WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

0

0

5

Содержание меди оказалось повышенным в осенние месяцы по сравнению с летними. Это объясняется тем, что в летний период вследствие активного роста биомассы концентрации меди снижаются. При осаждении взвешенных частиц, которые обладают способностью адсорбировать ионы меди, последние переходят в донные отложения, что приводит к наблюдаемому эффекту.

В целом состояние поверхностных вод реки Иртыш можно охарактеризовать как неудовлетворительное. Концентрации меди, цинка, марганца составляют: Cu (весна) – 24 ПДК, (лето) – 22,5ПДК, (осень) – 66ПДК; Mn (весна)–

5,3ПДК, (лето) – 5,5ПДК, (осень) – 1,9ПДК; Zn (весна) – 5,6ПДК, (лето) – 5ПДК, (осень) – 6,6ПДК. Обнаружены следы содержания кадмия и свинца в речной воде.

В ходе эксперимента было установлено, что береговые почвы (аллювиальные дерновые) по содержанию гумуса относятся к малогумусным (содержание гумуса меньше 2%), реакция среды – щелочная, достаточно невысокая емкость катионного обмена (10,1 мгэкв/100г). По гранулометрическому составу данный тип почвы относится к легким (песчаным).

Содержание микроэлементов в почве, как по валовой форме так и по подвижной форме не превышает нормы. Валовое содержание металлов в почве: Mn- 295,6 (ОДК-1500 мг/кг); Cu -13,1 (ОДК-33 мг/кг); Zn-42 (ОДК-55 мг/кг); Pb-10 (ОДК-32 мг/кг); Cd-0,24 мг/кг (ОДК-0,50 мг/кг). Содержание подвижных форм химических элементов в почве: Mn-18,7 (ПДК-100 мг/кг); Cu-0,43 (ПДК-3,00 мг/кг); Zn-2,3 (ПДК-23 мг/кг); Pb-1,8 (6,0 мг/кг); Cd-0,16 мг/кг.

В табл. 2 представлены результаты исследований по содержанию тяжелых металлов в растениях.

Таблица 2

Содержание металлов в растениях в условиях пойменной части

реки Иртыш, мг/кг сухого вещества (х±Sd), 2006г.

Растения

Pb

Cd

Cu

Zn

Mn

Пырей гребенчатый

0,26±0,16

0,04±0,01

4,47±0,39

31,60±1,30

52,50±3,3

Осока береговая

0,35±0,01

0,02±0,001

6,64±0,1

19,5±0,7

62,20±4,5

ПДК

0,5

0,10

10,0

50,0

_

Ива белая

Листья

1,76±0,02

1,75±0,01

2,70±0,43

109,80±1,7

63,40±0,59

Ветви

1,81±0,02

1,81±0,02

2,07±0,09

65,0±2,95

20,32±1,36

Корни

1,89±0,05

0,87±0,01

4,60±0,36

115,3±27,0

74,00±7,2

В процессе исследований было установлено, пырей гребенчатый и осока береговая не загрязнены тяжелыми металлами. Их содержание в растительных культурах не превышает ПДК.

Содержание Cu в листьях в 1,3 раза больше, чем в ветвях, однако в корнях содержание металла в 1,8 раз больше по сравнению с листьями. Mn в листьях в 3,1 превышает содержание элемента в ветвях и в 1,2 раз ниже чем в корнях. Pb накапливается в листьях в 1,3 раза меньше, чем в ветвях. По накоплению Cd корни и листья в 1,1 и 2 раза соответственно содержат меньше металла, чем в ветвях ивы.

На первом месте по потреблению элементов относится корневая система, поскольку именно за счет нее осуществляется питание растений.

На втором месте листья, подвергающиеся антропогенной нагрузке – пыль, выхлопные газы автотранспорта.

Результаты анализа атмосферных осадков представлены на рис.3.

Растворенные формы: 1 –Cu, 2 –Zn, 3 –Mn.

САО - в Советском административном округе,

КАО - в Кировском административном округе

Рисунок 3 – Содержание тяжелых металлов в атмосферных осадках (снег)

На рисунке показано, что в снежном покрове преобладает содержание Zn как в Кировском, так и Советском округах города Омска. В атмосферных осадках были обнаружены следы кадмия и свинца. Показатель рН снежного покрова составил 5,8 единиц (нейтральная среда). Данная реакция среды не влияет на подвижность металлов, содержащихся в твердых и бытовых промышленных отходах в прирусловой части поймы реки Иртыш.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что экологическую ситуацию в прирусловой части поймы реки Иртыш можно считать удовлетворительной.

2. 5.Содержание кадмия в системе почва растение в условиях

вегетационного опыта

В процессе исследований было установлено, что семейство злаковых (пырей гребенчатый) интенсивно поглощает кадмий в отличие от семейства осоковых (осока береговая) (табл.3).

Таблица 3

Содержание кадмия в растениях в условиях вегетационного опыта

Растения

контроль

Концентрация кадмия, мг/кг сух. вещества

2 ОДК

3ОДК

5ОДК

Пырей гребенчатый

0,26

5,85

7,60

8,04

Осока береговая

0,01

0,20

1,01

2,00

Из таблицы 3 видно, что семейство злаковых (пырей гребенчатый) интенсивно поглощает кадмий в отличие от семейства осоковых (осока береговая).

Данные, полученные в результате экспериментальных исследований, были обработаны непараметрическим методом анализа. Нами был использован регрессионный метод анализа, основанный на уравнении y(x) = ax + b.

Выявлена зависимость между валовым содержанием ионов кадмия Cd2+ в почве и содержанием этого элемента в подвижных формах в почве. Зависимость является прямой и описывается уравнением линейной регрессии первого порядка (1) (рис.4). Коэффициент Спирмена () = 0,8.

Y = -0,25х + 0,98 (1)

Рис.4. Зависимость между содержанием ионов кадмия Cd2+ подвижной формы в почве и содержанием валовой формы ионов кадмия Cd2+ в почве

Главную роль в потреблении растениями химических элементов играют их подвижные формы. Зависимость между содержанием подвижной формы химического элемента и насыщенностью этим элементом растения характеризуется положительной корреляцией (рис.5, 6). Уравнения регрессии (2,3) отражают изучаемое соотношение между содержанием кадмия в пырее гребенчатом и осоке береговой и подвижной формы металла в почве.

Y = 0,96х + 0,30 (2)

Рисунок 5 - Зависимость между содержанием подвижных форм ионов кадмия Cd2+ в почве и содержанием ионов кадмия Cd2+ в пырее гребенчатом (Agropyrum cristatum)

В условиях вегетационного опыта была выявлена положительная корреляционная зависимость накопления кадмия растениями (пырей гребенчатый и осока береговая) от концентрации элемента в почве ( = 0,8, коэффициент детерминации R2 =0,8 соответственно).

Y = 0,2х2 – 0,322х + 0,11 (3)

Рисунок 6 - Зависимость между содержанием ионов кадмия Cd2+ в почве и содержанием ионов кадмия Cd2+ в осоке береговой (Carex riparia)

Накопление кадмия почвой и поглощение его растениями зависит от механического состава и свойств почвы. Аллювиально-дерновый тип почвы относится к легкому механическому составу, следовательно, миграция металла протекает более интенсивно. Также было установлено, что осока береговая проявляет защитные функции при высоких концентрациях кадмия.

Кадмий способен влиять на мобильность других элементов (рис. 7 – 9). Уравнения регрессии 4 – 6 отражают обратную зависимость между подвижными формами Cd – Pb, Cd – Zn, Cd – Cu.

Y = -0,03х + 1,01, r = -0,9 (4)

Рисунок 7– Зависимость содержания подвижных форм Pb в почвах

аллювиально-дернового типа от накопления Cd в условиях вегетационного опыта

Y = -0,08х + 2,43, r = -0,4 (5)

Рисунок 8 – Зависимость содержания подвижных форм Zn в почвах

аллювиально-дернового типа от накопления Cd в условиях вегетационного опыта

Y = -0,01х + 0,32, r = -0,8 (6)

Рисунок 9 – Зависимость содержания подвижных форм Cu в почвах

аллювиально-дернового типа от накопления Cd в условиях вегетационного опыта

Из выше приведенных рисунков видно, что при увеличении концентрации кадмия в почве наблюдается снижение концентрации свинца, меди и цинка по содержанию подвижных форм.

По результатам эксперимента была рассчитана величина коэффициента накопления кадмия в растениях в зависимости от содержания подвижной формы элемента в почве (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициент накопления ионов металла Cd2+ в растениях

Растение

Содержание подвижной формы Cd2+ в почве, мг/кг

Содержание Cd2+ в фитомассе, мг/кг

Коэффициент накопления, %

Пырей

(Agropyrum cristatum

6,00

7,92

8.45

5,40

7,40

8,07

90

93

95

Осока

(Carex riparia)

6,09

8,02

8,46

0,20

1,01

2,00

3,2

12

23

Из таблицы видно, что пырей гребенчатый в отличие от осоки береговой обладает большим коэффициентом накопления, следовательно, для данной растительности кадмий в большей степени проявляет токсическое воздействие. Осока береговая обладает защитными функциями к накоплению металла при его высоких концентрациях.

Выводы

1. Вода реки Иртыш загрязнена следующими тяжелыми металлами: цинком, медью и марганцем.

2. Почва и растения прирусловой части поймы реки Иртыш не загрязнены тяжелыми металлами (Zn, Mn, Pb, Cu, Cd).

Почва по содержанию Mn- 295,6 (ОДК-1500 мг/кг); Cu -13,1 (ОДК-33 мг/кг); Zn-42 (ОДК-55 мг/кг); Pb-10 (ОДК-32 мг/кг); Cd-0,24 мг/кг (ОДК-0,50 мг/кг) отвечает соответствующим нормам.

3. Накопление металлов в органах ивы белой можно расположить в следующий ряд по убыванию: листья Zn > Mn > Cu > Pb > Cd, корневая система Zn > Mn > Cu >Pb >Cd, ветви Zn > Mn > Cu > Pb > Cd.

4. При внесении раствора соли кадмия для осоки береговой наблюдается проявление защитных функций к накоплению металла (2ОДК – 0,20 мг/кг, 3ОДК – 1,01 мг/кг, 5ОДК – 2,00 мг/кг).

5. Установлена обратная зависимость между содержанием кадмием, цинком, свинцом, и медью в почве аллювиального дернового типа в условиях вегетационного опыта.

Практические предложения

Проведенные нами исследования и последующий анализ данных позволяет судить об удовлетворительной экологической ситуации, сложившейся в прирусловой части поймы реки Иртыш. Полученные результаты могут быть учтены при установлении и развитии водоохранных зон, направленных на обеспечение предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира, как водоема, так и прирусловой части поймы реки.

Необходимо осуществлять контроль прирусловой части поймы реки, выполняющей роль водоохраной зоны, по соблюдению санитарно-гигиенических норм в данной зоне, т.е. препятствовать возникновению несанкционированных, стихийных мест складирования твердых и бытовых отходов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»