Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика химических элементов на территории Краснодарского края

ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Динамика химических элементов на территории Краснодарского края"

На правах рукописи

Попова Галина Георгиевна

ДИНАМИКА ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ТЕРРИТОРИИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

03.00.16-Экология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата химических наук

Краснодар - 2004

Работа выполнена на кафедре общей и неорганической химии Кубанского государственного университета

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Панюшкин Виктор Терентьевич

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор

Стрижов Николай Константинович

Ведущая организация:

кандидат химических наук, доцент Цюпко Татьяна Григорьевна Ростовский государственный университет

Защита состоится « 10 » декабря 2004 г. в.

часов на заседании

диссертационного совета Д 220.038.05 при Кубанском государственном аграрном университете по адресу: 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кубанского государственного аграрного университета

Автореферат разослан << ^ »¿¿^■^""^у^-1ъ 2004 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы:

Мониторинг окружающей среды позволяет отделять медленные динамические тенденции развития природных систем от резких катастрофических явлений, связанных с экологическими катастрофами (природными аномалиями, необратимыми процессами), причинами которых могут являться как природные так и техногенные процессы. До сих пор мониторинг химических элементов на территории Краснодарского края проводился эпизодически, что не дает правильного представления о пространственно-временной организации в природе геотехнических систем. При всём этом на территории края находится большое число опасных с точки зрения экологических катастроф природных и промышленных объектов. К первым относятся вулканы грязевулканической провинции Тамань, сейсмиче-скиактивные зоны, приуроченные к большим и малым Кавказским разломам, различные оползневые участки. Ко вторым - территория Краснодарского ртутного рудника, участки нефтегазодобывающего комплекса, неф-те- и газопроводы и терминалы, йодо-бромный завод и т.д.

Аварии на этих предприятиях могут привести к большим экологическим катастрофам. Краснодарский край, основу экономики которого составляют сельское хозяйство и рекреационные зоны, в этом случае понесёт непоправимый ущерб. Организация непрерывного контроля за подобными объектами необходима с точки зрения как оценки настоящего ущерба так и прогнозирования обстановки.

Многие питьевые водозаборы Краснодарского края расположены под теми или иными поверхностно загрязнёнными территориями. Так Групповой Троицкий водозабор находится под Троицким йодным заводом, территория которого загрязнена радиобромидом; ряд водозаборов находятся под территориями Краснодарского ртутного рудника; загрязнение

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ 3 БИБЛИОТЕКА

с«Д^ДО

полей пестицидами и нитратами также представляют угрозу для водозаборов, находящихся под такими полями. Для выяснения реальной угрозы поступления поверхностных вод в нижние питьевые горизонты необходимо проводить непрерывный мониторинг химических элементов и соединений в этих подземных водах.

Цель работы:

Основной целью диссертационной работы являлось изучение динамики химических элементов на территории экологически опасных природных и промышленных объектов, изучение путей миграции элементов по гидросфере, взаимосвязь атмосферы и гидросферы в плане обмена химическими элементами, измерение полей аэрозолей и некоторых радиоактивных изотопов на территории нефтедобычи и грязевого вулканизма. При этом решались следующие задачи:

1. Разработка аналитических схем определения химических элементов и соединений, удовлетворяющих требованиям контроля окружающей среды.

2. Организация химического и аэрозольного мониторинга на территории природных экологически опасных объектах (грязевые вулканы).

3. Организация химического, аэрозольного и сейсмического мониторинга на территории промышленных экологически опасных объектов (нефтепромыслы).

Научная новизна:

1. Разработана схема контроля химических элементов, которая может быть реализована с одной стороны в неспециализированных геологических и экологических организациях, с другой стороны может быть использована при решении ряда фундаментальных и прикладных научных задач.

2. Впервые на территории Краснодарского края изучена динамика ряда химических элементов в гидрологических объектах окружающей среды с часовым шагом пробоотбора; получены результаты по вариациям, химических элементов в природных средах.

3. Впервые проведён часовой мониторинг химических элементов на территориях и получены картины изменения химического состава в связи с природными и техногенными процессами.

4. Впервые проведено измерение полей аэрозолей и определен их состав на территории Краснодарского края.

Практическая значимость:

Результаты исследований используются при охране подземных вод и контроле активности ряда природных опасных объектов, в частности, грязевых вулканов Тамани. Определена экологическая нагрузка на среду нефтяных разработок, связанных с увеличением напряжённо-деформированных состояний горной среды и поступлением радионуклидов на территорию нефтедобычи.

Апробация работы:

Основные результаты работы докладывались на Пятой краевой научно-практической конференции молодых учёных, Анапа, 10-12 июня 1999; на международном рабочем совещании Advanced Research Workshop «Monitoring of natural and man-made radionuciides and heavy metal waste in environment», Дубна, октябрь 2000; на Межрегиональной научно-практической конференции «Экология. Медицина. Образование», Краснодар, 28-29 октября 2000; на Всероссийском симпозиуме ХИФПИ-02, Хабаровск, 24-27 июня 2002; на Всероссийской конференции «Аналитические приборы», Санкт-Петербург, 18-21 июня 2002; на II Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-

химических методов (ядерный магнитный резонанс, хроматография/масс -спектрометрия, ИК-Фурье спектроскопия и их комбинации) для изучения окружающей среды, Ростов-на-Дону, 2003.

На защиту выносятся:

1. Результаты изучения динамики химических элементов в гидрологических объектах Краснодарского края, а также распределение аэрозолей на территории грязевых вулканов и нефтеразработок.

2. Определение содержания металлов в аэрозолях и ареол их распространения в зависимости от ряда факторов: сейсмичности региона, метеоусловий и др.

3. Накопление радионуклидов (радий-226 и др.) в водоемах и почвах в связи с поступлением пластовых вод и розливом нефти.

Публикации:

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ:

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав, выводов и списка литературы включающего 102 наименования. Общий объём составляет 140 страниц текста, в том числе 36 рисунков и 6 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Регион исследований:

Основные измерения проводились на территории Краснодарского края, где имеются предприятия, деятельность которых привела к накоплению повышенных концентраций радионуклидов и химических элементов, то есть к загрязнению окружающей среды. Даже те вещества, которые

привычны для окружающей среды, поступая в нее в слишком больших количествах, могут изменять ее качества и воздействовать на экологические системы. Так, например, наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. По массе значительную часть — 8090 процентов всех выбросов в атмосферу из-за деятельности человека составляют газообразные выбросы. Среди них главное место занимают химические соединения углерода, серы и азота. К предприятиям Краснодарского края, выбросывающим в окружающую среду загрязнения, относится, например Троицкий йодный завод. Начиная с шестидесятых годов прошлого столетия в качестве побочного продукта там шло накопления бромида радия. Хотя по принятой классификации накопленные отходы относятся к низкоактивным, представляет опасность возможность их поступления в питьевые горизонты Троицкого группового водозабора, питающего города Новороссийск и Крымск. Практикуемые в государственных службах радиационного контроля дозиметрические измерения не дают картины распределения бета- и альфа-активных элементов. Для этого нужны лабораторные измерения, включающие радиохимическое выделение и низкофоновый счёт с применением специальных датчиков. Большую опасность представляют также аэрозольные поступления в атмосферу, которые воздействуют на погоду и климат: оптически активные частицы с радиусами от 10-1 до 101 микрон вносят основной вклад в замутненность атмосферы; частицы с радиусами от 10-2 до 102 микронов служат ядрами конденсации влаги и способствуют образованию облаков и туманов, дождя и снега, ухудшают здоровье людей. Даже если учесть, что крупные частицы задерживаются в носовой полости, а очень мелкие возвращаются с выдыхаемым воздухом, то и тогда в легких жителя промышленного центра ежесуточно может оседать 1 миллиграмм аэрозолей. Химически неактивные, аэрозоли накапливаются в легких и ведут к их повреждениям. Частыми оказываются

хронические бронхиты, эмфизема легких, астма и другие аллергические заболевания. Химически активные аэрозоли, а среди них немало ядовитых, наносят вред не только легким, но и проникают в кровь, приводя к заболеванию сердечнососудистой системы и печени. Как показывают измерения последних лет, поступление целого ряда радионуклидов и стабильных химических элементов в окружающую среду в виде аэрозолей может быть связано с наличием нефтяных разработок. Помимо техногенных причин, выход на поверхность подземных составляющих может определятся и некоторыми природными объектами. Так, на территории Краснодарского края расположены такие уникальные геологические объекты, как грязевые вулканы. В основном выделяется группа вулканов грязевулканической провинции Тамань, хотя отдельные проявления грязевого вулканизма встречаются и в других районах Краснодарского края. Механизм их формирования до настоящего времени исследован плохо. Проведенные нами исследования были выполнены на вулканах Голубитский, Миска, Гнилая, Гладковский, Шуго, Шапсугский.

Методы измерения низких концентраций химических элементов:

Для измерения низких концентраций нами была разработана методика титрования, обладающая такими качествами, как дешевизна, способность производить большое число анализов за короткий промежуток времени и простота.

Так, например, методика определения свинца в природных водах основана на образовании желто-оранжевого соединения свинца с сульфорса-зеном при рН = 7-7,3; предел обнаружения 0,0005 мг/л.

Метод определения меди основан на обменной реакции, происходящей в кислой среде (рН = 1,2) между диэтилдитиокарбоматом свинца, растворенном в четыреххлористом углероде и ионами меди. Диэтилдитиокар-бомат меди имеет желтый цвет, а свинца - бесцветен. При замещении

свинца медью слой четыреххлористого углерода окрашивается в желтый цвет. Предел обнаружения меди 0,0002 мг/л.

Метод определения железа основан на взаимодействии ионов железа (III) с роданид-ионом в сильнокислой среде с образованием окрашенного в красный цвет комплексного соединения. Предел обнаружения 0,05 мг/л.

Для определения электропроводности атмосферы был разработан электрометр сферической конструкции: шар диаметром 25 см из проволоки толщиной 2 мм заряжается до потенциала 50 вольт; потенциал выбирался экспериментально. Время разряда до 10 вольт фиксируется таймером. Преобразователь «время-амплитуда» позволяет записывать каждые пять минут результат разрядки заряда. Память прибора позволяет фиксировать до 2000 значений. Чем быстрее разряд (то есть больше проводимость атмосферы) тем больше амплитуда на выходе датчика. Для экспонирования шара выбиралась сухая безветренная погода. Устойчивая работа прибора наблюдалась до 80-процентной относительной влажности атмосферы.

Параметры прибора следующие:

- вес не более 2,5 кг (без аккумулятора);

- питание - 12 вольт (аккумулятор 6МТС-8А);

- работа без подзарядки - 48часов;

- управление - с переносного компьютера;

- число записей разрядов конденсатора - 2000;

- чувствительность — не более 105 пар ионов.

Радий определялся по радону методом барботирования с чувствительностью до 10-13 Ки/л. Аэрозольный состав определялся протонной активацией с последующим определением рентгеновского спектра полупроводниковым детектором.

Результаты исследований и их обсуждение

Динамика химических элементов в пластовых водах.

Определение химического состава нефтяных скважин Краснодарского края осуществлялось на примере нефтегазодобывающего предприятия (НГДП-3): проводился мониторинг по целому ряду химическим элементам: РЬ2+, Си2+, 7м2\ Мё2+, Сг3+, НСОз", Г;БОЛ I" и др.

На рисунке 1 показаны изменения химических элементов в пластовых водах скважин во времени. Основная Зависимость соотносится с изменением режима эксплуатации скважин и закачкой поднятой воды. Поступление из-за затрубного пространства инфильтрационных вод приводит к сезонным изменениям химического состава, однако эти изменения незначительны (не более 20% от вариаций, связанных с эксплуатацией).

Рисунок 1 - Вариации химических элементов в пластовых водах НГДП-3 (1-РЬ2+, 2-Си2*, 3-Ре3+, 4-7п2+, 5-Сг3+, 6-Мё2+, 7-НС03", 8-Г, 9-8042", Ю-Г)

ю

На рисунке 2 показаны, поквартальные изменения химического состава разных вод в районе деятельности НГДП-3.

а, 100

50 «

04 0.2

Ге 400 200

НО; 1 05 О

10000 5000

N0. О

40000 20000 о

Г 100

50

Ва 100 50 О

♦-4 1»-*

1 .... | *А

[ I .,., I I И—

♦..»» ♦ 4-

I" I ♦^-ч. I . - ^ . I I ^. ^ . I .... I

1 "Ч I * ».1 1 | * * ** |

■ ч -А V

Рисунок 2 - Поквартальное изменение концентраций химических элементов в разных гидрологических объектах (1 - река Зыбза;'2- река Хабль; 3- скважина 20 м в ст. Холмс кая; 4- колодец в пос. Синегорск, глубина 25 м; 5- источник в пос. Новый; 6-родник в районе Холмского участка нефтедобычи)

Основные изменения связаны с сезонными процессами, гидрометеорологическими изменениями (количество осадков) и деятельностью расположенного рядом ртутного завода

Проведенные исследования показали, что на территории края, например, максимальное содержание свинца, превышающее в 2-6 раз ПДК обнаружено в пределах городов как промышленной (гг. Майкоп, Ейск, Новороссийск, Краснодар и др.), так и курортно-рекреационных (гг. Сочи и Адлер) зон. Формирование положительных аномалий свинца за счет природных (разрушение выходящих на поверхность полиметаллических рудо-проявлений и их ореолов) и техногенных (разведка недр) источников, очевидно имеет место в районе ст. Даховской (Белореченское месторождение), г. Красная Поляна (Даурские рудопроявления) и в верховье р. Аибга. Отрицательные аномалии свинца зафиксированы, в основном, на востоке и северо-востоке (склоны Ставропольской возвышенности), в центральной части Азово-Кубанской равнины, на западе и юго-западе края. Особенно низкие концентрации свинца, равные 0,5 геофона (гф), установлены вдоль побережья Азовского моря, болотные почвы которого содержат значительное количество ракуши.

Цинк в почвах края содержится в количествах почти в два раза превышающих его кларк. Он формирует положительные и отрицательные аномалии. Наибольшие по площади аномалии цинка свойственны рисосеющим районам, плантациям по возделыванию чая, садам (Б.Сочи), а также территориям по производству цемента (г. Новороссийск), нефтепромыслам (г.Хадыженск).

Повышенные аномалии концентраций цинка (до 10 ПДК), образующие вне городов локальные ореолы загрязнения размером 5-10x15 км, тесно связаны с наличием химскладов удобрений (пестицидов), с/х аэродромов, свалок бытового мусора. При дефиците цинка в черноземах и избытке свинца в растениях установлено самозагрязнение культур соедине-

ниями железа и резко неблагоприятное разделение элементов питания на антагонистические группы.

Фоновое содержание меди в почвах края в два раза выше его кларка. Медь формирует в почвах геохимические аномалии повышенных и пониженных концентраций. Первые значительно уступают вторым по площади. Аномалии повышенных концентраций имеют изометрическую форму и занимают площади в среднем 50 км. Они явно приурочены к территориям, занятым виноградниками, садами, огородами, плантациями чая и складами минеральных удобрений и пестицидов. В пределах этих аномалий выделены ореолы загрязнения почв, которые в большинстве случаев имеют умеренно-опасную категорию. Максимумы содержаний меди (до 30 ПДК) зафиксированы на площадках складирования минеральных удобрений и пестицидов. Загрязнение почв обусловлено сверхнормативным внесением в почву удобрений и обработкой садов и виноградников ядохимикатами, в состав которых входит медь. Аномалии пониженных концентраций меди отмечены на северо-востоке и в центральной части Азово-Кубанской равнины, а также вдоль Азово-Черноморского побережья от г. Приморско-Ахтарска до г. Туапсе и на юго-востоке края в лесостепной предгорной зоне. В целом отрицательные аномалии меди пространственно совпадают с породными аномалиями цинка, занимая несколько большие площади чем последние. Низкие концентрации меди равные 0,25-0,5 г установлены в сельскохозяйственных районах на северо- и юго-востоке края и на Азовском плавневом побережье.

Хром и никель в почвах края имеют сходное распределение: их фоновые концентрации фактически одинаковы с фонами почв Ставрополья и по абсолютным значениям превышают (хром) или равны (никель) установленным в нормативных документах ПДК. Положительные аномалии никеля и хрома при преобладании площадей первых под вторыми, установлены, в основном, на полях Азово-Кубанской равнины. Здесь они низ-

коинтенсивные, их концентрации не превышают и одной ПДК, но охватывают большие территории (до 1500 км). Интенсивные аномалии с превышением ОДК до 10 раз расположены в средне-высокогорных лесных участках, для которых характерны специфические почвоподстилающие породы (р. М.Лаба и р. Аибга). Менее интенсивные аномалии с превышением ПДК в 1,5 раза локализованы по долине р. Лаба и в устье р. Кубань (г. Темрюк). Отрицательные аномалии никеля и хрома занимают береговую полосу, Приазовские равнины и южные склоны Главного Кавказского хребта от г. Анапы до г. Туапсе. Внутри этих аномалий, а именно вдоль Азовского и Черноморского побережья, выделены участки с наиболее низкими содержаниями металлов, равными 0,2-0,5 гф.

В целом указанные аномалии не удалось приурочить к территориям нефтеразработок.

Более важным оказался факт изменения напряжённо-деформированных состояний поверхности Земли и присутствие радионуклидов: Радий-226 находится в недрах в исчезающее малых концентрациях. Однако возможно его накопление на поверхности из подземных вод в результате ряда процессов в почвах и коммулятивного эффекта в корневых системах растений. Для проверки этого предположения вокруг участков нефтеразработки НГДД-3 в 2000-2003 годах проводился мониторинг ра-дия-226 в почвах и поверхностных водах. Результаты измерений показали наличие радия в сотни раз превышающего кларковое (но далёкое от ПДК). На рисунке 3 показано распределение полей радия вдоль нефтедобывающих скважин. Повышенные концентрации совпадают с зоной расположения промысловых скважин. Контроль за недопущением попадания поднятых пластовых вод и нефти в почву резко уменьшил поступление радия в окружающую среду.

N

2001 д

V

1 2 3 4 5 6 7 8

1 0-50 2 50-100 3 100-150 150-200 5 200-250 6 250-300 7 300-350 8 350-400 ^

Рисунок 3 - Распределение радия (мБк/кг) в почве на участках нефтедобычи НГДП-3 в 2001 году.

По мнению российских и зарубежных ученых последствиями интенсивной разработки нефтяных и газовых месторождений в ближайшем будущем могут стать катастрофические по силе землетрясения.

В связи с вышесказанным на территории НГДП-3 нами были начаты сейсмические наблюдения с использованием сейсмоприёмников СМ-3: регистрировались превышения колебаний земной поверхности, соответствующие примерно классу 1.5 и выше; наблюдалось постоянное возрастание средней энергии местных мелких землетрясений из года в год. В 2002 году максимум сейсмической энергии пришелся на землетрясение в районе

Ачуево, примыкающее к Славинскому участку нефтеразработок. В 2004 году произошло землетрясение в районе Ахтырско-Бугундырского месторождения. Отметим, что аэрозольное загрязнение в районе нефтедобычи не наблюдалось.

Химический и аэрозольный мониторинг грязевых вулканов Тамани.

Измерения химического и изотопного состава сопочных вод некоторых грязевых вулканов Краснодарского края проводились с часовой частотой отбора проб. Отбор проб в количестве трех литров производился согласно существующим методикам в начале каждого часа в течение трёх суток. Такие трёхдневные измерения проводились нами в 1999 - 2001 гг. один раз за сезон (кроме зимних месяцев) на всех исследуемых вулканах.

Измерения показали высокую нестабильность химического состава сопочных вод в течение суток. Активность вулканов определялась по дебиту вод из сопок и грифонов и по количеству выделившегося газа, объём которого непрерывно измерялся в течение часа мерным объёмом. В качестве примера на рисунке 4 показаны суточные изменения состава сопочных вод вулкана Шапсугский.

Изотопные измерения в сопочных водах говорят о возможной подпитке подземных вулканических вод поверхностными через сеть разломов или смешивании с поверхностными водами при движении к дневной поверхности. В этом случае изменение напряжённо-деформированных состояний пород может приводить к изменению связей между горизонтами различных уровней и, соответственно, к изменению химического и изотопного состава в течение суток в зависимости от сейсмообстановки региона. Также может меняться катионный процесс обмена между подземными водами и горными породами, в том числе обмен катионным комплексом глинистых пород. Поведение радона в воде вулканов достаточно характерно: повышение ночью и понижение концентрации днём. За всё

время измерений было обнаружено, что в водах сопок или грифонов с большим дебитом наблюдаются меньшие значения концентраций радона и меньшие изменения за сутки, а с небольшим выходом - большие значения и больший «размах» суточных колебаний.

I

№11 М« 412 (12

5 !

£ 100 '

г А___

<" о

26 11

I ' ' ' I* « I

I112 20 12 2412

4ПМ

5 о — - -._ -.-

2611 3011 412 112 1212 1612 2012 2412

- 4 _

I 0 ^ 26 11

3011 412 612 1212 1(12 20 12 2412 дата

Рисунок 4 - Суточные изменение концентраций химических элементов в сопочных водах вулкана Шапсугский

3011 412 112 1212 1(12 2012 2412

Усреднённые за периоды наблюдения (трое суток) значения концентраций химических элементов в течение года показывают, что присутствуют и сезонные изменения химического состава (концентрации повышаются в летний период), хотя менее ярко выраженные чем суточные.

Так как корни грязевых вулканов связаны с меловыми отложениями и майкопской глинистой толщей, а жерла вулканов пронизывают все вышележащие породы, являющиеся в разной степени раздробленными и включающие проницаемые пласта, следует считать воды грязевых вулканов смешанными. Наличие изотопов космогенного (атмосферного) происхождения в этих водах это подтверждает; однако малое количество этих изотопов свидетельствует о слабой связи грязевулканических вод с ин-фильтрационными. Так как проявление грязевого вулканизма связано с зонами складчато-разрывных дислокаций, возможна подпитка инфильтраци-онными водами вулканических вод через эти нарушения.

Полученные результаты показывают нестабильность химического и изотопного состава природных вод во времени. Наблюдаются часовые, суточные и сезонные изменения концентраций, причём, часто достаточно существенные. Причинами таких изменений могут быть гидрометеорологические условия, сейсмическая обстановка, режим эксплуатации нефтяных и питьевых скважин, что необходимо учитывать при дроведении анализа состава природных вод. Поэтому при демонстрации результатов анализа химического и изотопного состава, на наш взгляд, необходимо предоставлять результаты разного по времени мониторинга. Результаты эпизодических измерений могут достаточно сильно отличаться друг от друга, что даёт неопределённость при расчетах гидродинамических параметров подземных вод и снижает значимость применения природных индикаторов (в первую очередь изотопных) гидродинамических процессов.

Распределение аэрозолей изучалось на вулканах Бугазский, Шуго, Миска, Шапсугский на расстоянии до 100 м от центра. С шагом 5 м прово-

дилось определение проводимости атмосферы по направлению к северу. В каждой точке измерения проводились трижды, результаты усреднялись. Весь профиль проходился в течение одного дня в сухую погоду. В качестве примера на рисунке 5 показаны результаты измерений на Бугазском вулкане. Основная часть аэрозолей на вулкане Бугазский сосредоточена вдоль основного разлома, начиная с санатория «Самоцветы». Складчатость местности накапливает аэрозоли на участке 50-70 метров. На вулкане Миска понижение в центре связано с наличием озера в кратере вулкана, препятствующее выходу аэрозолей. Вулкан характеризуется отсутствием действующих сопок и грифонов, что проявляется в низком аэрозольном фоне. Основной вклад в аэрозольный фон вносит расположенная рядом центральная трасса Темрюка (участок 70-90 м). Аэрозольный профиль Шуго характеризуется наличием нескольких пиков, соответствующих активным сопкам. Поднятое плато выделяется на участке 0-30 м. На вулкане Шап-сугском, самом маленьком из исследуемых, наличие аэрозолей наименьшее, центральный грифон проявляется в небольшом поднятии до 15 м. В зависимости от активности вулкана и его структуры аэрозольный фон проявляется на разном расстоянии от центра, вплоть до 100 м. Эти результаты относятся к безветренной погоде. Наличие ветра распространяет зону аэрозолей до десятков километров (по данным сотрудников ИЗМИРАН, проводивших лазерное зондирование атмосферы). Увеличение выхода аэрозолей происходит и в период возросшей сейсмической активности региона. На рисунке 5 показано распределение полей плотности тяжёлых металлов, присутствующих в аэрозольных частицах.

Измерения проводились в ноябре 2001-2003 годов на территории вулкана Бугазский. Осаждение аэрозолей осуществлялось на фильтры АФА прокачкой 1 м.куб воздуха. Далее фильтры анализировались методом фотоядерной активации. В аэрозолях определялись медь, цинк, свинец, кадмий, олово, золото, платина, радий, уран, торий. Предел определения

составлял 5*10-12 г/г. При этом ртути в аэрозолях обнаружено не было. Общее количество металлов составляло несколько мкг на кв. см поверхности фильтра. Как видим наблюдается повышение содержания металлов в период возросшей сейсмической активности региона в 2002 году.

Рисунок 5 - Плотность тяжелых металлов в аэрозолях в воздухе (мкг/см2 фильтра) на территории вулкана Бугазский в 2001 году

В этот же период отмечается возрастание числа лёгочных тяжёлых заболеваний (туберкулёз + рак лёгких) у жителей Темрюкского района, что мы связываем с увеличением выбросов аэрозолей от вулканов. Следует также отметить небезопасность бесконтрольного принятия грязевых ванн на территориях вулканов опять таки с возможным повышенным поступлением аэрозолей при возмущении зеркала грифона людьми.

выводы

1. На территории Краснодарского края изучена динамика химических элементов в подземных водах, а также распределение аэрозолей на территориях грязевых вулканов и нефтеразработок. В результате исследований было обнаружено, что химический состав подземных вод существенно меняется. В частности:

а) в течение суток изменению подвергаются концентрации практически всех присутствующих в сопочных водах элементов. Для катионов наблюдается увеличение содержания днём, а для анионов - ночью.

б) диапазон изменений концентраций весьма существенен: так на грязевом вулкане Шуго наблюдаются амплитуды суточных изменений следующего характера: Г — (70-200) мкг/л, Р" - (2-15) мкг/л, С1" - (0,5-1,7) мг/л, - (1,5-6,0) Ки/л 1012, Бе3" - (0,3-4,0) мкг/л, Zn2+ - (8-18) мкг/л, Си2+ - (2-150) мкг/л, РЪ2+ - (1-8) мкг/л, Hg2+ -(4-16) мкг/л, Сг3+ - (0,5-3,0) мкг/л. При этом объём спонтанно

фонтанирующего газа из грифонов меняется за сутки 0,5 до 1,7 л/мин в среднем за время наблюдений.

2. Распространение химических элементов, выходящих на дневную поверхность, ограничивается фильтрационными свойствами слагающих вулканы почв и не превышают десятков метров. Однако наблюдается большее распространение тяжёлых металлов (до десятков километров в зависимости от метеоусловий), входящих в состав аэрозолей. Годовой мониторинг аэрозольного распространения показал присутствие в аэрозолях суммарного содержания от 1 до 15 мкг металлов на 1 кв.см. фильтра (примерно на 100 л воздуха).

3. Содержание металлов в аэрозолях и ореол распространения зависят также от сейсмичности региона и сильно повышаются при её увели-

чении. Этот процесс совпадает с увеличением числа тяжёлых лёгочных заболеваний у населения.

4. В результате изучения динамики химических элементов в пластовых водах и поверхностных гидрологических объектах на территории нефтедобычи было обнаружено существенное изменение химического состава:

а) изменение химического состава подземных пластовых вод достигали 70%, что, в основном, связано с режимами эксплуатации скважин и закачкой в неё воды.

б) на поверхности в гидрологических объектах обнаружены изменения состава не коррелирующие с пластовыми. Предположительно это связано с воздействием метеорологических факторов и расположенных вблизи предприятий, осуществляющих сброс отходов в гидросистему.

в) аэрозоли на территории нефтеразработок не обнаружены.

5. Эксплуатация недр оказывает влияние на сейсмические процессы: с 2000 г на территориях нефтеразработок произошли два средних по силе землетрясений и на 15% в год возрастав число очень слабых толчков (К<2).

6. Бесконтрольное поступление пластовых вод и розлив нефти привели к накоплению радия-226 в сопутствующих водоёмах и почвах. Хотя его содержание далеко от ПДК, оно все-таки в сотни раз превышает кларковое. Интервал содержания радия в почвах на участках нефтедобычи составляет 50 - 400 мБк/кг. Наличие радия в почве может приводсти к избирательной сорбции корневой системой растений других опасных изотопов, произойдет коммулятивный эффект накопления изотопов.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Попова Г.Г. О нестабильности химического и изотопного состава природных вод // Водные Ресурсы. 2004. №6. С. 23-37.

2. Панюшкин В.Т., Попова Г.Г. Организация химического мониторинга экологически опасных объектов // Известия ВУЗов. Северокавказский регион. Естественные науки. 2004. №3. С.45-47.

3. Popova G.G., Tsvetkova T.V. The Chemical Parameters of Mud Volcano Waters Measuring // Abstracts of Advanced Research Workshop "Monitoring of natural and man-made radionuclides and heavy metal waste in environment". Dubna. 2000. P. 74.

4. Попова Г.Г., Цветкова Т.В. Экологические аспекты изучения грязевых вулканов I // Материалы межрегиональной научно-практической конференции "Экология. Медицина. Образование". Краснодар. 2000. С. 82.

5. Попова Г.Г., Панюшкин В.Т. Изменение химического состава природных вод в связи с природными катастрофами // Сборник научных трудов Всероссийского симпозиума ХИФПИ-02. Хабаровск. 2002. С. 65-66.

6. Попова Г.Г. Экологические аспекты изучения грязевых вулканов II // Материалы шестой Международной конференции "Экология и здоровье человека. Экологическое образование. Математические модели и информационные технологии". Краснодар. 2001. С. 87.

7. Попова Г.Г., Панюшкин В.Т. Мониторинг некоторых химических элементов на территории Краснодарского края // Материалы II Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов для изучения окружающей среды. Ростов-на-Дону. 2003. С. 111.

»22 821

Бумага тип. №2. Печать трафаретная Тираж 100 экз. Заказ № 302 от 3.11.2004 г. Кубанский государственный университет.

350040, г. Краснодар, ул Ставропольская, 149, Центр "Универсервис", тел. 699-551.

156

Содержание диссертации, кандидата химических наук, Попова, Галина Георгиевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I Техногенные и природные катастрофы, связанные с недрами

Земли.^

1.1 Добыча нефти.

1.2 Грязевые вулканы.

1.2.1 Строение вулканов.

1.2.2 Вулканы Тамани.

Глава 2 Организация химических исследований.

2.1 Методы анализа в практике экологических работ. о -> Новая методика измерения химических элементов в подземных водах.

2.3 Определение аэрозолей.

2.3.1 Зарядное зондирование атмосферы.

2.3.2 Активационное определение состава аэрозолей.

2.4 Мониторинг радионуклидов.

Глава 3 РезУльтаты изучения динамики химических элементов на территории Краснодарского края.

3 j Изучение химического состава сопутствующих вод при нефтедобыче.

3.2 Поступление радионуклидов в окружающую среду.

3.3 Изменение сейсмичности в связи с разработкой недр.

3.4 Изменения химического состава сопочных вод Тамани.

2 5 Аэрозольное поступление на территории Тамани и некоторые заболевания.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Динамика химических элементов на территории Краснодарского края"

Экологические проблемы можно отнести прежде всего к двум связанным друг с другом главным факторам: изменению климата и загрязнению окружающей среды. Хотя изменения климата, естественные или вызванные деятельностью человека (так называемые антропогенные), происходят сравнительно медленно, они охватывают огромные регионы и потому могут представлять серьезную проблему для человечества. При значительных изменениях климата происходят смещения климатических зон, в результате чего людям приходится целиком или частично перестраивать свою хозяйственную деятельность. Загрязнение окружающей среды также принимает глобальный характер, так как фактически оно не знает национальных границ. Нарастание загрязнения превращается в опасность для самого существования биосферы, и в том числе всего человечества.

Загрязнение окружающей среды - это поступление в нее вредных веществ (иногда говорят и о тепловом загрязнении), могущих нанести ущерб здоровью человека, неорганической природе, растительному и животному миру. Все это может стать помехой в той или иной человеческой деятельности. Конечно, загрязнения, вызванные деятельностью людей надо отличать от естественных загрязнений. Обычно, говоря о загрязнении, имеют в виду именно антропогенное загрязнение и оценивают его, сравнивая мощности естественных и антропогенных источников загрязнения.

Хорошим показателем роста вмешательства человека в природные процессы, в естественный круговорот веществ может служить рост количества энергии, потребляемой человеком. На заре своего развития человек потреблял в виде пищи 2-4 тысячи килокалорий в сутки. После первых технических революций (овладение огнем, переход к оседлому образу жизни и сельскохозяйственному производству, приручение некоторых видов животных) добавилось примерно столько же используемой человеком тепловой и механической энергии. Считается, что 10 тысяч лет назад (в новом каменном веке) использовалось около 10 тысяч килокалорий на человека в сутки. В феодальном обществе, основанном на сельскохозяйственном производстве, эта величина выросла до 22-26 тысяч килокалорий в сутки - это еще не нарушало равновесия человека с природой, поскольку производство той поры неплохо вписывалось в природный круговорот веществ. Но дальше положение существенно изменилось с началом промышленной революции XVII-XVIII веков, когда производство и потребление энергии на каждого человека выросло до 70 тысяч килокалорий в сутки.

Сейчас в промышленно развитых странах (например, в США) потребляется уже до 200-250 тысяч килокалорий в сутки на каждого человека. По данным Мирового банка в промышленно развитых странах с рыночной и плановой экономикой за счет невозобновляемых топливных запасов (природный газ, нефть, уголь, ядерная энергия) было произведено и потреблено 139 тысяч килокалорий в сутки на душу населения. Правда, в других странах производится гораздо меньше энергии, и средняя цифра впятеро ниже — около 43,5 тысячи килокалорий в сутки на душу населения, то есть в 10-20 раз больше, чем потребляли первобытные люди. И по всем прогнозам производство и потребление энергии на каждого человека будут продолжать расти.

Необходимо также учитывать рост численности человечества: по оценкам историков 10 тысяч лет назад, то есть в начале нового каменного века, численность населения Земли составляла 5 миллионов человек, ко времени образования Римской империи - 150 миллионов человек, в 1650 году - 545 миллионов. В 1840 году она достигла 1 миллиарда человек, а далее стала увеличиваться особенно быстрыми темпами, достигнув 2 миллиардов в 1930 году, 3 миллиардов - в 1960 году, 4 миллиардов - в 1975 году, и в настоящее время на Земле насчитывается уже 6,5 миллиардов человек. Иначе говоря, чтобы достичь численности в 1 миллиард, человечеству понадобилось не менее полумиллиона лет, а затем приросты на миллиард человек происходили за 90, 30, 15 и 12 лет. Видно, что в последние десятилетия темп роста замедлился, но рост еще продолжается, и это создает серьезную глобальную проблему.

Если учесть оба эти фактора - потребление энергии на душу населения и численность человечества, то окажется, что используемая человечеством энергия сейчас превышает энергию, которую использовало человечество в первобытную эпоху, в 5000 раз. Мощность источников используемой в настоящее время энергии составляет около 1,2 десятка миллиардов киловатт против 0,24 миллиона в новом каменном веке. Можно считать, что вмешательство человека в природные процессы за это время выросло не менее чем в 5000 раз, если это вмешательство вообще можно оценить.

Дело не только в том, что способность окружающей среды к самоочищению находится на пределе из-за больших количеств поступающих в среду отходов человеческой деятельности. Значительная часть этих отходов чужда природной среде. Они либо ядовиты для микроорганизмов, разрушающих сложные органические вещества и превращающих их в простые неорганические соединения, либо вообще не разрушаются и поэтому накапливаются в различных частях окружающей среды. Даже те вещества, которые привычны для окружающей среды, поступая в нее в слишком больших количествах, могут изменять ее качества и воздействовать на экологические системы. Так, например, наиболее распространенные загрязнители атмосферы поступают в нее в основном в двух видах: либо в виде взвешенных частиц (аэрозолей), либо в виде газов. По массе львиную долю - 80-90 процентов - всех выбросов в атмосферу из-за деятельности человека составляют газообразные выбросы. Среди них главное место занимают химические соединения углерода, серы и азота.

Углекислый газ. В результате сжигания топлива, а также производства цемента в атмосферу поступает огромное количество этого газа. Например, в 1984 году в атмосферу было выброшено 19,5 миллиарда тонн углекислого газа. Сам этот газ не ядовит (некоторые специалисты считают даже, что он необходим для дыхания). Он находит широкое применение в быту (газированная вода, «сухой лед» и т.п.). Его экологическая роль заключается во влиянии на климат через парниковый эффект.

Угарный газ. Сжигание топлива, которое создает большую часть газообразных, да и аэрозольных загрязнений атмосферы, служит источником другого углеродного соединения - угарного газа (окиси углерода). Он ядовит, причем его опасность усугубляется тем, что он не имеет ни цвета, ни запаха, и отравление им может произойти совершенно незаметно. Его ядовитые свойства объясняются тем, что он жадно поглощается гемоглобином крови и вместо кислорода переносится от легких к различным тканям, что ведет к кислородному голоду и гибели организма.

Очень малые концентрации составляющих смесей принято выражать через миллионные или миллиардные доли некоторого объема (реже - в долях массы) и обозначать чнм или чнб, что означает одну часть на миллион или на биллион (миллиард). При концентрации угарного газа в 100 чнм возникает ощущение вялости, головная боль, головокружение, а концентрация в 1000 чнм (или 0,1 процента) быстро приводит к смерти человека. В естественных условиях концентрация этого газа в воздухе составляет 0,1 -0,2 чнм (в Северном полушарии 0,2, в Южном - 0,06 чнм). В городах эта концентрация колеблется от 1 до 140 чнм (в среднем 20 чнм), в крупных городах на оживленных перекрестках в часы пик она нередко может превышать 100 чнм, а в лондонских транспортных туннелях отмечались концентрации до 295 чнм.

В настоящее время в результате деятельности человека в атмосферу поступает около 300 миллионов тонн угарного газа в год (в 1968 году в атмосферу его было выброшено 257 миллионов тонн). Причем 70-75 процентов выбросов создается сжиганием бензина в двигателях внутреннего сгорания, около 10 процентов сжиганием угля и дров, примерно столько же сжиганием бытовых отходов и около 5 процентов лесными пожарами. Некоторая часть угарного газа создается технологическими потерями в промышленности (например, металлургической, нефтеперерабатывающей, химической).

Немалое количество угарного газа поступает в атмосферу и из естественных источников. Точно определить это количество трудно, так что имеющиеся оценки существенно расходятся (от 90 до 30 процентов). Основные естественные источники — это прежде всего вулканы, а также разложение органического вещества в придонных илах стоячих водоемов, электрические разряды в атмосфере, биологические процессы в океане, естественные лесные пожары и, наконец, окисление так называемых терпенов — выделяемых растительностью (главным образом вечнозеленой тропической) летучих органических продуктов ее жизнедеятельности.

Болотный газ. Значительную долю атмосферного загрязнения составляют углеводороды — органические вещества, состоящие из углерода и водорода. Из естественных источников в атмосферу поступают прежде всего метан, простейших из углеводородов, состоящий из одного атома углерода, и четырех атомов водорода, и упоминавшиеся выше терпены. Основные источники метана — деятельность микроорганизмов при захоронении органического углерода без доступа воздуха, например, на дне болот (поэтому его иногда называют болотным газом), в насыщенных водой почвах, в пищеварительных органах жвачных животных. Некоторое количество метана (около 30 процентов) поступает из антропогенных источников, например, при добыче природного газа (в нем до 97 процентов метана), нефти, угля (известны многочисленные случаи накопления метана в угольных шахтах), а также при сжигании растительной массы (для обогрева или же при сельскохозяйственных работах). В последние десятилетия поступление метана в атмосферу росло со скоростью 1,1 процента в год и в настоящее время составляет, по недавним оценкам, около 400-500 миллионов тонн в год. С такой же скоростью росло и его содержание в атмосфере, которое в средних широтах Северного полушария оценивается в 1,7 чнм. Для такого роста атмосферного содержания метана достаточно 11-12 процентов его нынешних источников, остальные 88-89 процентов удаляются из атмосферы (считается, что основным механизмом удаления метана является его окисление, а также его разложение почвенными микроорганизмами).

В последнее время роль различных источников метана изменилась. В 1940-х годах на первом месте стояли болота и заболоченные местности, а в 1980-х годах этот источник ослабел, и переместился на четвертое место, уступив место затопляемым полям для возделывания риса («чекам»), животноводству и сжиганию биомассы.

Терпены, непрерывно выделяемые в атмосферу деревьями и другими растениями, поступают в атмосферу приблизительно в таком же количестве, что и метан, то есть около 400 миллионов тонн в год (хотя некоторые оценки достигают 1000 миллионов тонн). Эти вещества очень активны, особенно в присутствии озона. Считается, что именно они создают атмосферную дымку, часто наблюдаемую на суше вдалеке от промышленных источников загрязнения.

Углеводороды, поступающие в атмосферу в результате деятельности человека, составляют небольшую долю от углеводородов естественного происхождения, но загрязнение ими имеет весьма важное значение в густонаселенных районах. В 1970 году в США было выброшено в атмосферу около 35 миллионов тонн углеводородов (в течение нескольких предшествующих лет роста почти не происходило), а глобальный выброс в тот же период оценивается в 90 миллионов тонн в год. Их поступление в атмосферу может происходить на любой стадии производства, обработки, хранения, перевозки и использования веществ и материалов, содержащих углеводороды. Так, уже при добыче нефти происходит утечка попутного нефтяного газа, испарение легких фракций нефти, неполное сгорание в газовых факелах. Более половины углеводородов, производимых человеком, поступает в воздух в результате неполного сгорания бензина и дизельного топлива при эксплуатации автомобилей и других средств транспорта.

Опасные для человека и животных вещества образуются при сжигании угля, нефти, бытового мусора и др. Немало углеводородов поступает в атмосферу от химических заводов, при испарении различных растворителей в быту, изготовлении и использовании синтетических красок, при разливах бензина на бензоколонках. При определенных условиях высокая концентрация углеводородов может привести к образованию так называемого фотохимического смога с ядовитыми веществами, вызывающими раздражение и заболевания дыхательных путей и глаз у людей и губящими растительность.

Сернистый газ. Загрязнение атмосферы соединениями серы имеет важные экологические последствия. В атмосферу поступают главным образом сернистый газ и сероводород. В последнее время начинают привлекать внимание и другие соединения серы, образующиеся в результате микробиологических процессов. Главные естественные источники сернистого газа -вулканическая деятельность, а также процессы окисления сероводорода и других соединений серы. По некоторым расчетам вследствие вулканической деятельности в атмосферу ежегодно попадает около 4 миллионов тонн сернистого газа. Но гораздо больше - около 200-215 миллионов тонн сернистого газа образуется из сероводорода, который поступает в атмосферу при разложении органического вещества.

Промышленные источники сернистого газа по интенсивности давно превзошли вулканы и сейчас сравнялись с суммарной интенсивностью всех естественных источников. В природе нет ископаемого топлива, которое состояло бы из одних углеводородов. Всегда имеется примесь других элементов, и один из них - сера. Даже природный газ содержит по крайней мере следы серы. В сырой нефти в зависимости от месторождения содержится от 0,1 до 5,5 процента серы, а уголь содержит от 0,2 до 7,0 процентов серы. Поэтому сжигание топлива дает 80-90 процентов всего антропогенного сернистого газа, причем больше всего (70 процентов и более) дает сжигание угля. Остальные 10-20 процентов приходятся на выплавку цветных металлов и производство серной кислоты. Сырьем для получения меди, свинца и цинка служат главным образом руды, содержащие большое количество серы (до 45 процентов). Те же самые руды и другие богатые серой минералы служат сырьем для получения серной кислоты.

Сернистый газ очень ядовит, он представляет угрозу здоровью и даже жизни человека и животных, наносит ущерб растительности. В СССР для сернистого газа в атмосфере предельно допустимые концентрации (ПДК) для разового воздействия - 0,5 миллиграмма на кубометр, средняя за сутки - 0,05, что в перерасчете на объемные концентрации дает 0,17 и 0,017 чнм, соответственно.

Обычная концентрация сернистого газа в нижней части атмосферы равна 0,2 чнб. Однако его распределение по земному шару очень неравномерно. По измерениям на станциях наблюдения за фоном (мониторинга), расположенных в различных районах мира и находящихся в удалении от непосредственных антропогенных источников этого газа, концентрации различаются в десятки и сотни раз. Наибольшие концентрации наблюдаются в Северном полушарии, причем максимальных значений они достигают в восточных и центральных районах США, в Центральной Европе (10-14 микрограммов на кубометр, или 3,4-4,8 чнб). В районах, где крупных городов и промышленных центров меньше (запад США, Европейская территория СССР и др.), концентрация сернистого газа на порядок меньше (1-4 микрограмма на кубометр, или 0,34-1,37 чнб), а в некоторых более чистых районах, как Кавказ и озеро Байкал, меньше 0,1 микрограмма на кубометр, или 0,034 чнб.

В СССР в 1950-1960-х годах проблема загрязнения атмосферы сернистым газом стояла не так остро, как в промышленно развитых капиталистических странах. Однако и в нашей стране в те годы можно было заметить тенденцию к ухудшению обстановки. В застойный период в отсутствии широкой гласности возобладал ведомственный диктат, результатом которого стало развитие ради развития и полнейшее игнорирование провозглашаемых гуманистических принципов, таких, например, как «все на благо человека». Сейчас, с приходом гласности, вдруг стало ясно, что у нас не только неблагополучно с экологической обстановкой, но, по мнению многих авторитетных экологов, мы находимся на пороге национальной экологической катастрофы. На Съезде народных депутатов СССР впервые было сказано о наличии в нашей стране неблагополучных с точки зрения экологии городов. В 1988 году в их список вошли 104 города из 236 городов с населением свыше 100 тысяч человек. В этих городах в течение года хотя бы один раз содержание того или иного из загрязнителей было превышено десятикратно, более сложный индекс загрязнения, учитывающий не только содержание загрязнителей, но и их динамику, позволяет выделить 68 особенно неблагополучных городов с суммарным населением в 43 миллиона человек. В этих городах (например, в Нижнем Тагиле) так дальше жить уже невозможно.

В СССР выбрасывалось в воздух ежегодно около 23 миллионов тонн сернистого газа, что составляло приблизительно десятую долю от глобального выброса этого газа и около четверти от всех выбросов вредных веществ в атмосферу в нашей стране.

Для растений сернистый газ ядовит при содержании 2-3 чнм (или 6-9 миллиграммов на кубометр), но хронические повреждения наступают уже при 0,03 чнм (0,09 миллиграмма на кубометр). При больших концентрациях сернистого газа происходит быстрое отмирание листьев и гибель всего растения. Хронические повреждения при длительном воздействии малых концентраций сернистого газа выражаются в накоплении вредных веществ в тканях растения, разрушении хлорофилла, снижении интенсивности фотосинтеза, нарушении роста, снижении урожая. Сернистый газ нарушает водный обмен у растений, вызывает опадание листьев, усыхание молодых побегов.

Аммиак и окислы азота. Третий по массе и по значению вид газообразного загрязнения атмосферы образуют соединения азота - аммиак, закись азота, окись азота и двуокись, или перекись, азота. Два первых газа имеют в основном естественное происхождение, и мы не будем здесь на них останавливаться.

Главные азотсодержащие загрязнители атмосферы — окись и перекись азота. Оба газа ядовиты: окись азота поступает в атмосферу в результате жизнедеятельности микроорганизмов и горения; естественные источники дают около 450 миллионов тонн в год, антропогенные — вдесятеро меньше. Основным антропогенным источником является высокотемпературное сжигание ископаемого топлива, прежде всего в двигателях внутреннего сгорания и дизелях. В атмосфере окись азота довольно быстро окисляется в двуокись, которая также образуется при горении. Некоторая доля двуокиси образуется при вулканической деятельности и электрических разрядах в верхних слоях атмосферы.

Средняя концентрация окиси азота достигает 2 чнб (3 микрограмма на кубометр), двуокиси азота - 4 чнб (6 микрограммов на кубометр). В крупных промышленных центрах их концентрация увеличивается в 10-100 раз.

Окислы азота в атмосфере приводят к образованию коричневатого смога, чему, как правило, способствует присутствие других загрязнителей — сернистого газа, углеводородов, а также местные метеорологические и топографические условия. Такие смоги наносят ущерб здоровью людей, в частности вызывают раздражение глаз и губят городскую растительность.

Окислы азота в облаках и туманах соединяются с водой, образуя капельки разбавленной азотной кислоты или ее солей. Часть из них превращается в твердые аэрозольные частицы, которые осаждаются на поверхности почвы и воды, другая вымывается из атмосферы дождями, так что кислые дожди бывают как сернокислыми, так и азотнокислыми.

Почти 90 процентов окислов азота, попадающих в атмосферу в результате деятельности человека образуется в результате сгорания топлива в автомобильных двигателях (более 50 процентов) или в топках теплоцентралей и тепловых электростанций. Большой вклад вносит также сжигание твердых отходов - бытовых, промышленных и сельскохозяйственных, лесные пожары. Источником окислов азота служат также ряд отраслей промышленности, в их числе производство азотной кислоты, минеральных удобрений, искусственных волокон и т.д.

Аэрозоли. Количество аэрозольных частиц, поступающих в атмосферу из естественных источников, оценивается в 700-2200 миллионов тонн в год, из искусственных источников пока что впятеро меньше - 185-415 миллионов тонн в год.

Процессы образования аэрозолей весьма разнообразны. Это прежде всего раздробление, размельчение и распыление твердых веществ. В природе такое происхождение имеет минеральная пыль, поднимаемая с поверхности пустынь во время пыльных бурь. В северной части тропической Атлантики, куда выносится сахарская пыль пассатными ветрами, атмосфера бывает настолько замутненной, что солнце при восходе или закате оказывается невидимым довольно высоко над горизонтом. Этот источник атмосферных аэрозолей имеет глобальное значение, так как пустыни занимают около трети поверхности суши, да еще имеется тенденция к увеличению их доли из-за неразумной деятельности человека. Минеральная пыль с поверхности пустынь переносится ветром на многие тысячи километров.

Аналогично проявляется вулканический пепел, попадающий в атмосферу во время извержений вулканов. Хотя крупные извержения происходят сравнительно редко и нерегулярно, вследствие чего этот источник аэрозоля по массе значительно уступает пыльным бурям, его значение весьма велико, так как этот аэрозоль забрасывается в верхние слои атмосферы - в стратосферу. Оставаясь там в течение нескольких лет, он отражает или поглощает часть солнечной энергии, которая могла бы в его отсутствие достичь поверхности Земли.

Источниками аэрозолей являются также технологические процессы хозяйственной деятельности людей. Мощный источник минеральной пыли -промышленность строительных материалов. Добыча и дробление пород в карьерах, их транспортировка, производство цемента, само строительство -все это загрязняет атмосферу минеральными частицами. Одна только цементная промышленность производит ежегодно около 7 миллионов тонн аэрозолей. Мощный источник твердых аэрозолей - горнодобывающая промышленность, в особенности при добыче угля и руд в открытых карьерах. В них на больших площадях снимается верхний почвенный слой вместе с растительностью, и обнажившиеся породы становятся беззащитными перед термическим и ветровым разрушением. Сама добыча, которая состоит, собственно, в погрузке угля или руды экскаваторами на железнодорожные платформы, является источником огромных количеств пыли, загрязняющей воздух и местность на многие километры вокруг. Этот способ добычи угля или руды кажется наиболее дешевым, но при оценке его рентабельности не учитывается деградация окружающей среды. Но и добыча в шахтах и рудниках -также источник аэрозолей, поскольку около них образуются горы пустой породы (терриконы), разрушаемые ветром и водой. Много аэрозолей вносят в атмосферу черная металлургия с ее огромными объемами руды и кокса, цветная металлургия с обогатительными фабриками, производство и применение минеральных удобрений и пестицидов и т.д.

Аэрозоли попадают в атмосферу при разбрызгивании растворов. Естественный источник таких аэрозолей - океан, поставляющий хлоридные и сульфатные аэрозоли, образующиеся в результате испарения морских брызг, в количестве около миллиарда тонн в год, то есть около 40 процентов всего аэрозоля, поступающего в атмосферу.

Еще один мощный механизм образования аэрозолей - это конденсация веществ во время горения или неполное сгорание из-за недостатка кислорода или низкой температуры горения. Так, например, образуются частицы сажи при сжигании угля и других топлив. В природе главный источник таких аэрозолей - это лесные пожары, аэрозоли образуются также при сжигании угля, нефти, древесины, отходов; аэрозоли поставляет дым металлургических заводов и др. В сумме это дает 2-3 процента от общего поступления аэрозолей в атмосферу. При горении образуются газы: сернистый, окислы азота, выброс которых, как говорилось выше, приводит к возникновению сульфатных и нитратных аэрозолей. Этот вторичный источник аэрозолей вместе с аэрозолями, образующимися из терпенов, углеводородов и т.п., дает около 8 процентов общего поступления в атмосферу.

Аэрозоли удаляются из атмосферы тремя путями: сухим осаждением под действием тяжести (главный путь для крупных частиц), осаждением на препятствиях и вымыванием осадками.

Все сказанное выше приводит к тому, что размеры, состав, химические и физические свойства аэрозолей весьма разнообразны. Например, их размеры (радиусы) варьируют в основном в миллион раз - от тысячных долей до тысяч микрон (т.е. миллионных долей метра).

Аэрозольное загрязнение. Аэрозоли, во-первых, воздействуют на погоду и климат: оптически активные частицы с радиусами от 10"' до 101 микронов вносят основной вклад в замутненность атмосферы; частицы с радиу-2 2 сами от 10" до 10 микронов служат ядрами конденсации влаги и способствуют образованию облаков и туманов, дождя и снега, портят здоровье людей. В течение суток через легкие человека проходит 12-14 кубометров воздуха. Концентрация аэрозоля в чистом воздухе составляет 10-12 микрограммов на кубометр, в промышленных городах вдесятеро, а иногда и в несколько десятков раз больше. Даже если учесть, что крупные частицы задерживаются в носовой полости, а очень мелкие возвращаются с выдыхаемым воздухом, то и тогда в легких жителя промышленного центра ежесуточно может оседать 1 миллиграмм аэрозолей. Химически неактивные аэрозоли накапливаются в легких и ведут к их повреждениям. Обычный кварцевый песок и другие силикаты - слюды, глины, асбест, тальк и др., накапливаясь в легких, могут приводить к таким заболеваниям, как силикоз и даже рак легких. Частыми оказываются хронические бронхиты, эмфизема легких, астма и другие аллергические заболевания. Химически активные аэрозоли, а среди них немало ядовитых, наносят вред не только легким, но и проникают в кровь, приводя к заболеванию сердечнососудистой системы и печени.

Выше уже говорилось о действии кислых туманов, раздражающем слизистые оболочки, глаза и кожу. В некоторых случаях аэрозоль может оказывать на человека и психологическое действие: неприятные ощущения вызывают некоторые запахи, ухудшение видимости, загрязнение одежды смолистыми или сажистыми аэрозолями. Устранение ущерба, наносимого аэрозолями, иногда требует значительных затрат.

Тяжелые металлы. Промышленные дымы содержат не только сажу, но и множество других вредных веществ. Производство черных металлов сопровождается не только выбросами сернистого газа и окиси железа, но и таких ядовитых веществ, как сурьма, свинец, мышьяк, пары ртути. В еще больших количествах ядовитые тяжелые металлы поступают в атмосферу от предприятий цветной металлургии. Они составляют половину источников поступления в атмосферу меди и цинка. Сжигание топлива дает 85 процентов выбросов в атмосферу ванадия, 98 - кобальта, 80 - сурьмы, 77 - никеля, 50 процентов селена. С выхлопами автомобилей выбрасывается 250-300 тысяч тонн свинца, который с 1924 года используется в примеси к бензину (в виде тетраэтилсвинца) как антидетонатор. Уже в 1940 году его содержание в образцах материкового льда Гренландии превысило допустимую норму в 175 раз, а в 1966 году норма была превышена в 500 раз!

Кроме свинца имеются еще четыре элемента, поступление которых в атмосферу из-за человеческой деятельности вдвое больше, чем от естественных источников: это кадмий, цинк, мышьяк и никель.

На территории Краснодарского края находится большое число потенциальных загрязнителей атмосферы - различных предприятий. В настоящем исследовании мы ограничились изучением воздействия на окружающую среду предприятиями нефтедобывающего комплекса, которые связаны с разработкой недр. Для сравнения изучалось также воздействие на окружающую среду грязевых вулканов Тамани.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Попова, Галина Георгиевна

ВЫВОДЫ

1. На территории Краснодарского края изучена динамика химических элементов в подземных водах, а также распределение аэрозолей на территориях грязевых вулканов и нефтеразработок. В результате исследований было обнаружено, что химический состав подземных вод существенно меняется. В частности: а) в течение суток изменению подвергаются концентрации практически всех присутствующих в сопочных водах элементов. Для катионов наблюдается увеличение содержания днём, а для анионов - ночью. б) диапазон изменений концентраций весьма существенен: так на грязевом вулкане Шуго наблюдаются амплитуды суточных изменений следующего характера: I" - (70-200) мкг/л, F" - (2-15) мкг/л, СГ -(0,5-1,7) мг/л, Rn - (1,5-6,0) Ки/л 1012, Fe3+ - (0,3-4,0) мкг/л, Zn2+ - (818) мкг/л, Си2+ - (2-150) мкг/л, РЬ2+ - (1-8) мкг/л, Hg2+ - (4-16) мкг/л, Сг - (0,5-3,0) мкг/л. При этом объём спонтанно фонтанирующего газа из грифонов меняется за сутки 0,5 до 1,7 л/мин в среднем за время наблюдений.

2. Распространение химических элементов, выходящих на дневную поверхность, ограничивается фильтрационными свойствами слагающих вулканы почв и не превышают десятков метров. Однако наблюдается большее распространение тяжёлых металлов (до десятков километров в зависимости от метеоусловий), входящих в состав аэрозолей. Годовой мониторинг аэрозольного распространения показал присутствие в аэрозолях суммарного содержания от 1 до 15 мкг металлов на 1 кв.см, фильтра (примерно на 100 л воздуха).

3. Содержание металлов в аэрозолях и ореол распространения зависят также от сейсмичности региона и сильно повышаются при её увеличении. Этот процесс совпадает с увеличением числа тяжёлых лёгочных заболеваний у населения.

4. В результате изучения динамики химических элементов в пластовых водах и поверхностных гидрологических объектах на территории нефтедобычи было обнаружено существенное изменение химического состава: а) изменение химического состава подземных пластовых вод достигали 70%, что, в основном, связано с режимами эксплуатации скважин и закачкой в неё воды. б) на поверхности в гидрологических объектах обнаружены изменения состава не коррелирующие с пластовыми. Предположительно это связано с воздействием метеорологических факторов и расположенных вблизи предприятий, осуществляющих сброс отходов в гидросистему. в) аэрозоли на территории нефтеразработок не обнаружены.

5. Эксплуатация недр оказывает влияние на сейсмические процессы: с 2000 г на территориях нефтеразработок произошли два средних по силе землетрясений и на 15% в год возрастло число очень слабых толчков (К<2).

6. Бесконтрольное поступление пластовых вод и розлив нефти привели к накоплению радия-226 в сопутствующих водоёмах и почвах. Хотя его содержание далеко от ПДК, оно все-таки в сотни раз превышает клар-ковое. Интервал содержания радия в почвах на участках нефтедобычи составляет 50 - 400 мБк/кг. Наличие радия в почве может приводсти к избирательной сорбции корневой системой растений других опасных изотопов, произойдет коммулятивный эффект накопления изотопов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата химических наук, Попова, Галина Георгиевна, Краснодар

1. Кипартовский А. Охрана природы. М., 1980.

2. Кушелев И.Н. Охрана природы от загрязнения. М., 1979.

3. Кушелев В.П. Охрана природы от загрязнений промышленными выбросами. М., 1979.

4. Балацкий О.Ф. Экономическая оценка природной среды. М.: «Гидро-метеоиздат», 1984 г.

5. Бурый А., Клокова J1. Нефть и геодинамика // Компания. 1998. Т. 13. С. 34-48.

6. Далин М.А. Пути развития нефтехимии. Баку, 1989.

7. Панов Г.Е., Петряшин Л.Ф., Лысяной Г.Н Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. М.: «Недра», 1979.

8. Панов Г.Е. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтяной и газовой промышленности. М.: «Недра», 1986.

9. Бородавкин П.П. Охрана окружающей среды при строительстве и эксплуатации магистральных трубопроводов. М., 1982.

10. Рациональное использование вторичных ресурсов. Уфа, 1979.

11. Яковлев B.C. Хранение нефтепродуктов. Проблемы защиты окружающей среды. М., 1984.

12. Абдулин Ф.С. Добыча нефти и газа. М.: «Недра», 1983.

13. Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. М.: «Недра», 1978.

14. Требин Г.Ф. Нефти месторождений Советского Союза. М.: «Недра», 1974.

15. Васнецова А.Л. Экологическая биофизическая химия. М.: «Наука», 1989.

16. Сериков Ф. Т., Оразбаев Б. Б. Проблемы профилактики разливов нефти и методы реагирования. М., 1978.

17. Сериков Т. П., Оразбаев Б. Б., Сериков Ф. Т. Методы анализа и очистки природных вод при нефтяных загрязнениях. М., 1975.

18. Хаиров Г. Б., Ибраев Ш. LLL, Абдрахметова М. А., Хаирова JL Г. Технология получения адсорбентов для сбора разлитой нефти. М., 1982.

19. Брайцева О.А., Богоявленская Г.Е. Геологическое строение Узоно-Гейзерной депрессии // Вулканизм, гидротермальные процессы и рудо-образование. -М.: «Недра», 1974.

20. Зотов А.В., Волченкова В.А. Физико-химические условия современного образования сульфидов мышьяка в кальдерах Узон на Камчатке // Современные гидротермы и минералообразование. М.: «Наука», 1977.

21. Карпов Г.А., Павлов JI.JI. Узон-Гейзерная гидротермальная рудообразую-щая система Камчатки. Новосибирск: «Наука. Сибирское отделение», 1976.

22. Бочарова Р.И. Грязевые вулканы Таманского полуострова. Краеведческий очерк КрайСЮТур. Краснодар, 2000.

23. Мур Д., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. — М.: «Мир», 1987.

24. Методика определения содержания металлов Bi, Pb, Zn, Cu(II), Ni, Co, Fe(III), Mn(II), Cr(III), V при анализе вод на сорбционных целлюлозных ДЭТАТА-фильтрах рентгенфлуоресцентным методом. ГОСТ № 2420/ 322-94/0396-001. СПб: «Спектрон», 1994.

25. Кот Ф.С. Отбор и подготовка природных вод на определение рассеянных металлов современными методами // Эколого-биогеохимические исследования на Дальнем Востоке. — Владивосток: Дальнаука, 1996. С. 123- 139.

26. Резников А.А., Муликовская Е.П., Соколова И.Ю. Методы анализа природных вод. М., 1984.

27. Резников А.А. Методы анализа природных вод, М.: «Недра».

28. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. JL: «Гидрометеоиздат», 1977.

29. Материалы межрегиональной научно-практической конференции Экология. Медицина. Образование. Краснодар, 2000.

30. Разведка и охрана недр. Сборник статей, 1996. № 6.

31. Михалев Ю.А., Сиротский С.Е., Харитонова Г.В. Рентгенфлуоресцент-ное определение тяжелых металлов в природной воде ИТИГ, ИВЭП ДВОРАН, 1989.

32. Кот Ф.С. // Вестник ДВО. 1996. № 2.

33. Кот Ю.В. Методы отбора, хранения и подготовки воды на содержание Hg. Институт водных и экологических проблем ДВО РАН. Хабаровск, 1997.35. GESAMP Rep. № 32, 1987.

34. Meybeck М. // Rev. Geogr. Phys. Geol. Dyn. 1979. №21.3 7. Ahlers W. W. et al. //Austrai. J. Maf. Fresnwat. Res. 1990. V. 41.

35. Patterson C.C., Settle D.M. // Proc. 7th IMR Symp. NBS Spec. Publ. 1975. №422.

36. Nurnberg H.W. // Anal. Chim. Acta. 1984. № 21.

37. Schaule B. et al. // Wat. Air Soil Poll. 1989. V. 46.

38. Furstner U. and Wittmann G.T.W. // Metai Poll. Aquatic Env. 1983.

39. Sturgeon R., Berman Sh.S. // Crit. Rev. Anal. Chem. 1987. V. 18.

40. Fitzgerald W.F., Watras С J. // Sci. Total Env. 1980. V. 87-88.

41. Matsunaga K. et al. // Env. Sci. Technol. 1979. V.13.

42. Fitzgerald W.F., Lyons W.B. // Limnol. Oceanogr. 1975. V. 468.

43. Критерии ВОЗ. Т. 1. Ртуть. 1979.

44. Назаренко И.И. и др. // Опред. нормируем.компонентов в прир. пром. сточных водах. ИМГРЭ, 1987.

45. Olafsson J. // Trace Metals in Seawater. Plenum Press, 1983.

46. Mizuike A., lino A. // Anal. Chim. Acta. 1979. V. 111.

47. Robertson D.E. // Anal. Chem. 1968. V. 40.

48. Robertson D.E. // Ultrapurity. Methods and Techniques. Marcel Dekker, 1972.

49. Bothner M.H., Robertson D.E. // Anal. Chem. 1975. V.47.

50. Erickson P. // Nat. Research Council Canada. Rep. 16472, 1977.

51. Bloom M.S., Crecelius E. //Mar. Chem. 1983. V. 14.

52. Wong C.S. et al. // Trace Metals in Seawater. Plenum Press. 1983.

53. Harper D.J. etal. // Aquat. Env. Prot. Anal. Methods. 1989. V.3.

54. Boyle E.A. et ai. // J. Geophys. Research. 1981 V.86.

55. Boyle E.A., Huested S.H. // Trace Metals 'n Seawater. Plenum Press, 1983.

56. Cossa D., Courau P. ICES 5th Round Intercatibration Trace Metals Seawater, 1984.

57. Yeats P.A., Campbelf J.A. //Mar. Chem. 1983. V. 12.

58. Kremling K. // Mar. Chem. 1983. V. 87.

59. Mart L. // Fresenius'j. Anal. Chem. 1979. V. 299.

60. Knauer G.A., Martin J.H. // Limnol. Oceanogr. 1973. V. 18.

61. Айдиньян H.X. и др. // Тр. ИГЕМ АН СССР. 1969. №9.

62. Andien A.W., Harris R.C. // Geochim. Cosmochini Acta. 1975. V. 39.

63. Bruland K.Vv. // Chem. Oceanography. 1983. V. 8.

64. Добровольский B.B. География микроэлементов. M., 1983.

65. Environment Canada En. 37-64/1983E. 1983.

66. Feldman C. // Anal. Chem. 1974. V. 99.

67. Gardner D. // Mar. Poll. Bull. 1975. V. 43.

68. ZiefM. and Mitcheil J.W. // Contamination Controlin Trace Element Analysis. 1976. V.47.

69. Катунская ГЭС с контррегулятором. Проект. 1990. Разд. XII.

70. Martin J.-M., Gordeev V.V. // Estuarine Processes. UNESCO-CNA, SCOR Workshop, Lisbon. 1984.

71. СауковА.А. и др. Очерки геохимии ртути. М., 1972.

72. Schintu М. et al. // Water Res. 1989. V. 23.

73. Stock A., Cucuel F. // Naturwissenschaften. 1934. H.22.

74. Виноградов А.П. Введение в геохимию океана. М., 1967.

75. Weiss H.V. et al. // Anal. Chim. Acta. 1976. V. 211.

76. Адамчук Ю.В., Старчеус A.B. и др. Регистрация объемной активности радона в спонтанном газе и воде термальных источников Камчатки бета-радиометром РКБ4-1еМ// Вулканология и сейсмология. 1980. № 3.

77. Алексеев В.А., Алексеева Н.Г. Поступление аэрозолей в зонах тектонической активности. Регулярность и симметрии в строении Земли // Материалы 1-111 научных семинаров ТРИНИТИ РАН МГУ. М. 1994-1996.

78. Борисов В.И., Капитонов Е.И. Азовское море. ККИ, 1973.

79. Буачидзе Г. И., Невинский И. О., Чихладзе В. JL, Цветкова Т. В. Определение радиоактивных газов в различных веществах // Сообщение АН ГССР. 1989. Т.134. №3. С.85-87.

80. Nevinsky I., Nevinsky V., Panyushkin V., Ferronsky V., Tsvetkova Т. An at• • • 22 36tempt to determine the tritium, Na, CI and radon in territory of mud volcano in Taman // Rad. Meas. 2001. V. 34. P. 349-353.

81. Ганзоринг Ж., Дашзэвег JI., Отгонсурен О., Чадраабал И. и др. Бездеструктивное определение микроколичеств урана и тория в материалах сложного химического состава. Препринт ОИЯИ, 6-7040, Дубна, 1973.

82. Подгурский В.П., Кобзев А. П., Студзинский Т., Лятушински А., Маев-ски Т. Элементный анализ биологических образцов с помощью ядернофизических методик RBS и PIXE. Препринт ОИЯИ, Р19-96-309, Дубна, 1996.

83. Buso G. P., Valantti Е., Moschini G., Stievano В. М. X-ray and fluorescence (XRF and PIXE ) in Medicine. Editor Cesareo R, Italy, Roma, 1982.

84. Asubiojo O. Y., Iskander F. Y. Jornal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 155 (2), 256-270. 1988.

85. Кузнецов Ю.В., Легин В. К., Симоняк З.Н., Елизарова А.Н. и др. Метод одновременного определения изотопов 230Th, 232Th,2jlPa, 238U и 226Ra из одной навески осадочных материалов // Радиохимия. 1974. №.16. С. 535539.

86. Кузнецов Ю.В., Поспелов Ю.Н., Симоняк З.Н. Методика радиохимического анализа осадочных образований // Радиохимия. 1978. №.3. С. 451458.

87. Short S.A. Measurement of all radium isotopes at environmental levels on a single electrodeposited sources // Nucl. Instr. and Meth. 1986. V. 17. P. 540544.

88. Поманский А.А., Северный С.А., Трифонова Е.П. Определение ультрамалых количеств радия-226 в различных веществах // Атомная энергия. 1969. №.1. Т. 27, С. 36-38.

89. Глазов В.В., Глазов В.М., Зорин А.Д. Определение радия -226 в различных веществах без предварительного химического выделения // Радиохимия. 1983. № 2. С. 246-249.

90. Поманский А.А., Северный С.А. Определение содержания радиотория в веществах методом запаздывающих совпадении распадов атомов Th и 216Ро // Атомная энергия. 1973. Т. 30. С. 134-137.

91. Барабанов И.Р., Гаврин В.Н., Курышев A.M., Орехов И.В. Повышение точности активационного анализа при использовании низкофонового детектора // Атомная энергия. 1974. Т. 37. №. 6. С. 234-238.

92. Рудаков В.П., Войтов Г.И., Коробейник Г.С., Миллер Ю.М. Нестабильность химического и изотопного состава углеродных газов и эманаций грязевого вулкана Бугазский на Тамани // Доклады Российской Академии Наук. Сер. Геофизика. 1998. Ч. 361. №3. С. 397-401.

93. Жуйко Л.Д., Ляшенко С.И. Оценка антропогенного воздействия на минеральные воды Кавказских Минеральных Вод по изотопным данным // Тез. докл. 4-го Междунар. симпозиума, Пятигорск, 1993. С. 87-88.

94. Popova G.G., Tsvetkova T.V. The Chemical Parameters of Mud Volcano Waters Measuring U Abstracts of Advanced Research Workshop "Monitoring of natural and man-made radionuclides and heavy metal waste in environment". Dubna, Russia, 2000. P. 74.

95. Попова Г.Г., Цветкова T.B. Экологические аспекты изучения грязевых вулканов I // Материалы межрегиональной научно-практической конференции «Экология. Медицина. Образование». Краснодар, 2000. С. 82.

96. Попова Г.Г., Панюшкин В.Т. Изменение химического состава природных вод в связи с природными катастрофами // Сборник научных трудов Всероссийского симпозиума ХИФПИ-02. Хабаровск, 2002. С. 65-66.

97. Попова Г.Г. Экологические аспекты изучения грязевых вулканов. II. // Материалы шестой Международной конференции «Экология и здоровье человека. Экологическое образование. Математические модели и информационные технологии». Краснодар, 2001. С. 87.

98. Попова Г.Г. и др. О нестабильности химического и изотопного состава природных вод // Водные Ресурсы. 2004. №6. С. 23-37.

99. Панюшкин В.Т., Попова Г.Г. Организация химического мониторинга экологически опасных объектов // Известия ВУЗов. Сев-Кав. регион. 2004. №3. С.45-47.