Реферат: Фитотоксичность городских почв

Реферат: Фитотоксичность городских почв

Министерство общего и высшего образования Росийской федерации

Филиал “Угреша” Международного университета природы ,общества и человека  “Дубна”

                        Кафедра: экологии и природопользования

Дисциплина: Почвоведение

Тема курсовой  работы: “Фитотоксичность городских почв”

Выполнил: студент

2 курса

                                                                                        кафедры экологи и

  природопользования

                                                                                   Павлов Олег

                 

                                                                      Руководитель: канд. биол.наук      

Юдина Н. В.

                                  Рецензент:

                                                      

                                                  г. Дзержинский

                                                   2001

                                                        Оглавление:

1.         Введение……………………………………..

2.         Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами………………………………………….. 

3.         Примеры мониторинговой оценки городских территорий ( на примере района Сокол г. Москва)….

4.         Фитотоксичность городских почв ………………

4.1      Состояния почв города Дзержинского………….

4.2      Заложение разрезов , отбор образцов . …………

4.3      Вегетационный опыт и его результаты ………..

        5.     Вывод…………………………………………

5.1   О загрязнении городских территорий …………

5.2      О методах оценки загрязнения…………………

5.3      Выводы……………………………………..

           6.    Список литературы…………..

      

Введение

 

В пределах городских территорий представлен практически весь комплекс современных экологических  проблем. Оценка реальной опасности для здоровья населения может быть сделана на основе комплексной оценки загрязнения окружающей среды города Дзержинского . Но на данный момент произведем оценку  загрязнения с помощью Фитотеста.

  Наш город Дзержинский с населением 27.5 тысяч человек расположен на юго- востоке города Москвы  в Люберецком районе . Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха , а значит и почвы являются  МКАД ( Московская кольцевая автодорога ) , Московский нефтеперерабатывающий завод , ДЗЖБК,  масса  различных  малых предприятий , а также крупнейшая в Европе ТЭЦ.- 22. В черте города в атмосферу выбрасывается 38 вредных веществ , 7 из которых  превышают ПДК ( предельно допустимую концентрацию ) – это окислы азота и серы , выбросы твердых частиц. Почва,  как депонирующий фактор городской среды , отражает длительность и интенсивность загрязняющих веществ. Нами было заложено 6 разрезов на территории города . Анализировались образцы верхнего  почвенного горизонта (А ).

Задачи исследования:

1.   Определение содержания  подвижного  свинца , аккумулированного в почве в течении ряда лет вдоль автомобильных трасс)

2. Тест на фитотоксичность отобранных  почвенных образцов.

3. Установить зависимость между ПДК по содержанию свинца с   полученной биомассой овса. .

Методы :

1.  Закладка почвенных разрезов и отбор образцов на территории г.Дзержинского.

2.  Постановка вегетационного опыта в лабораторных условиях (фитотест с овсом).

Глава 1. Ландшафтно- геохимические критерии оценки

загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлми

Разработана система ландшафтно – геохимических показателей, характеризующих местную природную норму содержания тяжелых металлов в почвенном покрове с учетом изменения литологического состава почв и их положения в рельефе , интенсивности существующего загрязнения  почвенного покрова тяжелыми металлами с целью фитомередиации загрязненных площадей

Прогрессирующее воздействие хозяйственной деятельности человечества на природную среду достигло уровня, при котором происходят суще­ственные изменения в химическом составе почвен­ного покрова обширных территорий. В общем про­цессе антропогенного преобразования почв важ­ную роль играет загрязнение их технологическими отходами. Одну из приоритетных групп загрязняю­щих веществ образуют тяжелые металлы (ТМ), основная масса которых поступает с выбросами индустриальных предприятий в нижние слои тро­посферы, вовлекается в аэральную миграцию и осаждается на поверхность почвы. Распределе­ние металлов-загрязнителей в пространстве весь­ма сложно и зависит от многих факторов, но в любом случае именно почва является главным приемником и аккумулятором техногенных масс тяжелых металлов.

Загрязненные тяжелыми металлами почвы на плотнозаселенной территории обычно занимают удобные и выгод­ные местоположения. По этой причине очище­ние (восстановление) почв от избыточных масс металлов представляет весьма актуальную зада­чу. Ее практическое решение пока остается на стадии разработки. Одним из возможных путей решения этой задачи может быть фиторемедиация - очищение почвенного покрова от загрязне­ния посредством культивирования растений, ак­тивно поглощающих металлы. Этот путь привлекателен использованием природного про­цесса биологического круговорота и полным ис­ключением грубых механических инженерно-ме­лиоративных мероприятий и какого-либо хими­ческого воздействия на почву.

Для выбора и обоснования экологической це­лесообразности мероприятий по очищению почв от избыточных масс тяжелых металлов необходимы стандартизированные подходы к оценке за­грязнения почвенного покрова на конкретной тер­ритории. С целью объективной оценки существую­щего загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами и прогноза дальнейшего развития этого процесса автором разработана система ландшафтно-геохимических показателей и критериев применительно к почвам лесной зоны европей­ской части России. (В.В. Добровольский, 1999 г.)

В идеальной модели любой вид промышлен­ного загрязнения почвы ТМ оценивается повы­шением концентрации металла по сравнению с ис­ходной природной концентрацией, к которой на протяжении длительного времени адаптированы растительные и животные организмы. Реальная си­туация весьма усложняется многокомпонентностью состава почвы и соответственно различными формами нахождения металла в состоянии рассея­ния. Установление реальной картины соотношения различных форм нахождения дополнительно за­трудняется тем, что диагностика этих форм в зна­чительной мере зависит от методов и приемов аналитического определения концентрации и со­ответствующих приборов.

С учетом определенной условности любого ме­тода определения ультрамикроколичеств металлов весьма важное значение имеют показатели, статис­тически характеризующие концентрацию тяжелых металлов в почве, а именно: среднее значение кон­центрации металла и параметры статистического распределения аналитических данных. Эта группа показателей должна характеризовать природную норму (так называемый геохимический фон), в ус­ловиях которой достаточно длительное время су­ществует природная растительность данного рай­она. Отметим, что в разных провинциально-гео­химических ситуациях природная норма для одних и тех же типов и подтипов автоморфных почв может заметно различаться.

Результаты изучения геохимического фона поч­венного покрова различных районов лесной зоны Российской Федерации показывают, что разброс значении концентрации металла в пробах автоморфных почв, отобранных из почв одного типа и подтипа даже на сравнительно небольшой площади. весьма велик и часто варьирует в пределах двух и достигает трех математических порядков. По этой причине геохимический фон металла в почвенном покрове территории не может быть охарактеризован одним средним значением концентрации. Это характеристика обязательно должна сопровождаться оценкой вариации аналитических данных.

            Среднее значение концентрации металла в почве может быть выражено среднеарифметическим или среднегеометрическим, но наиболее объективное представление о "фоновой" концентрации дает модальное (наиболее часто встречающееся) значение {М}. Разброс аналитических данных показывается предельными значениями (min-max). В качестве показателей статистического распределения аналитических данных наиболее удобны среднеквадратичное отклонение ( Q) и коэффициент вариации (V. %). Весьма наглядное представление о статистическом распределении аналитических данных дают гистограммы, построенные на нормальной или логарифмически-нормальной шкале. Такой прием широко использовали американские биогеохимики при изучении распределения содержания тяжелых металлов в почвенном покрове США в экологических целях .(АВТОР, год)

Параметры, характеризующие природное содержание рассеянного металла в почве, являются весьма ответственными ландшафтно-геохимическими показателями. Они играют роль исходных данных для других показателей. В силу этого определение параметров геохимического фона почвы должно быть стандартизовано и учитывать приборно-инструментальную специфику метода анализа.

Определение концентрации металла в почве широко используемым методом эмиссионной спектроскопии или нейтронно-активационным методом даст

представление о валовом (суммарном) содержании всех форм соединений определяемого металла. Методы определения концентрации металла н экстракционном растворе позволяют оценивать содержание тех или иных форм нахождения соединении металла в почве в зависимости от состава и методики экстракции. Вполне понятно, что валовые значения концентрации металла значительно выше. чем значения концентрации отдельных форм. определяемые и растворах обычно методом атомно- абсорбционной  спектроскопии . Распределение значений валовой концентрации чаще аппроксимируется  логорифмически – нормальным законом Гауса , распределение значении концентрации отдельных форм – нормальным законом Гауса . Без характеристики геохимического поля невозможна диагностика загрязнения почвы тяжелыми металлами. Признаками загрязнения могут служить 1) Повышенное среднее значение (модальное,   среднеарифметическое,   среднегеометрическое) концентрации металла по сравнению с фоновым значением: 2) расширение пределов разброса аналитических данных за счет значений, превышающих среднее статистическое, наглядно проявляющееся в асимметрии гистограмм в сторону больших значений.

Обобщение экспериментальных и литературных данных показывает, что эмиссия большей части массы тяжелых металлов осуществляется из индустриальных источников загрязнения преимущественно в виде частиц размером 0.1-0.01 мм. Частицы выпадают из воздуха неравномерно под влиянием рельефа, типа растительности, движения приземных воздушных масс и пр. Поэтому увеличение амплитуды колебания значений концентрации металла в пределах участка загрязнения по сравнению с данными для чистой ("фоновой") площади (эффект "пилы" на графике по профилю, пересекающему изучаемую территорию) также может служить признаком загрязнения.

Опыт изучения геохимии тяжелых металлов в почвах свидетельствует о значительной неравно мерности их природной концентрации как в разнородных компонентах вещества почвы, так и по площади в поверхностных горизонтах. Это обстоятельство создает непреодолимые затруднения для обоснования норм предельно допустимой концентрации (ПДК) металлов в почвах, которые давно установлены для таких гомогенных сред. как природные воды и воздух.

Например, значения концентрации тяжелых металлов (как валовой, так и концентрации геохимически активных форм, извлекаемых экстракциями) настолько сильно различаются для глинистых и песчаных почв. что их невозможно объединить общей ПДК. Следовательно, оценка степени промышленного загрязнения каким-либо металлом возможна лишь по отношению к его природной норме - местному геохимическому фону, который на обширной территории лесной зоны Европейской России заметно варьирует.

Природная концентрация металла в почвенном покрове изменяется под влиянием многих факторов. Важным фактором является литологический состав почвообразующих пород. В песчаных почвах природная концентрация металлов значительно ниже чем в суглинистых. Различие геохимического фона почв одного типа, но разного гранулометричсского состава. оценивается литологическим коэффициентом (Кл), равным отношению средней концентрации метила в суглинистых почвах к средней  концентрации  металла в песчаных  почвах: Кл =Ссугл /С песч . Это хорошо видно при сопоставление данных Дубиковского для дерново – подзолистых почв, которые сформировались на моренных суглинках и на песках табл (1)

Таблица 1. Средняя валовая концентрация тяжелых металлов в гор. A/Anax суглинистых и песчаных почв Белоруссии, мкг/г(В.В. Добровольский)

металл	Концентрация в почвах		Литологический Коеф-т  Кл
	на суглинки	На песка
Mn Cu Ni Co V Cr	832 7. 8 16.7 5.5 36.9 53.3	272.1 4/2 6.7 3.0 17.7 32.9	3.1 1.9 2.5 1.8 2.1 1.6

Не менее сильные изменения коцентрации металлов в почвенном покрове лесной зоны происходят под влиянием эффекта геохимического сопряжения. При прочих равных условиях почвы в автономных ландшафтно-геохимических условиях на положительных элементах мезорельефа лесной зоны имеют более низкие концентрации металлов по сравнению с геохимически подчиненными ландшафтами. расположенными в отрицательных элементах рельефа. Эффект геохимического сопряжения оценивается коэффициентом Кr равным отношению концентрации металла в гумусовом горизонте почвы геохимически подчиненного ландшафта (С2) к концентрации этого металла в гумусовом горизонте почвы автономного ландшафта (C1): Кr = С2 / С1

Разумеется, каждый металл характеризуется своим значением коэффициента Кr (табл. 2). Примером могут служить соотношения значений средней концентрации некоторых тяжелых металлов в верховых (автономные ландшафтно-геохимические условия) и низинных (геохимически подчиненные условия) торфяниках лесной зоны Европейской России .

металл	Торфяники				Коэффициент геохимического Сопряжения  Кг
	верховые		Низинные
	М, мкг/г сухого вещества	V%		V%
Mn Cu Ni Co V Cr	832 7. 8 16.7 5.5 36.9 53.3		272.1 4/2 6.7 3.0 17.7 32.9	93 61 44 90 90 36	5.6 2.1 1.8 1.9 3.6 2.1

Страницы: 1, 2, 3, 4