🔍 Поиск готовых работ

🔍 Поиск работ

Аккумуляция тяжелых металлов в почвах прибрежных территорий Белого и Баренцева морей

Работа №75833

Тип работы

Магистерская диссертация

Предмет

экология и природопользование

Объем работы93
Год сдачи2017
Стоимость4865 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
322
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Определения, обозначения и сокращения 8
Введение 9
1 Обзор литературы 11
Тяжелые металлы 11
Формы нахождения тяжелых металлов в почве 12
Основные источники поступления тяжелых металлов в почвенный покров Арктики 13
Тяжелые металлы в почвенном покрове Арктики 15
2 Объекты и методы исследования 19
2.1. Особенности почв районов Арктики и субарктики 19
Характеристика объектов исследования 21
Инструментальные методы определения ТМ в природных объектах 24
Метод рентгенофлуоресцентной спектроскопии 25
Метод атомно-абсорбционной спектроскопии 27
Камеральные исследования 30
3 Экологический эксперимент 33
Задачи и объекты исследования 33
Результаты эксперимента и их обсуждение 33
Оценка уровня обеспеченности и/или степени загрязнения ТМ в почвах Арктики и субарктики 34
Валовое содержание тяжелых металлов 34
Содержание подвижных форм тяжелых металлов 40
Особенности аккумуляции и миграции ТМ в почвенном покрове Арктики
Условия, влияющие на закрепление и перераспределения ТМ в почвенном покрове Арктики 44
Заключение 48
Список используемых источников 51
ПРИЛОЖЕНИЕ А Схема отбора проб 57
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Распределение типов почв по территориям 58
ПРИЛОЖЕНИЕ В Физико-химические свойства почв Арктики и субарктики 59
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Валовое содержание и содержание подвижных форм тяжелых металлов в почвах Арктики и субарктики 65
ПРИЛОЖЕНИЕ Д Коэффициент концентрации и суммарный показатель загрязнения в почве и растительном покрове Арктики и субарктики 77
ПРИЛОЖЕНИЕ Е Оценка буферных свойств почв Арктики и субарктики 89
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж Корреляционный анализ 92
ПРИЛОЖЕНИЕ И Статистическая обработка 93


Почвам арктических и приарктических территорий в последнее десятилетие уделяется особое внимание, учитывая крайнюю уязвимость окружающей природной среды, малую устойчивость экосистем, важную экономическую, социальную и экологическую роль. Нарушение и уничтожение естественных экосистем Арктики наносит серьезный ущерб не только всей экосистеме в целом, но и здоровью, как коренных жителей Севера, так и мигрантов. Нарушение хрупкой арктической природы может иметь необратимый характер. При этом исследованию почв уделяется особое внимание.
Экономика местных городов Севера направлена на использование возобновляемых ресурсов, таких как оленьи пастбища, области охоты и рыболовства и т.д. Однако основой экономического развития региона все более становится промышленное использование не возобновляемых ресурсов – нефти, газа, угля, строительных материалов, редких и драгоценных металлов и др. [8]. Поэтому Арктический регион, и особенно арктическая прибрежная зона, находится под все более возрастающим антропогенным воздействием как локальных, так и индустриальных центров, меняющихся путей переноса загрязняющих веществ воздушными массами, потоками воды и осадочного материала арктических рек [47]. Как правило, выбросы металлургических и теплоэнергетических производств сопровождаются эмиссией кислотообразующих веществ, которые распространяются на дальние расстояния и могут способствовать кислотному выщелачиванию лабильных элементов (в особенности алюминия, кадмия, цинка и других) из слагающих пород. Антропогенное воздействие приводит к деградации арктических земель, в силу низкого уровня массо- и энергообмена, простых пищевых цепей состоящих из небольшого количества звеньев, способствующих быстрому перемещению токсикантов к конечным потребителям. Природа Арктики чрезвычайно уязвима к действию загрязняющих веществ, что в перспективе может привести к необратимым экологическим процессам [8, 47].
Поэтому проблема оценки экологического состояния окружающей среды Арктики и защиты ее от загрязнений и других негативных воздействий становится приоритетной, по крайней мере, для всех стран, которые относятся к числу арктических.
В наше время загрязнение окружающей среды является одной из глобальных проблем человечества. Основными техногенными поллютантами выступают тяжелые металлы (ТМ). Почвы загрязнённые ТМ являются биогеохимическим барьером, который поглощает из атмосферы тонкодисперсные вещества и газы, очищая другие среды [42]. Тяжелые металлы легко адсорбируются слоями почвы, их соединения долгое время сохраняют токсичность и высокую подвижность. Накопление ТМ в почве происходит достаточно быстро, но они трудно и медленно удаляются из нее [33].
Все выше перечисленное свидетельствует об актуальности изучения обеспеченности ТМ в почвенном покрове Арктики и субарктики.
Целью данной выпускной квалификационной работы является исследование особенностей накопления тяжелых металлов почвами прибрежных территорий Белого и Баренцева морей.
Для реализации данной цели были поставлены следующие задачи:
- провести анализ литературных данных по теме исследования;
- дать характеристику объектов исследования (почвенного покрова) и осуществить отбор проб почв различных типов;
- подобрать и отработать методики количественного определения валового содержания ТМ в почве рентгенофлуоресцентным методом и содержания подвижных форм ТМ в почве атомно-абсорбционным методом, провести анализ отобранных образцов (почвенного покрова);
- оценить степень накопления/загрязнения ТМ в почвенном покрове и оценить особенности распределения (миграции) ТМ в почвенном профиле;
- выявить условия влияния агрохимических показателей (pH, гранулометрического состав, содержание органического вещества) на аккумуляцию ТМ в почвенном покрове.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!
ДИПЛОМНЫЕ МАГИСТЕРСКИЕ ДИССЕРТАЦИИ
КУРСОВЫЕ СТАТЬИ ВКР

В ходе написания данной выпускной квалификационной работы было проанализировано 48 литературных источников, рассмотрены основные вопросы: тяжелые металлы, формы нахождения тяжелых металлов в почве, основные источники поступления тяжелых металлов в почвенный покров Арктики, тяжелые металлы в почвенном покрове Арктики.
Анализ литературных данных показал, что в настоящее время арктические территории характеризуются повышенными концентрациями ТМ. Это обусловлено процессами почвообразования, которые происходят на почвах, относящихся к природным территориям.
При личном участии автора в совместной комплексной экспедиции «Арктический плавучий университет» в 2013, 2014 годах на НИС «Профессор Молчанов» был произведен отбор проб почв. Кроме того, для исследования использовались почвы, отобранные в ходе экспедиции 2012 и 2015 годов.
В работе дана характеристика пробных площадей Арктического региона, определены типы почв и степень техногенно-антропогенной нагрузки, наблюдаемой на этих территориях. Для каждого почвенного образца (187 проб) по общепринятым методикам был определен ряд физико-химических параметров: гранулометрический состав, рH водной вытяжки, содержание органического вещества, электропроводность. Определение ВС и содержания ПФ ТМ выполнено с привлечением оборудования ЦКП НО «Арктика» САФУ.
В ходе химического эксперимента была дана оценка степени накопления/загрязнения ТМ в почвенном покрове, выявлены особенности распределения и миграции ТМ в почвах Арктики и определены условия, влияющие на закрепление и перераспределение ТМ в почвенном покрове.
Установлено, что на кумуляцию ТМ влияют как техногенное воздействие, так и особенности почвообразовательных процессов. Большинство исследованных почв имеют допустимый уровень загрязнения ТМ, однако на отдельных территориях выявлено полиметаллическое загрязнение почв. Опасный уровень загрязнения имеют арктические почвы (п. Пирамида) и тундровые неглеевые почвы (м. Белый Нос).
Составлены ряды накопления, потенциальной доступности и миграции ТМ, которые выглядят следующим образом:
- Ряды накопления ТМ арктические почвы Pb>As>Co>Cu>Zn>V>Ni>Mn; тундровые неглеевые почвы – Co>Mn>Pb>Zn>As>Cu>V>Ni; тундровые глеевые почвы – Co>Cu>Mn>Zn>Pb>As>Ni>V; аллювиальные луговые кислые почвы – Pb>Zn>Co>Cu>V>Ni>Mn>As; подзолистые почвы – Co>Cu>Pb>Zn>Mn>Ni>As>V; торфяные болотные верховые почвы – Co>Cu>Pb>Zn>Ni>V>Mn>As.
- Ряды потенциальной доступности ТМ: арктические почвы Cu>Mn>Ni>Pb>Co>Zn; тундровые неглеевые почвы – Pb>Cu>Zn>Co>Mn>Ni; тундровые глеевые почвы – Cu>Mn>Pb>Zn>Ni>Co; подзолистые почвы – Mn>Cu>Zn>Pb>Ni>Co; торфяные болотные верховые почвы – Mn>Zn>Cu>Pb>Co>Ni.
- Ряды миграции ТМ в почвенном профиле: арктические почвы Cu>Ni>Zn>Mn>Co>Pb; тундровые неглеевые почвы – Cu> Ni>Pb>Co>Zn>Mn; тундровые глеевые почвы – Pb>Ni>Zn>Cu>Co>Mn; подзолистые почвы – Co>Ni>Cu>Mn>Zn>Pb; торфяные болотные верховые почвы – Ni>Pb>Cu>Co>Zn>Mn.
Выявлено, что содержание ТМ в почвах Арктики зависит от физико- химических показателей почв (pH, гранулометрический состав, содержание органического вещества) и от межэлементного влияния поллютантов друг на друга. При этом корреляционным анализом установлено, что основными причинами загрязнения почвенного покрова исследованных территорий являются не антропогенные факторы, а естественные процессы, происходящие в земной коре (процессы почвообразования, выветривание горных пород, движение тектонических плит и т.д.).
Основные положения квалификационной работы докладывались на Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы биологической и химической экологии» 4-5 декабря 2014 г. Мытищи и Всероссийской конференции с международным участием «Комплексные научные исследования и сотрудничество в Арктике: взаимодействие вузов с академическими и отраслевыми научными организациями» 26-27 февраля 2015 г. Архангельск.
По материалам выпускной квалификационной работы опубликовано пять статей в изданиях, включенных в РИНЦ:
1. Попова Л.Ф., Химико-аналитическая оценка загрязнения нефтепродуктами и тяжелыми металлами почв Евроарктического региона / Л.Ф. Попова, Ю.И. Андреева, С.С. Попов // сборник материалов IV Международной научно- практической конференции 4-5 декабря 2014 года. – М.: ИИУ МГОУ, 2014. - 364 с.
2. Андреева Ю.И., Тяжелые металлы - потенциальные поллютанты почв Арктики / Ю.И. Андреева, Л.Ф. Попова, А.Г. Волков, М.В. Ларионова//Комплексные научные исследования и сотрудничество в Арктике: взаимодействие вузов с академическими и отраслевыми научными организациями. Материалы Всерос. Конф. с межд. участ. 26-27 февраля 2015. Архангельск: Изд. Дом САФУ, 2015. С. 20-23.
3. Андреева Ю.И., Особенности накопления тяжелых металлов почвами Субарктики и Арктики / Ю.И. Андреева, Л.Ф. Попова, А.Г. Волков, М.В. Ларионова // Заочные электронные конференции РАЕ, 2015. URL: http://econf.rae.ru/article/9249 (дата обращения: 19.05.2015).
4. Андреева Ю.И., Кумуляция тяжелых металлов в почвенном покрове Евроарктического региона // тезисы докладов ЛОМОНОСОВ-2017: XXIVмеждународная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых: Секция «Почвоведение»;10-14 апреля 2017 г., Москва, МГУ имени М.В. Ломоносова, факультет почвоведения. Сост. Л.А. Позднякова, - М.: МАКС Пресс, 2017.- 236 с.
5. Андреева Ю.И., Тяжелые металлы в почвенном покрове береговой линии островных и материковых арктических территорий / Ю.И. Андреева // материалы Международной молодежной конференции «Папанинские чтения» 28-30 марта 2017 г., из-во САФУ, 2017 (в печати).



1. ГН 2.1.7. 2511-09 Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы. [Электронный ресурс]. Утверждены Главным государственным санитарным врачом РФ 18. 05. 2009,
№32. − М., 2009. URL: http://www.complexdoc.ru (дата обращения 02.05.2017).
2. ГН 2.1.7.2041-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве [Электронный ресурс]. Утверждены Главным государственным санитарным врачом РФ 19.01.2006, − М., 2006. URL: http://meganorm.ru/Index2/1/4293850/4293850511.htm (дата обращения 12.05.2017)
3. ГОСТ 17 4.4. 02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки почв для химического, бактериологического и гельминтологического анализа. Постановление Госкомитета СССР по стандартам от 19.12.1984, № 4731. − М.: Стандарт информ, 2008. − 8 с.
4. ГОСТ 26423-85 Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки. Постановление Госкомитета СССР по стандартам от 08.02.1985, № 283. − М.: Изд-во Стандартов, 1985. − 10 с.
5. ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества. Постановление Комитета стандартизации и метрологии СССР от 29.12.1991, № 2389. Взамен ГОСТ 26213-84. − М.: Изд-во Стандартов, 1992. − 8 с.
6. МУ 2.1.7.730-99 Методические указания: Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест: утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 7.02.1999: ввод. в действие с 05.04.1999. − М., 1999. − 20 с.
7. РД 52.18.289-90 Руководящий документ. Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта, хрома, марганца) в пробах почвы атомно- абсорбционным анализом. [Электронный ресурс]. Утвержден Государственным комитетом СССР по гидрометтиорологии. – М., 1990. – Режим доступа: http://www.libussr.ru/doc_ussr/usr_16135.htm.(дата обращения 11.04.2017)
8. Агбалян, Е.В. Состояние окружающей среды в Арктике / Успехи современного естествознания, 2011. - N 4. - С. 74-76.
9. Алексеев, Н.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. − М.: Мир, 1987.−125с.
10. Алексеев, В.В. Новые данные по позднечетвертичной стратиграфии и палеогеографии района Вейде-фьорда (Западный Шпицберген) / В.В Алексеев, В.В. Шарин, В.А. Дымов, И.А. Погодина, Д. Ю. Большиянов, Е. А. Гусев // ДАН, М., 2007. - т. 412. - №6. - С. 822-824
11. Алемасова, А.С. Аналитическая атомно-абсорбционная спектроскопия. Учебное пособие / А.С. Алемасова, А.Н. Рокун, И.А. Шевчук.- Донецк: 2003 - 327 с
12. Афанасьев, Г.В. Состояние окружающей среды. / Г.В.Афанасьев, А.И. Ляхов.
// Доклады ТСХА. Вып. XXIX, 1957. − 36 с.
13. Байбеков, Р.Ф. Методы исследования городских почв: учебное пособие. / Р.Ф. Байбеков, В.И. Савич, М.М. Овчаренко, И.М. Габбасова, Р.Ш. Афзалов. − М.: ФГОУ ВПО РГАУ – МСХА им. К.А. Темерязева, 2007. − 202 с.
14. Бушуев, Н.Н. Влияние обработки почвы на показатели распределения кадмия и цинка. // Агрохимические приемы повышения плодородия почв и продуктивности сельскохозяйственных культур в адаптивно-ландшафтных системах земледелия: материалы 40-ой Международной научной конференции (19– 20 апреля 2006 г.). − М.: 2006. − С. 236–239
15. Ващенко, И.М. Практикум по основам сельского хозяйства / Ващенко И.М., Ланге К.П., Меркулов М.П. - М.: Просвещение, 1982. - 399 с.
16. Виноградов, А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах./ А.П. Виноградов − М., 1957. − 68 с.
17. Геопортал [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://geoportal.narfu.ru/api/index.html (дата обращения 5.04.2017).
18. Глазовская, М.А. Геохимические основы типологии и методики исследованмий природных ландшафтов. – Смоленск: Ойкумена, 2002. – 288 с.
19. Добролюбский, О.К. Микроэлементы и жизнь. «Молодая гвардия», 1956.−128 с.
20. Дитц, А.А. Определение элементного состава вещества методом ренгенофлуоресценции, Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Основные методы исследований в неорганической химии» для магистрантов I курса, обучающихся по направлению 240100 «Химическая технология» / А.А. Дитц, Т.А. Хабас, И.Б. Ревва. - Изд-во Томского политехнического университета, 2012 - 20 с.
21. Дмитриев, В.В. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем / В.В. Дмитриев, Г.Т. Фрумин. - СПБ.: СПбГУ, РГГМУ, 2004.- С. 91-92.
22. Дымов, А.А. Фоновое содержание тяжелых металлов, мышьяка и углеводородов в почвах Большеземельской тундры / А. А. Дымов , Е. М. Лаптева , А. В. Калашников, С. В. Денева // Теоретическая и прикладная экология, 2010. - C. 24-30.
23. Кабата-Пендиас, А. Микроэлементы в почвах и растениях.− М.: Мир, 1989. − 439 с.
24. Израэль, Ю.А. Экология им контроль состояния природной среды. - СПб.: Гидрометиздат, 1979. - 375 с.
25. Кадацкий, В.Б. Распределение форм тяжелых металлов в естественных ландшафтах Беларуси / В.Б. Кадацкий, Л.И. Васильева, Н.И. Тановицкая, С.Е. Головатый // Экология, 2001. - №1. - С. 33-37
26. Комплексная научно-образовательная экспедиция «Арктический плавучий университет – 2012»: материалы научной сессии студентов и аспирантов. Ч.3./ ФГАУ ВПО «Сев. (Аркт.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова», ФГБУ «Сев. упр. По гидрометеорологии и мониторингу окр. среды», Арханг. центр Всерос. обществ. орг. «Рус. геогр. о-во»; [сост. и отв. ред.: проф. Н.М. Бызова]. Арх-ск: Архангельский центр Русского географического общества: Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, 2012. – 116 с.
27. Комплексная научно-образовательная экспедиция «Арктический плавучий университет – 2013»: материалы научной сессии студентов и аспирантов. Ч.3./ ФГАУ ВПО «Сев. (Аркт.) федер. ун-т им. М.В. Ломоносова», ФГБУ «Сев. упр. По гидрометеорологии и мониторингу окр. среды», Арханг. центр Всерос. обществ. орг. «Рус. геогр. о-во»; [сост. и отв. ред.: проф. Н.М. Бызова]. Арх-ск:
Архангельский центр Русского географического общества: Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, 2013. – 115 с.
28. Корельская, Т.А. Факторы, влияющие на миграцию тяжелых металлов в системе почва-растение // Экологические проблемы Севера: Межвузовский сборник научных трудов / отв. редактор П.А. Феклисов – Архангельск: изд-во АГТУ, 2005. – Вып. 8. – 290 с.
29. Кряучюнас, В. В. Тяжелые металлы в арктических почвах западного побережья архипелага Шпицберген / В. В. Кряучюнас, С. А. Игловский, Е. В. Шахова, А. В. Малков // Экология человека.- № 9. - 2014. - С. 8-13
30. Ладонин, Д.В. Соединения тяжелых металлов в почвах – проблемы и методы изучения // Почвоведение, 2002. - №6. - С. 682-692
31. Лебедева, О. Ю. Распределение валовых форм тяжелых металлов в почвах Костромской области / О. Ю. Лебедева, Г. Т. Фрумин // Общество. Среда. Развитие (Terra Humana). - 2010. - № 3. - C. 239–242.
32. М 049-П/04 Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошкообразных пробах почв методом рентгенофлуоресцентного анализа.. СПб.: ООО НПО «Спектрон», 2004. -20 с.
33. Матковская, М.В. Количественное определение содержания тяжелых металлов в пробах почвы атомно-абсорбционным методом анализа / М.В., Матковская, Н.С. Сергеев // Вестник молодежной науки - 2011: сб. науч. ст. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Калининград : Изд-во КГТУ, 2011. - С. 306-308
34. Мажайский, Ю.А. Агроэкология техногенно загрязнённых ландшафтов./ Ю.А.Мажайский, С.А.Торбатов, Н.Н.Дубенок, Ю.П. Пожогин − Смоленск: Маджета, 2003. − 384 с.
35. Никанов, А. Н. Влияние морской капусты и напитка «Альгапект» на минеральный состав крови у детей – жителей г. Мончергорска / Ю. К. Кривошеев, А. Б. Гудков // Экология человека, 2004. - № 2. - С. 30–32.
36. Обухов, А. Я. Охрана и рекультивация почв, загрязненных тяжелыми металлами / А. Я. Обухов, Л. Л. Ефремова // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы : материалы 2-й Всесоюзн. конф. М., 1988. - Ч. 1. - С. 23.
37. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта. / А.И. Перельман, Н.С. Касимов − М.: Астрея-2000, 1999. − 341 с.
38. Перельман, Ф.М. Кобальт и никель / Ф.М. Перельман, А.Я. Зворыкин. – М.: Наука, 1975. – 215 с
39. Поляков, И. Н. Устранение последствий масштабного разлива нефтепродуктов на территории нефтехранилища угольного разреза / И. Н. Поляков, С. В. Лушников, С. В. Негодяев // Экология и промышленность. – 2005. - № 3. – С.31-35
40. Попова, Л.Ф. Комплексная эколого-химическая оценка и нормирование качества почвенно-растительного покрова городских экосистем (на примере Архангельска), дис. на соискан. учен. степ. доктора. биолог. наук. – Архангельск, 2015. – 396 с.
41. Реймерс, Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник / Н.Ф.Реймерс. - М.: Мысль, 1990. - 638 с.
42. Репницына, О.Н. Трансформация подвижных форм меди в сезоннопромерзающих почвах города Архангельска/ Репницына, О.Н., Попова Л. Ф
// Арктика и Север, 2012. - № 9. - С. 1–15
43. Соколов, А.А. Агрохимические методы исследования почв. – М.: Наука, 1975. – 450 с.
44. Томашунас, В.М. Содержание тяжелых металлов в почвах полуострова Ямал и острова Белый / В.М. Томашунас, Е.В. Абакумов // Гигиена и санитария. - 2014. -
№ 6. - С. 26-31
45. Что такое тяжелые металлы. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.agrovodcom.ru/zz_metall.html (дата обращения 04.04.2017)
46. Экологический цент «Экосистема» Почвы России и СССР [Электронный ресурс]:.-Электрон. дан. - Экологический центр «Экосистема», А.С. Боголюбов, 2001-2013. – Режим доступа: http://www.ecosystema.ru/08nature/soil/027t.htm, (дата обращения 02.02.2014) – Загл. с экрана. – Яз. рус., англ.
47. AMAP. Arctic Pollution Issues: A State of the Arctic Environment Report. – Oslo: Arctic Monitoring and Assessment Programme, 1997. – 188 p.

48. AMAP. AMAP Assessment 2002: Human Health in the Arctic.– Oslo: Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP), 2002.– 137 p.

Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.




©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ
.