Помощь студентам в учебе
Содержание селена в водных объектах Евроарктического региона
|
Обозначения, обозначения и сокращения 6
Введение 7
1 Обзор литературы 9
1.1 Химико-аналитическая характеристика селена 9
1.1.1 Характеристика элемента селена 9
1.1.2 Важнейшие соединения селена 9
1.1.3 Методы количественного определения селена 13
1.2 Селен в природных объектах 16
1.2.1 Содержание селена в земной коре 16
1.2.2 Содержание селена в гидросфере 17
1.2.3 Содержание и биологическая роль селена в организме человека
и животных 20
1.3 Источники и транспорт селена в окружающей среде 23
2 Объекты и методы исследования 26
2.1 Характеристика объектов исследования 26
2.2 Пробоотбор и пробоподготовка 28
2.3. Методика флуориметрического определения 39
2.4. Методика построения океанологического разреза 33
3 Экспериментальная часть 34
3.1 Цели и задачи эксперимента 34
3.2 Проверка калибровочного графика 34
3.3 Экологическое нормирование содержания селена в водных объектах 35
3.3.1 Нормирование содержание селена в пресных материковых
водах 35
3.3.2 Нормирование содержание селена в морских океанических
водах 36
3.4 Результаты химического эксперимента и их обсуждение 37
3.4.1 Результаты исследования содержания селена в поверхностных водах
Архангельской области 37
3.4.2 Результаты исследования содержания селена в поверхностных водах
Белого и Баренцева морей 40
3.4.3 Результаты исследования содержания селена на океанологическом
разрезе «мыс Инцы - река Пулоньга» 44
3.4.4 Результаты исследования содержания селена на океанологическом
разрезе «Кольский меридиан» 47
Заключение 52
Список использованных источников 55
Приложение А ГОСТ 17.1.3.08-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод 60
Приложение Б ГОСТ 17.1.5.05-85. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных
осадков 68
Приложение В ГОСТ 17.1.5.04-81. Приборы и устройства для отбора первичной обработки и хранения проб природных вод 72
Приложение Г ГОСТ 19413-89. Метод определения массовой концентрации селена 78
Приложение Д Результаты исследования содержания селена в водных объектах
Евроарктического региона 85
Приложение Е Статистическая обработка результатов исследования содержания селена в водных объектах Евроарктического региона 90
Введение 7
1 Обзор литературы 9
1.1 Химико-аналитическая характеристика селена 9
1.1.1 Характеристика элемента селена 9
1.1.2 Важнейшие соединения селена 9
1.1.3 Методы количественного определения селена 13
1.2 Селен в природных объектах 16
1.2.1 Содержание селена в земной коре 16
1.2.2 Содержание селена в гидросфере 17
1.2.3 Содержание и биологическая роль селена в организме человека
и животных 20
1.3 Источники и транспорт селена в окружающей среде 23
2 Объекты и методы исследования 26
2.1 Характеристика объектов исследования 26
2.2 Пробоотбор и пробоподготовка 28
2.3. Методика флуориметрического определения 39
2.4. Методика построения океанологического разреза 33
3 Экспериментальная часть 34
3.1 Цели и задачи эксперимента 34
3.2 Проверка калибровочного графика 34
3.3 Экологическое нормирование содержания селена в водных объектах 35
3.3.1 Нормирование содержание селена в пресных материковых
водах 35
3.3.2 Нормирование содержание селена в морских океанических
водах 36
3.4 Результаты химического эксперимента и их обсуждение 37
3.4.1 Результаты исследования содержания селена в поверхностных водах
Архангельской области 37
3.4.2 Результаты исследования содержания селена в поверхностных водах
Белого и Баренцева морей 40
3.4.3 Результаты исследования содержания селена на океанологическом
разрезе «мыс Инцы - река Пулоньга» 44
3.4.4 Результаты исследования содержания селена на океанологическом
разрезе «Кольский меридиан» 47
Заключение 52
Список использованных источников 55
Приложение А ГОСТ 17.1.3.08-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод 60
Приложение Б ГОСТ 17.1.5.05-85. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных
осадков 68
Приложение В ГОСТ 17.1.5.04-81. Приборы и устройства для отбора первичной обработки и хранения проб природных вод 72
Приложение Г ГОСТ 19413-89. Метод определения массовой концентрации селена 78
Приложение Д Результаты исследования содержания селена в водных объектах
Евроарктического региона 85
Приложение Е Статистическая обработка результатов исследования содержания селена в водных объектах Евроарктического региона 90
Евроарктический регион в настоящее время находится под возрастающим техногенным воздействием, как локальных индустриальных центров за счет выбросов металлургических и теплоэнергетических производств, так и меняющихся путей переноса загрязняющих веществ воздушными массами, потоками воды и осадочного материала арктических рек. Это актуально для арктических и приарктических территорий в силу их специфических особенностей: крайняя уязвимость окружающей природной среды; малая устойчивость экосистем, которые легко разрушаются; медленное восстановление природных экосистем; короткие пищевые цепи. Природа Арктики чрезвычайно уязвима к действию загрязняющих веществ, что может в перспективе привести к необратимому экологическому кризису [6].
Научные знания о биологических свойствах микроэлемента селена претерпевают парадоксальную эволюцию. Селен, как известно, является важным технологическим и биологическим элементом, используется как в производстве (полупроводниковые технологии, производство удобрений), так и в медицине. В технологических и природных объектах (почва, вода, атмосфера, живые организмы) селен существует в различных химических формах. Селен, благодаря своим физико-химическим и биологическим свойствам легко мигрирует в природе. Роль селена, неоднозначна: с одной стороны необходим, так как является мощным иммуностимулятором, антиоксидантом, антиканцерогенным агентом, а с другой стороны некоторые соединения селена являются сильнодействующими ядовитыми веществами (селенит натрия, селенат натрия).
Считают, что селен, может быть критерием качества окружающей среды. Одной из важных особенностей является то, что существует узкая граница между полезным и токсичным содержанием его, как в окружающих объектах, так и в организме человека. Это приводит к необходимости изучения содержания селена и различных его форм в окружающих объектах, для установления районов с определенным содержанием селена [37]. Поэтому проблема оценки экологического состояния окружающей среды Арктики и защиты ее от загрязнений и других негативных воздействий становится приоритетной, по крайней мере, для тех стран, которые относятся к числу арктических.
Цель работы - определение содержания селена в водных объектах Евроарктического региона.
Задачи:
1) сбор и систематизация литературных данных по содержанию селена в водных и других объектах окружающей среды;
2) рассмотрение, выбор и отработка метода количественного определения селена;
3) участие в отборе проб, пробоподготовке и определении содержания селена в водных объектах Евроарктического региона;
4) оценка уровня содержания селена в исследуемых водных объектах.
Научные знания о биологических свойствах микроэлемента селена претерпевают парадоксальную эволюцию. Селен, как известно, является важным технологическим и биологическим элементом, используется как в производстве (полупроводниковые технологии, производство удобрений), так и в медицине. В технологических и природных объектах (почва, вода, атмосфера, живые организмы) селен существует в различных химических формах. Селен, благодаря своим физико-химическим и биологическим свойствам легко мигрирует в природе. Роль селена, неоднозначна: с одной стороны необходим, так как является мощным иммуностимулятором, антиоксидантом, антиканцерогенным агентом, а с другой стороны некоторые соединения селена являются сильнодействующими ядовитыми веществами (селенит натрия, селенат натрия).
Считают, что селен, может быть критерием качества окружающей среды. Одной из важных особенностей является то, что существует узкая граница между полезным и токсичным содержанием его, как в окружающих объектах, так и в организме человека. Это приводит к необходимости изучения содержания селена и различных его форм в окружающих объектах, для установления районов с определенным содержанием селена [37]. Поэтому проблема оценки экологического состояния окружающей среды Арктики и защиты ее от загрязнений и других негативных воздействий становится приоритетной, по крайней мере, для тех стран, которые относятся к числу арктических.
Цель работы - определение содержания селена в водных объектах Евроарктического региона.
Задачи:
1) сбор и систематизация литературных данных по содержанию селена в водных и других объектах окружающей среды;
2) рассмотрение, выбор и отработка метода количественного определения селена;
3) участие в отборе проб, пробоподготовке и определении содержания селена в водных объектах Евроарктического региона;
4) оценка уровня содержания селена в исследуемых водных объектах.
В ходе выполнения данной работы было проанализировано 53 литературных источников. На основании этого была получена информация об элементе селене, его свойствам, нахождении и распространении в природе, метода обнаружения данного элемента, функциях и роли данного элемента в организме человека и животных, и установлено что в настоящее время селен, является неотъемлемой частью нашей жизни. Несмотря на то, что он является жизненно важным элементом, его содержание, а так же распределение в водных объектах Евроарктического региона не до конца изучено.
Из перечня методик была выбрана и отработана методика флуориметрического определения селена с применением 2,3 - диаминонафталина.
В ходе подготовки к эксперименту, был осуществлен отбор проб воды в разных районах Архангельской области. Кроме того в ходе комплексной научной экспедиции на НИС «Профессор Молчанов» были отобраны пробы воды Белого и Баренцева морей.
Всего анализу было подвергнуто: 21 проба озерной воды из 7 районов; 27 проб речной воды из 13 районов Архангельской области; 70 проб воды Белого и 118 проб воды Баренцева морей.
Обобщенные результаты анализа водных объектов представлены в таблице.
Таблица 18 - Результаты анализы водных объектов Евроарктичнского региона
Водный объект Содержание селена, мкг/л
Реки в черте города 2,59±0,04-10,03±0,09
Реки сельской местности 0,67±0,04-1,79±0,04
Озера 0,42±0,04-1,75±0,01
Белое море 0,28±0,06-2,65±0,07
Баренцево море 0,23±0,04-1,83±0,06
На основании полученных данных можно сделать следующие выводы:
1) В водных объектах Евроарктического региона наблюдается разнообразие в содержании селена;
2) Озера и реки характеризуются низким, средним и высоким уровнем содержания селена, с преобладанием низкого уровня;
На уровень содержания селена в речной и озерной воде влияют два основных факторов:
- расположение на территории Архангельской области;
- наличие техногенного воздействия.
3) В целом поверхностные воды Белого моря характеризуются средним уровнем содержания селена;
4) Воды Баренцева моря отличаются большим разнообразием уровней содержания селена: от среднего до загрязнения;
5) Океанологический разрез «м. Инцы - р. Пулоньга» характеризуется средним уровнем содержания селена;
Можно выделить следующие особенности для содержания селена в воде на данном разрезе: отмечается незначительная межсезонная изменчивость; в целом на разрезе с увеличением глубины происходит рост концентрации селена; прибрежные районы характеризуются высоким уровнем содержания.
6) Океанологический разрез «Кольский меридиан» характеризуется средним и высоким уровнем содержания селена с преобладанием среднего уровня.
Отмечены следующие особенности для содержания селена в воде: снижение концентрации с увеличением глубины; высокий уровень характерен для верхней части разреза.
Обобщая результаты эксперимента, и сравнивая их с литературными данными, можно сделать вывод, что материковые воды характеризуются низким уровнем, морские и океанические воды характеризуются средним уровнем содержания селена и лишь в отдельных пробах обнаружено превышение ПДК селена.
По материалам исследования были написаны публикации:
- Бахматова Ю.А., Кузовлева Р.Д. Содержание селена в водных объектах Архангельской области / Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования - М.: 2012 - 105с.
- Бахматова Ю.А., Кузовлева Р.Д. Содержание и характер распределения селена в поверхностных водах на территории Архангельской области - М.: 2014 - 37с.
- Бахматова Ю.А., Кузовлева Р.Д. Селен в поверхностных водах Белого и Баренцева морей - Архангельск: 2014 - 179с.
Основные положения выпускной квалификационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:
- Всероссийская конференция с международным участием «Комплексные научные исследования и сотрудничества в Арктике: взаимодействие вузов с академическими и отраслевыми научными организациями» 26-27 февраля 2015г.
- Научно-практическая конференция Института естественных наук и технологий в рамках «Ломоносовских научных чтений студентов, аспирантов и молодых ученых - 2015» 21-28 апреля 2015г.
Из перечня методик была выбрана и отработана методика флуориметрического определения селена с применением 2,3 - диаминонафталина.
В ходе подготовки к эксперименту, был осуществлен отбор проб воды в разных районах Архангельской области. Кроме того в ходе комплексной научной экспедиции на НИС «Профессор Молчанов» были отобраны пробы воды Белого и Баренцева морей.
Всего анализу было подвергнуто: 21 проба озерной воды из 7 районов; 27 проб речной воды из 13 районов Архангельской области; 70 проб воды Белого и 118 проб воды Баренцева морей.
Обобщенные результаты анализа водных объектов представлены в таблице.
Таблица 18 - Результаты анализы водных объектов Евроарктичнского региона
Водный объект Содержание селена, мкг/л
Реки в черте города 2,59±0,04-10,03±0,09
Реки сельской местности 0,67±0,04-1,79±0,04
Озера 0,42±0,04-1,75±0,01
Белое море 0,28±0,06-2,65±0,07
Баренцево море 0,23±0,04-1,83±0,06
На основании полученных данных можно сделать следующие выводы:
1) В водных объектах Евроарктического региона наблюдается разнообразие в содержании селена;
2) Озера и реки характеризуются низким, средним и высоким уровнем содержания селена, с преобладанием низкого уровня;
На уровень содержания селена в речной и озерной воде влияют два основных факторов:
- расположение на территории Архангельской области;
- наличие техногенного воздействия.
3) В целом поверхностные воды Белого моря характеризуются средним уровнем содержания селена;
4) Воды Баренцева моря отличаются большим разнообразием уровней содержания селена: от среднего до загрязнения;
5) Океанологический разрез «м. Инцы - р. Пулоньга» характеризуется средним уровнем содержания селена;
Можно выделить следующие особенности для содержания селена в воде на данном разрезе: отмечается незначительная межсезонная изменчивость; в целом на разрезе с увеличением глубины происходит рост концентрации селена; прибрежные районы характеризуются высоким уровнем содержания.
6) Океанологический разрез «Кольский меридиан» характеризуется средним и высоким уровнем содержания селена с преобладанием среднего уровня.
Отмечены следующие особенности для содержания селена в воде: снижение концентрации с увеличением глубины; высокий уровень характерен для верхней части разреза.
Обобщая результаты эксперимента, и сравнивая их с литературными данными, можно сделать вывод, что материковые воды характеризуются низким уровнем, морские и океанические воды характеризуются средним уровнем содержания селена и лишь в отдельных пробах обнаружено превышение ПДК селена.
По материалам исследования были написаны публикации:
- Бахматова Ю.А., Кузовлева Р.Д. Содержание селена в водных объектах Архангельской области / Труды международного форума по проблемам науки, техники и образования - М.: 2012 - 105с.
- Бахматова Ю.А., Кузовлева Р.Д. Содержание и характер распределения селена в поверхностных водах на территории Архангельской области - М.: 2014 - 37с.
- Бахматова Ю.А., Кузовлева Р.Д. Селен в поверхностных водах Белого и Баренцева морей - Архангельск: 2014 - 179с.
Основные положения выпускной квалификационной работы докладывались и обсуждались на конференциях:
- Всероссийская конференция с международным участием «Комплексные научные исследования и сотрудничества в Арктике: взаимодействие вузов с академическими и отраслевыми научными организациями» 26-27 февраля 2015г.
- Научно-практическая конференция Института естественных наук и технологий в рамках «Ломоносовских научных чтений студентов, аспирантов и молодых ученых - 2015» 21-28 апреля 2015г.