110144 (709107), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Площадь литохимических ореолов загрязнения на территории сельскохозяйственного освоения составляет 450 га.
Для определения инородности техногенных пород для ландшафта Натынского водосбора определяется коэффициент контрастности техногенных литохимических ореолов Кк (определяется по формуле (4.3.1)).
Кк=Са/Саф (4.3.1);
Где введены обозначения :
Са – концентрация компонента А в техногенных отложениях в % (данные по хранилищам даны в таблице 6);
Саф – фоновые концентрации компонента А( даны в таблице 6).
Коэффициенты контрастности литохимических загрязнений указаны в таблице 7.
Рассматриваемые литохимические ореолы загрязнения контрастны по фосфатам, фторидам, сульфатам, карбонатам, кальцию, железу, титану (табл.7). Техногенные литохимические ореолы являются одной из причин формирования в подземных водах гидрогеохимических ореолов загрязнения.
Временными потоками и подземными водами происходит вынос водорастворимых солей и взвешенных частиц в реку Натынку, где в русловых отложениях формируется литохимический поток загрязнения.
Таблица 6
Состав загрязняющих компонентов в естественных
почвенно-покровных отложений
и техногенных отложений (%)
| Порода | Фосфаты | Фториды | Сульфа-ты | Карбона-ты | Ca | Fe | Ti |
| Почвенно-покров-ные отложения (фон) | 0.05 | 0,01 | 0,38 | 0,85 | 3,85 | 2,37 | 0,03 |
| Глауконитовая супесь (территория с/х освоения) | 6.5 | 2,8 | 1,03 | 0,95 | 9,07 | 10,38 | 0,3 |
| Эфеля (отходы рудопромывки) | 8.9 | 0,3 | 1,2 | 2,7 | 15,26 | 13,53 | - |
| Шламы (отходы флотации) | 5.1 | 0,61 | 0,8 | 1,97 | 9,8 | 14,32 | - |
В результате ветровой и водной эрозии происходит вынос загрязняющих веществ за приделы участков складирования техногенных отложений и формирование переотложений литохимических ореолов загрязнения.
Таблица 7
Коэффициенты контрастности основных техногенных загрязнителей литохимических ореолов
| Порода | Фосфаты | Фториды | Сульфаты | Карбонаты | Ca | Fe | Ti |
| Глауконитовая супесь (территория с/х освоения) | 130 | 280 | 2,7 | 1,1 | 2,4 | 4,4 | 10 |
| Эфеля (отходы рудопромывки) | 178 | 30 | 3,2 | 3,2 | 4,0 | 5,7 | - |
| Шламы (отходы флотации) | 102 | 61 | 2,1 | 2,3 | 2,6 | 6,0 | - |
На этих данных таблиц можно построить карту техногенных ореолов загрязнения (Приложение 3).
5.Процессы техногенной метаморфизации состава вод и пород.
При попадании сточных вод в природный ландшафт для них изменяются кислотно-щелочные и кислотно-восстановительные условия. В результате этого, у некоторых загрязняющих веществ, происходит резкое снижение миграционных способностей за счёт их осаждения. Процессы осаждения трудно растворимых веществ CaCO3, CaF2 , CaHPO4 описываются уравнениями:
Сa2++2F- CaF2
Ca2++HPO42-CaHPO4;
Ca2++CO32- CaCO3;
Возможность прохождения процесса определяется насыщенностью (r) вод соединением .
При r 1 – раствор недонасыщен соединением.
r = 1 – наблюдается равновесие между жидкой и твёрдой фазой.
r 1 – раствор перенасыщен соединением и происходит осаждение его из раствора.
Расчет насыщенности грунтовых вод трудно растворимыми соединениями производился в следующей последовательности.
1. Определение молярных концентраций основных компонентов, содержащихся в водах:
ci = (Ci / Mi)10-3, (4.1);
где Ci – заданная концентрация i-го компонента в мг/л; Mi – молекулярная масса i-го компонента.
2. Расчёт ионной силы раствора (I):
где zi – заряд i-го компонента.
3. Определение коэффициента активности (j) по закону Дебая-Гюккеля, который в упрощенном виде может быть рассчитан как:
, – для одновалентных ионов (4.3);
, – для двухвалентных ионов (4.4);
4. Определение активности (a):
ai = jici , (4.5); 5. Расчёт насыщенности (r):
, (4.6); где
– растворимость соединения MezXy в воде.
Для CaCO3 L=10-8.3 , CaF2 L=4*10-11 , CaHPO4 L=2.7*10-7.
Таким методом можно рассчитать насыщенность вод CaHPO4 , CaF2 и CaCO3.
Так как при значениях рН менее 8 в составе вод преобладают ионы первой стадии диссоциации угольной кислоты – HCO3-, требуется предварительный условный перерасчет активностей ионов HCO3- в активности ионов СО32-.
Диссоциация угольной кислоты происходит следующим образом:
Н2СО3 Н+ + НСО3- Н+ + СО32- ,
Для второй стадии диссоциации справедливо выражение:
где
– константа второй стадии диссоциации угольной кислоты (10-10,3), а
.
Тогда активность ионов CO3 будет определяться как:
Все расчёты сведены в таблицу 8.
Таблица 8
Расчет насыщенности сточных вод трудно растворимыми соединениями
| Хвостохранилище флотации | Хвостохранилище рудопромывки | |||||||
| pH=7.5 | PH=7 | |||||||
| C , мг/л | C ,моль/л | а, моль/л | C , мг/л | C ,моль/л | а, моль/л | |||
| HCO3- | 437,4 | 7,17*10-3 | 5,6*10-3 | HCO3- | 976,5 | 15,5*10-3 | 11,93*10-3 | |
| Cl- | 575 | 16,2*10-3 | 12,6*10-3 | Cl- | 360 | 10,2*10-3 | 7,85*10-3 | |
| SO42- | 970 | 10,1*10-3 | 3,75*10-3 | SO42- | 1060 | 11,04*10-3 | 3,93*10-3 | |
| Ca 2+ | 410 | 10,3*10-3 | 3,83*10-3 | Ca 2+ | 510 | 12,75*10-3 | 4,54*10-3 | |
| Mg2+ | 250 | 10,29*10-3 | 3,83*10-3 | Mg2+ | 240 | 10*10-3 | 3,56*10-3 | |
| Na+ | 60 | 2,6*10-3 | 2,02*10-3 | Na+ | 60 | 2,61*10-3 | 2,00*10-3 | |
| F- | 8,2 | 0,43*10-3 | 0,34*10-3 | F- | 9,2 | 0,47*10-3 | 0,362*10-3 | |
| HPO42- | 10 | 0,1*10-3 | 0,037*10-3 | HPO42- | 1,5 | 0,16*10-3 | 0,057*10-3 | |
| I=0.0748 | I=0.0823 | |||||||
| J(1)=0.78 | J(2)=0.372 | J(1)=0.77 | J(2)=0.356 | |||||
| r(CaF2)=11.01 | r(CaF2)=14,87 | |||||||
| r(CaCO3)=8,82 | r(CaCO3)=7,74 | |||||||
| r(CaHPO4)=0,52 | r(CaHPO4)=0,94 | |||||||
По результатам таблицы можно сделать вывод , что СaF2 и CaCO3 осаждается в хвостохранилеще рудопромывки и флотации ( т.к. их растворы перенасыщены (r>1)) , а CaHPO4 находится в растворе в состояние недонасыщенности т.к. (r<1).
Библиографический список .
-
Комисарчик М.А. Формирование техногенных ореолов и потоков загрязнения природных вод района Егорьевского месторождения фосфоритов: Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук – СПб, 1993 –22с.
-
Лукашев К.И., Лукашев В.К. Геохимия зоны гипергенезиса. – Минск: Наука и техника, 1975.
-
Мирзаев Г.Г., Иванов Б.А., Щербаков В.М. Картографический метод исследований в инженерной экологии / ЛГИ, Л., 1998.
-
Пашкевич М.А. Геохимия окружающей среды / СПГГИ., СПб., 1997.
-
Перельман А.И. Геохимия природных вод. – М.: Наука, 1982.
22
1>
















