Ссылка для цитирования: Токсичные элементы в подземных водах северных районов Обь-Зайсанской складчатой области / А.А. Максимова,  А.В. Черных, Д.А. Новиков, Ф.Ф. Дульцев, А.С. Деркачев, А.Ф. Сухорукова, А.Н. Никитенков, А.А. Хващевская // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 5. – С.17-26. Актуальность данного исследования заключается в необходимости изучения распределения элементов первого класса опасности, урана и тория в подземных водах Обь-Зайсанской складчатой области. Цель: установить характеристики гидрогеохимического фона и изучить распределение высокотоксичных химических элементов в водах питьевого водоснабжения населения. Методы. Выполнено определение быстроизменяющихся параметров с помощью полевой гидрогеохимической лаборатории и полевого оборудования Hanna HI98195 – мультипараметровый измеритель рН/ОВП/проводимости, Hanna HI98198 – оксиметр. Измерение активности радона в подземных водах проводилось с помощью комплекса «Альфарад плюс». Лабораторное изучение химического состава определялось методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета. Оценка токсикологических особенностей вод проводилась с использованием действующих нормативных документов: СанПиН 2.1.3684-21, ГОСТ Р 58573-2019, и рекомендаций Всемирной организации по здравоохранению. Расчет гидрогеохимического фона проводился в программном комплексе Statistica 8.0 (StatSoft. Inc.). Для выявления степени концентрирования химических элементов в природных водах были рассчитаны коэффициенты концентрации  и водной миграции (по А.И. Перельману) . Кумулятивные кривые рассчитаны по формуле: Pc=Ri/(N+1). Результаты. Изученны воды HCO3 Mg-Ca и HCO3 Na-Mg-Ca состава с величиной общей минерализации, варьирующей от 203 до 1568 мг/дм3; геохимические параметры среды, как восстановительные, так и окислительные, с Eh –331,6 – +438,5 мВ, pH 6,6–8,3 с содержанием О2раств. 0,29–10,72 мг/дм3. Выявлены относительно высокие концентрации Ti до 0,04 мг/дм3, V до 0,03 мг/дм3, Fe до 93,9 мг/дм3, Zn до 0,38 мг/дм3, As до 0,27 мг/дм3, Zr до 0,018 мг/дм3, Sb до 0,016 мг/дм3, Ba до 0,51 мг/дм3, W до 0,005 мг/дм3, Hg до 0,0002 мг/дм3, Pb до 0,057 мг/дм3, U до 0,34 мг/дм3, что может быть связано как с автомобильным транспортом и промышленными предприятиями, так и с водовмещающими породами. Изучены элементы первого класса опасности, а также уран и торий. Установлено, что по бериллию, а также по таллию и мышьяку 20 % изученных проб выше фонового значения, по торию – 26 %, по урану – 19 %.

Введение: В настоящее время в городе Томске увеличивается площадь застройки, появляются новые микрорайоны на ранее неосвоенных землях (например, на левобережье р. Томь), происходит перепланировка и реконструкция центральной части города. Без учета динамики, механизмов, факторов и закономерностей развития опасных природных и техно-природных процессов, прогноза их развития, невозможно качественное развитие территории. Цель работы – установить закономерности распространения оползней, оценить интенсивность их развития и спрогнозировать вероятность их проявления в пределах новых границ города. Методы исследований: Оценка и прогноз развития оползней выполнялись с использованием ГИС-технологий, которые являются важным инструментом в процессе управления городом благодаря их возможности обрабатывать и анализировать многомерные данные о геологической среде. Для определения «веса» факторов, обусловливающих развитие оползней, использовались два метода: анализа иерархий (analytical hierarchical process, AHP) и соотношения частотностей (frequency ratio, FR). Для валидации карт восприимчивости использовался анализ кривых рабочей характеристики приемника (Receiver Operating Characteristics, ROC). Результаты и обсуждение: Составлена карта распространения оползней на территории города, включающаяся 25 полигонов. Затем эти полигоны были случайным образом разбиты на две части: 17 полигонов (70%) для обучения модели и 8 полигонов (30%) для валидации модели. Для анализа пространственных закономерностей, обусловливающих развитие оползней, выбрано семь факторов: уклон поверхности, экспозиция склона, кривизна, абсолютные отметки поверхности, геологическое строение территории; типы фильтрационных разрезов, расстояние до реки. Используя обучающий набор данных, были построены прогнозные карты восприимчивости на основе проведенного ранжирования факторов двумя методами. Пространственная корреляция между местоположением оползней и обусловливающими их факторами была выявлена с помощью статистических моделей, на основе ГИС. Качество моделей оценивалось с помощью анализа ROC-кривых. Площадь под кривой (составила 0.750 для AHP-модели и 0.844 для FR-модели, что говорит о высоком качестве прогнозных карт. Итак, оба методы оказались пригодными в оценке восприимчивости территории к оползням. Выводы: Впервые построены карты восприимчивости территории к оползням в новых границах города, проверено качество моделей. Построенные карты рекомендуется использовать для контроля и оперативного управления состоянием геологической среды, при оценке стоимости земель городской территории, в учебной работе при преподавании дисциплины «Инженерная геодинамика».

Актуальность. Надежность и целостность нефтедобывающего оборудования, сроки его эксплуатации обеспечиваются комплексом мер по борьбе с коррозией, в частности использованием технологий газопламенного напыления защитных покрытий на проектируемые или восстанавливаемые детали. В данных технологиях эффективным методом контроля за состоянием состава плазмы и качества напыляемой поверхности может служить явление гетерогенной хемилюминесценции. Гетерогенные хемилюминесцентные реакции обладают селективностью и высокой чувствительностью к типу поверхности и сорту возбуждающего газа. Использование оптических методов для изучения, контроля и управления в неравновесных системах газ–твердое тело открывает новые аналитические и аппаратурные возможности в физике поверхности, химии, плазмохимии, технологии полупроводников и люминофоров, в решении экологических проблем. Изучение процессов адсорбции–десорбции, диссоциации, диффузии, рекомбинации газовых частиц, дефектообразования и роста кристаллической решетки с использованием явления гетерогенной хемилюминесценции является актуальной задачей физики конденсированного состояния. Поскольку явление гетерогенной хемилюминесценции реализует возможности осуществления селективных экспресс-методов анализа при простом аппаратурном оснащении с пределом обнаружения свободных атомов, радикалов, примесей в газовой фазе и в составе поверхностных слоев конденсированных сред до 10–6 % (мол). Цель: исследование процессов в неравновесных системах газ – твердое тело и определение параметров этого взаимодействия на основе регистрации характеристик гетерогенной хемилюминесценции; разработка нестационарных методов определения параметров взаимодействия газ–твердое тело с использованием явления гетерогенной хемилюминесценции, контроль параметров газовой среды и состояния поверхности конденсированных сред. Объекты: атомно-молекулярные пучки водорода, кристаллофосфор ZnS–Mn2+, приповерхностные области взаимодействия газ – твердое тело. Методы: методы, основанные на явлении гетерогенной хемилюминесценции в атомарном водороде для определения скоростей адсорбции и рекомбинации атомов Н, десорбции молекул H2, энергии активации десорбции молекул водорода с поверхности ZnS–Mn2+. Методом «темновой» паузы определена скорость рекомбинации адсорбированных атомов водорода по механизму Лэнгмюра–Хиншелвуда. Результаты. Выполнено сравнительное исследование люминесценции ZnS–Mn2+ при возбуждении светом (фотолюминесценции) и атомарным водородом (гетерогенной хемилюминесценции). Изучены спектрально-кинетические характеристики люминесценции. Установлены механизмы и параметры взаимодействия атомов водорода с поверхностью сульфида цинка (сечения, частотные факторы, энергии активации) с использованием спектрально-кинетических характеристик гетерогенной хемилюминесценции. Показано, что люминофор ZnS–Mn2+ может служить экспресс датчиком восстановительной компоненты плазмы (водород). Явление гетерогенной хемилюминесценции составляет основу оперативных методов контроля начальных стадий модификации поверхности твердых тел в процессах пучково-плазменной обработки материалов.