Геохимические методы

Геохимические методы включают:

  • — литогеохимическое изучение почв и горных пород;
  • — литогеохимическое изучение донных и пойменных отложений, торфяников;
  • — атмогеохимические исследования;
  • — геохимическое исследование пылевых выбросов путем изучения снежного покрова;
  • — гидрохимическое изучение поверхностных вод;
  • — биогеохимическое изучение наиболее распространенных растительных сообществ и биогенной массы (табл. 2.16).

Пробы почв, пород, растительности и снежного покрова отбираются но маршрутам или по сети, которая зависит от масштаба исследования. Например, в масштабе 1 : 200 000 она составляет в среднем 2x2 км, т.е. 1 проба на 4 км2, или 1 точка наблюдений на 1 см2 карты. При слабом изменении ландшафтов сеть опробования можно разрядить, например в масштабе 1 : 200 000 одну пробу отбирают с 25 км2, или сгустить вблизи техногенных объектов.

Геохимические исследования

Таблица 2.16

Виды

Методы

Изучение почв, почвообразующих и коренных пород, донных и пойменных отложений, торфяников, снежного покрова

Литогеохимические Наземные маршруты Лабораторные

Исследование поверхностных вод

Г идрохимические Лабораторные

Изучение микроэлементного состава растительности

Биогеохимические

Лабораторные

Измерение концентрации парообразной ртути, отбор газовых проб, пробы воздуха на содержание пыли

Атмогеохимические

Аэрокосмические

Лабораторные

Маршруты в ненарушенных (естественных) условиях проходят от водораздела к дрене бассейна местного стока и вдоль дрены. Участки с повышенной концентрацией загрязняющих веществ должны пересекаться маршрутами. В маршрутах проводится дешифрирование аэроснимков, радиометрические наблюдения, отбираются пробы для геохимических анализов, отмечаются аномалии растительности.

В нарушенных условиях дополнительно прокладываются маршруты от источника загрязнения по направлению предполагаемого простирания ареала загрязнения с учетом розы ветров и направления потока грунтовых вод. Помимо работ, перечисленных выше, отмечаются нарушения рельефа: просадки, оврагообразование, оползни, обвалы, сели, свалки и т.д. На участках сброса загрязненных вод, на действующих водозаборах, каналах и других техногенных объектах отбираются пробы воды для определения тяжелых металлов и радиоактивных элементов.

Опробование проводят конвертом размером 200 х 200 м. Проба каждого вида отбирается равномерно из пяти точек конверта. В качестве представительного горизонта для ненарушенных почв выбирается приповерхностный слой гумусового горизонта. Для нарушенных почв представительным является весь нарушенный слой.

Пробы почв отбираются снизу, из середины и с поверхности генетического горизонта. Глубина опробования в шурфах от 0,06 до 1,2 м. В очагах загрязнения дополнительно берется объединенный образец из 12—15 проб. Средний вес проб составляет около 300 г. Отбор подстилающих пород проводится по литологическим горизонтам до глубины залегания уровня подземных вод. Если необходимо в шурфах и скважинах провести атмогеохимические исследования, то пробы отбираются в стеклянные пробоотборники сразу после вскрытия исследуемого горизонта. Тут же газ десорбируют с помощью дегазатора иод насыщенный раствор поваренной соли (В. Н. Островский и др., 1998).

Донные отложения отбирают по поперечному профилю русла, поэтому в каждой точке опробования получаем объединенную пробу из 3—5 образцов, взятых с глубины 20—40 см. Если дно русла покрыто техногенными илами, пробы берутся по всей мощности илового слоя. Масса пробы 200—300 г.

Донные отложения озер отбираются вне литоральной зоны по слоям или в виде объединенной пробы. Для этого используются пробоотборники: дночерпатели, драги, стра- тиметры, трубки. В болотах пробы берут с верхнего слоя торфяника до глубины 20—30 см.

Опробование донных отложений обычно совмещается с гидрохимическим опробованием поверхностных вод. Гидрохимические исследования позволяют определить физико-химические параметры и солевой состав поверхностных вод. Исследованию подвергаются все реки и притоки. В местах крупных постоянных источников загрязнения необходимо проводить режимные наблюдения.

При мелко- и среднемасштабных исследованиях водотоки длинной 5—10 км анализируются в верховье и приустьевой части. Более протяженные — в среднем через 5—10 км, интервалы опробования крупных рек — 10—25 км. При крупномасштабных исследованиях отбор проб производится через 1—3 км, а в зонах влияния конкретных источников сеть сгущается.

Опробованию подлежат участки впадения притоков и участки, наиболее подверженные техногенному загрязнению, например, места сброса сточных вод и т.д.

Пробы воды берутся у берега и стрежня с поверхности воды, на определенных глубинах (0,5; 3 м от дна) и со дна. На мелких водотоках пробы отбираются на стрежне реки с глубины 0,2 м. Объем одной пробы около 5 л. Смешанные пробы представляют средние данные о составе воды (В. II. Островский и др., 1998).

Атмогеохимические исследования состоят из определения газов в атмосфере, почве, горных породах. Попутно измеряется концентрация парообразной ртути.

Существуют автоматизированные станции контроля за воздушной средой типа АНКОС-АГ, ПОСТ-2, АТМО- СФЕРА-П и др. Станция ПОСТ-2 измеряет концентрации оксида углерода и диоксида серы, отбирает 33 пробы воздуха на определение пяти газообразных примесей, сажу, пыль, измеряет скорость ветра, температуру и влажность воздуха, отбирает пробы воздуха по четырем каналам для последующих лабораторных анализов.

Для определения ртути в атмосферном воздухе используются приборы ГРАД (газортутный анализатор дистанционный), СФАР (селективный фазовый анализатор ртути), ГРОЗА (газортутный оптический зеемановский анализатор); для экспрессного определения ртути в атмосферном и почвенном воздухе применяются АГП-01 (анализатор газортутный переносной) и др.

Пробы атмосферного воздуха на содержание пыли отбираются воздухоотборниками в основном в местах техногенного загрязнения. Наиболее распространенный метод отбора проб — фильтрование. Продолжительность отбора при определении разовых или среднесуточных концентраций составляет 20—30 мин, при непрерывном отборе — 24 ч. Для определения концентраций пыли у поверхности земли пробы берутся на высоте от 1,5 до 3,5 м. Для каждого техногенного объекта устанавливают предельно-допустимый выброс — ПДВ и временно согласованные выбросы — ВСВ.

Частицы газопылевых природных и техногенных выбросов оседают на снежном покрове, исследуя который можно определить нагрузку загрязнения на единицу площади за определенный срок:

где Рп пылевая нагрузка; Р0 вес пыли в пробе; S — площадь шурфа; t — время от начала снегостава до отбора пробы.

Пылевую нагрузку можно рассчитать, исследуя жидкую фазу:

где Р0 масса пыли в пробе; У — объем водной части пробы в литрах.

Опробование снежного покрова производится на всю его мощность. Во второй половине зимы по профилям (2—3 профиля на один лист съемки), ориентированным по направлению розы ветров или по сети опробования, берутся пробы из снегового шурфа.

Пробы отбираются с учетом элементов рельефа: на водоразделах, склонах, террасах, поймах рек, вблизи лесозащитных полос; на участках газопылевых выбросов сеть опробования сгущается. В точке наблюдения определяется мощность снега, плотность при помощи снегомера, описывается рельеф, растительность и степень загрязнения снега. Для получения 3—4 л оттаявшей воды необходимо 5—7 кг снега. Одно десятилитровое ведро снега соответствует приблизительно 3 л оттаявшей воды.

При биогеохимических исследованиях изучается микро- элементный состав растительности. С помощью многозональной (синтезированные снимки), инфракрасной и аэрогамма-съемки можно наметить участки угнетенной растительности, выделить площади для биогеохимического опробования.

Пробы растительности отбирают одновременно с пробами почв. Отбирают простые (один вид растения в одной точке) или составные пробы. Исследуются лишайники, мхи, молодые ветви кустарников и деревьев, желательно засохших. При опробовании культурных растений отбираются те части, которые употребляются в пищу. Вес пробы в сыром виде около 1 кг.

Опробование техногенных пород осуществляется в основном скоростными методами по профилям, проходящим через эти отложения от источника к границам зоны их влияния.

При поиске, разведке и разработке месторождений кроме сетевого опробования применяют метод створов или радиально-лучевой метод.

От объекта по преобладающему направлению розы ветров закладывается створ на расстоянии до 100 км с шагом опробования 0,5; 1,2 до 10 км, далее через 2—5 км в зависимости от масштаба до 30 км, далее с шагом 10 км. В противоположную сторону пробы отбираются через 0,5, 1, 2, 4, 10 км. Перпендикулярно к основному закладывается поперечный створ с шагом опробования 0,5, 1, 2, 4, 10 км.

Пробы почв и ночвообразующих пород отбирают из шурфов с интервалом для первых 0—2, 2—5, 5—10 см и далее через 10 см, для вторых — через 20 см (но не менее трех образцов). Пробы подстилающих пород берутся из шурфов и скважин из каждого литологического горизонта, но не реже чем 0,5 м, а глубже 10 м — через 1 м и с контактов пород.

При радиально-лучевом методе (отбор проб по трансек- там) профили закладываются под разными углами к направлениям господствующих ветров, учитывая формы рельефа. Их протяженность колеблется от 1 до 100 км. Пробы отбираются через определенные интервалы, которые увеличиваются по мере удаления от объекта.

Вблизи постоянного источника загрязнения, например горнодобывающего предприятия, для контроля загрязнения используют автоматические станции контроля (АСК). Так, автоматизированная система АСВА-П определяет в почвах фосфор, кальций, алюминий, марганец, магний, калий, нитраты и ряд других веществ.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >