Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Экогеохимия элементов-примесей в верховых торфах Томской области
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология
Автореферат диссертации по теме "Экогеохимия элементов-примесей в верховых торфах Томской области"
На правах рукописи
□О
347493В
МЕЖИБОР АНТОНИНА МИХАИЛОВНА
ЭКОГЕОХИМИЯ ЭЛЕМЕНТОВ-ПРИМЕСЕЙ В ВЕРХОВЫХ ТОРФАХ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ
Специальность 25.00.36 - Геоэкология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
ТОМСК-2009
Работа выполнена в ГОУ ВПО «Томский политехнический университет»
Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук
Арбузов Сергей Иванович
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук
Попов Виктор Константинович
кандидат геолого-минералогических наук Бернатонис Вилис Казимирович
Ведущая организация: Институт геологии и минералогии СО РАН,
г. Новосибирск
Защита состоится 29 июня 2009 г. в 16.00 час. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.269.07 при Томском политехническом университете по адресу: 634050, г. Томск, ул. Советская, 73,1-й корп. ТПУ, ауд. 111
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета (634050, г.Томск, ул Белинского, 55)
Автореферат разослан «££_» мая 2009 г.
Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций
С. И. Арбузов
Введение
Актуальность темы. Развитие промышленности неизбежно ведет к загрязнению окружающей среды, поэтому вопросы определения степени антропогенного влияния на нее являются особенно актуальными в настоящее время. Масштабы загрязнения окружающей среды от промышленных центров достаточно велики, и можно говорить об интенсивном формировании биогеохимических провинций в окрестностях больших городов (Бояркина, 1993, Рихванов, 2006). Почва, вода, снег являются наиболее распространенными компонентами природной среды, используемыми для исследования антропогенных загрязнений. Их изучение позволяет получить достаточно полную характеристику состояния природной среды. Однако анализ и оценка изменения окружающей среды за длительный период времени требует значительного количества данных. Для территории Томской области со специфичным характером промышленности ретроспективная оценка изменения состояния окружающей среды имеет особенно важное значение. Относительно новым и перспективным направлением исследований экологического состояния природной среды и его изменения с течением времени является изучение стратифицированных образований (годовые кольца деревьев, ледники, торфяные отложения и др.). Стратифицированные образования являются удобным материалом при мониторинговых исследованиях изменения геохимического состава биосферы. Использование торфяных отложений для долговременной ретроспективной оценки транформации окружающей среды перспективно в районах с широким распространением верховых торфяников, питание которых осуществляется в основном за счет атмосферных выпадений. К числу таких регионов относится и Томская область, треть территории которой заторфована, в том числе 60 % по верховому типу.
Цель исследований - определить степень и динамику антропогенного воздействия на биосферу в Томской области путем изучения содержаний и закономерностей распределения элементов-примесей в верховых торфяниках.
Задачи исследований:
- оценить средние содержания элементов-примесей в торфах Томской области;
- изучить вертикальное и латеральное распределение элементов-примесей в верховых болотах, расположенных на территории Томской области и подверженных антропогенной нагрузке разной степени;
- изучить вертикальное распределение элементов-примесей в интервале глубин торфа, отвечающих последнему столетию и оценить степень и динамику антропогенного воздействия на биосферу в этот отрезок времени;
- изучить формы нахождения элементов-примесей в торфе.
Научная новизна работы заключается в следующем:
проведены оценки средних содержаний элементов-примесей в торфах Томской области, основанные на результатах количественного анализа более 2000 проб торфа;
установлена геохимическая специализация верховых торфов Томской области;
выявлены закономерности вертикального и латерального распределения элементов-примесей в верховых торфах Томской области;
оценена степень и динамика загрязнения окружающей среды в районе Томск-Северской промышленной агломерации с использованием верхового торфа, выявлены элементы-индикаторы техногенного воздействия;
установлено несколько временных интервалов загрязнения окружающей среды плутонием и радиоактивным цезием, соответствующих периоду интенсивных ядерных испытаний в атмосфере в 1961-1963 гг. и периодам аварий на Сибирском химическом комбинате;
установлено, что уран и трансурановые элементы в торфах находятся в ионообменной форме и связаны с органическим веществом.
Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности использования верховых торфяников для изучения геохимической транформации биосферы в результате техногенеза в районах с высокой степенью антропогенного воздействия, в том числе в нефтегазодобывающих регионах и районах воздействия предприятий ядерно-топливного цикла. Доказано, что верховой торф может служить надежным индикатором антропогенного поступления радионуклидов в окружающую среду. Выявленные временные интервалы максимального поступления химических элементов позволяют более четко интерпретировать полученные геохимические данные и устанавливать возможные источники загрязнения окружающей среды. Результаты исследований используются при чтении учебных курсов «Геохимический мониторинг», «Геохимия», «Геоэкология» для студентов по специальности «Геоэкология».
Основные защищаемые положения:
1. Оценено среднее содержание элементов-примесей в торфах Томской области. Установлено, что торфа Томской области геохимически специализированы на Аи, БЬ, Вг, Ва, Со, Сг. Выполненные оценки средних содержаний элементов-примесей в верховом торфе позволяют рассматривать их как фоновый уровень при изучении изменения состава атмосферных выпадений с использованием верхового торфа как индикатора загрязнения окружающей среды.
2. Выявлена латеральная и вертикальная зональность распределения элементов-примесей в верховых торфах Томской области. В латеральном распределении элементов-примесей в верховых торфах установлена основная тенденция увеличения содержаний Иа, Сг, и и лантаноидов с юга на север, Сб, Ш и Бс - на северо-запад, Са - с севера на юг. Установлено, что распределение
элементов-примесей в вертикальном профиле торфяных залежей верхового типа, расположенных в зоне влияния разнопрофильных производств гг. Томска и Северска, отражает специализацию этих производств и динамику загрязнения атмосферы.
3. Основная масса элементов-примесей в верховых торфах находится в ионообменной форме и в форме органических соединений. Для лантаноидов, Cs, Со, U главное значение имеет ионобменная форма, для Am — ионообменная и органическая, для Au — органическая.
Апробация работы. Основные результаты исследования были обсуждены на межвузовских и международных научных и научно-практических конференциях в России и за рубежом: научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2004, 2005, 2006, 2007 гг.); международной биогеохимической школе «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005 г.); научной школе «Болота и биосфера» (Томск, 2005 г.); международной конференции «Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий» (Москва, 2006 г.); всероссийской конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии» (Томск, 2006 г.); международной конференции "Metals in the environment" (Вильнюс, Литва, 2006 г.); на конференции "Essentially and Toxicity of Macro, Trace and Ultratrace Elements" (Енна, Германия, 2006 г.); всероссийкой научной конференции «Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды» (Иркутск, 2007 г.), международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика К.И. Лукашева «Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых» (Минск, 2007,2008 гг.).
В рамках выполнения данной работы были осуществлены две научные стажировки в г. Страсбург (Франция) и г. Карлсруэ (Германия), которые были профинансированы за счет грантов правительства Франции и немецкого фонда DAAD соответственно.
Публикации. Основные положения и выводы работы опубликованы в 15 научных трудах, в том числе в 3-х изданиях, рекомендованных ВАК РФ. 6 работ опубликовано за рубежом, в том числе 2 статьи в ведущих международных периодических изданиях.
Исходные материалы и личный вклад автора. Фактическим материалом для написания диссертации послужили данные автора по изучению торфяных месторождений Петропавловский Рям, Водораздельное, Пуховское, Песочкинское, а также результаты исследований специалистов кафедр геоэкологии и геохимии, химической технологии топлива и химической кибернетики, геологии и разведки полезных ископаемых Томского политехнического университета, Института климатических и экологических систем СО РАН (г. Томск), Института почвоведения СО РАН (г. Новосибирск),
Института геологии и минералогии СО РАН (г. Новосибирск), и опубликованные данные.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы, изложенных на 153 страницах печатного текста, содержит 106 рисунков и 24 таблицы. Список литературы насчитывает 190 наименований.
Благодарности. Автор работы выражает глубокую признательность за руководство диссертацией проф. С. И. Арбузову; за помощь в проведении исследований и ценные рекомендации проф. Л. П. Рихванову, В. С. Архипову, В. В. Ершову, Ю. И. Прейс, проф. Ф. Готье-Ляфай (Франция); за проведение аналитических работ А. Ф. Судыко, С. Г. Маслову, Ю. И. Прейс, М. С. Мельгунову, И. Эйкенберг (Швеция); за поддержку и помощь всем сотрудникам кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета.
Основное содержание работы
Во Введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследований, научная новизна полученных результатов, защищаемые положения, практическая значимость работы.
В первой главе «Торф как индикатор загрязнения атмосферы» освещаются преимущества использования торфяных отложений в качестве индикатора ретроспективной оценки изменения геохимического состава биосферы. Указываются также сложности использования данного метода, связанные с миграцией химических элементов в торфяных залежах и ботаническим составом торфа.
Дается характеристика ранее проведенных исследований в данном направлении. Обосновывается необходимость накопления фактического материала по распределению элементов-примесей в верховом торфе разных регионов с различной степенью техногенной нагрузки. Определенное место в этих исследованиях должно быть отведено и Западно-Сибирскому региону, в том числе Томской области со специфическим набором производств, интенсивное развитие которых наблюдается в последние 60-65 лет.
Во второй главе «Источники поступления загрязняющих веществ в атмосферу на территории Томской области» приведены краткие сведения о геологическом строении, месторождениях полезных ископаемых и геохимических особенностях района исследований, дана характеристика антропогенных локальных и глобальных источников загрязнения атмосферы. Анализ опубликованных материалов показал, что поступление элементов-примесей в торфяники определяется, в первую очередь, минеральным составом подстилающих грунтов и окружающих их суходолов. Важным источником атмосферной пыли (глинистых минералов) является ветровая эрозия почв. Техногенное поступление элементов-примесей в торфяники в промышленной зоне Томской области определяется производствами ядерно-топливного цикла
(137Сз, 908г, и, Ри, Аш, Ьа, Се, Бш, Ей, УЬ, Ьи и др.) (Рихванов и др., 2006), топливно-энергетического (Ре, 8с, Н£, ТЬ, Со, Сг, 8т, Се, ЛЬ, Та, Сб) (Шатилов, 2001) и нефтехимического (Вг, БЬ, Ыа) (Язиков, 2006) производств. Значительную долю глобальных поступлений загрязняющих элементов-примесей составляют радиоактивные элементы.
В третьей главе «Методика исследований» дается описание методов, с помощью которых проводились исследования: отбор и подготовка проб к анализам, изучение ботанического состава торфа, определение элементов-примесей (методом нейтронно-активационного анализа), изотопов 137Сб и 210РЬ (методом гамма-спектрометрии), изотопов плутония (240Ри, 24'Ри) и 24'Аш (методом альфа-спектрометрии), выявление форм нахождения элементов-примесей в торфах и определение возраста торфяных отложений.
Особое внимание уделено выбору объектов исследований. Для опробования были выбраны верховые торфяняники Петропавловский Рям, расположенное в 27 км к северу от г. Томска направлении преобладающей розы ветров от Томск-Северской промышленной агломерации, и Водораздельное, расположенное в 35 км к западу от г. Томска. Для сравнительной характеристики были выбраны несколько месторождений в Томской области, расположенных в районах с различной степенью техногенной нагрузки (рис. 1).
Условные обозначения границы административных областей границы южнотаежной болотной зоны по Лисс О.Л.
----- границы Васюганской болотной системы
Г)*'' болото и его номер Низин
Низинные болота: есочкинсков ркадьево /севское пюкзенное уховское •уховское школь
ерёзовая грива илкинское .Ягыльях .Егольях
асюганское (уч. 1) Сарково
14-Васюганское (уч. 397. р.Демьянка/
15-Залесное, р.Кельват-Лонтынъях
16-Сосново-Махмикское (Озерное)
17-Васюганское (уч. 3)
18-Саим
Рис. 1. Схема расположения объектов исследования.
В четвертой главе «Основные закономерности распределения и экогеохимия элементов-примесей в торфах Томской области» дана оценка среднего содержания элементов-примесей в торфах Томской области, описаны закономерности латерального и вертикального распределения элементов, определена геохимическая специализация торфов, описаны ассоциативные связи элементов-примесей в верховых торфяниках.
Приведены данные по оценке возраста отложений исследуемых верховых торфяников, выполнено сравнение характера вертикального распределения элементов-примесей в верховых торфяниках, расположенных в районах с разной степенью техногенной нагрузки. Особое внимание уделено торфяникам, расположенным в районе воздействия Томск-Северской промышленной агломерации.
В пятой главе «Формы нахождения элементов-примесей в верховых торфах» охарактеризованы существующие формы нахождения элементов-примесей в природной среде, приведены данные по содержанию элементов-примесей в компонентах группового состава верхового торфа, выполнены расчеты баланса элементов-примесей и проведен анализ этих данных.
В Заключении приведены основные выводы исследований.
ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ПОЛОЖЕНИЕ 1. Оценено среднее содержание элементов-примесей в торфах Томской области. Установлено, что торфа Томской области геохимически специализированы на Аи, БЬ, В г, Ва, Со, Сг. Выполненные оценки средних содержаний элементов-примесей в верховом торфе позволяют рассматривать их как фоновый уровень при изучении изменения состава атмосферных выпадений с использованием верхового торфа как индикатора загрязнения окружающей среды.
Средние содержания рассчитаны нами для широкого спектра элементов-примесей (табл. 1). Впервые для региона получены достоверные оценки среднего содержания 25 элементов-примесей, базирующиеся на представительном геохимическом материале (более 2000 проб из 31 одного торфяного месторождения). Использование методики оценки среднего содержания как средневзвешенного (Ткачев, Юдович, 1975) позволило нам получить надежные оценки среднего содержания элементов-примесей в торфах Томской области. Полученные оценки среднего содержания для основной группы элементов близки к более ранним оценкам В. К. Бернатониса (1990) и В. С. Архипова (1994), Л. И. Инишевой (1995), но отличаются от данных В. Г. Матухиной и др. (2003), Д. В. Московченко (2006). Различие с данными В. Г. Матухиной и др. обусловлено тем, что для расчета среднего содержания элементов ими использованы торфяники, расположенные вблизи горноскладчатого обрамления. В этом случае формируются торфа, обогащенные элементами-примесями. Наиболее близки наши оценки средних содержаний
элементов-примесей к опубликованным ранее данным С. И. Арбузова (2005). Однако в последнем случае расчет среднего выполнен лишь для группы редких металлов, а в настоящей работе оценены содержания 25 элементов-примесей.
Таблица I
Средние содержания элементов-примесей в изученных торфах Томской области, мг/кг
Элемент Верховой торф (1441 проба) Низинный торф (611 проб) Торф в целом (2052 пробы) Элемент Верховой торф (1441 проба) Низинный торф (611 проб) Торф в целом (2052 пробы)
Na, % 0,037±0,006 0,066±0,014 0,049±0,011 La 1,6±0,4 5,0±0,9 3,0±0,6
Са, % 0,57±0,05 2,7±0,6 1,4±0,18 Се 3,8±0,8 8,8±1,2 5,8±0,9
Se 0,5б±0,06 1,4±0,23 0,88±0,17 Sm 0,40±0,08 0,96±0,14 0,62±0,1
Сг 11,6±3,3 13,6±3,0 12,4±2,8 Eu 0,08±0,02 0,19±0,04 0,12±0,02
Fe, % 0,43±0,12 1,7±0,4 0,93±0,13 Tb 0,040±0,005 0,15±0,07 0,085±0,01
Со 1,5±0,2 3,5±0,5 2,3±0,2 Yb 0,12±0,01 0,33±0,15 0,20±0,03
Вг 17,7±3,7 61,0±18,3 35,0±2,6 Lu 0,019±0,001 0,05±0,04 0,032±0,005
Rb 1,7±0,2 7,8±2,1 4,1±1,4 Hf 0,17±0,02 0,40±0,08 0,26±0,07
Sr 42±19 120±66 73,0±7,2 Ta 0,015±0,003 0,094±0,043 0,046±0,01
Ag 0,028±0,009 0,10±0,02 0,058±0,02 Au 0,019±0,011 0,017±0,012 0,018±0,003
Sb 0,11±0,02 0,14±0,03 0,12±0,03 Th 0,45±0,08 0,87±0,16 0,61 ±0,1
Cs 0,14±0,02 0,44±0,09 0,26±0,06 U 0,31 ±0,08 0,46±0,16 0,31 ±0,08
Ba 37,7±6,6 106±26 65,2±11,0 Ad, % 3,2±0,3 13,4±1,4 7,3±0,9
Установлено, что в целом торфяники Томской области характеризуются избирательным накоплением Аи, Вг, БЬ, Ва, Бг, Сг. Геохимическую специализацию изученных торфов хорошо отражает диаграмма, построенная по коэффициентам концентрации элементов по отношению к их кларкам для осадочных пород (рис. 2).
Са Na U se th
КК ■ ■1КК max
Рис. 2. Кларки концентрации элементов-примесей в золе торфов Томской области по отношению к их среднему содержанию в осадочных породах, по Н. А. Григорьеву (2003) (КК - кларк концентрации, ККтах - кларк концентрации, рассчитанный по максимальному содержанию элемента в золе торфа).
Выявлены ассоциации элементов-примесей в изученных верховых торфяниках (рис. 3). Установлено, что Се, Щ 5с, ТЬ и лантаноиды имеют корреляционную зависимость с зольностью торфов (рис. За), что указывает на их связь с повышенной пылевой нагрузкой природного или техногенного происхождения.
а)
б)
Tree Diagram for Variables Ward's method 1-Pearson r
Tree Diagram for Variables Ward's method 1-Pearson r
Sa.
В)
§> 0,8 □ 0,6
Tree Diagram for Variables Ward's method 1-Pearson r
¿Ti
Рис. 3. Ассоциативные связи элементов-примесей в верховых торфяниках Томской области, а) Данные по всем исследуемым торфяникам, б) торфяник Малая Ича (вне зоны техногенной нагрузки), в) торфяник Петропавловский Рям (в зоне техногенной нагрузки).
Другие элементы (Аи, и, Са, Вг, БЬ, Ре, Со, Ыа) не имеют значимой корреляционной связи с зольностью торфов и накапливаются в них различными путями, в том числе и биогенным. При сравнении геохимического спектра верховых торфов из фонового района (рис. 36) и из района с высокой степенью антропогенной нагрузки (рис. Зв) отмечаются совершенно разные ассоциативные связи элементов-примесей.
Значительное количество элементов-примесей в торфянике с высокой степенью антропогенной нагрузки имеет корреляционную зависимость с зольностью торфа, что указывает на их поступление с пылью (рис. Зв).
ПОЛОЖЕНИЕ 2. Выявлена латеральная и вертикальная зональность распределения элементов-примесей в верховых торфах Томской области. В латеральном распределении элементов-примесей в верховых торфах установлена основная тенденция увеличения содержаний Сг, и и лантаноидов с юга на север, Се, Ш и Бс - на северо-запад, Са - с севера на юг. Установлено, что распределение элементов-примесей в вертикальном профиле торфяных залежей верхового типа, расположенных в зоне влияния разнопрофильных производств гг. Томска и Северска, отражает специализацию этих производств и динамику загрязнения атмосферы.
По средним содержаниям элементов-примесей по всей глубине торфяных залежей выявлена зональность в латеральном распределении элементов-примесей. В верховых торфах Томской области средние содержания таких элементов как Иа, Сг, и и лантаноидов увеличиваются с юга на север, Сб, Бс и Ш - с юго-востока на северо-запад. Для Са характерно уменьшение его содержания с юга на север, что обусловлено сочетанием особенностей состава подстилающих отложений и климатическим фактором (рис. 4).
Максимальные концентрации изученных элементов-примесей, за исключением Са, Бс, Ре, Со, Вг, фиксируются в торфах в зоне влияния Томск-Северской промышленной агломерации. Избыточное поступление элементов-примесей в верховые торфяники в этой зоне обусловлено преимущественно техногенными факторами. Особенно ярко это проявляется при построении схематических карт по распределению средних содержаний элементов-примесей в верхних 50 см торфяной залежи.
В вертикальном разрезе торфяных залежей отмечается три типа распределения элементов-примесей, которые определяются их расположением относительно источников техногенного загрязнения.
1. В торфяниках из районов с фоновым загрязнением выявлено равномерное распределение элементов-примесей со слабопроявленными аномалиями по глубине торфяной залежи.
2. Для торфяников, расположенных в районах разработки нефтяных месторождений, и торфяников, локализованнных в районах с незначительной техногенной нагрузкой, характерен тип слабодифференцированного
распределения элементов-примесей с проявлением слабовыраженных аномалий в верхней части торфяной колонки.
3. В торфянике, расположенном в непосредственной близости от г. Северска в направлении преобладающей розы ветров наблюдается резкодифференцированный тип распределения элементов-примесей с контрастными аномалиями в верхней части залежи.
Рис. 4. Схемы латерального распределения урана (а), скандия (б) и кальция (в) в верховых торфах Томской области.
В отдельных торфяных массивах установлены повышенные содержания элементов-примесей в глубоких слоях торфа, связанные с изменениями состава области сноса и климата.
Торфяник Петропавловский Рям характеризуется наибольшими содержаниями Ьа, УЬ, ТЬ и и, что определяется их высокими содержаниями в верхнем интервале залежи. Можно выделить несколько техногенных причин накопления лантаноидов и радиоактивных элементов в торфянике Петропавловский Рям: общая высокая пылевая нагрузка в районе г. Томска; работа ГРЭС; влияние Сибирского химического комбината (СХК).
Торфяник Петропавловский Рям расположен по преобладающей розе ветров (в северном направлении) от промышленной зоны гг. Томска и Северска, следовательно, идеально подходит для изучения загрязнения окружающей среды. Залежь верхового типа и имеет единственный путь поступления в нее загрязняющих элементов - атмосферный воздух.
1-Ч. г '"X 1 . (V? 'ПЮ
Рис. 5. Схема расположения исследуемых болот относительно Томск-Северской промышленной агломерации. Условные обозначения: 1 - ближняя зона воздействия, 30 км; 2 - средняя зона, 50 км; 3
- дальняя зона, 100 км; 4 - контрольная зона; 5 - основной сектор воздействия СХК; 6 -преобладающее направление ветра; 7 - исследуемые торфяные месторождения: 1) Петропавловский Рям, 2) Водораздельное, 3) Кирсановское, 4) Бакчарское.
При сравнении торфяников, расположенных в районах с разной степенью техногенного воздействия, наблюдается закономерное изменение содержания элементов-примесей в торфах в зависимости от расположения исследуемых объектов. Торфяник Петропавловский Рям подвержен загрязнению в максимальной степени. Торфяное месторождение Водораздельное не попадает в зону активного техногенного воздействия Томск-Северской промышленной агломерации, но находится вблизи нее и также подвергается загрязнению, но в значительно меньшей степени, чем торфяник Петропавловски Рям. Это отражается в накоплении многих элементов-примесей в верхнем слое торфяных
Для сравнения приведены данные по трем верховым торфяным месторождениям: Водораздельное, которое расположено в западном направлении от промышленной зоны гг. Томска и Северска, в пределах 30-ти километровой зоны воздействия СХК; Кирсановское — в юго-западном направлении от г. Томска, в пределах 50-ти километровой зоны воздействия СХК; Бакчарское - в северо-западном направлении от г. Томска, за пределами зоны воздействия СХК (рис. 5). Выбор болот определен наличием данных по возрасту торфа.
...............~~' «■» '-к
залежей (верхние 25 см залежи Петропавловский Рям и 60 см залежи Водораздельное), отвечающем периоду времени с середины 40-х годов XX века.
Поступление многих элементов в торфяники происходит от сжигания угля: Ав, Ва, Со, Сг, БЬ, Се, Ьа, и, Ш), ТЬ, А§. Барий, стронций, рубидий, уран, торий, золото, лантаноиды - характерные элементы, поступающие от сжигания углей Кузнецкого бассейна (Арбузов и др., 2000), которые в основном используются на ГРЭС в г. Северске и г. Томске. Повышенные содержания БЬ, N3 и Вг возможно связаны с работой нефтехимического производства в Северном промышленном узле (Язиков, 2006). Выбросы Сибирского химического комбината характеризуются большим набором загрязняющих элементов-примесей. Кроме радиоактивных элементов, выбросы СХК характеризуются и повышенным содержанием лантаноидов (Рихванов, 1997).
В разрезе торфяных залежей Кирсановское и Бакчарское, которые находятся за пределами активного воздействия промышленной зоны гг. Томска и Северска, не выявлено повышенных содержаний элементов-примесей в приповерхностном слое торфяников, за исключением интервала, соответствующего периоду интенсивных ядерных испытаний в 1961-1963 гг.
В торфянике Петропавловский Рям концентрации большинства элементов начали увеличиваться в послевоенное время, что связано с активным развитием промышленности в этот период. Интервал глубины 5-7 см в распределении радиоактивных элементов фиксирует аварию на СХК в 1993 г. Для всех элементов болота Петропавловский Рям отмечаются пики в интервале глубины 17-19 см, соответствующие периоду интенсивных испытаний ядерного оружия в атмосфере в 1961-1963 гг. Пики этого же периода характерны и для торфяников Кирсановское и Бакчарское. Торфяники Петропавловский Рям и Водораздельное хорошо отражают начало развития промышленности в послевоенное время ХХ-го века, судя по накоплению Са, Ре, Сг, Со, Бс, Ш и лантаноидов.
Особое внимание следует обратить на загрязнение приповерхностных частей торфяников естественными радиоактивными элементами в результате сжигании углей на ГРЭС, ТЭЦ, а также деятельности Сибирского химического комбината (рис. 6).
Заметных изменений величины торий-уранового отношения в исследованных торфяниках не установлено. Исключением является торфяная залежь Петропавловский Рям, где концентрация тория сильно возросла по отношению к урану в интервале глубин 7-9 см (конец 80-х - начало 90-х гг.).
Учитывая близкое расположение Сибирского химического комбината к основному исследуемому объекту - торфянику Петропавловский Рям, было определено содержание в торфе плутония и америция. По распределению плутония в торфянике отчетливо выделяются несколько основных периодов радиоактивного загрязнения территории вблизи г. Томска: 1961-1963 гг. -период интенсивных ядерных испытаний (19-21 см) и 1993 г. - крупная авария на СХК (7-9 см), что подтверждает также отношение 238Ри/239Ри (рис. 7).
ТИ, и, мг/кг
1961-1963 гг.
Рис. 6. Распределение ТЬ и и в вертикальном профиле торфяников Петропавловский рям (а), Водораздельное (б), Кирсановское (по данным В. М. Гавшина , 2003) (в), Бакчарское (по данным В. А. Боброва , 2006) (г).
Ри-238, мЕк/кг Ри-239, мБк/кг Ри-238/Ри-23Э
0.00 0,05
10 -'-■-' 0 ^^^ 10
* 2 5 30 5 30 /
1 £ 40 50 60 40 \ 5060 1
■ 1961-1963 гг. 1900 г.
Рис. 7. Распределение изотопов плутония в профиле торфяника Петропавловский Рям.
Значение 238Ри/239Ри, равное 0,12 в верхнем интервале торфяника свидетельствует о снижении масштабов ядерного производства. В распределении плутония отмечается еще один пик, соответствующий второй половине 70-х гг. (13-15 см). В этом же интервале отмечаются пики урана и радиоактивного цезия. Выброс урана и трансурановых элементов в этот период был зафиксирован в г. Томске и по годичным кольцам деревьев (Рихванов и др., 2002).
ПОЛОЖЕНИЕ 3. В верховых торфах основная масса элементов-примесей находится в ионообменной форме и в форме органических соединений. Для лантаноидов, Сб, Со, и главное значение имеет ионобменная форма, для Аш - ионообменная и органическая, для Аи -органическая.
Были исследованы формы нахождения 7 элементов из 25 изученных в верховом торфе: Со, Ьа, Се, Се, Аи, и, Аш. Выделение компонентов органической массы торфа проводилось с использованием проб верховых торфов по методу Инсторфа. Путем определения содержаний элементов-примесей в компонентах органической массы торфа были установлены возможные формы их нахождения.
Средние содержания элементов-примесей в компонентах группового состава органической массы торфа представлены на рис. 8.
Cs Со Au La Се U Am
Рис. 8. Связь элементов-примесей с компонентами органической массы торфа (средние значения; количество проб: Cs - 4, Со - 6, Au -1, La - 7, Се - 7, U - 4, Am -1). ЛЦО — лигнино-целлюлозный остаток, ГК+ФК - гуминовые и фульфо-кислоты, ВРВ и ЛГВ -водорастворимые и легкогидролизуемые вещества.
Основная доля цезия в торфах связана с водорастворимыми и легкогидролизуемыми веществами и гумусовыми кислотами. Следовательно, цезий в торфе находится в ионообменной форме, а также связан с гумусовыми веществами. Тот факт, что часть цезия связывается с гуминовыми кислотами, подтверждается и другими исследователями (Lofts, 2002; Арбузов, 2005). С.И. Арбузов (2005) отметил, что с гуминовыми веществами в торфе связано от 24 до 32 % цезия. Гуминовые кислоты не являются ни носителями, ни
концентраторами цезия, комплексы цезия с ними играют подчиненную роль в его накоплении. Содержание цезия в лигнино-целлюлозном остатке выше, чем в исходном торфе. Следовательно, нерастворимый остаток является концентратором Cs, хотя и не является основным его носителем.
Кобальт почти полностью связан с водорастворимыми и легкогидролизуемыми веществами, на долю которых приходится до 88 % от его количества. С водорастворимыми веществами из торфа извлекаются элементы, находящиеся в нем в форме свободных водорастворимых ионов, физически или химически сорбированные на органическом веществе, или в форме водорастворимых органо-минеральных кислот (например, аминокислот). Вероятно, кобальт в торфе находится в ионообменной форме и поэтому легко переходит в раствор при обработке пробы торфа слабым раствором кислоты.
Проведенные нами исследования показали, что золото в торфяниках концентрируется в органическом веществе, преимущественно за счет гумусовых кислот и органических веществ, содержащихся в «нейтральной части» негидролизуемого остатка. Золото имеет прочную связь с органическим веществом по типу хелатных комплексов или металлоорганических соединений; в негидролизуемом остатке металл может находиться как в минеральной форме, так и в виде прочных металлоорганических и комплексных соединений с органическим веществом.
Для лантаноидов также характерен максимальный выход во фракции водорастворимых и легкогидролизуемых веществ, что предполагает нахождение лантаноидов в торфе в сорбированном состоянии. Во фракции водорастворимых и легкогидролизуемых веществ лантаноиды могут находиться и в виде комплексных органических соединений, таких как аминокислоты. Они могут присутствовать в торфе в сорбированном состоянии на глинистых минералах и органическом веществе, в ионообменной форме, характеризующейся слабыми связями элемента с органическим веществом, в составе комплексных низкомолекулярных органических соединений, а также в виде сульфатов, карбонатов и других частично разрушаемых при кислотной обработке минералов (Арбузов, 2005).
Значительное количество урана в изученных пробах сконцентрировано в водорастворимых и легкогидролизуемых веществах и гумусовых кислотах (табл. 2). А. В. Коченовым и др. (1965) также было отмечено, что в торфе много водорастворимого урана. Значительная часть урана остается также в негидролизуемом остатке торфа. Основным фактором концентрирования урана является его сорбция на органическом веществе, металл концентрируется в нем как в виде прочных комплексных гуматов, так и в сорбированном виде.
Америций в торфе также концентрируется в водорастворимых и легкогидролизуемых веществах (табл. 3). Значительная доля америция приходится и на гумусовые кислоты. Следовательно, для америция, как и для урана, характерна ионообменная форма, и, кроме этого, часть его связана с органическим веществом.
Таблица 2
Распределение урана в компонентах группового состава верховых торфов
Групповой состав торфа Выход фракций, % | С, мг/кг | Выход во фракцию, %
Месторождение Айгарово (проба из нижней части разреза)
Исходный торф 100 0,35 100
Битумы 5,3 0,6 9
ВРВ и ЛГВ 34,3 0,6 59
Гуминовые кислоты 18,6 0,52 16
Фульвокислоты 23,2 0,31
Лигнино-целлюлозный остаток 17,6 0,61 16
Месторождение Айгарово (проба из верхней части разреза)
Исходный торф 100 0,26 100
Битумы 3,3 3,2 40
ВРВ и ЛГВ 53,5 0,59 4
Гуминовые кислоты 9,4 0,51 18
Фульвокислоты 18,1 0,16 11
Лигнино-целлюлозный остаток 16,0 0,43 26
Месторождение Васюганское
Исходный торф 100 0,52 100
Битумы 5 0,39 4
ВРВ и ЛГВ 28 0,75 41
Гуминовые кислоты 34,5 0,63 41
Фульвокислоты 19,1 0,04 2
Лигнино-целлюлозный остаток 16,8 0,36 12
Примечание: С - содержание элемента.
Таблица 3
Распределение америция-241 в компонентах группового состава торфа болота Петропавловский
Рям
Групповой состав торфа Выход фракций, % Am-241
Бк/кг Выход во фракцию, %
Исходный торф 100 4,3 100
Битумы 2,1 70,3 34
ВРВ и ЛГВ 53,5 3 37
Гуминовые кислоты 21,3 3,6 18
Фульвокислоты
Лигнино-целлюлозный остаток 24,1 2 11
Для урана и трансурановых элементов вывод о рассеянной форме нахождения в торфах подтверждается результатами /^радиографических исследований. Известно, что поступление значительной доли трансурановых элементов в окружающую среду в результате техногенных аварий происходит в виде «горячих частиц». Отсутствие «звезд» на детекторе при /радиографическом исследовании торфов, обогащенных Ри и Аш (ОаиШюг-ЬаГауе е1 а1., 2008), позволяет предположить, что в «агрессивной» среде торфяника происходит разрушение «горячих частиц» и трансурановые элементы равномерно распределяются в торфе. При этом, для пробы такого торфа, распределение треков на детекторе имеет повышенную плотность и равномерный характер.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Верховые торфяники, широко распространенные на территории России, особенно на территории Западной Сибири, в том числе и в Томской области, являются удобными природными планшетами для оценки аэрогенного загрязнения окружающей среды и его динамики в течение времени. Особое место в накоплении элементов-примесей в торфяниках занимают сфагновые мхи, являющиеся основным компонентом растительного сообщества верховых болот, так как обладают способностью удерживать элементы-примеси "in situ". Хотя некоторые химические элементы способны мигрировать в торфяной залежи в зависимости от их химических свойств и форм нахождения, основная часть их все-таки сохраняется в торфе с момента выпадения из атмосферы на поверхность болота.
Исследование элементов-примесей в верховых торфах относится к перспективным методам оценки изменения геохимического состава биосферы, важным преимуществом которого является возможность реставрации изменения состава пыле-аэрозольных выпадений при отсутствии многолетних наблюдений.
Проведенные исследования закономерностей распределения элементов-примесей в торфяниках Томской области позволили установить, что торфяники Томской области, по сравнению с торфами европейской части России, характеризуются повышенными содержаниями элементов группы железа (Fe, Со, Сг), а также сурьмы и золота. При изучении латерального распределения элементов-примесей в торфяниках Томской области установлено, что содержания Na, Cr, U и лантаноидов увеличиваются в направлении с юга на север, Cs, Sc, Hf - с юго-востока на северо-запад. Изменение области питания, минерализации грунтовых и поверхностных вод в торфяниках проявляется в уменьшении содержания Са в направлении с юга на север.
В вертикальном профиле торфяных залежей установлено три типа распределения элементов-примесей, которые определяются их расположением относительно источников техногенного загрязнения. Тип равномерного распределения элементов со слабо проявленными их аномалиями в разрезе торфяной залежи характерен для месторождений, наиболее удаленных от источников техногенного загрязнения. Тип резкодифференцированного распределения элементов с контрастными аномалиями в верхней части залежи проявляется в торфниках, расположенных в непосредственной близости от гг. Томска и Северска в направлении преобладающей розы ветров. Для торфяников, расположенных в районах разработки нефтяных месторождений, характерен тип слабодифференцированного распределения элементов с проявлением слабовыраженных аномалий в верхней части торфяной колонки.
Изучение торфяников, расположенных на разном расстоянии относительно мощного источника техногенного воздействия - Томск-Северской промышленной агломерации, позволило оценить влияние различных производств на окружающую среду. В торфяниках, расположенных в районах с
низким уровнем развития производственно-хозяйственной деятельности, проявляется накопление элементов-примесей из-за глобального загрязнения атмосферы, характерного для начала 60-х годов ХХ-го столетия.
Загрязнение в зоне воздействия Томск-Северской промышленной агломерации выражается в повышенных концентрациях многих элементов в верхнем интервале торфяника, сформировавшегося за последние 70 лет. Превышения средних содержаний некоторых элементов-примесей в торфе достигают 5 раз. Основными производствами-загрязнителями являются: теплоэнергетические предприятия - накопление Fe, Cr, Sc, Со, Rb, Ва, Sb, As, Th, U, лантаноидов; предприятия ядерно-топливного цикла - накопление лантаноидов и радиоактивных элементов (U, Th, Pu, Csnl и др.); нефтехимия -накопление Na, Br, Sb.
Исследование распределения элементов-примесей по глубине торфяных залежей позволило проследить динамику геохимического состава окружающей среды во времени. Значительную роль в изменении геохимического состава торфяников за последние 60 лет вблизи больших городов (г. Томск, г. Северск) сыграло антропогенное воздействие.
Изучение компонентов группового состава торфа показало, что золото в верховом торфе прочно связано с органическим веществом, основная масса Со и лантаноидов находится в подвижной рассеянной форме в составе водорастворимой фракции, Cs, U и Аш наблюдаются как в водорастворимой фракции, так и в гумусовых кислотах.
Исследования показывают, что в торфяниках происходит изменение форм нахождения элементов-примесей. Поступающий с пылью кластогенный материал разрушается и элементы-примеси концентрируются преимущественно в ионообменной форме и в форме органических соединений. Это приводит к частичному перераспределению элементов, обусловливая формирование менее контрастных пиков на графиках их вертикального распределения, чем следовало ожидать, исходя из выбросов плутония и других техногенных загрязнителей.
Список опубликованных работ по теме диссертации:
1. Рихванов Л.П., Язиков Е.Г., Барановская Н.В., Беляева A.M. (Межибор A.M.), Жорняк Л.В., Таловская A.B., Денисова O.A., Сухих Ю.И. Состояние компонентов природной среды Томской области по данным эколого-геохимического мониторинга и здоровье население // Безопасность жизнедеятельности. 2008 - № 1. - С. 29-37.
2. Рихванов Л.П., Арбузов С.И., Барановская Н.В., Волостнов A.B., Архангельская Т.А., Межибор А.М., Берчук В.Ю., Жорняк Л.В., Замятина Ю.Л., Иванов А.Ю., Таловская A.B., Шатилова С.С., Язиков Е.Г. Радиоактивные элементы в окружающей среде // Известия Томского политехнического университета.-2007.-Т. 311,-№1,-С. 128-136.
3. Рихванов JI.П., Архангельская Т.А., Замятина Ю.Л., Межибор A.M., Жорняк Л.В., Иванов A.B., Берчук В.Ю., Робертус Ю.В., Таловская A.B. Исследование изменения геохимических свойств биосферы с использованием последовательно образующихся природных образований // Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды: Материалы Всероссийской научной конференции (с участием иностранных ученых): в 3-х т., 24-30 сент. 2007. - Иркутск: Изд-во Ин-та географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2007. - С. 223-227.
4. Беляева А. М., Рихванов Л. П., Арбузов С. И. Верховой торф как показатель загрязнения атмосферного воздуха в Томской области // Материалы медунар. науч. конф. «Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых», 14-16 марта 2007 г. - Минск, 2007. - С. 254-257.
5. Арбузов С. И., Рихванов Л. П., Волостнов А. В., Межибор А. М. Индикаторная роль торфа и угля в оценке геохимической специализации территории // Материалы медунар. науч. конф. «Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых», 14-16 марта 2007 г. - Минск, 2007. - С. 254-257.
6. Рихванов Л. П., Арбузов С. И., Архангельская Т. А., Барановская Н. В., Беляева А. М. (Межибор A.M.), Волостнов А. В., Язиков Е. Г. Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека // Проблемы биогеохимии и геохимической экологии. - 2006. - № 2 (2). - С. 41-51.
7. Беляева А.М. (Межибор A.M.), Рихванов Л.П., Арбузов С.И. Исследования геохимического состава верхового торфа как метод мониторинга окружающей среды // Материалы третьей всероссийской конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии», 36 марта 2006 г. - Томск, 2006. - С. 631 -634.
8. Беляева A.M. (Межибор A.M.). Цезий в верховых торфах юга Томской области //Проблемы геологии и освоения недр: Труды Десятого международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 100-летию первого выпуска сибирских инженеров и 110-летию основания Томского политехнического университета, 3-7 апр. 2006. -Томск: Изд. ТПУ, 2006. - С. 500-502.
9. Рихванов Л. П., Архангельская Т. А., Беляева А. М. (Межибор A.M.), Жорняк Л. В., Фетисова Ю. Л., Шатилов А. Ю. Ретроспективная оценка поступлений радиоактивных веществ в природную среду // Труды междунар. конф. «Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий», Москва, 5-6 декабря 2005 г. - СПб.: Гидрометеоиздат, 2006. - С. 325-331.
10. Беляева A.M. (Межибор A.M.), Рихванов Л.П., Арбузов С.И., Судыко А.Ф. Микроэлементный состав верхового торфа как индикатор техногенного воздействия // Материалы пятой международной биогеохимической школы «Актуальные проблемы геохимической экологии», 12-15 сентября 2005 г. - Семипалатинск, 2005. - С. 415-417.
11. Беляева A.M. (Межибор А.М.). Предварительные данные об Уровнях накопления элементов в верховых торфяниках юга Томской области // Материалы четвертой научной школы «Болота и биосфера», 12-15 сен. 2005 г. -Томск, 2005.-С. 130-133.
12. Беляева А.М. (Межибор A.M.). Об использовании торфяников для ретроспективных наблюдений за изменением геохимического состава окружающей среды // Материалы восьмого научного симпозиума студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». - Томск, 2004. - С. 702-704.
13. F. Gauthier-Lafaye, L. Pourcelot, J. Eikenberg, H. Beer, G. Le Roux, L.P. Rhikvanov, P. Stille, Ph. Renaud and A. Mezhibor. Radioisotope contaminations from releases of the Tomsk-Seversk nuclear facility (Siberia, Russia) // Journal of Environmental Radioactivity. - 2008. - V. 99. - P. 680-693.
14. S.I. Arbuzov, L.P. Rikhvanov, S.G. Maslov, V.S. Arhipov, A.M. Belyaeva (Mezhibor A.M.). Anomalous gold contents in brown coals and peat in the south-eastern region of the Western-Siberian platform // International journal of coal geology. - 2006. -V. 68. - P. 127-134.
15. Baranovskaya N.V., Rikhvanov L.P., Yazikov E.G., Iankovitch E.P., Belyaeva A.M. (Mezhibor A.M.)/ Concentrations and indicated element ratios in environments and human tissues // Proceedings of 5th international symposium on trace elements in human: new perspectives, October 13-15th 2005. - Athens, Greece, 2005.-P. 683-694.
ISO 9001
milium
Подписано к печати 19,05.2009. Формат 60x34/16. Бумага «Классика». Печать RISO. Усл. печ. л. 1,28. Уч.-изд. л. 1,16. ____Заказ 479-09. Тираж 130 экз._
Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUAUTY ASSURANCE по стандарту ISO 9001:2000
miHbCTBoVw. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Межибор, Антонина Михайловна
Введение.
1 Торф как индикатор загрязнения атмосферы.
1.1 Торф как индикатор загрязнения атмосферы: 7 преимущества метода.
1.2 Основные понятия и определения.
1.3 Анализ литературных данных по исследованиям торфа как индикатора загрязнения окружающей среды.
2 Источники поступления загрязняющих веществ в атмосферу на территории Томской области.
2.1 Основные черты геологического строения Томской области.
2.2 Техногенная нагрузка.
2.3 Глобальные поступления загрязняющих веществ.
3 Методика исследований.
3.1 Обоснование выбора объектов исследования и их характеристика.
3.2 Опробование торфяной залежи и подготовка проб.
3.3 Определение зольности и влажности торфа.
3.4 Аналитические методы определения элементов-примесей в торфе.
3.4.1 Нейтронно-активационный анализ.
3.4.2 Гамма-спектрометрический анализ.
3.4.3 Определение изотопов плутония и америция.
3.5 Определение форм нахождения элементов-примесей в торфе.
3.6 Определение степени разложения и ботанического состава торфа.
3.7 Определение возраста торфяных отложений.
3.8 Математическая обработка результатов.
4 Основные закономерности распределения и экогеохимия элементовпримесей в торфах Томской области.
4.1 Оценка среднего содержания элементов-примесей в торфах
Томской области.
4.2 Основные закономерности распределения элементов-примесей в верховых торфах Томской области.
4.2.1 Латеральная неоднородность.
4.2.2 Вертикальное распределение.
4.3 Экогеохимия элементов-примесей в торфах верховых болот, подверженных разной степени антропогенного воздействия.
5 Формы нахождения элементов-примесей в торфах.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Экогеохимия элементов-примесей в верховых торфах Томской области"
Развитие промышленности неизбежно ведет к загрязнению окружающей среды, поэтому вопросы определения степени антропогенного влияния являются особо актуальными в настоящее время. Масштабы загрязнения от промышленных центров достаточно велики, и можно говорить об интенсивном формировании биогеохимических провинций в окрестностях больших городов (Бояркина, 1993). Возникает проблема получения разносторонней информации о фактическом состоянии окружающей среды. Почва, вода, снег1 — наиболее распространенные компоненты природной среды для исследований антропогенных загрязнений. Изучение данных компонентов позволяет получить достаточно полную характеристику о состоянии природной среды. Однако анализ и оценка изменения окружающей среды за длительный период времени требует значительного количества данных. Относительно новым и перспективным направлением исследований экологического состояния природной среды и его изменения с течением времени является изучение стратифицированных образований (годовые кольца деревьев, ледники, торфяные отложения и др.) (Javorowski, 1967; Rolf, 1974; Бояркина, 1993; Szopa et al., 1997; Рихванов и др., 2002; Замятина, 2008; Bourton et al., 1983 и др.). Стратифицированные образования являются удобным материалом при мониторинговых исследованиях загрязнения атмосферы, так как не требуют значительного количества проб и систематического наблюдения за состоянием окружающей среды.
Данная работа была проведена с целью оценки изменения геохимического состава торфяных отложений, связанного с развитием промышленности городов Томска и Северска, а также с глобальным загрязнением атмосферы. В качестве объекта для исследований были выбраны торфяные отложения. Выбор подобных стратифицированных образований объясняется повсеместным распространением болот в Томской области, где заболоченность территории составляет около 30 %.
Объект исследования. Для исследования изменения геохимического состава окружающей среды при антропогенном воздействии были использованы торфяные отложения болота Петропавловский Рям (основного объекта исследований), расположенного по направлению преобладающей розы ветров от промышленной зоны гг. Томска и Северска, а также нескольких верховых болот, распоженных на территории Томской области в районах с различной степенью техногенной нагрузки. Для этой цели была проанализирована геохимическая информация, хранящаяся в торфяных отложениях. Верховой торф, способный сохранять в себе элементы-примеси, позволил определить хронологически химическое воздействие на окружающую среду. Наиболее мощным источником воздействия на окружающую среду в южной части Томской области, где проводились исследования, является теплоэнергетическое производство и предприятия атомной энергетики в г. Северске. 1
Для сравнения более детально были изучены геохимические особенности нескольких болот Томской области: Водораздельное, Кирсановское, Чистое, Иксинское, Западно-Моисеевское, Озерное, Бакчарское и одного болота, расположенного на границе Томской и Новосибирской областей в бассейне р. Малая Ича.
Цель исследований - определить степень и динамику антропогенного воздействия на биосферу путем изучения содержаний и закономерностей распределения элементов-примесей в верховых торфяниках.
Для проведения исследования были поставлены и решены следующие задачи:
- оценка средних содержаний элементов-примесей в торфах Томской области;
- изучение вертикального и латерального распределения элементов-примесей в верховых болотах, расположенных на территории Томской области и подверженных разной степени антропогенной нагрузки;
- изучение вертикального распределения элементов-примесей в интервале торфа, отвечающего последнему столетию и оценка степени и динамики антропогенного воздействия;
- изучение форм нахождения элементов-примесей в торфе.
Теоретической и методологической основой исследования явились ранее проведенные исследования по оценкам средних содержаний элементов-примесей в торфах и изучению торфяников с экологической точки зрения.
Информационную базу исследования составили собственные данные опробования торфяных залежей Петропавловский Рям и Водораздельное, материалы специалистов кафедр геоэкологии и геохимии, геологии и разведки полезных ископаемых, химической технологии топлива и химической кибернетики Томского политехнического университета, Института климатических и экологических систем СО РАН (г. Томск), Института почвоведения СО РАН (г. Новосибирск), а также опубликованные данные.
Основные защищаемые положения:
1. Оценено среднее содержание элементов-примесей в торфах Томской области. Установлено, что торфа Томской области геохимически специализированы на Аи, вЬ, Вг, Ва, Со, Сг. Выполненные оценки средних содержаний элементов-примесей в верховом торфе позволяют рассматривать их как фоновый уровень при изучении изменения состава атмосферных выпадений с использованием верхового торфа как индикатора загрязнения окружающей среды.
2. Выявлена латеральная и вертикальная зональность распределения элементов-примесей в верховых торфах Томской области. В латеральном распределении элементов-примесей в верховых торфах установлена основная тенденция увеличения содержаний Иа, Сг, и и лантаноидов с юга на север; Сб, ЬИ" и Бс — на северо-запад, Са — с севера на юг. Установлено, что распределение элементов-примесей в вертикальном профиле торфяных залежей верхового типа, расположенных в зоне влияния разнопрофильных производств гг. Томска и Северска, отражает специализацию этих производств и динамику загрязнения атмосферы.
3. Основная масса элементов-примесей в верховых торфах находится в ионообменной форме и в форме органических соединений. Для лантаноидов, Св, Со, и главное значение имеет ионобменная форма, для Ат — ионообменная и органическая, для Аи — органическая.
Научная новизна работы заключается в следующем:
1. проведены расчеты средних содержаний элементов-примесей в торфах Томской области, основанные на результатах количественного анализа более 2000 проб торфа;
2. установлена геохимическая специализация верховых торфов Томской области;
3. выявлены закономерности вертикального и латерального распределения элементов-примесей в торфах Западно-Сибирской низменности;
4. установлено, что уран и трансурановые элементы в торфах находятся в ионообменной форме и связаны с органическим веществом;
5. оценена степень и динамика загрязнения окружающей среды в районе Томск-Северской промышленной агломерации с использованием верхового торфа, выявлены элементы-индикаторы техногенного воздействия;
6. установлены несколько временных интервалов загрязнения окружающей среды плутонием и радиоактивным цезием, соответствующие времени интенсивных ядерных испытаний в атмосфере в 1961-1963 гг. и периодам аварий на Сибирском химическом комбинате.
Практическая значимость результатов исследования заключается в возможности использования верховых торфяников для изучения геохимической транформации биосферы в результате техногенеза в районах с высокой степенью антропогенного воздействия, в том числе в нефтегазодобывающих районах и районах воздействия предприятий ядерно-топливного цикла. Доказано, что верховой торф может служить надежным индикатором антропогенного поступления радионуклидов в окружающую среду. Выявленные временные интервалы максимального поступления химических элементов позволяют более четко интерпретировать полученные геохимические данные и устанавливать возможные источники загрязнения окружающей среды. Результаты исследований используются при чтении учебных курсов «Геохимический мониторинг», «Геохимия», «Геоэкология» для специальности «Геоэкология».
Апробация работы. Основные результаты исследования были обсуждены на межвузовских и международных научных и научно-практических конференциях в России и за рубежом: научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (г. Томск, 2004, 2005, 2006, 2007 гг.); международной биогеохимической школе «Актуальные проблемы геохимической экологии» (Семипалатинск, 2005 г.); научной школе «Болота и биосфера» (Томск, 2005 г.); международной конференции «Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий» (Москва, 2006 г.); всероссийской конференции молодых ученых «Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии» (Томск, 2006 г.); международной конференции "Metals in the environment" (Вильнюс, Литва, 2006); на конференции "Essentially and Toxicity of Macro, Trace and Ultratrace Elements" (Енна, Германия, 2006); всероссийкой научной конференции «Проблемы геохимии эндогенных процессов и окружающей среды» (Иркутск, 2007), международной научной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения академика К.И. Лукашева «Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых» (Минск, 2007, 2008).
В рамках выполнения данной работы были осуществлены две научных стажировки в г. Страсбург, Франция и г. Карлсруэ, Германия, которые были профинансированы за счет грантов Французского правительства и немецкого фонда DAAD соответственно.
Основные положения и выводы работы опубликованы в 15 научных работах, в том числе в 3-х изданиях, рекомендованных ВАК (журналы: «Безопасность жизнедеятельности», зарубежные издания: International Journal of Coal Geology, Journal of Environmental Radioactivity).
Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы, изложенных на 153 страницах печатного текста, содержит 106 рисунков и 24 таблицы. Список литературы насчитывает 190 наименований.
Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Межибор, Антонина Михайловна
Основные выводы.
В целом, изучение группового сотава торфа показало, что в верховом торфе золото прочно связано с органическим веществом, основная масса Со и лантаноидов находится в подвижной рассеянной форме в составе водорастворимой фракции, цезий и уран находятся как в составе водорастворимой фракции, так и в органическом веществе.
Отмечается, что торфа, характеризующиеся разной концентрацией трансурановых элементов (табл. 4.7), отличаются только плотностью треков от осколков деления под воздействием тепловых нейтронов. Это может косвенно свидетельствовать о том, что микровключения собственных соединений и, Аш, Ри, которые обнаруживаются в других компонентах природной среды (почв, аэрозоли) (Язиков, 2006 и др.) разрушаются в кислой среде торфяной залежи, как это происходит, например, с монтмориллонитом (Боголюбова и др., 1971).
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Торфяные верховые болота, широко распространенные на территории России, а особенно в Западной Сибири, являются удобным природным планшетом для оценки загрязнения атмосферного воздуха и изменения геохимического сотава биосферы в течение времени. Особое место в накоплении элементов-примесей в торфяниках занимают сфагновые мхи, являющиеся основным компонентом растительного состава торфяных отложений, так как обладают способностью удерживать элементы-примеси "in situ". Хотя некоторые химические элементы способны мигрировать в торфяной залежи в зависимости от их химических свойств и форм нахождения, основная часть их все-таки захоранивается и сохраняется в торфе с момента выпадения из атмосферы на поверхность болота.
Исследование геохимического состава верховых торфяников несомненно является перспективным методом глобального мониторинга за изменением геохимического состава биосферы, важным преимуществом которого является возможность реставрации изменения состава пыле-аэрозольных выпадений при отсутствии многолетних наблюдений.
Основные моменты, которые следует учитывать при применении таких исследований — это:
- детальное изучение ботанического состава торфа, так как с изменением геохимических условий произрастания болота, меняются и растительные сообщества;
- изучение специфики производств на исследуемой территории с целью интерпретации ассоциаций элементов-примесей.
Проведенные исследования закономерностей распределения элементов-примесей в торфяниках Томской области позволили установить, что торфяники Томской области, по сравнению с торфами европейской части России, характеризуются повышенными содержаниями элементов группы железа (Fe, Со, Сг), а также брома, сурьмы и золота. При изучении латерального распределения элементов-примесей в торфяниках Томской области установлено, что содержания Na, Cr, U и лантаноидов увеличиваются в направлении с юга на север, Cs, Sc, Hf — на северо-запад, изменение минерализации грунтовых и поверхностных вод в торфяниках проявляется в уменьшении содержания Са в направлении с юга на север. При рассмотрении вертикального распределения элементов-примесей в торфяных залежах отмечено три типа распределения, которые определяются расположением болот относительно источников техногенного загрязнения.
1.Тип равномерного распределения со слабопроявленными аномалиями в разрезе торфяной залежи характерен для болота, которое наиболее удалено от источников техногенного загрязнения.
2. Для болот, расположенных в районах разработки нефтяных месторождений и болот, расположенных в зонах незначительной техногенной нагрузки характерен тип слабодифференцированного распределения с проявлением слабовыраженных аномалий в верхней части торфяной колонки.
3. Тип резко дифференцированного распределения с контрастными аномалиями элементов-примесей в верхней части залежи проявляется в болоте, расположенном в непосредственной близости от г. Северска в направлении преобладающей розы ветров.
Изучение группового сотава торфа позволило выявить основные формы нахождения элементов-примесей в верховом торфе: золото прочно связано с органическим веществом, основная масса Со и лантаноидов находится в подвижной рассеянной форме в составе водорастворимой фракции, цезий и уран находятся как в составе водорастворимой фракции, так и в составе органического вещества.
Изучение болот, расположенных на разном расстоянии относительно мощного источника техногенного воздействия — Томск-Северской промышленной агломерации, позволило оценить влияние различных производств на окружающую среду. Кроме расстояния от источника загрязнения атмосферы большую роль играет направление преобладающей розы ветров.
В торфяниках, расположенных в районах с низким уровнем развития производственно-хозяйственной деятельности проявляется глобальное загрязнение атмосферы, характерное для начала 60-х годов ХХ-го столетия. Изучение болот, расположенных в районе влияния разработки нефтяных месторождений позволило выявить ряд элементов-примесей, характерных для выбросов данного производства.
Загрязнение в зоне воздействия Томск-Северской промышленной агломерации выражается в повышенных концентрациях многих элементов в верхнем интервале торфяника, которые отражают специфику производств городов Томска и Северска. Превышения средних содержаний некоторых элементов-примесей в торфе достигают 5 раз. Основными производствами-загрязнителями являются: теплоэнергетическое, выражающееся в накоплении Бе, Сг, Эс, Со, 11Ь, Ва, БЬ, Аэ, ТЬ, и, лантаноидов; производство ядерно-топливного цикла — накопление лантаноидов и радиоактивных элементов (Л, ТЬ, Ри, Сб137); нефтехимическое — накопление Вг.
Исследование вертикального распределения элементов-примесей в торфяниках позволило проследить изменение геохимического состава биосферы во времени.
Техногенез сыграл значительную роль в изменении геохимического состава торфяников за последние 60 лет вблизи больших городов (г. Томск, г. Северск). На примере индикаторных трансурановых элементов было показано, что максимум их поступления фиксируется в 1961-1963 годах ХХ-го века.
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Межибор, Антонина Михайловна, Томск
1. Завод по разделению изотопов (ЗРИ). Осуществляет разделение изотопов урана с высокой степенью обогащения по 2341. Функционирует с 1953 года.
2. Сублиматный завод (СЗ). Производит гексафторид урана. Запуск осуществлен в 1954 55 годах.
3. Радиохимический завод (РХЗ), на котором осуществляется переработка облученного сырья с извлечением плутония и других радионуклидов. Первая очередь работает с 1961 года, вторая с 1962 года.
4. При испытаниях ядерного оружия радиоактивные продукты распространяются за пределы полигонов, образуя длительно существующее загрязнение местности и различных природных сред.
5. Выпадения выброшенных в стратосферу субмикронных частиц при мощных (мегатонных) ядерных взрывах сформировали на Земле кольца глобальных выпадений как в Северном, так и в Южном полушариях.
6. Адам, А. М. Управление природопользованием на уровне субъекта федерации /
7. A. М. Адам. М.: ТИССО, 2002. - 148 с.
8. Алексеенко, В. А. Экологическая геохимия: учебник / В. А. Алексеенко. — М.: Логос, 2000. 627 с.
9. Арбузов, С. И. Редкие элементы в углях Кузнецкого бассейна / С. И. Арбузов, В.
10. B. Ершов, А. А. Поцелуев, Л. П. Рихванов. — Кемерово, 2000. — 248 с.
11. Арбузов, С. И. Геохимия редких элементов в углях центральной Сибири: автореферат диссер. . доктора геол.-мин. наук / С. И. Арбузов. — Томск, 2005. 48 с.
12. Арбузов, С. И. Геохимия углей Сибири / С. И. Арбузов, В. В. Ершов. Томск: издательский дом «Д-Принт», 2007. -466 с.
13. Архипов, В. С. Микроэлементыв торфе месторождений Обь-Иртышского междуречья / В. С. Архипов, В. И. Резчиков, С. И. Смольянинов, Т. С. Мышова // Торфяная промышленность. 1988. - № 9. — С. 25-27.
14. Архипов, В. С. Применение нейтронно-активационного анализа для изучения состава торфа / В. С. Архипов, В. И. Резчиков, С. И. Смольянинов, А. И. Царенков // Химия твердого топлива. — 1988. № 3. - С. 30-33.
15. Архипов, В. С. Распределение железа, кобальта и хрома в торфяных залежах центральной части Западной Сибири / В. С. Архипов, В. К. Бернатонис, В. И. Резчиков // Почвоведение. -2000. -№ 12. С. 1439-1447.
16. Баденкова, С. В. Особенности распределения тяжелых металлов в толще верхового торфяника / С. В. Баденкова, О. П. Добродеев, Т. Г. Сухова // Докл. АН СССР. — 1979 г. Т. 247. -№ 1-2. - С. 453-455.
17. Балабаева, Л. М. Радиогеохимическая характеристика торфов Томского Приобья / Л. М. Балабаева, В. К. Бернатонис, Д. Ю. Балабаев // Исследование свойств и технологии добычи торфа. Л.: ВНИИТП, 1990. - вып. 65. - С. 30-35.
18. Бахнов, В. К. Биогеохимические аспекты болотообразовательного процесса / В. К. Бахнов. Новосибирск: «Наука», 1986. - 193 с.
19. Беляева, А. М. Предварительные данные об Уровнях накопления элементов в верховых торфяниках юга Томской области / А. М. Беляева // Материалы четвертой научной школы «Болота и биосфера», Томск, 12-15 сен. 2005 г. — с.130-133.
20. Бернатонис, В. К. Токсичные элементы в торфах Томской области / В. К. Бернатонис, В. С. Архипов, В. И. Резчиков // Природокомплекс Томской области: сборник статей / под ред. А. И. Гончаренко. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1990. — С. 39-43.
21. Бернатонис, В. К. Подвижные формы элементов в торфах месторождения чистое / В. К. Бернатонис, В. С. Архипов, Н. О. Тихомирова // Известия ТПУ. 2002. - Том 36. — Вып. 6.-С. 166-176.
22. Бернатонис, В. К. Геохимия растений и торфов Большого Васюганского болота / В. К. Бернатонис, В. С. Архипов, М. А. Здвижков, Ю. И. Прейс, Н. О. Тихомирова //
23. Большое Ваеюганекое болото. Современное состояние и процессы развития / Под общей редакцией М. В. Кабанова. Томск, 2002. — С. 204-215.
24. Боголюбова, Л. И. О превращении монтмориллонита в каолинит при торфообразовании (экспериментальные исследования) / Л. И. Боголюбова, Л. А. Соколова,
25. A. Л. Юревич // Литология и полезные ископаемые. — 1971. № 4. — С. 130-133.
26. Болота Западной Сибири — их роль в биосфере / Под ред. А.А. Земцова. 2-е изд. - Томск: ТГУ, СибНИИТ, 2000. - 72 с.
27. Бояркина, А. П. Аэрозоли в природных планшетах Сибири / А.П. Бояркина, В.
28. B. Байковский, Н. В. Васильев и др. Томск: Изд-во ТГУ, 1993. - 157 с.
29. Валуева, Е. Ю. Формы нахождения элементов-примесей в торфах юга Томской области // Труды X Международного симпозиума студентов и молодых ученых им. академика М.А. Усова. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. - С. 25-26.
30. Василенко, В. Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова / В. Н. Василенко, И. М. Назаров и др. Л.: Гидрометеоиздат, 1995. — 185 с.
31. Веригнна, К. В. Роль микроэлементов {Ъа, Си, Со, Мо) в жизни растений и их содержание в почвах и породах / К. В. Веригина // Микроэлементы в некоторых почвах СССР / Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева. -М.: Наука, 1964. С. 5-9.
32. Виноградов, А. П. Микроэлементы в жизни растений и животных / А. П. Виноградов. -М.: Изд-во АН СССР, 1952.-45 с.
33. Владыченский, С. А. Сельскохозяйственная мелиорация почв / С. А. Владыченский. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1964. — 416 с.
34. Войткевич, Г. В. Поль органического вещества в концентрации металлов в земной коре / Г. В. Войтвевич, JI. Я. Кизилыптейн, Ю. И. Холодков. М.: Недра, 1983. — 156 с.
35. Волостнов, А. В. Уран и торий в углях Центральной Сибири. Афтореф. дисс. канд. геол-мин. Наук. — Томск, 2004. — 24 с.
36. География Томской области / Под ред. A.A. Земцова.- Томск: Изд-во ТГУ, 1988. -246 с.
37. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Новосибирская, Омская, Томская области. Т. 1: Геологическое строение / Под ред. Н. А. Рослякова, В. Г. Свиридова. — Новосибирск: Б.и., 1998. — 228 с.
38. Геологическое строение и полезные ископаемые Западной Сибири. Новосибирская, Омская, Томская области. Т. 2: Полезные ископаемые / Под ред. Н. А. Рослякова, В. Г. Свиридова. — Новосибирск: Б.и., 1999. — 254 с.
39. Геохимия озерно-болотного литогенеза / Под .ред. акад. К. И. Лукашева. -Минск: Наука и техника, 1971. — 284 с.
40. ГОСТ 11306-83. Торф. Методы определения влаги. Введ. 1988-25-05. - М.: Изд-во стандартов, 1983. — 7 с.
41. ГОСТ 11306-83. Торф. Методы определения зольности. Введ. 1983-21-09. -М.: Изд-во стандартов, 1984. — 7 с.
42. ГОСТ 17644-83. Торф. Методы отбора проб из залежи и обработки их для лабораторных испытаний. — Введ. 1983-08-04. — М.: Изд-во стандартов, 1983. 9 с.
43. ГОСТ 28245-89. Торф. Методы определения ботанического состава и степени разложения. Введ. 1990-01-07. - М.: Изд-во стандартов, 1989. — 9 с.
44. ГОСТ 5396-77. Торф. Методы отбора проб. Введ. 1977-29-08. - М.: Изд-во стандартов, 1977. - 5 с.
45. Грайнер, И. Фиксация и мобилизация радионуклидов цезия в пресноводных озерах / И. Грайнер // Геохимия. -1993. № 10. - С. 1505-1509.
46. Григорьев, Н. А. Среднее содержание химических элементов в горных породах, слагающих верхнюю часть континентальной коры / Н. А. Григорьев // Геохимия. — 2003 -№ 7. С. 785-792.
47. Зуев, В. А. Уран в природных водах Западной Сибири: геохимия и техногенез /
48. Евесеева, Н. С. География Томской области. Природные условия и ресурсы / Н.
49. C. Евсеева. Томск: Изд-во Томского университета, 2001. —223 с.
50. Егоров, А. Н. Изучение потерь микроэлементов при озолении ископаемых углей / А. Н. Егоров, Н. В. Лактионова, Н. В. Попинако // Химия твердого топлива. 1979. -№2.-С. 30-33.
51. Езупенок, Е. Э. Макро- и микроэлементный состав торфов южно-таежной подзоны Западной Сибири / Е. Э. Езупенок // Химия растительного сырья. — 2003. — №3. — С. 21-28.
52. Ефимова, В. Н. Торфяные почвы и их плодородие. Л.: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1986. — 264 с.
53. Ефремова, Т. Т. Аккумуляция 137Сб в болотах междуречья Оби и Томи / Т. Т. Ефремова, Ф. В. Сухоруков, С. П. Ефремов, В. В. Будашкина // Почвоведение. 2002. - № 1.-С. 100-107.
54. Ефремова, Т. Т. Биогеохимия Ре, Мп, Сг, N1, Со, Т1, V, Мо, Та, и в низинном торфянике на междуречье Оби и Томи / Т. Т. Ефремова, С. П. Ефремов, К. П. Куценогий, А. А. Онучин, В. Ф. Переседов // Почвоведение. — 2003. — № 5. — С. 557-567.
55. Иванов, В. В. Экологическая геохимия элементов: справочник. В 6 кн. Кн. 6: Редкие f-элементы / В. В. Иванов; под ред. В. К. Буренкова. М.: Экология, 1997. — 607 с.
56. Инишева, JL И. Торфяные ресурсы Томской области и их использование / JL И. Инишева, B.C. Архипов, С. Г. Маслов, JI. С. Михантьева. — Новосибирск, 1995. — 88 с.
57. Инишева, JL И. Элементный состав основных видов торфов Западной Сибири / Л. И. Инишева, В. С. Архипов, Т. Н. Цыбукова // Торф и сельское хозяйство: сб. научн. тр. / РАСХН Сиб. отд. НИИТ-Томск. Томск, 1994. - с. 39-47.
58. Инишева, Л. И. Содержание химических элементов в торфах верхового типа / Л. И. Инишева, Е. Э. Езупенок // Современные проблемы загрязнения почв: материалы международной конференции. — М, 2007. С. 63-67.
59. Кизильштейн, Л. Я. Геохимия и термохимия углей / Л. Я. Кизилыптейн. — Ростов н/Д: Изд-во Рост, ун-та, 2006. 288 с.
60. Клер, В. Р. Металлогения и геохимия угленосных и сланцесодержащих толщ СССР. Закономерности концентрации элементов и методы их изучения / В. Р. Клер, В. Ф. Ненахова, Ф. Я. Сапрыкин и др. -М.: Наука, 1988. 256 с.
61. Коченов, А. В. Некоторые особенности процесса накопления урана в торфяниках / А. В. Коченов, В. В. Зиновьев, С. А. Ковалева // Геохимия. 1965. - № 1. - С. 97-103.
62. Крымова, Е. В. Распределение редких, редкоземельных и радиоактивных элемент ов в разнотипных залежах Иксинского водораздельного болота / Е. В. Крымова,142
63. Ю. И. Прейс // Доклады 1У-й международной научно-практической конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде». — Семипалатинск, Казахстан, 2006.-Т. 1.-С. 255-258.
64. Кузнецов, В. А. Взаимодейтсвие стронция, цезия и сопутствующих элементов с гуминовыми кислотами / В. А. Кузнецов, В. А. Генералова // Доклады Академии наук Беларуси. 1992. - Том 36 (№ 2). - С. 153-156.
65. Кузьмин, В. А. Химический состав торфяников и снега Южного Прибайкалья как показатель техногенного воздействия на окружающую среду / В. А. Кузьмин // Доклады Академии наук. 2000. - Т. 370. - № 6. - С. 819-821.
66. Левинсон, А. Введение в поисковую геохимию / А. Левинсон; пер. с англ. С. С. Горчаковой, А. П. Кускова, Д. А, Минеева, И. К. Пятенко; под ред. А. А. Беуса М.: «Мир», 1976.-499 с.
67. Лиштван, И. И. Физика и химия торфа: Учеб пособие для вузов / И. И. Лиштван, Е. Т. Базин, Н. И. Гамаюнов, А. А. Терентьев. -М.: Недра, 1989. 304 е.: ил.
68. Лиштван, И. И. Основные свойства торфа и методы их определения / И. И, Лиштван, Н. Т. Король. — Минск: «Наука и техника», 1975. — 320 с.
69. Лопаткина, А. П. Условия накопления урана торфами / А. П. Лопаткина // Геохимия. 1967. -№ 6. - С. 708-718.
70. Лукашев, К. И. Геология четвертичного периода / К. И. Лукашев. Минск, 1971. -399 с.
71. Львов Ю. А. О нахождении космического вещества в торфе / Ю .А. Львов // Проблема тунгусского метеорита. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1967. — Вып. 2. — С. 140144.
72. Майская, С. М. Геохимия лигнина / С. М. Манская, Л. А. Кодина. М.: Наука, 1975.-230 с.
73. Манская, С. М. Геохимия органического вещества / С. М. Манская, Т. В. Дроздова. — М.: Наука, 1964. 315 с.
74. Матухина, В. Г. Средние содержания химических элементов в болотных образованиях юга Западной Сибири / В. Г. Матухина, М. В. Попова, Е. И. Никитина // Вестник Томского государственного университета. 2003. - № 3. — С. 96-98.
75. Медведев, В. П. О влиянии гумуса и аморфных оксидов алюминия и железа на подвижность цезия-137 в почвах / В. П. Медведев, Г. И. Романов, В. В. Базылев, А. А. Клепиков, Г. А. Ростунова // Радиохимия. — 1990. — № 6. — С. 113-118.
76. Миклишанский, А. 3. Содержание и химический состав минеральной фазы в кернах ледникового покрова центральных районов Антарктиды / А. 3. Миклишанский, Ю. В. Яковлев, Б. В. Савельев, А. П. Зуев // Геохимия. 1980. - № 2. - С. 286-293.
77. Михальчук, А. А. Статистический анализ эколого-геохимической информации: учебное пособие / А. А. Михальчук, Е. Г. Язиков, В. В. Ершов. — Томск: Изд.-во ТПУ, 2006.-235 с.
78. Моисеенко, Т. И. Палеоэкологическая реконструкция антропогенной нагрузки. Т. И. Моисеенко, В. А. Даувальтер, Б. П. Ильяшук, JI. Я. Каган, Е.А. Ильяшук // Доклады Академии наук. 2000. - Т. 370. - № 1. - С. 115-118.
79. Московченко, Д. В. Биогеохимические особенности верховых болот Западной Сибири / Д. В. Московченко // География и природные ресурсы. Научный журнал. — 2006. — № 1. — С. 63-67.
80. Назаров И. М. Использование сетевых снего-съемок для изучения загрязнения снегового покрова / И. М. Назаров, Ш. Д. Фридман // Метеорология и гидрология. — 1978. -№ 7. -С. 74-78.
81. Никаноров, А. М. Глобальная экология: Учебное пособие / А. М. Никаноров, Т. А. Хоружая. М.: «Издательство ПРИОР», 2001. - 277 с.
82. Орлов, Д. С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: Учеб. Пособие для хим., хим.-технол. и биол. Спец. Вузов / Д. С. Орлов, JI. К. Садовникова, И. Н. Лозановская. М.: Высш. шк., 2002. - 334 с.
83. Перельман, А. И. Геохимия: Учеб. для геол. спец. вузов / А. И. Перльман. 2-е изд., перераб. и доп. - М: Высш. Шк., 1989. - 528 с.
84. Принципы и методика геохимических исследований при прогнозировании и поисках рудных месторождений. (Методические рекомендации) / под ред. А. А. Смыслова, В. А. Рудника, Н. М. Динкова, А. И. Панайотова. — Л.: Недра, 1979. 247 с.
85. Раковский, В. Е. Химия и генезис торфа / В. Е. Раковский, Л. В. Пигулевская. — М.: Недра, 1978.-231 с.
86. Рихванов, Л. П. Естественные радиоактивные элементы в почвах томской области / Л. П. Рихванов, С. А. Грязнов, С. И. Сарнаев // Природокомплекс Томской области. Томск: Изд-во ТГУ, 1995. - С. 197-212.
87. Рихванов, Л. П. Общие и региональные проблемы радиоэкологии / Л. П. Рихванов. Томск: Изд-во ТПУ, 1997. - 383 с.
88. Рихванов, Л. П. Изучение уровня и динамики накопления делящихся радионуклидов в годовых кольцах деревьев / Л. П. Рихванов, Т. А. Архангельская, В. Д. Несветайло // Геохимия. 2002. - № 11. - С. 1238-1245.
89. Рихванов, Л. П. Радиоактивные элементы в геосферных оболочках / Л. П. Рихванов // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: материалы II Международной конференции. — Томск: изд-во «Тандем-Арт», 2004. — С. 498-505.
90. Росляков, Н. А. Минерагения области сочленения Салаира и Колывань-Томской складчатой зоны / Н. А. Росляков, Ю. Г. Щербаков, Л. В. Алабин и др. — Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2001.-243 с.
91. Сапожников, Ю. А. Радиоактивность окружающей среды. Теория и практика / Ю. А. Сапожников, Р. А. Алиев, С, Н. Калмыков. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 286 с.
92. Сапрыкин, Ф. Я. Закономерности редкометального оруденения современных торфяников / Ф. Я. Сапрыкин, А. Н. Свентиховская // Материалы к IX совещ. работников лабораторий геологических организаций. — Л.: Недра, 1965. — Вып. 7. — С. 95-102.
93. Сапрыкин, Ф. Я. Геохимические особенности редких элементов в различных фациальных типах отложений угленосных формаций / Ф. Я. Сапрыкин, В. Р. Клер, А. Ф. Кулачкова // Угленосные формации и их генезис. М.: «Наука», 1973 — С. 126-138.
94. Сарнаев, С. И. Опыт по созданию эталона для определения урана методом f-радиографии / С. И. Сарнаев, JI. П. Рихванов // Радиографические исследования в радиогеохимии и смежных областях. — Новосибирск, 1991. — С. 75-77.
95. Смольяшшов, С. И. Микроэлементы в верховом торфе Томской области / С. И. Смольянинов, В. К. Бернатонис, B.C. Архипов, Д. Ю. Балабаев // Исследование свойств и технологии добычи торфа. — JL: ВНИИТП, 1990. — вып. 65. — С. 15-21.
96. Справочник по геохимии / Г. В. Войткевич, А. В. Кокин, А. Е. Мирошников, В. Г. Прохоров. — М.: Недра, 1990. — 480 с.
97. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых / А. П. Соловов, В. А. Бугров и др. — М.: Недра, 1990. — 335 с.
98. Тимофеев, П. П. Геохимия органического вещества голоценовых отложений в областях приморского торфонакопления (Колхида, Южная Прибалтика, Западная Куба, Флорида) / П. П. Тимофеев, JI. И. Боголюбова. — М.: Наука, 1999. 220 с.
99. Титаева, Н. А. Исследование загрязнения окружающей среды микроэлементами в районе угольной электростанции / Н. А. Титаева, Е. И. Гаврилов, С. С. Егоров, JI. С. Покровская, Т. В. Шестакова, Р. А. Митоян // Геохимия. — 1993. — № 12. С. 1757-1767.
100. Титаева, Н. А. Ядерная геохимия: учебник / Н. А. Титаева. — 2-е изд., испр. и доп. М.: Изд-во МГУ, 2000. - 336 с.
101. Ткачев, Ю. А. Статистическая обработка геохимических данных. Методы и проблемы / Ю. А. Ткачев, Я. Э. Юдович. Л.: Наука, Ленингр. отд., 1975. - 233 с.
102. Тюремнов, С. Н. Торфяные месторождения / С. Н. Тюремнов. Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Недра, 1879,488 с.
103. Усенков, С. М. Сравнительный анализ загрязнения донных отложений крупных озер Европы и Северной Америки (на примере озер Гурон, Венерн и Ладожское) / С. М. Усенков // Геоэкология. — 2003. — № 1. — С. 36-44.
104. Цыбукова, Т. Н. Характеристика элементного состава торфяного сырья олиготрофного болота / Т. Н. Цыбукова, JI. И. Инишева, О. К. Тихонова, JI. А. Зейле, М. С. Юсубов // Химия растительного сырья. — 2000. № 4. - С. 29-34.
105. Чекин, Г. В. Характер распределения 137Cs в торфяных почвах болот в зависимости от типа участка болота / Г. В. Чекин, В. Н. Крештапова // Современные проблемы загрязнения почв: материалы международной конференции. — М, 2007. — С. 175-177.
106. Шатнлов, Ю. А. Вещественный состав и геохимическая характеристика атмосферных выпадений на территории Обского бассейна: диссер. . канд. геол.-мин. наук / Ю. А. Шатилов. Томск, 2001. — 205 с.
107. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2005 году / гл. ред. А. М. Адам, редкол.: О. Г. Нехорошее, Д. В. Волостнов. — Томск: Графика, 2006. — 148 с.
108. Экология Северного промышленного узла г. Томска : Проблемы и решения / Томский государственный университет; под ред. А. М. Адама. — Томск : Изд-во ТГУ, 1994. — 260 с. — Библиогр.: с. 249-259.
109. Юдович, Я. Э. Элементы-примеси в ископаемых углях / Я. Э. Юдович, М. П. Кетрис, А. В. Мерц / под. ред. Д. А. Минеева. Л.: Наука, 1985. - 239 с.
110. Юдович, Я. Э. Грамм дороже тонны. Редкие элементы в углях / Я. Э. Юдович -М.: Наука, 1989.- 158 с.
111. Язиков, Е. Г. Экогеохимия урбанизированных территорий юга Западной Сибири: автореферат диссер. . доктора геол.-мин. наук / Е. Г. Язиков. — Томск, 2006. — 45 с.
112. Abril, J. М. Constraints оп the use of 137Cs as a time-maker to support CRS and SIT chronologies / J. M. Abril // Environmental pollution. 2004. - № 129. - P. 31-37.
113. Appleby, P. G. The calculation of lead-210 dates assuming a constant rate of supply of unsupported 2I0Pb to the sediment / P. G. Appleby, F. Oldfield // Catena. 1978. - Vol. 5.-P. 1-8.
114. Bajorinas, V. Investigation of heavy metals (such as Cu, Pb, Zn, Ni, Cr, Cd) migration to shallow groundwater / Vaclovas Bajorinas // Advances in Hydro-science and engineering. V. 5. - Warsaw, 2002. - P. 18-21.
115. Bashkin, V. N. Environmental chemistry: Asian lessons. Dordrecht, Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 2003.
116. Bourton, F. C. The occurrence of zinc in Antarctic ancient ice and recent snow / Claude F. Bourton, Clair C. Patterson, N. I. Barcov // Earth and Planetary Letters. 1990. - № 101.-P. 248-259.
117. Callender, E. Heavy metals in the environment historical trends / E. Callender // Environmental geochemistry / B. Sherwood Lollar. — Vol. 9. - Elsevier, 2005. — Chapter 9.03.-P. 67-100.
118. Coles, D. G. Behavior of natural radionuclides in Western coal-fired power plants / David G. Coles, Richard C. Ragaini, John M. Ondov // Environmental science and technology. V. 2. - No. 4. - 1978. - P. 442-446.
119. De Vleescliouwer, F. Atmospheric lead and heavy metal pollution records from a Belgian peat bog spanning the last two millennia: Human impact an a regional to global scale /
120. François De Vleeschouwer, Laetitia Gérard, Catherine Goormaghtigh, Nadine Mattielli, Gaël Le Roux, Nathalie Fagel // Science of the Total Environment. 2007. -№ 377. - P. 282-295.
121. Garcia-Torano, E. Current status of alpha-particle spectrometry / Eduardo Garcia-Torano // Applied Radiation and isotopes. 2006. - № 64. - P. 1273-1280.
122. Genty, D. Bomb 14C time history recorded in to modern stalagmites — importance for soil organic mater dynamics and bomb 14C distribution over continents / D. Genty, B. Vokal, B Obelic, M. Massault // Elsevier Science B. V. 1998. - P. 797-806.
123. Glooschenko, W. A. Metal content of Sphagnum mosses from two northern Canadian bog ecosystems / Walter A. Glooschenko, John A. Capobianco // Water, air and soil pollution. 1978. - V. 10. - P. 215-220.
124. Gorres, M. Ash and metal concentrations in peat bogs as indicators of anthropogenic activity / M. Gorres, B. Frenzel // Water, Air, and Soil Pollution. 1997. - Vol. 100.-P. 355-365.
125. Hand book of geochemistry. Vol. II/2: Elements Si(14) to V(23) / under ed. R. H. Wedepohl. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 1969-1978.
126. Hand book of geochemistry. Vol. II/3: Elements Cr (24) to Br (35) / under ed. R. H. Wedepohl. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 1969-1978.
127. Headley, A. D. Heavy metal concentrations in peat profiles from the High Arctic / A. D. Headley // The Science of the Total Environment. 1996. Vol. - 177. - № 1-3. - P. 105111.
128. Kempter, H. The impact of early mining and smelting on the local tropospheric aerosol detected in ombrotrophic peat bogs in the Harz, Gemany / H. Kempter, B. Frenzel // Water, Air, and Soil Pollution. 2000. - Vol. 121. - P. 93-108.
129. Krachler, M. Two thousand years of atmospheric rare earth element (REE) deposition as revealed by an ombrotrophic peat bog profile, Jura Mountains, Switzelend / M. Krachter et al. // Journal of environmental monitoring. 2003. - № 5 (1). - 111-121.
130. Lee, J. A. Regional and historical aspects of lead pollution in Britain / J. A. Lee, J. H. Tallis //Nature. 1973. - Vol. 245. -P. 216-218.
131. Lofts, S. Modeling the role of humic acid in radiocaesium distribution in a British upland peat soil / S. Lofts, E. W. Tipping, A. L. Sanchez, B. A. Dodd // Journal of environmental radiactivuty. 2002. - № 61. - P. 133-147.
132. Miralles, J. Étude couplée des radionuclides et des isotopes stables du plomb en Méditerranée Occidentale: thèse . Dr. Sc.: soutenue 28.05.2004 / Miralles Jérôme. Cannes, 2004.- 147 p.
133. Miralles, J. Multitracer study of anthropogenic contamination records in the Camargue, Southern France / J. Miralles, O. Radakovitch, J. K. Cochran, A. Véron, P. Masqué // Science of the total environment. 2004. - № 320. - P. 63-72.
134. Moore, H. E. Sources of polonium-210 in atmosphere / Howard E. Moore, Edward A. Matrell, Stewart E. Poet // Environmental science and technology. 1976. - V. 10. — No. 6.-P. 586-591.
135. Murozumi, M. Chemical concentrations of pollutant lead aerosols, terrestrial dusts and sea salts in Greenland and Antarctic snow strata / M. Murozumi, Tsaihwa J. Chow, C. Patterson // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1969. - Vol. 33. - P. 1247-1294.
136. Orru, H. Sources and distribution of trace elements in Estonian peat / Hans Oitu, Mall Urru // Global and planetary change. 2006. - Vol. 53. - P. 249-258.
137. Rausch, N. Deposition and fate of trace metals in Finnish bogs and implications for the use of bogs as geological archives: dissertation . Dr. Sc.: defended 14.07.2005 / Nicole Rausch. Heidelberg, 2005. - 224 p.
138. Shotyk, W. The behaviour of major and trace elements in complete vertical peat profiles from three Sphagnum bogs / William Shotyk, H/ Wayne Nesbitt, William S. Fyfe // International Journal of Coal Geology. 1990. -№ 15. - P. 163-190.
139. Shotyk, W. Natural and anthropogenic enrichments of As, Cu, Pb, Sb, and Zn in ombrotrophic versus minerotrophic peat bog profiles, Jura Mountains, Switzerland / W. Shotyk // Water, air, and soil pollution. 1996. - № 90. - P. 375-405.
-
Межибор, Антонина Михайловна
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Томск, 2009
-
ВАК 25.00.36
- Содержание химических элементов в торфах и торфяных почвах южно-таежной подзоны Западной Сибири
- Характеристика гуминовых кислот торфов Среднего Приобья
- Разработка методики комплексной оценки поглощения торфом нефтемаслопродуктов
- Характеристика органического вещества торфа и оценка его биохимической устойчивости как основа рационального использования торфяных почв
- Битуминозные торфа Томской области: геология, генезис, ресурсы и перспективы их использования
