«Экологическая экспертиза почв Оконешниковского района Омской области» - Дипломная работа

Содержание

Введение 4

1 Литературный обзор 6

1.1. Почвенный экологический мониторинг: понятия, принципы, задачи, виды 6

1.2. Почвы Омской области 8

1.3. Особенности почв и водных ресурсов Оконешниковского района 11

1.4. Виды загрязнений почвы 12

1.5. Понятие и виды приоритетных веществ – загрязнителей почвы 14

1.6. Характеристика приоритетных веществ – загрязнителей почвы 17

1.7. Методы контроля загрязнений почвы 25

1.8. О содержании нефтепродуктов в почвах 30

2 Экспериментальная часть 33

2.1. Описание объекта исследования 33

2.2. Пробоотбор и пробоподготовка 34

2.3. Методика определения гигроскопической влаги почвы 37

2.4. Методика определения обменной кислотности 38

2.5. Методика определения гидролитической кислотности 39

2.6. Методика определения общей щелочности и щелочности, обусловленной карбонат-ионами 40

2.7. Методика определения кальция и магния при совместном присутствии 41

2.8. Методика определения валового содержания железа 42

2.9. Методика определения углерода (по Тюрину) 43

2.10. Методика анализа почвы на содержание нефтепродукта 44

3 Результаты и их обсуждение 46

3.1. Определение гигроскопической влаги 46

3.2. Определение обменной кислотности 47

3.3. Определение гидролитической кислотности почвы 47

3.4. Определение общей щелочности и щелочности, обусловленной карбонат-ионами 48

3.5. Определение кальция и магния при совместном присутствии 50

3.6. Валовое содержание железа 53

3.7. Определение углерода (по Тюрину) 54

3.8. Итоги анализа образца почвы 55

3.9. Анализ почвы кювета на содержание нефтепродукта 60

4. Экономическая часть 63

5. Выводы 71

6. Список литературы 72

Введение

Почва - одна из главных составляющих природной среды, которая благодаря своим свойствам (плодородие, самоочищающая способность и др.), обеспечивает человеку питание, работу, здоровую среду обитания. Нарушение этих свойств (процессов), вызванное загрязнением, может оказать неблагоприятное влияние на здоровье людей и животных: распространение инфекционных и инвазионных заболеваний, ухудшение качества продуктов питания, воды, атмосферного воздуха. Это понимание почвы как одного из главных компонентов окружающей среды, от которого зависят условия жизни и здоровья населения, требует большого внимания к ее санитарной охране.

Почва - верхний слой суши, образовавшийся под влиянием растений, животных, микроорганизмов и климата из материнских горных пород, на которых он находится. Это важный и сложный компонент биосферы, тесно связанный с другими ее частями [1].

В почве сложным образом взаимодействуют следующие основные компоненты:

- минеральные частицы (песок, глина), вода, воздух;

- детрит - отмершее органическое вещество, остатки жизнедеятельности растений и животных;

- множество живых организмов - от детритофагов до редуцентов, разлагающих детрит до гумуса.

Специфика почв как объекта экологического мониторинга определя-ется их местом и функциями в биосфере. Почвенный покров служит конеч-ным приемником большинства техногенных химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Обладая высокой емкостью поглощения, почва является главным аккумулятором, сорбентом и разрушителем токсикантов. Представляя собой геохимический барьер на пути миграции загрязняющих веществ, почвенный покров предохраняет сопредельные среды от техногенного воздействия. Однако возможности почвы как буферной системы не безграничны. Аккумуляция токсикантов и продуктов их превращения в почве приводит к изменению её химического, физического и биологического состояния, деградации и, в конечном итоге, разрушению. Эти негативные изменения могут сопровождаться токсичным воздействием почв на другие компоненты экосистемы – биоту (в первую очередь, видовое разнообразие, продуктивность и устойчивость фитоценозов), поверхностные и грунтовые воды, припочвенные слои атмосферы.

Организация почвенного мониторинга представляет собой задачу более трудную, чем мониторинга водных и воздушных сред по следующим причинам [10]:

1) почва – сложный объект исследования, так как представляет биокосное тело, которое живет по законам и живой и минеральной природы;

2) почва – многофазная гетерогенная полидисперсная термодинами-ческая открытая система, химические взаимодействия в ней происходят с участием твердых фаз, почвенного раствора, почвенного воздуха, корней растений, живых организмов;

3) опасные загрязняющие почвы химические элементы Hg, Cd, Pb, As, F, Se являются природными составляющими горных пород и почв. В почвы они поступают из естественных и антропогенных источников, а задачи мониторинга требуют оценки доли влияния лишь антропогенной составляющей;

4) поступают в почву различные химические вещества антропогенного происхождения практически постоянно;

5) варьирование содержаний химических веществ в почвах велико, что нередко определяет трудность установления степени превышения исходного уровня содержания химических веществ в почвах.

Таким образом, необходимо оценивать экологическое состояние раз-личных почв, поэтому целью данной дипломной работы явилась экологическая экспертиза почв Оконешниковского района около автотранспортной магистрали.

Выдержка из текста работы

Химическое загрязнение почвы - изменение химического состава поч-вы, возникшее под прямым или косвенным воздействием антропогенного фактора (промышленного, сельскохозяйственного, коммунального и т.п.), вызывающее снижение ее качества и возможную опасность для здоровья человека [2].

Фоновые почвы - почвы территорий, не подвергающихся техногенному воздействию или испытывающих его в минимальной степени.

Токсичность - степень проявления вредного действия разнообразных химических соединений и их смесей. Токсичность - один из важных факто-ров, определяющих качество окружающей среды, достаточно информативный, существенно дополняющий наше представление о степени опасности или безопасности объектов при их использовании, являющийся необходимой составной частью комплексной системы контроля при стандартном анализе [3].

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Различают шесть степеней загрязнения почв (0-5) по признаку снижения их продуктивности, количества производимой биомассы, а по видам загрязнений различают четыре класса веществ-загрязнителей: физические, химические, биологические и радиоактивные.

Загрязнения почвы трудно классифицируются, в разных источниках их деление даётся по-разному. Если обобщить и выделить главное, то наблюдается следующая картина по загрязнению почвы: [4]

1) Мусором, выбросами, отвалами, отстойными породами. В эту группу входят различные по характеру загрязнения смешанного характера, включающие как твёрдые, так и жидкие вещества, не слишком вредные для организма человека, но засоряющие поверхность почвы, затрудняющие рост растений на этой площади.

2) Тяжёлыми металлами. Данный вид загрязнений уже представляет значительную опасность для человека и других живых организмов, так как тяжёлые металлы нередко обладают высокой токсичностью и способностью к кумуляции в организме. Наиболее распространённое автомобильное топливо - бензин - содержит очень ядовитое соединение - тетраэтилсвинец, содержащее тяжёлый металл свинец, который попадает в почву. Из других тяжёлых металлов, соединения которых загрязняют почву, можно назвать Cd (кадмий), Cu (медь), Cr (хром), Ni (никель), Co (кобальт), Hg (ртуть), As (мышьяк), Mn (марганец).

3) Пестицидами. Эти химические вещества в настоящее время широко используются в качестве средств борьбы с вредителями культурных растений и поэтому могут находиться в почве в значительных количествах. По своей опасности для животных и человека они приближаются к предыдущей группе. Именно по этой причине был запрещён для использования препарат ДДТ (дихлор-дифенил-трихлорметилметан), который является не только высокотоксичным соединением, но, также, он обладает значительной химической стойкостью, не разлагаясь в течение десятков (!) лет. Следы ДДТ были обнаружены исследователями даже в Антарктиде! Пестициды губительно действуют на почвенную микрофлору: бактерии, актиномицеты, грибы, водоросли.

4) Микотоксинами. Данные загрязнения не являются антропогенными, потому что они выделяются некоторыми грибами, однако, по своей вредности для организма они стоят в одном ряду с перечисленными загрязнениями почвы.

5) Радиоактивными веществами. Радиоактивные соединения стоят несколько обособленно по своей опасности, прежде всего потому, что по своим химическим свойствам они практически не отличаются от аналогич-ных не радиоактивных элементов и легко проникают во все живые организмы, встраиваясь в пищевые цепочки. Из радиоактивных изотопов можно отметить в качестве примера один наиболее опасный - 90Sr (стронций-90). Данный радиоактивный изотоп имеет высокий выход при ядерном делении (2 - 8%), большой период полураспада (28,4 года), химическое сродство с кальцием, а, значит, способность откладываться в костных тканях животных и человека, относительно высокую подвижность в почве. Совокупность вышеназванных качеств делают его весьма опасным радионуклидом. 137Cs (цезий-137), 144Ce (церий-144) и 36Cl (хлор-36) также являются опасными радиоактивными изотопами [17].

Заключение

1. Проведена экологическая экспертиза почв Оконешниковского района Омской области вдоль автомагистрали "Оконешниково – Золотая Нива" с приготовлением средней пробы с 25 точек вдоль автомагистрали и 5 единичных проб по профилю кювета.

2. Показано, что почвы относятся к кислым рН 4 (с соответствующим пониженным содержанием кальция 0,2% и магния 0,01%), поэтому для повышения кислотности и улучшения кальциевого баланса требуется известкование с расходом извести 0,9 т/га.

3. Определено содержание гумуса в почве 7,2%, при этом высокая кислот-ность почв способствует вымыванию из него подвижных форм железа (валовое содержание 0,22%), что приводит к угнетению растений.

4. Проведена оценка распределения содержания нефтепродуктов по профилю кювета автомагистрали: концентрации от 100 до 500 мг/кг соответствуют фону. Показано, что примыкающий к автостраде откос кювета более загрязнен, при этом максимум содержания нефтепродукта 500 мкг/кг соответствует минимуму профиля кювета. Не рекомендуется выкашивание травы для кормления животных (из-за попадания по трофным цепям в продукты питания человека), возможно укладывание зеленой массы на силос в смеси из покосов с участков, удаленных от автомагистралей.

5. Экономическая оценка показала, что затраты на проведение НИР составили 27 207.09 руб.

Список литературы

1. ГОСТ 27593-88. Почвы. Термины и определения.

2. ГОСТ 17.4.2.01-81. Охрана природы. Почвы. Номенклатура показателей санитарного состояния.

3. Порядок определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами / Минприроды России. -М., 1993.

4. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых количество (ОДК) химических веществ в почве. М., 1991. № 6229-91 от 19 ноября 1991 г.

5. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб.

6. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.

7. ГОСТ 17.5.1.03-86. Охрана природы. Земли. Классификация вскрышных и вмещающих пород для биологической рекультивации земель.

8. Постановление Правительства Российской Федерации от 5 августа 1992 г. № 555. Об утверждении Положения о порядке консервации деградированных сельскохозяйственных угодий и земель, загрязненных токсичными промышленными отходами и радиоактивными веществами. -М., 1992.

9. Методические рекомендации по выявлению деградированных и загрязненных земель / Минприроды России. -М., 1996.

10. Акопова Г.С., Сидорова Е.В., Кречетов П.П., Романенков В.А. Система контроля состояния почв на объектах ПХГ. Обз. информ. Сер. Охрана человека и окружающей среды в газовой промышленности. -М.: ИРЦ Газпром, 1997.

11. РД 39-0147098-015-90. Инструкция по контролю за состоянием почв на объектах предприятий Миннефтегазпрома. 58 с.

12. ГОСТ 28168-89. Почвы. Отбор проб. Уфа,1990.

13. Санитарная охрана почвы населенных мест. -М., 1963.

14. Постановление Правительства РФ № 1340 от 10.11.96. О порядке создания и использования резервов материальных ресурсов для ликвидации чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. -М., 1996.

15. Инструкция по применению препаратов серии «Биодеструктор» («Валентис», «Лидер») для ликвидации загрязнения нефтью, нефтепродуктами и другими органическими соединениями. РД 39-140-95 Минтопэнерго РФ. -М., 1995.

16. Методические указания по фотометрическому определению метанола с хромотроповой кислотой в поверхностных водах суши. РД 52.24.77-88. ГХИ Госкомгидромета СССР, 1988.

17. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. -М.: Высшая школа, 1973.

18. Методы микробиологического и биохимического анализа почв. -М., 1991.

19. Фотосинтез и биопродуктивность. Методы определения. - М.: Агропромиздат, 1989.

20. ГОСТ 26213-91. Почвы. Определение гумуса по методу Тюрина в модификации ЦИНАО.

21. ГОСТ 26950-86. Почвы. Метод определения обменного натрия.

22. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и хон экологического бедствия. -М., 1992.

23. Воробьева Л.А. Химический анализ почв; МГУ, 1998, с. 273

24. Дурынина Е.П., Егоров В.С. Агрохимический анализ почв, растений, удобрений; МГУ,1998, с. 113

25. Орлов Д.С., Горшкова Е.И. Практикум и семинары по химии почв; МГУ, 1997, с. 42

26. Научные разработки Института Геохимии и Аналитической Химии им. Вернадского В.И., 2006

27. Панников В.Д., Минеев В.Г. Почва, климат, удобрения и урожай; М., Агропромиздат, 1987, с. 248

28. Кожеков Д.С., Воронина Р.А. Негативные последствия применения высоких норм азотных удобрений; М., Агропромиздат, 1986, с. 86

29. Дмитриев М.Т, Малышева А.Г Определение токсикантов в растениях; М., Агрохимия, 1985, с. 286

30. Ефимов В.В. Раскисление почв Черноземья; журнал «Сельские зори» ,1980, № 8

31. Кушниренко Ю.Д. Производство зерна и кормов в агроландшафтном земледелии: агрохимические, экономические и экологические аспекты; Миасс, Геотур, 1999, с. 134

32. Кореньков Д.А. Вопросы агрохимии азота и экология; журнал «Агрохимия», 1990, №11

33. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв; М., Агропромиздат, 1962, с. 315

34 Химический анализ почв/ Воробьева Л.А. – М.: изд. МГУ, 1998. – 272с.: ил.

35. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей/ Майстренко В.Н., Клюев Н.А. – М.: Мир: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. -323с.: ил.

36. Основы аналитической химии. Практическое руководство: уч. Пособие для ВУЗов/ Фадеева В.И., Шеховцова Т.Н., Иванов В.М. и др.; под ред. Золотова Ю.А. – М.: Высшая школа, 2001. – 463с: ил.

37. Агрохимические исследования почв/Под ред. А.В.Соколова. М.: Наука, 1975. 98 с.

38. Учебно-полевая практика и лабораторные работы, методическое пособие/Дербенцева А.М.,Пилипушка В.Н.-Владивосток,2005.-24с.

39. Практикум по агрохимии/Под ред. МинееваВ.Г. М.:Изд-во МГУ,2001.-689 с.

40. Эколого-физиологические исследования состояния окружающей среды и здоровья населения Омского Прииртышья. Монография, Вариант – Омск, 2010.

Примечания

Доклад к дипломной работе на 6 страниц