Процедуру расчета продолжают до удовлетворения отклонения требованиям критерия. Полученное для скорректированной выборки С принимают за значение местного фона для данного элемента.

Процедура расчета местного геохимического фона

1 .По данным выборки содержания химических элементов в донных отложениях рассчитать основные параметры распределения (С, S, V) для элемента.

Среднее значение-

Стандартное отклонение-

Коэффициент вариации-

2. Определить максимальное отклонение

: | Сmax - С |, | Сmin - С |

3.Определить максимальное относительное отклонение

/ S

4.Рассчитать критическое значение отклонения, используя табличное значение критерия Стьюдента при

= 0,05 (Р=0,95). Для расчета использовать формулу:

где n – количество значений в выборке,

t (

, n-2) - табличное значение критерия Стьюдента.

5.Сравнить полученные значения отклонения. Если максимальное относительное отклонение превышает критическое значение, удаляем из выборки для расчета фона максимальное значение концентрации.

6. При скорректированной выборке повторить расчет. Среднеарифметическое значение концентрации в окончательном варианте принять за местный фон.

Примечание. Если в результатах анализа в какой-либо пробе отсутствует значение концентрации, для расчета принять '/2 величины предела обнаружения этого элемента. Если при определении какого-либо элемента данные не превышают 20% от общего количества- этот элемент отбрасывают из-за отсутствия данных.

Расчет среднего и максимального уровня загрязнения территории

Одна из главных характеристик геохимической антропогенной аномалии - ее интенсивность, которая определяется степенью накопления элемента- загрязнителя по сравнению с природным фоном.

Показателем уровня аномальности содержаний элементов является коэффициент концентрации К_С, который рассчитывается как отношение содержания элемента в исследуемом объекте С к среднему фоновому содержанию С_Ф:

Оценка территории по уровню опасности загрязнения производится по показателю Zc, который рассчитывается по формуле

Z_С=ΣК_С- (n-1),

Причем при расчете Z_С в формуле учитываются только коэффициенты концентрации больше единицы.

В расчетной части представлены исходные данные для расчета уровня загрязнения. В связи с отсутствием выборок по таким элементам, как Sr,Ti,W исключаем их из расчетов. Оценка уровня загрязнения производится на основании ориентировочной шкалы оценки уровня загрязнения почв.

Уровень загрязнения почвы	Zc токсичных элементов в почвах
Допустимый	Менее 16
Умеренно-опасный	16 -32
Опасный	32 – 128
Чрезвычайно опасный	Более 128

Результаты расчета Z_С и К_С с указанием уровней загрязнения по каждой точке представлены в расчетной части. Максимальный уровень загрязнения наблюдается в точке 24, в которой Zc=123,8 что соответствует опасному уровню загрязнения почвы.

Для расчета среднего уровня загрязнения участка исключают при помощи критерия Стьюдента статистически недостоверные значения содержаний элементов в пробах.

Если содержание элемента в точке неизвестно, принимаем его равным половине предела обнаружения.

При расчете суммарного показателя загрязнения Z_C в формуле учитываем только коэффициенты К_С>1, так как в нашем случае при этом интегральный показатель будет максимальным, что соответствует самой жесткой оценке уровня загрязнения.

Этапы и результаты расчета среднего уровня загрязнения территории представлены в расчетной части.

Средний уровень загрязнения территории соответствует Zc=31,76, т.е. умеренно опасный ур.

Формула геохимической ассоциации элементов в почвах представлена в расчетной части.

Расчет содержания элементов в сухом веществе растений

Анализ содержания химических элементов в растении проводится с озоленным материалом. Соответственно, определяются концентрации элементов в золе растений. Для пересчета содержания элементов в золе на содержание в сухом веществе растений используется понятие зольности. Зольность - отношение массы золы, образовавшейся из растительных остатков при их озолении, к массе исходного сухого вещества растений. Она характеризирует интенсивность накопления элемента в растении.

З=М_з/М_сух, доли ед.,%

Концентрация элемента в сухом веществе растения рассчитывается по следующей формуле:

С_сух=С_з*З

где С_з - содержание элемента в золе растения, мг/кг.

Поскольку данные по содержанию в золе растений Be, Sn, Ga, Co, V, Ge, La, Ag даны частично или отсутствуют вообще, исключаем эти элементы из расчета. Работать будем с осредненными значениями зольности и концентраций элементов в золе.

Почвенно-растительный коэффициент:

ПРК=С^х_зол/С^х_почв

Результаты расчета приведены в расчетной части.

Выводы

На данной исследуемой территории доминирующими загрязнителями являются следующие элементы: Ag, Ge, Y, Yb, Pb,Ba.

Иттербий – редкий элемент, практическое применение этого элемента ограничено некоторыми специальными сплавами, главным образом на алюминиевой основе.

Итрий – стронций переходит в иттрий.

Аргентум содержится в почве в аномальных количествах. Будучи благородным металлом, серебро отличается относительно низкой реакционной способностью. Серебро - постоянная составная часть растений и животных. Его содержание в растениях составляет в среднем 0,006 мг на 100 г сухого вещества. Однако это тяжёлый металл и является клеточным ядом, ксенобиотикам: ионы серебра замещают ионы микроэлементов в ферментах, например (Со), ответственных за метаболизм и размножение. Это приводит к нарушению функции клетки и к её гибели. Серебро применяется для контактов электротехнических изделий, в составе припоев, сплавов, как драгоценный металл, а также в качестве катализатора в реакциях окисления.

Барий присутствует во всех органах растений; его содержание в золе растения зависит от количества Бария в почве и колеблется от 0,06-0,2 до 3% (на месторождениях барита). Для животных Барий (его растворимые соли) ядовит.

Барий и его соединения применяются в оптике, пиротехнике, ядерной энергетике, химической промышленности и др.

Проанализировав вышеизложенное можно сделать вывод, что основными источниками поступления данных элементов в ручей, и в почву – это поверхностный сток с автомагистралей, приусадебных участков, заводы ФЭД, ХАЗ, а также завод пиротехнических изделий.

На основе геохимических данных о содержании химических элементов в крапиве на данном участке была проведена оценка уровня и опасности загрязнения территории. На основании расчётов были составлены ряды геохимической активности. Наиболее активно данный вид накапливает следующие элементы: Вa, Pb,Mo, P, Sr, Cu, Ag.

В данной работе был проведен корреляционный анализ с целью установления связи между концентрациями в почвах и растениях. (Приложение 4) В результате было установлено, что связь присутствует. Из этого следует, что крапива накапливает вещества из почвы и частично из атмосферы. А в почве накапливается из атмосферы и с водным потоком. Пыль в своем составе содержит токсические металлы, в том числе и Sr. Оседая на листьях крапивы, они поглощаются.

Согласно шкале оценки уровня загрязнения водных систем, исследуемый участок имеет умеренно-опасный уровень загрязнения. В точке Л24 (Zc = 123,8)максимальное уровень загрязнения. Для данной территории требуется мероприятия по улучшению состояния территории. Полезно провести создание на загрязненном участке растительного покрова из растений, которые адаптированы к данным условиям, с целью закрепления поверхности почвы, снижения выноса в поверхностные водные объекты загрязнителей, которые адсорбируются на поверхности частиц почвы.

Список литературы

1. Экология города: Учебник. - К.: Либра, 2000

2. Фiзична географiя Харкiвськоi областi. О.О. Жемеров,Н.I. Мачача,

I.Ю. Лекарева - Харкiв: ХДУ, 1993

3. Методические указания для проведения учебной практики по курсу "Введение в специальность" для студентов 1-го курса специальности инженерная экология города. Составители Ю.Л. Коваленко, И.Е. Саратов, Л.П. Свиренко и др. - Харьков: ХИИКС, 1992

4. Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Прикладная литоэкология и радиоэкология» Составители.: Свиренко Л.П., Дядин Д.В. – Харьков: ХНАМГ, 2007. – 18 с.

Геохимическая оценка уровня опасности загрязнения участка территории города (стр. 2 из 2)