Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Эколого-геохимическая оценка горнорудного района : На примере Садоно-Унальской котловины, Республика Северная Осетия-Алания : диссертация ... кандидата геолого-минералогических наук : 25.00.09

Год: 2005

Номер работы: 307035

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

ВВЕДЕНИЕ Горные районы являются территориями с особой уязвимостью к антропогенному воздействию и с высоким риском экологических и техногенных катастроф. Учитывая, что Северный Кавказ обладает репрезентативными для молодых горных сооружений природными характеристиками и особой значимостью экологических проблем, участники I Международной конференции "Экологические проблемы горных территорий" (г. Владикавказ, октябрь 1992 г.) рекомендовали рассматривать Северную Осетию как оптимальный

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК Северная Осетия (СО) расположена на северных склонах восточной части Центрального Кавказа и примыкающих к ним предгорных равнинах, прорезанных р. Терек и ее притоками (рис. 1). Площадь Северной Осетии составляет 8 тыс. км^, столица - г. Владикавказ, население - более 500 тыс. человек. Территория республики может быть разделена на две резко различные части: равнинную - на севере и горную - на юге. Район исследований (рис.

2) находится в горной части Север

1.2. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА Северная Осетия расположена в центральной части Большого Кавказа на стыке Скифской и Аравийской плит. Большая, северная часть Горной Осетии, попадает в пределы Скифской плиты или ее южного подвижного обрамления, южная (меньшая) часть - в пределы Аравийской плиты. Кроме того, западная половина Горной Осетии располагается на восточном склоне Транскавказского поперечного перегиба, восточная граница которого прослеживается по серии разломов от Каридонского

1.3. ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ В Северной Осетии известны проявления более 45 видов полезных ископаемых. Их образование тесно связано с региональной зональностью области, причем отдельные геолого-тектонические зоны определяют металлогенический облик и размещение рудных и нерудных полезных ископаемых. Зона Северного склона насыщена полиметаллическими месторождениями, образовавшимися в киммерийскую металлогеническую эпоху. Они приурочены к субширотному полиметаллическому поясу, в пределах которого ор

1.4. ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И ИЗУЧЕННОСТЬ РАЙОНА Масштабы техногенного воздействия на окружающую среду в горнорудных районах настолько велики, что всецело определяют их геохимические особенности. Известно, что степень техногенного воздействия горнорудной промышленности на природную среду находится в прямой зависимости от суммарных запасов месторождений, сроков их эксплуатации и времени работы обогатительных фабрик [29, 50]. Экологические проблемы, связанные с деятельностью горно

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИИ

2.1. ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ Опробование - основной метод изучения источников загрязнения окружающей среды. Оно проводится с целью получения достоверных данных о составе и особенностях загрязняющих веществ. Полевые исследования в районе Унальского хвостохранилища проводились в 1989-2004 г.г. и включали в себя: 1. гидрохимическое опробование водной сети (р. Ардон, р. Уналдон и ее притоки, р. Майрамдон, арыки); 2. литохимическое опробование водной сети (р. Уналдон и ее притоки, р. Майрамдон, арыки); 3.

2.1.1. Опробование поверхностных вод Схема опробования. Опробованию были подвергнуты поверхностные воды р. Уналдон и ее притоков, р. Майрамдон и р. Ардон, арыки, слив и отстойник хвостохранилища, а также рудничные воды. Река Ардон опробовалась на участке впадения в нее p.p. Уналдон, Майрамдон и слива хвостохранилища. Опробование вод р. Уналдон проводилось по сети с расстоянием между пунктами 1000 - 1500 м. Опробование рудничных вод проводилось в местах их излияния из штолен. За весь период ис

2.1.2. Опробование донных отложений Схема опробования. Опробованию были подвергнуты донные отложения р. Уналдон и ее притоков и р. Майрамдон, а также арыки. Литохимическое опробование р. Уналдон проводилось по сети с расстоянием между пунктами 250 м, р. Майрамдон — 100 м. За весь период исследований в районе было отобрано и проанализировано 126 литохимических проб, в том числе 79 - по р. Уналдон, 26 - по р. Майрамдон, 21 - по арыкам. Схема отбора проб - рисунок 6. Методика опробования. Пробы

2.1.3. Опробование почв и сухой части хвостохранилища Сеть опробования. Опробование почв проводилось в 1989 и 1993 г.г. по профилям, ориентированным вкрест простирания техногенной аномалии. Сеть опробования составляла 200x50 м. В остальные годы проводилось опробование почв в местах выявленньпс ранее аномалий. Всего за указанный период было отобрано: 1989 г.

- 200 проб (128 проб - площадная съемка в т.ч. на «фоновой территории», 72 пробы - шурфы; схема опробования - рис.

15); 1993

2.1.4. Опробование растительности Сеть опробования. Опробование представительных видов растительности проводилось параллельно с отбором почвенных проб (в районе сел. Н. Унал - с каждой 3-й почвенной пробой, на остальной территории - с каждой 5 - 7-й). Опробованию подвергались листья и плоды яблонь, картофель, кукуруза (силос и зерна), спилы деревьев. Всего за указанный период было отобрано: 1990 - 91 г.г. 43 пробы (фрукты, картофель); 1992 - 94 - 80 проб (фрукты, картофель, кукуруза, спилы);

2.1.5. Опробование пылевых выпадений Чтобы оценить количество и состав выпадающей пыли, в 1998 - 2000 г.г. производились смывы пыли с листьев яблони. Методика заключалась в следующем: свежие листья определенной массы отмывались в дозированном количестве дистиллированной воды для удаления пылевого загрязнения. Растворы от промывания листьев фильтровались для отделения нерастворимой части (пыли). Дальнейшему анализу подвергались как фильтры с пылью, так и фильтрат. В 2003 г. пыль собиралась в с

2.2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ. Для определения концентраций химических элементов в пробах почв, донных отложений, растительности, пылевых смывах с листьев, речных и рудничных водах использовались эмиссионный спектральный, атомно-абсорбционный, вольтамперометрический и химический методы анализов.

2.2.1. Анализ почв В отобранных пробах почв было проведено определение 36 химических элементов: Си, Zn, Pb, Ni, Со, Cr, V, Mo, Ag, Mn, As, Sb, W, Sn, Bi, Ba, Sc, Ti, Li, Be, Nb, Y, Yb, 41 инверсионноПробы растительности: Ж ] 1997г. Пробы пыли: ф \ 1990 - 1991г.г. 1999 г. 1999 г. 1992 -1994 г.г. # П 2000 г. I 2003 г. О 11998 г. О 11998 г. 2000 г. I • Рис. 8. Схема биои атмохимического опробования района, 1990-1994, 1997-2000, 2003 г.г. Zr, Hf, La, Ce, Cd, In, P, Ge, Ga, Sr, Та, Tl

2.2.2. Анализ растительности Определение содержаний химических элементов в пробах растительности проводилось методом приближенно-количественного спектрального анализа, который выполнялся в лаборатории Опытно-методической экспедиции в г. Александрове (Владимирская область). Пробы растительности предварительно озолялись в муфельной печи. В золе определялись концентрации 12 химических элементов: Си, Zn, РЬ, Ni, Со, Сг, V, Мо, Ag, Мп, Sn и Sr. Результаты анализов подвергались пересчету для получе

2.2.3. Анализ поверхностных вод Макросостав вод определялся методами объемного титрования по стандартным методикам [49, 30].

- общую жесткость воды (сумма катионов кальция и магния) определяли титрованием пробы 0,0IN раствором трилона Б с индикатором хромоген черным в присутствии аммиачного буфера с рН = 10. Минимально определяемая концентрация 0,5 мг-экв/л, относительное стандартное отклонение для жесткости 5 мг-экв/л составляет 1% (п =

10);

- содержание кальция определяли

2.2.4. Анализ донных отложений Приближенно-количественный спектральный анализ донных отложений выполнялся в лаборатории Опытно-методической экспедиции в г. Александрове (Владимирская область) аналогично почвам. Гранулометрический анализ проб донных отложений выполнялся в лаборатории кафедры геохимии МГУ, просеиванием через сита 0

0.5,

0.25 и

0.1 мм. После разделения на фракции пробы анализировались приближенно-количественным спектральным анализом.

2.2.5. Анализ сухой части хвостохранилища Приближенно-количественный спектральный анализ сухой части хвостохранилища выполнялся в лаборатории Опытно-методической экспедиции в г. Александрове (Владимирская область) аналогично почвам и донным отложениям. Гранулометрический анализ проб с сухой части хвостохранилища выполнялся в лаборатории кафедры инженерной геологии МГУ по стандартной методике [43]. После Правильность 13% 20% 1-5% 1-5% 10-20% разделения на фракции пробы анализировались приближе

2.2.6. Анализ пылевых выпадений Микроэлементы в фильтратах от пылевых выпадений, в самих пылевых выпадениях и вытяжках из них (РЬ, Zn) определялись методом инверсионного вольтамперометрического анализа, который проводился в химической лаборатории кафедры геохимии геологического факультета МГУ. Предварительная подготовка проб проводилась в лаборатории кафедры геохимии МГУ. Фильтраты концентрировались методом упаривания в присутствии хлорной (HCIO4) и азотной (НЫОз) кислот, в соотношении 1-^5.

2.3. МЕТОДИКА ВЫЯВЛЕНИЯ И ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

2.3.1. Выявление загрязнения методами эколого-геохимического картирования Техногенные потоки вещества рассеиваются, аккумулируются и транспортируются через природные компоненты среды. Оценка степени их загрязнения, произведенная относительно соответствз^щих фоновых аналогов, и определяет качество среды. Обработка геохимических данных включала в себя формирование выборок (фоновых, по месторождению, по участкам загрязнения и т. д.), составление цифровьпс разносок, расчеты параметров фона, выдел

2.3.2. Нормативные показатели по оценке загрязнения окружающей среды Основными нормативным показателем при оценке окружающей среды являются значения ПДК - предельно допустимых концентраций химических элементов, превышение над которыми свидетельствует о наличии загрязнения компонентов окружающей среды - почв, вод и атмосферного воздуха. ПДК для токсичных химических элементов, утвержденные Минздравом СССР, в настоящее время действуют для более 1300 веществ в воздухе, более 1000 веществ в воде и

2.3.3. Оценка уровня загрязнения в компонентах окружающей среды по суммарным показателям загрязнения. При геохимических исследованиях окружающей среды наряду с отдельными химическими элементами проводится анализ распределения ассоциаций химических элементов. Ассоциация химических элементов - это группа элементов, обнаруживаемая в изучаемом объекте в количестве, отличном от критериального уровня. Таким уровнем являлся геохимический фон. Совместное нахождение элементов-загрязнителей в повышенны

ГЛАВА 3. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И МЕХАНИЗМЫ ПОСТУПЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ НА ТЕРРИТОРИЮ РАЙОНА На территорию района поступление ТМ происходит в составе двух основных антропогенных потоков: водного (с водами реки Уналдон по системе арыков), более значимого для цинка, и аэрального (за счет дефляции сухой части хвостохранилища), более значимого для свинца.

3.1. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

3.1.1. Поверхностные воды Река Уналдон (в верховьях которой находится рудник Холст и поисковоразведочные штольни полиметаллических месторождений - Джими, Уарахком, Хороновское, а также поля рассеяния сульфидов рудопроявлений Сухой Лог, Ахшартырахское, Верхнеунальское и Крутое), собирающая стоки с отвалов Холстинского ущелья, содержит в аллювии и взвеси высокие концентрации ТМ. Поступление их через арычную сеть способствует формированию контрастных литохимических аномалий в почвах района Уналь

3.1.2. Донные отложения Донные отложения - неотъемлемый компонент и часть водных систем, а также конечное звено ландшафтно-геохимических сопряжений. Донные отложения интегрирЗ^ют геохимические особенности водосборных площадей. В то же время они являются одними из самых уязвимых компонентов окружающей среды по отношению к загрязнению токсичными металлами. Накопление в них ТМ происходит за счет седиментации взвесей, а также в результате собственного концентрирования их из водной фазы. Техногенн

3.1.3. Система арыков По данным Григоряна СВ. [17] в районах действующих горнорудных предприятий техногенное загрязнение почв и произрастающих на них растений в основном происходит за счет использования для полива техногенно загрязненных вод. Воды р. Уналдон интенсивно используются жителями села для полива садов и огородов. Поступление вод р. Уналдон с высокими содержаниями ТМ в аллювии и взвеси в арычную сеть способствуют формированию контрастных ореолов рассеяния токсичньк микроэлементов в

3.2. АЭРОТЕХНОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ХВОСТОХРАНИЛИЩА Одним из важнейших механизмов загрязнения компонентов окружающей среды на территории сел. Н. Унал являются пылевые выпадения из атмосферы, поступающие с хвостохранилища, в результате дефляции его сухой части (район характеризуется сильными долинными ветрами вдоль ущелья, что не было учтено при строительстве хвостохранилища). Отвальные хвосты Мизурской горно-обогатительной фабрики начали складироваться в Унальском хвостохранилище (рис

10)

3.2.1 Формы нахождения ТМ в пыли и сухой части хвостохранилища. В атмосферных осадках преобладают водорастворимые формы металлов. Анализ воды, в которой производился смыв с листьев (1998 - 2000 г.г.) показал, что доля водорастворимых форм от валового содержания в пыли составляет от 2 до 12% РЬ, и от 7,5 - 28% Zn; анализ фильтратов из емкостей для сбора пыли (2004 г.) дал цифры - 90%. При исследовании форм нахождения РЬ и Zn в твердой фазе пыли методом последовательных вытяжек было выявлено, ч

ГЛАВА 4. ТЕХНОГЕННЫЕ АНОМАЛИИ В ПОЧВАХ РАЙОНА Почва - наиболее чуткий индикатор геохимической обстановки, так как находится на пересечении всех миграционных путей химических элементов. Продолжрггельность пребывания загрязняющих компонентов в почвах гораздо больше, чем в других частях биосферы [36]. В исследуемом районе преобладают три типа почвообразующих пород: известняки, аргиллиты и аллювиальные отложения. Под влиянием сухого и относительно теплого климата на них сформировались своеобразны

4.1. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПО ПОЧВЕННЫМ РАЗРЕЗАМ. Изучение распределения валовых содержаний основных рудных элементов района по вертикальному разрезу почвенных профилей показало стабильное, иногда достаточно резкое, падение абсолютных содержаний РЬ и Zn с глубиной (рис. 27 - 29), что подтверждает техногенную природу выявленных аномалий. Максимальные концентрации тяжелых металлов приурочены к верхним частям почвенного разреза. Отсутствие корреляции между содержаниями ТМ и органическим

4.2. ИЗУЧЕНИЕ ФОРМ НАХОЖДЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ. Одним из важнейших показателей природных процессов наряду с характеристикой комплекса элементов и их количественных соотношений является состояние или форма нахождения этих элементов. Знание форм нахождения рудных элементов позволяет более определенно судить о природе и месте концентрации рудного материала, что успешно используется в поисковой геохимии. С другой стороны высокие концентрации этих элементов могут представлять экологическую опаснос

ГЛАВА 5. ГЕОХИМИЧЕС1САЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОСТИ Содержание и спектр химических элементов в растениях тесно связан со средой их обитания, но механизм этих связей достаточно сложен. Характеристики биогеохимических аномалий зависят не только от параметров внешней среды, непосредственных источников воздействия, но и внутренних свойств самих растений: возраста, видовой принадлежности, биологических ритмов, избирательной способности к накоплению элементов и т. п. Заражение растений в техн