WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

В суглинке морены днепровского оледенения на территории Смоленско-Московской возвышенности с понижением абсолютной отметки слоя наблюдается снижение рН среды в сторону сильнощелочной реакции (от 6.7 до 7.3). С возрастанием щелочности грунтов просматривается накопление тяжелых металлом: медь и цинк (с 14.8 мг/кг до 15.4 мг/кг и с 37.2 мг/кг до 48.2 мг/кг), кадмий и никель (с 0.037 мг/кг до 0.081 мг/кг и с 14.1 мг/кг до 17.2 мг/кг). Увеличение концентрации связано не только с процессами, идущими внутри слоя, но, безусловно, и с внешними факторами – в скважине № 7 суглинок морены днепровского оледенения подстилает песок древнего аллювия 3ей надпойменной террасы р. Москвы, и, согласно имеющемуся разрезу, являются сорбентами основной массы элементов, фильтрующимися через пески Ходынской террасы.

Значение рН в вертикальном разрезе зачастую меняется от щелочного до кислого состояния среды, и, в свою очередь, характеризуется чаще: возрастом, литологией и гидрологическими процессами участка. Так, в долине реки Москва, наблюдается нейтральная и близкая к нейтральной реакция во всей толще четвертичных отложений в силу песчанистого разреза. При таком разрезе на участке будет преобладать вертикальное просачивание вод. Разрез скважины наглядно демонстрирует связь содержания тяжелых металлов с литологией слоя. Так, супеси, хоть и представляют собой линзы в толще песка четвертичного аллювия, но, всеже, характеризуются сопоставимыми концентрациями изучаемых компонентов.

Представленные колонки скважин №№ 15, 16 наглядно демонстрируют зависимость содержания меди, цинка, кадмия и никеля в суглинке морены днепровского оледенения от рН среды. С понижением кислотности от рН=6.2 рН=5.1 снижается и концентрация изучаемых элементов - для меди с 16.8 мг/кг до 11.7 мг/кг, цинка с 36.5 мг/кг до 35.5 мг/кг, кадмия с 0.13 мг/кг до 0.06 мг/кг, никеля с 18.4 мг/кг до 14.8 мг/кг.

Полученные результаты позволяют заключить, что содержание тяжелых металлов в отложениях неоплейстоцена и голоцена несколько ниже их средних концентраций в почвенных горизонтах г. Москва, но существенно выше, чем их Кларки в литосфере (Заволокина С.В., 2005).

Наибольшие концентрации меди, цинка и кадмия зафиксированы в отложениях голоцена, что характерно для всех литологических типов и различного кислотно-щелочного состояния среды. Слабее эта тенденция выражена для никеля, концентрация которого более стабильна в разрезе.

В отложениях неоплейстоцена содержание меди, цинка и кадмия примерно в два раза ниже, чем для голоцена. Это связано с тем, что последние на значительной территории города имеет техногенное происхождение, и содержание в них тяжелых металлов зависит от двух причин: от захвата их во время образования, и в результате поступления с нисходящими потоками инфильтрующихся вод из почв, содержащих более высокие концентрации тяжелых металлов.

Глава 5. Комплексная оценка эколого-геохимических условий территории г. Москвы

В результате проведенных исследований химического состава грунтов четвертичных отложений, данные которых сведены в таблицу, представленную в главе 4 диссертационной работы, мы получили возможность оценить масштабы накопления меди, цинка, кадмия и никеля в толще голоцена и неоплейстоцена, а также сравнить их с объемом этих же элементов, выносимым р. Москвой с территории г. Москвы.

На основе данных, представленных в книге «Москва: геология и город», а также знаний приобретенных в ходе работы в ГУП «Мосгоргеотрест» стало возможным посчитать средние мощности всех двенадцати основных литолого-генетических горизонтов.

Масса меди, цинка, кадмия и никеля в четвертичных отложениях г. Москвы. Полученные данные о содержании меди, цинка, кадмия и никеля в четвертичных отложениях, найденные для всех двенадцати основных литолого-генетических горизонтов, позволили оценить масштабы накопления их в толще голоцена и неоплейстоцена. Для каждого литолого-генетического горизонта были выделены и количественно определены площади их распространения и средние мощности, на основании которых вычислены объемы и масса горных пород (табл. 5.1).

Таблица 5.1.

Масса меди, цинка, кадмия и никеля в четвертичных отложениях г. Москвы.

Возраст и генезис происхождения горных пород

Площадь распространения, км2

Средняя мощность, м

Масса горных пород, 109т

Масса тяжелых металлов 109г

Cu

Zn

Cd

Ni

Голоцен K-QIV

900.0

6.70

11.34

213.99

1090.57

1.59

121.22

неоплейстоцен

a-QIII2

253.0

6.13

2.91

8.79

68.76

0.03

6.78

a-QIII1

506.6

6.47

6.16

24.15

120

0.12

18.54

ak-j-QIII1

300.0

2.30

1.29

4.55

36.95

0.01

6.53

Ih-QIIImik

143.0

2.70

0.73

1.92

11.63

0.01

3.96

pr-QII-III

631.0

1.54

1.82

21.06

120.85

0.09

26.61

f-QIIms

904.0

2.80

4.75

38.14

180.6

0.24

49.83

g-QIIms

853.0

3.61

5.79

10.54

49.85

0.06

9.32

lgl-QIIId-m

56.7

1.87

1.99

10.73

60.46

0.02

14.93

f-QIId-m

310.0

3.60

2.10

18.75

130.87

0.06

25.10

g-QIId

205.0

4.99

1.92

22.31

80.83

0.12

27.21

f-QIIo-d

131.5

8.81

2.18

11.12

47.11

0.02

11.53

Четвертичные отложения

21.85

42.99

386.05

1998.48

2.37

321.56

Расчет массы тяжелых металлов () проводился по следующей формуле:

(5.1.)

где:

- масса горных пород i-го возраста и генезиса происхождения,

- среднее содержание химического элемента горной породе i-го возраста и генезиса происхождения.

Масса горных пород i-го возраста и генезиса происхождения () рассчитывалась по следующей формуле:

(5.2.)

где:

Si - площадь распространения горной породы i-го возраста и генезиса происхождения,

Hi - средняя мощность горной породы i-го возраста и генезиса происхождения,

- плотность четвертичных отложений.

Плотность четвертичных отложений принята как среднее для песков, супесей, суглинков и глин – 1,88 г/см3. Была также оценена распространенность в каждом горизонте основных литологических разностей: песков, супесей, суглинков и глин, а также кислотно-щелочного состояния породы.

Расчет средних концентраций производился на основе метода нахождения долей. Так, распространение кислой и щелочной сред во всех горных породах четвертичных отложений различного возраста и генезиса приблизительно одинаково. В силу этого мы взяли их соотношение, как 30 % кислых пород и 70 % щелочных. Соотношение литологических разностей принималось в зависимости от возраста и генезиса пород на основе литературных данных и данных полученных в ходе работы в ГУП «Мосгоргеотрест».

Голоцен. Современные отложения QIV.Техногенный (насыпной) слой (k-QIV) на территории города Москвы содержит приблизительно 30 % песков, 20 % супеси, 20 % суглинков и 30 % глины (антропогенные включения не учитывались, так как в большинстве своем имеют незначительную долю).

Неоплейстоцен. Верхнечетвертичные отложения QIII. Древний аллювий 2ой надпойменной (Мневниковской) террасы р. Москвы (a-QIII2) в основном в своем составе содержит песок – 20 % и в незначительных количествах суглинок – 5 % и глину – 5 %. Для древнего аллювия 3ей надпойменной (Ходынской) террасы р. Москвы приняли, что он полностью состоит из песка. Состав древнего аллювия клязьмо-яузского протока (ak-j-QIII1) – это 90 % песка, 3 % супеси, 4 % суглинка и 3 % глины. Озерно-болотные отложения времени микулинского межледниковья (lh-QIIImik) содержат 50 % песка, 25 % супеси и 25 % глины.

Среднечетвертичные отложения QII. Покровные отложения (pr-QII-III) в основном состоят из суглинков – 90 % и в равных долях из супеси и глины. Флювиогляциальные водно-ледниковые отложения московского оледенения (f-QIIms) содержат 75 % песка, 10 % супеси, 10 % суглинка и 5 % глины. Состав морены московского оледенения (g-QIIms) – это по 30 % супеси и суглинка, по 20 % песка и глины. Озерно-ледниковые отложения между днепровским и московским оледенениями (одинцовского межледниковья) (lgl-QIId-m) состоят из 70 % глины и равных долей песка, супеси и суглинка. Флювиогляциальные водно-ледниковые отложения (f-QIId-m) – 75 % песка, по 10 % супеси и суглинка, 5 % глины. Морена днепровского оледенения (g-QIId) в основном состоит из суглинка (80 %) и в равных частях из супеси и глины. Флювиогляциальные водно-ледниковые отложения (f-QIIo-d) содержат 90 % песка, по 3 % супеси и глины, 4 % суглинка.

При ведении расчета средних концентраций, как было сказано выше, учитывалось соотношение литологических разностей. Но как видно из таблиц 4.1. и 4.2., не для каждой из них были получены средние значения в силу отсутствия необходимого объема данных. В этом случае эта литологическая разность в расчете не принимала участие, но ее доля учитывалась. Общая формула расчета среднего содержания для каждого химического элемента в горной породе имеет вид:

(5.3.)

где:

- среднее содержание химического элемента горной породе i-го возраста и генезиса происхождения,

wк.с. – доля горных пород с кислой средой,

wщ.с. – доля горных пород с щелочной средой,

wij – доля j-ой литологической разности горной породы i-го возраста и генезиса происхождения,

Сij – среднее содержание химического элемента j-ой литологической разности горной породы i-го возраста и генезиса происхождения.

На основании выше изложенных данных, а также данных о средних концентрациях тяжелых металлов (Cu, Zn, Cd и Ni) в основных литологических разностях для каждого из 12 выделенных горизонтов были рассчитаны массы содержащихся в них, а также во всей четвертичной толще, меди, цинка, кадмия и никеля, приведенные в таблице 5.1.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |






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