ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 972

Скачиваний: 4

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

46

4.

 

Рассчитать

 

таблицы

 

минимально

 

аномальных

 

содержаний

 

элемента

 

C

min.an.

(m)

 

и

 

C’

min.an.

(m)

 

либо

если

 

это

 

более

 

целесообразно

пересчитать

 

исходные

 

содержания

 

в

 

нормированные

 

и

 

далее

 

поль

-

зоваться

 

значениями

 

u

min.an.

(m)

 

и

 

u’

min.an.

(m)

 

Пересчет

 

исходных

 

содержаний

 

в

 

нормированные

 

легко

 

осуще

-

ствляется

 

с

 

помощью

 

программ

 Excel 

или

 Statistica. 

5.

 

Пометить

 

подозреваемые

 

на

 

аномальность

 

точки

 

на

 

карте

-

разноске

 

исходных

 

данных

 

или

 

на

 

схеме

 

геохимического

 

опробова

-

ния

При

 

необходимости

 

записать

 

возле

 

точек

 

соответствующие

 

значения

 

C(x,y)

 

или

 

u(x,y)

Проверить

 

эти

 

точки

 

на

 

аномальность

 

и

 

в

 

итоге

 

оконтурить

 

на

 

схеме

 

положительные

 

и

 

отрицательные

 

геохи

-

мические

 

аномалии

. (

Заметим

что

 

часть

 

помеченных

 

подозритель

-

ных

 

на

 

аномальность

 

точек

содержания

 

в

 

которых

 

не

 

удовлетворя

-

ют

 

рассчитанным

 

критериям

 

выделения

 

аномалий

так

 

и

 

останется

 

не

 

оконтуренной

). 

Чтобы

 

отрисовать

 

внутреннюю

 

структуру

 

и

 

кон

-

трастность

 

выделенных

 

на

 

карте

 (

схеме

аномалий

следует

 

исполь

-

зовать

 

два

 

или

 

несколько

 

контуров

первый

  (

внешний

для

 

самых

 

слабых

 

аномалий

второй

  (

первый

 

вложенный

) – 

для

 

аномалий

 

с

 

контрастностью

 

 3, 

третий

 –

с

 

контрастностью

 

 5 

и

 

т

.

д

 

На

 

этом

 

этапе

 

работы

 

используются

 

все

 

имеющиеся

 

результаты

 

геохимической

 

съемки

в

 

том

 

числе

 

и

 

те

 

данные

которые

 

были

 

исключены

 

из

 

рассмотрения

 

на

 

этапе

 

оценки

 

параметров

 

геохи

-

мического

 

фона

Таким

 

образом

картируются

 

все

 

аномалии

и

 

явные

и

 

слабые

 

Указанные

 

операции

 

можно

 

выполнять

 

вручную

 

на

 

схеме

-

разноске

 

либо

 

на

 

компьютере

 

с

 

использованием

 

программы

 Surfer. 

Лабораторную

 

работу

 

можно

 

выполнять

 

вручную

 

с

 

исполь

-

зованием

 

карманного

 

калькулятора

 

или

 

на

 

компьютере

 

с

 

использо

-

ванием

 

программ

 Excel, Statistica, Surfer 

или

 

других

 

программ

по

-

зволяющих

 

работать

 

с

 

электронными

 

таблицами

статистическими

 

функциями

 

и

 

строить

 

геохимические

 

карты

Результаты

 

представ

-

ляются

 

в

 

виде

 

рукописных

 

материалов

 

и

 

от

 

руки

 

нарисованных

 

карт

 

(

схем

геохимических

 

аномалий

 

либо

 

в

 

виде

 

компьютерных

 

распе

-

чаток

 

с

 

соответствующими

 

комментариями

 


background image

 

47

Лабораторная

 

работа

 

Численные

 

показатели

 

и

 

графическая

 

характеристика

  

загрязнения

 

почв

 

тяжелыми

 

металлами

 

и

 

другими

  

химическими

 

элементами

 

 

Цель

 

работы

:

 

научиться

 

оценивать

 

степень

 

загрязнения

 

почв

 

тяжелыми

 

металлами

 

и

 

другими

 

химическими

 

элементами

 

с

 

помощью

 

принятых

 

в

 

экологической

 

геохимии

 

количественных

 

по

-

казателей

 

и

 

наглядных

 

графиков

а

 

также

 

делать

 

обоснованные

 

за

-

ключения

 

о

 

характере

 

и

 

экологической

 

опасности

 

выявленного

 

за

-

грязнения

Исходные

 

данные

:

 

результаты

 

определения

 

содержаний

 

ря

-

да

 

химических

 

элементов

 

в

 

пределах

 

локальной

 

площадки

 

геохими

-

ческого

 

опробования

 

почв

 (

средние

 

содержания

 

по

 

результатам

 

ана

-

лиза

 

m

 

проб

); 

справочные

 

эколого

-

геохимические

 

материалы

Решаемые

 

задачи

• 

определить

 

круг

 

геохимических

 

элементов

 – 

загрязнителей

 

почв

уровни

 

их

 

накопления

  (

коэффициенты

 

концентрации

по

 

сравнению

 

с

 

незагрязненными

 

почвами

• 

сравнить

 

содержания

 

элементов

 

в

 

изученных

 

почвах

 

с

 

пре

-

дельно

 

допустимыми

 

концентрациями

 (

ПДК

либо

 

ориенти

-

ровочно

 

допустимыми

 

концентрациями

  (

ОДК

); 

вычислить

 

коэффициенты

 

концентрации

 

по

 

отношению

 

к

 

ПДК

/

ОДК

 

(

K

ПДК

); 

• 

рассчитать

 

суммарные

 

показатели

 

загрязнения

 

почв

 (

Z

C

эко

-

логически

 

опасными

 

химическими

 

элементами

 

различных

 

классов

 

опасности

• 

выписать

 

формулу

 

ассоциации

 

элементов

накапливающихся

 

в

 

данной

 

техногенной

 

почвенной

 

аномалии

• 

графически

 

изобразить

 

характер

 

загрязнения

 

почвы

 

в

 

виде

 

геохимического

 

спектра

• 

на

 

основе

 

перечисленных

 

выше

 

количественных

 

показателей

 

и

 

графика

 

сделать

 

заключение

 

о

 

характере

уровне

 

и

 

эколо

-

гической

 

опасности

 

загрязнения

 

почв

 

данного

 

локального

 

участка

 


background image

 

48

Общие

 

сведения

Эколого

-

геохимическое

 

изучение

 

почв

 

яв

-

ляется

 

весьма

 

важным

 

и

 

показательным

поскольку

 

именно

 

почвы

 

отражают

 

осредненный

 

за

 

достаточно

 

длительное

 

время

накоплен

-

ный

  (

кумулятивный

эффект

 

загрязнения

 

окружающей

 

среды

Эко

-

геохимическое

 

опробование

 

почв

как

 

правило

выполняется

 

путем

 

литогеохимических

 

съемок

 

с

 

отбором

 

проб

 

из

 

верхнего

 

слоя

 

почвы

наиболее

 

подверженного

 

техногенному

 

загрязнению

на

 

глубину

 

до

 

см

При

 

этом

 

в

 

пробу

 

обычно

 

попадает

 

материал

 

обогащенных

 

ор

-

ганическим

 

веществом

 

горизонтов

  A

0

  (

грубогумусового

 

слоя

и

  A

1

 

(

собственно

 

гумусового

). 

Однако

 

на

 

участках

где

 

осуществляется

 

земледелие

почвы

 

опробуются

 

на

 

глубину

 

пахотного

 

слоя

 A

пах

.

 (

до

 

20-30 

см

). 

Чтобы

 

сгладить

 

микронеоднородности

 

распределения

 

элементов

 

в

 

почвах

 

и

таким

 

образом

повысить

 

надежность

 

данных

на

 

каждой

 

точке

 

целесообразно

 

отбирать

 

сборную

 

пробу

состоя

-

щую

 

из

 

нескольких

 (

обычно

 3 – 5) 

частных

 

проб

взятых

 

неподалеку

 

друг

 

от

 

друга

После

 

того

как

 

пробы

 

подготовлены

 

к

 

анализу

 

и

 

за

-

тем

 

проанализированы

по

 

содержаниям

 

элементов

 

в

 

m

 

пробах

ото

-

бранных

 

в

 

пределах

 

какого

-

либо

 

локального

 

участка

 

или

 

площадки

 

съемки

целесообразно

 

вычислить

 

среднее

 

содержание

 

и

 

именно

 

его

 

использовать

 

для

 

дальнейших

 

расчетов

 

количественных

 

показателей

 

загрязнения

 

почвы

Нормальный

 

естественный

 

уровень

 

содержания

 

элемента

 

в

 

почвах

 

характеризуется

 

среднефоновым

 

содержанием

 

C

ф

которое

 

отвечает

 

типичному

 

среднему

 

уровню

 

содержаний

 

элемента

 

в

 

поч

-

вах

 

соответствующего

 

типа

 

в

 

изучаемом

 

районе

 

за

 

пределами

 

участ

-

ков

 

существенного

 

техногенного

 

и

  (

или

природного

 

загрязнения

При

 

отсутствии

 

данных

 

по

 

конкретному

 

району

 

работ

 

в

 

качестве

 

C

ф

 

берут

 

среднее

 

содержание

 

элемента

 

в

 

почвах

 

мира

  (

то

 

есть

 

кларк

 

почв

 

C

к

). 

Чтобы

 

оценить

является

 

содержание

 

элемента

 

в

 

исследуе

-

мой

 

почве

 

нормальным

 (

фоновым

 

или

 

околофоновым

), 

избыточным

 

(

выше

 

среднефонового

или

 

дефицитным

  (

ниже

 

среднефонового

), 

используется

 

коэффициент

 

концентрации

 - 

численный

 

показатель

вычисляемый

 

как

 

отношение

 

содержания

 

элемента

 

в

 

данной

 

точке

 

(

либо

 

среднего

 

содержания

 

в

 

пределах

 

локального

 

участка

к

 

сред

-

нефоновому

 

содержанию


background image

 

49

K

C

 = C/C

Ф

 

В

 

том

 

случае

когда

 

исходными

 

данными

 

для

 

числителя

 

яв

-

ляются

 

средние

 

содержания

 

элементов

вычисленные

 

по

 

этой

 

фор

-

муле

 

величины

 

коэффициентов

 

концентрации

 

тоже

 

будут

 

представ

-

лять

 

собой

 

средние

 

значения

 

для

 

изучаемой

 

площадки

 

опробования

Если

 

элемент

 

загрязняет

 

почву

накапливаясь

 

в

 

ней

то

 

K

> 1. 

Однако

чтобы

 

быть

 

уверенным

что

 

превышение

 

нормально

-

го

 

фонового

 

уровня

 

содержаний

 

действительно

 

имеет

 

место

нужно

 

рассчитать

 

минимально

 

аномальное

 

значение

 

K

C ma

.

 

Эта

 

величина

 

определяется

 

погрешностью

 

определения

 

среднего

 

содержания

 

эле

-

мента

складывающейся

 

из

 

погрешностей

 

опробования

 

в

 

связи

 

с

 

микронеоднородностями

 

распределения

 

элемента

 

в

 

почве

а

 

также

 

погрешностями

 

подготовки

 

проб

 

к

 

анализу

 

и

 

их

 

анализа

Если

 

в

 

ка

-

честве

 

среднего

 

содержания

 

взято

 

среднее

 

геометрическое

 

или

 

ме

-

дианное

 

значение

а

 

погрешность

 

геохимической

 

съемки

 

охаракте

-

ризована

 

стандартным

 

множителем

 

ε

погр

который

 

является

 

антило

-

гарифмом

 

среднеквадратической

 

погрешности

 

логарифмов

 

опреде

-

ляемых

 

содержаний

то

 

с

 

доверительной

 

вероятностью

 

более

 99%  

,

/

3

m

погр

ma

C

K

ε

=

 

где

 

m

 – 

количество

 

проб

по

 

результатам

 

анализа

 

которых

 

определе

-

но

 

среднее

 

содержание

 

C

 

для

 

данной

 

площадки

 

опробования

В

 

том

 

случае

если

 

K

C

 

 

K

C  ma

можно

 

быть

 

уверенным

что

 

факт

 

накопле

-

ния

 

химического

 

элемента

 

в

 

почве

 

установлен

 

статистически

 

на

-

дежно

В

 

том

 

случае

когда

 

K

C

 

 1/

K

C  ma

статистически

 

надежно

 

ус

-

тановлен

 

дефицит

 

элемента

 

по

 

сравнению

 

с

 

нормальным

 

уровнем

Если

 

же

 1/

K

C  ma

 

 

K

C

 

 

K

C  ma

то

 

можно

 

утверждать

что

 

содержание

 

элемента

 

в

 

пределах

 

данной

 

площадки

 

опробования

 

от

 

фонового

 

отличается

 

несущественно

  (

статистически

 

незначимо

). 

Обычно

 

ве

-

личина

 

погрешности

 

геохимической

 

съемки

 

рассчитывается

 

по

 

ре

-

зультатам

 

двукратного

  (

первичного

 

и

 

повторного

опробования

 

в

 

ряде

 

точек

 

съемки

В

 

тех

 

же

 

случаях

когда

 

конкретная

 

величина

 

ε

погр

 

не

 

определялась

целесообразно

 

принять

 

численное

 

значение

 


background image

 

50

предельной

 

допустимой

 

погрешности

 

геохимической

 

съемки

кото

-

рое

 

равно

 1,80. 

По

 

содержаниям

 

тех

 

элементов

для

 

которых

 

имеются

 

уста

-

новленные

 

значения

 

ПДК

 

или

 

ОДК

вычисляются

 

также

 

значения

 

коэффициентов

 

концентрации

 

по

 

ПДК

 (

ОДК

)

K

ПДК

 = C / C

ДК

 , 

где

 

в

 

качестве

 

допустимой

 

концентрации

 

C

ДК

 

используется

 

значение

 

ПДК

 

или

при

 

его

 

отсутствии

ОДК

Почвы

 

можно

 

считать

 

незагряз

-

ненными

 

или

 

в

 

допустимых

 

пределах

 

загрязненными

 

данным

 

эле

-

ментом

если

 

для

 

него

 

K

ПДК

 

 1. 

Суммарный

 

показатель

 

загрязнения

 

почв

 

Z

C

 

характеризует

 

надфоновое

 

накопление

 

группы

 

химических

 

элементов

 

и

 

рассчиты

-

вается

 

по

 

формуле

 

Z

C

 = 

Σ

 

K

C

 – (

n

 – 1) , 

где

 

n

 – 

количество

 

элементов

коэффициенты

 

концентрации

 

которых

 

суммируются

При

 

этом

 

в

 

расчет

 

суммы

 

вовлекаются

 

K

C

 

только

 

тех

 

элементов

для

 

которых

 

факт

 

превышения

 

фонового

 

содержания

 

ус

-

тановлен

 

статистически

 

надежно

т

.

е

K

C

 

 

K

C  ma

Суммарный

 

пока

-

затель

 

загрязнения

 

обычно

 

вычисляют

 

по

 

всем

 

тем

 

элементам

опре

-

делявшимся

 

в

 

почвах

которые

 

отнесены

 

к

 

первому

второму

 

или

 

третьему

 

классам

 

опасности

либо

 

отдельные

 

значения

 

суммарных

 

показателей

 

по

 

группам

 

элементов

 

соответствующих

 

классов

 

опас

-

ности

В

 

настоящее

 

время

 

классы

 

опасности

 

в

 

почвах

 

установлены

 

для

 

следующих

 

элементов

 (

табл

. 8, 9): 

класс

 (

чрезвычайно

 

опасные

 

элементы

): Hg, Pb, Zn, Cd, As, 

Se, F; 

класс

 (

высоко

 

опасные

): Cu, Ni, Co, Cr, Mo, Sb, B; 

класс

 (

умеренно

 

опасные

): Mn, V, W, Sr, Ba. 

Накопление

 

остальных

 

элементов

 

в

 

почве

 

оценивается

 

как

 

менее

 

опасное

 

загрязнение

и

 

для

 

них

 

классы

 

опасности

 

не

 

установ

-

лены

.  

Для

 

характеристики

 

элементного

 

состава

 

геохимических

 

почвенных

 

аномалий

 

используются

 

формулы

 

ассоциаций

 

элемен

-

тов

-

загрязнителей

В

 

формулу

 

включаются

 

элементы

 

с

 

K

C

 

 

K

C  ma