Моделирование миграционного механизма никеля, кадмия и цинка в поверхностных водах : на примере реки Суры

• Автор: Щепетова, Вера Анатольевна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. НИКЕЛЬ, КАДМИЙ И ЦИНК АНТРОПОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД.
1.1. Комплексообразующая способность никеля, кадмия и цинка и их миграционные формы в поверхностных водах.
1.2. Методы аналитического контроля микроконцентраций никеля, кадмия и цинка в поверхностных водах
1.3. Моделирование современный метод прогнозирования миграционной способности никеля, кадмия и цинка в поверхностных водах и динамики изменения их концентрационных уровней.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

ИСХОДНЫЕ РАСТВОРЫ, РЕАГЕНТЫ И ПРИМЕНЯЕМАЯ АППАРАТУРА

2.1. Исходные растворы и реагенты

2.2. Применяемая аппаратура.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РЕКИ

3.1. Гидрологический режим реки Суры, ее основные органолептические и физикохимические показатели.
3.2. Определение никеля, кадмия и цинка в водных образцах реки Суры
ГЛАВА 4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА МИГРАЦИИ НИКЕЛЯ, КАДМИЯ И ЦИНКА В РЕКЕ СУРЕ
4.1. Составление баланса распределения химических форм никеля, кадмия и цинка в реке Суре.
4.2. Расчет концентрации взвешенных веществ
4.3. Осаждение взвешенных веществ и вторичное загрязнение.
4.4. Расчет комплексообразующей способности никеля, кадмия и цинка
4.5. Расчет концентраций никеля, кадмия и цинка в поверхностном микрослое
ГЛАВА 5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ,
ПРОИСХОДЯЩИХ В РЕКЕ СУРЕ.
5.1.Моделирование процесса рассеивания стока, содержащего никель, кадмий и цинк.
5.2. Турбулентная диффузия и метод ее расчета.
5.3. Моделирование процесса конвективнодиффузионного переноса никеля, кадмия и цинка
5.4. Моделирование процесса взаимодействия тяжелых металлов с донными отложениями.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Проведение анализа современного состояния химических и физикохимических методов определения никеля, кадмия и цинка и выявление тенденций их дальнейшего применения в водном мониторинге с точки зрения эффективности всей аналитической процедуры, включающей в себя пробоотбор воды и их последующий анализ. Исследование экологического состояния реки Суры, на основе традиционно применяемых методов, в гидромониторинге впервые апробированных на реальных водных образцах реки Суры. Разработка математической модели, описывающей наиболее вероятный миграционный механизм никеля, кадмия и цинка в поверхностных водах. Научная новизна работы. Разработана с учетом гидрологических и гидрохимических показателей реки Суры комплексная модель, описывающая наиболее вероятный механизм миграции в ней никеля, кадмия и цинка, учитывающая баланс распределения химических форм этих элементов и их комплексообразующую способность, распределение в поверхностном слое, осаждение взвешенных веществ и вторичное загрязнение. Практическая значимость работы. Проведен мониторинг экологического состояния реки Суры. Получен банк аналитических данных, позволяющих оценить в ней реальные концентрационные уровни содержания никеля, кадмия, цинка. На основе разработанной модели предпринята попытка изучения поведения никеля, кадмия, цинка в реке Суре под интенсивным антропогенным воздействием. Объектом исследования является река Сура, а именно часть ее находящаяся в черте города Пензы в районе Шуистского моста и ТЭЦ 1. Общая методика исследования. Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийских конференциях, семинарах. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов. Библиография содержит ссылки на 2 источника. Работа изложена на 3 страницах машинописного текста, содержит таблиц, 4 рисунка, 4 формулы. Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ. ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР. НИКЕЛЬ, КАДМИЙ И ЦИНКАНТРОПОГЕННЫЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД. Комплексообразующая способность никеля, кадмия и цинка и их миграционные формы в поверхностных водах. Поведение тяжелых металлов в реальных средах сложно и малоисследованно. Вместе с тем их накопление в живой природе вызывает серьезное беспокойство во всем мире. Поэтому поступление тяжелых металлов в атмосферу, водоемы и на земледельческие поля должно быть приостановлено и взято под строгий контроль. Все источники тяжелых металлов могут быть ликвидированы путем организации на предприятиях систем очистки и повторного использования сточных вод. В последние годы было признано значение изучения форм нахождения химических элементов для понимания их миграции и оценки биологической доступности. Совершенствование аналитических методов для определения низких концентраций металлов в биологических тканях, донных отложениях и жидкостях. Кроме определения валового содержания металлов необходимо изучение форм их нахождения окисленных или восстановленных, хелатированных, метилированных и взвешенных. Только знание форм нахождения позволит оценить токсичность того или иного металла. При изучении токсичности металлов в лабораторных условиях необходим выбор реально существующих соединений. В лабораторных опытах по оценке токсичности тяжелых металлов необходимо определять соотношение свободных ионов металлов и их валового соединения. К стойким химическим загрязнителям кумулятивного действия со специфическими токсическими свойствами относятся и тяжелые металлы. Наиболее экологически опасный тяжелым металлом является кадмий. Более видов металлов извлекается в составе руд и химического топлива из недр Земли на ес поверхность. Попадая в водную среду, тяжелые металлы вступают во взаимодействие с другими компонентами среды, образуя гидратированные ионы, оксигидраты, ионные пары, комплексные неорганические и органические соединения. Конкретная форма существования металлов зависит от их природы, природы ионов и молекул, конкурирующих за место лиганда, , температуры и ионности среды. Многие тяжелые металлы образуют так называемые синергетические смеси, которые оказывают на водные организмы токсическое воздействие, значительно превышающее сумму действий отдельных компонентов.