Сорбционный техногенный барьер ( G ). Термодинамические техногенные барьеры ( H )

Ех:SOHE-1

Термодинамические техногенные барьеры ( H ). Они связаны главным образом с понижением давления и нарушением карбонатного равно­весия в водах по известной реакции:

Са(НСОз)₂ à СаСОз + Н₂О + СО₂

раствор

На рис. 3 показан ландшафтно-геохимическиЙ профиль с барье­ром HЗ. Ядохимикаты здесь поступают на водораздел. Максимум на графике связан с накоплением техногенной меди на термодинами­ческом барьере H3 в аккумулятивном ландшафте.

Совмещенные физико-химические техногенные барьеры. Такие барьеры были изучены в Большеземельской тундре в зоне сплошной многолетней мерзлоты с преимущественным развитием торфяно-глеевых почв. В ландшафтах широко распространены природные кисло­родные, глеевые, сорбционные и совмещенные А-G, С-G, A-С барьеры. При поисково-разведочных работах на нефть, в результате работы транспорта и загряз­нения отходами буровых работ (остатки ГСМ, химических реагентов, металлолома, бытовые отходы, разливы буровых растворов) приводят к техногенному преобразованию ландшафта. Происходит перестройка природных гео­химических барьеров: появляются новые техногенные барьеры, нетипичные для природных условий тундры, или происходит техногенное усиление типичных для тундры природных геохимических барьеров.

Наиболее устойчивы в ландшафтах техногенные барьеры, сформировавшиеся на основе природных. Поэтому при создании искус­ственных геохимических барьеров рекомендуется использование свойств природных геохими­ческих барьеров.

При аварийных разливах бурового раствора (с рН > 8) на контакте его с торфяно-глеевой почвой формируется совмещенный геохими­ческий барьер вида ЕЗ - D6(D7), а в зоне разгрузки почвенных вод на участке бурения - A2-G7. На буровых площадках в верхней части почвенного профиля отмечается усиление глеевых процессов и форми­рование барьеров вида С6-G6.

СОЗДАНИЕ ИСКУССТВЕННОГО ТЕХНОГЕННОГО БАРЬЕРА

ДЛЯ БОРЬБЫ С ТЕХНОГЕННЫМ ЗАГРЯЗНЕНИЕМ МЕДЬЮ

В Молдавии в связи с развитием садоводства и виноградарства актуальна проблема загрязнения среды медью, техногенные соединения которой накапливаются в растениях, почвах, поверхностных и подзем­ных водах. Здесь уже в течение 70 лет для борьбы с болезнями винограда широко применяются медьсодержащие ядохимикаты, преи­мущественно смесь медного купороса с известковым молоком (бордо­ская жидкость). В среднем на площади под виноградниками ежегод­но вносится от 6 до 8 тыс. т меди, которая, попадая в почву, неизбежно включается в миграцию. В результате в центральной и южной частях республики уже сформировалась особая техногенная геохимическая провинция с высоким содержанием меди (в почвах под виноград­никами до сотых долей процента, а в местах избыточного при­менения бордоской жидкости — до целых процентов).

Виноградники, как правило, располагаются на водоразделах и верх­них частях склонов, т.е. в автономных и трансэлювиальных ланд­шафтах, и являются поставщиками меди в подчиненные суб- и супер-аквальные ландшафты. В результате происходит загрязнение медью вод, донных отложений водоемов, почв долин, где обычно распо­лагаются населенные пункты и огороды. Высокое содержание меди в водах рек центральной Молдавии отмечается на всем их протяжении.

Содержание меди в подчиненных ландшафтах часто выше, чем в элювиальных. Уменьшение загрязнения этих ландшафтов может быть достигнуто путем локализации потоков рассеяния меди. Такую локали­зацию предлагают осуществлять на геохимических барьерах.

Техногенная медь осаждается на геохимических барьерах многих типов: механических, биогеохимических, физико-хими­ческих, испарительных, термодинамических, сорбционных и др. Выше были приведены примеры накопления техногенной меди на таких барьерах. Наиболее эффективно задерживается механическим и щелочным барьерами.

Для снижения избыточного обогащения ландшафтов Центральной Молдавии техногенной медью, используемой в агропромышленном производстве, разработан "Способ локализации техногенной меди". На пути техногенных потоков меди предложено создавать искусствен­ный щелочной геохимический барьер из карбоната кальция: повышение рН на барьере от 6 до 8,5 приводит к осаждению техногенной меди в виде плохо растворимого гидрата окиси или основного карбоната. Искусственный барьер предлагается располагать на пути миграции техногенных потоков в виде земляного вала и траншеи с внутренней стороны вала. Траншея треугольного сечения должна быть заполнена смесью карбонатного материала и крупнозернистого песка.

Искусственный геохимический барьер был испытан в полевых условиях. С этой целью на склоне в районе, не подвергающемся прямому воздействию медьсодержащих препаратов, была выбрана площадка размером 35Х35 м, апробированная по профилям через 5 м (всего 7 профилей) с шагом опробования 2,5 м. Общее количество проб — 91.

На площадке были построены два варианта искусственного гео­химического барьера: земляной ров с насыпью, заполненной карбо­натными отходами камнепильного производства и крупнозернистым песком; полоса упомянутого состава на поверхности почвы. Протя­женность полос барьера по 12 м каждая. Расположены они в центре склона таким образом, чтобы средняя часть 35-метрового интервала была не занята телом барьера (рис. 7).

Выше линии барьера были вынесены на поверхность почвы 53 кг ядохимиката полосой 35Х10 м, что составляет примерно 10-летнюю дозу меди под виноградниками.

Через полгода после вынесения ядохимиката было проведено пов­торное опробование почвы под профилями. Результаты анализов представлены на рис. 8, из которого видно, что в средней части участка, не перегороженного барьером, образовался поток техноген­ной меди, направленный по падению склона. С боковых частей пло­щадки над полосами барьера медь также продвинулась по падению склона. Ниже обоих полос барьера медь не продвинулась. На самом барьере произошло накопление техногенной меди в виде корочек малахита, покрывающих частицы карбоната кальция. Таким образом, картина распределения меди подтверждает эффективную работу щелоч­ного геохимического барьера, его способность локализовать избы­точные количества меди.

Рис. 7, Площадка для испытания искусственного щелочного тсхногенвого барьера (начало эксперимента)

/ — медьсодержащие ядохимикаты; 2 — тело барьера (траншея, заполненная из­вестковой крошкой); 3 — места отбора проб

Рис. 8. Распределение меди на испытательной площадке через полгода после начала эксперимента

Медьсодержащие ядохимикаты (в n-10"*%): 1 =<5. 2 = 5-10,

3 = 10-15, 4 = >15; 5 - тело барьера; б - места отбора проб

Описанный способ локализации загрязнения является принципиально новым среди способов и приемов защиты среды от загрязнения. В его основе лежит мобилизация имеющихся в природе потенциаль­ных возможностей для самоочищения. Метод достаточно экономичен: не требует сложных технологических операций и специальных конструк­ций, минимально энергоемок, не требует большого внимания при эксплуатации. Искусственный щелочной геохимический барьер может быть использован для локализации не только меди, но и техногенных потоков большой группы металлов.

Литература:

1. Перельман А.И., Борисенко Е.Н.,Мырлян Н.ф., Тентюков М.П. – Техногенные геохимические барьеры