Эколого-геохимические особенности техногенных ландшафтов Большого Кавказа: на примере западной части Передового хребта тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат географических наук Алампиева, Елена Владимировна

  • Алампиева, Елена Владимировна
  • кандидат географических науккандидат географических наук
  • 2014, Санкт-ПетербургСанкт-Петербург
  • Специальность ВАК РФ25.00.36
  • Количество страниц 174
Алампиева, Елена Владимировна. Эколого-геохимические особенности техногенных ландшафтов Большого Кавказа: на примере западной части Передового хребта: дис. кандидат географических наук: 25.00.36 - Геоэкология. Санкт-Петербург. 2014. 174 с.

Оглавление диссертации кандидат географических наук Алампиева, Елена Владимировна

Содержание

Глава 1. Ландшафты горной территории западной части Передового хребта

Большого Кавказа

1.1. Природные ландшафты

1.2. Техногенные ландшафты

Глава 2. Источники формирования техногенных ландшафтов района исследования

2.1. Географическое и геологическое положение района месторождения и ГОКа

2.2. Минеральный состав пород и руд Урупского месторождения

2.3. Складирование отходов деятельности ГОКа

Глава 3. Эколого-геохимическая характеристика продуктов переработки Урупского ГОКа

3.1. Процессы гипергенеза в хвостах УГОКа

3.2. Геохимическая характеристика хвостов и подвижные формы химических элементов в них

3.3. Потенциальная опасность загрязнения окружающей среды токсикантами

Глава 4. Влияние хвостохранилища на водную систему района

4.1. География водной сети района

4.2. Химические элементы в питьевых водах

4.3. Геохимическая характеристика водной системы р. Уруп

Глава 5. Токсиканты в почвах и растительности техногенного ландшафта района

5.1. Геохимия почв района

5.2. Геохимия растительности

Заключение

Литература

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Геоэкология», 25.00.36 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Эколого-геохимические особенности техногенных ландшафтов Большого Кавказа: на примере западной части Передового хребта»

Введение

Актуальность работы. В условиях нарастающего влияния техногенеза постепенно изменяются геохимические особенности природных ландшафтов. При этом природные равновесия, устанавливавшиеся в течение длительного времени (до миллионов лет), нарушаются человеком в пределах нескольких столетий (Пере-льман, Касимов, 1994; Глазовская, 1997).

В последние полвека при переработке руд месторождений полезных ископаемых формируются так называемые техногенные ландшафты (Перельман, Касимов, 1999; Алексеенко, 2006).

Хвостохранилища месторождений полезных ископаемых — техногенные источники, загрязняющие окружающий ландшафт, которые в условиях гипергенеза осуществляются посредством ветровой, водной и биогенной эрозии, которые приводят к формированию техногенных почвенных и биогеохимических аномалий, изменению состава вод, формированию техногенных ландшафтов. Физико-химические процессы происходят в зонах складирования отвалов, в результате которых возникают новые минеральные фазы, изменяются формы нахождения химических элементов — они переходят в подвижное состояние, легко мигрируют на окружающие почвы и растения, поступают в воды. Потоки вещества из отходов горнорудного производства могут полностью изменять состояние среды жизнедеятельности, отрицательно влияя на биоценозы, развитие живых организмов, в том числе и человека (Алампиева, Панова, 2012).

Оценка состояния природного ландшафта и влияние техногенных источников загрязнения на окружающую среду, минерально-геохимических особенностей руд и отвалов, геохимические особенности почв и растений техногенных ландшафтов района исследования и оценка размера техногенных почвенных и биогеохимических аномалий в районе исследования проведено впервые для района Урупского ГОКа.

Диссертационное исследование соответствует пунктам 5-7, 11, 12 паспорта специальности 25.00.36 — геоэкология (науки о Земле).

Объектом исследования являются природный ландшафт и техногенный, возникший в процессе эксплуатации горно-рудных предприятий (хвосты — как источник загрязнения, водоотводная система хвостового хозяйства, попадающая в водную систему исследуемого района, прилегающие к хвостохранилищу почвы и произрастающие на них растения).

Предмет исследования — поведение химических элементов в хвостохрани-лищах и водах исследуемого района, прилегающих почвах и растениях.

Цель: выявление накопления химических элементов в зоне техногенных ландшафтов, источником формирования которых являются хвостохранилища медно-колчеданных месторождений (на примере Урупского ГОКа).

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- оценка состояния природного ландшафта (смешанного типа) исследуемого района;

- оценить влияние техногенных источников загрязнения окружающей среды района на природный ландшафт горной территории западной части Передового хребта Большого Кавказа;

- исследовать поведение химических элементов в водной системе района;

- выявить геохимические особенности почв и растений техногенных ландшафтов района исследования и оценить размер техногенных почвенных и биогеохимических аномалий.

Теоретической и методологической основой диссертации являются конструктивные идеи и результаты исследования отечественных и зарубежных специалистов в области географии, геохимии ландшафта, геоэкологии и экологии: В. В. Адушкина, В. А. Алексеенко, Н. Н. Акинфиева, Л. Д. Баронецкой, В. Н. Баш-кина, М. С. Вдовец, В. И. Вернадского, О. А. Воейковой, В. В. Гавриленко, А. М. Гальперина, Г. Гокеля, М. А. Глазовской, Р. В. Голевой, И. В. Гольдмахера, Б. А. Горлицкого, В. В. Добровольского, В. С. Зайцева, В. П. Зверевой, В. В. Иванова, А. А. Каздыма, Н. С. Касимова, Ю. В. Кириченко, А. Л. Ковалевского, Р. И. Конева, Н. Е. Кошелевой, А. И. Кривцова, И. И. Куприяновой, В. К. Лукашева, К. И.

Лукашева, В. И. Макарова, Б. Н. Маринова, А. А. Мигдисова, 3. Г. Мирзехановой, Ю. С. Мун, С. А. Несмеянова, М. И. Новиковой, Г. А. Олейниковой, И. С. Осмоловским, И. Г. Павловой, Е. Г. Пановой, А. И. Перельмана, Б. Б. Полынова, В. Н. Пучкова, А. Б. Ронова, Ю. Е. Саета, А. А. Саукова, И. Б. Серавкина, В. Н. Удачи-на, А. Е. Ферсмана, В. Ферстера, Р. М. Халматова, Г. Т. Шафигуллиной, В. М. Швец, Е. П. Шпанова, Т. Н. Шуриги, JI. К. Яхонтовой, и личные исследования и разработки автора.

Фактический материал и методы исследования. В основу диссертации легли результаты сбора материала автором на полевых работах в условиях семейства карпатско-кавказского семейства ландшафтов (горно-лесной, луговой аллювиальной, альпийской ландшафтно-геохимических зон) района исследования (20082013 гг.). Изучены и проанализированы материалы проведенных на месторождении работ, методика извлечения полезных элементов на Урупском горнообогатительном комбинате. Основой фактического материала явились отобранные пробы пород и руд месторождения (более 200), площадное опробование песков хвостохранилища (шурфовка и керн скважин, 56). Выполнено макроскопическое описание песков хвостохранилища, почвы, петрографический анализ (30 шлифов), рудномикроскопический анализ (20 аншлифов), выполнена сканирующая электронная микроскопия, микрорентгеноспектральный анализ.

Отбор и подготовка проб к анализам проводились в соответствии с официально утвержденными методиками. Обработка геохимических данных проводилась с помощью новейших компьютерных технологий.

Методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) в ЦЛ ВСЕГЕИ проанализировано 12 проб песков из шурфов хвостохранилища и их водные вытяжки (для изучения подвижных форм химических элементов), выполнен атомно-абсорбционный анализ с полным кислотным вскрытием (AAA) на Аи, Pt, Pd (12 проб).

Методом экспресс-анализа воды (ЛЭАВ) в «Центре исследования и контроля воды» (г. Санкт-Петербург) отобранные пробы воды из отстойников, ливневых

колодцев, водоотводного канала, из речной системы р. Уруп (6), проанализированы в связи с существующей экологической ситуацией на Cd, Си, Zn, Fe, Mn, Са, Mg, сульфаты, хлориды — более 100 элементо-определений.

Методами ртутной спектрометрии (анализатор ртути «РА-915+» с приставкой «ПИРО-915+» на базе кафедры геохимии СПбГУ), рентгено-флюоресцентного анализа (в лаборатории Геохимии окружающей среды им. А. Е. Ферсмана на базе РГПУ им. А. И. Герцена («Спектроскан Макс GV») и РЦ СПЬГУ «Геомодель» (XRF энерго-дисперсионный анализатор Delta series) выполнено более 9000 элементо-определений песков хвостохранилища (65 проб: шурфы № 1-2 глубиной до 2 м, 9 точек наблюдения поверхностного слоя (до 10 см), 3 точки глубиной до 1 м). В соответствии с розой ветров опробована почва и растительность (из каждой точки отобрано 2 пробы: гумусовый горизонт (54 пробы) и растения (54 пробы) с сеткой пробоотбора через 100 м по мере удаления от хвостохранилища до расстояния в 1 км).

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. При разработке медно-колчеданного месторождения отходы ГОКа являются источником техногенного загрязнения природного ландшафта смешанного типа, геохимическая специализация которого определяется особенностями состава хвостов. Выявлен геохимический спектр токсикантов хвостов по отношению к кларкам в осадочных породах (в скобках указана группа токсичности элемента): Hg4164(I>—'Ге3775(И)—Sb3426(II)—Ag245,57(111)—CulO 1,5(11)—Bi85,4(111)— Zn37(I)—Cd28,57(1)—As23,2(1)—Pb22(I)—Se20(I)—T14,79(1)—Co2,67(111)— Mo2,2(II). В процессе складирования отходов ГОКа Zn, Cd, Pb, Co из верхних горизонтов вымываются и накапливаются на глубине 0,7-1,5 м.

2. Водный ландшафт испытывает техногенную нагрузку, что определяется воздействием сливных и отстойных вод хвостового хозяйства, которые обогащены (выше ПДК по рыбохозяйственным водоемам) Mn, Fe (больше 200), Cd (больше

50), Хп, Си (больше 1,1), смешиваются с питьевыми водами р. Уруп и создают аномалию размером до 1 км.

3. Техногенный ландшафт района хвостохранилища формируется в результате ветровой эрозии песков хвостов, которые разносятся на окружающие территории, создавая почвенные (N1, V, Бе, Сг, Бг, Л до 300 м, Н§ до 200 м) и биогеохимические (до 500 м) аномалии (Ъп, Мп).

Научная новизна работы заключается в оценке изменчивости содержаний химических элементов хвостохранилища; установлении ассоциации экологически опасных концентраций химических элементов в песках хвостового хозяйства, в почвах, растительности, произрастающей в непосредственной близости от хвостохранилища; оценке реальных последствий загрязнения окружающей среды в районе действующего ГОКа; анализе содержания и поведении водорастворимых форм химических элементов хвостохранилищ; сравнении геохимических спектров воды из хвостов, питьевых вод р. Уруп. При этом:

— выявлена ассоциация экологически опасных химических элементов в песках хвостового хозяйства ГОКа, разрабатывающего медно-кочеданное месторождение;

— установлены подвижные формы химических элементов хвостохранилища, которые вымываются из хвостов;

— установлены геохимические спектры воды хвостов и питьевых вод р. Уруп (фоновых и загрязненных);

— выявлены химические элементы, формирующие почвенные и биогеохимические техногенные ландшафты района медно-колчеданного ГОКа.

Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается: в развитии теории геоэкологии (геохимии ландшафтов), усовершенствовании методологии геоэкологических исследований урбанизированных территорий. Автором предложена концепция оценки влияния техногенных источников загрязнения на

природный ландшафт, техногенных почвенных и биогеохимических аномалий для территории с высоким уровнем антропогенной нагрузки.

Практическая значимость:

1. Выявлен спектр токсикантов, накапливающихся в хвостах ГОКа, влияющих на химизм природного ландшафта и подлежащих постоянному мониторингу.

2. Оценено состояние загрязнения питьевой водной системы р. Уруп.

3. Выявлена возможность вторичного доизвлечения химических элементов (отн.%): Zn до 75, Ni до 30, Со до 50, платиноидов до 15 и Re до 40.

Результаты исследования используются Урупским ГОКом, а также органами местного самоуправления при реализации природоохранной политики, направленной на восстановление природных и социально-экономических функций природных ландшафтов. Кроме того, полученные результаты могут найти свое место в учебном процессе при чтении курсов по выбору для магистрантов «Геоэкология», у студентов факультета географии кафедры геоэкологии по направлению подготовки 25.00.36 «Геоэкология» РГПУ им. А. И. Герцена.

Обоснованность и достоверность результатов исследований определяется всесторонним теоретическим анализом; представительностью фактического материала; современным уровнем эколого-геохимических исследований; подробным анализом опубликованных и фондовых материалов по изучаемой тематике; применении высокочувствительных методов исследования вещества, принятых в системе геоэкологических исследований; обработке аналитических материалов и предоставления результатов; использованием аналитических данных, полученных по сертифицированным методикам в аккредитованных лабораториях (ЦЛ ВСЕ-ГЕИ, ЗАО «Центр исследования и контроля воды»).

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации изложены в 8 печатных работах, из них 2 — в рецензируемых изданиях ВАК. Результаты исследований доложены на VIII, IX, X, XI Международных семинарах «Геология, геоэкология и эволюционная география» (РГПУ им. А. И. Герцена, 20082011 гг.); VI Международной конференции «Геология в школе и вузе» (РГПУ им.

А. И. Герцена, 2009 г.); Международной молодежной конференции «Науки о Земле и цивилизация» (РГПУ им. А. И. Герцена, 2012 г.); докладах на Урупском горно-обогатительном комбинате (2009-2013).

Огромную благодарность автор выражает своему научному руководителю докт. г.-м. н., проф. Пановой Елене Геннадьевне за неоценимую помощь в написании диссертации, за постоянное внимание к работе и ценные замечания. Автор сердечно благодарит зав. каф. геологии и геоэкологии РГПУ им. А. И. Герцена док. пед. н., проф. Евгения Михайловича Нестерова за помощь и поддержку на разных этапах исследования. Большую благодарность автор выражает генеральному директору Урупского ГОКа Калифатиди Ю. Л., главному геологу Буханковой В. С., экологу Булаховой Н. В. за предоставление геологических материалов для диссертации, постоянное внимание и ценные советы на всех стадиях исследования. Автор выражает благодарность Здору М. В. за организацию полевых работ. Автор глубоко благодарен к. г.-м. н. Янсон С. Ю. и Нестерову А. Р. (РЦММ, СПбГУ). Незаменимую помощь на разных этапах работы оказали: к. г. н. Зарина Л. М., аналитик РЦ СПбГУ «Геомодель» Михайлов А. Е., докторант каф. геологии и геоэкологии РГПУ им. А. И. Герцена Казаченок Н. Н., за что автор им премного благодарен.

Глава 1. Ландшафты горной территории западной части Передового

хребта Большого Кавказа

1.1. Природные ландшафты

Большой Кавказ — горное поднятие, состоящее из хребтов и отрогов длиной

около 1500 км и площадью около 145 тыс. км, который тянется с северо-запада на юго-восток от Таманского полуострова (на Черном море) до Апшеронского полуострова (на Каспийском). С севера хребты Большого Кавказа граничат с кубанскими степными равнинами и с прикаспийскими полупустынями, а с юга — с Кура-Рионской впадиной. Невысокий (до 1926 м над уровнем моря) Сурамский хребет (водораздел между бассейнами рек Куры и Риони) соединяет Большой Кавказ с краевыми хребтами Малого Кавказа. Особенности географии Большого Кавказа рассмотрены в работах ряда авторов: Ю. В. Ефремова (Ефремов, 1988); А. И. Перельмана, Г. Н. Касимова, (Перельман, Касимов, 1999); Б. Б. Полынова, (Полынов, 1953); Ф. Н. Милькова, Н. А. Гвоздецкого, (Гвоздецкий, Мильков, 1976); В. И. Алексеенко (Алексеенко, 2002). Западный Кавказ берет начало от горного массива Фишт, являющимся форпостом современного оледенения и альпийского рельефа. На Западном Кавказе вместе с повсеместно распространенными альпийскими формами рельефа (острыми скалистыми вершинами, цирками и карами, узкими и глубокими ущельями) встречаются высокогорные, сравнительно слабо расчлененные плато, в пределах которых широко развиты карстовые формы рельефа. На Западном Кавказе сочетаются самые различные горные ландшафты. Ни в одном горном районе бывшего Советского Союза не встретишь на столь коротком расстоянии (порядка десятка километров) такого разнообразия природных условий: от влажных субтропиков до сурового альпийского высокогорья. В орографическом плане Большой Кавказ распадается на южную и северную части. Главный хребет — граница между ними, вместе с Боковым составляет как бы осевую зону. Большая, мощная северная страна (северный склон Большого Кавказа), состоит из ряда хребтов, параллельных Главному, и имеет общекавказ-

10

ское простирание. Долины основных притоков Кубани, Терека, Сулака и Самура, расположенные между Главным и Скалистым хребтами, разнообразны по строению, на Западном и Восточном Кавказе частично имеют узкую V-образную форму, труднопроходимы, на Центральном и на большей части Западного Кавказа они приобрели вид троговых долин с широким дном. Передовой хребет уступает по своим высотам Главному и Боковому, отличается от них морфологическим обликом. Передовой хребет на фоне заснеженной осевой зоны Большого Кавказа смотрится как пьедестал, имеющий пологие и мягкие формы и покрытый светло-зеленым ковром травянистых альпийских и субальпийских лугов. Севернее Большого Кавказа находится зона куэстовых хребтов (асимметричных полого наклонных), среди которых выделяются самостоятельные — Пастбищный, Скалистый и Лесистый. Современный климат Большого Кавказа очень разнообразен, что объясняется одновременным влиянием многих факторов. Кавказ расположен на границе умеренного и субтропического поясов и находится под воздействием, с одной стороны, влажных воздушных масс Атлантики и Средиземноморья, а с другой — континентальных воздушных масс Сибири, Средней Азии и Иранского нагорья. Черное и Каспийское моря влияют на термический режим прибрежных частей Кавказа, делающие зиму более теплой, а лето более прохладным. С горным рельефом Кавказа связана высотная зональность климата, выражающаяся в понижении температуры воздуха с ростом высоты над уровнем моря. Это понижение температуры на каждые 100 м высоты неодинаково в разных частях Кавказа. Количество осадков с высотой также увеличивается. Рельеф оказывает большое влияние на климат отдельных частей Большого Кавказа, многие хребты являются границами климатических районов. Главный хребет препятствует переносу холодных воздушных масс с севера на юг в Закавказье, и поэтому предгорья Кавказа характеризуются умеренным климатом, а низменности Закавказья — субтропическим (Ефремов, 1988).

В горах Большого Кавказа следует выделять минимум четыре основных типа структуры высотной зональности ландшафтов. Западнокавказский тип (в запад-

ной части северного склона) отличается наличием дубовой лесостепи, переходящей выше в пояса широколиственных лесов с присутствием колхидских элементов. Выражены пояса смешанных, хвойных лесов и горно-луговая зона с субальпийским, альпийским и субнивальным поясами. Характерно низкое положение нивальной зоны. Восточнокавказский тип (в восточной части северного склона) отличается от предыдущего появлением в нижнем поясе сухих степей, у самого подножия — полупустынь, резким сужением лесной зоны и развитием у ее нижней границы шибляковых зарослей, отсутствием четкого пояса хвойных лесов, появлением местами горных степей, расширением зоны горных лугов и их частичной ксерофитизацией, более высоким положением нивальной зоны (Миль-ков, Гвоздецкий, 1976; Гвоздецкий, Михайлов, 1978).

В западнозакавказском, или колхидском, типе нижний пояс представлен реликтовыми колхидскими широколиственными лесами. Более высокие пояса буковых, смешанных и елово-пихтовых лесов имеют вечнозеленые колхидские кустарники и лианы. Здесь и в горно-луговой зоне широко распространены карстовые явления в известняках. Известняковый субстрат придает своеобразные черты почвен-но-растительному покрову, выше обычного поднимаются многие растения. В в о-сточнозакавказском типе (восточная часть южного склона) нижний пояс составляют аридное редколесье и вторичные степи, на крайнем востоке — полупустыни. Как и во втором типе, велика роль шибляковых зарослей, но лесная зона не столь сужена, горные степи отсутствуют. В отличие от предыдущего типа — нет колхидских элементов, появляются гирканские. Нет пояса хвойных лесов, отсутствует влияние известнякового субстрата (Гвоздецкий, Михайлов, 1978).

Под лесами в лесостепных районах сформировались оподзоленные (деградированные) черноземы, слитые черноземы (почвы тяжелого механического состава, близкие к темно-серым лесным), темно-серые и серые лесные почвы. Серые горнолесные почвы минераловодских лакколитов по ряду признаков приближаются уже к бурым горнолесным (Мильков, Гвоздецкий, 1976).

В растительности и почвах Большого Кавказа наиболее ярко проявляется высотная поясность. На сравнительно небольшой территории здесь встречаются влажные субтропические, широколиственные, смешанные и хвойные леса. Выше они сменяются субальпийскими, а затем и альпийскими лугами, простирающимися до вечных снегов. Это луга горных стран, поднимающиеся выше верхней границы леса. Для предгорий Северного Кавказа характерны лесостепные ландшафты с островными широколиственными лесами, которые состоят из липы, дуба, граба, клена, яблони, груши. Наиболее распространены здесь плодородные черноземные почвы, большая часть которых распахана. Леса предгорных равнин сливаются с густыми, покрывающими Лесистый и Пастбищный хребты — здесь распространены ольха, граб, дуб, бук, клен, липа, ясень, тополь и карагач, дикие плодовые и ягодные кустарники. На Скалистом хребте, особенно в западной части северного склона царствует бук с характерной для него широкой кроной и синевато-серебристой гладкой корой. Выше 1200-1400 м начинаются пихтово-еловые леса. В верхней части лесной зоны на каменистых южных склонах произрастает горная сосна. Для лесной зоны характерны слабооподзоленные бурые горно-лесные почвы; значительные площади здесь занимают перегнойно-карбонатные почвы, образующиеся на мергелях и известняках. Хвойные леса сменяется криволесьем, субальпийские луга начинаются с высоты 2000 м, здесь преобладают высокая кустарниковая и травянистая растительность. Кустарники исчезают на высоте 2300—2500 м, далее начинается царство альпийских лугов, где среди густой низкой травы, на влажных горно-луговых почвах, растут эдельвейсы, рододендроны, анемоны, лютики, примулы, (Ефремов, 1988).

В естественном состоянии большая часть территории недавно была занята ковыльными и ковыльно-разно-травными степями, под которыми, преимущественно на лёссовидных суглинках и глинах, формировались черноземные почвы. Наиболее широко распространены предкавказские карбонатные черноземы, отличающиеся значительной мощностью гумусовых горизонтов и не очень интен-

сивной их окраской (сероватой, буроватой), что связано с содержанием гумуса 5—6% (Мильков, Гвоздецкий, 1976).

По уровням организации и тесноте связей в ландштафтно-геохимических системах выделены каскадные (сложные) и элементарные системы. Однородность почвы, по определению Полынова (Полынов, 1953) — «элементарный ландшафт» представляет собой один тип рельефа (сложен наносом или породой), который покрыт во время существования растительным сообществом. Создается определенный тип почвы, свидетельствуя об одинаковом развитии и взаимодействия между организмами и горными породами на протяжении элементарного ландшафта. Соответственно, наименьшая площадь размещения всех частей элементарного ландшафта является площадью выявления. В классификации элементарных ландшафтов площадь выявления является основной компонентой. В вертикальном направлении элементарный ландшафт неоднороден, так как происходит миграция химических элементов, которая создает ярусы (радиальную геохимическую структуру), отличающиеся своим химическим составом, иногда не проявляющиеся в каждом элементарном ландшафте. Для отдельных ярусов характерна вертикальная дифференциация, составляющая характерную особенность элементарного ландшафта и его структуру. Миграция химических элементов играет системообразующую роль в элементарных ландшафтах и сопряженных почвах. Б. Б. Полынов назвал геохимическим ландшафтом водоемы, водоразделы, районы со стоком, склоны, долины, образующие единое целое. По определению А. И. Пере-льмана — связанная между собой миграцией химических элементов парагенети-ческая ассоциация элементарных ландшафтов — есть геохимический ландшафт. Почва как природная система родственна ландшафту, поэтому одна из важных задач в геохимии ланшдшафта — детальное геохимическое изучение почвенных процессов (Перельман, 1966; Перельман, Касимов, 1999).

1.2. Техногенные ландшафты

Большое влияние на эколого-геохимические особенности территорий оказывают расположение и разработка месторождений полезных ископаемых, геохимические особенности коренных горных пород, а также образуемые над месторождениями вторичные лито-, био- и гидрохимические ореолы. Еще большее влияние на эко-лого-геохимическое состояние отдельных участков биосферы оказывает разработка месторождений, а от геохимических особенностей коренных горных пород во многом зависят соответствующие особенности почв и растений (Войтке-вич, Кизилыитейн, Холодков, 1983).

Геохимия техногенных ландшафтов, как направление, получило особенно широкое развитие. Разработаны методологические принципы изучения и систематики техногенных ландшафтов (М. А. Глазовская (1981), В. В. Добровольский (2003), Н. С. Касимов, А. И. Перельман (Перельман, Касимов, 1999). Получены новые данные о поведении химических элементов и соединений в сфере влияния различных техногенных источников (В. А. Алексеенко, В. И. Алексеенко (2001), М. А. Глазовская (1988), С. Б. Бортникова (2006), П. В. Елпатьевский (1993), Н. В. Ожерельева (2006), А. В Суворинов (2006), проводятся геохимические оценки экологического состояния городов (Н. С. Касимов (1999), Е. П. Янин (2004) и др.), разработаны принципы прогнозного ландшафтно-геохимического районирования (Глазовская, 1988). Исследования проводятся вместе с экологами, геохимиками, почвоведами, и другими специалистами в области наук об окружающей среде (Перельман, Касимов, 1999).

В различных ландшафтах содержание одних и тех же элементов неодинаково из-за их миграции. На основании среднего химического анализа земной коры выявлены закономерности в распространенности химических элементов — это впервые было установлено на рубеже 20 века. Среднее химического элемента в земной коре А. Е. Ферсман в 1923 году предложил назвать именем американского химика Ф. Кларка. По основному закону В. М. Гольдшмидта, зависимость клар-

ков химических элементов определяется строением атомного ядра, от наружных электронов зависит их миграция. Миграция элементов определяется величиной Кларка. Существуют два фактора миграции: внутренние и внешние. Ландшафтно-геохимические условия в различных обстановках (щелочно-кислотных, окислительно-восстановительных и др.) определяют поведение химических элементов — внешний фактор. В результате миграции происходит концентрация и рассеивание элементов. В последнее распространена характеристика миграции химических элементов с помощью кларков рассеяния и кларков концентрации. Кларки концентрации (КК) — отношение среднего содержания химического элемента в системе к кларку в литосфере. Наибольшие величины КК характерны для Н§ и БЬ, содержание которых в почвах на участках месторождений может быть выше их кларка в сотни тысяч раз. Ниже КК Аи, Бп (10 000-100 000). У таких элементов, как Бе, К, Mg, КК не превышает 10-100. Таким образом, зная кларк элемента и максимальное значение КК, можно установить те пределы, в которых данный элемент будет встречаться в ландшафте. Кларки рассеяния — отношение кларка химического элемента в литосфере к его среднему содержанию в изучаемом объекте, т. е. при КК меньше 1 вычисяют обратную величину (КР) для получения контрастности (Перельман, Касимов, 1999; Скляров, 2001).

Похожие диссертационные работы по специальности «Геоэкология», 25.00.36 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат географических наук Алампиева, Елена Владимировна, 2014 год

Литература

1. Абрамов В. В. Роль углеродистого вещества в черносланцевых породах центральной части Тим-Ястребовской структуры ВКМ в концентрации благородных металлов // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология-2006.-Вып. 1.-С. 101-107.

2. Абрамов, В. В. Особенности распределения редкоземельных элементов в высокоуглеродистых сланцах нижнетимской подсвиты КМА (Центральная Россия) // Современные проблемы геохимии : материалы конф. молодых ученых, 1217 сент. 2011 г. — Иркутск, 2011 .— С. 4-7.

3. Агаджанян Н. А., Скальный А. В. Химические элементы в среде обитания и экологический портрет человека. М., 2001.

4. Акинфиев Н. Н., Баронецкая JI. Д., Осмоловский И. С., Швец В. М. Физико-химическая модель формирования состава вод отвалов горнодобывающих предприятий // Геоэкология, № 5, 2001. С. 411-419.

5. Алампиева, Е.В. Поведение токсикантов в хвостах горно-обогатительного производства на медноколчеданном месторождении / Е.В. Алампиева, Е.Г. Панова // Известия Российского Государственного Педагогического Университета им. А. И. Герцена. Серия Естественные и точные науки. - 2012. - № 147. - С. 144— 151.

6. Алампиева, Е. В. Производственная деятельность человека и ее возможные последствия / Е.В. Алампиева // Вестник Томского государственного университета. - 2013. - №377. - С. 163-166.

7. Алампиева, Е. В. Эколого-геохимические особенности освоения золото-сульфидного месторождения в условиях таежного ландшафта / Е.В. Алампиева, Е.Г. Панова // Геология, геоэкология, эволюционная география: сборник научных трудов. - Том. 8. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена. -2008. - С. 169-173.

8. Алампиева, Е.В. Актуальные проблемы вторичной переработки и складирования отходов золото-сульфидного месторождения / Е.В. Алампиева, Е.Г. Панова // Геология, геоэкология, эволюционная география: сборник научных трудов. -Том. 9. СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена.-2009. -С. 36-38.

9. Алампиева, Е. В. Актуальные проблемы освоения золоторудных месторождений (на примере месторождения Юрьево. Читинская область, Забайкальский край) / Е.В. Алампиева, Е.Г. Панова // Материалы VIII Международной конференции и летней школы «Геология в школе и вузе: геология и цивилизация». -СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена, - Том. 9. - 2009. - С. 180-186.

10. Алампиева, Е.В. Оценка экологического состояния техногенного месторождения, входящего в состав Урупского горно-обогатительного комбината / Е.В. Алампиева, Е.Г. Панова, С. Ю. Янсон // Геология, геоэкология, эволюционная география: сборник научных трудов. - Том. 10 - СПб. : Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена. - 2010. - С. 99-102.

11. Алампиева, Е. В. Геохимическая характеристика отходов горнообогатительного производства на медно-колчеданном месторождении / Е.В. Алампиева, Е.Г. Панова // Геология, геоэкология, эволюционная география: сборник научных трудов. - Том. 11.- СПб. : Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена. - 2011. -С. 176-180.

12. Алампиева, Е. В. Производственная деятельность человека и ее возможные последствия / Е.В. Алампиева, Е.Г. Панова // Науки о Земле и цивилизация: Мате-

риалы Международной молодежной конференции: Науки о Земле. - Том. 2 -СПб.: Изд-во РГПУ им. А.И. Герцена. - 2012. - С. 90-93.

13. Алексеенко В. И. Металлы в окружающей среде. Почвы геохимических ландшафтов Ростовской области. / Учебное пособие. — М.: Логос, 2002. —312 с.

14. Алексеенко В. А. Экологическая геохимия. — М.: Логос, 2000. — 627 с.

15. Алексеенко В. А. Экологическая геохимия: Учебник.... Изд второе, доп., испр и перераб. - М.: Логос, 2001

16. Алексеенко В. А., Алексеенко В. И., Суворинов А. В. Геохимические показатели состояния и изменений окружающей среды // География и природопользование в современном мире: Материалы международной конференции. — Барнаул: Изд. Алтайского университета, 2001.

17. Бабошкина, С. В., Тяжелые металлы в природных и техногенных ландшафтах Алтая / С. В.Бабошкина, А. В. Пузанов, И. В. Горба-чев // Природа. 2007. №3.

18. Балашов Ю. А. Геохимия редкоземельных элементов // М.: Наука, 1976 -265 с.

19. Бондаренко А. П., Калиева А. А. Биогеохимический потенциал и здоровье: учебно-методическое пособие. Павлодар, 2007. Ч. 2. 179 с.

20. Быков А. А., Ревич Б. А. Оценка риска загрязнения окружающей среды мышьяком для здоровья детей в России//Медицина труда и промышленная экология. 2001. №5.

21. Вернадский В.И. Очерки геохимии. М.; Л., 1927. 368 с.

22. Вернадский В.И. Биосфера. М.: Мысль, 1967. 348 с.

23. Войткевич Г. В., Кизильштейн Л. Я., Холодков Ю. И. Роль органического вещества в концентрации металлов в земной коре. / М. Недра, 1983. 160 с.

24. Гавриленко В. В. Экологическая минералогия и геохимия месторождений полезных ископаемых: учебное пособие / Санкт-Петербургский горный ин-т. СПб, 1993. 150 с.

25. Гальперин А. М., Зайцев В. С., Кириченко Ю. В., «Инженерно-геологическое и геотехническое обеспечение возведения, консервации и рекультивации гидроотвалов и хвостохранилищ», Геоэкология 2000г., с 516.

26. Гвоздецкий Н.А., Михайлов Н.И. Физическая география СССР. Азиатская часть. М., Мысль, 1978.

27. Глазовекая М. А. Общее почвоведение и география почв: Учебник для студ.-географов вузов. -М.: Высш. школа, 1981. 400 с.

28. Глазовекая М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР-М.: Высшая школа,1988 - 338 с.

29. Голева Р.В., Иванов В.В., Куприянова И.И., Маринов Б.Н., Новикова М.И., Шпанов Е.П., Шурига Т.Н. - М.: РИЦ ВИМС, 2001, 53с.

30. Голик В. И. Научные основы инновационных технологий извлечения металлов из хвостов обогащения. - М.: Цветная металлургия, 2010. - №5.

31. Голик В. И. Извлечение металлов из хвостов обогащения комбинированными методами активации // Обогащение руд. 2010. № 5. С. 38-40.

32. Головин А. А., Морозова И. А., Гуляева Н. Г., Трефилова Н. Я. Оценка ущерба окружающей среды от загрязнения токсичными металлами./Под ред. Э. К. Буренкова, М. В. Кочеткова, В. И. Морозова. М., ИМГРЭ, 2000. 134 с.

33. Горлицкий Б. А. Некоторые концептуальные вопросы развития теории и практики использования техногенных ресурсов. / Сбор и переработка отходов, 2004.

34. Грязных В. А. Отчет о результатах работ на россыпное золото в междуречье рек Уруп-Лаба за 1989-1991 г. Краснодар. 1992.

35. Джумайло В И. Выявление закономерностей концентрации благородных металлов в медноколчеданных рудах и вмещающих породах Урупского месторождения. Отчет. Ростов, 1971 г.

36. Добровольский В. В. Основы биогеохимии: Учебник для студ. высш. учеб, заведений / — М.: Изд. центр «Академия», 2003. — 400 с.

37. Домаренко В. А. Эколого-экономическая оценка месторождений (твердые полезные ископаемые) Учебное пособие под ред. проф. Рихванова. Изд. Томского Политехнического Университета, 2007.

38. Елпатьевский П. В. Геохимия миграционных потоков в природных и при-родно-техногенных геосистемах. -М.: Наука, 1993. -253с.

39. Емлин Э. Ф. Техногенез новейший этап геологической истории рудных месторождений Урала // Изв. ВУЗов. Горный журнал. -1993. -№ 5. -С. 43-126.

40. Ефремов. Ю. В. Голубое ожерелье Кавказа. Л., Гидрометеоиздат, 1988. 160 с.

41. Зверева В. П. Экологические последствия формирования золоотвалов ТЭЦ//Геоэкология. 2005. № 1. С. 30-34.

42. Зосин А. П., Приймак Т. И., Калабин Г. В. Организация экологически безопасного размещения отходов горнопромышленного производства в геоценозах путем использования твердеющих минеральных дисперсий //Геоэкология. 1999. №3. С. 218-226.

43. Касимов Н., Геннадиев А., Кошелева Н. Геохимия биосферы: состояние и перспективы исследований//Вестник Московского университета. Серия 5. География. — 2007. — № 6.

44. Ковальский В. В., Кривицкий В. А., Алексеева С. А. и др. Южно-Уральский субрегион биосферы //- Биогеохимическое районирование и геохимическая экология. -М., 1981. -С. 3-65.

45. Коломиец А. Ф., Чкаников Н. Д. Химическая энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под ред. И. JI. Кнунянца. 1988.

46. Кошелева Н., Никифорова Е. Антропогенная трансформация физико-химических свойств городских почв и ее влияние на накопление свинца // Мат. II Международной научной конф. Современные проблемы загрязнения почв. — Москва, 2007. — С. 123-127.

47. Мильков Ф.Н., Гвоздецкий H.A. Физическая география СССР, М. Мысль. 1976.

48. Ожерельева Н.В., Бортникова С.Б. Исследование взаимодействия воды с высокосульфидными отходами Карабашского медеплавильного комбината (Челябинская область) // Химия в интересах устойчивого развития. 2006. - Т. 24. -С. 403-412.

49. Перельман А. И., Касимов Г. Н. Геохимия ландшафтов. -М.: «Астрея», 1999. -768 с.

50. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа, 1966. 392 с.

51. Полынов Б.Б. Очерки геохимии ландшафтов. -М.: Госгеолтехиздат, 1953.312 с.

52. Пучков В. Н., Шафигуллина Г. Т., Серавкин И. Б., Удачин В. Н., «Формы миграции тяжелых металлов в Учалинской природно-технической системе», Геоэкология, №6, 2008 г. С. 506-517.

53. Ронов А. Б., Мигдисов А. А. Количественные закономерности строения и состава осадочных толщ Восточно-Европейской платформы и Русской плиты // Литология и полезные ископаемые, 1996. № 5. С. 451^75.

54. Сауков А. А., Айдиньян Н. X., Озерова Н. А. Очерки геохимии ртути // Москва: Наука, 1972.-335 с. 10.

55. Скляров Е. В. Интерпретация геохимических данных. М.: Интернет Инжиниринг, 2001.

56. Скрипченко Н. С. Гидротермально-осадочные сульфидные руды базальтовых формаций М Недра. 1972 г.

57. Смирнов В. И. Геология полезных ископаемых. М.: Недра. 1982 г.

58. Сочава В. Б. Учение о геосистемах. -Новосибирск, 1975. -319 с.

59. Удачин, В. Н. Экогеохимия горнопромышленного техногенеза Южного Урала: дис... д-ра геол.-мин. наук: 25.00.09 / Удачин Валерий Николаевич. — Томск, 2012.—249 с.

60. Удачин В. Н. Пирофиллитовое сырье Гайского месторождения: автореф. дис... канд. геол.-мин. наук: 04.00.11 / Удачин Валерий Николаевич. —Новочеркасск, 1993, — 19 с.

61. Ферстер В., Гокель Г., «Санация в горнопромышленных районах восточной Германии», Геоэкология, №5, 2009. С. 425^133.

62. Фурсов В. 3. Ртуть - индикатор при геохимических поисках рудных месторождений // Москва: Недра, 1977 - 149 с. 13.

63. Шатров В.А. Лантаноиды как индикаторы обстановок осадкообразования (на основе анализа опорных разрезов протерозоя и фанерозоя Восточно-Европейской платформы) // Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. Москва, 2007. -36 с.

64. Шатров В. А., Войцеховский Г. В. К проблеме поведения лантаноидов в водах и осадочных образованиях современного мирового океана. ВЕСТНИК ВГУ, 2010, №1. С. 351-353.

65. Янин Е.П. Ртуть в России: производство и потребление. - М., 2004. - 38 с.

169

66. Янин Е.П. Ртуть в пылевых выбросах промышленных предприятий. - М., 2004. - 24 с.

67. Яхонтова JI. К., Зверева В. П. Основы минералогии гипергенеза Учеб. пособие. Владивосток: Дальнаука, 2000. -331 с.

68. Houben Weyl. Melhoden der organischen Chemie. Bd E 4, Stuttg.. 1983. S. 425

69. Kimball B, Runkel R, Walton-Day K, Bencala K. Assessment of metal loads in watersheds affected by acid mine drainage by using tracer injection and synoptic sampling: cement Creek, Colorado, USA // Applied Geochemistry. -2002. -V. 17. -P. 11831207.

70. Kirk-Othmer encyclopedia, 3 ed., v.24, N.Y.. 1984. p. 645

71. Кадастр месторождений и проявлений россыпного золота центральной и Западной частей Северного Кавказа, 1969 г.

72. Материалы международного совещания «Экологические проблемы в области обогащения минерального сырья». Апатиты, 1984г.

73. Атлас автомобильных дорог СССР «Главное управление геодезии икартографии при Совете Министров СССР» 1974 г.

74. Атлас Ставропольского края. М.: ГУГиК при совете министров СССР, 1968.40 с.

75. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения М., 1988.

76. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве (ПДК). Минздрав СССР. Главное санэпидуправление. М., 1979, 1980, 1982, 1985.

77. Инструкция №155-ХС, 1978. Исследования по развитию схем н процессов обогащения руд олова, вольфрама и алюминия: Сб. науч. тр. / ВНИИ минер. Сырья. Науч. ред. И. В. Фуки, Е. С. Броницкая. М. ВИМС, 1978. 100 с.

78. База знаний [Электронный ресурс] Флотационный процесс обогащения руд.-2009. - Режим доступа http://knowledge.allbest.ru/manufacture /2c0a65625b2ac68a5d53a89521206c37.html (дата обращения 04.11.2013).

79. Материал из Википедии — свободной энциклопедии [Электронный ресурс]. - 2005. - Режим доступа http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%E8%EF%E5 %F0%E3%E5% ED%ED%FB%E5_%EF%F0%EE%F6%E5%F 1 %F 1 %FB (дата обращения 04.12.2013).

80. Энциклопедия по химии [Электронный ресурс]. - 2011. - Режим доступа http://himslovar.ru/reference/desc/is/0002265 (дата обращения 04.12.2013).

81. Энциклопедия по химии. Коломиец А. Ф., Чкаников Н. Д. [Электронный ресурс]. - 2011. - Режим доступа http://himslovar.ru/reference/desc/is/0000700

82. Физическая география СССР. Ф. Н. Мильков, Н. А. Гвоздецкий [Электронный ресурс]. - 1991. - Режим доступа http://big-archive.ru/geography/physical_ geography_of_the_USSR/91.php (дата обращения 04.11.2013).

83. http://knowledge.allbest.rU/manufacture/2c0a65625b2ac68a5d53a89521206c37.h htm (дата обращения 04.12.2013).

84. База знаний [Электронный ресурс] Экология и охрана природы - 2013. — Режим доступа http://knowledge.allbest.ru/ecology/3c0a65635b2ac78a4d43a 88521216c36_0.html (дата обращения 04.12.2013).

85. Геохимия окружающей среды. Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева [Электронный ресурс]. - 2012. - Режим доступа http://lib.znate.ru/docs/index-l90745.html?page=20 (дата обращения 09.12.2013).

86. Методы экологи-геохимических и эколого-геофизических исследований [Электронный ресурс]. - 2012. - Режим доступа http://www.geol.vsu.ru/ecology/ ForStudents/3Graduate/MEGI/MEGI2.pdf (дата обращения 09.12.2013).

87. Экологический словарь «Академика» [Электронный ресурс]. - 2000. - Режим доступа http://human_ecology.academic.ru (дата обращения 09.12.2013).

88. Что нужно знать о воде [Электронный ресурс]. - 2000. - Режим доступа http://m9dom.narod.ru/woda.html (дата обращения 18.12.2013).

89. Центр водных технологий [Электронный ресурс]. - 2000. - Режим доступа http://www.water.rU/bz/param/comment.shtml#voz (дата обращения 18.12.2013).

90. Главный контрольно-испытательный центр питьевой воды [Электронный ресурс]. - 2000. - Режим доступа http://www.gicpv.ru/index5.htm (дата обращения 18.12.2013).

91. Компания открытых систем воды [Электронный ресурс]. - 2013. - Режим доступа http://sir35.ru/Vzveshennie-veshestva.html (дата обращения 19.12.2013).

92. Качество воды в Центральной Азии воды [Электронный ресурс]. - 2000. -Режим доступа http://www.cawater-info.net/water_quality_in_ca/normll.htm (дата обращения 19.12.2013).

93. Технологии очистки воды [Электронный ресурс]. - 2000. - Режим доступа http://ozonika.ru/content/normativy-pdk-primesej-v-vode-hozjajstvennogo-pitevogo-i-bytovogo-naznachenija-ispolzovanija (дата обращения 19.12.2013).

94. Информационно правовой портал. Текст документа Предельно допустимые концентрации вредных веществ [Электронный ресурс]. - 2011. - Режим доступа http://bestpravo.ru/sssr/gn-pravo/f9k.htm (дата обращения 19.12.2013).

95. Гидра фильтр. Информационный ресурс [Электронный ресурс]. - 2013. -Режим доступа http://www.water.ru/bz/param/neorg.shtml (дата обращения 30.12.2013).

96. ГОСТ 17.1.3.08-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод.

97. ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия.

98. ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков.

99. Карты отбора проб [Электронный ресурс]. - 2011. - Режим доступа http://maps.google.ru/maps (дата обращения 30.12.2013).

100. ИСО 5667-1 - 1980 Качество воды. Отбор проб. Руководство по составлению программ отбора проб.

101. МУК 4.1.668-97 Методические указания. Санитарно-паразитологическое исследование воды. Утверждены Минздравом России.

102. Российский статистический ежегодник. Стат. Сб. Госкомстат России. - М., 2005.

103. Санпин 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы санпин 2.1.4.1074-01.

104. Научно-лабораторный комплекс. Железо [Электронный ресурс]. - 2000. -Режим доступа hhttp://www.chromolab.ru/zhelezo.html (дата обращения 30.12.2013).

105. Odiplom. Естественные науки [Электронный ресурс]. - 2010. - Режим доступа http://odiplom.ru/estestvennye-nauki.html (дата обращения 30.12.2013).

106. Ecologylife. Некоторые концептуальные вопросы развития теории и практики

использования техногенных ресурсов [Электронный ресурс]. - 2000. - Режим до-

173

ступа http://www.ecologylife.ru/utilizatsiya-2004/nekotoryie-kontseptualnyie-voprosyi-razvitiya-teorii-i-praktiki-ispolzovaniya-tehnogennyih-resursov.html (дата обращения 31.12.2013).

Л

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.