Формирование геохимических барьеров в торфяном болоте у поселка Тимирязевское (г. Томск)

Объектом исследования является северо-западная часть Тимирязевского болото. Цель работы – отследить изменения химического состава торфов и состава минеральных включений в торфа по вертикальной зональности как индикаторов условий формирования геохимических барьеров болот. В работе проведен анализ изменения химического состава вытяжек из торфов и минеральных включений в торф по вертикальной зональности, сопоставление данных с исследованиями прошлых лет и выводом о процессе формирования геохимических барьеров в торфяной залежи.

Реферат …………………………………………………………………………………………………………………………….9
Введение …………………………………………………………………………………………………………………………10
1. Изученность гидрогеохимических условий заболоченных территорий на юге Томской области ..12
2. Природные условия формирования и функционирования Тимирязевского болота и его
гидрохимического режима ……………………………………………………………………………………………………………….15
2.2. Общая характеристика объекта исследования …………………………………………………………16
2.3 Климатические условия…………………………………………………………………………………………………………17
2.4 Характеристика геологических и геоморфологических условий……………………………………………..19
2.4.1 Геологическое строение ……………………………………………………………………………………..19
2.4.2 Геоморфология …………………………………………………………………………………………………..20
2.5 Гидрогеологические условия ………………………………………………………………………………….22
2.6 Гидрологические условия ………………………………………………………………………………………23
2.7 Почвенно-растительный покров …………………………………………………………………………………………….26
2.7.1 Почвы ………………………………………………………………………………………………………………..26
2.7.2 Растительный покров ………………………………………………………………………………………….26
3. Хозяйственная деятельность в районе Тимирязевского болота ………………………………………………….28
4. Методика исследования……………………………………………………………………………………………………………30
5. Химический состав болотных вод и его пространственно временные изменения ……………………….32
6. Изменения химического состава торфяных вытяжек и вещественного состава минеральных
включений в торф по глубине торфяной залежи ……………………………………………………………………………….36
7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ …..48
7.1 Предпроектный анализ ………………………………………………………………………………………………………….49
7.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции ресурсоэффективности и
ресурсосбережения ………………………………………………………………………………………………………………………….50
7.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………………………………………….53
7.4.1 Методы коммерциализации результатов научно-технического исследования ……………55
7.5 Планирование управления научно-техническим проектом ………………………………………….55
7.6 Бюджет научного исследования ………………………………………………………………………………….57
7.7 Реестр рисков проекта ………………………………………………………………………………………………..61
7.8 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности ………………………………………………………………………………………..61
7.9 Оценка сравнительной эффективности исследования ………………………………………………….66
8 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……………………………….70
8.1 Производственная безопасность …………………………………………………………………………………73
8.2 Анализ вредных и производственных факторов ………………………………………………………….74
8.3 Экологическая безопасность (охрана окружающей среды) ………………………………………….83
8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях ……………………………………………………………………84
Заключение ……………………………………………………………………………………………………………………..86
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………………………………………………………..88
Приложение А …………………………………………………………………………………………………………………96
Реферат
Выпускная квалификационная работа содержит 105 с., 24 рис., 35 таб., 106
источников, 1 текстовое приложение.

Ключевые слова: Западная Сибирь, болото, заболоченность, болотные
воды, торф, геохимический барьер, вертикальная зональность.

Тема выпускной квалификационной работы «Формирование
геохимических барьеров в торфяном болоте у поселка Тимирязевское (г. Томск)»

Объектом исследования является северо-западная часть Тимирязевского
болото.

Цель работы – отследить изменения химического состава торфов и состава
минеральных включений в торфа по вертикальной зональности как индикаторов
условий формирования геохимических барьеров болот.

В работе проведен анализ изменения химического состава вытяжек из
торфов и минеральных включений в торф по вертикальной зональности,
сопоставление данных с исследованиями прошлых лет и выводом о процессе
формирования геохимических барьеров в торфяной залежи.

В результате исследования был проведен анализ литературных и полевых
данных; определены факторы, влияющие на образование геохимических
барьеров в торфяной залежи.

Магистерская диссертация выполнена в текстовом редакторе Miсrosoft
Word 2010, при построении таблиц использован табличный процессор Miсrosoft
Excel 2010.

Результатом проделанной работы стал анализ данных о химическом
составе торфов, полученных из водных вытяжек и позволяющий сделать
выводы о формировании и развитии мезотрофного болота в условиях климата
Западной Сибири. Для мезотрофного болота у города Томска в долине реки
Томи выявлено  – образное изменение зольности, Al, Ti, Cr и ряда других
элементов с максимумами в верхней и нижней частях торфяной залежи
пропорционально источнику минерального вещества (в верхней части залежи –
пылевые выпадения, в нижней подстилающие грунты).

Аналогичное распределение ранее было выявлено на олиготрофном
водосборном участке Васюганского болота примерно в 145 км на северо-запад.
Также было предложено объяснение такого распределения вследствие
функционирования болотной микрофлоры и геохимических барьеров на границе
деятельного и инертного и на границе с подстилающими минеральными
грунтами [Савичев и др., 2018, 2019; Savichev et al., 2020]. Это позволяет
предположить о наличие общего механизма формирования вещественного
состава торфов и трансформации минерального вещества в болотах с учетом
87

фильтрационных свойств среды – одного из важных факторов образования и
функционирования геохимического барьера в болотной среде.

Основной механизм формирования вещественного состава торфов
заключаются в биохимической трансформации минеральных веществ,
поступающих из атмосферы с поверхностным и подземным стоком с суходолов,
в результате чего в деятельном горизонте вещество находится в растворенном,
коллоидном и взвешенном состоянии, а в инертном горизонте формируются
минеральные фазы. На поверхност минеральных фаз происходит осаждение
ряда микроэлементов и формирование аутигенных минералов. Скорость и
направленность этих процессов зависит от геоморфологических и
гидрологических условий, определяющих возникновение и функционирование
геохимических барьеров. При этом влияние антропогенных факторов,
безусловно, возможно, но оно, видимо, заключается не только в
непосредственном поступлении на поверхность болота загрязняющих веществ,
но и увеличении общей запыленности. В случае Тимирязевского болота нужно
упомянуть и возможное влияние Томского подземного водозабора, которое, как
было показано в [Савичев, Шмаков, 2012; Шмаков, 2016], проявляется в
основном косвенно, в увеличении амплитуды колебания уровней болотных вод,
смещения и определенного «размытия» границы деятельного и инертного
горизонтов торфяной залежи.

Также в ходе анализа данных было выявлено увеличение значений pH с
глубиной и сделано предположение что pH увеличивается по мере усиления
анаэробных свойств и накоплению в нижних слоях торфа малорастворимых
соединений кальция. Также выявлена обратно пропорциональная зависимость
между удельной электропроводностью  и pH.
88