Блинов С.М., кандидат геолого-минералогических наук, доцент Губин С.А., кандидат геолого-минералогических наук, ассистент Батурин Е.Н., аспирант (Пермский государственный национальный исследовательский университет)
ХАРАКТЕРИСТИКА СНЕЖНОГО ПОКРОВА В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ ПО ДОБЫЧЕ И ПЕРЕРАБОТКЕ КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ СКРУ-3
Представлены результаты исследований снежного покрова на территории Верхнекамского месторождения в связи с возможным атмохимическим переносом от промышленных объектов добычи и переработки солей. Получены результаты снегомерной съемки и лабораторных исследований, выполнен пространственный анализ сноухимических полей. Установлены закономерности распределения удельного запаса элементов в снежном покрове.
Ключевые слова: снежный покров, атмохимический перенос, снегомерная съемка, сноухимиче-ские поля, удельный запас веществ в снежном покрове.
SNOW COVERING CHARACTERISTIC IN LOCATION OF SALT EXTRACTING AND PROCESSING PLANT OF SKRU-3
The results of snow cover investigation are represented. Researches are linked with possibility of atmospheric contamination transfer from salt extracting and processing industrial objects, which are located on Verkhnekamskoe deposit territory. The results of snow measuring and laboratory investigation have been received; performed spatial analyses snow chemical fields. It has been established regularity of specific material reserve distribution.
Keywords: snow covering, atmospheric contamination transfer, snow measuring, snow chemical fields, specific material reserve.
Введение. Важным показателем степени техногенной нагрузки на атмосферный воздух в течение зимнего сезона является состояние снежного покрова, который накапливает загрязнения и сохраняет геохимическую информацию до начала таяния. В период снеготаяния химические элементы и соединения, содержащиеся в снеге, поступают в поверхностные воды и донные отложения водоемов, почвы, горные породы верхней части разреза и подземные воды. Несмотря на низкую стоимость работ, снегомерная съемка является достаточно информативным методом, что позволяет использовать ее для решения важных геоэкологических задач [2, 7].
Методика работ. Исследования снежного покрова на территории Соликамского калийного рудоуправления 3 (СКРУ-3) проводились в конце марта 2011 г. (рис. 1), перед началом снеготаяния, в соответствии с «Временными методическими указаниями для производства отбора и обработки проб снежного покрова в городах и их окрестностях на комплекс загрязняющих веществ» [3] и руководящими документами Росгидромета [5].
Для изучения состояния снежного покрова на исследуемой территории задана нерегулярная сеть опробования, включающая 16 точек наблюдения. Исследования проведены в северной части территории, где расположены промышленные объекты СКРУ-3. В южной части источники загрязнения отсутствуют, поэтому там была отобрана условно фоновая проба. В каждой точке проведен отбор проб снега, а также измерение высоты снежного покрова и плотности снега для оценки запасов воды, содержащейся в снеге. Каждая проба являлась сборной, состоящей из нескольких (не менее 5) частных проб (кернов снега), отбираемых с помощью стандартного снегомера-плотномера по методу конверта.
Пробы снега после растапливания при комнатной температуре подвергались фильтрации. По осадку на фильтрах определено содержание взвешенных веществ. Исследования химического состава талой воды включали определения СОз2-, НСОз-, БОД С1-, N03", N0^, Са2+, М§2+, Ка+ и К+, КН4+, Беобщ., К, Ы+, Ва2+, Бг2+, сухого остатка, рН, удельной электропроводности, перманганат-ной окисляемости, общей и карбонатной жесткости. Анализ снеговых вод выполнен в сертифицированной лаборатории кафедры динамической геологии и гидрогеологии Пермского университета.
Обсуждение результатов. Высота снежного покрова на территории исследований по данным на 2011 г. изменяется от 0,47 до 0,93 м, при среднем значении 0,78 м; плотность снега колеблется в пределах 0,18-0,30 г/см3, при среднем значении 0,24 г/см3. Удельный запас воды в снежном покрове, рассчитанный по значениям высоты и плотности снега, изменяется от 114 до 251 мм при среднем значении 185 мм.
В ходе лабораторных исследований установлены величины рН талых снеговых вод, которые указывают на существенные вариации кислотно-щелочного баланса и составляют 4,8-6,5 единиц. Следует отметить, что закисление почвы, водоемов и подземных вод наблюдается при рН осадков ниже 4,6. Среди анионов в талых водах установлено преобладание гидрокарбонатов, хлоридов и сульфатов. Хлоридный состав талых вод отмечается в точках, расположенных в непосредственной близости от промышленной площадки СКРУ-3. Доминирующим катионом в составе снеговых вод на территории исследований является кальций. Однако в районе промплощадки преобладают натрий и калий. Минерализация снеговых вод изменяется в диапазоне 9-65 мг/дм3.
В настоящее время не разработаны нормативные документы, регламентирующие предельно допустимые концентрации элементов в снежном покрове. Для оценки состояния снежного покрова ряд исследователей проводит сравнение содержания загрязнителей в талой воде с ПДК для централизованных источников питьевого водоснабжения. Сравнение показало, что ни один из определяемых компонентов на территории исследований не превышает нормативных значений.
По результатам исследования снежного покрова согласно РД 52.04.186-89 [5] был рассчитан удельный запас компонентов, который учитывает концентрацию химических веществ в талой воде и показатель влагозапаса.
Так как нормы удельного запаса веществ в снежном покрове не установлены нормативными документами, оценка состояния снежного покрова выполнена на основании сравнения данного показателя на территории исследований с районами, где воздействие на компоненты природной среды минимально [0]. Для определения фоновой величины удельного запаса веществ использованы результаты снегомерной съемки 2011 г. на Половодовском участке Верхнекамского месторождения, который расположен восточнее и характеризуется отсутствием промышленных предприятий. По результатам наблюдения в 8 точках, расположенных на значительном удалении от источников загрязнения, рассчитаны средние значения, которые были приняты за условный фон. Согласно СП 11-102-97 рекомендованным пороговым значением для оценки компонентов окружающей среды является трехкратное превышение ПДК или фоновых значений.
Рис. 1. Обзорная карта района исследований (участок работ обозначен квадратом)
Условные обозначения:
точки снегомерном съемки
содержания компонента не превышают фоновые значения
содержания компонента превышают фоновые значения в 1-3 раза
содержания компонента превышают фоновые значения более чем в 3 раза
Рис. 2. Распределение удельного запаса хлоридов, натрия и калия на территории СКРУ-3
Результаты распределения величины удельного запаса в снеге основных макро- и микрокомпонентов, взвешенных веществ приведены на рисунках 2-3. Не отмечены крапом зоны, где значения удельного запаса компонентов в снеге ниже средних показателей условного фона. Редкой штриховкой показаны зоны, где значения удельного запаса компонентов в снеге в 1-3 раза превышают фон. Густой наклонной штриховкой на рисунках показаны участки с более чем 3-х кратным превышением фона [6].
В связи с этим, по характеру распределения удельного запаса веществ в снежном покрове можно выделить две группы компонентов. К первой группе относятся элементы, непосредственно связанные с добычей и переработкой калийных солей: С1, К и К (рис. 2). Для нее характерно превышение фоновых показателей в 3 раза и более непосредственно на территории предприятия СКРУ-3. Вытянутость ореола от промплощадки в сторону нежилого н.п. Бакалдиха свидетельствует о том, что атмохимический перенос элементов в 2011 г. происходил преимущественно в северо-восточном направлении. На большей части территории шахтного поля СКРУ-3 содержание хлоридов натрия и калия в снежном покрове соответствует фоновым показателям [4, 8].
- 2-
Ко второй группе относятся все остальные определяемые компоненты: НСО3, Б04 ", Са2+, М§2+, К03", ККН4+, Беобщ и др. (рис. 3). Эти компоненты достаточно равномерно распределены по территории исследований. Трехкратных превышений фоновых показателей не обнаружено. Значения удельного запаса взвешенных веществ для территории исследований невысоки и соответствуют природно-фоновым.
Распределение удельного запаса всех растворимых веществ в снеге представлено на рисунке 4.
Максимальные значения, с трехкратным превышением средних фоновых значений, характерны в основном для территории в пределах санитарно-защитной зоны предприятия. На большей части территории удельный запас растворимых веществ соответствует природно-фоновым значениям [9].
Выводы. В результате исследований установлены закономерности распределения химических элементов и соединений в снежном покрове. Большая часть определяемых веществ не связана с процессом добычи и переработки солей. Их удельный запас в снежном покрове соответствует природно-фоновым значениям. Связи между распространением этих компонентов и расположением промплощадки предприятия не выявлено.
Условные обозначения:
.1
точки снегомерной съемки
содержания компонента не превышают фоновые значения
содержания компонента превышаюг фоновые значения в ]-3 раза
содержания компонента превышают фоновые значения более чем в 3 раза
Рис. 3. Распределение удельного запаса гидрокарбонатов, сульфатов и магния
на территории СКРУ-3
Условные обозначения
,1
точки снегомерной съемки
содержания компонента не превышают фоновые значения
содержания компонента превышаю] фоновые значения в I -3 раза
содержания компонента превышают фоновые значения более чем в 3 раза
Рис. 4. Распределение удельного запаса всех растворимых веществ на территории СКРУ-3
В распределении Cl, Na и K прослеживается отчетливая связь с расположением объектов
СКРУ-3. На территории предприятия выявлены трехкратные превышения средних фоновых
значений. Однако следует отметить, что зоны с высокими значениями удельного запаса этих
элементов находятся
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.