Введение 4
I Обзор литературы 5
1.1. Тяжелые металлы 5
1.2 Загрязнение почв тяжелыми металлами. 5
1.3 Формы нахождения тяжелых металлов в почве. 8
1.4 Формы нахождения тяжелых металлов в растениях. 11
1.5 Миграция тяжелых металлов в почвенном профиле 12
1.6 Концепция критических нагрузок 16
1.7 Ремедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами 23
1.7.1 Фиторемидиация 25
1.7.2 Выбор растения для проведения модельного опыта 28
II Природные условия региона 30
1.1.Физико-географический очерк 30
1.2 Климат 30
1.3 Геологическое строение 31
1.4 Гидрогеологические условия 32
1.5 Техногенное воздействие 33
II Материалы и методы исследования 38
2.1. Материалы исследования 38
2.1.1 Расположение точек отбора проб. 39
2.2. Методика отбора проб почвогрунтов и растений 40
2.3 Методика проведения модельного опыта по фиторемедиации загрязненных почв Горчицей белой 41
2.1.2 Приготовление растворов тяжелых металлов. 41
2.1.2 Подготовка образцов почвы 41
2.4 Методика обработки данных 42
2.5 Методика проведения анализа 43
2.5.1. Методика проведения рентгенофазового анализа (РФА) 43
2.5.2. Методика проведения анализа атомно-эмиссионным методом 45
2.6 Обработка полученных результатов 46
2.7 Определение уровня суммарного загрязнения почв 47
2.8 Определение показателя интегрального загрязнения растений 48
IV Результаты и обсуждение исследования 49
4.1 Оценка состояния почв 49
4.2 Оценка состояния растительности 51
4.3 Определение уровня суммарного загрязнения почв 54
4.4 Определение показателя интегрального загрязнения растений 57
4.5 Содержание тяжелых металлов в пробах почв и растений в соответствии с зонированием территории. 60
4.6 Фиторемедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами. 68
Заключение 75
Список литературы 76
Введение 4
I Обзор литературы 6
1.1. Тяжелые металлы 6
1.2 Загрязнение почв тяжелыми металлами. 6
1.3 Формы нахождения тяжелых металлов в почве. 9
1.4 Миграция тяжелых металлов в почвенном профиле 13
1.5 Концепция критических нагрузок 17
1.5 Ремедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами 24
1.5.1 Фиторемидиация 26
1.4 Выбор растения для проведения модельного опыта 29
II Природные условия региона 30
1.1. Физико-географический очерк 30
1.2 Климат 31
1.3 Геологическое строение 31
1.4 Гидрогеологические условия 33
1.5 Техногенное воздействие 33
II Материалы и методы исследования 38
2.1. Материалы исследования 38
2.1.1 Расположение точек отбора проб. 39
Рис.7. Схема расположения точек пробоотбора 40
2.2. Методика отбора проб почвогрунтов и растений 40
2.3 Методика проведения 41
2.3 Методика обработки данных 43
2.4 Методика проведения анализа 44
2.4.1. Методика проведения рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) 44
2.4.2. Методика проведения анализа атомно-эмиссионным методом 45
2.5 Обработка полученных результатов 46
2.6 Определение уровня суммарного загрязнения почв 47
2.7 Определение уровня интегрального загрязнения растений 47
IV Результаты и обсуждение исследования 48
4.1 Оценка состояния почв 48
4.2 Оценка состояния растительности 51
4.3 Определение уровня суммарного загрязнения почв 53
4.4 Определение показателя интегрального загрязнения растений 56
4.5 Содержание тяжелых металлов в пробах почв и растений в соответствии с зонированием территории. 59
4.6 Фиторемедиация почв, загрязненных тяжелыми металлами. 67
Заключение
Литература
Санкт-Петербург - это город России с многолетней историей развития многопрофильной промышленности, которая обусловлена дальностью расположения города и его важным военным и торговым значением. Все это сказывалось на состоянии почв и грунтов на протяжении всего времени существования города.
Кронштадт является одним из районов г.Санкт – Петербурга, но также изолирован от него посредством расположения в Финском заливе и отделен Невской губой.
Состояние окружающей среды города оценивается, как неудовлетворительное и продолжает ухудшаться в результате техногенного воздействия, обусловленного наличием здесь военно - морской базы и других военных объектов, осуществлением международных морских перевозок, наличием мусорных свалок и строительством Кронштадских защитных сооружений, препятствующих водообмену между Невской губой и Финским заливом. Т.к. загрязнения в почву поступают с атмосферными осадками, аэрозольными выпадениями, бытовыми и поверхностными отходами, материнскими породами и подземными водами ее можно представить в качестве индикатора общей техногенной нагрузки.
Одной из проблем Кронштадта является загрязнение почв тяжелыми металлами, цинком, кадмием, свинцом и другими, поэтому целью работы: Оценка критических нагрузок тяжелых металлов в пределах урбанизированных территорий и методы их реабилитации. Объектом исследования стали остров Котлин и г.Кронштадт.
Предметом исследования является накопление тяжелых металлов в почвах и растениях острова Котлин.
Задачи:
1. Изучить существующую техногенную нагрузку на остров Котлин;
2. Провести количественный анализ и определить содержание тяжелых металлов в почвах г.Кронштадт, острова Котлин.
3. Провести количественный анализ и определить содержание тяжелых металлов в пробах растений исследуемых участков острова Котлин.
4. Выявить зависимость содержания тяжелых металлов в почвах и произрастающих на этих участках растений.
5. Рассмотреть возможность фиторемедиации почв г. Кронштадта, загрязненных тяжелыми металлами и подобрать наиболее удобный вид растения для исследования. Провести модельный опыт по выращиванию выбранного вида растения в грунте с добавлением тяжелых металлов.
В ходе проделанной работы территория о.Котлина была разделена по зонам техногенной нагрузки, на рекреационную, жилую, общественно- деловую и промышленную, техногенная нагрузка максимальная в промышленной зоне и минимальна в рекреационной. В настоящее время техногенное воздействие обусловлено наличием угольных котельных, проблемой бывшей городской свалки, предприятиями: Порт МобиДик, обуславливающий повышенную автотранспортную нагрузку, Морским заводом и заводом 18 арсенал ВМФ МО РФ. В результате в окружающую среду попадают тяжелые металлы - кобальт, свинец, цинк, никель, медь. Для определения территорий, испытывающих критические нагрузки тяжелых металлов были выбраны рецепиенты, адекватно представляющие рассматриваемые экосистемы,- почвы и произрастающие на них растения. Проанализировано валовое содержание металлов в почвах и растениях, выделены территории с максимальным загрязнение Pb, Zn, Cu.
Для оценки степени загрязнения территорий чаще всего используют суммарный показатель загрязнения почв Zc. По результатам западная часть острова соответствуют допустимой категории загрязнения почв, Восточная часть острова, представленная непосредственно самим городом Кронштадт характеризуется исторически сложившейся высокой техногенной нагрузкой. Техногенная нагрузка по территории распределена неравномерно. Данные полученные при помощи эмиссионно- спектрального и рентгеноспектрального анализа почв и произрастающих на них растений выявили закономерности в содержании валовых форм тяжелых металлов и подвижных форм этих металлов в почве, а также закономерности содержания подвижных форм металлов в растениях с содержанием тяжелых металлов в почвах. Для оценки степени загрязнения территории на основании данных полученных в результате анализа растительного материала был посчитан сумарный показатель загрязнения растений на основе расчета Zc почв. Выявлен схожий с проведенным ранее расчетам Zc характер распределения металлов, выявлены участки с опасной категории загрязнения.
При сравнении показателя Zcдля почв и ИПЗР растений были выделены точки с умеренно-опасной и опасной категорией загрязнения. Это точки расположенные в основном в восточной части острова по переферии. Для точного определения критических нагрузок были использованы данные из лит. источников по содержанию тяжелых металлов в растениях (Melsted,1973). Расчет показал два участка, характеризующихся опасной степенью загрязнения и, соответственно, высоким уровнем загрязнения. Таким образом, техногенное воздействие на данные участки отвечает критическим нагрузкам тяжелых металлов на экосистему. Данные участки требуют мер по восстановлению среды для их благополучного функционирования, поэтому были проведены методические опыты по восстановлении загрязненных земель.
На основании проделанной работы сделаны выводы:
1. В ходе работы изучена существующая техногенная нагрузка на о. Котлин.
2. Определено содержание валовых и подвижных форм металлов в почве и содержание металлов в растениях. На основании данных установлено неравномерное распределение содержания тяжелых металлов в почвах и растениях острова Котлин.
3. Выявлена зависимость содержания тяжелых металлов в почвах и произрастающих на этих участках растений.
4. Выделены территории с критической экологической нагрузкой в пределах острова Котлин, установлено, что критическая экологическая нагрузка определяется воздействием техногенных объектов и ее интенсивностью.
5. Рассмотрена возможность фиторемидиации почв г. Кронштадта, загрязненных тяжелыми металлами, определены морфологические параметры контрольных и опытных растений, проведен химический анализ растений.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
