Реферат по теме выпускной работы
Содержание
- Введение
- Актуальность работы
- Связь работы с научными темами, планами
- Цель исследований
- Задачи исследований
- Методы исследований
- Научная новизна
- Практическое значение работы
- Личный вклад автора
- Апробация результатов работы
- Публикации
- Обзор и анализ исследований по теме
- Геологическая характеристика объекта исследований
- Экологическая характеристика
- Методика исследований
- Текущие и предполагаемые результаты работы
- Выводы
- Список источников
Введение
Актуальность работы
Донбасс или Донецкий каменноугольный бассейн является одним из крупнейших горнорудных районов Европы и всего мира, где за более чем 200 лет промышленной разработки добыто свыше 8млр.т каменных углей и антрацитов.
Для Донецко-Макеевского района, как и для большей части Донбасса, одним из основных загрязнителей природной среды является угольная промышленность. В связи с этим наиболее важным представляется изучение особенностей загрязнения окружающей среды в результате деятельности предприятий этой отрасли.
Особенностью углей Донбасса является повышенная концентрация в них ряда тяжелых металлов и токсичных элементов - ртуть, мышьяк, сера, молибден, бериллий. Отдельные марки углей содержат в повышенных концентрациях также литий, таллий, скандий и другие химические элементы. Значительные превышения кларков осадочных пород и углей зафиксированы для элементов I-III класса опасности: Sb, Pb, V, Cd, Zn, Mo, Li [1].
На сегодняшний день основными факторами, обуславливающими особенности распространения загрязняющих веществ, являются не только состав ископаемых углей и специфика технологического процесса, но и ландшафты территории исследования. В компонентах ландшафта на всех уровнях формируются механические и геохимические барьеры, где концентрируются загрязняющие биосферу элементы и вещества. Изучение особенностей распределения загрязняющих веществ в компонентах ландшафта является актуальной задачей на исследуемых территориях.
Связь работы с научными темами, планами
Проведенные исследования соответствует государственной научной программе «Державна цільова екологічна програма проведення моніторингу навколишнього природного середовища» (постанова Кабінету Міністрів України від 05.12.2007 № 1376).
Работа обосновывается требованиями ряда нормативных документов: Законом Украины: Про охорону навколишнього природного середовища від 25.06.91 р. (стаття 22); Законами Украины: Об отходах и Об охране земель; постановлением Кабинета Министров Украины от 20 августа 1993 г., № 661:Положення про моніторинг земель.
Цель исследований
Целью данной работы является оценка техногенных изменений компонентов ландшафтов в пределах влияния ОП «шахта им. М.И.Калинина». Выявление закономерностей миграции веществ позволяет установить источники загрязнения и места концентрации загрязняющих веществ.
Задачи исследований
- Обобщение информации по состоянию вопроса из литературных источников и фондовых материалов.
- Отбор проб воды и почв, обработка данных анализов этих проб.
- Статистическая обработка всех данных.
- Исследование особенностей миграции веществ и пространственного распределения в различных компонентах ландшафта – почвах, водах.
- Выявление связей на исследуемой площади состава добываемых углей с загрязняюшими ландшафт химическими элементами.
Объект исследования: Промплощадка и прилегающая территория шахты им. М.И. Калинина.
Предмет исследования: Пространственное распределение загрязняющих веществ в ландшафтах.
Методы исследований
- Анализ имеющихся геологических и экологических материалов по площади исследований.
- Систематизация данных химического состава шахтных вод и почв.
- Полевые исследования территории с отбором дополнительных проб.
- Методы статистической обработки геохимических данных.
- Методы построения специализированных карт, диаграмм и др.
Научная новизна
- Впервые для данной территории были выделены участки максимального накопления элементов в почво-грунтах и выявлена связь между ореолами загрязнения и особенностями ландшафта.
- Выявлены особенности влияния состава шахтных водах на изменение концентраций ряда веществ в водах балки Игнатьевская и Кальмиусского водохранилища.
- Определен характер влияния различных факторов (техногенных и природных) на изменение состава сбрасываемых вод.
Практическое значение работы
В результате проведения работы установлены участки почв с наиболее сильным загрязнением, которые будут отрицательно влиять на окружающую среду района исследования. Выявленные закономерности позволяют при дальнейших исследованиях обосновывать глубину отбора проб. Установлены пространственные и временные закономерности изменения состава вод в цепочке: шахтная вода до очистки – шахтная вода после очистки – воды б. Игнатьевская – река Кальмиус.
Личный вклад автора
Были отобраны, обработаны пробы воды и почво-грунтов на исследуемом участке, проведен детальный анализ химического состава шахтных и поверхностных вод, а также почво-грунтов на 2 глубинных уровнях. Построены графики изменения концентраций загрязняющих веществ в шахтных водах по мере их очистки в зависимости от сезона и удаления от точки первичного сброса.
Построены карты распределения веществ и элементов в почвах и почвогрунтах. Установлены участки и глубины максимального накопления элементов.
Изучено влияние особенностей ландшафтов на распределение загрязняющих веществ на поле шахты.
Апробация результатов работы
Автор принимал участие в VII Международной научно-практичной конференции студентов и молодых ученых Донбасс – 2020: перспективы развития глазами молодых ученых с докладом «Особенности техногенного изменения состава почв на поле шахты им. М.И. Калинина»
Публикации
Тезисы на тему «Особенности техногенного изменения состава почв на поле шахты им. М.И. Калинина» опубликованы в сборнике статей VII Международной научно-практичной конференции студентов и молодых ученых Донбасс – 2020: перспективы развития глазами молодых ученых с докладом «Особенности техногенного изменения состава почв на поле шахты им. М.И. Калинина» стр. 65-69.
Обзор и анализ исследований по теме
Исследования близкие к теме данной работы освещены в ряде публикаций.
Волковой Т.П. и Фалевич В.В. [2] выполнен анализ влияния угледобывающих предприятий на состояние окружающей природной среды на примере шахтного поля шахты «Лидиевка». Изучен0 статистически-пространственное распределение элементов в почвах, делаются выводы о участках максимального накопления элементов.
В работе «Оценка воздействия угольной шахты на окружающую среду» [3] рассмотрены причины возникновения на земле экологического кризиса, как результат промышленного развития стран мира. Угольная промышленность неизбежно негативно влияет на окружающую среду, загрязняя и нарушая ее. Для решения данной задачи были определены перспективные экологически чистые технологии, экологические процессы и оборудования.
Работа «Оценка негативного влияния работы шахты на природу» [4] посвящена изучению основных источников загрязнения природной среды и определению влияния деятельности шахты на прилегающую территорию на примере шахты Засядько.
В ходе исследований влияния промышленных объектов прослеживается значительное влияние ландшафтов на формирование ореолов загрязнения. Геохимические исследования ландшафтов широко применяются для оценки загрязнения окружающей среды.
Основные идеи и положения геохимии ландшафта были сформулированы в серии блестящих статей 40-50х годов Б.Б.Полыновым [5]. По условиям миграции химических элементов Б.Б. Полынов выделил три основных элементарных ландшафта: элювиальный, супераквальный (надводный) и субаквальный (подводный). Полынов показал, что миграция химических элементов связывает между собой горные породы, почвы, живые организмы, природные воды и атмосферу, что, изучая эту миграцию, мы тем самым вскрываем сущность взаимоотношений между указанными компонентами ландшафта, познаем его как единое целое.
Далее эта тема развиватся в нескольких изданиях учебного пособия «Геохимия ландшафта» [6, 7, 8]. Были сформултрованы главные концепции науки, основанные на идеях В.И. Вернадского и Б.Б. Полынова: ведущая роль живого вещества в миграции атомов в природном ландшафте и биосфере в целом, связь геохимии элементов в природном ландшафте и биосфере в целом, представления о ландшафтно-геохимических системах и геохимических барьерах и влияния этих связей на миграцию техногенного вещества.
В работах Алексеенко В.А. [9] рассмотрены задачи, стоящие перед этой наукой, в том числе связанные с возможными негативными последствиями антропогенной деятельности. Теоретические положения экологической геохимии излагаются в тесной связи с практическими вопросами хозяйственной деятельности. Содержит большое число иллюстраций.
Малышева Л.Л. в своей работе «Теория и методика ландшафтно-геохимического анализа и оценки экологического состояния территорий» [10] обосновала методику ландшафтно - геохимического анализа и оценки экологического состояния территорий (алгоритм, критерии, система показателей), которая была опробована в зонах влияния АЭС, промышленных зонах, агроландшафтах, городских ландшафтах, рекреационных зонах. Определены принципы классификации основных типов ландшафтно - геохимических структур.
Так основные принципы ландшафтной экологии применяются на практике для всех промышленных предприятий и позволяют выделить основные закономерности техногенного загрязнения.
Основные закономерности пространственного распределения загрязняющих веществ рассматриваются в статье «Промышленные атмосферные выбросы - источник загрязнения почвы» [11]. Приводится краткое описание видов деградации почвы в результате загрязнения.
В монографии посвященной проблемам почв городских территорий, авторы Н.Г. Федорец и М.В. Медведева [12] отмечают, что тяжелые металлы, поступившие на поверхность почвы, накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах и медленно удаляются, их концентрация резко снижается с глубиной, а накоплению способствуют глинистые минералы и органическое вещество.
В своей работе Медведева М.В., Федорец Н.Г., Яковлев А.С. [13] анализируют характерные черты техногенного характера загрязнения. Вывод – количество тяжелых металлов в верхнем горизонте превышает в несколько раз то количество, которое расходуется на дальнейшую трансформацию биотой и вынос в нижележащую толщу в составе различных химических соединений.
Обзор литературы показал, что многие вопросы техногенных изменений ландшафта на площадях угольных разработок еще недостаточно изучены. Особенно это касается влияния локальных ландшафтных факторов на концентрацию загрязняющих веществ. Исследованию этих факторов посвящена данная магистерская работа.
Геологическая характеристика объекта исследований
Стратиграфия и литология
В геологическом строении поля шахты принимают участие отложения свит C25, C24 и C23 среднего карбона. Стратиграфически вышележащая толща (свита C26, C27) принадлежит полям шахт им. Засядько, Красногвардейская, Ганзовская-2.
Каменноугольные отложения представлены полускальными и скальными породами (моноклинально залегающими аргиллитами и алевролитами с редкими прослоями известняков), перекрыты четвертичными образованиями, представленными лессовидными суглинками, глинами мощностью до 15 м и почвенно-растительным слоем мощностью 0,3-0,5 м.
С поверхности данные отложения на значительной территории перекрыты техногенными грунтами различной мощности.
Простирание пород юго-западное, падение на северо-запад под углом 10 градусов. Алевролиты зеленовато-серые, буровато-серые (за счет пропитки гидроокислами железа в местах интенсивной трещиноватости), с блестками слюды по плоскостям напластования. Трещиноватость алевролитов неравномерная. Аргиллиты зеленовато-серые, выветрелые, трещины выветривания закрытые, гидроокислы железа присутствуют в виде прожилков. Известняки буровато-серые встречаются в виде прослоев мощностью 0,3-1м, сильно трещиноваты.
Таблица 1 – Характеристика каменноугольных отложений поля шахты