Карты распределения загрязнения донных отложений невской губы нефтепродуктами Лебедев с.В., Ходакова и.А. (сПбГу, Санкт-Петербург), Рыбалко а.Е. (фгунпп «севморгео», Санкт-Петербург)

Содержание нефтепродуктов в донных осадках Невской губы отличается высокой степенью изменчивости, как в пространстве, так и во времени, что обусловлено в первую очередь неравномерным режимом их поступления в водную среду из антропогенных источников. Основными источниками поступления нефтепродуктов в Невскую губу являются: разливы при транспортировке нефти, включающие основные транспортные операции, операции в доках, аварии на танкерах и т.д.; при выносе с суши – с поверхностным стоком с территорий промышленных предприятий, коммунальных, сельскохозяйственных объектов, индивидуальных приусадебных хозяйств, расположенных в водосборном бассейне.

Начиная с 1999г ФГУНПП «Севморгео» на территории Невской губы проводится федеральный мониторинг состояния компонентов природной среды. Общая сеть наблюдений насчитывает около 30 станций. Наблюдения проводятся 3 раза в году: в мае-июне, августе и октябре.

Нами были обработаны материалы по определению содержания нефтепродуктов в донных осадках Невской губы в 2004-2007 годах. С помощью модуля Spatial Analyst ArcGIS 9 построены карты, позволяющие наглядно отобразить характер распределения содержания нефтепродуктов в донных осадках в разные годы. С помощью этих карт были выявлены особенности распределения нефтяных углеводородов в донных отложениях Невской губы, прослежена динамика загрязнения и распространения нефтепродуктов в пределах данной акватории за 2004-2007гг.

Для интерпретации данных наблюдений, с учетом густоты пунктов сети мониторинга Невской губы и общего их количества, нами выбран метод обратно взвешенных расстояний (ОВР). ОВР вычисляет значения ячеек по среднему от суммы значений точек замеров, находящихся вблизи каждой ячейки. Чем ближе точка к центру оцениваемой ячейки, тем больший вес, или влияние, имеет ее значение в процессе вычисления среднего. Этот метод предполагает, что влияние значения измеренной переменной убывает по мере увеличения расстояния от точки замера. Ниже на рисунке приводятся две карты загрязнения донных осадков нефтепродуктами в 2004 (верхняя) и 2005 (нижняя) годах. Квадратными значками показаны точки отбора проб.

Как видно из рисунка, в 2004 году центральная часть Невской губы, вплоть до о. Котлин, была загрязнена относительно мало (< 0,6 мг/г). Из результатов интерполяции данных опробования в точках наблюдений ареал больших (> 1 мг/г) содержаний нефте продуктов приурочен к устью р. Малая Невка (там в 2004 г. находился единственный в этом районе пункт мониторинга). Иная картина распределения загрязнения нефтепродуктами сложилась в 2005 г. Если предположить, что загрязнение донных осадков нефтепродуктами в 2004 году в устье Малой Невки было связано с аварийным сбросом сточных вод с очистных станций и промышленных объектов, то естественно связать повышенный по отношению к 2004 г. уровень (0,6 – 1,0 мг/г) содержания нефтепродук-

Рисунок. Примеры карт распределения содержания нефтепродуктов (мг/г) в донных отложениях Невской губы.

тов в западной части Невской губы с естественным движением загрязненных вод в сторону Финского залива.

В целом картографический способ представления данных распределения загрязнения донных осадков нефтепродуктами не является самодостаточным, учитывая густоту сети пунктов мониторинга и периодичность проведения наблюдений. Тем не менее, он позволяет лучше оценить динамику процесса переноса загрязняющих веществ в пределах исследуемой акватории.

ЭКОГЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ АМУРСКОГО УЧАСТКА КАК СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ПАЛЕОКЛИМАТИЧЕСКИХ И ПАЛЕОГЕОГРАФИ­ЧЕСКИХ УСЛОВИЙ СТЕПНОЙ ЗОНЫ УРАЛА

Левит А.И., Маркова Л.М. (ЧелГУ, НОК «Аркаим», г. Челябинск)

Одной из задач природно-ландшафтного заповедника «Аркаим» является реконструкция палеоландшафтных условий, воссоздание природной среды, в тесном взаимодействии с которой формировались и существовали древние этносы на Южном Урале. Одним из методов палеоклиматических и палеогеографических исследований является создание экогеологической модели конкретной территории, источником информации для которой могут служить покровные отложения четвертичного периода. По петрографическому составу рыхлых отложений, наличию в них органического материала и пыльцы можно воссоздать климатические и географические условия их накопления.

В качестве репрезентативного участка для создания модели была выбрана территория к юго-востоку от заповедника «Аркаим», в пределах которой производилась разведка Амурского цинкового месторождения. Площадь Амурского участка составляет 25 км², основная часть месторождения находится в пределах первой надпойменной террасы реки Утяганки, что даёт уникальный материал для установления контура палеорусла и особенностей накопления аллювиальных отложений. Основной целью данной работы является создание объёмной мультимедийной модели Амурского участка, которая позволит интерполировать палеофациальные, палеоботанические, палеоклиматические данные на степную зону Южного Урала.

На первом этапе исследования произведена документация рыхлых отложений 127 отбуренных на Амурском участке скважин, которая включала описание литологии отложений, исследование карбонатности разрезов, отбор проб. Позднее проведена первичная камеральная обработка материалов, включающая отстройку литологических колонок по каждой скважине в графическом редакторе CorelDraw. По материалам документации создана карта четвертичных отложений Амурского участка и отстроено несколько разрезов. В будущем планируется проведение палинологических исследований с созданием палеоклиматической шкалы, а также обобщение палеофациальных исследований путём создания трёхмерной модели участка.

По результатам проведения первого этапа работы были сделаны следующие выводы:

1. Четвертичный покров на территории Зауральского пенеплена в условиях расчленённого рельефа развит фрагментарно, в данном случае на поверхность часто выходят мезозойские коры выветривания. При пологом волнистом рельефе четвертичные отложения присутствуют практически повсеместно, достигая у подножия склона мощности 18-20 м.

2. Среди изученных пород присутствуют отложения делювиального, аллювиального, пролювиального и смешанного генезиса. Первая надпойменная терраса реки Утяганки сформирована аллювиально-делювиальными отложениями, относящимися предположительно к эоплейстоцену-верхнему неоплейстоцену. Аллювиальные отложения перекрыты современным делювием, достигающим мощности 1,5-2 м.

3. Верхняя часть отложений интенсивно карбонатизирована по массе. Значительное количество углекислого кальция свидетельствует о непромывном водном режиме в предшествующий период и условиях, благоприятствующих накоплению труднорастворимых солей.

4. Древнее русло Утяганки находится в 1,5 км западнее современного. С момента перестройки речной сети на Южном Урале до настоящего времени на исследуемом участке долины реки Утяганки происходило два разнонаправленных процесса: денудации на правом берегу и аккумуляции на левом, сопровождавшейся формированием террасы и смещением русла на восток.

5. По результатам рентгеноструктурного анализа, делювиальные глины Амурского участка представлены различными минералами, среди которых выделяется кварц, кальцит, альбит, мусковит, а также каолинит и хлоритоид. Исходя из состава отложений, можно сделать вывод о том, что они сформировались в результате физического и химического выветривания коренных пород кислого состава.

Результаты первого этапа работ свидетельствуют о многоплановости полученного материала, о возможности применения геологических методов при решении палеоэкологических задач. Применение экогеологического моделирования является универсальным методом, используемым при реконструкции палеоландшафтов, облегчающим получение палеоклиматической и палеогеографической информации для конкретной эпохи.

НАСЫЩЕННОСТЬ КАК ФАКТОР,

КОНТРОЛИРУЮЩИЙ НАКОПЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ

Лиманцева О.А. (ГЕОХИ РАН, Москва)

Платонова А.В. (РГГРУ, Москва)

Важным фактором в преобразовании химического состава природных подземных вод является степень их взаимодействия с вмещающими породами. Интенсивность процессов растворения-осаждения, выщелачивания-сорбции и соответственно количественное преобразование химического состава вод зависят в первую очередь от физических условий (гидродинамических характеристик системы «порода-вода»), а во вторую – от химических условий (вещественный состав воды, минеральный состав породы и т.д.). Естественно, такая очередность не имеет четких границ, поскольку природный объект, даже на локальном уровне – открытая система, описываемая набором взаимовлияющих друг на друга и на систему в целом физических, химических, биологических и других «полей». Эта последовательность была выведена из анализа данных термодинамического моделирования равновесного состава подземных вод в направлении их движения по методу «проточного реактора». Расчеты выполнялись на программном комплексе HCh (Шваров Ю.В.), предназначенном для термодинамического моделирования. Гидродинамические процессы отождествлялись с модельным параметром Т/Ж (отношение реагирующих масс твердой и жидкой фаз системы «порода-вода»).

В связи с этим, представляется интересным проследить изменение насыщенности природных вод в рамках одного водоносного горизонта, где могут быть выделены области с фиксированными или физическими (однородные Р-Т параметры, гидродинамические градиенты и т.п.) или химическими условиями (один гидрохимический тип воды). Такая работа была проделана на примере Московского артезианского бассейна (для яснополянского и серпуховско-окского водоносных горизонтов).

Оказалось, что воды пересыщены относительно доломита (одного из породообразующих минералов водовмещающих пород). Главной особенностью изменения пересыщенности подземных вод указанных выше горизонтов относительно доломита оказалось несоответствие закономерностям преобразования химического состава вод под влиянием гидродинамических и геохимических условий. То есть был выявлен «третий фактор», под воздействием которого происходит перераспределение концентраций химических компонентов системы «порода-вода». Корреляция пересыщенности выявила положительную взаимосвязь с гидрокарбонатами (0.98) и Eh (0.51), тогда как с минерализацией – отрицательную (-0.53).

Обосновать выявленный фактор представляется возможным как процесс наложения комплексообразования, препятствующего выведению элементов из раствора тем больше, чем больше минерализация, на гидродинамические и геохимические факторы. Таким образом, выстраивается иерархическая структура факторов преобразования химического состава ПВ, учет которой приводит к повышению качества гидрогеохимического прогноза.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 07-05-00030.

ВЛИЯНИЕ РЕЛЬЕФА НА НАКОПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В КОРНЯХ ПШЕНИЦЫ НА ПРИМЕРЕ ЛАНДШАФТОВ СЕВЕРО-ЗАПАДА КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ

Литвинов А.Е. (НОУ «Гимназия № 1», Новороссийск)

Никитина И.В. (НИИ ГБ ЮФУ, Новороссийск)

Целью данной работы было определить, как влияют особенности рельефа на накопление тяжелых металлов в корнях пшеницы. Минимальные концентрации всех рассматриваемых элементов характерны для двух ландшафтов: минимальные концентрации Ba, Cr, Mo, Ni, Pb, Zn характерны для ландшафта №66, а Co - для ландшафта №80 (Карта геохимических ландшафтов Краснодарского края и Республики Адыгея, Касимов Н.С., Алексеенко В.А. и др.). Отличительной особенностью этих ландшафтов является то, что они приурочены к водоразделам, то есть являются трансэллювиальными ландшафтами. Однако максимальное содержание Cr (9,4*10 %) также приурочено к ландшафту №80. Для ландшафта №76 характерны максимальные концентрации ряда элементов: Ba (77,1*10 %), Ni (4,7*10 %), Pb (4,5*10 %), Zn(15,7*10 %). Он отличается от остальных рассмотренных ландшафтов тем, что это единственный пойменный ландшафт. Максимальные средние содержания Co (1,86*10 %) и Mo (0,6*10 %) наблюдаются в ландшафте №75, который является трансаккумулятивным, то есть расположен у подножия возвышенностей.

Рассмотрим зависимость между взаимосвязанными парами элементов в корнях пшеницы в зависимости от геоморфологических особенностей территории. Так, зависимость практически между всеми элементами наблюдается в ландшафтах №76 и №80. Для ландшафта №76, который является пойменным, характерна слабая положительная и отрицательная зависимость между элементами. Положительная, то есть увеличение среднего содержания одного элемента приводит к систематическому увеличению средних содержаний другого элемента, корреляция наблюдается между парами элементов: Ba-Co (0,29), Ba-Mo (0,23), Co-Pb (0,3), Co-Zn (0,45), Mo-Pb (0,37), Mo-Zn (0,19), Ni-Pb (0,11), Ni-Zn (0,08), Cr-Pb (0,27). Значимым, то есть превышающим табличное значение (0,432), будет лишь коэффициент корреляции для пары элементов Co-Zn. Обратная, то есть увеличение среднего содержания одного элемента приводит к снижению средних содержаний другого элемента, корреляция наблюдается между парами элементов: Ba-Ni (-0,32), Ba-Zn (-0,04), Co-Mo (-0,039), Co-Ni (-0,21) Mo-Ni (-0,15), Pb-Zn (-0,18), Ba-Cr (-0,63), Co-Cr (-0,53), Cr-Mo (-0,23), Cr-Ni (-0,12), Cr-Zn (-0,2). В скобках приведен коэффициент корреляции для данной пары элементов.

Ландшафт №80 является приводораздельным и для него так же, как и для ландшафта №76, характерна и положительная, и отрицательная связь между элементами. Слабая положительная связь наблюдается между элементами: Ba-Zn (0,18), Ba-Co (0,53), Co-Mo (0,42), Co-Pb (0,29), Co-Zn (0,66), Mo-Ni (0,58), Mo-Pb (0,008), Pb-Zn (0,01), Cr-Mo (0,35), Cr-Pb (0,08). Сильная положительная зависимость наблюдается между Ni-Pb (0,71) и Co-Cr (0,84). Отрицательная корреляция характерна для следующих взаимосвязанных пар: Ba-Mo (-0,28), Ba-Ni (-0,07), Ba-Pb (-0,24), Ba-Cr (-0,24), Cr-Zn (-0,74). Сильная обратная связь наблюдается только между парой элементов Cr-Zn, между остальными парами элементов зависимость будет слабой.

В ландшафте №66 (приводораздельный) наблюдается только положительная корреляционная зависимость между следующими парами элементов: Co-Mo (1), Co-Pb (0,77), Mo-Ni (0,8), Mo-Pb (0,541), Mo-Zn (0,469), Ni-Pb (0,66), Ni-Zn (0,786). Между Mo-Pb, Mo-Zn, Ni-Pb зависимость слабая. Между Co-Mo связь будет почти линейной, а для остальных пар элементов зависимость сильная.

Для ландшафта №75 (трансаккумулятивный) характерна положительная и отрицательная корреляции. Положительная корреляция наблюдается между элементами Ba-Pb (0,29), Ba-Zn (0,52), Ni-Zn (0,95); между Ni-Zn связь будет сильная, а между остальными парами элементов - слабая. Отрицательная корреляция характерна для Ba-Ni (-0,58), Ni-Pb (-0,16), Pb-Zn (-0,12).

Таким образом, из всего выше перечисленного можно сделать вывод, что минимальные концентрации всех рассматриваемых элементов приурочены к трансэллювиальным ландшафтам(№66 и №80), то есть ландшафтам водоразделов. Максимальные концентрации большинства тяжелых металлов (Ba(77,1*10 %), Ni (4,7*10 %), Pb (4,5*10 %), Zn (15,7*10 %)), рассматриваемых нами, наблюдаются в пойменном ландшафте (№76). Так же, связь практически между всеми элементами наблюдается в двух ландшафтах - это ландшафты №76 (расположен у подножия возвышенностей) и №80 (приводораздельный ландшафт).