Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО Красноярский государственный
педагогический университет им.
В.П. Астафьева
Факультет биологии, географии
и химии
Кафедра физической географии
и геоэкологии
Специальность 020804 –«геоэкология»
Группа 45
Курсовая работа
Эколого-геохимическое исследование
донных отложений рек города Красноярска.
Ti и P
Проверила: кандидат геолого-минералогических
наук,
Доцент ВАК,
Ананьева Татьяна Алексеевна
Выполнил студент 45 группы
Глазков Алексей Викторович
Красноярск 2014
Содержание:
Введение ............................................................................................................................
3
1.1.Полевые эколого-геохимическое
исследования........................................................4
1.2. опробование донных отложений…………………………..…………….…….…...4
1.3. Подготовка проб к анализу
….….…………………………………..….…..…..…...5
2 . Результаты атомно-эмиссионного
спектрального анализа …………………....…5-6
2.1. Расчеты …………………...........................................................................................5-6
2.2. Обсуждение результатов
анализа…………………………………...…….........….6
3.3.1. Среднее содержание
элементов в донных отложениях…..……………....……7
4.1. Характеристика элементов……………………………………………….…..…….8
4.1. Характеристика Тi ……………………………………………….……….……….…8
4.1.1 История ……………………………………………………………………………....8
4.1.2. Нахождение в природе
………………………………………………………….….8
4.1.3. Применение ……………………………………………………………………...….9
4.2. Характеристика Р ………………………………………………………….………...12
4.2.1. История ………………………………………………………………………………12
4.2.2. Нахождение в природе………………………………………………………………13
4.2.3. Применение ………………………………………………………………………….14
Заключение ……………………………………………………………………….............…15
Список использованной
литературы ..................................................................................16
Введение
Объектом и предметом геохимии
окружающей среды являются химические
элементы в естественных условиях,
а так же их поведение в условиях взаимодействия
живого и косного вещества, условия миграции
и накопление. В связи с этим были проведены
эколого-геохимические исследования
3 крупнейших рек в г. Красноярске.
Цель данной работы, заключается
в изучении поведения элементов в илистых
отложениях рек Красноярска, выявление
особенностей концентрации данных элементов
и возможные их пути попадания в окружающую
среду .
Для этого проводились полевые
исследование т.е. прохождение маршрута
, заложенного по определенному профилю.
Были взяты пробы илистых отложений 3-х
рек города Красноярска, что бы определить
распространение элементов. [Таблица .
Список, номера, места взятия проб донных
отложений]
Методика эколого-геохимических
исследований во многом основана на
методике геохимических поисков.
На каждой точке (место взятия
пробы) наблюдения выполнялись по определенной
схеме и заносились в полевые дневники.
В данном работе определяется
содержание в илистых отложениях Ti и P,
а так же описаны возможные источники
этих элементов и их роль в жизни человека.
3
- Полевые эколого-геохимические
исследования
Если проектом предусматривается
только качественная оценка состояния
окружающей среды, то полевые исследования
проводятся в летний период для уточнения
ландшафтно-геохимической карты, созданной
камеральным путем, и выявление ландшафтно-геохимических
аномалий.
Отбор проб и оформление
полевых материалов.
Количество проб обусловлены
объектом, и сеть отбора предусмотрены
проектом.
Полевая документация
проб отбора ведется в стандартной
полевой книжке одновременно с отбором
пробы и описанием ландшафтно- геохимических
особенностей района по ходу маршрута
. Все записи проводятся простым
черным карандашом в поле .
На карту фактического материала
выносятся все и точки отбора проб . Точки
отбора проб выделяются на карте черным
цветом (2009г.) и оранжевым цветом (2013г.)
подписывается номер пробы . [ Рисунок 1. Места взятия проб
донных отложений.]
1.2. Опробование донных
отложений
Опробование донных
отложений проводилось для установления
закономерностей распространения
элементов и их соединений
в донных и прибрежных отложениях
рек Красноярска.
При количественной оценке
состояния окружающей среды пробы илистых
отложений отбирались для установления
закономерностей распределения элементов
и их соединений в выделяемых участках.
При опробировании, пробы
ила отбирались в мелководье рек, 2 метра
от берега, штыковой лопатой. Масса отобранных
проб ориентировочно составляет 100 грамм.
Затем пробы были
просеяны и просушены. В процессе
сушки из проб илистых отложений
были удалены водоросли и обломки
горных пород (Щебень, песок) размером
более 0,5 мс в диаметре.
Исследования в пределах аквальных
ландшафтов. Для количественной оценки
производится отбор проб по сети, соответствующей
стадии проводимых эколого-геохимических
исследований. Пробы необходимо отбирать
из верхнего горизонта донных отложений.
1.3. Подготовка проб
к анализу
Перед началом обработки все
пробы были рассыпаны на бумагу и разминались
крупные комки , а так же удалялись различные
включения (корни , камни , стекло, уголь
и др.)
Затем пробы были высушены
до воздушно-сухого состояния в сушильном
шкафу т.к. обработка влажных проб запрещена
и осуществлялась в строгом соответствии
с единой схемой обработки .
Пробы растирались в ступках
пестиком и просеивались через сито диаметром
отверстий 1 мм.
Растирание производилось
в условиях , исключающих заражение проб
ранее истиравшимся материалом , до состояния
пудры.
Озоление проводилось в лаборатории
с использованием фарфоровых чашечках
в специальных электрических печах, при
температуре 500о С.
Золу снова подвергали растиранию.
После чего пробы были помещены в заранее
подготовленный и подписанный бумажный
конверт.
Пробы отправили в лабораторию
на атомно-эмиссионный спектральный анализ.
Затем проводилась обработка
результатов анализа ,выявление закономерностей
распределения химических элементов и
статистическая обработка.
2 . Результаты
атомно-эмиссионного спектрального
анализа
2.1 Расчеты
Для того чтобы охарактеризовать
геохимические особенности отдельных
геохимических систем ( в нашем случае
это донные отложения ) и подчеркнуть
их отличие от среднего химического состава
литосферы применяется Кларк концентрации
- это отношение местного кларка к кларку
в земной коре.
[Таблица 2 . Результаты атомно-эмиссионного
спектрального анализа и кларки концентраций
химических элементов.]
5
К фосфора 0,093 % ( К в земной
коре по Виноградову
)
К фосфора 0,15 % (К
в глубоководных илах по Алексеенко)
К титана 0,45% (К в земной коре
по Виноградову)
К титана 0,466% (К в глубоководных
илах по Алексеенко)
КК = Са ÷К
Где Са - содержание химического
элемента в пробе
К
– кларк в земной коре по
Виноградову и кларк в глубоководных
илах по Алексеенко
2.2 Обсуждение результатов
анализа
Содержание титана в пробах
10 и 16 за 2009 год превышает допустимую
норму, а в пробах 2, 3, 4, 5, 7, 8, 24, 25, 26, 27, 29,
30 за 2013 год превышает допустимую норму
от 1,5 до 4 раз. Содержание фосфора в пробах
10, 16, 18 превышает допустимую норму в пробах
за 2009 год, и не превышает не в одной из
проб за 2013 год. [Рисунок 2. Кларк Концентрации
титана в пробах донных отложений].
В донных отложениях Базаихи,
Енисея, Качи увеличилась концентрация
титана во всех пробах.
В пробах 2013 года значительно
больше титана, чем в пробах 2009 года. Самая
высокая концентрация наблюдается в пробах
– 8 (Кк 1300) река Енисей, 26 (Кк 2000) река Кача
все пробы 2013 года. Горные породы, по которым
протекают реки, не могут поставить в окружающую
среду столь огромное количество Титана.
Причину необходимо искать в антропогенной
деятельности - сброс в воду опасных отходов
производств, преимущественно предприятий
металлургии и машиностроения, а так же
выбросы в атмосферу с угольных ТЭС.
Фосфор в большинстве случаев
имеет значение меньше кларка концентрации,
и его количество по сравнению с 2009 годом
значительно уменьшилось, и превышения
кларка концентрации за 2013 год не наблюдается.
Помимо этого был построен график
сравнительного содержания титана (2009
и 2013 год ) и фосфора (2009 и 2013 год ), показывающий
разницу между этими годами. Из него наглядно
видно, что концентрация титана значительно
выросла, а концентрация фосфора значительно
уменьшилась. Сравнение кларков концентрации
велось по реке Енисей, так как в нее
впадают остальные реки, отсюда следует,
что в Енисей поступают все элементы с
реки Кача и Базаиха. [ График 1 и 2. Сравнение
кларков концентрации элементов за 2009
и 2013 года ( река Енисей)].
6
3. 3.1Среднее содержание
элементов в пробах илистых отложений.
Среднее содержание по 18 пробам
2009 год.
Ti = 0,3511 %
P =0,0631 %
Река Енисей (12 проб)
Река Базаиха( 2 пробы)
Ti =0,329 %
Ti =0,42 %
P =0,0581 %
P =0,049 %
Река Кача (2 пробы)
Ti=0,402 %
P =0,085 %
Среднее содержание по 30 пробам
2013 год
Ti = 0,521 %
P =0,0464 %
Река Енисей (10 проб)
Ti =0,569 %
P =0,0416 %
Река Базаиха( 10 проб)
Река Кача (10 проб)
Ti =0,233 %
Ti=0,761 %
P =0,0593 %
P =0,0383 %
7
4 .Характеристика
элементов
4.1 Характеристика
Ti
Титан — элемент побочной подгруппы четвёртой
группы, четвёртого периода периодической
системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным
номером 22. Простое
вещество титан лёгкий металл серебристо-белого цвета. Существует в двух кристаллических
модификациях: α-Ti с гексагональной
плотноупакованной решёткой, β-Ti с кубической
объёмно-центрированной упаковкой, температура полиморфного
превращения α↔β 883 °C. Температура плавления
1660±20 °C. Tитан имеет твердость по Бринеллю 175 МПа.
4.1.1. История
Открытие TiO2 сделали практически
одновременно и независимо друг от друга
англичанин У. Грегор и немецкий химик М. Г. Клапрот. У. Грегор, исследуя состав
магнитного железистого песка (Крид, Корнуолл,
Англия, 1791), выделил новую «землю» (оксид)
неизвестного металла, которую назвал
менакеновой. В 1795 г. немецкий химик Клапрот
открыл в минералерутиле новый элемент и назвал его
титаном. Спустя два года Клапрот установил,
что рутил и менакеновая земля — оксиды
одного и того же элемента, за которым
и осталось название «титан», предложенное
Клапротом. Через 10 лет открытие титана
состоялось в третий раз. Французский
учёный Л. Воклен обнаружил титан в анатазе и доказал, что рутил и анатаз —
идентичные оксиды титана.
Первый образец металлического
титана получил в 1825 году Й. Я. Берцелиус. Из-за высокой химической активности
титана и сложности его очистки чистый
образец Ti получили голландцы А. ван Аркел
и И. де Бур в 1925 году термическим разложением паров иодида титана TiI4.