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 |   ...   | 3 | 4 || 6 |

«306 Секция 6 Электромагнитная эмиссия геосфер ...»

-- [ Страница 5 ] --

Голографическая модель вещества разработана на основе евклидовой интерпретации образов риманова пространства. Доминирующим представлением, вытекающим из этой модели, является органическое единство структурного многообразия мира и принципов внутри – и межструктурных взаимодействий.

Структурированные системы являются динамическими голограммами или пространственно замкнутыми структурами, возникающими в результате автоинтерференции волновых возмущений (деформаций) пространства. Одним из основных свойств голограмм в нашей концепции является их пространственная и временная когерентность. Пространственная когерентность проявляется в структурированности вещества и описывается в геометрических образах, построенных по принципу самоподобия (например, дендриты, дендримеры, фракталы). Временная когерентность «ответственна» за стабильность голограммы и эволюцию структуры.

Описание временной эволюции может быть осуществлено на языке теории колебаний или с помощью энергетических соображений, так или иначе связанных с теорией колебаний.

Элементарная пространственно замкнутая динамическая структура или, что то же самое, автолокализованное электромагнитное поле представляет собой динамическую голограмму, состоящую из областей конструктивной и деструктивной интерференции. В областях конструктивной интерференции напряженность электрического поля имеет характер вращающегося тора, в то время как в областях деструктивной интерференции суперпозиция полей дает нулевую напряженность. В равной мере конструктивная интерференция может проявляться и для магнитной напряженности, но при этом вовсе не обязательно совпадение областей конструктивной интерференции магнитной и электрической напряженностей.

Взаимодействие элементарных нанообъектов осуществляется благодаря резонансным свойствам внешних индуцированных полей и тем самым предопределяется возможность образования структур с пространственными параметрами, существенно превышающими атомные и кристаллические. Из модели вытекает, что кристаллические объекты и далее все структурированные природные системы относятся к иерархически связанным, что справедливо с точки зрения явлений самоорганизации, а также макрокинетического принципа.

В целом укоренилась традиция электронного описания кристаллов, в которой другие виды взаимодействий, и не меньшие по порядку сил, связывались скорее с дефектами, нежели с самой структурой. Другие виды взаимодействий – это обменные, так или иначе связанные с магнитными свойствами, и механические, существующие как сами по себе, так и в силу внешнего (теплового, ионно-лучевого и т.п.) воздействия, колебательные моды. Эти взаимодействия в голографической модели могут образовывать собственные когерентные структуры, т. е. структуры с магнонными и фононными типами резонансных решеток.

Подтверждением адекватности голографической модели явилось совершенно замечательное совпадение реальных структур ряда кристаллов с вычисленными 428 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер пространственными решетками. Нарушение идеальности решеток, связываемое в традиционных описаниях с дефектностью кристаллов, в этих представлениях является естественным свойством. В результате появляется возможность описывать и в некоторых случаях конструировать кристаллические (нанокристаллические) матрицы с заранее известными распределениями атомной и электронной плотности.

Большой объем исследований автора по структурам расплавов, стекол, кристаллических полимеров и керамики позволяет идентифицировать основные типы структурной когерентности, что дает ключ к практической реализации материалов с особыми свойствами, которые поддаются управлению [16], хотя предстоит преодолеть много трудностей, особенно по механизмам самоорганизации гетерогенных систем.

Список литературы 1. Гленсдорф, П., Пригожин И. Термодинамическая теория структуры, устойчивости и флуктуаций/ П. Гленсдорф, И. Пригожин. –М.: Мир, 1980.–216 с.

2. Хакен, Г. Синергетика. Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах/ Г. Хакен. – М.: Мир, 1985.– 425 с.

3. Нестационарные структуры и диффузионный хаос/ Т.О. Ахромеев [и др.].– М.:

Наука, 1992.

4. Летников, Ф.А. Синергетика геологических систем/Ф.А. Летников.– Новосибирск: Наука СО, 1992.– 230 с.

5. Летников, Ф. А. Синергетические аспекты процессов природного минералообразования /Ф. А.Летников. // Прикладная синергетика, фракталы и компьютерное моделирование структур. – Томск: ТГУ, 2002.– С. 49– 62.

6. Курдюмов, С. П. Синергетическое видение мира: режимы обострения/ С. П.

Курдюмов, Е. Н. Князева // Самоорганизация и наука. – М., 1994.– С. 162– 7. Гладышев, Г. П. Термодинамика и макротермодинамика природных иерархических процессов/ Г. П. Гладышев.– М.: Наука, 1988. – 287 с.

8. Mandelbrot B. B. The fractal geometry of nature. New York: W. H. Freeman and Company, 1982. – 464 p.

9. Коржинский, Д. С. Физико-химические основы анализа парагенезисов минералов/Д. С. Коржинский.– М.: Изд-во АН СССР, 1957.– 184 с.

10. Влияние условий осаждения из газовой фазы на текстуру и субзернистую структуру поликристаллических пленок кремния / С.С. Горелик [и др.] // Неорганические материалы.– 1994.-Том 30, Номер 3.– С. 314– 317.

11. Структурные уровни деформации твердых тел / В. Е. Панин [и др.] //Изв. Вузов.

Физика.– 1982.–№ 6.– С. 5-27.

12. Панин В. Е. Волновая природа пластической деформации твердых/ В. Е. Панин // Изв. Вузов. Физика.– 1990.–№ 2.– С. 4-19.

13. Локтюшин, А.А. Поляризационная трансляция фазовых переходов м динамика образования метасиликатов щелочноземельных элементов в вязких расплавах / А. А. Локтюшин, А. В. Мананков // Минералогия, геохимия и полезные ископаемые: Труды ТО ВМО.– Томск: Изд-во ТГУ, 1990. Вып. 1. – С. 16–32.

14. Локтюшин, А. А. Пространственно-замкнутые динамические структуры / А. А.

Локтюшин, А. В. Мананков. Томск: Изд-во ТГУ, 1996. – 123 с.

429 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер 15. Мананков, А. В. Основные направления развития геодинамики / А. В. Мананков, А.А. Локтюшин // Проблемы геодинамики и минерагении Южной Сибири. – Томск: Изд-во ТГУ, 2000. – С. 5–15.

16. Мананков, А.В. Волластонитовые, пироксеновые и другие материалы из промышленных отходов и недефицитного природного сырья / А. В. Мананков, Е.

Я. Горюхин, А.А. Локтюшин.–Томск: Изд-во ТГУ, 2002. – 168 с.

СИНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРОРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМАХ Фатыхова Ю.Н., Мананков А.В.

Томский государственный архитектурно-строительный университетъ MAV.39@ mail.ru К средине 1990-х годов на стыке минералогии и биологии сформировалась новая перспективная наука – биоминералогия. В составе осадочных и параметаморфических пород более 80 минералов имеют изначально биогенное происхождение. По генетическим особенностям органоминеральные агрегаты делятся на три класса: орто -, мета - и тафобиогенные. По составу замещаемых организмов выделяются биоминералы тоже трех классов: зоолиты, фитолиты и бактериолиты. Объединяет классы в обеих классификациях то, что в них всегда присутствуют реликты органики либо морфологические признаки органических индивидов вплоть, например, до широко известных «оруденелых серных бактерий», замещенных пиритом и марказитом. По функциональным свойствам по отношению к организмам–: физиогенные и патогенные.

Экологические функции геологической среды связаны между собой прямыми и обратными причинно-следственными связями. Последнее и определяет, в конечном счете, ее качественные показатели как минеральной основы жизни и как среды обитания биоты, включая человека. Биогеохимическая экологическая функция и биоминералогия представляются важными для понимания общих законов эволюции самой геологической среды с участием организмов, для расшифровки механизмов биокоррозионного воздействия на строительные материалы зданий и сооружений, а также для решения ряда научных и практических задач в области медицины, металлогении, полезных ископаемых и синтеза композиционных минералов с заданными свойствами. По данным статистики почти 60% общего объема коррозии строительных сооружений вызывается микроорганизмами-бактериями, грибами, актиномицетами.

Микроорганизмы являются активными продуцентами минеральных, органических кислот и комплексообразователей. В. И. Вернадский описал возможность разложения диатомовыми водорослями каолинового минала алюмосиликатов с образованием гидроксида алюминия. Научные результаты С. Н. Виноградского (1856-1953 гг.) – основоположника российской микробиологии, который открыл явление хемосинтеза автотрофных микроорганизмов и описал анаэробные азотфиксирующие бактерии в 430 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер почвах, выдвинули в число важнейших проблему коррозионной и геохимической деятельности микроорганизмов.

В истории развития геологической микробиологии как самостоятельной науки можно выделить три основных направления, каждое из которых доминировало на разных временных отрезках.

Первое направление – описание функционального разнообразия мира микроорганизмов.

Основателем и главным методистом этого направления является С.Н.Виноградский [1].

Оно включает многочисленные открытия специализированных групп микроорганизмов, и к середине ХХ в. основные группы микроорганизмов, участвующих в круговороте биогенных элементов и металлов, уже были известны.

Это направление физико-биохимической инвентаризации микробного мира продолжилось и во второй половине века, что привело к открытию новых геохимически значимых микробных процессов. В качестве примера можно указать на расшифровку процессов микробного восстановления железа и марганца при сопряженном анаэробном потреблении органического вещества или водорода, на процессы автотрофной и гетеротрофной сероредукции[2,3].

Второе направление – эколого-геохимическое, активно развивалось микробиологами со второй четверти ХХ столетия. Уже в предвоенные годы было показано глобальное распространение микроорганизмов во всех наземных, водных и подземных экосистемах. Более того, в таких специфических природных объектах, как подземные воды, залежи углеводородного сырья и анаэробные экосистемы, сообщества микроорганизмов оказались единственными живыми организмами. В эти годы проводились тщательные исследования физико-химических условий среды обитания микроорганизмов и количественной активности микроорганизмов [4,5].

Таким образом, уже к середине 1950 гг. стало очевидным, что микроорганизмы, обладающие разнообразными ферментными системами и очень легко приспосабливающиеся к изменяющимся условиям окружающей среды, должны играть важную роль в круговороте как органических, так и неорганических соединений в биосфере. Из всех живых существ, обитающих на нашей планете, именно микроорганизмы обладают максимальной приспособляемостью к любым неблагоприятным для человека, животных и растений условиям окружающей среды (экстремально высокие и низкие температуры, величины рН, высокое давление и т.д.).

Третье направление – изотопная микробиология. В 1953 г. С.И. Кузнецов впервые в мире использовал радиоактивно меченый бикарбонат для оценки скорости хемосинтеза в условиях, максимально приближенных к естественным [6]. В течение последующих лет учениками С.И. Кузнецова были разработаны количественные методы оценки скоростей микробных процессов круговорота серы, которые стали широко использоваться при изучении цикла серы в пресных и морских водоемах [7,8]. В эти же годы началось количественное изучение микробных процессов круговорота серы в подземных водах нефтяных и серных месторождений [9,10].

В 1970-х гг. радиоизотопная технология изучения скоростей микробных процессов была применена для количественных оценок скоростей круговорота метана [11]. Было обнаружено, что практически все природные соединения углерода и серы, образованные при участии живых организмов, заметно обогащены легкими изотопами С12 и S32. Изотопный состав минералов биологического происхождения не изменяется с 431 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер течением времени, благодаря этому стало возможным исследовать процессы круговорота элементов, проходившие в биосфере прошлых геологических эпох [7].

К настоящему времени весьма детально изучена биогеохимия глобального цикла углерода в аэробных и анаэробных условиях. В результате создается современная теория образования месторождений углеводородного сырья (УВС), объединяющая существовавшие гипотезы органического и неорганического генезиса. Механизм формирования месторождений включает геологическую историю эволюции ювенильных газов, потребление их продуцентами и последующее преобразование с участием микробактерий в вещественно-структурных ловушках.

Широко развивающаяся в настоящее время наука синергетика позволяет нащупать переход от микро – к макромасштабным процессам в геологической среде, используя теорию нелинейных колебаний и неравновесную термодинамику. Синергетика изучает механизмы самоорганизации, устойчивости и распада структур различной природы, формирующихся в системах, далеких от равновесия. Они являются общими для живой и неживой природы, что достаточно для рассмотрения с помощью динамических подходов структурно–иерархической самоорганизации различной природы.

Новые знания рождаются с помощью новых методов. Это положение, выдвинутое еще Р. Декартом, актуально, особенно в переломные моменты – как сейчас, при выборе тренда устойчивого развития, предполагающего разработку мировоззренческой концепции экологического содержания. В теории познания постоянно борются два метода: индуктивный и дедуктивный. При выявлении фундаментальных закономерностей и принципов устойчивости сложных систем с участием живых организмов чаще используется индуктивный метод. Он позволяет строить умозаключения, гипотезы, теории на основе эмпирических фактов. Однако этот метод станет по настоящему перспективным, если будут изучены законы кинетики и динамики взаимодействия живых организмов различных иерархических уровней между собой и с биотопом. Современная наука, ориентированная на модели эволюции биоматерии, приступает к изучению биогеохимической и геологической роли микроорганизмов, выявлению наиболее общих механизмов биогенеза, филогенеза и онтогенеза. С помощью математической экологии исследуются проблемы выбора и оптимизации математического аппарата, что зачастую определяется, исходя из определенной гипотезы, т.е. в принципе дедуктивно, в направлении от простых к более сложным, обобщающим моделям. Качественные модели отражают эффекты взаимодействия особей между собой и с другими популяциями, а также позволяют прогнозировать геохимические последствия их реакций на действие внешних факторов.

Геологическая среда как многокомпонентная система взаимодействует с материалами зданий, обусловливая их коррозию и деструкцию. Среди исследованных видов коррозии наименее изученными являются биологические. Более 40-50% объема регистрируемых в мире повреждений связано с деятельностью микроорганизмов. При этом микроорганизмы при определенных условиях ускоряют процессы деструкции материалов в тысячи раз. Процесс развития биокоррозии тесно связан с подземными и грунтовыми водами, участвующими в процессе подтопления фундаментов и стен зданий. Микроорганизмы используют химические соединения из этих вод и из материалов и конструкций зданий и сооружений в качестве питательного субстрата и выделяют многочисленные деструктивные продукты метаболизма, тем самым, запуская процессы биокоррозии.

432 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Геологическая среда в условиях сурового континентального климата Западной Сибири обладает специфическим разнообразием микроценоза. Сообщества агрессивных микроорганизмов нами изучались на поверхности внутренних и внешних стен исторических зданий г. Томска.

Бактериальный компонент микроценоза включает сообщество хемолитотрофной и сапрофитной микрофлоры. Хемолитотрофы представлены сульфатредуцирующими и тионовыми бактериями. Среди сапрофитов преобладают представители 4 родов:

Bacillus, Pseudomonas, Arhtrobacter, Streptomycetes.

Микромицеты представлены 9 родами, относящихся к 3 классам (Zygomycetes, Ascomycetes, Deuteromycetes). Доминирующими оказались представители класса Deuteromycetes – 7 родов. В большинстве исследованных образцов выявлены микромицеты родов: Aspergillus, Fusarium, Penicillium, Cladosporium. Основные изоляты, выделенные нами с поверхности кирпича, были обнаружены также в почве с примесью растительности и растворной крошки, на уровне фундамента исследуемых зданий. К их числу относятся Penicillium citrinum, P. purpurogenum, Aspergillus niger, Alternaria sp., Fusarium, Cladosporium sp.

Взаимосвязь внутри системы микроценоз–материал вполне детерминирована.

Изменение структуры и состояния материала, в первую очередь под действием повышенной поровой влаги, растворенных в ней химически активных компонентов и газов способствует нарушению устойчивости и началу развития микроорганизмов.

Анализ качественных и количественных результатов высевов образцов на питательные среды показал, что в разрушающемся кирпиче и штукатурке распределение микроорганизмов по глубине в материале подвержено иерархическим закономерностям.

Среди автотрофов ведущую роль играют сульфатредуцирующие и тионовые бактерии. Так, на уровне фундамента зданий обнаружено присутствие сульфатредуцирующих бактерий рода Desulfovibrio, восстанавливающих сульфаты у основания влажных стен до сероводорода. В глинистых сланцах палеозойского фундамента аналогичный процесс приводит к их массовой каолинизации. Параллельно с этим процессом высвобождаются молекулы водорода и оксидов углерода, которые являются исходным материалом для трофических преобразований автотрофов, обладающих большой энергией. Установлено что сульфатредуцирующие бактерии развиваются в анаэробных условиях, а также в окислительной среде, насыщенной сульфат–анионами. Это процесс развития первых автотрофных микроорганизмов, вызывающий резкое повышение энтропии биоминеральной системы и приводящий к ее неустойчивости.

Для природных биоминеральных экосистем характерна кумулятивная обратная связь, в них предыдущая структурно-фазовая ситуация является начальной для последующей, у которой должен обязательно проявляться эффект самоподобия. Только нарушение самоподобия отвечает вырождению упорядоченной самоорганизации устойчивых структур при их адаптации к факторам внешнего воздействия.

При анализе природных биогеоценозных систем мы основное внимание уделяем характеру взаимодействия слагающих объектов. В них живые и неживые объекты связаны друг с другом, как микроорганизмы связаны со средой и потому они должны быть включены в единую систему. Существование микроорганизма постоянно лимитируется средой, и каждая клетка организма существует постольку, поскольку 433 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер окружающая ее среда более или менее постоянна. Сложные неравновесные системы с биологическими объектами являются динамическими и для поддержания их структуры необходим процесс диссипации энергии. Их эволюция описывается с помощью бифуркационной диаграммы.

В нашей модели первая точка бифуркации соответствует самоорганизации диссипативной структуры, здесь происходит нарушение состава и пространственной симметрии структуры. В точке бифуркации система развивается как самоуправляемая, после бифуркации – как детерминированная.

На втором иерархическом уровне (после бифуркации) развиваются тионовые бактерии, поглощая путем окисления избыточные сульфаты и сероводород. В результате образуется серная кислота, способствующая параллельному развитию химической коррозии в массе материала.

Третий иерархический уровень эволюции микроорганизмов (после очередной бифуркации) занимают бактерии–сапрофиты и микромицеты, использующие накопившуюся биомассу.

В процессе внешних воздействий все объекты экосистемы стремятся сохранить свою стабильность, что обеспечивается с помощью отрицательных обратных связей.

Н.Н. Моисеев отметил противоречивое взаимодействие двух различающихся типов систем: с одной стороны, система стремится к стабильности, контролируемая действием отрицательных обратных связей, а с другой – к поиску новых, более рациональных путей диссипации энергии, что обусловливается положительными обратными связями.

Природные биогеохимические системы являются открытыми неравновесными динамическими системами. Для них физико-химические параметры или интенсивные и экстенсивные свойства системы с позиции мозаичного равновесия (по Д. С.

стационарными или Коржинскому) в термодинамике можно принять установившимися.

В природных системах отрицательные обратные связи определяют организацию биоминеральных фаз и структур на квазиравновесной стадии в точках неустойчивости системы – точках бифуркации. Самоорганизация диссипативных структур сопровождается сложным нарушением симметрии структуры исходного состояния. В тоже время увеличение фактора неравновесности приводит к чередованиям неравновесностей, связанных с периодичностью действия отрицательных и положительных обратных связей. В точках бифуркации происходит снижение степени неравновесности в результате действия положительных обратных связей, затем степень неравновесности с течением времени снова увеличивается и т.д. вплоть до разрушения исходной системы. Поэтому при анализе неравновесных систем следует рассматривать процесс эволюции во времени или в пространстве с точки зрения последовательности развития стационарных неравновесных состояний.

Таким образом, фактическая эволюция динамических диссипативных систем предполагает повышение устойчивости за счет повышения уровня организации и стабилизации функции распределения исходных элементов при переходе от неживых систем к живым, и далее при переходе от относительно низкоорганизованных биологических объектов к более высокоорганизованным.

Последнее время интенсивно разрабатываются математические модели по оценке воздействия микроорганизмов на строительные материалы. Один из таких подходов по 434 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер моделированию биологической коррозии строительных материалов, основан на изучение диффузии жидкости [12].

Используемый нами подход основан на результатах экспериментальных исследований взаимодействия хемолитотрофных микроорганизмов и сопутствующих гетеротрофных микроценозов с поврежденных биокоррозией строительных материалов.

диффузионно-транспортная модель, Разработана позволяющая учитывать максимальное количество процессов и факторов при взаимодействии микроорганизмов с силикатными материалами.

Для зарождения микроорганизмов необходимы соответствующие благоприятные внешние и внутренние факторы. Основные учитываемые внешние: влажность, температура, питательные вещества из материала среды. Одновременно учитываются и два внутренних фактора, связанных с микроорганизмами. Первый из них – размножение и увеличение численности микроорганизмов, а также их трофическая гетерогенность. Второй фактор отвечает за то, что в процессе развития микроорганизмов происходит накопление полифазных продуктов метаболизма, которые представляют собой жидкости, газы и твердые вещества. Сочетание этих внешних и внутренних факторов определяет условия биокоррозии.

Модель представляет собой комплекс выражений, в который входят: диффузия активной жидкости, в процессе зарождения автотрофных микроорганизмов при химическом разрушении силикатов, включая неорганические и органические кислоты, а также углекислый газ;

диффузия и пространственно–временное распределение микроорганизмов по закону Нернста, а также проникновение и гибель ранее образованных микроорганизмов под действием химических, биологических и физических факторов;

оценка воздействия микроорганизмов различного иерархического уровня на среду строительного материала.

С помощью предложенной диффузионной модели можно определять: 1) количество газа, выделяющегося как в процессе жизнедеятельности микроорганизмов, так и в химических реакциях;

2) количество твердых отходов жизнедеятельности микроорганизмов;

3) количества активной и инертной жидкости, образовавшейся в процессе жизнедеятельности микроорганизмов и в химических реакциях;

4) количество веществ материала среды, модифицированных за счет вовлечения их в цепи питания микроорганизмов и в химические реакции с продуктами жизнедеятельности микроорганизмов. Модель позволяют учесть биологические и сопутствующие им основные химические и физические процессы воздействия микроорганизмов различных трофических уровней на строительные материалы. Она адекватно отражает динамику взаимодействия живых и неживых компонентов экосистем разных иерархических уровней и хорошо согласуется с требованиями для самоорганизующихся систем с позиции неравновесной термодинамики.

Выявленные закономерности протекания процессов микробной биодеструкции силикатных материалов могут быть использованы для разработки экспресс-метода биоиндикации ранних стадий коррозии строительных материалов исторической застройки городов. Они позволяют предложить оптимальные методы защиты конструкций зданий от биохимической коррозии. Нами разработаны состав и способ для защиты от подобной комплексной коррозии при восстановительных работах и реконструкции зданий исторической застройки [13,14].

435 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Список литературы 17. Виноградский С.Н. Микробиология почвы. М.: Изд-во АН СССР, 1952. 762 с.

18. Иванов В.М. Роль микроорганизмов в генезисе месторождений самородной серы.

М.: Наука, 1964. 368 с.

19. Иванов М.В. Фриней Дж. Глобальный биогеохимический цикл серы и влияние на него деятельности человека. М.: Наука, 1983. 421 с.

20. Иванов В.М. Применение изотопов для изучения редукции сульфатов в озере Беловодь // Микробиология. 1956. Т.25. №3. С. 305 – 309.

21. Кузнецов С.И. Развитие идей С.Н, Виноградского в области экологической микробиологии. 2-е чтение им. С,Н. Виноградского. М.: Наука, 1974. 63 с.

22. Кузнецов С.И. Использование радиоактивной кислоты 14С для определения сравнительной величины фотосинтеза и хемосинтеза в ряде озер. Изотопы в микробиологии. М.: Изд-во АН СССР, 1955. С 679 – 683.

23. Крайнов С.Р. Геохимия подземных вод, 2004. – 667 с.

24. Сорокин Ю.И. Черное море. М.: Наука, 1982. 216 с.

25. Иванов В.М., Горленко В.М. Изучение микробиологического образования сероводорода в нефтяных месторождениях с применением Na35SO4 // Микробиология. 1966. Т.35. №1 С. 146 – 152.

26. Крамаренко Л.Е. Геохимическое поисковое значение микроорганизмов подземных вод/ Сб. Вопросы нефтепоисковой гидрогеологии, Вып. 18, С 93 – 115, - Ленинград: Недра, 1983.

27. Иванов М.В. Геологическая микробиология / М.В. Иванов, Г.И. Каравайко // Микробиология, 2004. – том 73, №5, С 581-597.

28. Соломатов В. И. Моделирование биодеградации и биосопротивления строительных материалов/ В. И. Соломатов, Ерофеев В. Т., Морозов Е. А.// Изв.

вузов. Строительство. – 2001. - № 9-10. – С. 36- 29. Заявка на патент 2006106092 Российской Федерации, МПК 7 С 04 В 28/02.

Строительная смесь / Мананков А.В., Фатыхова Ю.Н., Недавний О.И. и др.

Приоритет от 01.03.2006.

30. Заявка на патент 2006110790 Российской Федерации, МПК С 04 В 28/02//С 04 В 111:20,14/14. Способ производства сухой строительной смеси/ Мананков А.В., Фатыхова Ю.Н., Недавний О.И., Подшивалов И.И. Приоритет от 05.04.2006.

О СВЯЗИ АТМОГЕОХИМИЧЕСКИХ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В УРБАНИЗИРОВАННЫХ РАЙОНАХ Карева О.А., Мананков А.В.

Томский государственный архитектурно-строительный университет MAV.39@mail.ru Глобальные изменения климата и окружающей среды за последние десятилетия приобрели внушительные масштабы и опасные темпы для биосферы и человека на всех 436 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер уровнях от локального до транснационального. По результатам изучения геоэкологии атмосферы выделяются глобальные и локальные ареалы рассеяния и аномалии.

Техногенная нагрузка на атмосферу в большинстве городов России превзошла допустимые пределы.

Изучение состава атмосферы и осадков с помощью баллонов, самолетов и дистанционных методов позволило установить, что антропогенное загрязнение распространяется вдоль поверхности от нескольких сот метров до 2-3 тыс. км и концентрируется преимущественно в нижнем двухкилометровом слое, при этом, создавая купола тепла над городами.

Развитие прикладной атмогеохимии, после В.И. Вернадского и А.Е. Ферсмана, связано с именами А.П. Виноградова, В.Л. Брасукова, А.А. Беуса, И.И. Гинзбурга, Л.Н.

Овчинникова, А. И. Перельмана, Ю.С. Сает, А.А. Саукова, А.П. Соловова, Л.В.

Таусона, В.В. Щербины и многих других исследований. За рубежом важные результаты в этой области получили Р.И. Аллан, Х. Блум, Р.В. Бойл, Р.Г. Гаррет, Е. Камерон, А.

Левинсон, Я. Никол, Дж.С. Уэбб, Х.Е. Хокс и др. Несколько позднее и параллельно происходило развитие методов ландшафтно-геохимических исследований при поисках полезных ископаемых и охране окружающей среды (М.А. Глазовская, В.В.

Добровольский, В.А. Алексеенко и др.). В рамках Единой Государственной Системы Экологического Мониторинга (ЕГСМ) одно из центральных мест занимает подсистема мониторинга атмосферного воздуха. По мере накопления экспериментальных результатов предпринимались неоднократные попытки систематизации в области атмогеохимии и динамики атмосферы (Израэль, Кондратьев, Марчук, Ронов, Сорохтин, Ушаков, Шидловски и др.), вместе с тем, эта проблема является актуальной, так как большинство исследователей решали задачи с позиций формальных «систематизирующих» признаков и не выходили за пределы эмпирических обобщений.

Имеющая место эмпирическая систематизация представляется неизбежным этапом процесса развития данного научного направления. Однако накопленные знания в смежных и близких областях позволяют исследовать проблему наиболее комплексно, с учетом новых научных данных о Земле и ее геосферах, включая атмосферу, как о саморазвивающийся целостной системе, обладающий прямыми и обратными связями на разных этапах ее развития и эволюции жизни в биосфере.

Атмосфера всегда содержит определенное количество примесей, поступающих от естественных и антропогенных источников. К числу примесей, выделяемых естественными источниками, относят:

а) пыль (растительного, вулканического, космического происхождения, возникающая при эрозии почвы, частицы морской соли);

б) туман, дым и газы от лесных и степных пожаров;

в) газы вулканического происхождения;

г) различные продукты растительного, животного и микробиологического происхождения;

д) изотопы радона (эманации) и продукты их распада, поступающие в атмосферу в результате испускания с поверхности почв (эсхаляции) континентов и островов и, в значительно меньшей степени, с водной поверхности;

е) радионуклиды, образующиеся в атмосфере под действием космического излучения (7Ве, 10Ве, 14С, 3Н, 32Р, 33Р и др.);

437 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер ж) природные радиоактивные аэрозоли, попадающие в атмосферу с земной и водной поверхности.

Естественные источники загрязнений бывают либо распределенными, например выпадение космической пыли, либо кратковременными стихийными, например лесные пожары, извержения вулканов и т.п. Уровень загрязнения атмосферы естественными источниками является фоновым и, как правило, мало изменяется с течением времени.

Более устойчивые зоны с повышенными концентрациями загрязнений возникают в местах активной жизнедеятельности человека.

Основными источниками загрязнения атмосферы являются объекты экономики и транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания и тепловые электрические станции, при сжигании различных видов топлива в атмосферный воздух поступают основные поллютанты: оксид углерода, оксиды серы, соединения свинца, сажа, углеводороды и т.д. Так же в результате деятельности человека в атмосферу поступают искусственные радионуклиды, вследствии испытания ядерного оружия и деятельности АЭС.

В обычных условиях радиоактивные вещества не относятся к особо опасным загрязнителям городской среды, таким как диоксид серы, озон, оксиды азота, диоксид углерода, ртуть, свинец, монооксид углерода и др. однако авария на Чернобыльской АЭС явилась серьезным стимулом исследований радиоактивности городской среды.

Городские массивы, как правило, простираются, на многие километры и весьма неоднородны по характеру застройки, по соотношению так называемых проницаемых и непроницаемых поверхностей, по интенсивности дорожного движения и другим признакам.

В городе Томске, сосредоточен целый ряд промышленных производств, в том числе и таких экологически опасных, как химическое, нефтеперерабатывающее, объекты энергетики и коммунального хозяйства, неотъемлемой частью которых являются мощные выбросы в окружающую среду токсичных отходов;

тепловое, электромагнитное, шумовое загрязнения;

потенциальная опасность крупномасштабных техногенных аварий и т.п. Не менее мощным источником химических и физических загрязнений в условиях города остается транспорт, а также различные предприятия городского коммунального хозяйства. Все это превращает город в очаг наиболее интенсивного воздействия человека на окружающую среду, ответная реакция которой может негативно сказаться не только на его здоровье, но и жизни.

Для комплексной оценки степени загрязнения воздуха в системе мониторинга Росгидромета используется показатель индекс загрязнения атмосферы (далее ИЗА).

ИЗА характеризует уровень длительности загрязнения атмосферы и может рассчитываться по n-му количеству загрязняющих веществ.

Для сравнения уровня загрязнений отдельных частей города и установления зависимости влияния промышленных предприятий и автотранспорта, нами был рассчитан ИЗА по 4 примесям, за 2004 и 2007 года.

438 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Таблица. Индекс загрязнения атмосферы по четырем загрязнителям (ИЗА4) Год 2004 № поста 2 5 11 12 14 2 5 11 12 Примесь ИЗА Пыль 0,3 0,3 0,48 0,14 1,11 0,97 0,8 0,82 0,32 0, СО 0,4 0,44 0,24 0,31 0,24 0,47 0,5 0,49 0,55 0, NO2 0,9 0,96 0,72 0,34 1,08 1,56 2,1 0,92 0,54 0, Формаль 5,5 3,23 5,16 5,09 5,74 8,67 5,6 9,03 8,67 6, дегид ИЗА4 7,1 4,9 6,60 5,89 8,18 11,6 9,0 11,26 10,08 7, Примечания: № 2, 5, 11, 12, 14 – стационарные пункты атмомониторинга В результате к наиболее загрязненным территориям можно отнести пост № 2 с его интенсивным движением;

№ 5 район манометрового завода «Манотомь» и мощной тепловой электростанции (ГРЭС-2), кроме того загрязнения поступают от автотранспортных магистралей – пр. Фрунзе, ул. Шевченко и др.;

пост № 11 (северо западная часть города) – район завода измерительной аппаратуры;

пост в зоне влияния карандашной фабрики, мебелькомбината. В северо-восточной части города (ПНЗ № 14), район Иркутского тракта, загрязнения атмосферного воздуха, в частности, вызваны большим количеством автотранспортных средств.

Основной вклад в загрязнение атмосферы г. Томска в 2006- Рис. 1. Динамика количества автотранспортных средств г. Томска 2008 гг. вносят: бенза(а)пирен, формальдегид, пыль, диоксид азота. Заметно более сильное загрязнение атмосферы наблюдается при антициклонах, сопровождающихся слабыми ветрами, отсутствием осадков, ростом давления. Практически во всех районах города концентрации пыли и формальдегида превышают ПДК более чем в разы. Такая ситуация объясняется тем, что улично-дорожная сеть города в основном сложилась в прошлом, когда количество автотранспорта было в несколько раз меньше. Подавляющее большинство улиц города узкие, с большим количеством поворотов и регулируемых перекрестков, поэтому их пропускная способность не высока (рис. 1).

Содержание пыли на улицах и перекрестках города превышает ПДК в 5-16 раз. В районе улиц Королева, Ленина, перекрестков пр. Кирова - ул. Елизаровых, Красноармейская среднегодовые концентрации пыли достигали значений в 5 раз превышающие ПДК, на улицах 439 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Кирова, Сибирской, Иркутского тр., перекрестков пр. Фрунзе – ул. Красноармейская, Елизаровых, ул. Пушкина – ул. Транспортная, пр. Мира – ул. Интернационалистов в раз. В 16 раз превышения ПДК замечено на перекрестке Иркутский тр. – ул. Читинская.

В начале лета 2006-2008 гг.

эта цифра выше более чем в 2 раза, по сравнению с его серединой. Это связано с накоплением пыли и песка за зиму на дорогах.

Содержание формальдегида выше ПДК в 5-15 раз. Среднегодовые концентрации формальдегида в 6 раз превышающих ПДК, на улицах Киевская, Никитина, К. Ильмера, Сибирская, тр.

Иркутский и перекрестках ул. Пушкина – ул.

Транспортная, Иркутский тр., пр. Фрунзе – ул.

Елизаровых, пр. Кирова – ул. Красноармейская, пр.

Комсомольский - ул.

Читинская. На перекрестках пр. Фрунзе - пр.

Комсомольский, пр. Мира ул. Интернационалистов, пр.

Ленина - пер. 1905 года Рис. 2. Динамика среднегодовых концентраций превышения достигали формальдегида на автомагистралях (от бледно- ПДК (рис. 2).

голубого до темно-синего). Нужно заметить, что среднемесячные концентрации формальдегида повышаются весной и достигают максимальных значений в теплый период. В зимний период концентрации снижаются, достигая минимума в самые холодные месяцы года.

Уровень загрязнения воздуха зависит, с одной стороны, от объема поступающих транспортно-промышленных выбросов в единицу времени и интенсивности рассеивания, а с другой от скорости удаления их из атмосферы с помощью естественных факторов. В зависимости от сочетания перечисленных факторов уровень загрязнения атмосферы в их микрорайонах может быть в отдельные сезоны года или дни минимальным, а в другие достигать критических значений.

Рельеф города Томска разнообразен, что явилось следствием мелкоблокового строения земной коры. Смена холмов и низменностей прослеживается по всей территории старого Томска, теперь центральная часть города. Самые высокие отметки рельефа - в районе Лагерного сада (начало пр. Ленина) и, двигаясь в северном 440 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер направлении они изменяются с существенными колебаниями. На север от Верхней Елани, располагается низкая часть, называемая Нижней Еланью, (угол пр. Ленина и пр.

Кирова). Еще ближе к р. Ушайке четко выраженный холм носит название Юрточная гора с понижением к долине реки (Уржатка и Болото). С севера к ним примыкает исторически значимый холм (Воскресенская гора).

На территории г. Томска находится 19216 зданий с различным уровнем этажности от 1 до 14. Из них 92 % составляют строения до 3 этажей, 5.6 % - здания от 4 до этажей и всего лишь 2.4 % здания выше 6 этажей г. Томск возник более 400 лет назад, поэтому такой разброс в соотношении этажности логичен.

Преобладание юго-западного направления ветра и понижение рельефа к северной части города объясняет показанную на (рис. 2) динамику среднегодовой концентрации формальдегида. Практически все магистрали северной части окрашены в темно-синий цвет, что говорит о повышенной загрязненности атмосферного воздуха, из-за хорошей пропускной способности, практически все здания пр. Ленина и ул. Красноармейской одно и трехэтажные.

В этой связи особо отметим промышленную застройку г. Томска. Ее особенностью является расположение в жилой зоне большой части промышленных производств, возникших в годы Второй мировой войны. Для центральной части города характерным является расположение промышленных зон внутри селитебных кварталов практически без необходимых санитарно-защитных зон.

По характеру размещения предприятия делятся на 3 большие группы:

1. обособленно расположенные предприятия внутри жилых кварталов.

2. предприятия расположены группами, образуя небольшие промышленные районы.

3. промышленные предприятия вынесенные за город.

К первой группе относятся предприятия, занимаемые целые кварталы внутри жилой зоны. Это ГРЭС-2, Сибэлектромотор, Манотомь, АООТ, Керамзит, ТЭМЗ, Электроламповый завод.

Ко второй группе можно отнести более 15 предприятий расположенных в северо западной части города. Это хлебокомбинат, мясокомбинат, дрожжзавод, карандашная фабрика и др. и в северо-восточной части, сюда относятся АБЗ, СПАО «Химстрой», ЖБИ, АРЗ и др. южная часть этого района, соприкасается с жилой частью города.

К третьей относятся предприятия Северного промышленного центра, нефтехимический комбинат, приборный завод и др.

Нельзя не отметить, что определяющий вклад в загрязнение городской среды, как и окружающей среды вообще, вносят повсеместно распространенные естественные радионуклиды уранового или ториевого рядов и калий-40. Наибольшую роль в дозовой нагрузке, получаемой населением, играет радон-222, образующийся в почвах, грунтах, строительных материалах в результате радиоактивного распада радия-226 - члена радиоактивного семейства урана-238. Благородный газ радон через трещины и поры грунта, асфальтовых покрытий, строительных материалов поступает в приповерхностный слой атмосферы, где он рассеивается, главным образом, по механизму турбулентной диффузии. Период полураспада радона составляет 3.8 сут., и одновременно с ним в воздухе находятся продукты его распада.

Естественные радионуклиды, содержащиеся в строительных материалах, используемых в массовом жилищном и промышленном строительстве, создают поле 441 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер излучения в помещениях. Соотношение между мощностью дозы в помещении и удельной активностью радионуклидов в стройматериалах зависит от спектра излучения этих радионуклидов (состава используемых строительных материалов), конструкции здания (размеров и формы помещения, этажности, площади окон и дверей, толщины стен и перекрытий) и условий вентиляции. Радиационный фон в жилых помещениях, формируемый излучением естественно-радиоактивных нуклидов, вносит основной вклад в дозу облучения населения природными источниками ионизирующего излучения.

На результаты содержания радона в зданиях г. Томска, по нашим данным, существенное влияние оказывает пространственная связь с геодинамическими и радиогеологическими особенностями территории, которые нашли отражения на карте схеме мелкоблоковой структуры.

Рис. 3. Карта мелкоблокового строения и детской патологии. 1-2 адреса зафиксированных пороков: 1 – врожденные пороки сердца, 2 – врожденные пороки развития;

3- зоны высокой концентрации случаев пороков развития;

4 – тектонические блоки первого порядка: I – Южный, II – Северный;

5 – разрывные нарушения первого: а – (У – Ушайкинский), б – (Г - Городской, К – Конининский);

6 – прочие разрывные нарушения: а – второго порядка, б – третьего порядка;

7-9 – кварталы городской застройки: 7 – жилые плотно застроенные, 8 – жилые редко застроенные, 9 – промышленные.

Территория г. Томска по физико-географическим, геологическим и гидрогеологическим условиям является потенциально опасной по развитию экзогенных процессов, вызванных воздействием техносферы города на геологическую среду. Это 442 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер воздействие ускоряет развитие существующих процессов изменения геологической среды (оползнеобразование, оврагообразование и др.) Анализ и сравнение геодинамической структуры территории г. Томска с очагами аварийности на дорогах города (по данным ДТП) и картой пространственного распределения зафиксированных пороков развития новорожденных позволил выявить четкую связь (рис. 3).

В районе иркутского такта за 2008 год, зафиксировано 84 ДТП. В этом же районе выделяется участок высокой концентрации случаев пороков развития. Следует отметить, что на данном участке проходит Ушайкинский разлом первого порядка с оперяющими зонами. В воздухе замечено превышение ПДК основными поллютантами.

ИЗА4 равен 8,18 и 7,88 за 2004 и 2007 гг. соответственно, небольшое снижение индекса предположительно вызвано влиянием высотного строения на вынос поллютантов воздушными потоками.

Пр. Фрунзе располагается на оперяющих разрывных нарушениях Конининского разлома, что очевидно способствует выходу родников и ювенильных газов.

Превышение концентрации основных исследуемых загрязнителей составляет 5-16 раз.

Поэтому проспект является очагом ДТП (за год 31 столкновение) и к нему приурочено максимальное количество зафиксированных пороков развития новорожденных.

Следующим участком высокой концентрации случаев пороков развития можно выделить район между улицей Красноармейской и пр. Ленина. Он приурочен к южному окончанию Конининского разлома. На пересечении улиц Красноармейская – Усова и Красноармейская – Учебная было совершено 30 и 19 столкновений автотранспорта соответственно.

Район Каштака, как и предыдущий участок, приурочен к Канининскому разлому, но в северной его части. В этом районе сосредоточены очаги пороков развития младенцев. Рассматривая очаги аварийности можно сказать, что зафиксированных нарушений значительно меньше, по сравнению с рассматриваемыми ранее участками.

Пр. Мира – ул. Интернационалистов – 25 столкновений, пр. Мира - ул. К. Ильмера – столкновений. Обращаясь к основным загрязнителям, отметим, что присутствует превышение ПДК по диоксиду азота и формальдегиду, что следует предположить вызвано автотранспортом.

Окончание пр. Ленина располагается на южной части Городского разлома первого порядка с оперяющими зонами, что способствует выходу родников и ювенильных газов. Опираясь на геологическое строение территории и данные по загрязнению атмосферного воздуха исследуемого объекта, ИЗА в этом районе (ПНЗ № 11) превышает норму, как и в целом по городу. Можно сделать вывод о том, что северная часть пр. Ленина обоснованно стала очагом развития пороков развития новорожденных.

Концентрация короткоживущего изотопа 220Rn, в городской среде ниже концентрации радона-222. Причина в том, что более долгоживущий радон-222 имеет большую вероятность выйти из пор и трещин грунта, дорожных покрытий и строительных материалов, чем короткоживущий радон-220, успевающий в большей степени распасться, еще не выйдя на поверхность. Поведение радона и продуктов его распада подчиняется тем же закономерностям, что и поведение других инертных загрязнителей (таких как СО).[1] Томск можно отнести к территории с зонами биологического дискомфорта, природа которых пока не имеет однозначного объяснения. Эти зоны связаны с 443 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер неоднородностями в строении земной коры по вертикали – зоны повышенной проницаемости и напряжений (тектонические разломы) и трассируемые ими подземные и наземные водотоки (современные и погребенные реки, многочисленные родники и эманации радона). По своему отрицательному воздействию на биологические системы эти зоны выделяются как ГПЗ (геопатогенные зоны). Впервые ГПЗ детально изучены в Санкт-Петербурге, авторами показана их четкая связь с психосоматическими болезнями. [2] Учитывая требования Градостроительного кодекса РФ [3] и нормативных документов [4], полученные результаты могут быть использованы для карты градостроительного зонирования территории города Томска. Эти данные могут быть полезны при выборе стратегии градостроительства и кадастровой оценке земель, а также определении экологической емкости территории и совершенствовании надежности геоэкологического мониторинга на региональном уровне. В настоящее время Томск активно строится, развивается, появляются новые районы. В градостроительной деятельности необходимо наряду с известными теоретическими разработками, например, карта-схема опасных экзогенных процессов, карта-схема радоноопасности и мелкоблочного строения территории, применять обсуждаемую методологию и методы, включая ГИС-технологии.

Список литературы 1. Сапожников Ю.А. Радиоактивность окружающей среды. Теория и практика. / Ю.А, Сапожников, Р.А. Алиев, С.Н. Калмыков. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний,2006 – 286 с. : ил. – (методы в химии) 2. Геопатогенные зоны – миф или реальность? / Е.К. Мельников, Ю.И. Мусийчук, А.И. Потифоров, В.А. Рудник [и др.];

под общ. ред. В.А. Рудник – АО «Недра»

3. Градостроительный кодекс Российской Федерации. М.: Омега-Л, 2005. – 96 с.

4. СНиП 11-02-96. Инженерные изыскания для градостроительства. Основные положения. М.: Изд-во ГУП ЦПП, 1997.

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГЕОДИНАМИКИ ГОРНОГО АЛТАЯ Шитов А.В.

Горно-Алтайский государственный университет sav@gasu.ru В настоящее время актуальной задачей является рассмотрение с процессов, разного ранга, которые характеризуют геолого-геофизическую среду Земли как открытую систему взаимодействующих неоднородностей разного порядка (блоков/геосфер).

Причем, данная система находится в процессе непрерывной подпитки энергией, самоорганизуясь в диссипативную структуру, имеющую самоподобный иерархический характер. Бесконечное разнообразие этих условий, их взаимосвязанность требует от 444 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер методологии этих наук комплексного подхода в изучении причин протекания процессов и явлений, отражающихся в геофизических полях и оказывающих влияние на биологические процессы [Трофимов, Зилинг, 2002].

Нами предлагается изучение физико-геологической модели литосферы как открытой системы, функционирующей под влиянием энерго-, массообмена между блоками литосферы и атмосферой, а также их реагированием на солнечно-земные взаимодействия. Известно, что наибольшие изменения геофизических параметров (динамика их во времени) наблюдается на границах геоблоков, представленных разломами, разуплотненными зонами, зонами повышенного напряжения (геоактивными участками), к тому же в пределах подобных участков неоднократно наблюдались последствия геодинамических активизаций, данные участки могут быть объектами мониторинга геолого-геофизических процессов и степени их влияния на биологические системы.


Влияние геологических, геохимических, геофизических, ресурсных функций литосферы на биологические системы и техногенные процессы способствовал появлению отрасли экологическая геология [Трофимов, Зилинг, 2002], экологическая геофизика [Вахромеев, 1995]. Изучение роли геолого-геофизического фактора в формировании зон с аномальной экологической обстановкой становится все более актуальной. В связи с высоким уровнем и определенным спектром природных воздействий данные явления не проходят бесследно для растений и биологических систем. В общем случае, геоактивные участки земной коры обладают определенными (дискомфортными или благоприятными) свойствами по отношению к биоте. С ними связывают повышенную заболеваемость населения, генетические отклонения, нарушения функционирования экосистем и другие явления [Прохоров и др., 1998].

В процессе своей жизнедеятельности человек постоянно находится под воздействием электромагнитных полей различного генезиса и проживает на территории с различным геологическим строением, поэтому состояние геолого-геофизической среды в данной работе, мы будем учитывать как характеристику геоактивности территории [Мансуров, 1989]. Показателем комплекса внешних и внутренних процессов в этом случае будет интенсивность и динамика электромагнитных процессов и общая вариация геофизических полей и геологических процессов. Нами предполагается, что особенности геологического строения района (рудные месторождения и проявления, разломы, интрузивные массивы) играют немаловажную роль, т.к. формируют в земной коре структуры, которые реагируют на внешние воздействия: солнечно-земные, лунно-земные воздействия.

Не редко перед землетрясениями и после них наблюдается выход из Земли в атмосферу больших количеств водорода и радона. Рост концентрации радона после землетрясения обусловлен активизацией старых и образованием новых трещин и разночастотными вибрациями среды при основном подземном толчке и афтершоках [Thomas, 1988;

Wakita et al., 1988]. Выход радиоактивного радона из поверхностных толщ коры приводит к дополнительной ионизации воздуха продуктами радиоактивного распада радона. Выход радона ведет, в свою очередь, к росту концентрации ионов и изменению электропроводности приземной атмосферы. Вследствие этого, в окрестности эпицентра возможно значительное увеличение атмосферной проводимости и уменьшение электрического поля. Согласно расчетам [Pierce, 1978] рост электропроводности атмосферы перед землетрясением при ясной погоде может 445 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер достигать до 20% днем и до 40% ночью, таким образом, изменяется качественный и количественные характеристики распределения зарядов атмосферы, что, в свою очередь, существенно сказывается на грозовых процессах.

Кроме этого, существует предположение [Yoshino and Tomizawa, 1988;

Kingsley, 1988], о возможности быстрых вариаций механических и пьезоэлектрических напряжений, которые создают условия для генерации электромагнитных волн. Эти волны будут распространяться к поверхности вдоль разломов, связанных с очагом землетрясения, причем разломы будут играть роль своеобразных волноводов [Плазмообразование..., 1992;

Сурков, 2000] и передавать энергию и вещество на расстояние. Кроме того, нарушение суточного хода электромагнитного излучения вблизи эпицентра землетрясения сопровождается нарушением суточного хода вариаций температуры воздуха [Садовский. Баннов и др., 1985].

Нами проводился анализ влияния землетрясений Алтая и Западных Саян (каталог ОИФЗ РАН) на грозовую активность Горного Алтая (данные Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Республики Алтай). Для поиска закономерностей влияния сейсмических процессов на грозовую активность Горного Алтая была произведена выборка, характеризующая динамику поведения гроз до и после землетрясения и построена гистограмма (рис.1).

Кол-во гроз, n -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 Дни до и после землетрясения Рис.1. Характер грозовой активности в дни до и после землетрясения Согласно данным графика, выявлен эффект уменьшения грозовой активности перед землетрясением и резкое ее повышение – после землетрясения. Изменение составляет 118 гроз на следующий день после землетрясения. Обнаруженный эффект указывает на один из механизмов взаимодействия геосфер. По существу этот механизм обеспечивает перекачку энергии между земными недрами и атмосферой, так называемый межгеосферный энергопереток «литосфера атмосфера».

В настоящий момент выявлено, в процессе подготовки землетрясения происходит накопление упругих напряжений [Воробьев, 1974, 1977;

Воробьев, Самохвалов и др., 1976;

Садовский, Соболев и др, 1979;

Гохберг, Моргунов и др., 1985]. Релаксация 446 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер напряжений обусловлена диффузионно-разрывными процессами и с определенного момента преобладает над накоплением напряжений. С этого момента начинается необратимый процесс разрушения горных пород, показателем которого является аномальное поведение физических полей зоны очага. Как правило, эпицентральная зона совпадает с максимумом излучения электромагнитного излучения. В ряде случаев, возможно передача напряжений и переизлучение ЭМИ по тектонически сопряженным зонам на существенное расстояние [Сытинский, 1997].

На заключительной стадии подготовки землетрясения напряженность электрического поля в эпицентральной области достигает значения достаточного для возникновения микропробоев в атмосфере. Наличие ионизированной области над эпицентром может изменять условия распространения атмосфериков над сейсмоактивным районом [Фаткулин, Гайворонская и др., 1987]. Вынос энергии их из земных недр, осуществляется по ослабленным участкам земной коры – тектоническим нарушениям. При этом, энергия высокочастотных колебаний рассеивается в крупных разрывных нарушениях, внося электромагнитный вклад в местный эндогенный тепловой поток, а энергия низкочастотных волн выводится по тому же волноводу в атмосферу, где расходуется на атмосферные явления. В таких зонах наблюдается выделение газов (ртути, радона), избыточной плотности зарядов, а также появление аномальных атмосферных явлений.

Данная модель объясняет понижение грозовой активности во время землетрясений – происходит разряжение атмосферного электрического поля, и сбой функции температура-давление – резкое изменение состава и температуры атмосферы и даже формирование локальных грозовых фронтов.

Сейсмическое событие 27.09.03 г. на Алтае, и его афтершоковый процесс, привели к существенным изменениям состояния подземных вод Горного Алтая. Данные изменения имели интенсивные пространственно-временные характеристики, и характеризовались увеличением минерализации, усложнением гидрохимического состава, ростом показателя pH (до 9 и более), увеличением концентраций микроэлементов (фтор, ртуть, марганец, алюминий, литий и другие), [Шитов, Кац и др., 2008]. Землетрясение на территории Кош-Агачского района сопровождалось образованием многочисленных фонтанирующих источников, из которых изливалась вода и жидкая грязь. Фонтанирование продолжалось в течение нескольких часов после толчка, затем в течение нескольких дней шло спокойное излияние, усиливающееся во время повторных толчков. Как правило, грифоны были связаны с местами, где происходило таяние мерзлоты. Излияние вод из них связано со сжатием пород, и одновременным ослаблением приповерхностного грунта под действием толчков.

Согласно сведениям, собранным геологами ОАО «Алтайгеомониторинг», наиболее сильно это явление проявилось в полосе сейсморазрывов в долине р. Чаган, где высота «фонтанов» достигала 5 м, а песчано-галечный конус выноса достигал диаметра около 60 м при мощности наносов до 0,8 м. В с. Бельтир и Ортолык высота некоторых фонтанов достигала 2 м. В результате выброса воды в долине р. Талтуры и на стадионе с. Бельтир образовались грязевые озера площадью 6-10 тыс. м2. Излияние воды и жидкой грязи через трещины наблюдалось в с. Курай, Кош-Агач, Чаган-Узун, Джазатор, на стоянке в 2 км от Мухор-Тархаты. Выбросы довольно часто наблюдались вблизи водоемов. Выброс около Ортолыка произошел на острове, около моста через Чую, три источника било около оз. Огырак-Кель, один в нескольких метрах от озера, 447 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер два других – на некотором удалении. Вода из них сошла в озеро по трещине глубиной около 1,5 м, шириной около 1 м, длина русла составляла около 100 и 140 м, соответственно. В Бельтире два места находятся недалеко от реки, а выброс на въезде находится в глубокой ложбине.

Сравнительный анализ объемной активности радона в питьевых водах на водозаборных скважинах в 2007 - 2008 гг. в городе Горно-Алтайске и в разных районах Республики Алтай в период афтершоковых событий и в «спокойное» время показывает, что в первом случаи устанавливаются аномальные концентрации радона (от 2 - 5 до раз выше по сравнении с фоновыми).

По нашим данным повышение концентраций радона в подземных водах в период малоамплитудных сейсмических событий (2,4-4,0 баллов) устанавливается за 7 дней до сейсмического толчка и до 10, реже 16 дней после. При этом установлено, что в целом фоновый уровень радона в подземных водах в северной, низкогорной части Горного Алтая выше, чем в среднегорной его части (Чемальский район).

Наиболее ярко изменения температурного режима вод проявилось на колонка по ул. Северная, 16 в г. Горно-Алтайске, которая каптирует воды зоны трещиноватости терригенно-карботатных пород венд-нижнекембрийского возраста. Как показали исследования ОАО «Алтай-Гео» гидрохимический состав вод в колонке за период наблюдений с 2004-2008 гг. весьма чутко реагирует на все малоамплитудные сейсмические события, как в эпицентральной части землетрясения так и на сейсмические события на сопредельных территориях АСР. Воды колонки можно рассматривать в качестве индикатора сейсмических событий. Следует отметить, что основной интерес к объекту вызвало повышение температуры воды за весьма короткий срок, практически сразу после сейсмического события в окрестностях г. Горно Алтайска (февраль 2004 года). За период проведенных нами исследований температура воды в колонке изменялась от 37,0°С (11.06.04 г.) до 48°С (01.10.04 г.) и в последующие годы опустилась до 13-140С [Шитов, Кац, Харькина, 2008].


Дальнейшее изучение данной проблемы на основе проведения системного комплексного анализа результатов сейсмического, гидрогеохимического, экологического и медицинского мониторинга поможет выявить причинные связи между различными природными процессами.

Известно, что с изменением тектонической активности происходит увеличение влияния геологических факторов на здоровье населения. В основном, это связано с увеличением эманаций радона, и динамики геомагнитных аномалий. Поэтому очень актуально изучение динамики геологической среды особенно в районе г.Горно Алтайска. В настоящее время на территории Республики Алтай наблюдается резкий рост заболеваемости органов дыхания и заболеваемости крови и кроветворных органов, эти особенности мы связываем с процессов подготовки землетрясения и повышением тектонической активности на территории республики. В настоящее время нами проводится картирование патогенных факторов на территории г.Горно-Алтайска и в целом Республики Алтай и выявления степени влияния геологической среды на здоровье населения [Шитов, 2006].

Таким образом, изменение сейсмической активности, сопровождающееся сложным комплексом изменения полей напряжения в земной коре приводит к изменению геоэкологических характеристики региона.

448 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Список литературы 1. Вахромеев Г.С. Экологическая геофизика: Учеб. Пособие для вузов. Иркутск:

ИрГТУ, 1995. 216 с.

2. Воробьев А.А. Участие электрических и электромагнитных полей в эволюции геологического вещества недр и передачи информации. ВИНИТИ №3315-77Деп.

Томск, 1977.

3. Воробьев А.А. Физические условия залегания глубинного вещества и сейсмические явления. Томск: изд. ТГУ, 1974. 271 с.

4. Воробьев А.А., Самохвалов М.А., Горелкин А.Ф. и др. Аномальные изменение интенсивности естественного импульсного электромагнитного поля в районе Ташкента перед землетрясением // Узб. геолог. журнал. 1979. №5. С.11-15.

5. Гохберг М.Б., Моргунов В.А., Герасимович Е.А., Матвеев И.В. Оперативные электромагнитные предвестники землетрясений. М.: Наука, 1985. 116 с.

6. Плазмообразование в энергоактивных зонах. Дмитриев А.Н., Похолков Ю.П., Протасевич Е.Т., Скавинский В.П. РАН Сиб.отд.;

Объед.ин-т геологии, геофизики и минералогии. Новосибирск, 1992. 212 с.

7. Прохоров В.Г., Мирошников А.Е., Григорьев А.А., Прохорова Я.В. Сущность, классификация и иерархия геопатогенных зон. Геоэкология. №1, 1998. С.37-42.

8. Садовский М.А., Баннов Ю.А., Мирзоев К.М., Негматуллаев С.Х. Явление сбоя равновесного состояния функций температуры и давления в атмосфере и замкнутых объемах перед землетрясениями. - Прогноз землетрясений, 1985, №6, с. 242-266.

9. Садовский М.А., Соболев Г.А., Мигунов Н.А. Изменение естественного излучения радиоволн при сильном землетрясении в Карпатах // Докл. АН СССР.

1979. т.244, №2. С.316-319.

10. Сурков В.В. Электромагнитные эффекты при землетрясениях и взрывах. М.:

МИФИ. 2000. 448 с.

11. Сытинский А.Д. О планетарных атмосферных возмущениях во время сильных землетрясений // Геомагнетизм и аэрономия. Том 37, №2. 1997. С.132-137.

12. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология. М.: Геоинформаркет, 2002.

465 с.

13. Фаткулин М.Н., Гайворонская Т.В., Зеленова Т.И. и др. Реакция ионосферы на повторные толчки в апреле 1984 года после Газлийского землетрясения. М. 1987.

23 с. (Препринт ИЗМИРАН 4(693).

14. Мансуров Г.С. Нетрадиционные аспекты рецепции. М.: ИЗМИРАН, 1989. 20 с.

Препринт. №30 (856).

15. Шитов А.В. Экологические последствия активизации геодинамических процессов на территории Горного Алтая. Вестник Томского государственного университета. Бюллетень научной информации «Актуальные вопросы геоэкологии Алтая и сопредельных территорий». 2006. №72. май. с.118-135.

16. Шитов А.В., Кац В.Е., Харькина М.А. Эколого-геодинамическая оценка Чуйского землетрясения // Вестник МГУ. Серия. 4. Геология. 2008. №3. С.41-47.

17. Kingsley S.P. On the possibilities for detecting radio emissions from earthquakes // Il Nuovo Cimento. 1989. Vol. 12C. N1. P.117-120.

18. Pierce E.T. Atmospheric electricity and earthquake preduction // Geophys. Res.Lett.

1976. Vol.3. N3. P.185-188.

449 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер 19. Thomas D. Geochemical precursor to seismic activity // Pure Appl. Geophys. 1988.

Vol.126.N2-4. P.241.

20. Wakita H., Nakamura Y., Sano Y. Short-term and intermediate-term geochemical precursors // Pure Appl. Geophys. 1988. Vol.126.N2-4. P.267-278.

21. Yoshino T., Tomizawa I. LF seismogenic emissions and its application on the earthquake preduction // The Technical Report of Institute of Electronic Information and Communications. Tech. Report EMCJ 88-64. 1988.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕМНОЙ СФЕРЫ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭТИХ СВОЙСТВ Белокуров Г.М.

Кемеровский филиал Института химии твердого тела и механохимии СО РАН filial@kemnet.ru Земля имеет огромный отрицательный заряд -5,7•105 К (поверхностная плотность -1,15•10-9 К/м2) [1]. Этот заряд создает в Земной атмосфере электрическое поле (график на рисунке 1) с напряжённостью над поверхностью Земли до 130 В/м. Электрическое поле создает в атмосфере электрический ток плотностью 2,9•10-16А/см2 при хорошей погоде, 2,9•10-10А/см2 при спокойных дождях, и 2,9•10-8А/см2 при грозовых ливнях. В гидросфере также идет ток плотностью 2,9•10-6А/см2. Направление тока из космоса в Землю. Напряжение бесконечно удаленной точки космоса относительно Земной поверхности составляет ~800 МВ. В ионосфере Земли максимальная концентрация электронов в радиационных поясах в области экватора и достигает 1012 э/м3 в слое F2 на высоте около 280 км [2]. Ниже на высотах 150-200 км в слое F1 концентрация составляет 1011 э/м3, еще ниже на высотах 80-110 км слоях D и E концентрация падает до 109 э/м3. Концентрация электронов в слоях изменяется в зависимости от времени суток, фаз Луны и активности Солнца. Чем дальше от экватора на север или на юг, тем меньше концентрация электронов и ниже граница электронных слоев. На свободные электроны действует отталкивающая кулоновская сила на 20 порядков сильнее, чем сила гравитационного притяжения. Под воздействием такой силы Земля неизбежно должна потерять свой отрицательный заряд, т.к. нет на Земной поверхность точки, где электрический ток шел бы в обратном направлении, замыкая электрические потоки в электрическую цепь.

450 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Высота, км 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 Напряженность, В/м Рис. 1. Зависимость напряжённости электрического поля Земли от высоты.

Выше электронных слоев действует космическое излучение, состоящее из протонов на 92,9%, остальное так же положительно заряженные ядра химических элементов [3].

Энергия этих частиц достигает 1013 эВ. На полюсах граница протонного излучения расположена на высотах более 20 км, к экватору эта граница поднимается выше 300 км.

На протоны, как и на электроны, действует кулоновская сила такая же по величине, но противоположная по направлению, т.е. притягивающая, совпадающая с гравитационной. А значит, электроны и протоны двигаются навстречу друг другу.

Протонное излучение со временем должно нейтрализовать заряд Земли. Но этого не происходит. Но даже если б не было протонного излучения, Земля должна была потерять свой заряд за счет того, что электроны должны отталкиваться от Земли и уноситься в космос «солнечным ветром». Но заряд Земли не уменьшается. Это не значит, что электроны не покидают Землю и не нейтрализуются. И напряженность электрического поля в атмосфере, и токи, измеренные в земной коре, в гидросфере и атмосфере. Но на Земле не зарегистрировано место, где электронный поток возвращался обратно из космоса в Землю. Согласно фундаментальным законам физики источник электроэнергии не может быть однополярным и электрическая цепь для прохождения электрического тока должна иметь замкнутый контур. Любой генератор электроэнергии основан на разделении зарядов, любая ядерная реакция происходит с соблюдением принципа равенства суммарного заряда до и после реакции. Где генератор и где обратная ветвь электрической цепи, обеспечивающая электрический ток в атмосфере Земли в миллиарды ампер при напряжении 800 миллионов вольт???

В предоставленном докладе нет ответа на этот вопрос.

Но электрический заряд, атмосферные токи, напряжённость электрического поля известны и являются неоспоримым фактом. Предлагаю использовать электрическую энергию Земного поля, мощность которого, рассчитанная по приведённым в справочниках данным, может составлять от тысяч до миллиона Красноярских ГЭС.

Для отбора мощности из атмосферы предлагаю использовать высотные коронирующие токосъёмники. Для этого игольчатые электроды поднимаются на большую высоту, где напряжённость поля составляет от нескольких десятков до сотен 451 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер кВ. эти электроды соединены с наземной станцией, которая высоковольтную слаботочную электроэнергию преобразует и стабилизирует до промышленных параметров и передаёт потребителям.

Для снятия высотного атмосферного заряда предлагаю использовать стационарные и передвижные коронирующие токосъемники и преобразовательные станции следующих типов.

1). Стационарная преобразовательная станция (рисунок 2) представляет собой систему аэростатов 1, расположенных на большой высоте (несколько километров), заякоренных за Землю изолирующими тросами 2. Между собой аэростаты соединены проводниками 3 с коронирующими электродами 4, охватывающими большую площадь.

Проводники с коронирующими электродами поддерживаются дополнительными небольшими аэростатами 5, и соединяются проводником 6 с вводом преобразователя-стабилизатора 7, находящегося на земле. От преобразователя по линиям электропередачи электроэнергия промышленных параметров распределяется потребителям: небольшим Рис. 2. Стационарная преобразовательная станция.

селениям и промышленным или сельскохозяйственным предприятиям.

2). Передвижная преобразовательная станция (рисунок 3) представляет собой один или несколько дирижаблей 1, также расположенных на большой высоте. Дирижабль «собирает» атмосферное электричество при помощи шлейфов 2 с коронирующими электродами 3, которые поддерживаются дополнительными аэростатами 4 небольших размеров. Преобразователь-стабилизатор 5 находится на самом дирижабле. Якорный трос 6 проводящий, совмещает функции заземлителя и линии электропередачи, на Земле присоединяется непосредственно к потребителю электроэнергии 7.

Потребителями могут быть геологические партии, первопроходцы строек в отдаленных районах или другие временные поселения.

3). Наиболее эффективно использовать подобные станции в высокогорных районах (рисунок 4), где не требуется возводить сверхвысокие сооружения. На горных Рис. 3. Передвижная преобразовательная вершинах устанавливаются станция сравнительно невысокие опоры 1 с изоляторами 2. На них крепятся 452 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер проводники 3 с коронирующими электродами 4. По проводнику 5 высокое напряжение подается на преобразовательно стабилизирующую подстанцию, распределяющую потребителям энергию со стандартными параметрами.

Мощность преобразовательной станции зависит от Рис. 4. Высокогорная преобразовательная станция.

высоты расположения аэростатов или дирижаблей и от площади охватываемой коронирующими электродами.

Какие проводились исследования по оценке мощности атмосферных токов, кроме данных приведенных в [1], автору не известно. Поэтому проведем приблизительную оценку мощности атмосферных токов методом короткого замыкания и холостого хода по данным приведенным выше. Из графика на рисунке 1 напряжение по высоте относительно Земли при сухой атмосфере распределяется приблизительно следующим образом: на высоте 2 км ~80000 В;

2,5 км ~100000 В;

3 км ~115000В;

4 км ~130000 В;

км ~140000 В. Далее с высотой прирост напряжения падает сильнее. Плотность тока при этом составляет 2,9•10-12А/м2. При грозовых ливнях плотность тока составляет 10 А/м2. Учитывая, что разница составляет 8 порядков, принимаем параметры грозовой погоды за режим короткого замыкания, а ток в хорошую погоду за режим холостого хода. За базовую высоту примем 2,5 км.

Получим график (рисунок 5) зависимости мощности от тока, снимаемого с высоты 2,5 км с площади в м2.

Наибольшее КПД система имеет при токе потребления ~0,5•10-4А/м2.

Следовательно, с одного квадратного километра можно Рис. 5.

снимать мощность 2500 кВт. Такая мощность покрывает нужды большого селения со своими малыми перерабатывающими и ремонтными предприятиями.

453 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер На 4-х километровой высоте снимаемая с квадратного километра мощность будет составлять 3250 кВт, а на 5-и километрах – 3500 кВт.

Снимаемая мощность может быть намного выше по следующим причинам.

Коронирующие электроды будут создавать вертикальные потоки ионизированного воздуха, проводимость которого намного выше обыкновенного. А, следовательно, и снимаемая мощность будет намного выше расчетной. Учитывая, что затраты идут только на строительство и монтаж сооружений и минимальные на эксплуатацию, цена электроэнергии будет очень низкой.

Кроме электроэнергии использование подобных станций даст источник пресной воды. Вертикальные потоки отрицательно заряженного ионизированного воздуха, увлекая за собой нижние слои атмосферного, будут конденсироваться в дождь. Это, вероятно, позволит превратить засушливые степные районы в плодородные оазисы.

Электрическая энергия атмосферы – это электронные потоки, выходящие из Земной коры, и, вероятнее всего из центральных областей Земной сферы.

Следовательно эти потоки должны пронизывать Земную кору.

Поверхностный осадочный слой Земной коры является сравнительно хорошим проводником. Более глубокие монолитные гранитные или базальтовые слои коры являются хорошими изоляторами. И поэтому потоки электронов, прорываясь из недр Земли к поверхности, должны искать себе каналы с наименьшим сопротивлением. Наиболее вероятно, что такими каналами являются срединно-океанические разломы, различные трещины коры и вулканы.

Электропроводность трещин в коре, заполненных проводящими осадочными породами и потухших вулканов Рис. 6.

предлагаю использовать для получения электроэнергии (рисунок.6). Для этого по глубине ниже осадочных пород 1 на уровне монолитного слоя 2 в электропроводном канале 3 делается разрыв искусственным изолятором 4.

Между электропроводным каналом 3 и нижним слоем изолятора 4 помещается токосъёмный проводник 5, который является отрицательным электродом и проводом соединяется с преобразовательно-стабилизирующей станцией 7. Положительным электродом является заземлитель 8.

Такой источник электроэнергии должен быть более стабильным по сравнению с атмосферными токосъёмниками, и не будет подвержен влиянию погодных условий и сам не будет влиять на погодно-климатическое состояние окружающего района. Но прогнозировать даже приблизительно его возможную мощность без специальных исследований невозможно.

454 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Доклад посвящен тому, чтобы заинтересовать специалистов, занимающихся электромагнитной эмиссией геосферы, в поисках и исследовании этих проводников электронных потоков.

Список литературы 1. Н.И.Кошкин и М.Г.Ширкевич. Справочник по элементарной физике. Москва, «Наука», 1965 г.

2. М.Я.Маров. Планеты Солнечной системы. Москва, «Наука», 1986 г.

3. Б.М.Яворский и А.А.Детлаф. Справочник по физике для инженеров и студентов ВУЗов. Москва, «Наука», 1968 г. 7-с887- ВЛИЯНИЕ ГРОЗ НА СОДЕРЖАНИЕ МЕТАЛЛОВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ (НА ТЕРРИТОРИИ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ) Кочеева Н.А., Кузнецова О.В.

Горно-Алтайский государственный университет nina_kocheewa@mail.ru Гроза это природное явление, на формирование и проявление которого оказывает влияние много факторов. Один из ведущих – Солнце. Количество солнечной радиации, ее характер, степень активности Солнца и др. приводят к тому, что в разное время в разных районах проявляется разное число гроз. На территории Республики Алтай (РА) установлена четкая корреляция солнечной активности и количество гроз [1].

Здесь так же проявляется зависимость количества гроз от другого общепланетарного фактора - высоты местности.

С точки зрения экологии представляет большой интерес выявление различий не только в числе гроз, но и в реакции компонентов ландшафтов на проявление грозы.

Целью данного исследования является установление характера динамики содержания ионов металлов в подземных водах под влиянием гроз на территории РА.

Материалом исследования послужили результаты химического анализа проб воды, отобранных в разных районах РА. Большая часть точек опробования располагается на значительном удалении от г. Горно-Алтайска, что определяет сложность организации мониторинга. Однако в городской черте существует несколько родников, на одном из которых было организовано опробование после прохождения грозы и в дни без нее.

Родник имеет нисходящий характер, располагается на юго-восточном склоне г. Тугая (абсолютная высота г. Тугая 641 м.).

Гора Тугая сложена карбонатными породами венд-нижнекембрийского возраста, которые прорваны интрузиями кислого состава. Гранитоиды установлены на разных глубинах: от 10 до 90 м [2]. Они сопряжены с зоной разлома, к которой приурочена повышенная трещиноватость и выходы подземных вод. Литологические разности пород, слагающих территорию исследования, характеризуются сульфидной минерализацией различной интенсивности.

455 Секция Электромагнитная эмиссия геосфер Содержание металлов (цинк, кадмий, свинец, медь) определялось с помощью вольтамперометрического анализатора «Экотест - ВА» на базе химической лаборатории биолого-химического факультета Горно-Алтайского госуниверситета с использованием стандартных методик.

Для оценки различий на первом этапе были использованы средние значения содержания ионов металлов в подземных водах. В некоторых случаях были использованы математические методы оценки, в остальных - оценка выполнялась на основании средних значений.

В водах родника, расположенного в городской черте, наибольшая разница средних значений содержания ионов ТМ выявлена для ионов кадмия и меди. Это позволяет предположить, что содержание именно этих элементов повышается в дни прохождения грозы. Использование критерия Манна-Уитни показало, что различия в содержании меди в дни с грозой и без грозы статистически незначимы.

Содержание кадмия в подземных водах после проявления грозы возрастает, и это возрастание превышает уровень естественного колебания концентрации этого токсиканта.

Относительно малые различия средних значений цинка и свинца подтвердили отсутствие статистически значимых различий только для свинца. Для цинка рассчитанное значение критерия Манна-Уитни свидетельствует о существовании различий в двух выборках [3].

Таким образом, установлены статистически достоверные различия в содержании кадмия и цинка в подземных водах в дни с грозой и без грозы в родниковых водах.

Одновременно производилась рекогносцировочная оценка влияния грозы на содержание ТМ в подземных водах в районе Телецкого озера. Были получены следующие результаты.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 |
 





 
© 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.