Основная цель работы – Оценка степени загрязнения донных отложений и вод акватории Керченского пролива и определение форм нахождения тяжелых металлов в системе “донные отложения-вода”.
Для достижения этой цели были решены следующие задачи:
Ø Определение содержания тяжелых металлов, органического вещества и нефтепродуктов в донных осадках, поверхностных и придонных водах.
Ø Определение степени загрязнения донных осадков и построение
геохимических карт.
Ø Определение преобладающих форм нахождения тяжелых металлов
в донных осадках.
Ø Расчет коэффициентов водной миграции и форм нахождения
тяжелых металлов в водах.
Ø Изучение сорбционных свойств донных осадков
Объектом исследования является акватория Керченского пролива. Постановка задачи связана с созданием нового глубоководного порта на Таманском полуострове. В связи с будущим строительством проводится серия отбора и анализа проб вод и донных отложений с целью оценки экологической ситуации в целом, загрязнения отдельными токсикантами в настоящий момент и планирования последующего мониторинга. Особый интерес представляет прогноз возможного вторичного загрязнения воды Керченского пролива тяжелыми металлами в результате их перехода в водную фазу из донных осадков при проведении планируемых работ, в связи с чем исследуется не только поверхностный слой отложений, но и проводится опробование по скважинам.
Район работ расположен в Краснодарском крае в Темрюкском районе в Керченском проливе и у побережье Таманского п-ва между мысом Тузла и Панагия.
На слайде представлены карты точек отбора донных отложений и вод.
Донные осадки представляют собой главныем образом Q отложениями и представлены терригенно-осадочными породами, в основном это пески, сугленки, илы. И отдельные скважины доходят до N отложений представленные глинами.
Материалом послужили 212 проб донных отложений (глубина отбора от 0-0.1 м до 17м) 18 проб воды из придононного слоя и 26 проб воды из поверхностного. Пробы были отобраны компанией "Росморпорт"и направлены для анализа в Санкт-Петербург в компанию ЛенморНИИПроект, где я проходил производственную практику и работал в дальнейшем в химико-экологической лаборатории и занимался непосредственно пробоподготовкой и определением концентраций тяжелых металлов в пробах донных отложений и воды.
Ø При выполнении работы использованы следующие методы анализа и обработки данных:
1. Атомно-абсорбционная спектроскопия (определение тяжелых металлов)
2. Фотометрия (определение нефтеуглеводородов)
3. Метод сухого озоления (определение органического вещества)
4. Рентгенофазовый анализ (определение минерального состава)
5. Метод постадийной экстракции (определение форм нахождения тяжелых металлов в донных отложениях)
6. Метод по определению сорбционной емкости
И программы для обработки по результатам анализа:
5. Программа STATISTICA
6. Программы Geochemist’s Workbench и PHREEQC (расчет миграционных форм элементов в водах)
7. Программа Surfer и CorelDraw
Ø Рассмотрим основные компоненты которые могут сорбировать тяжелые металлы (карта глин) наибольшее содержание глинистой составляющей приходится на зоне гидродинамического барьера возле каменистой гряды где тонкодиспестные частицы могут спокойно откладывать. И на прибрежную часть в зону природных стоков (поймы)..карта с органическим содержанием имеет тоже максимальные концентрации в этих зонах
Ø Распределение концентраций химических элементов в поверхностном слое донных осадках по акватории наглядно можно видеть на следующих картах. …
Про полиэлемент карту…. Распространение тяжелых металлов имеет схожие черты это области с повышенным содержанием органического вещества, глинистой составляющей в зоне гидродинамического барьера, в прибрежной в зоне природного стока.
Ø Как показало сравнение концентраций с фоновыми значениями для Черного моря, в настоящее время не наблюдается загрязнения поверхностного слоя донных осадков, Однако, при проведении работ по строительству порта в контакте с водой будут находиться более глубокие слои донных осадков. А в них нами обнаружено существенное превышение фонового показателя по Pb.
Ø 14 слайд вставить табличку с мин-макс концентрациями по элементам и вариацией
Ø 15 слайд На следующем слайде показано распределение концентраций металлов и нефтепродуктов по глубине. Увеличение содержания наблюдается в верхнем слое 0-2 метра затем с глубиной уменьшается. Это связано с неутромбованностью/взмучинностю верх слоев и с сорбцией нижних слоев.
Ø 16 Слайд Минеральный состав представлен…. Наибольшее содержание смешаннослойных-глинистой составл приходится на пробу 1256(15.0) примерно,достигает более 50%.
Ø Для выявления геохимических особенностей поведения химических элементов и для оценки экологического состояния водной системы большое значение имеет определение не столько валового содержания химических элементов, сколько концентраций их подвижных форм, способных к переходу в водную фазу. Для их определения мы использовали метод фазового химического анализа, а именно стадии выделения следующих наиболее подвижных форм:
1) На им енее прочно сорбированных (обменных) форм
2) Форм, связанных с органическим веществом
3) Форм, связанных с карбонатами
4) Прочно связанные формы
5) Формы, связанные с оксидами и гидроксидами железа и марганца
Ø Полученные результаты позволяют установить следующие закономерности.Все элементы в большей своей части находятся в прочных связанных формах но из них наиболее подвижная, сорбированная форма, экстрагируемая раствором BaCl2, в большей степени характерна для Cd, и (в меньшей степени) для Mn и Zn. медь и свинец – только в некоторых пробах,а железо и никель вообще не переходят в раствор при обработке этим реагентом. Таким образом, можно предположить, что при взаимодействии с морской водой, наиболее вероятен переход из донных осадков в водную фазу кадмия, в меньшей степени цинка и марганца.
Ø Рассмотрим теперь особенности химического состава морской воды в исследуемых пробах. В них определялись следующие характеристики: (перечислить по слайду.) Статистическая обработка показала, что распределение химических элементов достаточно однородно и несущественно различается для придонного и поверхностного слоя воды.
Ø Для количественной оценки интенсивности водной миграции элементов используется коэффициент водной миграции (Кх). Значение коэффициента определяется как отношение содержания химического элемента в минеральном остатке воды к его содержанию в водовмещающих породах или донных осадках:
,
где Кх - коэффициент водной миграции; mх – содержание элемента Х в воде в г/л; а - минерализация воды, мг/л; nх - процентное содержание элемента Х в твердой фазе. Нами были рассчитаны коэффициенты водной миграции для средних содержаний элементов в придонном слое воды и в поверхностном слое донных осадков.
По результатам получен следующий ряд миграционной подвижности:
Cd6 – Pb0,03 Cu0,03 Zn0,01 Ni0,01 – Mn0,0003 – Fe0,00007
Ø Далее мы рассчитали миграционные формы, в которых преимущественно происходит миграция этих химических элементов в исследуемых водах. Расчет проводили с помощью программы PHREEQC и Geochemist’s Workbench. Это программа для моделирования химических реакций и процессов переноса в природных или загрязненных водах. При всем различии химического состава в отдельных пробах прослеживаются следующие общие закономерности в распределении преобладающих миграционных форм:
1) Для Mn, Zn и Ni преобладающими миграционными формами являются свободные ионы (диаграммы).
2). Для Pb и Cd - хлоридные комплексы
3). Для Cu и Fe – комплексы с ионом гидроксила.
23.График с сорбцией Изучение сорбции ионов свинца и кадмия показало довольно высокую сорбционную емкость донных осадков. Сорбция ионов свинца достигает 1500 мг/100г, а для Cd 600 мг/100г.
выводы
Дата добавления: 2015-09-29; просмотров: 34 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Вход на сервер Страна позитива. (Данные консоли.) | | |