Алматы 2017 январь
жүктеу/скачать 28,19 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Результаты химических анализов проб (среднее за 2015 год)
- Гидрохимические показатели поверхностных вод реки Илек
- Исследование верхнего горизонта почвы на содержание тяжелых металлов
- Өнеркәсіптік қалаларының ландшафтың геохимиялық талдау Түйіндеме.
- Landscape-geochemical analysis of industrial cities Summary
● Жер туралы ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 31 Методология. Основной метод анализа состояния территории – ландшафтно-геохимический, который включает синтез сведений о компонентах. Анализ вещественного состава геосистем пред- ставляет особую важность в разработке ландшафтно-геохимических проблем регионов промышлен- ного освоения [4]. Задача исследования структуры и динамики геосистем Актюбинской агломерации особенно актуальна в связи с постоянным ростом и расширением производства черной и цветной металлургии, что предопределяет особую значимость оценки экологических рисков. Неизбежные, при росте тех- ногенного воздействия, изменения структуры геосистем проявляются, в том числе и в изменении их химических параметров под влиянием механических нарушений и загрязнения [4]. Поэтому знание ландшафтно-геохимических особенностей и химического состава компонентов геосистем, их метабо- лизма необходимо для обоснования и эффективного проведения экологического мониторинга про- мышленных регионов. Анализ. Наше исследование носит площадный характер и затрагивает практически все геоси- стемы Актюбинской агломерации. Для более детального изучения Актюбинской агломерации по пе- риметру были заложены ключевые участки для отбора проб с поверхностных вод и верхнего гори- зонта почвенного покрова, по итогам составлена карта ключевых участков (рисунок 2) .
Рис. 2. Карта ключевых участков
Большому изучению подвергалась Юго-Западная часть города Актобе, где сосредоточено наибольшее количество промышленных предприятий, и Южная часть, где проживает большее число населения. По характеру использования территории города было проведено зонирование. По данным наших исследований выделено пять зон: селитебная, промышленная, сельскохозяйственная, транс- портная, зеленая зона. Результатом явилась карта функционального зонирования масштаба 1:120 000 и карта масштаба 1:25 000 (рисунок 3). ● Науки о Земле
№1 2017 Вестник КазНИТУ 32
Процесс миграции химических элементов зависит от вида элементарных ландшафтов (типов местоположений), которые представлены элювиальными, трансэлювиальными, аккумулятивными, элювиально-аккумулятивными, транс-аккумулятивными, супераквальными, аквальными ландшафта- ми. Выделенные ряды элементарных ландшафтов находятся в тесной взаимосвязи с крутизной по- верхности, которая является важнейшей характеристикой ландшафта. Угол склона в значительной степени определяет соотношение между миграцией веществ во взвешенном и растворенном состоя- нии, влияет на скорость водообмена в ландшафте и окислительно-восстановительные процессы [5]. Загрязнение окружающей среды в условиях большого промышленного города можно разделить на три группы: выбросы в атмосферу, стоки (сбросы), твердые и жидкие отходы. Выбросы в атмо- сферу приводят в свою очередь к загрязнению воздушной среды, почв, растительности, поверхност- ных вод. Стоки (сбросы) в виде потоков, содержащие загрязняющие вещества, химические элементы вместе с промышленными и коммунальными водами поступают в водные источники. В ходе мигра- ции загрязняющих веществ, находящихся в водах, в виде токсикантов поступают в пищу, потребляе- мую человеком и животными, таким образом, воздействуя на здоровье и жизнедеятельность послед- них. Твердые и жидкие отходы, накапливающиеся в открытых хранилищах, на свалках, в отвалах также воздействуют на окружающую среду. За счет смыва хвостохранилищ талыми и дождевыми водами загрязняются почвы, поверхностные водотоки. Расчлененный рельеф г. Актобе, характерный для городской территории, уклоны в сторону реки Илек способствуют сбросу вод в бассейн. Источником загрязнения вод являются промышленные предприятия и объекты коммунально- бытового назначения. Крупные основные промышленные объекты расположены в основном вблизи водоемов, вследствие этого происходит загрязнение вод как бытовым мусором (свалка на пойме реки Жинишке), так и производственным, отходами животноводства и т.д. Основными предприятиями- загрязнителями являются: Актюбинский завод хромовых соединений (АЗХС), Актюбинский завод ферросплавов (АЗФ), АО «ТНК КазХром» на пойменных и припойменных террасах реки Илек, «Актобе ТЭЦ», «Акбулак», АО «Актюбрентген», АО «Актюбинский завод нефтяного оборудования», производство алкогольных напитков ТОО «Геом», ТОО «Омирбек», ТОО «Бахтияр» и др. мелкие производства пищевой промышленности [6]. При исследовании нами поверхностных вод в промышленной зоне (р.Жинишке, р.Сазды, р.Каргалы) установлен широкий круг химических элементов в водных системах и выполнена оценка загрязнения водной среды до саниторно-защитной зоны, и после санитарно-защитной зоны. Детально изучены вопросы техногенного загрязнения поверхностных вод р.Сазды и р.Женишке солями, тяже- лыми металлами и другими загрязнителями до впадения в основное русло реки Илек таблица 1,2.
● Жер туралы ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 33 Таблица 1. Результаты химических анализов проб (среднее за 2015 год) Наименования Веществ (мг/л) Район Юго- Восток р. Жинишке участок №3 до пром.зоны Район Промзона р. Жинишке участок №4 после пред. Район Промзона река Илек участок №6 Наименование действующих норм актов 1 2 3 4 6 Мутность 0,1
2,4 1,42
ГОСТ-26499.1 Цветность 18,1 44
24 - Окисляемость 3,2 3,2
3,7 - рН 7,1 7,8
8,1 - Щелочность 3,1 4,1
4,0 - Полифосфатность 0,01 0,01
0,01 ГОСТ-18309-72 Общая жёсткость 4,1
5,1 5,5
ГОСТ-4151-72 Аммиак
0,03 н/о
0,1 ГОСТ-4192-48 Нитрат 38
43 46
ГОСТ-18826-73 Хлориды 112 87
107 ГОСТ-4245-72 Сульфаты 130
189 141
ГОСТ-4389-72 Железо
н/о 0,02
0,08 ГОСТ-4011-72 Медь 0,09
0,22 0, 21
ГОСТ-4388-72 Марганец 0,050-0,01 0,053-0,03 0,050-0,04 ГОСТ4974-72 Фтор 0,011
0,1 0, 1
ГОСТ-4386-72 Хром
0,22 0,6
0,85 ГОСТ 31956-2012 Бор н/о
0,15 0,29
ГОСТ 52109-2003
Таблица 2. Результаты химических анализов проб (среднее за 2015 год) Наименования
веществ
Район Авиагородка р. Сазды участок №1 Район Кирпичный р. Каргалы участок №5 Район 41 станции река Илек после Актюб.водохр №2
Наименование действующих норм. актов 1 2 3 4 6 Мутность 2,3
0,8 1,23
ГОСТ-26499.1 Цветность 39,5 17
27 - Окисляемость 3,8 0,8
5,9 - рН 7,8 7,1
8,2 - Щелочность 3,5 1,8
4,1 - Полифосфатность 0,02 - 0,03 ГОСТ-18309-72 Общая жёсткость 6 1,8
4,9 ГОСТ-4151-72 Аммиак 0,04
н/о 0,2
ГОСТ-4192-48 Нитрат
38 35
35 ГОСТ-18826-73 Хлориды 125
95 110
ГОСТ-4245-72 Сульфаты 175 195
144 ГОСТ-4389-72 Железо н/о
0,02 н/о
ГОСТ-4011-72 Медь
0,34 0, 4
0,24 ГОСТ-4388-72 Марганец 0,050-0,04 0,053-0,05 0,050-0,04 ГОСТ4974-72 Фтор
0,15 0,1
0,2 ГОСТ-4386-72 Хром 0,07
0,04 0,1
ГОСТ 31956-2012 Бор
- 0,05
0,5 ГОСТ 52109-2003
● Науки о Земле
№1 2017 Вестник КазНИТУ 34 Основными водотоками, дренирующими промышленно-селитебную зону города, являются: р. Илек и её притоки 1 порядка: р. Сазды, р. Жинишке, р. Каргалы. Бассейны этих рек имеют высокую степень антропогенного освоения. Микроэлементный состав вод поверхностных водотоков разнооб- разен и отражает не столько состав водовмещающих пород, сколько промышленных и бытовых сто- ков, поступающих в их русла. Миграция микроэлементов в поверхностных водах происходит в виде двух форм: взвешенной и растворенной. Анализ микроэлементного состава поверхностных вод пока- зывает, что концентрация тяжелых металлов в них превышает фоновое значение в несколько раз. Воды р.Сазды и р.Женишке имеют наиболее высокие степени концентрирования в растворимой форме. Это, по-видимому, связано с метеоусловиями в весенний и осенний периоды наблюдений. В период стабилизации водного режима рек и отсутствия поверхностного стока сильного изменения концентраций микроэлементного состава не наблюдается. Это говорит о том, что главным фактором, влияющим на изменение концентраций микроэлементов в поверхностных водотоках, дренирующих промышленно-селитебную зону, является поверхностный сток с антропогенных территорий [5, с. 185]. Сбросы жидких отходов предприятий носят локальный характер и не имеют таких масштабов как ливневый сток с поверхности территории города и промышленных зон в речную сеть. По результатам анализов был составлен расчет ИЗВ поверхностных вод реки Илек до входа в Ак- тюбинскую агломерацию (ключевой участок №2) и после выхода (ключевой участок №6) (таблица 3). Анализ расчета показал резкое увеличение ИЗВ в р. Илек при выходе из городской агломера- ции, где основными источника является металлургия, горно-перерабатывающая промышленность и урбанизация, что относится к 6 классу загрязнения.
Таблица 3. Гидрохимические показатели поверхностных вод реки Илек № кл.
уч. Наименование участка вдоль реки Илек
ИЗВ Ингредиенты и показатели качества воды
Средняя концентра- ция мг/л Кратность превы- шения ПДК 1 р. Илек, до города Актобе, в 2 км ниже Ак- тюб.водохр. 4,49
БПК5 2,52
0,84 Кислород 11,32 0,53
Медь 0,011
11,00 Фенолы
0,002 2,00
Аммонийные ионы 1,144
2,29 Бор
0,482 24,1
Хром 0,04
2 4 р. Илек, ниже по течению на 3 км после впадения р.Жинишке 8,26
БПК5 2,01
0,67 Кислород 9,92 0,60
Фенолы 0,002
2,00 Медь
0,031 31,00
Аммонийные ионы 1,375
2,75 Бор
0,213 12,53
Хром 0,1
10
Глубокие изменения на территории агломерации претерпевают почвы. Главным признаком этих изменений является изменение почвообразовательных процессов: функционирования почвы, накопление гумуса. Процесс формирования естественной педомассы в городе изменен на 70-80%, отсутствие мортмассы, снижение дополнительного внесения питательных веществ, снижение про- центного соотношения дольных веществ. Под воздействием техногенеза в почвах г. Актобе снизилась объемная масса естественной почвы, изменилась структурная часть почвенных горизонтов, увеличи- вается содержание тонкодисперсных частиц и происходит их интенсивный вынос по почвенному профилю, изменяются окислительно-восстановительные, щелочно-кислотные условия и формируют- ся новые геохимические барьеры, не характерные для зональных свойств почвы. Исчезают почвы го- ризонта А, появляются новые, привнесенные насыпкой грунтов. Меняется естественно-зональная почвенно-геохимическая обстановка. Так в почвах Юго-Западной окраин г. Актобе изменилось про- центное соотношение питательных веществ, увеличились продукты распада хрома, бора, железа. Именно с этими процессами связано снижение продуктивности дачных сельхозпродуктов. ● Жер туралы ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 35 Вопрос выброса выхлопных газов автотранспортом на придорожную полосу занимает важное место в загрязнении окружающей среды. По периметру агломерации было золежено 4 ключевых участка для отбора проб с верхнего горизонта почвы (рисунок 2). Пробы почв, на анализ составляющих компонентов, отбирались на максимальном расстоянии – (50-150 м) от дороги – и сгруппированы по глубине отбора таким образом: 0-10 см, 10-20 см. В придорожной полосе автотрасс интенсивно накапливаются: свинец, цинк, медь, хром, фтор. Содержание свинца, меди, хрома снижается в пробах по мере удаления от бровки дороги, но на рас- стоянии 50 м и далее до 150 м содержание остается неизменным. Автодороги наиболее загрязняют почву свинцом. Содержание свинца на расстоянии первых 10 м превышает фоновое в 2,5 раза, далее оно падает и к 125 м составляет 2 фона. В почвенных пробах, отобранных непосредственно у дороги, содержание свинца увеличивается (до 1,5 мг/кг). А в целом, придорожная полоса объездных трасс загрязнена свинцом значительно сильнее, чем в центральных районах города. На участке автодорог промышленной зона ( проспект 312 стр.девизии), огибающий город Актобе наблюдается наибольшая степень загрязнения свинцом придорожных полос, а также значительно высо- кая концентрация хрома, ионов железа и цинка, очевидно это связано с непосредственной близостью ис- точников выбросов микрополлютантов в атмосферу (АЗХС, АЗФ, Актюб.Рентген завод). Для определения тяжелых металлов с проб ключевых участков, использовались количествен- ные атомно-абсорбционные методы. При малых количествах микрокомпонентов применялось кон- центрирование. По результатам детального анализа почвы на ключевых участках в городе Актобе, нами были вы- явлены превышения ПДК по кадмию, свинцу, меди, цинку и хрому на границах санитарно-защитных зон крупных промышленных предприятий и в районах крупных автомагистралей (таблица 4).
Таблица 4. Исследование верхнего горизонта почвы на содержание тяжелых металлов Ключевые участки
Среднее за 2015 год кадмий свинец
медь хром
цинк мг/кг Qпдк мг/кг Qпдк мг/кг Qпдк вмг/кг Qпдк
мг/кг Qпдк Главная автомагистраль ключ №7 0,25
0,45 25,45
0,8 10,10
0,3 2,25
0,5 18,01
0,91 Цент города №8 0,07 0,1
12,01 0,4
9,72 0,3
3,31 0,5
11,20 0,3
Авиагородок №1 0,10
0,3 95,1
2,5 7,87
0,2 1,60
0,3 4,83
0,21 Объездная трасса №9 0,09 0,2
11,65 0,5
10,75 0,35
2,05 0,3
8,10 0,30
р-н Завода АЗФ, АЗХС №10 0,09
0,2 30,55
1,1 70,67
2,0 10,39
2,0 29,40
1,54 Примечании: Q – кратность превышения ПДК
Опасными по своим токсическим свойствам являются неприродные соединения таких хими- ческих элементов как цинк, медь, мышьяк, хром, никель и др. Почти все они обнаружены на террито- рии города. Наиболее высока их концентрация в Юго-Западной части города, где сосредоточены промышленные преприятия и густая застройка селитебной зоны, а также интенсивное движение ав- тотранспорта. Все химические элементы по степени вредности и канцерогенным свойствам воздействия на окружающую среду подразделяются на 4 класса [7]. При территориальной характеристике аномалий тяжелых металлов, проводится многоэлемен- тное выявление аномалий тяжелых металлов, определение концентрации по классам опасности и по суммарному загрязнению всех выявленных в почвах химических элементов, таким образом выяв- ляются площади суммарного показателя загрязнения (СПЗ). Площади СПЗ по значению содержания в них химических элементов делятся на слабо загряз- ненные, сильно загрязненные и экстремально загрязненные ландшафты [8]. На основе карты функци- онального зонирования составлена ландшафтно-геохимическая карта масштаба 1:10 000 (рисунок 4).
● Науки о Земле
№1 2017 Вестник КазНИТУ 36
Рис. 4. Ландшафтно-геохимическая карта функционального зонирования Актюбинской агломерации Вывод. Фактически в каждой зоне нарушены экологические условия. Так, в селитебной зоне строительство ведется с ограниченными возможностями организации зеленых зон, зон отдыха, раз- мещения спортивных площадок. Пространственно дифференцирующую роль техногенных компонентов в процессах техногене- за внутри города Актобе связана с их внутрифоновыми вариациями, создаваемыми разностью между действительными и фоновыми (оптимальными) параметрами техногенеза в различных ее частях. В пределах городской системы расположенной в среднем течении реки Илек, техногенно- преобразованная дифференциация будет формироваться в зависимости от характера ведущих техно- генных процессов (ядра техногенеза) и степени интенсивности влияния этих факторов (т.е. продуктов техногенеза). Узоры пространственных границ техногенных факторов соответствуют влиянию ин- тенсивности техногенных ядер (АЗХС, АЗФ, Актюб.Рентген завод и др.)
ЛИТЕРАТУРА [1] Национальный Атлас Республики Казахстан. Том 1. Природные условия и ресурсы. – Алматы, 2010. [2] Статистический сборник. Промышленность Актюбинской области и её регионов. – Алматы, 2011. 231с. [3] Берденов Ж.Г., Керимбай Н.Н., Джаналеева Г.М. Ландшафтно-геохимические особенности зон техно- генного загрязнения Актюбинской агломерации // Вестник КазНУ им. Аль-Фараби. Серия географическая. – 2015. – №2 (41). – С. 296-308. [4] Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. – М.: 1999. [5] Касимов Н.С. Экогеохимия городских ландшафтов. –М.: 1995. 336с. [6] Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Республики Казахстан за 2015 год.// Министерство ОС и водных ресурсов РК, Департамент экологического мониторинга РГП «Казгидромет». -Актобе 2016г. [7] Опекунов А.Ю. Экологическое нормирование. - Спб.: ВНИИ Океанологии, 2001. – С. 124-146. [8] Ронов А. Б., Ермишкина А. И., Методика составления количественной ландшафтно-геохимической карты, «Доклады АН СССР». М.: 1953, т. 91, № 5;
● Жер туралы ғылымдар
ҚазҰТЗУ хабаршысы №1 2017 37 Берденов Ж.Г., Мендыбаев Е.Х., Емин Атасой Өнеркәсіптік қалаларының ландшафтың геохимиялық талдау Түйіндеме. Өнеркәсіптік қалалардың ландшафттық-геохимиялық талдау ерекше қызығушылық болып табылады. Мақала зерттеу ауданы жер үсті суларының гидрохимиялық құрамы зерттелген топырақтың микроэ- лементтер құрамы сипаттайды. Ландшафттық-геохимиялық талдау Ақтөбе агломерациясын өткізілген, техно- гендік факторлардың қарқындылығы дәрежесіне қалалық қоршаған ортаның жай-тәуелділігі. Түйін сөздер: геожүйе; экологиялық және географиялық жіктеу; технологиялық аномалия.
Berdenov Zh.G., Mendybayev E.H., Emin Atasoy Landscape-geochemical analysis of industrial cities Summary. Landscape-geochemical analysis of industrial cities are on particular interest. The article describes the trace element composition of soils investigated in hydrochemical composition of surface waters isleduemoy territo- ry. Spend a landscape-geochemical analysis Aktobe agglomeration, the dependence of the state the urban environment on the degree of intensity the technogenic factors. жүктеу/скачать 28,19 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|