Техногенные геохимические аномалии
Понятие и классификация основных техногенных геохимических аномалий, их особенности и характеристика, методика исследования. Анализ главных факторов, контролирующих формирование техногенных аномалий, способы защиты природной среды от загрязнений.
| Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.11.2014 |
| Размер файла | 18,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
ФГАОУВПО «КАЗАНСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт геологии и нефтегазовых технологий
КАФЕДРА ОБЩЕЙ ГЕОЛОГИИ И ГИДРОГЕОЛОГИИ
Направление: Геология и геохимия горючих ископаемых
Реферат
Техногенные геохимические аномалии
Выполнил студент группы 03-301:
Кашафутдинов Рашид Камилевич
Проверила:
Зинатуллина Ирина Павловна
Казань - 2014
Оглавление
Введение
1. Классификация техногенных геохимических аномалий
2. Методика исследования и характеристики аномалий
3. Факторы, Факторы, контролирующие формирование техногенных аномалий
4. Защита окружающей среды от загрязнений
Заключение
Введение
Химические элементы, вырываясь из собственно техногенных потоков, поступают в окружающую среду и включаются в природные воздушные, водные, биохимические миграционные потоки. В зависимости от конкретных ландшафтных условий они испытывают ряд химических превращений, усиливающих или уменьшающих их подвижность. Часть элементов накапливается на геохимических барьерах и формирует техногенные геохимические аномалии.
Техногенные геохимические аномалии - это участки территорий, в пределах которых хотя бы в одном из слагающих их природных тел (компонентов) статистические параметры распределения химических элементов и их соединений достоверно отличаются от вариаций геохимического фона (фонового содержания) там же.
Под геохимическим фоном (фоновым содержанием, “природным фоном”, “природным, естественным содержанием”) в экологической геохимии понимается средняя концентрация его в природных телах (компонентах) по данным изучения естественного распределения (с учетом вариаций) в пределах однородного в ландшафтно-геохимическом отношении участка, не затронутого техногенезом (на практике - это, как правило, участки, расположенные вне зоны прямого техногенного влияния).
Цель данного реферата состоит в том, чтобы рассказать о техногенных геохимических аномалиях.
В связи с этой целью были заявлены следующие задачи:
- классифицировать техногенные геохимические аномалии;
- рассмотреть методику исследования и характеристики аномалий;
- рассмотреть методы защиты окружающей среды от загрязнений.
техногенный геохимический аномалия природный
1. Классификация техногенных геохимических аномалий
В классификации техногенных аномалий выделяют техногенные аномалии как с повышенным, так и пониженным геохимическим фоном.
По размерам выделяют: глобальные, региональные, локальные.
Глобальные - охватывающие весь земной шар (повышенное содержание СO2 в атмосфере, накопление искусственных радионуклидов после ядерных взрывов);
Региональные - формирующиеся в отдельных частях континентов, природных зонах и областях в результате применения ядохимикатов, минеральных удобрений, подкисление атмосферных осадков выбросами соединений серы и др.;
Локальные - образующиеся в атмосфере, почвах, водах, растениях вокруг местных техногенных источников: заводов, рудников и т.д. Сравнительно локальные источники загрязнения, сливаясь, могут привести к образованию техногенных аномалий регионального масштаба (крупные промышленные города, их агломерации). Например, вокруг суперфосфатных заводов образуются геохимические аномалии меди, свинца, цинка, фтора. Вокруг крупных тепловых электростанций образуются зоны загрязнения металлами до 10 - 20 км в диаметре. Сильное загрязнение, особенно свинцом, кадмием и цинком, обнаружено вблизи автострад.
Все техногенные аномалии делятся на полезные, вредные и нейтральные.
Полезные аномалии улучшают природную среду (известкование кислых почв, расселение при промывке и дренаже).
Вредные геохимические аномалии (с повышенными концентрациями токсичных веществ) - ухудшают условия существования биоты. Они систематически изучаются в связи с проблемами загрязнения среды.
Нейтральные геохимические аномалии не оказывают определенного влияние на экологические свойства окружающей среды (концентрация золота в россыпях).
Техногенные геохимические аномалии подразделяются по средам в которых они накапливаются: литохимические (накапливаются в почвах и грунтах), атмогеохимические (накопление в атмосфере), гидрогеохимические (накапливаются в поверхностных и подземных водах),биогеохимические (накапливаются в организмах).
Техногенные геохимические аномалии подразделяют также по механизму образования. Выделяют техногенные аномалии, возникающие:
1. при единовременных аварийных выбросах техногенных веществ;
2. в результате ограниченного по времени, но интенсивного техногенного воздействия;
3. в результате стационарного воздействия источника техногенных веществ.
В первых двух случаях техногенные аномалии хотя и резко выражены, относятся к остаточным, продолжительность их существования зависит от степени первоначального нарушения функций живого вещества экосистемы и от совокупности ландшафтно-геохимических условий, способствующих или препятствующих самоочищению.
В случае стационарного источника, на начальном этапе его функционирования аномалии имеют аккумулятивный характер, а затем в зависимости от интенсивности источника и условий рассеяния и самоочищения среды приобретают стационарный характер по уровню содержания элементов. Опасность стационарных аномалий заключается в том, что при невысоком уровне аномальности они могут и не сказываться заметным образом на состоянии биоты. Однако воздействие в течение длительного времени может иметь кумулятивный эффект. Подобным образом возникают техногенные биогеохимические эндемии, проявляющиеся не только в нарушении жизненных функций данного организма, но и изменяющих генетический код.
2. Методика исследования и характеристики аномалий
Для характеристики локальных техногенных аномалий используют коэффициент техногенной концентрации (Кк) по сравнению с содержанием в "фоновых" незагрязненных ландшафтах отдельных химических элементов и суммарный показатель загрязнения (Кс) равный сумме Кк всех накапливающихся элементов.
Кс = SКк - (n -1),
где Кк - коэффициенты концентрации техногенных элементов больше 1, n - число элементов с Кк больше 1. Суммарные показатели определяются для различных компонентов ландшафта - почв, снега, растений, донных отложений.
Распределение этих показателей позволяет выделять и районировать аномалии в зависимости их удаленности от источника загрязнения. Форма и протяженность техногенной аномалии зависит не только от мощности источника загрязнения, но и от направления и силы преобладающих ветров местной циркуляции воздушных масс.
Необходимо отметить, что существует также более узкое понятие зоны загрязнения; под ней обычно подразумевается часть техногенной геохимической аномалии, в пределах которой загрязняющие вещества достигают концентрации, оказывающей неблагоприятное влияние на живые организмы.
3. Факторы, контролирующие формирование техногенных аномалий
· Педогеохимические факторы
Почвы являются фильтрами для многих загрязняющих веществ. Первый техногенный "удар" принимают, наряду с растительностью, почвы и прежде всего самые верхние, самые ценные, обогащенные органическим веществом и корнеобитаемые горизонты.
Поступающие в почву техногенные вещества подразделяют на: педохимически активные и биохимически активные. Педохимически активные меняют кислотно-щелочные или окислительно-восстановительные условия, это могут быть щелочи и минеральные кислоты, физиологически кислые соли. Сильное подкисление или подщелачивание может сказаться и на почвенной биоте.
Биохимически активные техногенные вещества действуют на живые организмы. Общее изменение почвенно-геохимических условий возникает не сразу, а в следствие нарушения почвенной биоты. К биохимически активным относится ряд органических и органо-минеральных веществ: пестициды, гербициды, дефолианты, тяжелые углеводороды, токсические микроэлементы, ртуть, мышьяк, селен, свинец, кадмий, хром, никель, радиоактивные и др.
Буферность почв как и всей геосистемы по отношению к воздействию техногенных потоков зависит от совокупности процессов, выводящих избыточные деструкционно активные продукты техногенеза из биологического круговорота:
1. процессов вымывания токсичных веществ за пределы почвенного профиля;
2. процессов консервации токсичных веществ на геохимических барьерах в недоступных живым организмам формах;
3. процессов разложения токсичных химических соединений до форм, неопасных для живых организмов.
· Биогеохимические факторы
В миграции техногенных химических элементов в геосистеме существенную роль играет растительность. Большое значение имеет видовой состав, разнообразие и соотношение видов, слагающих данный биоценоз. Сложная биогеохимическая структура естественных биоценозов обуславливает их большую устойчивость по отношению к техногенным геохимическим факторам, чем искусственных агроценозов. В естественных биоценозах коэффициенты биологического поглощения микроэлементов у разных видов растений существенно различны. По соотношению микроэлементов в почвах, в золе растений и биопродуктивности последних выделяют "безбарьерные" и "барьерные" растения. В безбарьерных растениях содержание элементов растет пропорционально содержанию его в почвах. Продуктивность сначала увеличивается, достигая максимальной (оптимальной), а затем при большом содержании элемента падает. При предельно высокой концентрации растение гибнет. Барьерный тип зависимости между содержанием элемента в среде обитания и золе растений имеет три диапазона:
1. интервал прямой зависимости (пропорциональности) содержания элемента в почве и золе и повышения продуктивности;
2. интервал оптимума-стабилизации содержания элементов в растении и максимальной продуктивности;
3. интервал обратно пропорциональной зависимости: содержание элемента в почвах увеличивается, в золе растения уменьшается при некотором уменьшении по сравнению с оптимумов биопродуктивности. Выделяют: низко, средне и высоко барьерные растения. Высокобарьерные являются главными геохимическими аккумуляторами - агентами формирования природных и техногенных биогеохимических аномалий как в почвах, так и в самих растениях, особенно опасных, если растительная продукция включается во вторичные биологические круговороты.
4. Защита окружающей среды от загрязнений
Для защиты от поступления в депонирующие среды мощных техногенных потоков (например, поступления обогащенных металлами рудничных вод) можно использовать свойство химических элементов накапливаться на геохимических барьерах, т.е. в местах резкого изменения геохимической обстановки. Такие искусственно созданные изменения геохимических условий А.И. Перельман назвал "техногенные геохимические барьеры".
Геохимические барьеры - участки ландшафтной сферы, на которых происходит резкое уменьшение интенсивности миграции и концентрация химических элементов и соединений.
Сущность методов защиты окружающей среды от загрязнения с помощью геохимических барьеров заключается в переводе загрязняющих компонентов в малоподвижные формы. При этом возможно использование как существующих природных геохимических барьеров, так и целенаправленное создание техногенных барьеров. В качестве материалов для создания барьеров в зависимости от состава загрязнителей могут применяться природные образования (грунты, горные породы и т.д.) или иные вещества, например, производственные отходы. В ряде случаев локализация загрязнителей может осуществляться за счет учета природных геохимических особенностей грунтовой толщи при выборе участков складирования или сброса отходов. Опыт работы показал возможность использования барьеров в различных ситуациях:
1. Очистка сточных вод от взвешенных частиц
Для очистки дражных стоков от взвешенных частиц на месторождении алмазов в Пермской области предложено использовать грунтовые фильтры, укладываемые в русле реки. В качестве материала для фильтров использовались дражные отвалы. Опытные натурные работы показали, что в зависимости от длины пути фильтрации концентрация взвешенных частиц в стоках может снижаться в десятки и сотни раз.
2. Нейтрализация кислых стоков.
Шахты Кизеловского угольного бассейна сбрасывают практически без очистки в гидрографическую сеть кислые (рН=2-4) высокоминерализованные сульфатные воды, имеющие в составе повышенные содержания железа, алюминия, тяжелых металлов. Нейтрализацию кислых шахтных вод возможно проводить с использованием отходов щелочного состава. Лабораторные работы показали, что при использовании щелочных отходов содового производства рН шахтных вод можно повышать до нейтральных значений. При этом содержание загрязнителей снижается до допустимых концентраций.
3. Снижение интенсивности загрязнения подземных вод
Отходы в угледобычи в Кизеловском бассейне интенсивно загрязняют подземные воды. В районах породных отвалов они имеют низкие значения рН, повышенную минерализацию, а также высокие содержания сульфатов, железа, алюминия, тяжелых металлов. Для нормализации состава подземных вод в качестве реагента предложено использовать соединения бария, а также дробленые карбонатные породы, укладываемые в траншеи в зоне стока с отвалов. Натурные исследования показали, что в результате применения метода на опытном участке водородный показатель подземных вод повысился с 1,8 до 6,4 и сохранял близкие значения в течение года. Существенно снизились минерализация воды с 24 до 3 г/л, а также содержание основных загрязняющих компонентов.
Заключение
Цель и задачи, поставленные в работе, выполнены. В частности была дана классификация техногенных геохимических аномалий по различным признакам, что существенно помогает характеризовать отдельные аномалии.
Также было показано, что техногенные геохимические аномалии могут не только наносить ущерб, но и приносить пользу. Например, можно предотвращать распространение вредных химических элементов, создавая на их пути геохимические барьеры.
Вредные аномалии ухудшают состояние природной среды в результате появления повышенных концентраций токсичных веществ, отрицательно влияющих на живые организмы. Большинство техногенных аномалий относятся к этому типу.
Таким образом, выявление техногенных аномалий является одной из важнейших эколого-геохимических задач при оценке состояния окружающей среды.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Градиент, контрастность и параметры барьеров. Контрастность образовавшихся геохимических аномалий. Схемы образования сероводородных природных барьеров во впадинах морей и в донных отложениях реки Дон. Концентрация щелочей в результате боковой миграции.
презентация [539,7 K], добавлен 20.09.2013Теория случайных функций и их применение для интерпретации гравитационных и магнитных аномалий. Некоторые свойства и особенности применения энергетических спектров и корреляционных функций. Интегрирование корреляционных функций знакопеременных аномалий.
реферат [295,8 K], добавлен 28.06.2009Сущностные характеристики геомагнитных аномалий. Анализ закономерностей магнитных явлений в области Курской магнитной аномалии. Сущность глубины залегания масс, вызывающих аномалию. Особенности вычисления железной массы в северной полосе Курской аномалии.
контрольная работа [1,7 M], добавлен 15.12.2011Выявление роли и место техногенных месторождений в современной экономике. Определение направления использования ресурсов техногенных месторождений на примере низконапорного газа. Анализ роли локальных рынков в формировании спроса на данную продукцию.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 29.11.2015Знакомство с геологическим строением Волгограда и с характерными экзогенными геологическими процессами. Анализ основных антропогенных и техногенных процессов преобразования геологической среды. Окрестности Спартановки, долина реки Мокрая Мечетка.
отчет по практике [34,8 K], добавлен 11.09.2009История создания системы наблюдений, оценки и прогноза антропогенных изменений состояния биосферы. Содержание мониторинга геологической среды, определение допустимых техногенных нагрузок и оценка целесообразности применения различных форм строительства.
презентация [132,1 K], добавлен 17.08.2015Проявление техногенных воздействий человека на геологическую среду и их структура. Вибрационное или динамическое воздействие на геологическую среду. Основные черты техногенных воздействий. Воздействие вибрационного поля на человеческий организм.
реферат [27,9 K], добавлен 19.02.2011Поисковые работы как процесс прогнозирования, выявления и перспективной оценки новых месторождений полезных ископаемых, заслуживающих разведки. Поля и аномалии как современная основа поисков полезных ископаемых. Проблема изучения полей и аномалий.
презентация [1,0 M], добавлен 19.12.2013Формирование и развитие почвенно-геохимического картографирования. Почвенно-геохимические карты в системе тематического картографирования. Виды почвенных съемок. Крупномасштабное картирование почв. Цели и методы крупномасштабного картирования почв.
курсовая работа [441,9 K], добавлен 18.04.2013Анализ подольско-мячковского горизонта по набору гидрогеологических, геологических и техногенных условий его состояния. Методика и этапы диагностирования и составления прогноза состояния системы по содержанию хлора в ее водах, необходимые расчеты.
курсовая работа [129,3 K], добавлен 21.04.2009
