Экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование миграции тяжелых металлов в системе «вода — донные отложения» в зоне антропогенного воздействия
Диссертация
На примере Zn показана трансформация ТМ в системе «речная вода — взвесь — донные отложения» р.Ички. На пути из снеговой в речную воду Zn изменяет форму нахождения из взвешенных (преобладающих в снеговом покрове) в растворенные формы (доминирующие в речной воде). Одновременно происходят процессы сорбционного концентрирования Zn гидроксидами Fe, присутствующими в речной взвеси, что приводит… Читать ещё >
Содержание
- ГЛАВА 1. ВОЗМОЖНОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ ПРОГНОЗНЫХ МОДЕЛЕЙ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В СИСТЕМЕ «ВОДА — ПОРОДА» В УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД
- ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
- 2. 1. Характеристика природных условий парка
- 2. 2. Основные источники загрязнения и последствия их воздействия на экосистему Национального парка (обзор предшествующих работ)
- ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ПРОВОДИМЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
- 3. 1. Полевые исследования
- 3. 2. Аналитические исследования
- 3. 2. 1. Анализ речных и поровых вод
- 3. 2. 2. Анализ донных отложений
- 3. 3. Методика обработки результатов
- ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ИССЛЕДУЕМЫХ ВОДОТОКОВ
- 4. 1. Оценка загрязнения поверхностных вод исследуемых водотоков
- 4. 1. 1 Формирование химического состава поверхностных вод исследуемых водотоков
- 4. 1. 2. Сезонная динамика макросостава поверхностных вод
- 4. 1. 3 Сопоставление макросостава речных вод и поровых вод донных отложений
- 4. 1. 4. Тяжелые металлы в речных водах
- 4. 15 Соотношение растворенной и взвешенной форм ТМ
- 4. 2. Оценка загрязнения донных отложений исследуемых водотоков
- 4. 2. 1. Гранулометрический состав и литохимические особенности донных отложений
- 4. 2. 2. Параметры геохимического фона донных отложений
- 4. 2. 3. Состав и особенности загрязнения донных отложений
- 4. 2. 4. Формы нахождения Fe, Zn, Си и РЬ в донных отложениях р. Ичка и р. Нехлюдов рукав
- 4. 4. микроэлементный состав поровых ВОД Р. ички и р. нехлюдов рукав
- 4. 3. Трансформация ТМ в системе «речная вода — взвесь — поровый раствор — донные отложения»
- 4. 2. Оценка загрязнения донных отложений исследуемых водотоков
- 5. 1. Методика расчета форм i (ахождения ТМ в системе «поровая вода — твердая фаза донных отложений»
- 5. 2. Физико-химическая модель гомогенной системы
- 5. 3. Результаты моделирования. Гетерогенная система
- 6. 1. Верификация результатов моделирования в гомогенной системе
- 6. 2. Верификация результатов моделирования в гетерогенной системе «поровый раствор-твердая фаза донных отложений» с помощью лабораторного эксперимента
- 7. 1. методика расчета равновесно-динамической модели
- 7. 2. результаты равновесно-динамического моделирования
Список литературы
- Аникиев В.В. Короткопериодные геохимические процессы и загрязнение океана. М.: Наука. 1987.
- Алекин О.А. Общая гидрохимия. Л., Гидрометеоиздат.1948. 207 с.
- Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. — М.: Логос. 2000. 627 с.
- Аржанова B.C., Елпатьевский П. В. Геохимия ландшафтов и техногенез. М., Наука 1990.
- Аржанова B.C., Елпатьевский П. В., Седова В. М. Формы миграции тяжелых металлов в почвенных водах. // Труды II Всесоюзного совещания по исследованию миграции загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат. 1980. с.235−242.
- Башаркевич И.Л., Килипко В. А., Самаев С. Б., Соколов Л. С., Якубов Х. Г. Геохимическая оценка состояния окружающей среды на территории парка «Лосиный остров» / Прикладная геохимия, вып.6. М.: ИМГРЭ. 2004. с.138−145
- Белоконь В.Н., Басс Я. И. Содержание тяжелых металлов, органических веществ и соединений биогенных элементов в донных отложениях Дуная. // Водные ресурсы. 1993. № 4. с. 469−478.
- Будников Г. К. Тяжёлые металлы в экологическом мониторинге водных систем // Соровский образовательный журнал. 1998. № 5.
- Бреховских В.Ф., Волкова З. В., Кочарян А. Г. Тяжелые металлы в донных отложениях Иваньковского водохранилища.// Водные ресурсы. 2001. № 3. с. 310−319
- Варшал Г. М., Велюханова Т. К., Кощеева И. Я. и др. Изучение химических форм элементов в поверхностных водах. //ЖАХ. 1983. Т. 38. С. 1590−1600.
- Варшал Г. М., Кощеева И. Я. и др., Изучение поверхностных вод и их взаимодействие с ионами металлов. // Геохимия. 1979. № 4
- Веницнанов Е.В., Лепихин А. П. Физико-химические основы моделирования миграции и трансформации тяжелых металлов в природных водах. Екатеринбург: РосНИИВХ. 2002. 236 с.
- Водохранилища Москворецкой водной системы. Под ред. В. Д. Быкова, Н. Ю. Соколовой, К. К. Эдельштейна. М.: Изд-во МГУ. 1985.
- Водяницкий Ю.Н., Добровольский В. В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М: Почвенный институт им. В. В. Докучаева РАСХН. 1998. 216 с.
- Воробьев С.А., Самаев С. Б. Ореолы загрязнения автотранспортных магистралей // Вест. МГУ, сер. геология. 2002. № 6. с. 47−53
- Гаськова О.Л., Бортникова С.Б, Айриянц А. А. Поведение тяжелых металлов в районе дренажной разгрузки Салагаевского хвостохранилища (г.Салаир, Кемеровская область). //Геохимия. 2004. № 1. с.70−81.
- Глазовская М.А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям. М.: МГУ. 1997. 102 с.
- Горбатов B.C., Обухова А. И. Динамика трансформации малорастворимых соединений цинка, свинца и кадмия в почвах.// Почвоведение. 1989. № 6. с.129−133.
- Гриневич В.И., Захаров С. А. и др., Формы нахождения металлов в поверхностных водах Уводьского водохранилища. // Водные ресурсы. 1997. № 6. с. 740−743.
- Гричук Д.В. Термодинамические модели субмаринных гидротермальных систем. М.: Научный мир, 2000. 304 с.
- Гурский Ю.Н. Геохимия литогидросферы внутренних морей. Т. 1. М.: ГЕОС. 2003. 332 с.
- Гуляева Н.Г., Методические рекомендации по эколого-геохимической оценке территорий при проведении многоцелевого геохимического картирования масштаба 1:1000 ООО и 1:200 000. -М.: ИМГ’РЭ. 2002. 70 с.
- Даувальтер В.А. Оценка токсичности металлов,.накопленных в донных отложениях озер. // Водные ресурсы. 2000. № 4.
- Дунаева А.Н. Физико-химическое моделирование сорбции радионуклидов (137Cs и 90Sr) в системе «природные воды-глинистые минералы». Автореф. канд. дисс. М.: ГЕОХИ. 2001.24 с.
- Зигель X., Зигель А. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. М.: Мир. 1993. 368с.
- Инцкирвели Л.Н., Колосов И. В., Варшал Г. М. Изучение комплексообразования ионов железа с растворенными органическими веществами природных вод ионообменным методом.// Acta Hydrochim. Et Hydrobiol., 1977. Т. 5, № 3.
- Едигарова И.А., Красюков В. Н., Лапин И. А., Никаноров A.M. Комплексообразующая способность растворенного органического вещества природных вод.// Водные ресурсы. 1989. № 4. с. 122−129.
- Елпатьевский П.В. Геохимия миграционных потоков в природных и природно-техногенных геосистемах. М: Наука. 1993.
- Кирюхин В.К., Швец В. М. Определение органических веществ в подземных водах. М.:. «Недра». 1976
- Кокотов Ю.А., Пасечник В. А. Равновесие и кинетика ионного обмена. Л.: Химия. 1970. 336 с.
- Кокотов Ю.А., Золотарев П. П., Елькин Г. Э. Теоретические основы ионного обмена. Л.: Химия. 1986.282 с. ' -
- Количественный химический анализ вод методом инверсионной вольтамперометрии.// Сборник методических указаний. «НПКФ АКВИЛОН», М. 2000: 30 с.
- Контроль химических и биологических параметров окружающих среды, ред. Исаев Л. К. СПб.: «Союз». 896 с.
- Кочарян А.Г., Веницианов Е. В. и др., Сезонные изменения форм нахождения тяжелых металлов в водах и донных отложениях Куйбышевского водохранилища.// Водные ресурсы. 2003- № 4. с. 443−451.
- Крайнов С. Р- Анализ соответствия результатов термодинамического моделирования формирования химического состава подземных вод реальным геохимическим свойствам этих пород.//Геохимия 1997. № 7. с. 730−749
- Крайнов С.Р., Рыженко Б. Н. Пути и способы прогностического моделирования-химического состава загрязненных подземных вод. // Геохимия 1994. № 5. с.739−753
- Крайнов С.Р., Рыженко Б. Н. Анализ разрешающих возможностей прогнозных моделей техногенных изменений химического состава подземных вод, их оптимальное геохимическое содержание. // Геохимия 2000. № 7. с.691−703
- Крайнов С.Р., Рыженко Б. Н., Швец В. М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука. 2004. 677 с.
- Крайнов С.Р., Рыженко Б. Н., Шваров Ю. В. Возможности и ограничения физико-химического моделирования на ЭВМ взаимодействий вода-порода при решении вопросов формирования химического состава подземных вод. // Геохимия, 1983. № 9. с.. 1342−1358 v ' ' '
- Крайнов С.Р., Швец В. М. Гидрогеохимия. М.: «Недра». 1992. 463 с.
- Красинцева ВВ., Кузьмина Н. П., Сенявин М. М. Формирование минерального состава речных вод. М.: Наука. 1977:
- Красинцева В.В., Гричук Д. В., Романова Г. И., Кадукин А. И. Процессы миграции и формы нахождения химических элементов в поровых водах донных отложений в Иваньковском водохранилище. // Геохимия. 1982. № 9. с. 1342−1353.
- Кузьмина Н.П., Осипов Д. Г., Прянишникова Е. Н., Ищенко И. Г. Оценка загрязненности снегового покрова территории Москвы // Чистый город. 2003. № 1 (21). с.14−19.
- Кулматов Р.А., Рахматов У., Кист А. А. Формы миграции ртути, цинка и кобальта в природных водах. //ЖАХ. 1982. т. 37. № 3. с. 393−397.
- Ландшафтные воды в условиях техногенеза. // под ред. Кадацкая О. В. Мн.: Бел. Наука. 2005. 347 с.
- Лапин И.А., Красюков В. Н. Роль гумусовых веществ в процессах комплексообразования и миграции металлов в природных водах. //Водные ресурсы. 1986. № 1. с. 134−145.
- Лапин И.А., Красюков В. Н. Анализ органических форм тяжелых металлов в системе контроля природных вод.// Водные ресурсы. 1988. № 2. с. 169−172.
- Летувнинкас А.И. Антропогенные геохимические аномалии и природная среда: Томск: Изд-во НТЛ. 2002. 290 с.
- Лиманцева О.А., Лисенков А. Б., Рыженко Б. Н., Швец В. М. Динамика химического состава грунтовых вод в системе вода-порода в условиях мегаполиса. // Водные ресурсы. 2006. № 1. с. 78−88.
- Линник Р.П., Запорожец О. А. Сравнительная оценка расчетных и экспериментальных данных о сосуществующих формах железа, кобальта и никеля в пресных поверхностных водах. // Экологическая химия. 2003. № 12. с. 79−92
- Линник П.Н., Набиванец Б. И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат. 1986. с. 270.
- Лубкова Т.Н. Оценка и прогноз техногенного загрязнения локальных экосистем химическими элементами на основе балансовых расчетов. Авт. дйсс. канд. геол.-мин. наук. М.: МГУ. 2007. 28 с.
- Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984 .
- Мазухина С.И., Сандимиров С. С., Королева И. М. Оценка воздействия техногенных стоков на пресный водоем.// Экологическая химия. 2003. № 12. с.97−104.
- Мазухина С.И., Моисеенко Т. И. Моделирование поведения элементов химического состава вод в условиях комплексного загрязнения (на примере оз. Имандра). // Водные ресурсы. 2000. № 5. с.589−593.
- Манихин В.И., Никаноров A.M. Растворенные и подвижные формы тяжелых металлов в донных отложениях пресноводных экосистем. СПб.: Гидрометеоиздат 2001. 181 с.
- Маркова Ю.Л. Оценка воздействия промышленности и транспорта на экосистему Национального парка «Лосиный остров».Авт. дисс. канд. геол.-мин. наук. М., 2003
- Методы геохимического моделирования и прогнозирования в гидрогеологии./Под ред. Крайнова С. Р. М.: «Недра». 1988. 244 с.
- Методические основы исследования химического состава горных пород, руд и минералов. М.: Недра. 1979. с.400
- Мигдли Д., Торренс К. Потенциометрический анализ воды. М.: Мир. 1980.
- Мироненко В.А. Динамика подземных вод. М.: «Недра». 1983. 357 с.
- Мотузова Г. В. Соединения микроэлементов в почвах: системная организация, экологическое значение, мониторинг. М.: Эдиториал УРСС. 1999. с. 168
- Морозова И.А., Самаев С. Б., Якубов Х. Г. Некоторые особенности засоления почв Москвы как техногенного процесса // Прикладная геохимия. Вып.2. М.: ИМГРЭ. 2001. с.415−426
- Мур Д.В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. М.: Мир. 1987. 288 с.
- Нахшина Е.П., Белоконь В. Н. Распределение тяжелых металлов в донных отложениях водохранилищ Днепра. // Водные ресурсы. 1991. № 5. с. 86−93.
- Никифорова Е.М. Свинец в ландшафтах придорожных экосистем // Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем. М.: Наука. 1981. с. 220−229.
- Николаев Ю.Н., Шестакова Т. В., Нефедьев В. В., Маркова Ю. Л. и др. Оценка геохимического загрязнения Национального парка «Лосиный остров». М.: Изд-во Прима-Пресс-М. 2000. 111 с.
- Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды. Справочный материал. СПб.: Научно-технический центр «АМЕКОС». 1994
- Обухов А.И., Лепнева О. М. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде. // Почвоведение. 1989. № 5. с.65−73.
- Орлов Д.С., Минько О. И., Демин В. В., Сальников В. Г., Измайлова Н. Б. О природе и механизмах образования металл-гумусовых комплексов // Почвоведение. 1988. № 9.
- Осадчий В.И., Пелешенко В. И., Савицкий В. Н., Кирпичный В. В., Гребень В. В., Годун О. С. Распределение тяжелых металлов в воде, взвешенных веществах и донных отложениях Дуная. // Водные ресурсы. 1993. № 4.
- Основы аналитической химии, под ред. Ю. А. Золотова. М.: «Высшая школа», т.2. 2000.
- Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем./под ред. В. В. Куриленко: СПб.: С-Петерб.ун-та. 2004. с.448
- Папина Т.С. Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода -взвешенное вещество донные отложения речных экосистем. Новосибирск. 2001. 58 с.
- Перельман А. И. Касимов Н.С. Геохимия ландшафтов. М.:Астрея-2000. 1999. 768 с.
- Пивоваров С.А., Лакштанов Л. З. Адсорбция кадмия на гематите. // Геохимия. 2003. № 10. с. 1105−1120.
- Пивоваров С. А Физико-химическое моделирование поведения тяжелых металлов (Си, Zn, Cd) в природных водах: комплексы в растворе, адсорбция, ионный обмен, транспортные явления. Авт. дисс. канд.хим. наук. М.: МГУ 2003. 22 с.
- Практикум по грунтоведению. / Под ред. В. Т. Трофимова, В. А. Королева. М.: Изд-во МГУ. 1993
- Прокофьев А. К. Определение физико-химических и химических форм следовых элементов в природных водах. // Успехи химии. 1983 т.11. Вып. З с. 483−497.
- Разенкова Н.И., Филиппова Т. В. Использование фазового химического анализа при изучении антропогенных потоков рассеяния. // Доклады академии наук СССР. 1984. т.278. № 2. с. 465−468.
- Резников А.А., Соколов И. Ю. Методы анализа природных вод. М.:"Недра". 1970. 481 с.
- Руководство по химическому анализу суши. /Под ред. Семенова А. Д. Ленинград: Гидрометеоиздат. 1977
- Рыженко Б.Н. Физико-химические основы гидрогеохимических и гидротермальных процессов. // Геохимия 1994. № 6. с.825−835.
- Рыженко Б.Н., Крайнов С. Р., Шваров Ю. В. Физико-химические факторы формирования состава природных вод (верификация модели «порода-вода»). // Геохимия 2003. № 6. с.630−640
- Рыженко Б.Н., Крайнов С. Р. Физико-химические факторы формирования химического состава вод зоны гипергенеза. // Геохимия. 2002. № 8. с. 864−891.
- Рыженко Б.Н., Крайнов С. Р. О влиянии соотношения реагирующих масс породы на формирование химического состава природных водных растворов в системах, открытых по С02.11 Геохимия. 2000. № 8. с. 803−815.
- Савенко B.C. Химический состав взвешенных наносов рек мира. М.: ГЕОС. 2006. с.175
- Савичев О.Г., Колоколова О. В., Жуковская Е. А. Состав и равновесие донных отложений р. Томь с речными водами. // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2003. № 2, с. 108−119
- Сает Ю.Е., Ревич Б. А., Янин Е. П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра. 1990.
- Самарина B.C. Гидрогеохимия. Л.: ЛГУ. 1977. 360 с.
- Сводная легенда к Государственной гидрогеологической карте СССР масштаба 1:200 000, 1989.
- Соколова Т.А. Экологическая оценка территории государственного природного национального парка «Лосиный остров». Авт. дисс. на соиск. уч. степ. канд. геогр. наук. М.: МГУ 1995
- Соловов А.П., Матвеев А. А. Геохимические методы поисков рудных месторождений. М: МГУ, 1985. с.232
- Соловов А.П. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. М. Недра. 1990 с. 335.
- Янин Е.П. Техногенные геохимические ассоциации в донных отложениях малых рек. М.: ИМГРЭ. 2002. с.52
- Christensen J. В., Botma J. J., Christensen Т. H. Complexation of Cu and Pb by DOC in pollutedgroundwater: a comparison of experimental data and predictions by computer speciation models (WHAM and MINTEQA2). // Wat. Res. Vol. 33. № 15. P. 3231−3238.
- Mantoura R.F.C., Dickson A., Riley S.P. The complexation of metals with humic materials in natural water. // Estuar. Coast. Mar. Sci. 1978. Vol. 6. P. 383−408
- Mengchang He, Zijian Wang. Modeling the ecological impact of heavy metals on aquatic ecosystems: a framework for development of an ecological model. // The Science of the Total Environment. 2001. Vol. 266. P. 291−298.
- Rashid M.A. Absorption of metals on sedimentary and peat humic acids. // Chem. Geology. 1974. № 13. P. 115−123.
- Schnitzer M., Scinner S.I.M. Organo-metallic interaction in soil: 7/ Stability constants of Pb, Ni, Co, Ca, Mn and Mg-fulvic acid complexes. // Soil Sci. 1967. Vol. 103. P. 247−252.
- Shvarov Yu, Bastrakov E. HCh: a software package for geochemical equilibrium modelling/ User’s guide. Australian.Geol.Survey. Org. Record 1999/y.Canberra, 1999, 56 p.
- Soil Chemistry B. Physico-Chemical Models./Edited by G.H.Bolt.-ESPC Amsterdam-Oxford-New York 1982.
- Tessier A., Cambell P. G.C., Bission M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals // Analytical Chemistry. 1979. № 51, P. 844−851.
- Tessier A., Turner D.R. Metal Speciation and Bioavailability in Aquatic Systems. Wiley. Chichester. 1995 P.679.
- Tipping, E. WHAM: a chemical equilibrium model and computer code for waters, sediments and soils incorporating a discrete site/electrostatic model of ion-binding by humic substances. // Comput. Geosci. 1994. № 20. P. 973−1023.
- Tipping, E., Hurley M.A. A unifying model of cation binding by humic substances. // Geochim. Cosmochim. Acta. 1992. Vol. 56. № 10. P. 3627−3641.
- Tipping, E., Lofts, S., Lawlor, A.J. Modelling the chemical speciation of trace metals in the surface waters of the Humber system. // Sci. Total Environ. 1998. 210/211. p. 63−77
- Комплексная оценка техногенного воздействия на НП «Лосиный остров». Отчет ЗАО «Прима-М». М. 1998.
- Оценка экологического состояния природной среды и режим землепользования территории ГПНП «Лосиный остров» и его охранной зоны. Отчет ГНИИ земельных ресурсов. Под ред. Федосеевой Т. П. Мытищи. 1990.
- Исследование состояния природных комплексов парка. Отчет НИЛ ГПНП «Лосиный остров». М., 1990