Применение ГИС для визуализации и обработки данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Специализированные ГИС в экологии, сельском хозяйстве, структуре МЧС

Лекция 7

Усиление и ослабление гидролиз

Необратимый гидролиз

Гидролиз соли протекает необратимо, когда один или оба продукта гидролиза выводятся из реакции: выпадают в осадок или улетучиваются в виде газа, например:

Al(CN)₃ + 3Н₂О = Al(OH)₃¯ + 3HCN; Fe₂S₃ + 6H₂O = 2 Fe(OH)₃¯ + 3H₂S­

Такие соли невозможно синтезировать в водном растворе. Например, при попытке получения карбоната алюминия взаимодействием растворов сульфата алюминия и карбоната натрия образуется не карбонат, а гидроксид алюминия:

Al₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ + 3Н₂О = 2Al(OH)₃¯ + 3Na₂SO₄ + 3CО₂­

Эту и другие подобные ей реакции можно объяснить протеканием необратимого гидролиза образующегося в результате ионообменной реакции карбоната алюминия:

Al₂(SO₄)₃ + 3Na₂CO₃ = Al₂(CO₃)₃ + 3Na₂SO₄

Al₂(CO₃)₃ + 6Н₂О = 2Al(OH)₃ + 3H₂CO₃ (H₂O + CO₂­)

Но такое объяснение нельзя считать правильным, потому что образования карбоната алюминия не происходит. Здесь наблюдается взаимное усиление гидролиза каждой соли из-за нейтрализации кислоты, образующейся при гидролизе первой соли, щелочью, образующейся при гидролизе второй соли.

При необходимости гидролиз усиливают (увеличивают степень гидролиза) разбавлением раствора или добавлением вещества, взаимодействующего с продуктами гидролиза. Ослабление гидролиза (уменьшение его степени) наблюдается при введении вещества, которое образуется при гидролизе. Здесь наблюдается проявление принципа Ле Шателье применительно к обратимому процессу: изменение концентрации вещества приводит к смещению равновесия в сторону ослабления этого воздействия.

Пример 27. Добавлением каких веществ можно усилить и ослабить гидролиз карбоната калия?

Решение. Гидролиз этого соединения протекает согласно уравнению:

К₂СО₃ + Н₂О D КНСО₃ + КОН

Усиление гидролиза возможно увеличением количества воды (разбавлением раствора) и добавлением кислоты либо в чистом виде, либо соли, которая гидролизуется с образованием кислоты. Ослабление гидролиза произойдёт в том случае, если будет добавлена щёлочь, либо соль, которая гидролизуется с образованием щёлочи.

Качественные оперативные данные, поступающие в результате работы авиационных и спутниковых комплексов (дистанционного зондирования земли, или сокращенно ДЗЗ) в последнее время, в результате бурного развития систем их обработки (то есть развития ГИС технологий) стали широкодоступны, применимы и востребованы. Так согласно данным компании СОВЗОНД распространяющей космические снимки с коммерческих спутниковых и авиационных комплексов методы ДЗЗ успешно используются в: геологии; на предприятиях нефтегазового комплекса; при региональном и муниципальном управлении, территориальном планировании и градостроительстве, региональное и муниципальное управление, территориальное планирование и градостроительство, лесное хозяйство природопользование, водное хозяйство и ресурсы, сельское хозяйство, рекреация и туризм, транспорт, коммуникации, связь, право и соблюдение законности.

Методы ДЗЗ в геологии, при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых.

Среди основных направлений можно выделить:

• структурный анализ поверхности Земли;
• анализ локальных и глобальных аномалий;
• геологическое изучение площадей и составление геологических карт;
• геоэкологический мониторинг экзогенных геологических процессов:
• прогнозирование полезных ископаемых.

Использование космических снимков позволяет решать различные геологические задачи:

• выявление линейных структур (разломов, контрастных геологических границ;
• уточнение границ геологических тел, выходящих на дневную поверхность;
• тектоническое районирование;
• кинематическая классификация разрывных нарушений и связанных с ними локальных структур;
• оценка угроз тектонического и сейсмологического характера на основе точнейшей оценки подвижек разломов и их динамики (с высокой точностью на основе данных радиолокационной интерферометрии), оказывающих существенное воздействие на современные инженерно-геологические процессы;
• оценка горизонтальных и вертикальных смещений вдоль разломов;
• геологическое и геоморфологическое картирование.

Особо выделяется направление по использованию данных ДЗЗ для поиска и разведки месторождений полезных ископаемых. Применение методов ДДЗ позволяет радикально уменьшить стоимость геологоразведочных работ, проводя комплексное исследование обширных территорий, зачастую недоступных по тем или иным причинам для традиционных методов геологоразведки.

Спецификой поиска и разведки полезных ископаемых является малая плотность исходящей глубинной геолого-геофизической информации, что приводит к низкой результативности геологоразведочных работ, проводимых только с использованием традиционных методов. Как правило, регионы, перспективные на поиск полезных ископаемых, особенно нефтегазоносные районы России, относятся к территориям, покрытым лесной растительностью, маскирующей изучаемые геологические объекты. В геологическом арсенале отсутствуют средства, обеспечивающие получение объективной картины строения осадочного чехла на основе высокой плотности информации без значительных временных и финансовых затрат. Исходя из этого, для повышения эффективности традиционных геологических исследований на поисково-разведочные работы, должен вводиться дополнительный метод, обладающий средствами получения исходной ландшафтно-геологической информации значительной плотности. Подобные возможности обеспечиваются дистанционным зондированием Земли. Пространственная информация, получаемая средствами ДЗЗ в различных диапазонах электромагнитного спектра, характеризует спектральный образ объектов (в т. ч. и геологических) и физические процессы, проистекающие на поверхности и в недрах Земли, что в совокупности с традиционными методами дает интегральную картину, описывающую их состояние, состав и влияние экзогенных и эндогенных факторов.

Для примера перечислим некоторые важнейшие задачи, решаемые методами ДЗЗ при геологоразведочных работах в нефтегазовом комплексе:

• выбор направлений и обоснование перспективных площадей под поисковые работы на нефть и газ, включая размещение сети сейсмопрофилей под конкретные прогнозируемые ловушки, с оценкой ресурсов углеводородов;
• прогнозирование и выявление ловушек нефти и газа, в том числе в труднодоступных и отдаленных регионах, и потенциальная оценка их нефтегазоносности;
• оценка перспектив нефтегазоносности прогнозируемых выявленных и подготовленных к глубокому бурению ловушек на основе комплексного анализа спектрозональных, тепловых, радиолокационных снимков, геолого-геофизической информации и данных наземных исследований;
• определение величин просадок земной поверхности на разрабатываемых месторождениях нефти и газа с целью предотвращения аварий и оценки современных движений блоков на уровне продуктивных горизонтов;

Использование космических снимков при геологоразведочных работах на поиск месторождений углеводородов позволяет:

• значительно сократить сроки работ за счет оперативности космических методов исследований;
• снизить затраты на проведение работ за счет более эффективного использования геофизических методов с учетом результатов космических исследований на поисковом этапе путем выявления большего числа перспективных геологических структур и соответственно повышения оценки прогнозных ресурсов углеводородов в пределах лицензионных участков;
• повысить достоверность полученных результатов за счет комплексной обработки космических и геолого-геофизических данных, что обеспечивает открытие месторождений нефти и газа меньшим количеством скважин или отказ от разбуривания локальных поднятий, отнесенных к бесперспективным;
• в комплексе с геологоразведочными работами оценить природоохранные мероприятия на нефтяных и газовых месторождениях с проведением экологического мониторинга.

Нефтегазовый комплекс

Данные дистанционного зондирования широко используются при решении различных задач территориального управления предприятиями и инфраструктурой нефтегазового комплекса. Помимо задач поиска и разведки месторождений углеводородов (см. раздел «Геология, поиск и разведка месторождений полезных ископаемых») космическая съемка обеспечивает:

• инвентаризацию существующих и строящихся объектов с составлением крупномасштабных тематических карт и планов;
• мониторинг инфраструктуры объектов добычи и транспортировки нефти и газа;
• планирование и контроль развития инфраструктуры добычи, транспортировки и переработки нефти и газа;
• выявление мест повреждений трубопроводов;
• оперативное выявление несанкционированных врезок в магистральные трубопроводы и мониторинг появления техногенных объектов в охранных зонах;
• мониторинг зоны контроля подземных магистральных трубопроводов;
• картографирование мест сжигания попутного газа и контроль функционирования факельных установок;
• мониторинг экологического состояния территорий в районах добычи, переработки, транспортировки нефти и газа;
• выявление, картографирование и мониторинг состояния шламовых амбаров, кустовых площадок и прилегающих к ним ландшафтов;
• выявление территорий, загрязненных нефтепродуктами, мониторинг аварийных разливов нефти, контроль темпов и оценка эффективности рекультивационных мероприятий;
• инвентаризацию и мониторинг состояния и объема карьеров и штабелей гидронамыва песка в районах развития нефтегазовой инфраструктуры;
• оперативное определение районов аварий и изучение транспортной доступности к ним, что позволяет оптимизировать работу обслуживающих и ремонтных бригад.

Дата добавления: 2014-12-16