Лабораторна робота 1 вивчення геохімічних особливостей металоємких територій на прикладі трубних баз нафтогазовидобувних підприємств

Вступ

Виконання даної лабораторної роботи ставить за мету набуття студентами практичних навиків реалізації методики визначення характеристик геохімічних полів на металоємких територіях.

В задачі лабораторної роботи входять:

• вивчення методики визначення значень геохімічних параметрів;

• побудова карт розподілення геохімічних параметрів на визначених територіях;

• розрахунок середніх значень параметрів і розрахунок частини території бази з надмірними значеннями геохімічних параметрів;

• порівняльний аналіз характеру геохімічних полів різних трубних баз.

Основні положення

На територіях трубних баз нафтогазовидобувних підприємств бурильні труби зберігаються на металічних стелажах або просто на землі, що забезпечує безпосередній хімічний зв’язок між металічними виробами та землею. Існуючий стан зберігання бурового обладнання завдяки хімічним взаємодіям на контакті метал-земля неодмінно призводить до змінення геохімічних характеристик територій трубних баз з одного і до впливу на метал виробів з іншого.

Характер протікання геохімічних процесів на металоємких територіях можна встановити за результатами визначення показників рН, еН грунтів, вмісту легко мігруючих елементів, таких як К і Nа та їх порівняння із значеннями аналогічних параметрів, одержаними для грунтів за межами таких територій.

Показник рН характеризує ступінь кислотності або лужності грунтів, значення еН (окислювально-відновного потенціалу) показує окислювальну здатність середовища, більш високій окислювальній здатності відповідає більш високе значення еН.

Значення рН, еН, вміст іонів К, Nа при одержанні даних для лабораторної роботи визначались по водних витяжках грунтів, відібраних як на територіях трубних баз, так і на відстані 100-200м від них. Водні витяжки грунтів були приготовлені таким чином:

• зразки грунтів висушувались при кімнатній температурі на протязі двох тижнів;

• зразки розтиралися в ступці;

• відважувалось 8 г зразка ґрунту;

• наважка ґрунту заливалась 40мл дистильованої води;

• екстракт витримувався на протязі 24 годин, потім відфільтровувався та аналізувався.

Значення рН і еН визначалися на рН-метрі, вміст іонів К і Nа - на полум’яному фотометрі.

Результати аналізів показують, що геохімічні поля металоємких територій виділяються на загальному фоні території своїми параметрами. Ґрунти територій трубних баз характеризуються більш лужними значеннями рН та більш низькими значеннями еН в порівнянні до грунтів прилеглих до баз територій. В ґрунтах на територіях баз відзначається підвищений вміст іонів К і Nа.

Встановлені особливості геохімічних полів металоємких територій пояснюються протіканням електрохімічних процесів в поверхневому шарі ґрунту. Оскільки метали є хорошими провідниками електричних зарядів, то безпосередній контакт металу з землею в атмосферних умовах, тим більше в умовах вологого клімату, забезпечує постійне стікання електронів, що створює постійно деякий від’ємний потенціал в місцях контакту. В зволоженому грунті це спричиняє міграцію рухомих катіонів.

Одержані карти розподілення іонів К і Nа показують їх накопичення на площах, де зберігаються металічні вироби. Як результат вказаних процесів, на територіях баз підвищується лужність грунтів, знижуються значення окислювально-відновного потенціалу, що безумовно порушує екологічний стан прилеглих до баз територій зміненням хімічного складу їх грунтів.

В ході проведення лабораторної роботи необхідно виконати послідовно наступні операції:

• розрахувати середні значення геохімічних параметрів на території баз та за її межами;

• визначити границі змінення параметрів на території бази та на прилеглій до бази окремо;

• розрахувати середні відхилення від середніх значень геохімічних параметрів;

• побудувати ізолінії геохімічних параметрів;

• вирахувати площу території бази, яка характеризується ґрунтами з підвищеними значеннями рН, зниженими значеннями еН, підвищеним вмістом іонів К та Na за допомогою квадратної палетки;

• вирахувати загальну площу території бази;

• розрахувати частину території бази з надмірними значеннями геохімічних параметрів;

• узагальнити результати всіх варіантів лабораторної роботи;

• зробити порівняльний аналіз стану геохімічних параметрів для різних трубних баз.

Порядок виконання роботи

Для виконання лабораторної роботи необхідні такі матеріали та апаратура:

• карта-схема трубної бази Надвірнянського, Долинсьокго або Бориславського УБР з нанесеними значеннями рН, еН, вмісту К і Na;

• квадратна палетка для визначення площ.

1. За наявними даним розрахувати середні значення геохімічних параметрів для території бази і для прилеглої території окремо.

2. Визначити границі змінення геохімічних параметрів на території бази та а прилеглій до бази території окремо.

3. Визначити середні відхилення від середніх значень геохімічних параметрів.

4. Побудувати на карті ізолінії розподілення значень відповідних геохімічних параметрів: рН - рН, еН + еН, С_К -С_К, С_Na - C_Na.

5. Визначити границі змінення значень геохімічних парамтерів на території бази та за її межами.

6. Вирахувати площу території бази, яка хараткеризується грунтами з надмірними значеннями за допомогою квадратної палетки за формулою 1.1.

S = a² ∙n (1.1)

де S – площа ділянки, м²; а – сторона квадрату палетки, м; n – кількість квадратів, що попали у межі контуру, який вимірюється.

Неповні частки квадратів вимірюються на око.

7. Вирахувати загальну площу території бази Sз за допомогою квадратної палетки.

8. Розрахувати частину території бази з надмірними значеннями геохімічних параметрів.

9. Одержані результати занести до загальної таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Середні значення геохімічних параметрів на територіях трубних баз і за їх межами.

Назва трубної бази	Середні значення геохімічних параметрів
	На території бази				За межами бази
	рН	еН	К	Na	рН	еН	К	Na
Надвірнянська
Долинська
Бориславська

10. Зробити порівняльний аналіз стану геохімічних полів різних трубних баз і зробити висновок про особливості геохімічних полів металоємких територій.

Варіантність роботи

Для можливості проведення аналізу геохімічних полів металоємких територій і порівняльного аналізу геохімічних параметрів на різних територіях студентам рекомендується проводити розрахунки по картах-схемах Надвірнянського, Долинського та Бориславського УБР з нанесеними значеннями рН, еН, вмісту іонів К та Na.

Контрольні питання

1.Якими параметрами характеризуються геохімічні поля?

2.Що характеризують параметри рН, еН?

3.Як визначаються параметри рН, еН грунтів по водних витяжках?

4.Я к користуватися палеткою і для чого вона потрібна?

5.Якими особливостями характеризуються геохімічні поля металоємких територій?

6.Як впливають металоємкі територіє на геохімічний стан прилеглих територій?