Практична робота

Тема: Дослідження геологічного середовища міста.

Мета роботи: визначити особливості грунтового покриву в містах. Встановити шляхи і наслідки забруднення грунтів. Отримати практичні навики щодо визначення показників хімічного забруднення грунтів міста.

Геохімічний фон - середній вміст хімічного елемента в грунтах за даними вивчення статистичних параметрів його розподілу. Геохімічних фон є регіональною чи місцевою характеристикою грунтів і порід.

Геохімічна аномалія - ділянка території, в межах якої статистичні параметри розподілу хімічного елемента вірогідно відрізняються від фону.

Зона забруднення - геохімічна аномалія, в межах якої вміст забруднюючих речовин досягає концентрацій, що надають несприятливий вплив на здоров'я людини.

Рівень забруднення характеризується величиною

Коефіцієнт концентрації К_сi:

Де С_i – концентрація забруднюючої речовини у грунті, Сф_i – фонова концентрація забруднюючої речовини, мг/кг грунту.

Забруднення звичайно буває поліелементним, і для його оцінки розраховують сумарний показник забруднення, що представляє собою адитивну суму перевищень коефіцієнтів концентрацій над фоновим рівнем:

Де Кс_i – коефіцієнт концентрації елементу, n – кількість елементів з Кс > 1.

Величину сумарного показника забруднення грунтів використовують для оцінки рівня небезпеки забруднення території міста. Значення сумарного показника забруднення до 16 відповідають припустимому рівню небезпеки для здоров'я населення; від 16 до 32 - помірковано небезпечному; від 32 до 128 - небезпечному; більше 128 - надзвичайно небезпечного.

Для оцінки виявлених геохімічних аномалій в містах, а також для оцінки еколого-геохімічних змін, що відбуваються в результаті антропогенних процесів, В. А. Алексєєнко запропоновані показники абсолютного (ПАН) і відносного (ПВН) накопичення хімічних елементів. ПАН показує, яка маса хімічного елемента накопичилася в результаті природних або техногенних процесів на одиниці площі в концентраціях, що перевищують регіональне фонове зміст. При відсутності фонового вмісту можна брати кларковое або величину ГДК. ПАН виражається в т/км². Він обчислюється як відношення розрахованого змісту хімічного елемента, який накопичився в результаті техногенного хімічного забруднення в хімічній аномалії, до площі цієї аномалії. У зв'язку з тим, що значення фонового вмісту елементів у грунті неоднакові, абсолютна величина техногенного накопичення забруднювачів не буде відображати ступінь реальної небезпеки забруднювача для екологічного стану екосистем та здоров'я людини. Для подолання цієї проблеми був введений показник відносного накопичення (ПВН). ПВН надзвичайно важливий як при оцінці впливу певного елемента на організми, так і при порівнянні такого впливу різними елементами в конкретній ландшафтно-геохімічної обстановці. Він являє собою відношення показника абсолютного накопичення елемента до фонового (кларкового) його вмісту в грунті:

ПВН = ПАН/Сф

Розрахунок ПВН дозволяє визначити елементи, на забруднення навколишнього середовища якими слід звернути першочергову увагу як при проведенні заходів з екологічної реабілітації грунтів, так і при медико-профілактичній роботі.

Геохімічне вивчення грунтів у місті на регулярній основі дозволяє одержати просторову структуру забруднення сельбищних територій і виявити ділянки, проживання на яких зв'язане з найбільшим ризиком для здоров'я населення.

Варіант 4

Розрахувала коефіцієнти концентрації хімічних елементів в грунтах трьох районів міста, а також для кожного району визначила сумарний показник забруднення Zc.

	район 1	Кі	район 2	Кі	район 3	Кі
HS	2,5	0,023	3,8	0,036	3,8	0,036
HCO 3	520,6	1,021	650	1,275	690,4	1,354
Cl	10,8	0,543	12,6	0,633	11,6	0,583
SO 4	1,5	0,033	2,3	0,051	1	0,022
Zn	15,6	0,473	21,2	0,642	18,5	0,561
NH 3	10,5	0,955	16,6	1,509	14	1,273
Нітрати	5,6	0,373	7	0,467	7	0,467
	Zc=	3,421	Zc=	3,612	Zc=	3,294

Порівняльний аналіз хімічного забруднення грунтів районів. Із визначених мною сумарних показників забруднення Zc першим по забрудненості із трьох районів є район 2 Виходячи із отриманих даних можна сказати що в трьох районах найбільш забруднюючими речовинами являються гідрокарбонат(HCO₃) та амоній(NН₃).

Висновок: значення сумарного показника забруднення в трьох районах менші 16 отже відповідають припустимому рівню небезпеки для здоров'я населення.

Елемент		Площа аномалій, км2	Техногенна складова елементів, т	Сф Фонова концентрація	ПАН т/км2	ПВН
Pb	Свинець	150	1200	0,001	8	8000
Cu	Мідь	100	750	0,002	7,5	3750
Zn	Цинк	124	992	0,005	8	1600
Ga	Галій	412	1648	0,003	4	1333,333
V	Ванадій	115	805	0,01	7	700
Cr	Хром	212	1484	0,02	7	350
Ti	Титан	85	1275	0,457	15	32,82276

Виконую ранжування елементів за величиною питомого вкладу до забруднення міських грунтів, а також за величиною небезпеки для здоров'я людини, що визначається показником відносного накопичення.

Висновок: найбільш небезпечними в даних умовах забруднювачами є свинець, мідь і цинк.

Свинець впливає на кровотворну і нервову системи, шлунково-кишковий тракт і нирки. Спричиняє анемію (оскільки включається до ланцюгу біосинтезу гема і скорочує період життя еритроцитів), а також енцефалопатію, зниження розумових властивостей, викликає шлунково-кишкові розлади, диспепсію, коліки, нефропатію.     Як і більшість подібних сполук, свинець може спричинити гостре та хронічне отруєння. Симптомами гострого отруєння є: розлади травного каналу (збільшене слиновиділення, присмак металу в роті, нудота, блювання, свинцеві кольки в животі, діарея), зниження температури тіла і кров’яного тиску, брадикардія або тахікардія, холодний піт, порушення дихання, колапс. Потрапляння до організму 250 мг найбільш токсичної сполуки тетраетилсвинцю (С2Н5)4Pb закінчується смертю. У тих осіб, які з огляду на особливості своєї професії змушені контактувати зі сполуками свинцю або перебувають у забрудненому середовищі, спостерігаються хронічні отруєння. Хронічне отруєння виявляється у вигляді анемії, яка є наслідком блокування ензимних систем, що ведуть до синтезу гемоглобіну; ушкодженнями як центральної, так і периферійної нервової системи. Симптомами таких ушкоджень є погіршення розумової діяльності (у дітей, які відстають у розвитку, встановлено вищий рівень свинцю у крові), надмірна рухливість, агресивність, порушення сну, порушення функцій нирок. Також свинець надзвичайно небезпечний для вагітних жінок, оскільки має здатність проникати через плаценту та призводить до важких необоротних неврологічних порушень у плода.

Незначна токсичність міді пояснюється її проміжним положенням між слабкими і сильними кислотами за характером утворення зв’язків. Однак мідь є токсичною для більшості прісних безхребетних.

Незначна токсичність міді пояснюється її проміжним положенням між слабкими і сильними кислотами за характером утворення зв’язків. Однак мідь є токсичною для більшості прісних безхребетних.

Цинк впливає на активність тропних гормонів гіпофізу, бере участь в реалізації біологічних функцій інсуліну, нормалізуючи жировий обмін. Цинк бере участь у кровотворенні, а також необхідний для нормального функціонування гіпофіза, підшлункової залози, сім'яних міхурів. 

Надлишок цинку в організмі може призвести до загальної інтоксикації та мутацій ДНК.

Відповіді на питання для перевірки та самоконтролю: