Помощь студентам в учебе
Геоэкологическая характеристика урбанизированных территорий на примере Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга
|
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 21
2.1. ГИДРОГРАФИЯ 21
2.2. КЛИМАТ 22
2.3. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ 23
2.4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ 23
2.5 АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ 24
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 26
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 30
ГЛАВА 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 34
5.1. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ И ГРУНТАХ. 34
5.2. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ОДУВАНЧИКЕ ЛЕКАРСТВЕННОМ (TARAXACUM OFFICINALE) 41
5.3 ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В БИОСУБСТРАТАХ (ВОЛОСАХ) ЧЕЛОВЕКА 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ЛИЕТРАТУРЫ 59
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 21
2.1. ГИДРОГРАФИЯ 21
2.2. КЛИМАТ 22
2.3. РАСТИТЕЛЬНОСТЬ 23
2.4. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ 23
2.5 АНТРОПОГЕННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ 24
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ 26
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 30
ГЛАВА 5. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 34
5.1. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ И ГРУНТАХ. 34
5.2. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ОДУВАНЧИКЕ ЛЕКАРСТВЕННОМ (TARAXACUM OFFICINALE) 41
5.3 ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В БИОСУБСТРАТАХ (ВОЛОСАХ) ЧЕЛОВЕКА 47
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ЛИЕТРАТУРЫ 59
На сегодняшний день люди, проживающие в крупных городах, подвергаются воздействию интенсивной антропогенной нагрузки, что, несомненно, сказывается на качестве жизни и здоровье населения.
Исследуемые в этой работе районы г. Санкт-Петербурга относятся к наиболее загрязненным районам города. Остров Котлин имеет богатую военную и промышленную историю, которая сегодня отражается на состоянии городских экосистем. Кроме того, остров представляет собой изолированное пространство, практически полностью исключающее проникновение загрязнения извне, что само по себе представляет интерес для экологического мониторинга и научных исследований.
Василеостровский р-н Санкт-Петербурга является одним из наиболее загрязненный районов. Васильевский остров, в отличии от о. Котлин, расположен в пределах урбанизированных территорий, и постоянно подвергаются возрастающему техногенному прессингу, что определяет проблему интенсивного техногенного геохимического и биогеохимического воздействия на компоненты окружающей среды. Несмотря на высокую плотность жилой застройки, на острове расположено около 50 различных производственных предприятий, которые функционируют до сегодняшнего дня.
В целях оценки качества окружающей среды чаще всего выбирают почвогрунты. Эта депонирующая среда удобна тем, что отражает загрязнение городской среды за весь период антропогенного воздействия, а также в течение одного сезона.
Основными полютантами в почвах являются тяжелые металлы. Они попадают в почвы вместе с атмосферными осадками, сельскохозяйственными удобрениями, пылью, сточными водами, концентрируясь преимущественно в верхнем почвенном слое. Тяжелые металлы способны мигрировать в почвенном профиле, образовывать соединения с другими элементами и переходить в малоподвижные и недоступные для растений формы, а также, при определенных условиях, способны проникать в организм растений и концентрироваться в них.
Кроме того, загрязнение абиотических природных сред, растений и продуктов питания приводит проникновению и накоплению поллютантов в организме человека.
Увеличение содержание загрязняющих веществ в биологических субстратах человека является важным экологическим показателем воздействия этих веществ на здоровье человека и используется для оценки экологического состояния городов.
Таким образом, цель данной работы заключается в определении роли абиотической и биотической компоненты природной среды в оценке загрязнения почв тяжелыми металлами на территории Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга с учетом его воздействия на здоровье человека.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Осуществить техногенное районирование Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга;
2. В пределах выделенных техногенных районов отобрать образцы почв и растений (Taráxacum officinále) для проведения анализа на содержание в них ТМ.
3. На основании полученных данных выделить геохимические и биогеохимические зоны с целью оценки степени техногенной нагрузки в пределах исследуемых территорий.
4. С целью оценки степени воздействия геохимической и биогеохимической зональности на здоровье человека отобрать биосубстраты (образцы волос) в детских дошкольных учреждениях и определить их микроэлементный состав.
5. Провести корреляционный анализ содержания ТМ в исследуемых биосубстратов и установить возможную степень воздействия геохимической и биогеохимическо зональности на здоровье людей.
На сегодняшний день проблема загрязнения почв тяжелыми металлами активно изучается как в России, так и за рубежом. Растения в качестве биоиндикаторов легко и удобно использовать из-за их широкого географического распространения и высокой устойчивости к поллютантам. Мониторинг экосистемы почва-растение важен для поддержания качества почв, предупреждения негативных последствий интенсивной антропогенной деятельности и устранения рисков заболевания населения.
Исследуемые в этой работе районы г. Санкт-Петербурга относятся к наиболее загрязненным районам города. Остров Котлин имеет богатую военную и промышленную историю, которая сегодня отражается на состоянии городских экосистем. Кроме того, остров представляет собой изолированное пространство, практически полностью исключающее проникновение загрязнения извне, что само по себе представляет интерес для экологического мониторинга и научных исследований.
Василеостровский р-н Санкт-Петербурга является одним из наиболее загрязненный районов. Васильевский остров, в отличии от о. Котлин, расположен в пределах урбанизированных территорий, и постоянно подвергаются возрастающему техногенному прессингу, что определяет проблему интенсивного техногенного геохимического и биогеохимического воздействия на компоненты окружающей среды. Несмотря на высокую плотность жилой застройки, на острове расположено около 50 различных производственных предприятий, которые функционируют до сегодняшнего дня.
В целях оценки качества окружающей среды чаще всего выбирают почвогрунты. Эта депонирующая среда удобна тем, что отражает загрязнение городской среды за весь период антропогенного воздействия, а также в течение одного сезона.
Основными полютантами в почвах являются тяжелые металлы. Они попадают в почвы вместе с атмосферными осадками, сельскохозяйственными удобрениями, пылью, сточными водами, концентрируясь преимущественно в верхнем почвенном слое. Тяжелые металлы способны мигрировать в почвенном профиле, образовывать соединения с другими элементами и переходить в малоподвижные и недоступные для растений формы, а также, при определенных условиях, способны проникать в организм растений и концентрироваться в них.
Кроме того, загрязнение абиотических природных сред, растений и продуктов питания приводит проникновению и накоплению поллютантов в организме человека.
Увеличение содержание загрязняющих веществ в биологических субстратах человека является важным экологическим показателем воздействия этих веществ на здоровье человека и используется для оценки экологического состояния городов.
Таким образом, цель данной работы заключается в определении роли абиотической и биотической компоненты природной среды в оценке загрязнения почв тяжелыми металлами на территории Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга с учетом его воздействия на здоровье человека.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Осуществить техногенное районирование Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга;
2. В пределах выделенных техногенных районов отобрать образцы почв и растений (Taráxacum officinále) для проведения анализа на содержание в них ТМ.
3. На основании полученных данных выделить геохимические и биогеохимические зоны с целью оценки степени техногенной нагрузки в пределах исследуемых территорий.
4. С целью оценки степени воздействия геохимической и биогеохимической зональности на здоровье человека отобрать биосубстраты (образцы волос) в детских дошкольных учреждениях и определить их микроэлементный состав.
5. Провести корреляционный анализ содержания ТМ в исследуемых биосубстратов и установить возможную степень воздействия геохимической и биогеохимическо зональности на здоровье людей.
На сегодняшний день проблема загрязнения почв тяжелыми металлами активно изучается как в России, так и за рубежом. Растения в качестве биоиндикаторов легко и удобно использовать из-за их широкого географического распространения и высокой устойчивости к поллютантам. Мониторинг экосистемы почва-растение важен для поддержания качества почв, предупреждения негативных последствий интенсивной антропогенной деятельности и устранения рисков заболевания населения.
Изучение состояния экосистем, подверженных загрязнению тяжелыми металлами, остается важной частью экологических исследований. Исследуемые районы г. Санкт-Петербурга отличаются своей многолетней военно-промышленной историей и современным уровнем техногенной нагрузки, что оказывает негативное влияние на состояние почвогрунтов, растений и здоровье человека. В ходе исследования удалось дать геоэкологическую оценку состоянию Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга на основе изучения почвогрунтов и растительной компоненты, а также микроэлементного состава волос.
Результаты исследования показали, что степень загрязнения почвогрунтов на изученных участках не равномерна. В наибольшей степени загрязнению подвержены производственные и общественно-деловые зоны. Высокими концентрациями характеризуется Zn и Pb как в Кронштадтском, так и в Василеостровском районе.
Нами установлена зависимость между содержанием ТМ в почвогрунтах и в органах растений. Растения, произрастающие на сильно загрязненных почвогрунтах, определяют подверженность экосистем острова высоким экологическим нагрузкам. Установлено, что в целом корневая система более восприимчива к ТМ
Znи Pb хорошо экстрагируются Taraxacum officinale и не оказывают негативного влияния на его жизнедеятельность. Следовательно, Одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale) может использоваться в целях мониторинга состояния городских почв, а также в целях фиторемедиации загрязненных территорий.
В волосах детей г. Кронштадта наблюдается превышение значений нормального содержания эссенциальных элементов, таких как хрома и железа. У части детей отмечено повышенное содержание кобальта, марганца и пониженное меди и цинка в волосах.
Наблюдается превышение допустимого содержания токсичных металлов в волосах детей, таких как свинец и кадмий. У меньшего количества детей зафиксировано превышение допустимого содержания алюминия, мышьяка, никеля и стронция в волосах.
К основным выводам исследования можно отнести следующее:
1. Осуществлено техногенное районирование Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга;
2. В пределах выделенных техногенных районов были отобраны образцы почв и растений (Taráxacum officinále) для проведения анализа на содержание в них ТМ.
3. На основании полученных данных нами были выделены геохимические и биогеохимические зоны и оценена степень техногенной нагрузки в пределах исследуемых территорий.
4. С целью оценки степени воздействия геохимической и биогеохимической зональности на здоровье человека, были отобраны биосубстраты (образцы волос) в детских дошкольных учреждениях (г. Кронштадт) и определен их микроэлементный состав.
5. При анализе биопроб волос детей, проживающих в г. Кронштадте, на содержание таких элементов как Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cr, As, Ni, Co, Al, Ti, Cd, Sr, K, Ca, Na, Mg, Hg были выявлены повышенные содержания свинца, хрома, кадмия и железа.
6. Установлена закономерность в распределении свинца и хрома в волосах детей и почвах района постоянного проживания детей. Распределение цинка и меди в волосах в меньшей степени зависят от содержания этих элементов в почвах.
7. Проведен корреляционный анализ содержания ТМ в исследуемых биосубстратах и установлена возможная степень воздействия геохимической и биогеохимической зональности на здоровье людей.
Результаты исследования показали, что степень загрязнения почвогрунтов на изученных участках не равномерна. В наибольшей степени загрязнению подвержены производственные и общественно-деловые зоны. Высокими концентрациями характеризуется Zn и Pb как в Кронштадтском, так и в Василеостровском районе.
Нами установлена зависимость между содержанием ТМ в почвогрунтах и в органах растений. Растения, произрастающие на сильно загрязненных почвогрунтах, определяют подверженность экосистем острова высоким экологическим нагрузкам. Установлено, что в целом корневая система более восприимчива к ТМ
Znи Pb хорошо экстрагируются Taraxacum officinale и не оказывают негативного влияния на его жизнедеятельность. Следовательно, Одуванчик лекарственный (Taraxacum officinale) может использоваться в целях мониторинга состояния городских почв, а также в целях фиторемедиации загрязненных территорий.
В волосах детей г. Кронштадта наблюдается превышение значений нормального содержания эссенциальных элементов, таких как хрома и железа. У части детей отмечено повышенное содержание кобальта, марганца и пониженное меди и цинка в волосах.
Наблюдается превышение допустимого содержания токсичных металлов в волосах детей, таких как свинец и кадмий. У меньшего количества детей зафиксировано превышение допустимого содержания алюминия, мышьяка, никеля и стронция в волосах.
К основным выводам исследования можно отнести следующее:
1. Осуществлено техногенное районирование Кронштадтского и Василеостровского районов г. Санкт-Петербурга;
2. В пределах выделенных техногенных районов были отобраны образцы почв и растений (Taráxacum officinále) для проведения анализа на содержание в них ТМ.
3. На основании полученных данных нами были выделены геохимические и биогеохимические зоны и оценена степень техногенной нагрузки в пределах исследуемых территорий.
4. С целью оценки степени воздействия геохимической и биогеохимической зональности на здоровье человека, были отобраны биосубстраты (образцы волос) в детских дошкольных учреждениях (г. Кронштадт) и определен их микроэлементный состав.
5. При анализе биопроб волос детей, проживающих в г. Кронштадте, на содержание таких элементов как Fe, Mn, Zn, Cu, Pb, Cr, As, Ni, Co, Al, Ti, Cd, Sr, K, Ca, Na, Mg, Hg были выявлены повышенные содержания свинца, хрома, кадмия и железа.
6. Установлена закономерность в распределении свинца и хрома в волосах детей и почвах района постоянного проживания детей. Распределение цинка и меди в волосах в меньшей степени зависят от содержания этих элементов в почвах.
7. Проведен корреляционный анализ содержания ТМ в исследуемых биосубстратах и установлена возможная степень воздействия геохимической и биогеохимической зональности на здоровье людей.