авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< 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 ||

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК УРАЛЬСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ 4 № (42) ...»

-- [ Страница 2 ] --

2. Flood risk Simulation. F.C.B Maskarenhas. Boston. Wit Press Southampron, 2005. – vol. 436.

3. J. Bogardi. Sediment transport in alluvial streams. Budapest. Akademiai Kiado, 1974. – vol. 4. F.E. Hicks T. Peacock. Suitability of HEC-RAS for Flood Forecasting // Canadian Water Resources Journal 2005. – Vol. 30(2) – р.159-174.

5. Mike 11 software www.dhisoftware.com.

6. Ritter A. Die Fortpflanzung der Wasserwelen. Zeitschrift des Vereins Deutscher Ingenieure, 1892. – (33). – p. 947-954.

Л.В. ЯГУДИНА, ОООО «НТО НГ им. ак. И.М. Губкина», И.Н. БРЕЖНЕВА, ООО «ВолгоУралНИПИгаз»

УЧЕТ МЕЖГОСУДАРСТВЕННОГО СТАТУСА РЕКИ УРАЛ ПРИ ОЦЕНКЕ УЩЕРБА ОТ АВАРИЙ НА ГАЗОПРОВОДАХ Усиливающееся антропогенное воздействие на природные водое мы в значительной степени нарушает естественные гидробиоценозы.

Анализируя процессы антропогенного влияния на биосферу Земли, академик Н.Н. Моисеев приходит к выводу: «Если человек не найдет нужного ключа к своим взаимоотношениям с природой, то он об речен на погибель, каким бы ни были политика и государственное устройство», поскольку «человечество обрело возможность мирного самоуничтожения», имея в виду антропогенное воздействие на био сферу земли [2].

Наиболее мощные деструктивные воздействия на биоресурсы происходят при авариях на промышленных объектах. Для Орен бургской области в их число входят многочисленные газопроводы, транспортирующие природный газ от мест добычи до головных 44 ГОРНОЕ ЭХО НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя перерабатывающих сооружений. По скольку Оренбургское нефтегазокон денсатное месторождение расположено на левобережье реки Урал, а Оренбург ский газоперерабатывающий завод – на правом берегу, естественно, что трассы магистральных газопроводов, сгруппи рованных в технологические коридоры, пересекают русло реки.

Урал является третьей по протяжен ности рекой Европы, уступая по этому показателю только Волге и Дунаю, и впа дает в Каспийское море. В современном мире он является трансграничной рекой, разделяя Россию и Казахстан (рис.). В нижнем течении он является основной нерестовой рекой для осетровых Ка спийского моря. Единый статус Урала Межгосударственное положение реки Урал как межгосударственной реки утвержден Казахстаном и Россией в 1991 году, а 27 августа 1992 года заключено казахстанско-российское согла-шение о совместном ис пользовании и охране трансграничных водных объектов [1].

И, хотя до настоящего времени этот договор фактически не исполнялся, его су ществование может заставить взглянуть на ущерб гидробионтам Урала и Каспия по-иному, чем это принято для внутрироссийских водных объектов. Конвенция ООН «Об охране и использовании трансграничных водотоков и международных озер» от носит к трансграничным водам все поверхностные и подземные воды, пересекающие границы двух или более государств. Согласно данной конвенции страна, находящаяся в верховье реки (Россия), и страна в низовье (Казахстан) имеют абсолютно равные права на трансграничный водоток, а загрязнение акватории, тем более, повлекшее за собой ущерб гидробионтам и его высшему звену – ихтиофауне – прямое нарушение этого международного договора.

По мере эксплуатации газопроводов, даже при условии соблюдения всех техниче ских норм и правил, повышается риск возникновения аварии – внештатной ситуации, имеющий катастрофический характер по отношению к биологическим ресурсам района аварии и зоны ее воздействия на природную среду. Авария на газопроводе имеет одну особенность, а именно наличие и распространение токсического облака газа, контакти рующего и с акваторией реки, и с атмосферным воздухом. Таким образом, токсическому воздействию подвергаются и водные, и наземные экосистемы. Организации, эксплуати рующей газопровод, следует оценить и знать размеры ущерба до того, как наступит ава рия, поскольку стоимость восстановительных мероприятий и суммы штрафных санкций являются в таких случаях действенным стимулом предотвратить аварию, а не исправлять ее последствия.

При рассмотрении воздействия на биоресурсы Урала, следует заметить неравноцен ность последствий аварии по сезонам года. Непосредственно для рыб наиболее губитель ными будут последствия аварии, произошедшей в периоды ледостава (и концентрации ихтиофауны в рыбозимовальных ямах), а также в период нереста и ската молодняка (май-первая половина июля), т.е. период общей протяженностью порядка 8-8,5 месяцев в году.

№ 4 (42) октябрь-декабрь 2010 НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя Для гидробионтов, входящих в кормовую базу, наиболее губительны летние аварии, сопровождающиеся масштабным отравлением и гибелью зоопланктона и зообентоса. Но, при уменьшении кормовой базы неизбежно пострадает поголовье рыб, а затем снизится численность птиц и околоводных животных, питающихся рыбами.

Для околоводных животных и птиц в период размножения и вывода молодняка (весна первая половина июня) авария чревата утратой выводка и порчей привычного местоо битания, после чего многие виды (в основном, водоплавающих птиц) не возвращаются в это место. Для хищных птиц и околоводных видов млекопитающих, питающихся рыбой, авария приведет к оскудению пищевой базы, что вызовет откочевку их в другие места или гибель молодых или слабых особей.

При массовой гибели гидробионтов подо льдом из-за отравления сероводородом и меркаптанами, скопления гниющей белковой органики могут локально изменить режим водоема с аэробного до анаэробного. Это, в сочетании с химическим загрязнением водоема и отравлением гидробионтов, неизбежно вызовет экологический регресс, с присущей ему направленностью целого комплекса общих по своему экологическому значению признаков:

– уменьшению видового разнообразия, – устойчивости к внешним возмущениям, – увеличению энтропии, – упрощению межвидовых отношений, – уменьшению пространственной гетерогенности, – упрощению временной структуры популяций.

При воздействии на наземные экосистемы также имеет значение период года, в кото рый произошла авария. Так, растения обладают наименьшей газоустойчивостью весной, в период раскрытия почек и активного роста молодых листьев, и в жаркие летние месяцы, особенно при сочетании высоких температур и засухи. Обобщение «максимумов» воз действия на отдельные компоненты биоресурсов, приведено в таблице.

Периоды максимального воздействия аварии на биоресурсы Месяц I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Компонент биоресурсов Ихтиофауна Зоопланктон Зообентос Околоводные животные Водоплавающие птицы Хищные птицы Дендрофлора Из таблицы 1 видно, что наиболее напряженная экологическая обстановка возникает при аварии в теплый период года, т.к. последствия охватывают все компоненты биоре сурсов. Но, учитывая отдаленный ущерб (как, например, потеря кормовой базы и после дующая утрата видов - консументов II-го и последующих порядков), следует определить, хотя бы ориентировочно, ущерб по всем компонентам биоресурсов.

Для оценки негативного воздействия технологической среды газопровода при попада нии в реку Урал на состояние рыбных запасов [3,7,8], были определены:

- возможные варианты развития аварии;

- биотоксичность веществ, содержащихся в транспортируемом газе;

- границы акватории, попадающей в зону загрязнения.

46 ГОРНОЕ ЭХО НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя Аварийные ситуации, связанные с разгерметизацией трубопровода, вызывают гибель гидробионтов по следующим причинам:

- воздействие ударной волны в случае разрыва газопровода;

- токсическое воздействие на гидробионтов на участке аварии газопровода и далее по течению;

- локальное термическое воздействие (понижения температуры до отрицательных значений) на участке разрыва трубопровода;

- взмучивание донных осадков вследствие гидроудара и локального нарушения среды обитания бентоса и планктона.

В результате аварии произойдет ухудшение или уничтожение среды обитания гидро бионтов, снижение продуктивности водоема, сокращение видового состава ихтиофауны, истощение рыбных запасов и других объектов водного промысла. Основной ущерб бу дет нанесен фито-, и зоопланктону, зообентосу, рыбам. При этом следует иметь в виду, что рыбы могут активно избегать неблагоприятные для существования участки, мало подвижные гидробионты, как правило, в этом случае погибают. Основное воздействие будет оказано на икру и молодь рыб от воздействия ударной волны и отравления воды растворенными в ней биотоксичными газами. Поэтому определение величины ущерба рыбному хозяйству от потери части системы (рыбопродуктивности) носит приближенный (экспертный) характер.

Для оценки биоресурсного потенциала реки и расчета суммы возможного ущерба водным организмам в НИП Оренбургского филиала ФГУ «Камуралрыбвод» была получена рыбохозяйственная характеристика реки Урал, составленная на основании материалов государственного учета и рыбохозяйственного кадастра.

Согласно рыбохозяйственной характеристики, река Урал имеет высшую категорию, т.е. важное рыбохозяйственное значение для промысла и воспроизводства рыбных за пасов. На ее акватории имеются нерестилища и рыбозимовальные ямы. Из 51 вида рыб, которые постоянно живут в низовьях реки Урал и заходят туда из Каспийского моря, до Оренбургской области доходят 36 видов;

из них 11 встречаются редко. Ихтиофауна представлена следующими видами:

– из семейств карповых: сорожка, елец, голавль, язь, красноперка, жерех, линь, подуст, пескарь, сига (уклейка), густерка, лещ, карась круглый, карась продолго ватый и сазан;

– из семейства вьюновых - вьюн;

из семейства сомовых - сом;

– из семейства щуковых - щука;

– из семейства окуневых - судак, берш, окунь, ерш;

– из семейства колбневых - бычок;

– из семейства колюшковых - колюшка – из семейств тресковых - налим.

Самыми распространенными промысловыми видами рыб являются лещ, судак, жерех, язь, а также белоглазка, плотва и подуст.

В низовьях реки Урал (в казахстанской части) увеличивается доля полупроходных форм, в том числе чехони и воблы, среди рыбной мелочи самые распространенные виды - голавль, елец, ерш, окунь.

Очень редко встречаются минога каспийская, белуга, стерлядь и редко - шип, бело рыбица, белоглазка, синец и другие.

В составе транспортируемого газа присутствуют следующие вещества: сероводород, низшие меркаптаны, низшие алифатические углеводороды (ряд метана). Чувствитель ность рыб к ядам сильно варьирует в зависимости от вида, возраста и физиологического состояния организма. Из имеющихся видов ихтиофауны высокочувствительными к № 4 (42) октябрь-декабрь 2010 НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя токсикантам являются судак, окунь;

слабочувствительными - карп, карась, линь, вьюн.

Остальные рыбы занимают промежуточное между ними положение [2]. В возрастном аспекте наиболее чувствительны рыбы на стадии эмбриогенеза и молоди (мальков). По скольку на рассматриваемом участке реки Урал имеются места концентрации молоди рыб, (нерестилища и места нагула), то расчет площади загрязнения учитывает их высокую чувствительность к токсикантам. Летальные дозы компонентов перекачиваемой среды для гидробионтов следующие [4,9]:

- меркаптаны низшие (от метилмеркаптана до бутилмеркаптана) - 0,5 мг/л. При этой концентрации происходит снижение дыхательных движений, нарушение координации, паралич дыхания. Ввиду острой токсичности, содержание меркаптанов в рыбохозяйствен ном водоеме не допускается;

- сероводород - 1 мг/л. У рыб нарушает дыхание, вызывает аритмию, удушье. Допусти мая для рыб концентрация сероводорода в воде составляет 0,005 мг/л;

- метан и низшие углеводороды в небольших количествах не опасны для гидробионтов, но при обильном выделении снижают содержание в воде кислорода и приводят к гибели гидробионтов от удушья.

Расчет площади акватории, загрязненной в результате аварии, был проведен с учетом растворимости каждого токсичного компонента газа в воде при максимальной и минималь ной температуре воды и разбавлении токсодозы до безопасной/допустимой концентрации в воде рыбохозяйственного водоема.

Расчеты показали, что общая длина загрязненной акватории значительно превы шает длину реки Урал. Это означает, что негативные последствия в полной мере затронут акваторию Каспийского моря. Поэтому в дальнейших расчетах за объем загрязненной акватории была принята акватория Урала от места аварии до Каспия площадью 33102 га.

Учитывая трансграничный характер реки, и прецеденты из судебной международной практики [5,6], ориентировочный ущерб был определен по числу погибших особей каждого вида, независимо от их веса и размера. Этот вид расчета применяется при действительной гибели гидробионтов специалистами рыбводхозов с учетом числен ности погибших гидробионтов по таксам ущерба, составляющими от 17 до 250 руб.

за 1 особь рыбы без учета ее размера и веса (Согласно «Таксам исчисления ущерба гидробионтам…»).

По факту, при аварии гибель ихтиофауны может составлять десятки и сотни тысяч особей – в период размножения и ската рыбы – с апреля по первую декаду июля или в период концентрации ихтиофауны в рыбозимовальных ямах.

Загрязнение акватории северного Каспия токсичными веществами – сероводородом и меркаптанами – неизбежно вызовет резонанс и острую реакцию казахской стороны. Тем более, что немногим более года назад (май 2009) тема обеспечения сохранности биоре сурсов северного Каспия поднималась в печати в связи с массовой гибелью каспийских тюленей [10].

ЛИТЕРАТУРА 1. Актуальные вопросы внешней политики Казахстана. Вопросы трансграничных рек (сотрудничество с Российской Федерацией) http://portal.mfa.kz 2. Богомол Э.В. «Изучение антропогенного влияния города на гидробионтов на примере реки Москва»:

Дис. к.б.н.: 03.00.32 Москва, МГТА, 2003. http://www.lib.ua-ru.net 3. Временная методика оценки ущерба, наносимого рыбным запасам в результате строительства, рекон струкции и расширения предприятий, сооружений и других объектов и проведения различных видов работ на рыбохозяйственных водоемах. М., 1990 г. По состоянию на 12.10.2006 г.

4. Каплин В.Г. «Основы экотоксикологии». М., Колосс, 48 ГОРНОЕ ЭХО НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя 5. Медведева О.Е. «Оценка экологического ущерба как новое направление региональной экологической политики». М., Институт проблем управления новой экономикой гос. университета управления От деления экономики РАН http://www.consulting.ineca.ru 6. Постановление Пленума Верховного суда Республики Казахстан от 22 декабря 2000 года N 16 «О практике применения судами законодательства об охране окружающей среды» http://www.unesco.kz 7. Постановление Правительства Российской Федерации № 344 от 12.06.2003 с изменениями от 08.01. «О нормативах платы за выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и пере движными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение объектов производства и потребления»

8. Приказ Минприроды РФ от 13.04.2009 N 87 «Об утверждении Методики исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства» (Зарегистрировано в Минюсте РФ 25.05.2009 N 13989) 9. Справочник химика, II том. Государственное научно-техническое издательство, М.1963 г.;

Ленинград ское отделение Госхимиздата, Л.1963 г.

10. Суетин А.В. «Каспий просит помощи». Газета «Пульс города», № 23 от 04.06.2009 электронный ресурс:

http://www.yaik.ru.

Б.А. БАЧУРИН, Т.А. ОДИНЦОВА, лаборатория геоэкологии горнодобывающих регионов ЛЕЧЕБНАЯ ОРГАНИКА В последние годы многие врачи пришли к однозначному выводу – естественные, натураль ные лечебные средства в большинстве случаев не только не уступают по своей эффективности препаратам аптечного происхождения, но по ряду показателей и превосходят их. Все большее доверие оказывается природным целебным препаратам, к которым относятся различные типы минеральных вод, грязи, различного рода минеральные продукты пресноводного и морского происхождения (илы, сапропели, водоросли и др.), озокерит, бишофит и многие другие. Не смотря на то, что перечисленные лечебные средства известны людям не одно тысячелетие, к их научному изучению приступили лишь в конце XIX века. Современный уровень развития науки позволил понять физико-химические особенности их целебных свойств и выделить основные биологически активные соединения, оказывающие лечебное влияние на организм человека. Вместе с тем, несмотря на большой объем проведенных исследований в этой об ласти, некоторые компоненты этих природных лечебных ресурсов требуют более детального изучения. Это в первую очередь касается природных органических соединений. Возникает парадокс: с одной стороны, постоянно расширяется перечень органических соединений, со держание которых в объектах окружающей среды ограничивается по санитарно-гигиеническим показателям, а с другой – появляется все больше сведений, что многие из них являются биологически активными и обладают бактериостатическим и бактерицидным действием.

Можно лишь отметить, что еще в 1934 г. выдающийся геохимик В.И. Вернадский отмечал:

«Органические вещества минеральных вод в буквальном смысле слова terra incognita.

Несмотря на их малые количества, значение их – бальнеологическое – может быть огромно» [3, с. 247].

Наиболее известным типом минеральных вод, лечебные свойства которых опреде ляются растворенными в них органическими веществами (ВРОВ), является вода «Наф туся» курорта Трускавец [5]. В настоящее время выявлен целый ряд месторождений минеральных лечебных вод подобного типа с повышенным содержанием органических веществ: Сходницкое, Сатановское, Березовское (Украина), Гусятинское (Азербайджан), Обуховское (Свердловская обл.), Ундоровское (Ульяновская обл.) и др. В тоже время предполагаемые источники обогащения этих вод органическими соединениями значи № 4 (42) октябрь-декабрь 2010 НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя тельно различаются (нефтенасыщенные и битуминозные породы, угленосные и болотно торфяные отложения), что должно влиять и на их состав.

Различие содержания и состава органического вещества характерно и для различных типов лечебных грязей (пелоидов). Наибольшие концентрации ОВ зафиксированы в верховых торфяных грязях (99%) и сапропелях (95%), значительно меньшие содержания характерны для иловых грязей (1-5%, реже до 28%).

По структуре лечебные грязи представляют собой сложную физико-химическую систему, которая состоит из трех взаимосвязанных компонентов: грязевого рас твора (жидкая часть), тонко- и грубодисперсного (остов) комплексов. Грязевой раствор состоит из воды и растворенных в ней солей, органических веществ, га зов и является производным воды бассейна, в котором происходило накопление пелоидов. Коллоидный комплекс (тонкодисперсная часть грязи) включает раз личные минеральные частицы размером менее 0.001 мм, органические вещества, сложные неорганические соединения и органо-минеральные комплексы. Как грязи, так и растворы, пропитывающие всю их массу, характеризуются различ ной минерализацией, ионным, органическим и газовым составом. Органическое вещество считается одной из характерных особенностей пелоидов, определяющей их важнейшие в лечебном отношении физико-химические свойства – большую теплоемкость, малую теплопроводность, высокую адсорбционную способность, присутствие биологически активных соединений [6, 7]. Кроме того, ОВ пелоидов слу жит энергетической базой такого важного процесса, как сульфатредукция, в результате которого образуются сероводород и гидротроиллит, обладающие наи более высокой терапевтической активностью.

Перечисленное выше определяет необходимость более детального исследования органических соединений природных минеральных лечебных ресурсов. В настоящей статье приводятся результаты исследований органического вещества минеральных вод и лечебных грязей, используемых в Пермском крае.

МИНЕРАЛьНыЕ ВОДы Органическое вещество минеральных лечебных вод Пермского края исследовалось в весьма ограниченных объемах. Имеются сведения, что в лечебно-столовых сульфатно кальциевых водах нижнепермских отложений курорта «Ключи» и прилегающих районов суммарное содержание органического углерода Сорг колеблется в пределах 19,7-36, мг/дм3. В составе ОВ установлено присутствие битуминозных веществ, летучих фено лов и жирных кислот [2]. Близкое содержание и состав ОВ зафиксированы в водах нижнепермских отложений курорта «Усть-Качка». Вместе с тем, очевидно, что эти ограниченные данные, отражающие лишь приблизительный групповой состав водо растворенной органики, не позволяют в полной степени судить о гомеопатической роли органических соединений.

А.А. Обориным сделано предположение, что в Пермском крае к лечебным водам типа «Нафтуся» может быть отнесен Петропавловский источник, расположенный в Октябрьском районе в долине р. Сарс [4]. Это напорный восходящий газирующий родник дебитом 210 л/сек, дренирующий артинско-филипповские карбонатные от ложения. Воды характеризуются гидрокарбонатно-кальциевым составом и имеют минерализацию 0,44-0,56 г/дм3. Водорастворенные газы относятся к азотному типу с содержанием метана менее 1,9%. Исследование органической составляющей вод практически не проводилось – имеющаяся информация лишь свидетельствует, что содержание в воде органических веществ (хлороформенного битумоида) составляет 50 ГОРНОЕ ЭХО НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя 3,5 мг/дм3. Предположение о возможности обогащения данных вод органическими соединениями нефтяного типа основывается на развитии в этом районе в нижнеперм ских отложениях битуминозных пород.

Исследование проб, отобранных из Петропавловского источника, подтвердило обогащенность вод органическими соединениями – общее содержание органического углерода составляет 34,5-35,6 мг/дм3 (табл. 1).

Таблица Характеристика состава ВРОВ Петропавловского родника Показатели Содержание Показатели Содержание нафтеновые УВ 4, Сорг, мг/дм 34,46-35, ароматические УВ не обн.

Nобщ, мг/дм3 2,55-2, гетеросоединений 53, ХБА, мг/дм3 0,63-0, в т.ч. О-содержащие: 11, НП, мг/дм3 0,04-0, - окиси, спирты, простые эфиры 3, Состав гексановой фракции ХБА (%) по данным ХМС - альдегиды, кетоны не обн.

УВ 40, - кислоты и их производные 8, в т.ч. алифатические УВ: 35, N-содержащие не обн.

- н-алканы 24, S-содержащие 34, - изоалканы 2, Hal-содержащие 0, - ненасыщенные алканы не обн.

полифункциональные 7, - изопренаты 8, Вместе с тем, присутствие в них соединений нефтяного типа весьма незначительно – при содержании хлороформенного битумоида (ХБА) на уровне 0,63-0,65 мг/дм3 на долю органического углерода данной фракции (Схл) приходится не более 0,45 мг/дм3. Это под тверждается и отсутствием в составе ОВ геохимических маркеров, характерных для про дуктов окисления нефти в водной среде – алкенов (с длиной цепи С21) и циклоалкенов (С5-С6), замещенных по «нефтяному» типу, алифатических окисей, спиртов и простых эфиров (С6-С24), ненасыщенных алифатических альдегидов (С5-С18) и циклических кето нов (С5-С10) и т.д. [1].

Исследование гексановой фракции аквабитумоидов Петропавловского источника ме тодом хромато-масс-спектрометрии (ХМС) показало, что среди алифатических структур присутствуют только н-алканы ряда С15-21 при доминировании С17, в то время, как для нефтяной органики характерен более широкий спектр данных соединений. Кислородсо держащие соединения представлены преимущественно фталатами, являющимися наибо лее стойкими ароматическими структурами в водной среде. Алифатические окисленные структуры представлены тетрадеканолами и их метильными эфирами, но их содержание незначительно (3,2% фракции). В группе кислородсодержащих и полифункциональных соединений зафиксированы и типично биогенные соединения (производные уксусной, янтарной, стеариновой, линолевой кислот;

фурановые, метоксифенильные, фенилизо бутильные структуры), а также такие маркеры активной органики, как производные амфетамина, пурина.

Самой существенной особенностью ВРОВ Петропавловского источника является со держание и спектр сераорганических соединений. Сера представлена в нескольких фор мах – мономолекулярной (S), октациклической (S8), метилентиоциклической (С4Н8S4).

Кроме того, сера входит в состав практически всех полифункциональных соединений (S,N-, S,О,N-содержащие структуры) [2].

Образование данных структур обусловлено, по всей вероятности, воздействием дисероводорода (Н 2S 2) на органику с последующим окислением крайнего атома серы до сульфатной формы. Не исключено, что именно сераорганические соеди нения являются основными носителями комплекса бальнеологической активности Петропавловского источника. Эти соединения, гетерогенные по составу, имеют № 4 (42) октябрь-декабрь 2010 НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя несколько реакционных центров, что позволяет предположить их высокую био химическую активность. Отметим лишь, что некоторые исследователи лечебный эффект воды «Нафтуся» также связывают с присутствием в ней сернистых соеди нений [5]. Можно предположить, что формирование специфического комплекса сераорганических соединений в водах Петропавловского родника обусловлено окислительно-восстановительными микробиологическими процессами в зоне за трудненного водообмена, причем деятельность сульфатредуцирующих бактерий основана на поступлении из нижележащей части разреза по зонам неотектониче ской трещиноватости преимущественно газо- и парообразных углеводородных соединений. Этим может быть объяснено отсутствие в составе ВРОВ типичных нефтяных соединений, переходящих в водную фазу при непосредственном кон такте с нефтенасыщенными и битуминозными породами. Учитывая локальный характер зон разуплотнения, с которыми связывается усиление вертикального массопереноса углеводородов из нижележащей части разреза, можно ожидать, что воды с выявленным специфическим составом ВРОВ также имеют ограниченное (очаговое) распространение.

Необходимо отметить, что приведенные данные касаются результатов исследо ваний лишь незначительной части ВРОВ Петропавловского источника, т.к. судя по содержанию органического углерода, в водорастворенной органике присутствует значительное количество соединений, выходящих за рамки аквабитумоидов и относящихся, по всей вероятности, к фракции гумусовых веществ (гуминовые кислоты, фульвокислоты и т.п.). Геохимическая активность данных соединений изучена весьма слабо, но не исключено, что их присутствие может способствовать жизнедеятельности широкого спектра микроорганизмов, являющихся продуцен тами биологически активных веществ и способствующих усилению бальнеологи ческой роли компонентов вод.

ЛЕЧЕБНыЕ ГРЯЗИ В Пермском крае практически на всех курортах и санаториях в грязелечебницах используются лечебные грязи Суксунского пруда. Данные грязи относятся к озерно ключевым сульфидным иловым отложениям. Основным фактором, обусловившим их высокую насыщенность сероводородом (130-140 мг/л), является разгрузка в водоем подземных сульфидных минеральных вод.

Выполненные анализы показали, что содержание битуминозных веществ в сульфид ных иловых отложениях Суксунского пруда не превышает 550 мг/кг. Исследования состава гексановой фракции методом ХМС свидетельствует о доминировании в со ставе битумоида элементарной серы (45% фракции) и сераорганические соединения (табл. 2).

В сераорганических соединениях сера представлена тиольной, сульфидной, тиосульфатной и сульфатной формами. Высокое содержание серы, как правило, связывается с деятельностью тио-, серо- и цианобактерий, способных окислять сульфидную серу в элементарную. Большая часть сераорганических соединений содержит атомы азота и кислорода, причем в структуре этих соединений группы, содержащие серу, позиционируются как радикалы при циклах, которые являются генетическими метками белковых структур (азотистые гетероцикы) и гумусового вещества (фенольный цикл).

В водной вытяжке пелоидов Суксунского пруда в составе аквабитумоида доми нируют кислородные соединения. Среди них, кроме фталатов (36,5%), достаточно 52 ГОРНОЕ ЭХО НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя много спиртов, кетонов, оксикетонов (около 38%). Большая часть этих соединений относится к гумусовым веществам фенольного, циклогексанового и терпеноидного рядов. Отметим также бензофурандиолы, бензофураноны и соединения со скеле том 2,3-бензпирона (хромона), который лежит в основе физиологически активных природных веществ (витамины группы Е). Еще одной особенностью битумоида водной вытяжки является присутствие фторсодержащих соединений (4,44%), от сутствующих в пелоидах. Переход в водную фазу сераорганических соединений не зафиксирован, что косвенно свидетельствует о присутствии их в пелоидах в виде органо-минеральных гидрофобных комплексов.

Таблица Характеристика состава ОВ пелоидов и грязей (в % на гексановую фракцию) Компоненты Грязи Водные вытяжки 1 2 1 углеводородов 26,44 1,72 2,45 не обн.

алифатические УВ 26,44 1,69 0,87 в том числе н-алканы 21,15 - - изо-алканы 5,09 - - алкены - 1,69 0,87 изопренаты 0,20 - - нафтеновые УВ - 0,03 1,58 ароматические УВ - - - гетеросоединений 73,56 98,28 97,55 О-содержащие 10,42 40,80 75,65 16, в том числе окиси, спирты, простые эфиры - 0,17 12,13 альдегиды, кетоны - 0,33 26,04 14, кислоты и их производные 10,42 40,30 37,48 1, N-содержащие - 1,37 1,60 S6, S8, S-содержащие 45,64 39,26 - 71, Hal-содержащие 0,78 0,04 - полифункциональные 16,72 16,81 20,30 12, Примечание: 1 – пелоиды Суксунского пруда, 2 – грязи курорта «Ключи»;

прочерк – отсутствие соединений Несколько иной характер имеет органическое вещество грязей, отобранных в грязелечебнице санатория «Ключи». Содержание битумоидов в них возрастает до 2040 мг/кг, что, по всей видимости, является следствием проводимых процессов регенерации используемых грязей. Этими же процессами, по-видимому, обусловлено практически полное отсутствие УВ (менее 2%). Облик органического вещества данных грязей также формирует сера и ее соединения (54,9%). Элементарная сера представ лена в виде наноразмерных гексациклических (S6) и октациклических (S8) молекул (39,26 %). В сераорганических соединениях сера находится, преимущественно, в тиольной, сульфидной, тиосульфатной формах, набор которых достаточно близок к пелоидам Суксунского пруда. Из особенностей, обусловленных, по-видимому, термо обработкой грязей, отметим присутствие таких физиологически активных структур как производные лупинина (алкалоид), иноситола (витамин группы В, входящий в состав лецитина) и фенилдигидропиридина (лекарственные препараты). Вполне воз можно, что терапевтическое значение имеют и S,N-, S,N,О-содержащие соединения, которые обладают бактерицидными свойствами.

Интересные данные были получены при анализе воды, отжатой из грязей грязеле чебницы. В составе аквабитумоида грязевого раствора обнаружены как соединения, № 4 (42) октябрь-декабрь 2010 НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя идентифицированные в исходных грязях, так и отсутствующие в них. Доминирующими составляющими гексановой фракции ОВ являются кислородсодержащие соединения, основными из которых являются адипинаты (39,1%) и фталаты (37,2%), содержания кото рых выше, чем в самой грязи. Существенной особенностью грязевого раствора является отсутствие в аквабитумоиде элементарной серы, в то время, как в водной вытяжке данной грязи содержится более 70% элементарной серы S6 и S8 (табл. 2).

Проведенное моделирование поведения системы «грязи - вода» показало, что при последовательной трехкратной обработке дистиллированной водой в условиях нагрева (3 часа при 50°С) с 1 кг грязи в водную фазу переходит 37,3 мг битуминозных веществ.

Отмечена значительная изменчивость состава аквабитумоидов водных вытяжек, что свидетельствует о происходящей трансформации состава ОВ в процессе регенерации грязей за счет процессов гидролиза. Данные процессы сопровождаются преобразовани ем большей части битумоидов в водорастворимые формы, терапевтическая доступность которых значительно выше.

Полученные данные свидетельствуют, что сульфидные пелоиды формируют уни кальный комплекс битумоидов, являющихся продуктом конструктивного метабо лизма бактерий в условиях сероводородного заражения. Структуры этих соединений сформированы не только гумусовой составляющей, присущей торфяным битумоидам, но и белково-липидным материалом. Основными биологически активными соедине ниями являются сернистые гетероструктуры (S,N- и S,N,О-содержащие соединения), образующиеся в процессе биохимического преобразования органического вещества пелоидов микроорганизмами. Высокая растворимость данных соединений в воде обуславливает не только внешнее воздействие на нервные окончания кожи, но и воз можность проникновения через кожу во внутренние органы и костные ткани. Обладая антиоксидантными свойствами, они оказывают в совокупности обезболивающий и противовоспалительный эффекты [7].

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют, что оценка лечебного дей ствия минеральных вод и грязей должна проводиться с обязательным учетом состава содержащихся в них органических веществ. В перспективе появляется возможность перехода от пассивного использования данных минеральных ресурсов к технологиям активного управления их терапевтическими качествами путем усиления бальнеологи ческой активности за счет обогащения их биологическими активными органическими соединениями.

ЛИТЕРАТУРА 1. Бачурин Б.А., Одинцова Т.А. Трансформация углеводородного состава нефтей в условиях гипергенеза // Органическая минералогия: Мат-лы III Россий. совещания с междунар. участием. – Сыктывкар: Гео принт, 2009, с. 77-79.

2. Бачурин Б.А., Одинцова Т.А. Органические вещества в минеральных лечебных водах Прикамья // Про блемы минералогии, петрографии и металлогении. Науч. чтения па-мяти П.Н.Чирвинского: Сб. научн.

статей. Вып. 13. - Пермь: Перм. гос. ун-т, 2010, с. 293-300.

3. Вернадский В.И. История минералов земной коры. Т.2. История природных вод. Ч.1, вып. II. – Л.:

ОНТИ-Химтеорет, 1934. 403 с.

4. Геологические памятники Пермского края: Энциклопедия. – Пермь: Книжная площадь, 2009. 616 с.

5. Лечебные минеральные воды типа «Нафтуся» / А.Е. Бабинец, В.М. Шестопалов, Н.П. Моисеева и др. – Киев: Наукова думка, 1986. 192 с.

6. Холопов А.П., Шашель В.А., Перов Ю.М., Настенко В.П. Грязелечение. – Краснодар: Периодика Кубани, 2002. 284 с 7. Шинкоренко А. Л., Миленина Н. Г. Органическое вещество лечебных грязей и его роль в механизме действия на организм // Метод. рек-ции. – Пятигорск, 1973.

54 ГОРНОЕ ЭХО 27 декабря 2010 г.

КАЛЕНДАРЬ С НОВЫМ ГОДОМ!

№ 4 (42) октябрь-декабрь 2010 56 ГОРНОЕ ЭХО № 4 (42) октябрь-декабрь 2010 НАУЧНЫЕ сООБЩЕНИя 58 ГОРНОЕ ЭХО № 4 (42) октябрь-декабрь 2010 НАс БЛАГОДАРяТ 30 октября 2010 года в ма неже «Спартак» прошел по заведенной 15 лет на зад традиции очередной XVI фестиваль спорта, мужества и безграничных возможностей, посвящен ный 15-летнему юбилею Пермской краевой феде рации физической куль туры, спорта и творчества инвалидов.

Все эти годы федера ция объединяла людей, не желающих мириться со статусом инвалида, активно занимающихся спортом и готовых подать пример здоровым людям, помогала им раскрыть внутренний потенциал, поддержать стремление жить интересно.

В фестивале участво вали спортсмены со всего Пермского края - всего команд и 560 участников.

Сразу по нескольким ви дам спорта шли «сраже ния» за звание лучших:

динамометрия, дартс, армспорт, прыжки в длину с места, бег на 60 метров, гонки на колясках. Энергии у спортсменов хватило на все: и посостязаться самим, и посмотреть как соревнуются другие. Было разыграно 92 комплекта медалей, что составило призовых мест. Лучшие из лучших, занявшие первые, вторые и третьи места, получили заслуженные дипломы, медали и денежные призы.

Большую помощь в проведении этого спортивного мероприятия оказали спонсоры фестиваля, без поддержки которых такого праздника не получилось бы. Россия богата традициями опеки и попечительства, заботы о слабых и нуждающихся в защите людях.

С массой положительных эмоций и хорошими воспоминаниями разъехались спор тсмены по домам. Очередной фестиваль спорта инвалидов завершен. Люди получили незабываемые ощущения, новый заряд энергии и, самое главное, уверенность в своих силах, в своих успехах, которых они достигли и еще смогут достичь!

По материалам председателя федерации А.Г. ДЗОДЗИЕВА 60 ГОРНОЕ ЭХО ПОЗДРАВЛЯЕМ СТЕПАНОВА АНАТОЛИЯ ГРИГОРьЕВИчА, заслуженного деятеля науки России, доктора технических наук, профессора, бывшего заведующего лаборатории динамики горно-шахтного оборудования, старого друга ГИ УрО РАН с 75 летием ПЕРЕЖОГИНу ГАЛИНу НИКОЛАЕВНу, главного бухгалтера ГИ УрО РАН с 55 летием БАРАНОВСКОГО ГЕННАДИЯ мИхАйЛОВИчА, главного геодезиста научно-производственной геофизической экспедиции с 75 летием Левина Льва Юрьевича с присуждением ученой степени доктора технических наук одинцову татьяну анатоЛьевну с присуждением ученой степени кандидата технических наук нестерову светЛану Юрьевну с присуждением ученой степени кандидата технических наук Дорогие друзья и коллеги!

Выражаю искреннюю признательность всем, поздравившим меня с юбилеем. Постараюсь и дальше жить и работать по принципу «И вечный бой, покой нам только снится!» Б.А. Бачурин ГОРНОЕ ЭХО. Вестник Горного института УрО РАН. Научно-информационное издание Сдано в набор 15.01.2011. Подписано в печать 01.02.2011. Формат 60х84/8. Тираж 150 экз.

Адрес редакции: 614007, г. Пермь, ул. Сибирская, 78а;

тел./факс (342) 216-75-02;

e-mail: kau@mi-perm.ru;

www.mi-perm.ru

Pages:     | 1 ||
 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

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.