальны благодаря сравнительно высокой температуре ИСП. Однако высокая температура, достигаемая в плазме, приводит к испусканию богатого линиями спектра, особенно когда в пробе присутствуют такие элементы, как и, Ре и Со. Эта проблема спектральных помех является возможным ограничением ИСП (Методика выполнения измерений, 1990).
2.2.4. Анализ основных анионов
Анионный состав характеризует процессы, протекающие в твердых пробах, и определяет уровень растворимости металлов, связываемых в слаборастворимые соли и комплексы.
Вторая порция пробы предназначалась для определения содержаний анионов: сульфатов, хлоридов, гидрокарбонатов.
Турбидиметртеский метод определения ионов 50/' в водных и снеговых пробах
Сульфатные ионы являются одними из главных анионов, участвующих в сложном круговороте серы. Повышенное содержание сульфатов ухудшает органолептические свойства воды (свойства воды, воспринимаемые органами чувств человека: запах, привкус, мутность) и оказывает вредное физиологическое воздействие на организм человека. Г1ДК сульфатов — 100-150 мг/л (Чибисова, 1999).
Описание методики
Концентрация сульфат-ионов в водных растворах измерялась по стандартной фотометрической методике (РД 52.24.405-95). Определение основано на измерении интенсивности помутнения раствора при добавлении ВаСД и образовании осадка ВаЭО^