WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |

Учреждение Российской академии наук

Институт геоэкологии им. Е.М.Сергеева РАН

На правах рукописи

Заволокина Светлана Владимировна

Особенности загрязнения четвертичных отложений территории г. Москвы тяжелыми металлами

Специальность 25.00.36 – «Геоэкология»

Автореферат на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 2008

Диссертационная работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институте геоэкологии им. Е.М.Сергеева РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

Зверев Валентин Петрович

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор,

Питьева Клара Ефимовна

кандидат геолого-минералогических наук,

Микляев Петр Сергеевич

Ведущая организация:

Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Институт Минералогии, Геохимии и Кристаллохимии Редких Элементов"

Защита диссертации состоится 26.12 0.2008 0 в 00 часов на заседании Диссертационного совета Д.002.048.01 при Учреждении Российской академии наук Институте геоэкологии им. Е.М.Сергеева РАН по адресу: 109004, Москва, ул. Николоямская, д. 51.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в Учреждении Российской академии наук Институте геоэкологии им. Е.М.Сергеева РАН по адресу: 101000, Москва, Уланский пер., д. 13, стр. 2.

Просим Вас принять участие в заседании совета или прислать отзыв (в 2-х экземплярах), заверенный печатью учреждения, на имя ученого секретаря Диссертационного совета по адресу: 101000, Москва, Уланский пер., д. 13, стр. 2, а/я 145, e-mail: dissert@geoenv.ru, факс 623-18-86.

Автореферат диссертации разослан «…..»……………..2008 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук

Батрак Глеб Игоревич

Актуальность работы.

Обусловлена необходимостью изучения наиболее токсичных загрязняющих веществ тяжелых металлов во всех средах крупных мегаполисах, в том числе, как показали настоящие исследования, и в четвертичных отложениях, ранее как носителя загрязнения не изучавшихся.

Целью работы являлось определение содержания и форм нахождения тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd, Ni) в четвертичных отложениях (голоцен и неоплейстоцен) на территории г. Москвы, закономерностей их содержания в зависимости от времени формирования породы и особенностей ее среды, а также анализе масштабов их распространения в четвертичных отложениях по сравнению с почвенным горизонтом.

Основные задачи исследований заключались:

1. в изучении содержания и распространения тяжелых металлов в четвертичных отложениях территории г. Москвы (региональный уровень) в зависимости от возраста и литологического состава породы.

2. в исследованиях особенностей содержания и форм нахождения тяжелых металлов в четвертичных отложениях и водных горизонтах на примере локального участка современного строительства на территории г. Москвы.

3. в сравнительном анализе накопления масс тяжелых металлов в почвенных горизонтах и четвертичных отложениях в пределах г. Москвы.

Научная новизна работы. Диссертационная работа является одним из первых комплексных исследований, отражающих распределения тяжелых металлов в основных геолого-литологических разностях четвертичных отложений территории г. Москвы.

В работе впервые показано, что четвертичные отложения являются депонирующей средой Cu, Zn, Cd и Ni.

Полученные в работе данные по распределениям и формам нахождения тяжелых металлов в четвертичных отложениях дополняют существующие представления о механизмах миграции и концентрации загрязняющих веществ горных пород на территории г. Москвы;

В работе впервые показана возможность сравнительной количественной оценки загрязнения почвенного покрова, четвертичных отложений и поверхностных вод г. Москвы.

Основные защищаемые положения:

1. Изучено распределение тяжелых металлов в четвертичных отложениях территории г. Москвы. Показано, что их концентрация колеблется в голоцене пределах от 3.1 до 440 мг/кг для меди, от 12 до 1483 мг/кг для цинка, от < 0.02 до 13 мг/кг для кадмия, от 4.2 до 70 мг/кг для никеля, и неоплейстоцене от 1.2 до 34 мг/кг для меди, от 10 до 188 мг/кг для цинка, от < 0.02 до 0.44 мг/кг для кадмия, от 2 до 31 мг/кг для никеля.

2. Подтверждено, что накопление тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd, Ni) в четвертичных отложениях территории г. Москвы определяется литологическим составом горных пород. В глинистых и суглинистых разностях концентрация изученных тяжелых металлов выше, чем в песчаных и супесчаных, что обусловлено их более высокой сорбционной способностью.

3. Методами статистического анализа оценено среднее распределение рассматриваемых тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd, Ni) для различных возрастных и литологических разностей в зависимости от кислотно-щелочного состояния среды.

4. Количественная оценка содержания Cu, Zn, Cd, Ni, в почвенных горизонта и четвертичных отложениях позволила установить, что масса этих элементов, сосредоточенная в четвертичных отложениях, на порядок превышает их массу, находящуюся в почвенных горизонтах г. Москвы.

5. Проведенные исследования показывают, что четвертичные отложения на территории г. Москвы являются основным накопителем и депонентом тяжелых металлов, поступающих в окружающую среду в результате антропогенной нагрузки.

Практическая значимость работы заключается в том, что ее результаты, наряду с другими исследованиями доказали необходимость оценки содержания тяжелых металлов не только в почвенных горизонтах, но и в четвертичных отложениях, что чрезвычайно важно для строительства, сопровождающегося обычно перемещением значительных масс пород, которое необходимо учитывать как один из факторов загрязнения окружающей среды. Полученные при исследовании данные могут быть использованы для дальнейших сравнительных анализов загрязнения четвертичных отложений на территории г. Москвы.

Фактический материал

Работа выполнялась в лаборатории геохимического анализа ГУП «Мосгоргеотрест». В ее основу положенобольшое число образцов почв и четвертичных горных пород, отобранных автором при выполнении плановых работ «Мосгоргеотреста» в различных райнах г. Москвы, и проанализированных им на атомно-абсорбционном спектрофотометре КВАНТ-2А.

Публикация и апробация работы

Результаты исследований докладывались на Четвертой научно-практической конференции «Эко-Real». Раздел «Охрана окружающей среды» - новые подходы и требования к разработке, в 2004 г. (г. Москва), на VII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» в 2005 г. (г. Москва). По теме диссертации опубликовано 4 научные работы, в том числе статья в журнале «Геоэкология» в 2007, № 1.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 294 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 33 рисунка и список литературы, насчитывающий 213 наименований.

Диссертационная работа выполнена под научным руководством доктора геолого-минералогических наук В.П.Зверева во время обучения в заочной аспирантуре Института геоэкологии РАН.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук В.П. Звереву и всему коллективу лаборатории гидрогеоэкологии ИГЭ РАН, и заведующей лабораторией гидрогеоэкологии к. геол.-мин. наук И.В. Галицкой, к. геол.-мин. наук И.А. Костиковой за помощь, критические замечания и доброжелательное отношение. Автор искренне признателен начальнику лаборатории комплексных эколого-геохимических исследований ГУП «Мосгоргеотрест» В.А. Гайнцеву, начальнику лаборатории ГУП «Мосгоргеотрест» Г.И. Виноградовой, геологу ГУП «Мосгоргеотрест» Солнцевой Н.А. за постоянную поддержку и внимание к работе, а также А.М. Кольцову и В.В. Немцову за содействие в оформлении работы.

Краткое содержание работы

Глава 1. Природные условия мегаполиса

Природные условия мегаполиса, ландшафтно-климатические, геологическое строение и гидрогеологические условия территории города изучены достаточно хорошо.

Город Москва находится в зоне подтаежного восточноевропейского ландшафта с умеренно-континентальным климатом.

Москва расположена в центральной части Восточно-Европейской платформы, в пределах приосевой зоны южного крыла Московской синеклизы. По характеру рельефа изучаемая территория представляет собой слабо расчленённую полого-волнистую равнину, пересечённую неглубокими речными долинами. Юго-западная часть города относится к Теплостанской возвышенности, западная и северо-западная – к Смоленско-Московской возвышенности (Москворецко-Яузское междуречье), восточная – к Мещерская низменности.

С северо-запада на юго-восток территорию города пересекает долина р. Москвы. Вместе с долиной р. Яузы они разделяют три ландшафтно-геоморфологические района, естественно соединяя их воедино. Длина реки Москва на территории города составляет более 75 км, ширина долины достигает 30 км, средняя скорость течения реки 0.5 м/с, падение уровня составляет 0.3 м на 1 км. Гидрографическая сеть на территории города Москвы очень насыщенна. Река Москва имеет порядка семидесяти притоков, крупнейшие из которых р.р. Яуза, Сходня, Сетунь. В настоящее время, большая часть мелких рек заключена в коллекторы или совсем засыпаны. Все притоки р. Москвы по водному режиму относятся к типу равнинных. Они мелководны и узки. Питание рек в основном зависит от талых снеговых и дождевых вод, и в меньшей степени от грунтовых вод.

В геологическом структурном отношении территория г. Москвы относится к районам трёхярусного строения. Нижний ярус представляет собой сложнодислоцированные породы кристаллического фундамента, средний - пологозалегающий осадочный чехол (от верхнего докембрия до мезозоя), верхний – это континентальные отложения неоген-четвертичного возраста. При средней степени обнажённости в береговых обрывах речных долин и оврагов наблюдаются выходы четвертичных, реже дочетвертичных отложений.

Четвертичные отложения залегают на неровной поверхности дочетвертичных пород, сформировавшейся в позднекайнозойское время, и подразделяются на неоплейстоцен и голоцен. Эта поверхность представляет собой наклонённую к северу равнину, расчленённую системой паледолин, в основном унаследованных современной речной сетью (пра-Москва, пра-Яуза), но врезанных значительно глубже (до абс. высоты 90 м). Лишь на отдельных участках погребённые долины смещены относительно тальвегов современных долин, ещё реже они пересекают современные водоразделы (например, водораздел реки Москвы). На Теплостанской возвышенности, представляющей собой крупный эрозионный останец, кровля дочетвертичных отложений поднимается до 242 м. Мощность четвертичных отложений изменяется в широких пределах; на крутых склонах местами они отсутствуют. Минимальные мощности (5 - 10 м) наблюдаются на Теплостанской возвышенности. Максимальные мощности приурочены к палеодолинам (до 50 - 70 м) и к зонам краевых ледниковых образований (до 80 - 85 м на северо-западе, на южном склоне Клинско-Дмитровской гряды). Основные геолого-генетические комплексы четвертичных отложений приведены в работе.

Чередование карбонатных и глинистых пород в толще каменноугольных отложений определяет наличие здесь многоэтажной водонапорной системы. К каменноугольным отложениям приурочены водоносные горизонты и комплексы, служащие источниками централизованного водоснабжения всей описываемый территории.

Четвертичные гидрогеологические подразделения получают питание за счёт инфильтрации атмосферных осадков, а разгрузка их происходит в современную речную сеть. На эту естественную картину накладывает отпечаток градопромышленный комплекс, сбрасывая или теряя из коммуникаций промышленно-хозяйственные воды или проводя водопонижения на крупных строительных площадках в окружении сетей метро, что часто составляет около половины приходной статьи баланса.

В пределах г. Москвы грунтовые воды распространены и изменены повсеместно. В районах старой Москвы и особенно в пределах Садового кольца наблюдается стойкое повышение уровня, достигающее на отдельных участках 9 м. В то же время в других районах отмечено понижение уровня, связанное с водоотливом установок метрополитена.

На значительных территориях изменён в сторону увеличения температурный режим подземных вод и их химический состав.

Современные условия города существенно изменили естественное питание и разгрузку подземных вод. В классическом представлении, подземные воды формируются просачивающимися атмосферными осадками, выпадающими в виде дождя и снега на обширные водораздельные пространства, что существенно зависит и от климата региона, открытости места. На заселенных пространствах питание грунтовых вод больше, а на открытых меньше, что связано с более высокой инсоляцией и скоростью таяния снега, при которой талые воды не успевают просочиться в почву и сбегают в реки.

Глава 2. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами

Москва – город с большими промышленными мощностями, насыщенной транспортной сетью, сильно развитой инфраструктурой и многочисленным населением. Одними из основных загрязнителей территории города являются тяжелые металлы: медь, цинк, кадмий, никель и их соединения. Источники загрязнения окружающей среды находятся повсеместно и их насыщенность очень велика, это отходы промышленной, транспортной, коммунально-бытовой, сельскохозяйственной деятельности и средства химизации.

Большей частью источники загрязнения носят комплексный характер, т.е. формируют несколько видов отходов, попадающих в объекты окружающей среды, и разделяются на точечные и неточечные, которые в свою очередь подразделяются на площадные и линейные. Также источники воздействия классифицируются по режиму внесения как спонтанные, постоянные и цикличные большинство видов деятельности относится к источникам постоянного типа.

Pages:     || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»