Индикаторные особенности элементного состава растений (Fillipendula ulmarria) в природно – техногенных условиях Томской и Кемеровской областей
Объектом исследования является надземная часть лабазника вязолистного, отобранная на территории Томской и Кемеровской области. В процессе исследования проводился анализ элементного состава сухого вещества надземной части лабазника вязолистного. В результате исследования установлено избирательное накопление концентрации определенных тяжелых металлов в исследуемом веществе, которые могут быть использованы как индикаторы экологического состояния территорий. На территории Томской и Кемеровской областей проведена биогеохимическая съемка, установлены содержания химических элементов в сухом веществе лабазника вязолистного, методами мат. статистики определены значимые различия концентраций химических элементов в надземной части лабазника вязолистного между пробами Томской и Кемеровской областей.
Введение ………………………………………………………………………………………………………………………………… 14
1. Характеристика объекта исследования …………………………………………………………………………. 15
2. Физико-географическое и геоэкологическое описание исследуемой территории …………. 18
2.1. Физико-географическое описание Томской области………………………………………………. 18
2.2. Физико-географическое описание Кемеровской области……………………………………….. 20
2.3. Геоэкологическое описание Томской области ………………………………………………………… 23
2.4. Геоэкологическое описание Кемеровской области …………………………………………………. 24
3. Методика проведения работ …………………………………………………………………………………………… 26
3.1. Сеть опробования Томской и Кемеровской областей …………………………………………….. 26
3.2. Отбор проб и пробоподготовка ……………………………………………………………………………….. 27
3.3. Методы исследования ……………………………………………………………………………………………… 29
3.3.1. Масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) ………………….. 29
3.3.2. Рентгенофазовый анализ …………………………………………………………………………………. 31
3.3.3. Электронная микроскопия ………………………………………………………………………………. 32
4. Особенности содержания химических элементов в растительном материале Томской и
Кемеровской областей …………………………………………………………………………………………………………… 33
4.1. Особенности содержания химических элементов в растительном материале Томской
области ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 33
4.2. Особенности содержания химических элементов в растительном материале
Кемеровской области …………………………………………………………………………………………………………. 34
5. Сравнительный анализ элементного состава растительного материала Томской и
Кемеровской областей …………………………………………………………………………………………………………… 35
6. Результаты электронной микроскопии …………………………………………………………………………….. 36
7. Результаты рентгеновской спектрометрии ……………………………………………………………………. 37
8. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………………… 37
8.1. Планирование работ ……………………………………………………………………………………………….. 37
8.2.Расчет затрат времени и труда по видам работ ……………………………………………………………. 39
8.3.Нормы расхода материалов ………………………………………………………………………………………….. 43
8.4.Общий расчет сметной стоимости ………………………………………………………………………………… 43
8.5. Определение ресурсной (ресурсосберегающей) и финансовой эффективности
исследования ……………………………………………………………………………………………………………………… 48
9. Социальная ответственность …………………………………………………………………………………………. 51
9.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …………………………… 52
9.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны исследователя ……….. 53
9.3. Режим работы при выполнении ВКР ………………………………………………………………………….. 54
9.4. Производственная безопасность ………………………………………………………………………………….. 55
9.5. Анализ вредных и опасных производственных факторов и обоснование мероприятий
по их устранению ……………………………………………………………………………………………………………….. 57
9.6. Экологическая безопасность …………………………………………………………………………………… 64
9.7. Безопасность в чрезвычайных ситуациях ………………………………………………………………. 64
Приложение А ……………………………………………………………………………………………………………………….. 66
Заключение ……………………………………………………………………………………………………………………………. 76
Список литературы ……………………………………………………………………………………………………………….. 77
Данная выпускная квалификационная работа – это научно-
исследовательская работа, в ней проводится эколого-геохимическая оценка
Томской и Кемеровской областей по результатам изучения растительности.
Актуальность исследования. Применение широко распространенных
растений для выявления эколого – геохимической специализации регионов
является весьма информативным методом. В связи с этим, в качестве
исследуемого объекта для определения геохимической характеристики Томской
и Кемеровской областей был выбран лабазник вязолистный. Данное растение
произрастает на территории Кемеровской области повсеместно и не требует
серьезных затрат при отборе проб. Определение геохимической характеристики
позволит проанализировать большой массив данных и сделать определенные
выводы, как о распределении химических элементов на определенной
территории, так и их влиянии на окружающую среду, экологической обстановке
и возможных путях поступления элементов в окружающую среду. Результаты
проведенных исследований – это ценная информация, благодаря которой могут
быть предприняты меры по улучшению эколого-геохимического состояния
исследуемой территории.
Цель работы: оценить особенности концентрирования химических
элементов в Кемеровской и Томской области и провести оценку состояния
окружающей среды на исследуемой территории.
Поставленные задачи:
1)Проведение анализа ранее проведенных работ.
2)Проведение обзора научной и методической литературы.
3)Определение химического состава проб надземной части лабазника
вязолистного.
4)Проведение статистической обработки данных при помощи
математических методов.
Объектом исследования является надземная часть лабазника
вязолистного отобранная на территориях Кемеровской области и Томской
области.
Предметом исследования являются химический состав надземной части
лабазника вязолистного и особенности концентрирования элементов на
исследуемой территории.
Научная новизна работы:
Ранее результаты биогеохимических съемок с использованием лабазника
вязолистного проводились на исследуемой территории, но сравнения двух
выборок из различных регионов не было. На сегодняшний день это первое
подобное исследование, в ходе которого был проведен сравнительный
математический анализ двух выборок Кемеровской и Томской областей.
Практическая значимость работы.
Установлены особенности накопления и концентрации химических
элементов в надземной части лабазника вязолистного, который может быть
применен как индикатор состояния окружающей среды.
Фактические материалы и методы исследования. В основу работы
положены материалы, полученные в 2015 г. Работы выполнены в том числе при
финансовой поддержке: РНФ №15-17-10011 «Биогеохимический мониторинг в
районах хвостохранилищ горнодобывающих предприятий с учётом
микробиологических факторов трансформации минеральных компонентов»
(руководитель проекта д.т.-м.и, профессор Л.П.Рихванов).
Аналитические исследования были проведены в аккредитованной
лаборатории по аттестованным методикам в химико-аналитическом центре
«Плазма» (г. Томск) методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной
плазмой (ICP-MS).
Данные лабораторных анализов обрабатывались при помощи
следующего программного обеспечения: Microsoft Excel и Statistica.
1. Характеристика объекта исследования
Таволга вязолистная, или Лабазник вязолистный, или Таволожник (лат.
Filipéndula ulmária) многолетнее травянистое растение семейства
Розовые(Rosaceae), произрастающее на влажных лугах в странах Европы и
Западной Азии, а также интродуцированное и натурализовавшееся в Северной
Америке.
В России встречается в европейской части (кроме крайнего юго-востока;
в Верхне-Волжском районе редко), в Предкавказье, Западной и Восточной
Сибири (только в южной части Забайкалья до Хэнтэйского нагорья).
Растёт по сырым низинным и послелесным лугам и низинным травяным
болотам, на опушках заболоченных лесов, в пойменных и влажных тенистых
лесах, по берегам водоёмов и канавам
Таволга вязолистная богата дубильными веществами и пригодна
для окраски и дубления лёгких и тяжёлых кож, но не используется кожевенной
промышленностью[15].
Хороший медонос.
Молодые побеги на Кавказе используют в качестве салата.
Растение издавна применяется в народной медицине. В лекарственных
целях используют все части растения — траву, цветки и корни. Таволга входит в
официальную фармакопею многих стран Западной Европы, но особенно широко
её применение в народной медицине. Настой травы используют при простуде и
ревматических болях. Отвар корней применяют как общеукрепляющее,
мочегонное средство. Отвар цветков ценится как проверенное средство от
водянки, ревматизма и подагры. Компрессы с настоем травы или корней
прикладывают к суставам, поражённым артритом или ревматизмом, а также
используют для промываний глаз при конъюнктивитах. Настойка травы
обладает антибактериальным действием и способствует
эпителизации трофических язв на ногах, ран и ожогов и может использоваться
как ранозаживляющее средство. В тех же случаях успешно используют мазь.
Порошок из сухих цветков раньше нюхали при насморке.
Отвар цветков в эксперименте оказывает сосудоукрепляющее,
противовоспалительное, противоязвенное, стресс-протективное свойства[15].
Цветки и листья иногда служат заменителем чая.
В ходе выполнения ВКР были оценены особенности элементного
состава надземной части лабазника вязолистного, отобранного на территории
Томской и Кемеровской областей. При помощи ICP-MS было оценено
содержание химических элементов в исследуемых пробах. Методами
математической статистики были установлены как закономерности
распределения химических элементов в пределах исследуемой территории,
так и значимые различия в содержаниях химических элементов в пробах
двух регионов. Методами электронной микроскопии и рентгеновской
спектрометрии была изучена минеральная фаза золы надземной части
лабазника вязолистного, в ходе данного исследования были сделаны выводы
о содержащихся в золе минеральных образованиях.
1. Бортникова С.Б. Геохимия техногенных систем / С.Б. Бортникова, О.Л.
Гаськова,Е.П.Бессонова;ИГМСОРАН.–Новосибирск:
Академическое изд-во «Гео», 2006. – С. 169.
2. Геологическая карта Кемеровской области [Электронный ресурс]. –
Режимдоступа:http://vsegei.com/ru/info/kem_obl/geolog_karta.jpg–
(Дата обращения: 30.05.2019).
3. Геология Кемеровской области [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://www.liveinternet.ru/community/2412886/post70932486/ –
(Дата обращения: 30.05.2019).
4. ГОСТ 12.1.019-79 ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и
номенклатура видов защиты.
5. ГОСТ 12.1.038-82. Электробезопасность. Предельно допустимое
значения напряжений прикосновения и токов.
6. ГОСТ 12.1.004-91. Пожарная безопасность. Общие требования.
7. ГОСТ 12.4.009-83. Пожарная техника для защиты объектов. Основные
виды. Размещение и обслуживание.
8. Дополнение к сборнику сметных норм на геологоразведочные работы,
(ССН-92). Вып. 7 а. Лабораторные исследования при геолого-
экологических работах. – М.: ВИЭМС, 1995. – 58 с
9. Информационный портал Ижморского района Кемеровской области
[Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://kemoblast.ru/izhmorskij-
rajon/ – (Дата обращения: 30.05.2019).
10.Карпенко Ю. А. Элементный состав листьев березы как индикатор
состоянияокружающейсредытерриторииКомсомольского
хвостохранилища (Кемеровская область): магистерская диссертация.
Томский политехнический университет, Томск, 2016г. – 138 с.
11.Карта месторождений угля Кемеровской области [Электронный
ресурс].–Режимдоступа:http://vsegei.com/ru/info/
kem_obl/36_kpi_tv_gor.jpg – (Дата обращения: 30.05.2019).
12.Климатические условия Кемеровской области [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: http://ecokem.ru/klimaticheskie-usloviya/– (Дата
обращения: 30.05.2019).
13.Климат Кемеровской области [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://trasa.ru/region/kemerovskaya_clim.html–(Датаобращения:
30.05.2019).
14.Конструкция масс-спектрометра [Электронный ресурс]. – Режим
доступа:http://www.icp-ms.ru/basics.html–(Датаобращения:
30.05.2019).
15.Лабазник вязолистный [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://zhelva.narod.ru/photo4/f-ulmaria.htm-(Датаобращения:
30.05.2019).
16.Минерагеническая карта Кемеровской области [Электронный ресурс].
– Режим доступа: http://vsegei.com/ru/info/kem_obl/mineragen_karta.jpg –
(Дата обращения: 30.05.2019).
17.ОсобенностирельефаигидрографияКемеровскойобласти
[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://museum.kemsu.ru/kemobl.html – (Дата обращения: 30.05.2019).
18.Оценка ущерба окружающей среде от загрязнения токсичными
металлами / А.А. Головин, И.А. Морозва, Н.Г. Гуляева и др. – М.:
ИМГРЭ, 2000. – 117 с.
19.ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ОСВОЕНИИ
МИНЕРАЛЬНОСЫРЬЕВОЙБАЗЫНАПРИМЕРЕТОМСКОЙ
ОБЛАСТИ Д.В. Волостнов, заместитель начальника; А.М. Адам,
начальник департамента Департамент природных ресурсов и охраны
окружающей среды Администрации Томской области, г. Томск,
Россия
20.Сборник сметных норм на геологоразведочные работы. ССН. Вып. 2.
Геолого-экологические работы. – М.: ВИЭМС, 1993. – 153 с.
21.СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. Санитарно-эпидемиологические правила и
нормативы «Гигиенические требования к персональным электронно-
вычислительныммашинамиорганизацииработы».–М.:
Госкомсанэпидналзор, 2003.
22.СанПиН 2.2.4.548-96. Санитарно-эпидемиологические правила и
нормативы«Гигиеническиетребованиякмикроклимату
производственных помещений». – М.: Информационно-издательский
центр Минздрава России, 1997.
23.СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение.
24.Учет и оценка природных ресурсов и экологического состояния
территорийразличногофункциональногоиспользования.
Методические рекомендации. – М.: ИМГРЭ, 1996, – 88 с.
25.Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ (ред. от 10.07.2012)
«Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
26.Федеральный закон от 28.12.2013 г. N 426-ФЗ «О специальной оценке
условий труда».
27.Экология Кемеровской области [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://festival.1september.ru/articles/411213/ – (Дата обращения:
30.05.2019).
28. Fersman A E 1937 Geochemistry Leningrad: ONTI-Himteoret.
29. Malyuga D P 1963 Moscow: SA USSR Press. Biogeochemical methods of
ore deposit prospecting.
30. Perelman A I 1975 Moscow: High School. Landscape geochemistry.
31. Cannon H L 1960 Science. Botanical prospecting for ore deposits. Vol. 132
pp. 591–598.
32. Hegland S J, Dunne J and Nielsen A 2010 Biol. Cons. How to monitor
ecological communities cost-efficiently: The example of plant–pollinator
networks. Vol. 143 pp 2092–101.
33. ICP-MSW.M.A. Niessen,in EncyclopediaofSpectroscopyand
Spectrometry (Second Edition), 1999
34. Reimann C, Englmaier P and Fabian K 2015 Sci. Total Environ.
Biogeochemical plant–soil interaction: Variable element composition in
leaves of four plant species collected along a south–north transect at the
southern tip of Norway. Vol. 506–507 pp. 480–95.
35. Favas P J C, Pratas J and Mitra S 2016 Sci. Total Environ. Biogeochemistry
of uranium in the soil-plant and water-plant systems in an old uranium mine.
Vol. 568 pp. 350–68.
36. Favas P J C, Pratas J and Prasad M N V 2012 Sci. Total Environ.
Accumulation of arsenic by aquatic plants in large-scale field conditions:
Opportunities for phytoremediation and bioindication. Vol. 433 pp. 390–7.
37. Markert B 1991 Water Soil Air Poll. Establishing of “Reference plant” for
inorganic characterization of different plant species by chemical
fingerprinting.Vol. 64 pp. 533–8.
Последние выполненные заказы
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (14 отзывов)
5 (18 отзывов)
5 (154 отзыва)
4.8 (40 отзывов)
4.7 (18 отзывов)
4.6 (30 отзывов)
5 (22 отзыва)
4.7 (96 отзывов)
4.8 (30 отзывов)
