авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 43 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ...»

-- [ Страница 28 ] --

Психологические аспекты взаимоотношений с природой: мировоззрение и действия. Экологическое мировоззрение, т. е. система взглядов, воззрений на природу и общество или спектра допустимых взаимоотно шений с ней, является важной базой природозащиты, так как экологическое мировоззрение является первона чальным источником мотивации природохраны. Многие сторонники экозащиты сейчас проводят «эко-занятия» с детьми и взрослыми, публикуют материалы о новых для России экологических идеях. Организаторы таких меро приятий стараются сменить мировоззрение потребительского отношения к природе на «экологическое». Мы понимаем экологические отношения к природе как мировоззрение, в котором человек – часть природы, а не вла делец е.

Однако, исследование в г. Иркутске доказывает, что наличие «экологически устойчивого мировоззре ния» (в котором человек представляет себя частью природы, признавая серьезность современных экологических проблем и соглашаясь с утверждением, что способности человека ограниченны) не является обязательным инди катором склонности этого человека участвовать в конкретных природзащитных действиях. Наблюдение, что мировоззрения человека, далеко не всегда соответствуют его участию в природоохранительных мероприятиях, подчеркивает необходимость социального и психологического подхода к решению экологических проблем и охраны окружающей среды. Мы должны уяснить психологию человека, чтобы понять, почему он охраняет или уничтожает природные ресурсы, а чаще всего остается равнодушным наблюдателем надвигающейся экологиче ской катастрофы.

Рассмотрим один пример из собственных наблюдений стандартного проявления экологического миро воззрения в г. Иркутске. В соответствии с нашим ожиданием, подавляющее большинство наших респондентов, которые являлись активными членами или руководителями иркутских экологических организаций (n = 65), про явили осознанность экологического мировоззрения. Уровень «экологичности» их мировоззрения мы мерили международным индексом «Новая экологическая парадигма» (Dunlap, 2000). В среднем, наши респонденты про явили относительно высокий рейтинг экологичности (57 из 75 возможных баллов) и только по трем вопросам ответы респондентов не соответствовали эталону западного экологического мировоззрения. Т.е. в основном они делают упор непосредственно на охрану окружавшей среды. Однако, экологическое мировоззрение респонден ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР тов не обязательно ассоциируется с совершением действий, которые применяются на практики по охране окру жающей среды.

В наш опрос мы включили другой индекс, разработанный нами, о «зеленных привычках». В этом ин дексе, мы считаем «зелеными» те конкретные действии, которые являются «ежедневными» возможностями при родозащиты: повторное использование отходов, переработка бумаги, бутылок и т.д., отношение к мусору на улицах, про-экологически влияние на знакомых. Наши респонденты в среднем набрали лишь 11 из 20 возмож ных баллов в индексе (n = 65). Таким образом, мы видим, что отсутствует связь между мировоззрением и дейст виями.

Это явление мы можем объяснить, рассматривая теорию ученых Айзена и Фишбайна об «обдуманных действиях». Эти ученые описывали образец усвоения представления о мире, в котором объясняется необходи мость соединения абстрактных концептов с жизнью на бытовом уровне, с конкретным опытом или образовани ем. Необходимо конкретно осознавать эту связь между представлениями и «настоящей» жизнью, чтобы эти представления действительно влияли на действия человека. Иначе, человек может иметь мнение, мировоззрение, которое не соответствуют его действиям. Отсутствие таких связей является барьером к природозащите;

так как не используются самые базовые (т.е. психологические) отношения человека-природы в пользу охраны окру жающей среды.

Инфраструктура: создание связь между мировоззрением и действиями. Исходя из интерпретации дан ного явления, которое абстрактно объясняется теорией Азбейн и Фишбейн, мы понимаем, какие обстоятельства могут позволить реализации экологического мировоззрения. Социальная и инфраструктурная среда, в которой реализуются «зеленые привычки» и в которой конкретные действия человека соответствуют его мировоззрению характеризуется общим экологическим мировоззрением, возможностями реализовать «экологичные» действии, и также высоким уровнем информированности о том, как реализовать данные действии. Однако эта среда редко достигает совершенную форму в современной России. Это явление объясняется противоречием мировоззрения, проникающего с запада, и внутренней инфраструктурой, которая не позволяет реализовать это мировоззрение.

Глобальное экологическое движение имеет в своем ряду активистов, в основном горожан пост промышленных стран и их представления о нужной для их общества отношения человека – природы и инфра структуры иные, чем у представителей развивающих и переходных стран. Это явление, в которое проникновение экологических ценностей запада формирует преставления о том, как население переходных стран должно отно ситься к природе, противоречит отсутствию постиндустриальной инфраструктуры, которая позволяла бы реали зовать это новое мировоззрение запада. Например, в г. Иркутске, экологисты, под влиянием западной экологиче ской литературы, заинтересовались возможностями перерабатывать мусор, но инфраструктура переработки му сора недоразвитая, вернее она практически отсутствует.

Вот почему кажется противоречивым включение в наш индекс конкретных экологических действий, и действии, которые не напрямую связаны с инфраструктурой. Так, например повторное использование бытовых отходов, сбор мусора и активность в экологическом движении. Мы ждали, что респонденты совершали бы те действия, которые не связаны с инфраструктурой. Наши респонденты, однако, очень редко совершали эти дейст вия.

Мы должны обратить внимание на другой раздел опроса, с помощью которого мы можем найти объяс нение этого противоречия в наших данных. В этом разделе мы рассмотрели частоту других действий, не связан ных с инфраструктурой. Но в отличие от действий в первом индексе, действия во втором разделе связываются не с ценностями глобального экологического движения, а с традиционным образом жизни Сибиряков. По большему счету, реализация мировоззрения зависит от наличия административной природоохранной инфраструктуры, но не только от нее. Ведь, есть и другие способы жить «устойчиво», (т. е. безалаберно потреблять природные ресур сы), кроме тех, которые популяризируют глобальное экологическое движение.

Мы разработали индекс традиционных отношений к природе, считая, что совершение действий, связан ных с традиционным образом жизни, (т. е. образ жизнь который признает прямую взаимосвязь между человеком и природой) также может являться индикатором «экологичности» мировоззрения. Мы спрашивали, охотятся ли наши респонденты, отапливают свое помещение дровами, занимаются ли они ремеслом, используя естественные материалы, и потребляют ли они в пищу натуральные продукты. Наши респонденты, в общем, продолжают реа лизовать традиционное, экологическое устойчивое мировоззрение их предков в соответствии со степенями, ко торые современная инфраструктура позволяет и поддерживает их реализации. 97 % респондентов потребляют в пищу натуральные продукты. Боле 50 % респондентов ответили, что они топят дома дровами и занимаются тра диционными ремеслами. Процент респондентов, которые отапливают свои жилища дровами ограничен тем, что многие живут в г. Иркутске, в благоустроенных квартирах. Несмотря на то, что все опрошенные участвуют в городских, а не в сельских экологических организация, мы считаем, что и 50 % довольно большая часть респон дентов. Сравнительный низкий процент охотников (лишь 38 %) объясняется тем, что многие из наших респон дентов – вегетарианцы или отказываются от добычи мяса. Низкой процент также объясняется сложностями в получение оружия и его регистрации, ограничении охотных сезонов, скудностью животного мира вокруг горо дов, из-за того, что зверей уничтожили браконьеры в голодные годы и т. д.

Тот факт, что наши респонденты предпочитают потреблять в пишу натуральные продукты, чаше всего выращенные недалеко от Иркутска, служит примером реализации традиционного экологического мировоззре ния, благодаря развитой инфраструктуры местной торговли. Лавки на рынке, где местные жители могут прода вать свои продукты, развитая система транспорта до центрального рынка г. Иркутска, рыночные отношение, которые вписываются в традиции местных жителей, а порой торговля продуктами со своего огорода является единственным источником дохода и т. д.

СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Итак, мы видим, что противоречие между экологическим мировоззрением (и старым, традиционным, так и новым, западным) и действиями, скорее всего, связаны с отсутствием инфраструктуры, необходимой для реализации любого экологического мировоззрения. Но сегодня, когда мировое общество старается как можно активнее участвовать в процессе глобализации (в международном рынке, в обмене идей и культур) инфраструк тура для реализации западного экологического мировоззрения является особенно важной. В России, новое, за падное представление об отношении к природе и «зеленых привычках» проникает в ценностную картину мира россиян как дополнение к традиционным ценностям. Отсутствие соответствующей инфраструктуры и финанси рования, однако, не позволяет внедрять новые западные методы и, как следствие, это мировоззрение не находит сегодня путей реализации.

Глобализация России и проникновение новых отношений к природе требуют поддержку локальных экологических инициатив, сосредоточение на развитии местных инфраструктур. К сожалению, многие из зару бежных грантов направлены на распространение теории глобального экологического движение, на «экологоза цию», мировоззрения мирового общества, а не на действенное решение локальных проблем. Хотя эти идеи ак тивно распространяются, без инфраструктурной поддержки, они не имеет практического значения для сохране ния окружающей среды. Лучшим способом продвижения реализации экологического мировоззрения является участие в гражданских процессах, начиная с локального уровня, где можно требовать от государства инфра структурную продержку. Экологические программы охраны окружающей среды должны сосредоточиваться на локальном решение экологических проблем, а не на импортирование зарубежных идей, которые вряд ли подхо дят к чужим социальным и природным условиям и чаше всего отвлекают от реального решения проблем.

ОЦЕНКА ЗАВИСИМОСТИ ВЕРОЯТНОСТИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЙ ОТ ИЗМЕНЕНИЯ УСКОРЕНИЯ ВРАЩЕНИЯ ЗЕМЛИ И.А. Цурко Научный руководитель профессор В.И. Уткин Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург, Россия Ежегодно на всей Земле происходит около миллиона землетрясений, но большинство из них так незна чительны, что они остаются незамеченными. Действительно сильные землетрясения, способные вызвать обшир ные разрушения, случаются на планете примерно раз в две недели. Возможный прогноз землетрясений позволил бы избежать значительных потерь.

Прогноз землетрясения – это заблаговременное определение места, времени и силы ожидаемого сейс мического события. Для этого необходимо изучить не менее трех прогнозных параметров, которые позволяют создать систему определения основных параметров будущего события. Но дать такой полный прогноз удается редко, и в практических целях используют более простые варианты. Первым приближением к прогнозу служит сейсмическое районирование, отвечающее на вопрос, какой силы подземные толчки в принципе могут ожидаться в данной местности. Различные степени приближения по времени дают долгосрочный (десятки лет), среднесроч ный (годы, месяцы) и краткосрочный (дни, часы) прогнозы землетрясений. Для долгосрочного прогнозирования необходимо проанализировать предшествующие события, набрать статистические данные сейсмологических исследований за много лет по конкретным районам и построить на этой основе карты сейсмического райониро вания и сейсмической опасности, которые дают вероятностные значения по месту, времени и мощности события.

Несмотря на отдельные промахи при практическом использовании алгоритмов расчета сейсмической опасности, можно сказать, что проблема долгосрочного прогноза тектонических землетрясений в виде вероятностных моде лей в принципе решена [2, 3]. Достаточно надежно решаются проблемы среднесрочного (год, месяцы) прогноза, решение которых также основано на изучении истории сейсмических событий [1]. Несмотря на большой объем исследований в различных направлениях сейсмологии и геодинамики, решение проблемы краткосрочного (дни, часы) прогноза тектонических землетрясений остается такой же загадочной и непредсказуемой [1, 3].

Необходимым условием возникновения тектонического землетрясения является наличие необходимого напряжения в земной коре, которое вызывается деформированием литологического блока или литологической плиты.

Достаточным условием можно считать появление некоторой внешней силы, которая спровоцирует сброс напряжения. Таким образом, для краткосрочного прогноза необходимо определить эту внешнюю силу и сопоста вить с информацией о напряженных состояниях планеты. Разница в величине энергии землетрясений (самое мощное – порядка 1017-1018 Дж) и энергии вращения Земли (по различным оценкам 10 30-1032 Дж) составляет поч ти полтора десятка порядков. Причем, ввиду неравномерности вращения Земли, вариации энергии вращения Земли сопоставимы с энергией землетрясения. Учитывая это, можно сделать предположение, что кратковремен ное изменение скорости вращения планеты является достаточным условием для возникновения землетрясения.

В качестве обрабатываемого материала использовались данные сейсмического каталога NEIS и катало га IRES (Каталог точного времени) за 2000 и 2010 годы. В первую очередь при проводимых исследованиях была изучена плотность землетрясений в указанные годы. В подсчет вошли все сейсмические события с магнитудой большей или равной 5, в том числе повторяющиеся в одном и том же эпицентре, с небольшим временным интер валом. Наша планета, вращаясь неравномерно, в точках изменения ускорения генерирует достаточно мощный механический импульс, который воздействует на земную кору и вызывает сброс накопленной упругой энергии.

Точками, в которых ускорение Земли меняет свой знак, являются экстремумы второй производной длительного ряда изменения продолжительности суток (условное обозначение – lod’’). Как показано на рис. при сопоставле нии графика lod’’со значениями магнитуд можно сделать вывод, что после экстремума функции lod’’ в течение ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР 2-3 дней происходит землетрясение с достаточной магнитудой. Следовательно, на основе вариаций вращения Земли возможно определение начала сейсмического события за 24-48 часов до его наступления, что позволяет говорить о возможности краткосрочного прогноза. Но интенсивность и координаты землетрясения с помощью этой методики определить невозможно, поэтому можно рекомендовать комплексирование этой методики с дру гими способами, определяющими координаты и силу землетрясения. Тем не менее, полученный результат уже дает возможность для дальнейших исследований в данном направлении. Связь неравномерности вращения с величиной магнитуды не наблюдается, но тенденция изменения соблюдается для обоих параметров одинаково.

Рис. Зависимость между производной скорости вращения Земли и магнитудой в январе 2000 года Условные обозначения: 1 – график производной скорости вращения Земли, м/с2 (lod);

2 – магнитуда, усл. ед.

На основе приведенных данных можно сделать следующие выводы:

1. Неравномерность вращения планеты является одним из мощных факторов, воздействующих на зем ную кору и приводящую к инициализации землетрясений в различных точках по всей планете.

2. Вариации вращения планеты всегда предшествуют росту общей сейсмичности Земли, поскольку из менение скорости вращения планеты вызывает перераспределение масс в земной коре и соответствующее воз действие на участки земной коры, накопившие избыток упругой энергии. Как правило, это известные сейсмоген ные зоны.

3. За счет перестройки земной коры при изменении скорости вращения Земли рост сейсмичности (появ ление первых землетрясений, инициированных изменением скорости вращения) наблюдается через 24-48 часов после регистрируемого изменения скорости вращения Земли. Этот факт имеет особое значение при оценке воз можности краткосрочного прогноза землетрясения.

4. Смена знака ускорения вращения планеты служит общим (для всех землетрясений планеты) кратко срочным предвестником тектонического землетрясения.

Литература Завьялов А.Д. Средесрочный прогноз землетрясений: основы, методика, реализация. – М.: Наука, 2006. – 1.

с.

Кейлис-Борок В.И., Кособоков В.Г. Комплекс долгосрочных предвестников сильнейших землетрясений мира // 2.

Землетрясения и предупреждение стихийных бедствий: Труды XXVII Международного геологического конгрес са. – М., 1984. – Т.6. – С. 56 – 66.

Соболев Г.А. Основы прогноза землетрясений. М.: Наука, 1993. – 314 с.

3.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РИСКОВ ВОЗДЕЙСТВИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ Е.Н. Юнда Научный руководитель доцент А.Ю. Годымчук Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Наноматериалы имеют самые широкие перспективы применения в различных отраслях производства: в лакокрасочной, текстильной промышленностях, электронике, медицине и др. Применение наноразмерных по рошков обусловлено рядом новых, кардинально отличающихся свойств нанопорошков по сравнению с грубо дисперсными порошками того же состава. При переходе в наноразмерную область реакционная способность вещества может увеличиваться [1]. Такие данные вполне могут объяснять повышенные токсичные свойства на номатериалов [2]. Многочисленные данные о токсичности наноматериалов и их повышенной активности при СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ попадании в живые организмы делают прогнозирование рисков при их производстве очень актуальной задачей.

Цель данной работы заключалась в анализе прогностических факторов и условий воздействия наноматериалов на живые организмы с использованием литературных источников, а также экспериментальных результатов.

Одним из условий возникновения потенциального вредного воздействия наноматериалов на живые ор ганизмы является производство нанопорошков – место, в котором концентрация наночастиц может достигать критических значений. Так, увеличение спроса на нанопорошки подталкивает производителей к наращиванию мощностей. Например, компания CNano (США) в 2009 г. завершила строительство крупного завода в Китае по производству углеродных нанопорошков мощностью 500 т/год, японская компания Showa Denko намерена на растить объемы до 650 т/год, а бельгийская Nanocyl – до 150 т/год [3]. В Томске производство нанопорошков металлов и их соединений суммарно достигает 1 т/год [4, 5].

Следующим условием возникновения потенциальных рисков нанопорошков является использование товаров, содержащих наноматериалы. Металлические нанопорошки добавляют к моторным маслам для восста новления трущихся поверхностей. Наноматериалы используют в качестве сверхпрочных конструкционных мате риалов и износостойких покрытий. В военном деле они применяются в качестве радиопоглощающего покрытия, а также при изготовлении взрывного оружия [6]. Применение косметических средств и товаров гигиены, содер жащих наночастицы, обеспечивает непосредственный контакт наноматериалов с потребителем. Например, не токсичные по своей природе частицы TiO2, традиционно использующегося в косметике, проявляют повышенное цитотоксическое действие при переходе в наноразмерное состояние [7].

Важным фактором в прогнозировании рисков наноматериалов является незащищенность организма от проникновения наночастиц через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт и кожный покров [8,9]. При этом наночастицы благодаря размеру быстро разносятся кровью и лимфой по организму и попадают в органы мишени (печень, селезенка, мозг и т.д.).

Одним из важных факторов является доказательство токсического действия наноматериалов при взаи модействии с живыми организмами. Так, наночастицы могут целиком всасываться (без растворения), могут рас творяться с образованием новых продуктов, вызывая общетоксическое, раздражающее, сенсибилизирующее, канцерогенное, мутагенное действие, а также влиять на репродуктивную функцию живого организма [10].

Также одним из важных условий прогнозирования потенциальных рисков является склонность нанома териалов к агломерации при попадании в биосреды и накапливании агломератов в тканях и органах организма.

Так, с помощью метода лазерной дифракции было определено, что в простейших физиологических растворах диаметр частиц и агломератов нанопорошка цинка увеличивается от 40 мкм до 50 мкм (дистиллированная вода, фосфатный буфер) и до 70 мкм (раствор глюкозы) (рис.1).

Глюкоза Дист. вода Фосфатный буфер Средний диаметр агломератов, мкм 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 t, мин Рис.1. Изменение среднего диаметра агломератов нанопорошка цинка в зависимости от вре мени Далее важным фактором воздействия наноматериалов на живые организмы может являться изменение морфологии и состава. На рис. 2-3 представлены данные электрономикроскопического исследования нанопо рошка Zn. На поверхности частиц исходного образца могут образовываться пористые структуры, а также кри сталлы вытянутой формы с неправильными гексагональными гранями. Результаты рентгенофазового анализа того же образца и продуктов взаимодействия нанопорошка с физиологическими растворами показывают увели чение доли ZnO в образце от 24 мас.% до 36-50 мас.%.

ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Рис.2. Морфология исходного Рис.3. Морфология продуктов взаимодействия нанопорошка цинка нанопорошка цинка с дистиллированной водой Растворимость металлических частиц в биосреде является одним из источников высокотоксичных для организмов ионов тяжелых металлов (Zn, Fe, Ni, Cd, Pb и др.). В работе с помощью экспериментального наблю дения было показано, что физиологический раствор, в котором находится нанопорошок цинка, приобретает го лубоватую окраску, что, вероятно, связано с поступлением в него ионов цинка.

Таким образом, проведенный литературный обзор и экспериментальный задел позволяют сделать вывод о наличии целого ряда факторов и условий возникновения потенциальных рисков воздействия наноматериалов на живые организмы. Расширение производства нанопорошков, неизбежный контакт наноматериалов с окру жающей средой, малый размер и повышенная реакционная способность – все это дает основания для прогнози рования высокого риска негативного воздействия наноматериалов, а, следовательно, необходимости применения специфических мер для защиты и предупреждения воздействия наночастиц на живые организмы.

Литература Астанкова А.П., Годымчук А.Ю., Громов А.А., Ильин А.П. О кинетике саморазогрева в реакции нанопорошка 1.

алюминия с жидкой водой // Журнал физической химии. – 2008. – Т. 82, № 11. – С. 2126 – 2134.

2. Ким С. От углеродных волокон – к нанотрубкам // The Chemical Journal. – 2009. – С. 60 – 65.

3. Лернер М.И. ООО «Передовые порошковые технологии», г. Томск, Россия: http://www.nanosized-powders.com 4. Яворовский Н.А. НИИ высоких напряжений, г. Томск, Россия: http://www.impulse.tom.ru/ndp/ndp-02.html 5. Анциферов В.Н. Новые материалы. – Москва: МИСИС, 2002. – С.35 – 36.

6. Vevers W.F., Jha A.N. Genotoxic and cytotoxic potential of titanium dioxide nanoparticles on fish cells in vitro // Eco toxicology. – 2008. – V. 17. – P. 410 – 420.

7. Oberdrster G., Oberdrster E., Oberdrster J.. Nanotoxicology: An Emerging Discipline Evolving from Studies of Ultrane Particles // Environmental Health Perspectives. – 2005. – V. 113. – № 7. – P. 823 – 839.

8. Sahoo S.K., Parveen S., Panda J.J. The present and future of nanotechnology in human health care // Nanomedicine:

Nanotechnology, Biology and Medicine. – 2007. – № 3. – P. 2 0– 31.

9. Tinkle S. Skin as a Route of Exposure and Sensitization in Chronic Beryllium Disease // Environmental Health Pers pectives. – 2003. – № 111. – P. 1202 – 1208.

10. Wang B. Acute toxicity of nano- and micro-scale zinc powder in healthy adult mice // Toxicology Letters. – 2006. – V. 161. – № 2. – P. 115 – 123.

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ В РАЙОНАХ МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ СЕРНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Д.А. Яблонская, Т.Н. Лубкова Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва, Россия В современных условиях метасоматические серные месторождения вследствие огромных объмов ми нерального сырья аргументировано рассматриваются как перспективные на золото-серебряное и медно порфировое с золотом оруденение. Сероносность площадей массивов кварцитов узлов района с золотом, сереб ром, медью, полиметаллами является, например, установленной для плиоценовых и неогеновых месторождений Японии. Применительно к территории России наибольший интерес представляют вторичные кварциты Северо Камчатского сероносного района, образующие семь рудных узлов, из которых четыре прогнозируемых надежно аргументированы геолого-геофизическими данными [1, 4].

Обращение к вторичным кварцитам как новому виду минерального сырья на Au, Ag, Cu и ряд других элементов, ведет к увеличению темпов и масштабов освоения метасоматических серных месторождений и требу ет, в соответствии с нормами законодательства в области охраны природы, проведения исследований для эколо го-геохимической оценки состояния окружающей среды в районах их размещения. Полученные фоновые харак теристики являются основой экологического мониторинга, проводимого на всех стадиях производственно хозяйственного освоения территории.

Применительно к Северо-Камчатскому сероносному району серные рудопроявления приурочены к крупным вулкано-тектоническим структурам поздненеогеново-четвертичного возраста, расположенным по ли нии Главного сероносного разлома, связаны с серно-алунитовыми и серными фациями сульфидизированных кварцитов и представляют собой зоны с массивным и гнездово-прожилковым оруденением со средним содержа нием серы – 12-30 %, сульфидов – до 15 %, алунита – 10-20%. Минеральный состав руд предполагает широкую СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ассоциацию элементов-спутников Bi, Ag, Hg, W, Pb, As, Cu, Mo, Zn, Sn, для которых также установлены призна ки самостоятельных проявлений [2].

Эколого-геохимические исследования по оценке состояния природной среды были проведены в преде лах двух рудных узлов района, расположенных в юго-западной части Корякского нагорья. Рельеф территории представляет собой низкогорье с абсолютными отметками до 1000 м, относительными превышениями до 600- м, резким преобладанием эрозионно-денудационных форм. Ландшафтная структура изученных участков пред ставлена чередой сменяющих друг друга с абсолютной высотой типов местностей, среди которых выделяются (сверху вниз): скально-нивальный каменисто-пустынный (в среднем 20 % площади), горно-тундрово-луговой ( %), подгольцовый горно-стланиковый (30 %), предгорный холмисто-увалистый, надпойменно-террасовый и пойменный. Всем ландшафтным комплексам исследуемой территории свойственна высокая динамика, которая проявляется в большой скорости современных эндогенных (тектонических) и экзогенных (эрозионных и денуда ционных) процессов.

В исследуемом районе преобладают тундровые иллювиально-гумусовые и малогумусовые почвы (под буры иллювиально-гумусовые и подбуры железистые), в почвенном профиле которых выделяют два основных горизонта: органогенный и альфегумусовый. В условиях относительно затрудненного дренажа почвообразование протекает по гидроморфному торфянисто-глеевому типу с образованием тундровых глеевых почв (подбуров глееватых), развитых фрагментарно. Почвы имеют кислую реакцию (рН = 3,0-4,5), степень насыщенности осно ваниями варьирует от 10 до 30 %. Содержание гумуса в органогенном горизонте составляет около 10 %, серы – 0,5-1,2 %, железа – 2,5-8,5 %. Распределение химических элементов в основных горизонтах почв приведены в табл. 1.

Таблица Содержание некоторых химических элементов в основных горизонтах иллювиально-гумусовых и малогумусовых почв Горизонт Pb Sn V Mn Cr Mo Cu Zn Co АО 1,9 1,1 1,6 1,2 1,3 1,9 0,8 2,8 0, BHF 1,5 1,1 1,3 1,3 1,2 1,9 1,0 2,6 1, BC-C 1,8 0,9 1,5 1,9 1,2 2,1 1,1 3,4 1, Сф, г/т 21 1,7 163 247 36 1,5 32 47 В ареале типичных для района исследований почв над полями гидротермально-измененных пород, вмещающими зоны сульфидизации, формируются специфические каменисто-щебнистые почвы (абраземы), на следующие окраску элювиально-делювиальных отложений (от белой до кирпичной). Профиль почв укорочен (до 30-50 см), состоит из сохранившейся части альфегумусового горизонта. Под растительными куртинами развива ется маломощный (1-2 см) грубогумусовый горизонт с содержанием гумуса менее 2 %. Почвы кислые (рН = 3,4 4,1), содержат в среднем 0,8-4,4 % (до 7 %) серы, железа – 3,6-4,6 (до 30 %), степень насыщенности основаниями – около 10 %.

По результатам площадного опробования верхнего горизонта почв были закартированы геохимические аномалии, преимущественно приуроченные к полям гидротермально-измененных пород, вмещающих зоны сульфидизации и минерализованные зоны дробления. Ассоциация элементов-загрязнителей почв представлена Mo, Pb, Ag, Bi, Hg, Zn, W, As (Kc = n). Выявленные аномалии представляют собой площади с низким – высоким уровнем загрязнения (Zc = 8-128). Локально, на отдельных участках площадью менее 1 км 2, установлен очень высокий уровень загрязнения (Zc128), обусловленный As, Hg (Kc = n-n100), Ag, Mo, Bi (K c= n-n10), Pb, Sn (Kc = n).

По данным анализа вертикальных разрезов, заложенных над зонами сульфидизации с прожилково вкрапленным типом оруденения (табл. 2), не установлено выраженного уменьшения концентраций ведущих руд ных элементов от горизонта С к поверхности, что характерно для вторичных остаточных ореолов рассеяния, формирующихся в условиях преобладающего физического выветривания над «мощными» рудными телами (штокверковыми зонами, пластовыми залежами с прожилковыми и вкрапленными рудами) [3]. На участках раз вития рудной минерализации жильного типа наблюдается закономерное уменьшение концентраций ведущего рудного элемента (Mo) и его основных спутников (As, Bi, Hg) вверх по почвенному разрезу.

Пониженными относительно фона содержаниями характеризуются Zn, а также Mn, Со и Ni (Кс = 0,1 0,5), дефицит которых связан с гидротермально-метасоматическим процессом преобразования горных пород, при котором происходит вынос ряда элементов, прежде всего относящихся к группе железа, в периферийные части рудно-магматических систем.

Загрязнение донных отложений водотоков изученных площадей на большей части протяженности ру сел) не превышает низкого уровня, ассоциация загрязнителей представлена Mo, Zn, Pb, Bi, Со (Kc = n). В зоне влияния гидротермально-измененных пород загрязнение аллювия соответствует среднему – высокому уровню, типовыми элементами в потоках рассеяния являются As, Pb, Sb (Kc = n10), Mo, Zn, Bi, Sn (Kc = n-n10).

Поверхностные воды территории по химическому составу относятся преимущественно к сульфатному, реже гидрокарбонатно-сульфатному типу со смешанным составом катионов (кальциево-натриевые, кальциево магниевые, кальциево-магниево-натриевые). Величина pH варьирует от 3,2 до 7,7;

воды имеют малую минерали зацию, редко превышающую 0,2 г/л, очень мягкие и мягкие, редко до умеренно жестких. На отдельных участках водотоков в водах установлены аномальные концентрации Al, Fe, S (Кс = n10-n100), Cu (Кс = n10), As, B, Ba, Si, ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Sr, Be, Ni, Mn (Кс = n-n10). Загрязнение вод, оцениваемое по КПДК (для объектов питьевого и хозяйственно бытового назначения), в целом варьирует от минимального до среднего уровня (КПДК 2-3). Исключением яв ляются водотоки, дренирующие зоны сульфидизации, загрязнение вод которых соответствует высокому и очень высокому уровню (Al, Fe, Tl – КПДК = n-n10, Mn, Si - КПДК = n).

Таблица Коэффициенты концентрации химических элементов в почвах над зонами сульфидизации Горизонт H, см As Pb Sn V Mn Cr Bi Mo Cu Zn Hg Прожилково-вкрапленный тип оруденения 0-10 29 5,1 1,7 1,5 0,2 1,0 5 13 1,4 0,6 1, BF 10-30 43 5,4 1,9 1,5 0,1 1,1 7 14 1,4 0,5 1, BC 40-60 47 5,5 1,7 1,6 0,1 1,2 4 11 1,7 0,5 1, C 60-80 26 5,9 1,8 1,7 0,1 0,9 6 14 1,7 0,5 0, Жильный тип оруденения 0-10 27 6 2,1 2,4 0,2 1,5 13 9 1 0,5 2, BF 10-30 50 10 2,5 2,6 0,1 2,4 28 12 0,8 0,6 1, BC 40-60 34 10 2,2 2,6 0,1 2,4 37 11 0,9 0,4 3, C 60-80 143 8 1,6 2,1 0,1 2,1 31 14 1 0,6 4, Подземные воды изученных площадей приурочены к водоносным горизонтам современных (болотных, пролювиальных, аллювиальных) и верхнечетвертичных (флювиогляциальных) рыхлых отложений и водоносным горизонтам скальных горных пород плиоценового и плиоцен-миоценового (отложения корфской свиты) возрас та. За исключением последних, подземные воды территории характеризуются гидрокарбонатно- и гидрокарбо натно-сульфатно-кальциевым (кальциево-магниевыми) составом, имеют нейтральную и слабощелочную реак цию среду (pH = 7,0-7,6) и минерализацию, не превышающую 0,2 г/л. Содержание в водах основных нормируе мых макрокомпонентов (в первую очередь, фторидов и сульфатов) и высоко опасных (Pb, Co) и опасных (Cu, Zn, Ni, V, Fe, Mn) микроэлементов значительно ниже ПДК. Воды плиоцен-миоценовых отложений корфской свиты, циркулирующие в зонах гидротермально-измененных пород, вмещающих зоны сульфидизации, характеризуются сульфатно-кальциевым (кальциево-магниевым) составом, являются кислыми (pH ~ 4), имеют среднюю минера лизацию (0,2-0,5 г/л). Низкие значения pH вызывают активное выщелачивание из водовмещающих пород Al (КПДК = 14,8-51,4), Fe (КПДК = 3,6-6,7) и Mn (КПДК = 2,1-3,4) и приводят к появлению очень сильно загрязненных вод, не пригодных для водопользования и водопотребления.

Литература Безрукова Л.А., Большаков Н.М., Газизов Р.Б., Кноль В.В. Использование и развитие сырьевой базы благо 1.

родных металлов ЗАО «КорякГеолДобыча» // Горный вестник Камчатки. – 2007. – № 2. – С. 73 – 76.

Власов Г.М. и др. Вулканические серные месторождения и некоторые проблемы гидротермального рудообра 2.

зования. – М.: Наука, 1971.

Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. – М., 1985.

3.

Яроцкий Г.П. Геолого-геофизические закономерности размещения вулканических серных месторождений Ти 4.

хоокеанского рудного пояса (Корякия – Камчатка – Курилы – Япония). – Петропавловск-Камчатский: Изд-во КамГУ им.В.Беринга, 2006.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ПЫЛЕАЭРОЗОЛЕЙ В ЗОНЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ СЕВЕРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЫ Г. УСТЬ-КАМЕНОГОРСКА (РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН) А.Р. Ялалтдинова Научные руководители профессор Л.П. Рихванов, доцент А.В. Таловская Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Город Усть-Каменогорск является одним из наиболее крупных индустриальных центров Республики Казахстан. По степени концентрации производства и интенсивности загрязнения окружающей среды он занимает лидирующее положение в Республике. Расположение города в долине, ограниченной почти со всех сторон воз вышенностями, и размещение промышленных предприятий практически на тех же высотах, на которых разме щены жилые массивы, содействует формированию застойных условий в воздушном бассейне города и затрудня ет рассеивание токсичных веществ, выбрасываемых предприятиями в атмосферу. Базовыми отраслями г. Усть Каменоргорска, негативно влияющими на состояние окружающей среды, и в частности атмосферного воздуха, являются цветная металлургия, атомно-промышленный комплекс и теплоэнергетика [2].

По результатам ранее проведенных исследований можно сделать вывод, что на данный момент основ ной вклад в загрязнение атмосферы г.Усть-Каменогорска вносят предприятия Северной промышленной зоны:

Ульбинский металлургический завод (УМЗ), производящий бериллий, тантал и топливо для атомных электро станций, Казцинк (СЦК), выпускающий, главным образом, цинк, свинец, медь, золото и серебро, и Усть Каменогорская ТЭЦ, обеспечивающая теплом и электричеством большую часть города [3].

СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Но в ходе проведения этих исследований не уделялось должного внимания изучению вещественного состава пылеаэрозолей. Как показали результаты исследований сотрудников кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета (ГЭГХ ТПУ) (Л.П. Рихванова, Е.Г. Язикова, А.Ю. Шатилова и др.), изучение вещественного состава пылеаэрозолей позволяет выявить источники загрязнения и обрисовать ореолы воздействия предприятий, дать более объективную оценку пылевого загрязнения территории [5].

Целью работы является изучение специфики пылевых выбросов предприятий Северной промышленной зоны и выявление ореолов их воздействия. В этой статье будут рассмотрены предварительные результаты изуче ния минерального состава техногенных образований пылеаэрозолей.

Для изучения пылевых атмосферных выпадений в районе Северной промзоны в феврале 2011 г. авто ром было отобрано 6 снеговых проб. Пробы отбирались с учетом элементов рельефа и преобладающих направ лений ветра. Точки отбора размещались в пределах ранее установленных ореолов аномальных концентраций загрязняющих веществ в зоне воздействия предприятий Северной промышленной зоны в соответствии с резуль татами ранее проведенных исследований ТОО «Экосервис С» в 2005 г. [4]. Схема пробоотбора представлена на рисунке 1. Точки 1 и 2 расположены на расстоянии 1700 и 400 м соответственно к юго-востоку от северной пло щадки ОАО «УМЗ», точка №3 находится на северной границе СЗЗ ОАО «Казцинк» и в то же время на расстоя нии 200 м от площадки УК ТЭЦ, 4 точка удалена на 2700 м к северо-западу от площадок предприятий СЦК и ТЭЦ, точки 5 и 6 в свою очередь располагаются на расстоянии 600 и 300 метров, одна в юго-западном, другая в южном направлении от южной границы площадки Усть-Каменогорской ТЭЦ.

Все работы по отбору и подготовке снеговых проб выполнялись с учетом методических рекомендаций приводимых в работах В.Н. Василенко и др. (Василенко и др., 1995), И.М. Назарова и др. (Назаров и др., 1978), методических рекомендациях ИМГРЭ (Методические..., 1982) и руководства по контролю загрязнения атмосфе ры (РД 52.04.186-89).

Исследования проводились на базе учебно-научной лаборатории электронно-оптической диагностики Международного инновационного образовательного центра «Урановая геология» кафедры геоэкологии и геохи мии ТПУ. Минералогический анализ проводился с помощью бинокулярного микроскопа Leica EZ4D с определе нием магнитных и немагнитных частиц с помощью намагниченной металлической иголки и установлением про центного соотношения всех природных и техногенных составляющих методом сравнения с эталонными кружка ми (Вахромеев, 1950), согласно патенту № 2229737 [5]. Далее из выделенных фракций отбирались наиболее ха рактерные частицы для изучения их качественного состава при помощи лазерного микроанализатора ЛМА-10.

По результатам проведенных исследований было установлено, что уровень пылевой нагрузки изменяет ся от 7,82 мг/м2*сут - п. Примыкание до 140,15 мг/м2*сут - зона воздействия СЦК (пересечение ул. Промышлен ной и ул. Куйбышева). Среднее значение пылевой нагрузки в зоне воздействия предприятий Северной промзоны составляет 60,41 мг/м2*сут. Можно выявить зависимость величин пылевой нагрузки от расстояния: максималь ные значения в точках, ближайших к предприятиям с наветренной стороны, минимальные – в точках, располо женных вкрест преобладающим направлениям ветров. По существующей градации [1] пылевая нагрузка на всей исследуемой территории в зимний сезон 2010/11 гг. следует отнести к низкой степени загрязнения и неопасному уровню заболеваемости ( 250 мг/м2*сут).

Условные обозначения:

Рис. Схема отбора снеговых проб в зоне воздействия предприятий Северной промышленно зоны г.Усть-Каменогорска (на основе карты размещения основных источников техногенного загрязне ния [3]) В ходе изучения минералогического состава проб твердого осадка снега были обнаружены частицы природного (кварц, кальцит, чешуйки слюды, биогенные частицы) и техногенного (металлический микросферу ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР лы, частицы сажи и угля, железистые, волокнистые, голубо-зеленые, ярко-оранжевые и стекловатые частицы, полые микротрубочки) происхождения.

Из природных частиц в пробах преобладают кварц (12-40%) и кальцит (5-35%).

Частицы сажи и угля (отходы углесжигания) встречаются во всех пробах, максимальные их концентра ции (30%) обнаружены в пробах, отобранных в районе ТЭЦ и в частном секторе, отапливаемом частными ко тельными. Металлические микросферулы, как и стекловатые частицы были обнаружены в пробах отобранных к юго-западу (3%) и юго-востоку (1-2%) от границы Северной промзоны, что указывает на 2 возможных источника образования: углесжигание или же отходы литейного производства. Непосредственно в зоне влияния Ульбинско го металлургического завода были обнаружены железистые частицы (9-12%), голубовато-зеленые частицы раз личной формы, по результатам ЛМА содержащие такие элементы, как Ti, Mg, Si, Al, Fe, Mn, Cu, Cr (3-7%) и яр ко-оранжевые частицы с неоднородной поверхностью, по результатам ЛМА, имеющие схожий состав (Mg, Si, Al, Fe, Ti, Mn, Cu) (1-2%). Происхождение волокнистых частиц и полых микротрубочек установлено не было, хотя и те, и другие преобладают в пробах, отобранных вкрест преобладающим направлениям ветров: 27% волок нистых частиц содержится в пробе, отобранной к северо-востоку от промзоны, 6% микротрубочек в пробе, ото бранной к юго-западу.

В целом для большинства проб характерно равное процентное содержание природных и техногенных частиц, однако отмечается незначительное преобладание техногенных частиц (59%) в пробе, отобранной в п.

Бабкина за счет резкого преобладания частиц сажи и угля, а также незначительное преобладание природных частиц (62% и 68%) для проб, отобранных соответственно в районе Бажова и Защиты.

Литература Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. – М.: Недра, 1990. – 335 с.

1.

Комплексное обследование и оценка состояния загрязнения природных сред в районе г. Усть-Каменогорска 2.

(промежуточный отчет). М.: ИПГ им.академика Федорова Е.К., 1986.

Отчет по теме: "Проведение комплексного геоэкологического исследования территории и здоровья населения 3.

города Усть-Каменогорска" (в 3 томах). Том 1. / Федоров Г.В. и др. - Усть-Каменогорск: ТОО "Экосервис С", 2004. – 332 с.

Отчет по теме: "Разработка научно-обоснованного экологического паспорта города Усть-Каменогорска" (заклю 4.

чительный). Том 1. / Федоров Г.В. и др. - Усть-Каменогорск: ТОО "Экосервис С", 2005. – 304 с.

Пат. 2229737 Россия, МПК G 01 V 9/00. Способ определения загрязненности снегового покрова техногенными 5.

компонентами / Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю., Таловская А.В.;

заявитель и патентообладатель. Томский политехн.

ун-т. – № 2002127851;

заявл. 17.10.2002;

опубл. 27.05.2004.

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СОЛЕВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ПИТЬЕВЫХ ВОД ПРИБАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА Б.Р. Соктоев, Т.А. Монголина Научные руководители профессор Л.П. Рихванов, доцент Н.В.Барановская Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия В практике комплексных эколого-геохимических исследований в качестве депонирующих сред исполь зуются такие объекты, как почва, кровь, волосы, поверхностные и подземные воды, снеговой покров, раститель ность. Перспективной средой, которую можно использовать в процессе таких исследований, является накипь питьевых вод, или солевые отложения.

Накипь представляет собой солевые отложения, образующиеся в бытовой посуде (чайниках, кастрюлях и т.д.) в процессе кипячения и последующего остывания воды. Время, в течение которого накапливаются данные образования, достигает нескольких месяцев и, возможно, лет. Первые опыты в использовании солевых отложе ний питьевых вод в качестве индикаторов экологического состояния территорий оказались достаточно успеш ными [4, 5, 6].

Опыт предыдущих исследований позволяет говорить о наследовании химического состава воды соле выми отложениями. Уровень содержания макро- и микроэлементов в накипи зависит от геохимических особен ностей территории, сильное влияние на формирование состава оказывают природные (месторождения, рудопро явления) и техногенные (промышленные предприятия, урбанизированные образования) источники.

Целью работы является установить геохимические особенности накопления химических элементов в солевых образованиях питьевых вод Прибайкальского региона и попытаться связать данные особенности с гео логическим строением территории, а также возможным влиянием ПЯВ «Рифт-3».

В данном исследовании были проанализированы солевые отложения питьевых вод пяти районов Ир кутской области: Аларский, Балаганский, Боханский, Нукутский, Осинский. Общее количество проанализиро ванных образцов – 84. Кроме того, для сравнительного анализа были проанализированы образцы природных образований – травертинов (Паммукале (Турция), Таловские чаши (Томская область)), а также накипь вод оз.

Байкал. Пробоотбор и пробоподготовка осуществлялась в соответствии с патентом [2]. Основной метод исследо вания – инструментальный нейтронно-активационный анализ на базе лаборатории ядерно-геохимических мето дов исследования кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета (аналитик – с.н.с.

Судыко А.Ф.).

СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Изучаемые районы находятся на берегах р. Ангара: Аларский, Балаганский, Нукутский – на левом, Бо ханский, Осинский – соответственно, на правом. В геологическом отношении данные районы резко отличаются:

территория правобережья представляет собой осадочный чехол юга Сибирской платформы, в строении которой участвуют палеозойские гипсово-соленосно-карбонатные, юрские угленосные терригенные и кайнозойские тер ригенные породы. Левобережье является зоной сочленения Сибирской платформы и Восточных Саян, так назы ваемым Присаянским эрозионно-тектоническим прогибом, выполненным, главным образом, отложениями ниж него кембрия и юры [1].

В гидрогеологическом отношении территория приурочена к Иркутскому артезианскому бассейну, вхо дящему в состав более крупного Ангаро-Ленского артезианского бассейна [3].

По результатам химического анализа, солевые отложения питьевых вод представляют собой карбонат ные образования со средним содержанием кальция 30,6%.

Распределение основных петрогенных элементов (Na, Ca, Fe) показывает, что для данной территории характерны натрово-железистые воды, которые характеризуют геохимическую специализацию территории. Ан гаро-Ленский артезианский бассейн по литературным данным выделяется по минерализации вод, связанной, прежде всего, с палеозойскими гипсово-соленосно-карбонатными породами. В верхнем течении р. Ангара распо лагаются заводы по добыче поваренной соли (г. Усолье-Сибирское).

По данным кластерного анализа, для левобережья выделяются две устойчивые ассоциации: Sb-Sr-Zn Co-Fe, Sc-Hf-Sm-Yb-Th-Tb-Eu. Первая ассоциация является геохимически специализированной, так как на дан ной территории известны рудопроявления Cu, Zn, Co, Fe. Вторая ассоциация может являться показателем потен циальной редкометалльной минерализации.

На правобережье выделяются три устойчивые ассоциации: Sb-Co-Fe, Eu-Th-Sc, U-Lu-Ce. Первые две ассоциации, как уже упоминалось, являются индикатором геохимической специализации территории. Третья же ассоциация, по нашему мнению, может быть связана с воздействием подземного ядерного взрыва (ПЯВ) «Рифт 3».

ПЯВ «Рифт-3» был произведен 31.07.1982 г. на территории Осинского района в долине р. Обусы вблизи (7-12 км) сел Борохал, Горхон в 20 км от залива Обуса Братского водохранилища. Взрыв был произведен в зоне разлома закарстованных трещиноватых карбонатных пород кембрия, сопровождался разрывом сплошности гео логических пластов, дроблением горных пород и прорывом глубинных напорных минерализованных вод в гори зонт грунтовых питьевых вод населения.

Факт воздействия ПЯВ на гидросферу в целом подтверждается при изучении распределения редкозе мельных элементов. Солевые отложения из населенных пунктов, расположенных вдоль р. Обуса характеризуют ся наиболее высокими показателями концентрации Sm и Eu.

В целом, накипь в районе возможного воздействия ПЯВ характеризуется также повышенными показа телями Th и торий-уранового отношения. Значение торий-уранового отношения составляет 0,05 при среднем показателе для остальной территории 0,01.

По результатам работы можно сделать следующие выводы:

1. для изучаемой территории характерны натрово-железистые воды, подтверждающие геохимическую спе циализацию территории, обусловленную соленосными карбонатными породами;

2. для левобережья и правобережья устанавливаются различные ассоциации, связанные, прежде всего, с при родной составляющей (месторождения, рудопроявления);

3. в зоне возможного воздействия ПЯВ «Рифт-3» отмечаются повышенные содержания редкоземельных и ра диоактивных элементов, а также повышенные показатели торий-уранового отношения.

Литература Атлас. Иркутская область: экологические условия развития. – М. – Иркутск, 2004.

1.

Пат. № 2298212 Россия, МПК7 G 01 V 9/00. Способ определения участков загрязнения ураном окружающей 2.

среды. Рихванов Л.П., Язиков Е.Г., Барановская Н.В., Янкович Е.П.;

заявитель и патентообладатель Томский полит. ун-т. – № 01200504848;


Заявлено 04.07.2005;

Опубл. 27.04.2007.

Пиннекер Е.В. Рассолы Ангаро-Ленского артезианского бассейна. – М.: Издательство «Наука», 1966. – 332 с.

3.

Эколого-геохимические особенности природных сред Томского района и заболеваемость населения / Рихва 4.

нов Л.П., Язиков Е.Г., Сухих Ю.И., Барановская Н.В. и др. – Томск: Изд-во Курсив, 2006. – 216 с.

Язиков Е.Г., Рихванов Л.П., Барановская Н.В. Индикаторная роль солевых образований в воде при геохимиче 5.

ском мониторинге.// Известия высших учебных заведений, № 1, 2004г. - С.67-69.

Язиков Е.Г. Экогеохимия урбанизированных территорий юга Западной Сибири: диссертация на соискание 6.

ученой степени доктора геолого-минералогических наук. – Томск: Б.и., 2006. – 423 с.

ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ РТУТИ В ПЫЛЕАЭРОЗОЛЯХ НА ТЕРРИТОРИИ Г. ТОМСКА Е.А. Филимоненко, О.С. Финк, Д.А. Комарова Научные руководители профессор Е.Г. Язиков, доцент А.В. Таловская Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Ртуть является одним из самых токсичных химических элементов, она определена как элемент 1 класса опасности во всех природных средах. Основная форма нахождения ртути в природе - рассеянная, ртуть является халькофильным элементом и присутствует в большинстве сульфидных минералов, а также в повышенных кон центрациях она содержится в полиметаллических, медных, железных рудах. Установлено накопление ртути в бокситах, некоторых глинах, горючих сланцах, известняках и доломитах, в углях, природном газе, нефти. В при родных условиях ртуть обычно мигрирует в трех наиболее распространенных состояниях - в виде элементарной ртути, иона двухвалентной ртути и иона метилртути.

Поступление ртути в атмосферу от природных источников происходит в результате дегазации земной коры, испарения ртути из горных пород, почв, вод - эти процессы идут непрерывно и активизируются при из вержениях вулканов, землетрясениях, геотермальных явлениях. Техногенными источниками поступления ртути в атмосферный воздух являются предприятия топливно-энергетического комплекса, работающие на природном органическом топливе, предприятия черной и цветной металлургии, химические, электротехнические производ ства, предприятия по производству цемента, а также предприятия по производству соединений самой ртути и заводы по утилизации мусора.

Для Сибирского региона и г. Томска в частности основным источником эмиссии ртути в атмосферу является теплоэнергетика. А за счет тенденции увеличения использования на ТЭС доли каменного угля (доля угля относительно газа на Томской ГРЭС-2 в 2001 г. составляла 14 %, в 2007 г. - 27 %, 2010 г. - 50 %), эмиссия ртути от сжигания данного вида топлива в будущем будет только увеличиваться. Ртуть обладает низкой темпера турой плавления и высокой упругостью паров, в следствии чего она обладает высокой летучестью и при темпе ратурах горения угля может находиться только в виде паров элементарной ртути. Вынос ртути в газовую фазу из высокотемпературной зоны пылеугольной топки (какие как раз используются на ГРЭС-2) составляет 98-99 %.

Ртуть и ее соединения обладают высокой токсичностью, обусловленной высоким химическим сродст вом ртути (II) и ее метилированных соединений к биомолекулам. Поступление соединений ртути в организм человека возможно с продуктами питания, водой и конечно же при дыхании, причем в организме человека за держивается в среднем до 80% вдыхаемых им паров ртути. При систематическом поступлении даже небольших доз ртути она активно всасывается в желудочно-кишечном тракте, накапливается в мозге и почках и в конце концов вызывает хроническое отравление организма, у людей развивается микромеркуриализм. Это выражается в заметном снижении работоспособности, в быстрой утомляемости, в повышенной возбудимости. Воздействие ртути на мозг и ЦНС заключается в том, что даже при поступлении в организм незначительных концентрации этого металла происходит разрушение мембран нейронов, для примера подобной реакции не происходит при введении в нервную ткань таких же микроконцентраций Cd, Al, Pb, Mn.

С целью изучения содержания ртути в атмосферном воздухе г. Томска были проанализированы пробы твердого осадка снега, так как снег, являясь естественным планшетом-накопителем, в условиях развития сплош ного снегового покрова отражает загрязнение окружающей среды, обусловленное поступлением химических элементов от различных техногенных источников. Отбор проб снега осуществлялся сотрудниками кафедры гео экологии и геохимии ТПУ в марте 2007 г. по площадной сети с интервалом 500 - 600 м, было отобрано 69 проб.

А также были изучены пробы, отобранные в 2010 г. Филимоненко Е.А. в зонах воздействия разнопрофильных промышленных предприятий (ООО "Томскнефтехим", ООО "ЖБИ-27" и ООО "ЖБК-40", кирпичные заводы ЗАО "Карьероуправление" и ОАО "Томский завод строительных материалов и изделий") по векторной сети с учетом преобладающего направления ветра (юг, юго-запад) с шагом 200 м на расстояние 1 км. Общее количество проб, отобранных на территории г. Томска - 84. Для сравнения изучались пробы твердого осадка снега, отобран ные в других регионах, а именно - в г. Киселевске (4 пробы) и г. Междуресенске (10 проб) Кемеровской области и в республике Хакасия на территории Тейского железорудного месторождения (3 пробы). Все работы по отбору и подготовке снеговых проб выполнялись с учетом методических рекомендаций приводимых в работах В.Н. Ва силенко и др., И.М. Назарова и др., методических рекомендациях ИМГРЭ и с учетом много летнего опыта про ведения атмогеохимических съемок, накопленного сотрудниками кафедры ГЭГХ ТПУ.

Содержание ртути в пробах твердого осадка снега определялось в лаборатории микроэлементного ана лиза природных сред МИНОЦ "Урановая геология" кафедры геоэкологии и геохимии ТПУ на ртутном анализа торе "РА-915+" с пиролитической приставкой "ПИРО-915+". Измерения для каждой пробы проводились трижды, использовались навески проб твердого осадка с нега по 50 мг.

По результатам измерения содержания ртути в пробах, отобранных по площадной сети на территории г.

Томска, была построена карта-схема ореолов загрязнения снегового покрова данным элементом (рисунок 1).

Минимальная зафиксированная концентрация ртути на территории г. Томска составляет 0,29 мг/кг, наибольшее же значение - 0,9 мг/мг, при средней величине 0,34 мг/кг. В южной части города (Советский и Кировский рай оны) наблюдаются 2 ореола повышенных содержаний ртути в пылеаэрозолях, в зонах воздействия предприятий машиностроительной отрасли (ОАО «Манотомь», ОАО «Сибэлектромотор», ФГУП «Томский электротехниче ский завод» и НПО «Полюс»), имеющих чугунно-литейные цеха и осуществляющие металлообработку;

а также в зоне воздействия Томской ГРЭС-2, основные выбросы которой исходят из двух труб высотой по 130 м, вслед СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ствие чего зона интенсивного воздействия данного предприятия топливно-энергетической отрасли составляет более 2500 м. В северной части города обнаружено два меньших ореола загрязнения ртутью по сравнению с юж ной частью города, вероятно они приурочены к местам несанкционированных свалок бытового мусора.

Рис. 1. Карта-схема содержания ртути в пробах твердого осадка снега на территории г. Томска.

Промышленные предприятия (1 -16): 1 ООО «Континентъ», 2 ОАО «Томский инструмент», 3 ОАО «Том ский электроламповый завод», 4 Томская «ГРЭС-2», 5 ООО «Завод крупнопанельного домостроения ТДСК», 6 «Эмальпроизводство ЗАО «Сибкабель», 7 ОАО «Манотомь», 8 ОАО «Сибэлектромотор», ФГУП «Томский электротехнический завод» и НПО «Полюс», 10 Золоотвал Томской «ГРЭС-2», 11 ЗАО «Карьероуправление», 12 ОАО «Завод ЖБК-100» и ООО «Керамзит-Т», 13 ОАО «Томский шпалопропи точный завод», 14 ООО «Томский завод резиновой обуви», 15 ЗАО «Сибкабель», 16 ЗАО «Томский под шипник»

При сопоставлении средней концентрации ртути в пробах твердого осадка снега, отобранного на терри тории г. Томска, с другими городами, не отмечается сильного различия в полученных значениях: г. Томск - 0, мг/кг, г. Киселевск - 0,20 мг/кг, г. Междуреченск - 0,30 мг/кг. Однако для территории железорудного Тейского месторождения концентрация ртути в пылеаэрозолях превышает полученные значения для городских террито рии более чем в 2 раза и составляет 0,66 мг/кг.

В зонах воздействия различных промышленных предприятий изменения концентрации ртути в пробах твердого осадка снега по мере удаления пункта отбора проб не наблюдается. Наибольшее содержание ртути за фиксировано в зоне воздействия ООО "Томскнефтехим" - 0,41 мг/кг, минимальное - в зоне кирпичных заводов 0,12 мг/кг.

Таким образом, на территории г. Томска были выявлены ореолы повышенных концентраций ртути в твердом осадке снега, сравнены средние содержания ртути в пылаэрозольных выпадениях на территории г. Том ска и городов Кемеровской области, а также железорудного месторождения.

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ВОЛОС ДЕТЕЙ В БАКЧАРСКОМ РАЙОНЕ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ Д.В. Швецова Научный руководитель доцент Н.В. Барановская Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия В настоящее время по-прежнему существует недостаточное количество информации об изменчивости диапазона концентраций микроэлементов в волосах как функции различных локальных факторов в популяцион ных группах, неподверженных повышенному воздействию загрязнения окружающей среды. На таких территори ях к факторам, искажающим элементный состав организма, относятся наличие природных аномалий. В качестве ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР природных источников поступления элементов в состав волос выступают месторождения полезных ископаемых, природные воды [7, 8].

Для более подробного выявления влияния природной геохимической ситуации на формирование эле ментного состава волос населения нами рассмотрены результаты, полученные на территории Бакчарского рай она, где по ранее проведенным исследованиям фиксируются природные геохимические аномалии, а факторы техногенного характера менее значимые по своей мощности по сравнению, например, с Томским районом.


Район расположен на юге Томской области. На севере район граничит с Чаинским и Парабельским рай онами, на востоке – с Парабельским, на юге – с Новосибирской областью, на западе – с Шегарским, Кривошеин ским и Молчановским районами [5].

На территории Бакчарского района Томской области в междуречье Андорма и Икса находится место рождение железных руд, являющееся составной частью огромного по площади Западно-Сибирского железоруд ного бассейна (рис. 1). Оолитовые железные руды Бакчарского месторождения относятся к прибрежно-морскому типу осадочных сидерит-гидрогетит-лептохлоритовых руд. Они открыты и предварительно изучены в 50-х гг.

XX в [1].

Бакчарское месторождение расположено в юго-восточной части Западно-Сибирской низменности и на ходится в административных границах Бакчарского района Томской области. В геологическом отношении район имеет двухъярусное строение: складчатый фундамент палеозойского возраста и перекрывающий его чехол оса дочных мезозойско-кайнозойских отложений. Железные руды приурочены к верхнемеловым и палеогеновым отложениям и прослеживаются в виде горизонтов на всей площади месторождения, а также за е пределами, разделяясь безжелезистыми или сладожелезистыми породами, которые иногда с размывом перекрывают друг друга [4].

Рис. 1. Западно-Сибирский железорудный бассейн [4].

Условные обозначения: 1 – горное обрамление;

2 – разведанные участки бассейна Пробы волос были взяты у детей в возрасте от 3 до 15 лет. В Бакчарском районе было взято 52 образца волос в 19 населенных пунктах. Пробоотбор и пробоподготовка проводились согласно стандартным методикам, рекомендованным МАГАТЭ [6]. В выборку включались дети, не имеющие отклонений по медицинским показа телям, коренные жители. Пробоподготовка проводилась на кафедре геоэкологии и геохимии Томского политех нического университета.

Для количественного определения химических элементов использовался метод инструментального ней тронно-активационного анализа, осуществляемый на Томском исследовательском ядерном реакторе ИРТ-Т в лаборатории ядерно-геохимических методов исследования кафедры геоэкологии и геохимии Томского политех нического университета (аналитик – с.н.с. А.Ф. Судыко). Измерения производились на гамма-спектрометре с германий-литиевым детектором.

Содержание железа в составе волос детского населения Бакчарского района составляет в среднем 99мг/кг, что в 2 раза ниже средне областных показателей. Данный факт, по всей вероятности, обусловлен формой нахождения железа в питьевых водах [2], откуда оно поступает в организм человека, и неспособностью этой формы накапливаться в депонирующих тканях в высоких концентрациях.

На рис. 2 показана особенность в распределении элементов в изученном материале в срезе населенных пунктов Бакчарского района. Так, отчетливо прослеживается тенденция снижения концентрации химических элементов в пробах волос, отобранных в населенных пунктах, территориально расположенных в зоне локализа ции железорудного узла – это н.п. Богатыревка, Вавиловка, Чернышевка, Большая Галка, Бакчар, Чумакаевка, Полынянка, Поротниково, и на его границах.

Яркой особенностью биосубстрата в Бакчарском районе можно считать значительное накопление ко бальта, являющегося характерным элементом для железных руд, распространенных на данной территории. Но, в то же время, в них не фиксируется мышьяк, постоянно присутствующий в рудах этого типа. Кроме того, эле ментный состав волос детей практически во всех населенных пунктах района характеризуется высокими концен СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ трациями самария (рис. 2). Возможно, это связано с присутствием циркон-ильменитовых песков. Так, некоторы ми авторами [3] отмечается, что к зоне распространения оолитовых осадочных руд железа приурочены и много численные проявления ильменит-циркониевых россыпей.

населенные пункты, территориально расположенные в зоне локализации железорудного узла;

населенные пункты, находящиеся вне зоны локализации месторождения.

Рис. 2. Диаграммы содержания некоторых химических элементов (мг/кг) в составе волос детей, прожи вающих в населенных пунктах Бакчарского района ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Данные химического анализа волос детей Бакчарского района были изучены с помощью кластерного анализа в программе STATISTICA. При кластерном анализе осуществляется непосредственная корреляция меж ду изучаемыми химическими элементами, позволяющая устанавливать ассоциации элементов и характер накоп ления. Тип анализа иерархический, метод расчета расстояний – коэффициент корреляции Пирсона. Как показы вает кластерный анализ, на территории района хорошо фиксируется взаимосвязь железа с группой элементов Co Hf-La-Se-Th (рис. 2).

Tree Diagram for 25 Variables Tree Diagram for 29 Variables Ward`s method Ward`s method 1-Pearson r 1-Pearson r 4,5 4, 4,0 3, 3, 3, 3, Linkage Distance Linkage Distance 2, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0,0 0, Sm Th La Co Hg Ba Au U Sr Cr Br Na Hg U Cs Sr Eu Hf Ba Br Tb Au Th Ce Cr Co Na Ag Cs Rb Se Hf Fe Ce Zn Ca Lu Yb Sb Sc La Ta Yb Ag Rb Sb As Se Zn Ca Lu Sm Sc Fe Рис.3. Дендрограммы корреляционных матриц геохимического спектра волос детей: слева – проживающих в Бакчарском районе (1-Person r0,27 = 0,73), справа – в Томском районе (1-Person r0,15 = 0.85) Иная картина взаимосвязи элементов наблюдается для биосубстрата в Томском районе, который имеет сложную эколого-геохимическую обстановку, обусловленную влиянием разно профильных предприятий Север ного промышленного узла. Среди значимых ассоциаций выделяются Hg-La, U-Ta, Yb-Sr, Ag-Eu-Rb, Hf-Sb, Br-Se, Au-Ca, Th-Lu-Ce, Sm-Cr-Sc, Co-Fe-Na. Между двумя последними ассоциациями прослеживается значимая связь (рис. 3). Наличие множества мелких ассоциаций указывает на сложный смешанный характер поступления эле ментов в состав волос на данной территории.

В Бакчарском районе, в отличие от Томского, бром и сурьма не образуют значимых ассоциаций. В це лом, отличия в геохимических спектрах волос детского населения в данных районах весьма закономерны, по скольку на территориях с техногенным прессингом и наличием природных аномалий существует разная геохи мическая обстановка.

На основании расчета коэффициентов концентрации химических элементов в структуре волос детей от носительно средне областного уровня были построены диаграммы, отражающие избирательное накопление эле ментов (коэффициент концентрации 1) в разных районах области (рис. 4). Так, биогеохимический ряд накопле ния элементов в изученном материале для Бакчарского района имеет следующий вид: Sm 3 – Co 2,3 – Rb 2 – Cs 1,7 – Na 1,3 – Ba 1,2. При этом в отличие от других районов области, только здесь отмечается присутствие в ряду рубидия и столь значительное накопление самария.

Геохимические аномалии, фиксирующиеся в изученном биосубстрате на территории Бакчарского рай она, связаны с расположенным здесь месторождением оолитовых железных руд, которое является составной частью огромного по площади Западно-Сибирского железорудного бассейна. Так, отчетливо прослеживается тенденция снижения концентрации большинства из изученных химических элементов в пробах волос, отобран ных в населенных пунктах, территориально расположенных в зоне локализации железорудного узла и на его границах. Характерной особенностью состава волос детского населения в районе можно считать повышенное по сравнению со средне областными значениями накопление самария и рубидия.

Литература Асочакова Е.М., Коноваленко С.И. Геохимические особенности железных руд Бакчарского месторождения 1.

(Западная Сибирь) // Вестник Томского государственного университета, серия Науки о Земле. – Томск, 2007.

– № 305. – С. 219 – 222.

Видяйкина Н.В. Обеспечение экологической безопасности при использовании сельским населением подзем 2.

ных вод для питьевых целей (на примере Томской области и Ханты-Мансийского автономного округа): авто реф. дис. … канд. геол.-мин. наук. – Томск, 2010. – 21 с.

Даргевич В.А. Сравнительная количественная оценка перспектив территории Томской области на ильменит 3.

цирконовые россыпи раннеэоценового возраста // Проблемы геологии, рудогенеза и минерагении Сибири. – Новосибирск: СНИИГГиМС, 2000. – С. 102 – 105.

Николаева И.В. Бакчарское месторождение оолитовых железных руд АН СССР. – Новосибирск,1967. – 129 с.

4.

Официальный сайт Бакчарского района Томской области. URL:

5.

http://bakchar.tomsk.ru/globalinfo.htmlbakchar.tomsk.ru (дата обращения 15.02.2011) 6. Element analysis of biological materials. Current problems and techniques with special reference to trace elements.

Appendix II. Technical reports series. – Vienna: IAEA, 1980. – № 197. – P. 351 – 367.

СЕКЦИЯ 17. ГЕОЭКОЛОГИЯ, ОХРАНА И ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Рис.4. Коэффициенты концентрации элементов в волосах детей, проживающих в районах Томской облас ти, относительно средних значений для Томской области 7. Sarmani S. A study of trace element concentrations in human hair of some local population in Malaysia // Journal of Radioanalyt. and Nuclear Chemistry. – 1987. – Vol. 110. – № 2. – P. 627 – 632.

8. Zhuk L.I., Kist A.A. Human hair neutron activation analysis: analysis on population level and mapping // Czechoslovak.

J. Phys. – 1999. – V. 49. – S. 1. – P. 339 – 346.

С е к ц и я КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АЛЮМОСИЛИКАТНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕНОСТЕКОЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ О.В. Казьмина, доцент Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г.

Томск, Россия В настоящее время особое внимание уделяется новым теплоизоляционным материалам, отличающимся не только высоким уровнем теплофизических характеристик, но и обеспечивающим пожаро- и экологическую безопасность в процессе эксплуатации. Этим требованиям в значительной степени отвечают пеностекольные материалы. Несмотря на то, что накоплен значительный научный и практический опыт, производство данного вида материалов в России ограничено и развивается медленно. Главным образом это связано с высокими энерго затратами и проблемой исходного продукта – вторичного стеклобоя, практика сбора и обогащения которого не обеспечивает в полном объеме потребности основных стекольных производств. В тоже время специальная варка стекла увеличивает стоимость и без того дорогого материала. В связи с этим особую актуальность приобретает решение задачи синтеза стеклогранулята по энергосберегающей технологии, минуя процесс варки стекла, а так же расширение сырьевой базы за счет использования распространенного природного и техногенного сырья, в том числе некондиционных для стекловарения сырьевых материалов.

Цель данной работы – установить возможность получения пеностекольного материала с повышенными прочностными характеристиками при плотности не более 370 кг/м с использованием гранулята, синтезируемого при температурах ниже 900 °С c содержанием кристаллической фазы, обеспечивающей условия вспенивания на основе природного алюмосиликатного сырья.

Для проведения исследований было использовано природное и техногенное алюмосиликатное сырь – материалы с SiO2 не менее 60 % и Al2O3 от 6 до 20 % (SiO2/Al2O3 13), химический состав которого приведен в табл. 1.

Таблица Химический состав алюмосиликатного сырья Сырьевой Содержание оксидов, масс. % Отношение материал mпр SiO2/ Al2O SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO R2O цеолит 63,12 13,26 2,38 3,50 1,75 4,11 11,88 4, перлит 71,00 14,3 1,6 1,5 6,3 5,3 4, золошлак – 62,9 19,9 6,1 3,6 2,6 3,9 3, содержание в золошлаке SO3 и TiO2 – 0,2 и 0,7 мас. % соответственно Для исследований выбраны составы системы Na2O-Al2O3-SiO2, в которых количество SiO2 изменялось от 62 до 73 мас. %, при постоянном содержании Na2O (22-23 мас. %). В соответствии с диаграммой состояния определены концентрационные области составов, дающие не менее 75 % расплава при температурах ниже °С. В качестве базовых смесей выбрано два пограничных состава, отличающиеся по соотношению SiO2/Al2O3 в пределах от 4,1 до 14,6. В соответствии с базовым содержанием основных оксидов рекомендуемых областей рассчитан компонентный состав исходных шихт, который как видно из данных приведенных в таблице 2, являет ся в основном трехкомпонентным. Двухкомпонентные шихты на алюмосиликатном сырье занимают относитель но небольшую область, в случае трехкомпонентного состава содержание алюмосиликатного компонента меняет ся в более широком интервале от 25 до 55 мас. %.

Таблица Компонентный состав шихт для получения стеклогранулята на основе алюмосиликатного сырья обозначение состав шихты, мас. % шихта на основе шихт алюмосиликатного маршаллит сода алюмосиликатный мате сырья риал ШЦ – 1 55 28 цеолита ШЦ – 2 – 24 ШП – 1 – 23 перлита ШП – 2 – 15 ШЗ – 1 50 25 золошлаковые отходы ШЗ – 2 20 25 В технологии пеностекла кристаллизационная способность играет существенную роль, так как влияет на процесс вспенивания и свойства конечного продукта. Тем более что температуры вспенивания часто совпада ют или близки к температурному интервалу кристаллизации исходного стекла. Устойчивость расплава к стекло образованию и его пригодность для получения пеноматериала оценивалась по следующим критериям – фактор связности структуры, коэффициент структуры аниона, а также показателям, характеризующим реологические свойства расплава – модуль вязкости и поверхностное натяжение. Рассчитанные значения показателей, опреде ляющие влияние состава стекла на изменение вязкости и кристаллизационной способности показали, что вы СЕКЦИЯ 18. КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ бранные алюмосиликатные составы с одной стороны отличаются повышенной вязкостью, с другой – проявлени ем кристаллизации, что предполагает постоянное наличие кристаллической фазы в пределах до 20-25 мас. %.

Фазовый состав и свойства гранулята во многом определяются температурным режимом его синтеза.

Для шихты определенного состава важно установить индивидуальный режим термообработки. С этой целью разработана методика определения интервала размягчения шихты, позволяющая оценить ее поведение в процес се фазового перехода из твердого в вязко-текучее состояние. По значению интервала размягчения шихты услов но разделены на две группы. Медленно размягчающиеся (Т 110 °С), для которых рекомендуется относитель но высокая скорость подъема температуры в процессе термообработки шихты (18 °С/мин), и быстро размягчаю щиеся (Т 110 °С), которые необходимо обрабатывать медленно (6 °С/мин), или корректировать состав шихты добавлением компонентов, увеличивающих вязкость расплава. Установлено, что фазовый состав, синтезирован ного по выбранным температурным режимам гранулята, представлен стеклом с содержанием кристаллической фазы, не превышающей 23 %.

Таблица Характеристика стеклогранулята, полученного на основе алюмосиликатного сырья Исходная шихта Расчетный состав стеклогранулята, мас. Температурный Фазовый состав на основе мате- режим стеклогранулята, % % Тmax, оС риала, мин. кристалл. стекло Na2O RO SiO2 Al2O цеолит ШЦ-1 24 2 70 4 800 30 19,0 81, ШЦ-2 20 5 62 13 850 60 5,5 94, перлит ШП-1 16,6 1,6 67,2 13 (1,6) 880 30 0 ШП-2 21,6 1,4 63,3 12,2 (1,4) 800 45 0 золош- ШЗ-1 17,4 2,2 70,4 7 (3) 850 20 80, лак ШЗ-2 19,1 3,5 57,7 13,3 (6,4) 815 23 77, В скобках указано содержание FexOy Технологический процесс получения пеностекольного материала сводится к следующим основным производственным этапам: 1. Приготовление шихты и синтез стеклогранулята. 2. Приготовление пенообразую щей смеси. 3.Вспенивание и отжиг материала. Технологические условия изготовления позволяют получить ма териал с аморфной матрицей, содержащей кристаллическую фазу, количество и размер частиц которой опреде ляет прочность готового изделия. Установлено, что повышение механической прочности по сравнению с пено стеклом обеспечивается размерами частиц кристаллической фазы менее 1 мкм. С ростом размера кристалличе ской фазы до 10 мкм и более прочность материала уменьшается. Полученные образцы, свойства которых приве дены в табл.4, характеризуются высокой степенью однородности поровой структуры и предпочтительными, для достаточной прочности и теплопроводности, размерами пор и межпоровой перегородки, что позволяет получить материал с плотностью не более 370 кг/м. Кристаллическая фаза гранулята не оказывает отрицательного влия ния на процессы вспенивания, все пенообразующие смеси относятся к группе средневспенивающихся с коэффи циентом вспенивания более 4.

Таблица Сравнительная характеристика свойств пеноматериалов Пеностекольный материал на основе Свойства Керамзит цеолит перлит золошлак Плотность насыпная, кг/м 330 – 350 220 – 250 350 – 370 300 – Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа 4,3 – 4,6 2,8 – 3,1 4,5 – 4,8 0,6 – 4, Коэффициент прочности (/d) 1,31 1,26 1,29 0, Водопоглощение объемное, % 4–7 2–3 5–7 8 – Теплопроводность при 20 оС, Вт/м К 0,08 – 0,09 0,07 – 0,08 0,08 – 0,09 0,10 –0, При сравнении теплоизоляционных материалов аналогичного типа, например, керамзит, видно, что по лученный пеноматериал отличается достаточно высокой прочностью и низким водопоглощением.

Таким образом, использование в качестве основы шихты различных видов алюмосиликатного сырья по зволяет получить теплоизоляционные материалы с широким диапазоном свойств, которые занимают промежу точное положение между пеностеклом и керамзитом, в отличие от последнего с водопоглощением не превы шающим 8 %. Пригодность и эффективность применяемого для синтеза стеклогранулята сырья зависит как от характеристик исходных материалов (химический, минеральный, гранулометрический состав), так и состава шихты, и режима ее термообработки. В каждом конкретном случае выбор составов и оценка технологического режима осуществляется экспериментальным путем, что определяет свойства готовых пеностекольных материа лов.

ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР ПОЛУЧЕНИЕ ПЕНОСТЕКЛОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ МИКРОКРЕМНЕЗЁМА А.В. Аверкова, У.В. Азаренко Научный руководитель профессор В.И. Верещагин Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г.Томск, Россия Предложен новый теплоизоляционный материал на основе микрокремнезема. Приведены результаты физико-химических свойств полученного материала в сравнении с классическим пеностеклом и показано, что теплоизоляционный материал на основе микрокремнезема, аналогичен высококачественному пеностеклу, при отсутствии энергоемкой технологической стадии – варки стекла.

В современной строительной индустрии остро стоят вопросы энерго- и ресурсосбережения. Одним из наиболее эффективных решений этой проблемы есть уменьшение теплопотерь в зданиях, сооружениях, теплоно сителях, которое обеспечивается за счет использования новых эффективных, в том числе и зернистых, теплоизо ляционных материалов на основе отходов промышленности [2]. В связи с высокой концентрацией промышлен ных предприятий в различных регионах возникают проблемы с утилизацией значительного количества отходов.

Особое внимание заслуживают отходы, содержащие активный микрокремнезем, ежегодный объем которых дос тигает 18 тыс. тонн [3]. Использование отходов промышленности позволяет расширить сырьевую базу для про изводства новых теплоизоляционных строительных материалов и решить проблемы экологической безопасности [1].

Целью настоящей работы является разработка составов и технологии получения пеностеклокристалли ческих материалов, аналогичных по свойствам пеностеклу, на основе кремнеземсодержащего сырья путем низ котемпературного синтеза.



Pages:     | 1 |   ...   | 26 | 27 || 29 | 30 |   ...   | 43 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.