Головна » Статті » Конференція_2015_03_19-20 » Секція_1_Екологія_і_природокористування

ЛІТОЛОГО-ГЕОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ДОННИХ ВІДКЛАДІВ М.КИЄВА ТА ЇХ ЕКОЛОГІЧНА ОЦІНКА

Акімова Оксана

молодший науковий співробітник

Кураєва Ірина

докт. геол. наук, с.н.с., завідувач відділу

Інститут геохімії, мінералогії

та рудоутворення ім. М.П.Семененка НАН України

м. Київ

 

ЛІТОЛОГО-ГЕОХІМІЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ДОННИХ ВІДКЛАДІВ М.КИЄВА ТА ЇХ ЕКОЛОГІЧНА ОЦІНКА

 

Важкі метали відносяться до найбільших забруднювачів гідросфери. Водойми і водотоки служать колекторами всіх видів забруднення, які осідають у донних відкладах (ДВ). Ці осадки накопичують відомості о потоках елементів, є джерелом інформації про геохімічні і екологічні умови у водоймах і водотоках, дозволяють оцінити сучасний екологічний стан водного середовища. Господарська діяльність людини призводить до забруднення поверхневих вод важкими металами, значна кількість яких є токсичними елементами.

Обʼєктом дослідження є донні відклади водойм і водотоків території м. Києва. Територія Києва розташована в межах трьох орографічних областей: Придніпровської височини, Поліської та Придніпровської низовин. Піднятою є вся південно-західна частина міста, де абсолютні висоти досягають 130–160 м. Переважаючі позначки на лівобережжі – 99–104 м. Тектонічне підняття правобережної частини міста і значна відмінність висотного положення окремих його частин спричинює досить сильну ерозію земної поверхні (передусім на правобережжі), що призводить до досить значної розчленованості рельєфу, поширенню зсувних процесів і ярів.

Донні відклади водойм і водотоків м. Києва, як зони антропогенного впливу, відмічаються специфічними відкладами і є основою «арени» розвитку техногенних потоків розсіювання хімічних елементів. Однією з основних характеристик сучасних донних осадків є їх гранулометричний (механічний, зерновий) аналіз. Особливості гранулометричного складу донних відкладів, їх речовинна складова вважаються важливими показниками, які визначають характер концентрації в них забруднюючих речовин.

Для розподілу на фракції донних відкладів застосований аналіз Безрукова П.Л. і Лісіцина А.П.(1960), розподіл осадків в яких наступний: в якості одного з основних показників гранулометричного складу прийняті переважаючі фракції. Числові границі між окремими типами осадків прийняті по найбільш поширеній десятичній системі (наприклад, розмірність зерен піску – від 1,0 до 0,1 мм, алеврита – від 0,1 до 0,01 мм і т.д.). який показав, що найбільше розповсюдження мають псамітові відклади, найбільша кількість серед яких припадає на фракцію 0,25–0,10 мм з оз. Святошинське і складає 54 %, при усередненій вазі по цій фракції 43,5 %; найменша кількість по цій фракції виявлена в оз. Мінське – 25,4 %. Серед пелітових осадків у фракції 0,01 – 0,005 мм наявність їх майже відсутні; виняток складає проба з оз. Алмазне – лише 0,06 %. В цих же осадках фракція <0,005 мм присутня в усіх пробах і усереднена вага її дорівнює 3,25 % (від 2,17 до 4,66 %). Взагалі, розподіл фракцій за величиною (мм) та по складу (%) має слідуючи діапазони: фракція 1,0 – 0,5 від 0,95 до 58,62; фракція 0,5 – 0,25 від 21,73 до 48,96; фракція 0,25 – 0,10 від 25,39 до 53,94; фракція 0,10 – 0,05 від 11,49 до 19,09; фракція 0,05 – 0,01 від 0,10 до 0,58; фракція 0,01 – 0,005 тільки 0,06; фракція <0,005 від 2,17 до 4,66.

Досліджувані зразки донних відкладів за мінеральним складом, по даним мікроскопічного аналізу, належать, в основному, до піщаних осадків і складаються з кварцу (який, як відомо, має головне породотвірне значення і є одним з найбільш розповсюджених мінералів уламкових порід) і польового шпату. Їх вміст у донних відкладах коливається від 55 % до 95 %. Найбільше (95 %) відмічено в оз. Алмазне і оз. Партизанської слави; розмірність зерен середньо і мілко зернисті, кварц чистий і прозорий. Основним джерелом надходження кварцу в донні відклади є алювіальні виноси стоку і людська діяльність, що особливо притаманно лівобережній частині міста, яка забудована на привозному грунті, в основному супесі.

Наведені в табл. 1 розрахунки показали, що переважають псамітові (піщані) відклади на долю яких припадає 83,97 % від загальної ваги, а на долю фракції 0,50–0,25 мм (ці ж осадки) приходиться максимальна кількість псамітових відкладів – 30,44 % від загальної ваги. На долю фракції 0,25 – 0,10 мм (теж в межах піщаних відкладів) припадає 29,31 %. На алевритові відклади приходиться 11,44 %, з них 11,32 % – фракція 0,10–0,05 мм. Грубоуламкуваті осадки (псафіти), як видно з табл. 1, присутні в усіх пробах, за винятком відкладів з оз. Нижній Тельбін. В табл. 1 представлені дані для найбільш забруднених вод і донних осадків.

Проведений спектральний аналіз показав міру забрудненості донних відкладів важкими металами [3]. Основна концентрація нікелю виявлена в озерах Мінське і Нижній Тельбін: при фоновому показнику 10,3 мг/кг [4] валовий вміст дорівнює 1000 мг/кг та 340 мг/кг, відповідно. Максимальна валова величина кобальту (72 мг/кг) відмічена в оз. Мінське, що значно перевищує фон (3,0 мг/кг). Максимальне валове значення хрому показала проба також з оз. Мінське (1430 мг/кг), що набагато перевищує фон (21,3 мг/кг). Забрудненість міддю, свинцем, цинком також найвища в оз. Мінське і перевищує фонові значення по елементам у десятки разів. Донні відклади оз. Нижній Тельбін надзвичайно забруднені цинком – валове значення дорівнює 13250 мг/кг при фоновому 7,5 мг/кг; тільки в цьому озері в більшості фракцій виявлено кадмій.

Як відомо, міграція – це процесс переміщення хімічних елементів в просторі і в часі, який призводить до їх концентрації, або розсіюванню.Для оцінки цього процессу велике значення має визначення міграційно-здібних форм знаходження елементів.

З метою вивчення міграції важких металів в обʼєктах довкілля проведено визначення форм знаходження їх у донних відкладах території м. Києва. Основні статистичні розрахунки складу досліджуваних мікроелементів наведені в табл. 2.

Таблиця 1

Розподіл гранулометричних фракцій донних відкладів м. Києва, мас. %.

Осадки

Грануло-

метричні

фракції, мм

Оз. Мінське.

№ 2

Оз. Богатирське,

№ 7

оз. Кирилівське,

№ 11

оз. Йорданське,

№ 12

оз. Нижній

Тельбін,

№ 37

Усеред-

нена

вага

 

Псефіти

5 – 2

2 – 1

0,11

0,40

1,95

2,08

2,21

1,45

1,18

1,95

1,09

1,17

Псаміти

1 – 0,5

0,5 – 0,25

0,25 – 0,10

9,07

48,96

25,39

33,54

28,45

17,16

58,62

24,03

44,86

32,79

22,24

26,23

17,12

28,52

32,95

24,22

30,44

29,31

Алеврити

0,10 – 0,05

0,05 – 0,01

12,41

13,28

0,28

19,09

0,13

12,96

0,20

17,42

11,32

0,12

Пеліти

0,01 – 0,005

<0,005

3,66

0,03

3,18

2,63

0,05

2,44

4,66

0,01

3,11

Сума

 

100,0

99,95

100,020

99,96

100,67

100,39

 

Таблиця 2

Статистичні параметри ВМ в донних відкладах м. Києва, мг/кг

Статистичні

параметри

Вміст важких металів, мг/кг

Ni

Co

Cr

Cu

Pb

Zn

Ba

Мінімальне значення

елементу

2

2

6

5

4

50

100

Максимальне –"–

80

20

100

650

400

250

500

Середнє –"–

16,12

6,57

20,18

111,82

37,6

101,0

211,11

 

Для оцінка забруднення водних об'єктів м. Києва по отриманим концентраціям важких металів використана методика визначення коефіцієнта

і ступеня забрудненості за Л. Хокансоном [5]. Коефіцієнт забрудненості (Cf), який характеризує забруднення данної акваторії як окремими елементами, так і сумарним впливом за допомогою визначення степені забруднення (Cd) і який кваліфікує загальне забруднення обʼєкта досліджуваним єлементом. Він (Cf) розраховувався як частка від ділення концентрації елемента до фону (значення фону взято з роботи Лютої Н.Г. [4]). Ступінь забрудненості (Cd) визначався як сума коефіцієнтів забрудненості (Cf) в точці відбору проби (табл.4). Отримані дані підтвердили, що найбільше забрудненими (Cd=81,8) важкими металами є донні осадки оз. Нижній Тельбін. Мінімальні значення ступеня забрудненості (Cd=1) відмічені в оз. Лугове і каналі по вул. Закревського.

Визначення форм знаходження важких металів в ДО проведено методом [6]. Селективними екстрагентами слугували етанол (H2O+20 % C2H5OH), ацетат амонію (1 М СH3COONH4), ацетат натрію (1 M CH3COONa), кислоти: оцтова(0,04 HCl+25 % CH3COOH (95º C), азотна (HNO3+H2O (90º C) і хлорна (HF+HClO4 (3:1)). За результатами зʼясовано, що у донних відкладах найбільша кількість ВМ перебуває у формі, асоційованій з оксидами й гідроксидами заліза та мангану (42–37 % від валової ваги елементів), найменша – у водорозчинній формі (0,1–1,0 %).

Таким чином, еколого-геохімічна ситуація території Київської міської агломерації визначається особливостями розподілу хімічних елементів в природних утвореннях, серед яких важкі метали, як токсичні елементи, займають провідне місце.

Результати літолого-геохімічних досліджень донних відкладів показав, що водойми і водотоки території м. Києва надзвичайно забруднені важкими металлами і знаходяться у дуже незадовільному стані. Отримані дані стану донних відкладів свідчать про складні санітарно-гігієнічні умови, про необхідність запровадження заходів з метою поліпшення екологічного стану довкілля.

 

Література

  1. Набиванець Б.Ф., Осадчий В.І., Осадча Н.М., Набиванець Ю.Б. Аналітична хімія поверхневих вод. К.: Наук. думка. 2007. – 456 c.
  2. Грунти. Методи лабораторного визначення гранулометричного (зернового) та мікроагрегатного складу. ДСТУ Б В.2.1.–19: 2009. – Київ. Мінрегіонбуд України. – 2010. – 23 с.
  3. Кураєва І.В., Самчук А.І., Слободяник М.С., Стадник В.О., Манічев В.Й., Єгоров О.С., Красюк О.П., Злобіна К.С., Огар Т.В., Батієвський Б.О., Локтіонова О.П., Гайдіхович К.В., Неведомська О.О. Еколого-геохімічні дослідження природних вод Київського мегаполісу. – К.: Наук. думка. – 2008. – 218 с.
  4. Люта Н.Г. Екологічний стан довкілля та Європейська перспектива України / Н.Г. Люта // Мінеральні ресурси України. – 2011. - № 1. – С. 6–9.
  5. Hakanson L. An ecological risk index for aquatic pollution control – asedimentological approach // Water Res. 1980.– V. 14.–P. 975–2001.
  6. Самчук А.И., Огарь Т.В., Дмитренко К.Э. Формы нахождения тяжелых металлов в почвах Украинского Полесья // Пошукова та екологічна геохімія. ­ 2007. ­ № 1 (6). – 33-37 с.
Категорія: Секція_1_Екологія_і_природокористування | Додав: Admin (17.03.2015)
Переглядів: 352
Всього коментарів: 0