Биологическая активность антропогенных почв г.Нижнекамск
|
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................. 6
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ...................................................................... 8
1.1. Экологическая роль городских почв ................................................................. 8
1.2. Характеристика почвы города Нижнекамск .................................................. 10
1.3. Биологическая активность почв ...................................................................... 11
1.3.1. Биоиндикация и биотестирование как оценка состояния почвы............... 12
1.3.2. Значение морфологических свойств почвы ................................................ 16
1.3.2.1. Гранулометрический состав ....................................................................... 18
1.3.3. Гигроскопическая влажность ........................................................................ 22
1.3.4. Потери при прокаливании ............................................................................. 22
1.3.5. Дыхание почвы ............................................................................................... 23
1.3.6. Ферментативная активность ......................................................................... 24
1.3.7. Кислотность и ее влияние на почву .............................................................. 28
1.3.8. УЭП и минерализация почвы......................................................................... 29
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ................................................................. 33
2.1. Отбор проб почвы и подготовка их к анализу ............................................... 33
2.1.1. Метод полевого определения гранулометрического состава .................... 35
2.1.2. Метод автоматического определения гранулометрического анализа с
помощью лазерного анализатора ............................................................................ 36
2.1.3. Метод биотестирования почв путем проращивания семян кресс-салата . 41
2.1.4. Метод определения токсичности водных вытяжек почв по смертности и
изменению плодовитости дафний ........................................................................... 42
2.1.5. Метод определения гигроскопической влаги ............................................. 43
2.1.6. Метод определения потери массы при прокаливании ............................... 45
2.1.7. Определение интенсивности выделения СО2 из почвы методом А.Ш.
Галстяна ..................................................................................................................... 46
2.1.8. Определение активности каталазы (метод А.Ш. Галстяна) ....................... 47
2.1.9. Определение рН потенциометрическим методом ...................................... 48
2.1.10. Определение УЭП и минерализации .......................................................... 49
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ ................................................ 51
3.1. Описание площадей отбора проб и их морфологическая характеристика.. 51
3.2. Результаты показателей биологической активности пробных площадей .. 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ................................................ 91
ПРИЛОЖЕНИЕ ......................................................................................................... 95
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ...................................................................... 8
1.1. Экологическая роль городских почв ................................................................. 8
1.2. Характеристика почвы города Нижнекамск .................................................. 10
1.3. Биологическая активность почв ...................................................................... 11
1.3.1. Биоиндикация и биотестирование как оценка состояния почвы............... 12
1.3.2. Значение морфологических свойств почвы ................................................ 16
1.3.2.1. Гранулометрический состав ....................................................................... 18
1.3.3. Гигроскопическая влажность ........................................................................ 22
1.3.4. Потери при прокаливании ............................................................................. 22
1.3.5. Дыхание почвы ............................................................................................... 23
1.3.6. Ферментативная активность ......................................................................... 24
1.3.7. Кислотность и ее влияние на почву .............................................................. 28
1.3.8. УЭП и минерализация почвы......................................................................... 29
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ................................................................. 33
2.1. Отбор проб почвы и подготовка их к анализу ............................................... 33
2.1.1. Метод полевого определения гранулометрического состава .................... 35
2.1.2. Метод автоматического определения гранулометрического анализа с
помощью лазерного анализатора ............................................................................ 36
2.1.3. Метод биотестирования почв путем проращивания семян кресс-салата . 41
2.1.4. Метод определения токсичности водных вытяжек почв по смертности и
изменению плодовитости дафний ........................................................................... 42
2.1.5. Метод определения гигроскопической влаги ............................................. 43
2.1.6. Метод определения потери массы при прокаливании ............................... 45
2.1.7. Определение интенсивности выделения СО2 из почвы методом А.Ш.
Галстяна ..................................................................................................................... 46
2.1.8. Определение активности каталазы (метод А.Ш. Галстяна) ....................... 47
2.1.9. Определение рН потенциометрическим методом ...................................... 48
2.1.10. Определение УЭП и минерализации .......................................................... 49
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ ................................................ 51
3.1. Описание площадей отбора проб и их морфологическая характеристика.. 51
3.2. Результаты показателей биологической активности пробных площадей .. 55
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ......................................................................................................... 89
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ................................................ 91
ПРИЛОЖЕНИЕ ......................................................................................................... 95
Почвенный покров является важнейшим компонентом на нашей Земле.
От нее зависят процессы, которые происходят в биосфере. Она в своем роде
является биологическим поглотителем, который нейтрализует различные
загрязнения. Одним из главных условий существования человека является то,
что почва является источником продовольствия, которая обеспечивает 94-96
% ресурсов для всей планеты.
Почва питает растения и осуществляет биогеохимические функции
круговорота веществ: распад остатков организмов, органических веществ;
накопление и распределение энергии, прошедшей через фотосинтез
растений; образование речного стока и химического состава почвенного
покрова. То есть в почве происходит сложный контакт - она связывает
живую и неживую природу, атмосферный воздух, воду и сушу. Вследствие
всех этих процессов в подвижное состояние переходят практически все
химические элементы в почве [1].
Поэтому, если эта составляющая биосферы будет нарушена, то
биосфера перестанет выполнять свои функции для обеспечения комфортной
жизни. Очень важно изучать биохимическое значение почвы, ее нынешнее
состояние и изменение под действием антропогенного воздействия. Защита
окружающей среды от опасных химических соединений будет эффективна
тогда, когда будет предоставлена правильная и достоверная информация о
степени загрязненности почв.
Степень способности почвы выполнять такие функции, как
стабильность отдельных биоценозов и биосферы, получают с помощью
специальных методов исследования загрязненных территорий. При
проведении биомониторинга и биодиагностики почв главным показателем является биологическая активность, то есть совокупность всех
биологических
процессов в почве. В качестве показателей активности можно считать такие
методы: определение интенсивности дыхания почв, гигроскопической
влажности, гранулометрического состава, потерь при прокаливании и другие.
Актуальность темы биологической активности почв в условиях
возрастающей техногенной нагрузки, представляющая определѐнные риски
здоровью населения и городским экосистемам г. Нижнекамска, в настоящее
время несомненно велика. Наличие разнообразных источников загрязнения
активизирует процессы деградации почв, снижение еѐ плодородия. В
результате которой возможна трансформация физико-химических свойств
почв, нарушение работы ферментных комплексов, изменение микрофлоры
почв и преобразование всей биологической активности.
Целью данной выпускной квалификационной работы является оценка
экологического состояния почв города Нижнекамск с помощью показателей
биологической активности. Для достижения цели в ходе работы решаются
такие задачи, как:
1. Определение экологической роли городских почв рекреационных зон
и характеристика результатов биологической активности посредством
различной антропогенной нагрузки;
2. Характеристика участков отбора проб для исследования актуальных
показателей;
4.Подбор методов исследования и получение аналитических данных
для оценки биологической активности разных функциональных зон;
3. Обработка статистических данных, полученных лабораторным путем
и их обоснование;
4. Выявление экологического состояния почвы на различных
площадях города, опираясь на результаты показателей биологической
активности.
От нее зависят процессы, которые происходят в биосфере. Она в своем роде
является биологическим поглотителем, который нейтрализует различные
загрязнения. Одним из главных условий существования человека является то,
что почва является источником продовольствия, которая обеспечивает 94-96
% ресурсов для всей планеты.
Почва питает растения и осуществляет биогеохимические функции
круговорота веществ: распад остатков организмов, органических веществ;
накопление и распределение энергии, прошедшей через фотосинтез
растений; образование речного стока и химического состава почвенного
покрова. То есть в почве происходит сложный контакт - она связывает
живую и неживую природу, атмосферный воздух, воду и сушу. Вследствие
всех этих процессов в подвижное состояние переходят практически все
химические элементы в почве [1].
Поэтому, если эта составляющая биосферы будет нарушена, то
биосфера перестанет выполнять свои функции для обеспечения комфортной
жизни. Очень важно изучать биохимическое значение почвы, ее нынешнее
состояние и изменение под действием антропогенного воздействия. Защита
окружающей среды от опасных химических соединений будет эффективна
тогда, когда будет предоставлена правильная и достоверная информация о
степени загрязненности почв.
Степень способности почвы выполнять такие функции, как
стабильность отдельных биоценозов и биосферы, получают с помощью
специальных методов исследования загрязненных территорий. При
проведении биомониторинга и биодиагностики почв главным показателем является биологическая активность, то есть совокупность всех
биологических
процессов в почве. В качестве показателей активности можно считать такие
методы: определение интенсивности дыхания почв, гигроскопической
влажности, гранулометрического состава, потерь при прокаливании и другие.
Актуальность темы биологической активности почв в условиях
возрастающей техногенной нагрузки, представляющая определѐнные риски
здоровью населения и городским экосистемам г. Нижнекамска, в настоящее
время несомненно велика. Наличие разнообразных источников загрязнения
активизирует процессы деградации почв, снижение еѐ плодородия. В
результате которой возможна трансформация физико-химических свойств
почв, нарушение работы ферментных комплексов, изменение микрофлоры
почв и преобразование всей биологической активности.
Целью данной выпускной квалификационной работы является оценка
экологического состояния почв города Нижнекамск с помощью показателей
биологической активности. Для достижения цели в ходе работы решаются
такие задачи, как:
1. Определение экологической роли городских почв рекреационных зон
и характеристика результатов биологической активности посредством
различной антропогенной нагрузки;
2. Характеристика участков отбора проб для исследования актуальных
показателей;
4.Подбор методов исследования и получение аналитических данных
для оценки биологической активности разных функциональных зон;
3. Обработка статистических данных, полученных лабораторным путем
и их обоснование;
4. Выявление экологического состояния почвы на различных
площадях города, опираясь на результаты показателей биологической
активности.
Территория г. Нижнекамска находится под очень сильным воздействием техногенных факторов. Поэтому техносферная безопасность очень актуальна для населения города и её экосистем, так как почва является аккумулятором всех внешних воздействий.
Анализ биологической активности почвенного покрова может учитываться при биодиагностике, составлении мер охраны городских почв, почвенном мониторинге, что позволит предотвратить определенные риски для живых экосистем, посредством непрерывного наблюдения.
В ходе анализа показателей биологической активности городских почв были выявлены следующие результаты:
• На территории г. Нижнекамск преобладают суглинистые разновидности почв, которые обладают такими свойствами, как плодородие, воздухо- и водопроницаемость, способность удерживать тепло;
• Выявили фитотоксичность почв, пользуясь чувствительными растениями-индикаторами;
• Реакция по смертности и изменению плодовитости дафний оказалась недостаточной для выявления токсичности почв;
• Интенсивность дыхания по выделению СО2 показала более низкие значения в зонах с транспортной нагрузкой;
• Ферментативная активность по всем функциональным зонам оказалась средней.
Почвы в зонах жилищного массива и местности с автотранспортной нагрузкой отличны по показателю продуктивности, тест-объекты имеют менее развитую корневую систему, что очень важно в ходе исследования биологической активности.
В ходе анализа показателей в совокупности биологическая активность городских почв подавлена, постоянное антропогенное и техногенное влияние оказывает губительное влияние на плодородие почв.
Анализ биологической активности почвенного покрова может учитываться при биодиагностике, составлении мер охраны городских почв, почвенном мониторинге.
Проведенная работа по-нашему мнению может являться началом более полной и основательной работы по исследованию состояния городских почв и быть частью этих мероприятий.
Анализ биологической активности почвенного покрова может учитываться при биодиагностике, составлении мер охраны городских почв, почвенном мониторинге, что позволит предотвратить определенные риски для живых экосистем, посредством непрерывного наблюдения.
В ходе анализа показателей биологической активности городских почв были выявлены следующие результаты:
• На территории г. Нижнекамск преобладают суглинистые разновидности почв, которые обладают такими свойствами, как плодородие, воздухо- и водопроницаемость, способность удерживать тепло;
• Выявили фитотоксичность почв, пользуясь чувствительными растениями-индикаторами;
• Реакция по смертности и изменению плодовитости дафний оказалась недостаточной для выявления токсичности почв;
• Интенсивность дыхания по выделению СО2 показала более низкие значения в зонах с транспортной нагрузкой;
• Ферментативная активность по всем функциональным зонам оказалась средней.
Почвы в зонах жилищного массива и местности с автотранспортной нагрузкой отличны по показателю продуктивности, тест-объекты имеют менее развитую корневую систему, что очень важно в ходе исследования биологической активности.
В ходе анализа показателей в совокупности биологическая активность городских почв подавлена, постоянное антропогенное и техногенное влияние оказывает губительное влияние на плодородие почв.
Анализ биологической активности почвенного покрова может учитываться при биодиагностике, составлении мер охраны городских почв, почвенном мониторинге.
Проведенная работа по-нашему мнению может являться началом более полной и основательной работы по исследованию состояния городских почв и быть частью этих мероприятий.
Подобные работы
- ОЦЕНКА АКТИВНОСТИ ПОЧВЕННЫХ ФЕРМЕНТОВ ПРОМЫШЛЕННОЙ ЗОНЫ ГОРОДА НИЖНЕКАМСКА
Дипломные работы, ВКР, биология. Язык работы: Русский. Цена: 4230 р. Год сдачи: 2018 - Биологическая активность почв зон техногенной нагрузки на территории г. Нижнекамск
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4230 р. Год сдачи: 2018 - Разработка методов снижения вредных выбросов на Нижнекамской ТЭЦ
Бакалаврская работа, техносферная безопасность. Язык работы: Русский. Цена: 4285 р. Год сдачи: 2017 - Снижение негативного воздействия на окружающую среду полимерных материалов и их компонентов с низкой стойкостью к поражению плесневыми грибами
Магистерская диссертация, экология и природопользование. Язык работы: Русский. Цена: 5700 р. Год сдачи: 2019