ИКД
5013 Информационная
карта диссертации
04 кандидатская
05 докторская
5418 Исходящий номер.
дата.
 
5715 Язык
диссертации
 русский
5715 Инвентарный
номер
 
5409 Дата защиты
 2011‑06‑10 12:00
6444 Шифр научной
специальности
 25.00.09
7425 На соискание
степени
 кгмн
2061 Предствлено к защите:
61 Рукопись, в т.ч. научный доклад
52 Монография
43 Учебник
6147 Фамилия, Имя, Отчество соискателя
Липатникова Ольга Александровна
Фамилия, инициалы
Ученая степень
Шифр научной специальности
6156 Научные руководители
Гричук Д. В

6165 Официальные оппоненты
Савенко В. С
Мироненко М. В

6255
дгмн

4662
дгмн
кгмн

6453

4626

5733 Кол‑во томов
5742 Кол‑во стр.
1
130
Номер тома
Кол‑во стр.

5751 Приложений
5787 Источников
10
108
5778 Таблиц
5760 Иллюстраций
22
14
Сведения об организации, в совете которой проходила защита
2457 Код ОКПО

2934 Телефон

2394 Телефакс

2754 Город
ауд. 804, геологический факультет МГУ
1332 Сокращенное наименование министерства (ведомства)

7452 Шифр совета
Д.501.002.06
2151 Полное наименование организации
Д.501.002.06
2358 Сокращенное наименование организации

2403 Код ВНТИЦ

2655 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)

Сведения об организации, в которой работает соискатль
2988 Телефон

3087 Телефакс

2781 Город

2187 Наименование организации
Учреждение Российской академии наук
2385 Сокращенное наименование организации

2682 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)

9045 Наименование диссертации
Экспериментальное исследование и термодинамическое моделирование форм нахождения микроэлементов в донных отложениях Иваньковского водохранилища 
9117 Реферат
Объект исследования и цель работы. Методы исследования и аппаратура. Теоретические и практические результаты и их новизна. Степень и эффективность внедрения. Область применения.
Актуальность работы. Донные отложения (ДО) в условиях интенсивного антропогенного воздействия играют значительную роль во внутриводоемных процессах. ДО, обычно являющиеся   
депонирующей средой для токсичных микроэлементов, при изменении физико‑химических условий в водоеме могут стать источником их вторичного поступления сначала в поровые воды,   
а затем и в поверхностные. Для оценки этих процессов большое значение имеет определение миграционно‑способных форм нахождения элементов, а также исследование закономерностей   
перераспределения микроэлементов между различными формами в твердой фазе ДО и водной средой.   
  
Термодинамическое моделирование гетерогенных взаимодействий является одним из современных способов прогнозирования геохимического поведения элементов при изменении внешних   
условий. Применению такого подхода для анализа распределения форм тяжелых металлов в ДО препятствует отсутствие данных по термодинамическим свойствам этих форм, в первую очередь   
 сорбированных. Хотя в современной геохимической литературе накоплен большой объем информации по сорбции металлов на индивидуальных субстратах (Гаськова, 2010 и др.), применение   
его наталкивается на большую изменчивость и неопределенность вещественного состава ДО в водоемах. В работах (Соколова и др, 2006; Соколова, 2008) был предложен альтернативный   
подход к решению подобных задач, основанный на использовании эмпирической информации по формам нахождения тяжелых металлов (ТМ), получаемой методом селективных вытяжек, с   
последующим расчетом эффективных термодинамических параметров, характеристических для данного объекта. Однако в этой методике были использованы допущения, связанные с неполнотой   
имевшейся эмпирической информации, отражающиеся на качестве прогнозов.   
  
Цель данной работы  разработка методики термодинамического моделирования поведения микроэлементов в системе "вода  донные отложения" при изменении физико‑химических условий.   
  
В качестве объекта моделирования взято Иваньковское водохранилище р. Волги, которое является одним из основных источников водоснабжения г. Москвы, что предъявляет особые требования   
к качеству воды в нем. В последние годы, вследствие усиления антропогенной нагрузки, идет интенсивный процесс зарастания заливов и прибрежных участков водохранилища (Казмирук   
и др., 2004). Это негативно отражается на общем эколого‑геохимическом состоянии водоема.   
  
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:   
1. Экспериментальная оценка форм нахождения микроэлементов в ДО водохранилища.   
2. Усовершенствование методики термодинамического моделирования, для расчета равновесного распределения микроэлементов между водным раствором и сорбирующими фазами ДО.  
3. Оценка природной вариации термодинамических свойств ДО в пределах одного крупного водоема.  
4. Прогноз поведения микроэлементов в системе "вода  донные отложения" при эвтрофикации водоема.   
  
Научная новизна работы:   
‑ Предложена методика термодинамического моделирования, позволяющая на основе эмпирической информации о формах нахождения микро‑ и макрокомпонентов в ДО рассчитывать межфазовые   
распределения элементов в системе "вода  донные отложения".   
‑ С помощью построенной модели исследована реакция системы "вода  донные отложения" на процесс эвтрофикации водохранилища.   
  
Практическая значимость работы заключается в возможности использования предложенной методики моделирования для прогноза миграции загрязнения в водоемах при изменении физико‑химических   
условий.   
  
Фактический материал. Основой диссертации является синтез экспериментальных исследований по определению растворенных и сорбированных форм элементов и термодинамического моделирования.   
Из 13 проб донных отложений, отобранных на водохранилище, были отжаты поровые воды, определены формы нахождения Ca, Mg, Na, K, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Pb, Co, Cd, Sr, Ba, As,   
V, Cr путем последовательных экстракций по методике Тесье (50 вытяжек) с аналитическим окончанием масс‑спектрометрическим методом с индуктивно связанной плазмой (ИСП‑МС) (всего   
1070 элемент‑определений). Также определялось содержание органического вещества, гранулометрический и общий химический составы и состав глинистых минералов. Автором разработана   
термодинамическая модель и выполнены расчеты перераспределения элементов в системе "вода  донные отложения" в процессе эвтрофикации водоема.   
  
Основные защищаемые положения   
1. Установлена зависимость распределения миграционно‑способных форм элементов от характеристик донных отложений Иваньковского водохранилища.   
2. Разработана термодинамическая модель, описывающая равновесное распределение макрокомпонентов (Ca, Mg, Na и K) и тяжелых металлов (Cu, Pb, Zn, Ni, Co и Cd) между поровыми   
водами и твердой фазой донных отложений, содержащей 3 сорбента: глинистое вещество, гидроксиды железа и марганца и органическое вещество.  
3. Определен набор констант селективности и свободных энергий связанных форм Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Pb, Co и Cd на глинистом, железистом и органическом сорбентах для донных отложений   
Иваньковского водохранилища. Показано, что учет литологической неоднородности осадков позволяет улучшить качество моделирования распределения Cu, Cd, Co и Fe.  
4. Термодинамическая модель поведения тяжелых металлов в эвтрофицированных осадках Иваньковского водохранилища показывает, что вследствие конкурентных отношений тяжелых металлов   
с ионами кальция высвобождение их из восстанавливающегося железистого сорбента сопровождается сорбцией на глинистом и органическом сорбентах. Прогнозируемые концентрации в   
поровом растворе эвтрофицированных осадков не превышают ПДК вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно‑питьевого назначения для всех микроэлементов, за исключением   
Cd.   
  
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, семи глав и заключения, изложенных на 130 страницах машинописного текста, содержит 22 таблицы, 14 рисунков, 10 приложений   
и список литературы, состоящий из 108 наименований.   
  
Публикации и апробация работы. Содержание диссертации отражено в 8 опубликованных работах, в том числе 3 статьях, из которых одна в журнале из списка ВАК, и 5 тезисах докладов,   
а также 2 принятых к печати статьях (в журналах "Вестник МГУ. Серия 4: Геология" и "Вестник Отделения наук о Земле РАН"). Результаты исследований и материалы диссертации обсуждались   
и докладывались на международных конференциях: "Современное состояние наук о Земле" (Москва, 2011), XVIII научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов‑2011"   
(Москва, 2011), VIII научной конференции "География, геоэкология, геология: опыт научных исследований в контексте международного сотрудничества и интеграции" (Днепропетровск,   
2011), а также на Ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии "ЕСЭМПГ‑2011" (Москва, 2011) и на Ежегодной всероссийской научной конференции   
"Актуальные проблемы экологии и природопользования" (Москва, 2011).   
  
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю профессору Д.В. Гричуку за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы. И.Л. Григорьевой   
и сотрудникам НИС ИВП РАН за помощь в проведении полевых работ и консультации по объекту, Ю.В. Шварову за предоставленную возможность пользоваться пакетом программ HCh for   
Windows v.4.3, С.М. Ильиной, И.П. Родионовой, А.В. Орловой, В.Л. Косорукову, М.П. Юкиной  за помощь при выполнении анализов, А.И. Хасановой за плодотворную совместную работу,   
Т.В. Шестаковой и А.Ю. Бычкову за помощь при выполнении анализов и ценные советы.  
5436
Фамилия, инициалы
Должность
Уч. степень
Подпись МП
Руководитель организации
6111 
6311 
6210   кархн

Председатель
диссертационного совета
6264 
6320 
6462   кархн

5634 Индексы УДК
7434 Дата
7506 Входящий номер

5616 Коды тематических рубрик

5643 Ключевое слово