Изучение внутреннего строения ореола загрязнения почв, определение характера поведения элементов в процессе его формирования

Ореолы загрязнения по отношению к источнику имеют закономерное зональное строение. Оно проявлено как в закономерном изменении концентраций элементов в направлении от эпицентров загрязнения к их периферии (концентрационная зональность), так и в определенной смене геохимических ассоциаций элементов в этом же направлении (ассоциативная зональность). Это связано с проявлением процессов техногенной дифференциации элементов вокруг источника. На характер зональности ореолов влияют природные и техногенные факторы. Техногенные факторы связаны с характером источника загрязнения, его параметрами: интенсивности выбросов, высоты рассеивания вредных веществ, площади источника. Этим фактором определяется также набор загрязняющих веществ, распределяющихся вокруг него в почвенном покрове.

Природные факторы определяются климатическими и ландшафтно-геохимическими условиями. Основными климатическими факторами являются преобладающее направление и скорость ветра, количество и периодичность атмосферных осадков, температура воздуха. Эти факторы влияют на миграционные свойства загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, поверхностным стоком при выпадении осадков. Ландшафтно-геохимические условия влияют на миграцию, локализацию и последующее перераспределение веществ в основных типах ландшафтов территории. Основными факторами при этом являются: характер рельефа (водораздел, крутой или пологий склон, речная долина, балочное понижение и др.); геолого-структурные условия (в основном литология и состав пород приповерхностной подпочвенной части разреза); глубина залегания грунтовых вод (особенно на участках подтопления, заболачивания); характер растительного покрова; тип почв (минеральная часть, особенно гранулометрический состав, органическая часть, микробиологический состав, солесодержание).

Кроме этого, необходимо учитывать форму нахождения вредных компонентов, которая является определяющим фактором их миграции и локализации. При этом устойчивость исходных соединений во внешних условиях, их способность к окислению, к образованию других веществ, в разной степени растворимых в воде или летучих, будет существенно влиять на характер последующего перераспределения в пределах ореола загрязнения почв.

Сложное взаимодействие факторов, влияющих на дифференциацию загрязняющих веществ вокруг источника, приводит к возникновению динамического равновесия в природно-техногенных системах, при котором постоянные изменения, связанные с преобладанием того или иного фактора в различные периоды года, двух-трех и более лет, постоянно сопровождаются корректировкой относительно равновесных условий. Это подтверждается многолетним опытом регулярного изучения ореолов загрязнения в зонах влияния различных источников. Это динамическое равновесие выражается в том, что ореолы загрязнения в разные периоды наблюдения могут несколько смещаться, менять конфигурацию, площадь распространения, интенсивность проявления, иногда набор индикаторных элементов. Однако общие закономерности: характер пространственной приуроченности, набор главных загрязняющих компонентов, наличие концентрационной и ассоциативной зональности ореолов, всегда устанавливаются.

Имеющиеся результаты проведения регулярного мониторинга в связи с различными источниками загрязнения позволяют сделать вывод о том, что чем интенсивнее проявлен процесс техногенного загрязнения, тем более отчетливо выражена концентрационная и ассоциативная зональность формируемого ореола и тем большее количество макро- и микрокомпонентов испытывает значительную дифференциацию в его пределах.

В этой связи кроме умения выделять и картировать аномальные зоны не менее важным является изучение их внутреннего строения, а именно поведения элементов в процессе формирования ореолов.

Задание:

С использованием данных предыдущей лабораторной работы по определению зональности ореолов загрязнения почв изучить характер поведения элементов по направлению от внешних зон ореола к внутренним. Определить группы главных, второстепенных и инертных элементов.

Исходные данные: Результаты химико-аналитических исследований почво-грунтов. Схемы и карты отбора проб и аномальных ореолов в пределах исследуемых территорий. Карты ассоциативной зональности ореолов влияния.

Методические указания:

1. Сформировать выборки проб в соответствии с установленной корреляционным анализом зональности:

- первая выборка соответствует однородной выборке эпицентров загрязнения, например, для r более 0,900;

- вторая, для промежуточных зон ореола определяется по значимым положительным корреляционным связям для проб с меньшим уровнем загрязнения, например, для r от 0,700 до 0,900;

- третья выборка для внешних зон ореола, куда включаются пробы, в которых устанавливается значимая положительная связь с эпицентрами загрязнения при уровне значимости 0,05, например, для r от 0,452 до 0,700;

- четвертая выборка для проб периферии ореола загрязнения, где корреляционная связь с эпицентрами загрязнения не устанавливается и отмечается наименьшая степень загрязнения почв, то есть это тот фон, на котором развивается процесс загрязнения;

- пятая выборка не является обязательной и составляется в случае, когда есть пробы высокого уровня загрязнения, а связи с эпицентром основного загрязнения не устанавливаются, то есть это пробы влияния стороннего источника загрязнения.

2. По каждой из выборок рассчитываются средние коэффициенты концентрации элементов по отношению к фону.

3. Строятся графики, отражающие характер поведения элементов, их уровня концентрирования в каждой из выделенных зон по направлению от эпицентра ореола к его периферии, где в крайней позиции можно разместить пятую выборку, характеризующую дополнительный источник загрязнения.

4. По графикам определяют главную, второстепенную и инертную группы элементов, изучают характер распределения элементов в нутрии ореола загрязнения и за его пределами.

5. По характеру поведения элементов идентифицируют источник загрязнения, определяют зону его влияния, разграничивают зоны влияния сторонних источников загрязнения.