WWW.ДЕНЬСИЛЫ.РФ

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Медицина

 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |

Экологическая оценка уровня загрязнения почв и растительности 3,4-бенз(а)пиреном в зоне влияния новочеркасской грэс 03.00. 27 – почвоведение

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Горобцова Ольга Николаевна

Экологическая оценка уровня загрязнения почв и растительности 3,4-бенз(а)пиреном в зоне влияния Новочеркасской ГРЭС


03.00. 27 почвоведение

03.00.16 - экология


АВТОРЕФЕРАТ


диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Ростов-на-Дону

2007

Работа выполнена на кафедре агроэкологии и физиологии растений Донского государственного аграрного университета


Научный руководитель:

доктор биологических наук,

профессор Назаренко Ольга Георгиевна

Официальные оппоненты:


доктор сельскохозяйственных наук, доцент Колесников Сергей Ильич кандидат биологических наук, доцент Луганская Ирина Анатольевна

Ведущая организация:

Российский научно-исследовательский институт проблем мелиорации (ФГНУ «РосНИИПМ»)

Защита диссертации состоится 20 апреля 2007 г в 1400 на заседании Диссертационного совета Д 212.208.16 по биологическим наукам при Южном федеральном университете (344060, г. Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 105, ЮФУ, биолого-почвенный факультет, ауд. 205)

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке Южного федерального университета (344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская, 148)

Автореферат разослан "______" марта 2007 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета, Кравцова Н.Е.

кандидат биологических наук

Общая характеристика работы


Актуальность темы исследований. Изучение особенностей аккумуляции представителя класса полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), поллютанта первого класса опасности, канцерогена и мутагена 3,4-бенз(а)пирена легло в основу экологической оценки состояния территорий зоны влияния Новочеркасской ГРЭС (НчГРЭС). Для создания более полной и объективной картины загрязнения содержание 3,4-бенз(а)пирена сопоставлялось с содержанием в объектах экосистемы тяжёлых металлов и мышьяка – поллютантов, которые традиционно являются показателями загрязнения техногенных территорий.

Экологическое состояние изучаемых территорий оценивалось в соответствии с методиками, утвержденными государственными природоохранными органами. Рекомендуемые в них методические подходы несовершенны, и результатом их использования является оценка отдельных природных сред, а не всей экосистемы в целом. Возникает необходимость разработки показателя, с помощью которого можно было бы дать максимально объективную оценку состояния экосистемы, испытывающей техногенное воздействие.

Целью исследования являлось: оценить экологическое состояние территорий, испытывающих многолетнее техногенное воздействие со стороны предприятий энергетического комплекса, главным загрязняющим компонентом которых, являются атмосферные выбросы, содержащие продукты неполного сгорания углеводородного топлива (на примере НчГРЭС).

Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих задач:

  1. Провести мониторинговые исследования содержания 3,4-бенз(а)пирена в важнейших объектах экосистемы: почве, надземной и корневой частях растительности, снежном покрове изучаемых территорий и установить зависимость накопления поллютанта в системе почва-растение;
  2. Сопоставить закономерности накопления и распределения 3,4-бенз(а)пирена с содержанием тяжёлых металлов и мышьяка, контролируемым на исследуемых территориях, выявить особенности аккумуляции всех изучаемых поллютантов в почвах и растительности;
  3. Выявить влияние свойств почвы на интенсивность накопления контролируемых поллютантов в почвенном покрове изучаемых территорий, а также оценить уровень буферности почвы по отношению к исследуемым загрязнителям;
  4. Провести экологическую оценку уровня загрязнения всех участков исследуемых территорий.

Научная новизна исследований. Впервые были проведены мониторинговые наблюдения накопления и распределения 3,4-бенз(а)пирена в почве, растительности и снежном покрове экосистем, формирующихся в почвенно-климатических условиях юга России.

Содержание 3,4-бенз(а)пирена в почве и растительности является индикатором уровня техногенной нагрузки территорий, основным загрязняющим агентом которых являются продукты сгорания углеводородного топлива.

Предложена схема расчета нового интегрального показателя, характеризующего состояние экосистемы в целом, включающего в себя оценку уровня загрязнения каждого контролируемого компонента техногенной экосистемы, буферные свойства почвы, а также влияние химического загрязнения территории на здоровье населения.

Практическая ценность работы. На основе оценки уровня загрязнения предложены практические рекомендации по использованию изучаемых территорий. Составлена схема, характеризующая уровень загрязнения 3,4-бенз(а)пиреном почвенного и растительного покрова, позволяющая выделить участки непригодные для использования в сельскохозяйственном производстве.



Включение в методику оценки состояния техногенных территорий интегрального показателя загрязнения, позволяет дать объективную характеристику состояния окружающей природной среды в целом. Результаты исследования используются в учебном процессе при преподавании курсов «Эрозия и загрязнение почв», «Основы адаптивных систем земледелия», на кафедре мелиоративного почвоведения и земледелия Новочеркасской государственной мелиоративной академии (НГМА); «Почвоведение» и «Промышленная экология» на кафедре инженерной экологии и защиты окружающей среды Южно-Российского государственного технического университета (ЮРГТУ). Результаты мониторинговых исследований территорий зоны влияния НчГРЭС используются при экологической оценке техногенных территорий Федеральным государственным центром агрохимической службы (ФГУ ГЦАС) «Ростовский».

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Основным механизмом накопления 3,4-бенз(а)пирена является адсорбция поллютанта поверхностным слоем почвы и надземной частью растительности из атмосферных аэрозолей.

2. Оценка экологического состояния техногенных территорий основывается на получении интегрального показателя, включающего применение всего комплекса оценочных факторов, характеризующих состояние отдельных природных сред, и систему в целом.

3. Для урбанизированных территорий, находящихся под влиянием выбросов, содержащих продукты сгорания углеводородного топлива, индикатором уровня техногенной нагрузки служит 3,4-бенз(а)пирен.

Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были доложены: на второй и третьей международных конференциях по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов для изучения окружающей среды, секции молодых ученых НОЦ России. Ростов-на-Дону, 2003, 2005; молодёжной научной конференции «Актуальные проблемы экологии сельскохозяйственного производства», п. Персиановский, 2004; IX Международной экологической студенческой конференции "Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ", Новосибирск, 2004; Международной научной конференции "Экология и биология почв", Ростов-на-Дону, 2005; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса» п. Персиановский 2005; научно-практической конференции, посвящённой 10-летию агроэкологического образования на Дону «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве» п. Персиановский. 2006; VIII Международном семинаре по магнитному резонансу (спектроскопия, томография и экология). Ростов-на-Дону, 2006.

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 3 в журналах центральной печати. Общий объём публикаций - 1,5 печатных листа, личный вклад автора в публикации – 65%.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов. Работа изложена на страницах машинописного текста, включает 8 рисунков, 61 таблицу и 4 приложения. Список литературы представлен 145 источниками, из которых 11 – иностранных.

  1. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ НА

ЭКОЛОГИЧЕСКУЮ ОБСТАНОВКУ ПРИЛЕГАЮЩИХ

ТЕРРИТОРИЙ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)


Доля мирового производства электроэнергии, принадлежащая тепловым электростанциям (ТЭС) составляет около 63%. ТЭС, используя для производства электроэнергии и тепла различные виды минерального топлива (уголь, мазут, газ), выбрасывают в атмосферу с дымовыми газами и несгоревшими частицами топлива токсичные компоненты. При сгорании углеводородного топлива образуются следующие поллютанты: оксиды серы, азота, ванадия, зола, сажа, канцерогенные вещества.

Канцерогенными веществами являются представители класса ПАУ и, прежде всего, канцероген и мутаген первого класса опасности, подлежащий обязательному экологическому контролю – 3,4-бенз(а)пирен (С20Н12). Общая схема образования 3,4-бенз(а)пирена при пиролизе метана следующая:

20 СН4 10 С2Н2 + 30 Н2 С20Н12 + 34 Н2 (1)

По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды», НчГРЭС представляет собой крупнейший источник выбросов загрязняющих веществ в биосферу и является предприятием первого класса опасности. На её долю приходится 1 % всех выбросов в РФ и более 50 % - в Ростовской области. Основная их часть выпадает на г. Новочеркасск и прилегающие к нему территории.

Общий объём выбросов ОАО «НчГРЭС» до 2000 года составлял более 200 тысяч тонн/год. При переводе энергоблоков на природное газовое топливо к 2003 году удалось добиться снижения общего объёма выбросов до 70 тысяч тонн/год. Тем не менее, НчГРЭС остаётся предприятием первого класса опасности, крупнейшим источников выбросов в Ростовской области и на юге России.

В настоящей главе представлен обзор литературных источников, характеризующих подробную картину загрязнения атмосферного воздуха, почв и растительности территорий зоны влияния НчГРЭС. Кроме того, описаны методы снижения содержания загрязняющих веществ в почвах и растительности техногенных территорий.





2. Объект и методы мониторинговых исследований изучаемых территорий


Работа выполнена в 2000-2005 г.г. на кафедре агроэкологии и физиологии растений Донского государственного аграрного университета.

Мониторинговые площадки были заложены в 2000 году. Они расположены на разном удалении от НчГРЭС (1-3 км) и приурочены к точкам единовременного отбора проб воздуха, который производился при разработке проекта по организации и обустройстве санитарно-защитной зоны: точки № 1, 2, 3, 5, 6, 7

( рис.1).

В соответствии с розой ветров было определено, так называемое, «генеральное направление» - прямая, проходящая от источника загрязнения через селитебные зоны г. Новочеркасска и станицы Кривянской. По линии «генерального направления» образцы отбирались в почвах мониторинговых площадок № 4, № 8, № 9, № 10.

Непременным условием отбора почвенных образцов было то, что площадки для мониторинговых наблюдений располагались на участках целины или залежи, т.е. почва не обрабатывалась, чтобы слои не были перемешаны. Для определения содержания в почве 3,4-бенз(а)пирена образцы отбирались послойно: на глубине 0-5 и 5-20 см.

В основу работы положен материал результатов исследования содержания 3,4-бенз(а)пирена в почвах, надземной и корневой частях растительности и снежном покрове мониторинговых площадок.

Образцы почв мониторинговых площадок отбирались и подготавливались для химического анализа в соответствии с требованиями ГОСТ 17.4.4.02-84. Отбор растительных образцов на территории мониторинговых площадок включал образцы надземной и корневой части травяной растительности. Образцы отбирались ежегодно во второй декаде июня в период максимального развития надземной части растительности.

Отбор образцов снега производился в соответствии с требованиями руководящего документа (РД 52.04.186-89).

Извлечение 3,4-бенз(а)пирена из отобранных проб выполняли методом жидкостной экстракции, экстрагентом служил н-гексан. Экстракция анализировалась методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с учётом требований, установленных международным стандартом на базе Научно-образовательного эколого-аналитического центра системных исследований, математического моделирования и геоэкологической безопасности юга России.

При изучении свойств почв исследуемых территорий определялись: содержание органического вещества по методу Тюрина (ГОСТ 26213-91); обменные основания Са2+ и Mg2+ комплексонометрическим методом; содержание карбонатов в почве по методу Шейблера; рН водной вытяжки потенциометрическим методом (ГОСТ 26423-85); подвижные формы фосфора и калия по методу Мачигина (ГОСТ 26205-84); нитратный азот ионометрическим методом (ГОСТ 26951-86). Результаты изучения физико-химических свойств почв, исследуемых территорий представлены в табл. 1.

 Карта-схема расположения мониторинговых площадок в зоне влияния-2

Рис.1. Карта-схема расположения мониторинговых площадок в зоне влияния Новочеркасской ГРЭС.

Площадка № 1- удаленность от НчГРЭС 1 км, направление северо-восточное;

Площадка № 2 – удаленность от НчГРЭС 3 км, направление юго-западное;

Площадка № 3 – удаленность от НчГРЭС 2,7 км, направление юго-западное;

Площадка № 4- удаленность от НчГРЭС 1,6 км, направление северо-западное;

Площадка № 5- удаленность от НчГРЭС 1,2 км, направление северо-западное;

Площадка № 6- удаленность от НчГРЭС 2 км, направление северо-северо-западное;

Площадка № 7- удаленность от НчГРЭС 1,5 км, направление северное;

Площадка № 8- удаленность от НчГРЭС 5 км, направление северо-западное;

Площадка № 9- удаленность от НчГРЭС 15 км, направление северо-западное;

Площадка № 10- удаленность от НчГРЭС 20 км, направление северо-западное;

При статистической обработке использовались корреляционный и дисперсионный методы анализа. Оценка экологического состояния исследуемых территорий проводилась в соответствии с методиками, разработанными Министерством природных ресурсов РФ с использованием других Государственных руководящих документов: СанПиН 2.1.7.1287-03.; ГОСТ 17.4.1.02-83.; СТСЭВ 4470-84.; СанПиН 2.3.2.560-96.



Таблица 1

Физико-химические свойства почв мониторинговых площадок в слое почвы 0-20 см (средние данные за 2001-2004 годы)

Почвы мониторинговых площадок и их удалённость (км) и направление от НчГРЭС

Физ. глина, %

Ил, %

Гумус %

pH

CaCO3

%

NH4+,

мг/100г

почвы

P 2O5, мг/100г

почвы

K 2O, мг/100г

почвы

Ca2+, Мg2+

мг/100г почвы

ЕКО,

мг-экв/

100г почвы

Балл* буферн.

Оценка буферности почв

№ 1 (1,0- СВ)- Чернозем обыкновенный карбонатный среднемощный среднегумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 


Похожие работы:







 
2013 www.деньсилы.рф - «МЕДИЦИНА-ЛЕЧЕНИЕ-ОЗДОРОВЛЕНИЕ»

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.