Оглавление
Введение........................................................... 4
Глава 1. Теория геохимических барьеров и ее развитие в современной геохимии.................................................. 9
1.1. Миграция химических элементов................................... 10
1.2. Геохимические барьеры........................................... 16
1.2.1. Понятие геохимических барьеров.......................... 16
1.2.2. Классификация геохимических барьеров.................... 20
1.2.3. Механические барьеры.................................... 22
1.2.4. Физико-химические барьеры............................... 24
1.2.5. Биогеохимические барьеры................................ 34
1.2.6. Комплексные барьеры ................................... 35
Глава 2. Техногенные геохимические барьеры.......................... 36
2.1. Техногенез и ускорение миграции элементов....................... 36
2.2. Формирование техногенных геохимических барьеров................. 38
2.3. Искусственные геохимические барьеры............................. 45
2.3.1. Применение искусственных геохимических барьеров для охраны окружающей среды.................................. 45
2.3.2. Применение искусственных геохимических барьеров в
других отраслях................................................ 49
Глава 3. Методологические основы применения геохимических барьеров для охраны окружающей среды................................. 54
3.1. Концепция создания искусственных геохимических барьеров для охраны окружающей среды.............................................. 55
3.2. Изучение природно-техногенных систем............................ 61
3.2.1. Изучение локальных источников загрязнения............... 62
3.2.2. Изучение природных условий.............................. 63
3.2.3. Изучение техногенного воздействия локальных источников загрязнения на природную среду.................................... 65
3.3. Встраивание искусственных геохимических барьеров в лриродно-
техногенные системы................................................ 77
3.4. Мониторинг природно-техногенных систем с встроенными искусственными геохимическими барьерами............................ 82
Глава 4. Применение геохимических для охраны окружающей среды на объектах горнодобывающей, угольной, химической и металлургической отраслей промышленности............................ ^
4.1. Снижение содержания взвешенных частиц в дражных стоках при разработке месторождения алмазов................................... 87
4.2. Нейтрализация кислых стоков на примере шахтных водоотливов Кизеловского угольного бассейна................................... 101
4.3. Нормализация состава подземных и поверхностных вод в районах складирования породных отвалов угольных шахт Кизеловского
бассейна............................................................ ^
4.4. Применение соединений бария для снижения сульфатной агрессивности к бетонным конструкциям и обессульфачивания технической ВОДЫ....................................................... 1
4.5. Разработка комплексного барьера-экрана для защиты подземных вод
в районе шламохранилища............................................. 124
Заключение
Литература.
142
Все элементы А.И. Перельман разделил на воздушные и водные мигранты. Среди водных мигрантов он выделил катионогенные и анионогенные элементы, которые подразделяются по интенсивности и контрастности водной миграции. При этом учитывается коэффициент водной миграции химических элементов Кх> их подвижность в различных геохимических обстановках и способность осаждаться на геохимических барьерах.
Классификация имеет большое теоретическое и практическое значение. В главе 3 она положена в основу разработки методологических основ применения искусственных геохимических барьеров для защиты подземных и поверхностных вод от загрязнения.
В данной работе, исходя из цели и задач, рассматривается в основном водная миграция химических элементов. Вода в зоне гипергенеза рассматривается как самая универсальная и важная среда миграции. С этой точки зрения А.И. Перельманом (1982) была предложена геохимическая классификация природных вод со следующей системой таксономических единиц:
• группа -температура;
• тип - окислительно-восстановительные условия, ведущие газы;
• класс - щелочно-кислотные условия;
• семейство - общая минерализация;
• род - растворенное органическое вещество;
• вид - ведущие катионы и анионы.
Рассмотрим выделение типов и классов в группе холодных и слаботермальных вод зоны гипергенеза. По окислительно-восстановительным условиям этим автором выделено три типа вод: кислородные, глеевые и сероводородные воды. Для каждого типа выделено по четыре класса вод по щелочно-кислотным условиям: сильнокислые (рН<3), кислые и слабокислые (рН=3,0-6,5), нейтральные и слабощелочные (рН=6,5-8,5), сильнощелочные (рЫ>8,5).
15
В последствии элементы этой классификации (типы и классы природных вод) были использованы А.И. Перельманом для выделения типов концентраций элементов на геохимических барьерах биосферы.
Ряд исследователей уделяли внимание количественному изучению миграции химических элементов в природных водах. Прежде всего, были рассмотрены особенности миграции химических элементов в поверхностных водотоках и дана их количественная оценка. Наиболее, долная оценка стока растворенных веществ для территории СССР дана O.A. Алехиным и Л.В. Бражниковой (1964). Вопрос о соотношении между химической и механической эрозией в горноскладчатых и платформенных областях решался
Н.М. Страховым (1963). Им установлены формы миграции основных компонентов осадков в равнинных и горных реках (рис.2).
Проведение количественной оценки миграции веществ с подземными водами предложено Ф.П. Саваренским (1948), который для бассейна верхней Волги вычислил химический модуль стока и дал оценку химической денудации. Изучение подземного химического стока позволило В.П. Звереву (1982) подойти к количественной оценке интенсивности современных геохимических процессов, связанных с деятельностью подземных вод. Исследования процессов миграции химических элементов послужили основой создания теории геохимических барьеров и имеют большое значение в ее современном развитии.
1.2. Геохимические барьеры
1.2.1. Понятие геохимических барьеров
Термином «геохимические барьеры» А.И. Перельман (1961) предложил именовать такие участки зоны гипергенеза, в которых на коротком расстоянии происходит резкая смена условий миграции, что приводит к концентрации химических элементов.
16
- Київ+380960830922