Эколого-геохимическая характеристика территории г. Барнаула по результатам изучения листьев тополя бальзамического

Александрова, Софья Николаевна Отделение геологии (ОГ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Работа направлена на изучение элементного состава листьев тополя, как биогеохимического индикатора состояния окружающей среды крупных городов. Исследование проведено на примере г. Барнаула.

ВВЕДЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 12
1 БИОГЕОХИМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ И
СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЛИСТЬЕВ
ТОПОЛЯ …………………………………………………………………………………………………. 16
2 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Г. БАРНАУЛА ….. 22
3 ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Г. БАРНАУЛА ……………… 32
3.1 Источники воздействия на окружающую среду ………………………………… 32
3.2 Состояние атмосферного воздуха …………………………………………………….. 36
3.3 Состояние поверхностных вод …………………………………………………………. 40
3.4 Состояние почвенно-растительного покрова…………………………………….. 42
3.5 Функциональное зонирование территории города ……………………………. 45
3.6 Медико-экологическая оценка г. Барнаула ……………………………………….. 46
4 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ……………………………………………………………….. 50
4.1 Отбор и пробоподготовка листьев тополя ………………………………………… 50
4.2. Аналитическое обеспечение исследований ……………………………………… 53
4.3 Методика обработки аналитической информации …………………………….. 57
5 РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА СОДЕРЖАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
В ЛИСТВЕ ТОПОЛЯ БАЛЬЗАМИЧЕСКОГО НА ТЕРРИТОРИИ Г.
БАРНАУЛА …………………………………………………………………………………………….. 60
5.1 Особенности элементного состава листьев тополя ……………………………. 60
5.2 Ртутная нагрузка ……………………………………………………………………………… 73
5.3 Интегральная оценка содержания элементов в листьях тополя …………. 76
6 ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ…………………………………………………………………………. 81
6.1 Технико-экономическое обоснование продолжительности и объемы
работ …………………………………………………………………………………………………….. 81
6.2 Расчет затрат времени и труда на научно-исследовательскую работу .. 83
6.3 Расчет затрат на материалы для научно-исследовательской работы ….. 84
6.4 Расчет затрат на оплату труда ………………………………………………………….. 84
6.5 Расчет амортизационных отчислений……………………………………………….. 85
6.6 Расчет затрат на подрядные работы ………………………………………………….. 86
6.7 Общий расчет сметной стоимости научно-исследовательской работы . 86
7 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ …………………………………………………. 88
7.2 Охрана окружающей среды ……………………………………………………………… 94
7.3 Защита в чрезвычайных ситуациях …………………………………………………… 95
7.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности …… 97
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………… 100
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА ………………………………………………….. 105
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………….. 106
ПРИЛОЖЕНИЕ А ………………………………………………………………………………… 1119

Актуальность исследования. На городских территориях комплексы
техногенных источников формируют сложную геоэкологическую
обстановку, а наличие большого количества промышленных предприятий в
зонах жилых районов городов, зачастую функционирующих без соблюдения
санитарно-защитных зон и пренебрегающих нормативами, оказывает
экологическое давление на все компоненты урбаэкосистем.
Необходимость в комплексной оценке состояния компонентов
окружающей природной среды вызывают экологические проблемы,
связанные с современным процессом урбанизации. Исследованиями
установлено, что листва растений является информативным индикатором
состояния компонентов окружающей природной среды [46, 66, 84].
Растительность в качестве биоиндикатора состояния окружающей
среды способна накапливать различные элементы – тяжелые металлы,
радиоактивные элементы [12], редкоземельные элементы, концентрация
которых в биосфере становится выше в связи с возрастающим их
использованием в производстве. В основном листья растений используются
для оценки загрязнения воздушной среды.
Изучаемая территория города Барнаула характеризуется средней
степенью техногенной нагрузки. Производственные объекты в городе
расположены, в основном, в трех промышленных зонах, две из которых
вынесены за пределы селитебных территорий. Загрязнение атмосферы
оказывает отрицательное воздействие на здоровье населения, поэтому важно
уделять особое внимание проблеме загрязнения атмосферного воздуха
урбанизированных территорий.
Объектом исследований являются листья тополя, отобранные на
территории г. Барнаула.
Предметом исследований является уровень содержания различных
химических элементов в листьях тополя, отобранных на территории г.
Барнаул.
Цель работы – проведение эколого-геохимической оценки состояния
территории г. Барнаула посредством изучения элементного состава листьев
тополя бальзамического (Populus balsamifera L.) и получение результатов о
влиянии промышленных предприятий на компоненты окружающей среды с
помощью биогеохимических исследований.
Задачи:
– поиск и изучение научной и методической литературы по данной
теме;
– системное опробование листьев тополя на территории г. Барнаула;
– подготовка проб для лабораторных аналитических исследований;
– определение химического состава проб золы листьев тополя с
помощью инструментального нейтронно-активационного анализа;
– оценка содержания ртути в сухой массе листвы тополя методом
атомной абсорбции;
– статистическая обработка полученных аналитических данных;
– изучение пространственного распределения выявленных химических
элементов на городской территории;
– сделать выводы и выявить возможные источники загрязнения
исследуемой территории.
Научная новизна работы:
– впервые определен элементный состав золы листьев тополя
бальзамического согласно данным ИНАА по г. Барнаулу;
– построены геохимические карты пространственного распределения
химических элементов в золе и сухой массе листьев тополя, отражающие
современное состояние компонентов окружающей среды г. Барнаула;
– рассчитан аддитивный показатель, отражающий интегральную
оценку содержания химических элементов в листьях тополя.
Практическая значимость работы: полученные данные могут быть
использованы для разработки природоохранных программ и работ в рамках
мониторинга окружающей среды; полученные данные могут использоваться
с целью прогнозирования экологической ситуации городской среды г.
Барнаула; полученные данные могут быть использованы для выявления
источников загрязнения окружающей среды и дальнейшего их устранения
либо минимизации их влияния.
Фактические материалы и методы исследования. Материалы для
работы получены в период 2015 – 2018 гг. Всего отобрано, обработано и

Уровнем загрязнения природных компонентов окружающей среды
химическими элементами и их соединениями, обладающими токсичными
свойствами, определяется эколого-геохимическое состояние территории.
Актуальной научной и производственной задачей является
определение и контроль содержания загрязняющих веществ и их соединений
с помощью современных аналитических методов в атмосферном воздухе,
почвах, природных и питьевых водах, в донных отложениях, промышленных
отходах, в различных биологических средах, в том числе растениях, кормах,
продуктах питания и т.д.
Результаты эколого-геохимических исследований и оценки в высокой
степени зависит от правильного и четкого использования методов
статистической обработки – оценки числовых характеристик содержаний
химических элементов, проведения корреляционного, кластерного и
факторного анализа. Одним из важнейших методов при эколого-
геохимических исследованиях является метод эколого-геохимического
картирования с использованием современного программного обеспечения.
Город Барнаул является административным центом Алтайского края.
Город располагается на юге Западно-Сибирской равнины, в её лесостепной
зоне, в северо-восточном районе Приобского плато, на левом берегу в
верхнем течении реки Оби Барнаул – основной промышленный,
медицинский, образовательный и культурный центр в Алтайском крае. Это
промышленный узел, имеющий мощный машиностроительный,
энергетический, химический, металлообрабатывающий,
нефтеперерабатывающий комплексы. Алтайский край граничит с
Казахстаном, что обуславливает проблему трансграничного переноса
загрязняющих веществ.
На состояние окружающей среды территории города оказывают
влияние в большей степени техногенные факторы, которые приводят к
нарушению экологического равновесия и обострению экологических
ситуаций. Техногенную нагрузку на окружающую среду города оказывают
различные предприятия, расположенные в трёх промышленных зонах города,
а также автотранспорт. Самыми крупными предприятиями, вносящими
наибольший вклад в загрязнение окружающей среды, являются три
теплоэлектростанции, завод «Сибэнергомаш», Барнаульский
станкостроительный завод, Алтайский завод прецизионных изделий,
Алтайский моторный завод, Барнаултрансмаш, Алтайский завод самоходных
машин, Барнаульский завод асбестовых технических изделий, Барнаульский
комбинат железобетонных изделий №1.
Барнаул характеризуется устойчивым и прогрессирующим
загрязнением окружающей среды, что обусловлено, отчасти, естественными
процессами миграции и рассеивания вещества, связанным с петрогенным
(геохимические особенности горных пород) и почвенным фактором.
Основные результаты и выводы выпускной квалификационной работы:
1) У растений существуют свои преимущества для мониторинга и
оценки состояния окружающей среды, т.к. их элементный состав отражает
особенности среды произрастания и локальные загрязнения. Широкое
применение древесная растительность получила на урбанизированных
территориях с целью оценки особенностей накопления химических
элементов в условиях техногенеза и функционирования промышленных
предприятий [40]. Древесные растения представляют собой особый
природный фильтр – они извлекают химические элементы из внешних сред и
концентрируют их в своих тканях [36]. Листья более чувствительны к
загрязнению, так как являются прямыми органами-мишенями для
атмосферных загрязнителей, и именно на них наиболее часто наблюдаются
симптомы поражения [65]. Установлено, что большая масса загрязняющих
веществ в растения поступает из атмосферы [37]. В работе изучались листья
тополя бальзамического (Populus balsamifera L.)
2) По рассчитанным коэффициентам концентрации построены
геохимические ряды, которые позволили выявить специфику территории
Барнаула, а именно повышенные концентрации ряда как легких, так и
тяжелых редкоземельных элементов, а также повсеместного загрязнения
территории такими элементами, как хром, кальций, рубидий, стронций,
барий и кобальт.
3) С помощью корреляционного анализа и построения граф-ассоциаций
выявлено, что основу составляют литофильные элементы. Литофильность
большинства элементов, обладающих значимыми корреляционными связями,
может свидетельствовать о естественной природе данных ассоциаций. Состав
и свойства почвообразующих пород, зависящих от участия в формировании
профиля почв, влияют на содержание и соотношение лантаноидов в почвах.
В почвах на элювии глин концентрация РЗЭ принимают высокие значения,
при этом проявляется тенденция к относительному накоплению тяжёлых
лантаноидов [22].
4) Посредством факторного анализа определено влияние на общую
дисперсию факторных нагрузок элементов. По первому фактору значимые
нагрузки наблюдаются у ряда редкоземельных элементов, тория, хрома и
железа – Sc-Cr-Fe-Cs-Ce-Hf-Th, по второму фактору – у La-Sm-Eu-Tb, по
третьему – у Sb, по четвертому – у Sr. Влияние первого фактора на общую
дисперсию элементов, обусловлено влиянием природных и техногенных
источников поступления исследованных элементов, а также это отражает
специфику геохимического состава горных пород на территории г. Барнаула
(редкоземельные элементы).
5) По данным опробования сухой массы листьев тополя установлен
уровень содержания и характер распределения ртути на территории г.
Барнаула. Из проанализированных данных следует, что для
жизнедеятельности неблагоприятными являются территории, расположенные
вблизи санитарно-защитных зон предприятий Северной промышленной зоны
и северо-западная часть города, в которой происходит накопление ртути,
перенесенной с территории Власихинской промышленной зоны. В
центральной части города и в районе Южной промышленной зоны значения
ртути не превышают средний уровень содержания Hg в листьях тополя в
городах Сибири более, чем в 2 раза. В целом, на территории Барнаула
аномальных концентраций содержания ртути не выявлено.
Помимо описанных источников, причиной повышения содержания
ртути относительно регионального фона может быть: использование
пестицидных удобрений на территориях частных хозяйств внутри городской
черты и на садовых и огородных участках на примыкающих к городу
территориях; трансграничный перенос загрязняющих веществ – ртуть может
попадать на территорию Алтайского края посредством трансграничного
переноса с территории Восточного Казахстана.
6) На территории города, в связи с природными особенностями,
сформированы биогеохимические районы с повышенным содержанием
определенных элементов.
7) Можно выделить ряд загрязняющих химических элементов
характерных для определенной части города, в зависимости от природных
факторов и наличие поблизости промышленных предприятий.
8) В результате исследования можно подтвердить, что наибольший
уровень загрязнения атмосферы и наивысшие показатели заболеваемости
формируются в районах расположения крупных промышленных
предприятий. Картами, построенными в результате статистической
обработки данных, выявлено, что большинство загрязняющих веществ
распределяются именно по описанной схеме – вблизи промышленных зон, в
которых и наблюдается повышенная смертность от рака легкого.
Подтверждается, что районы городов с повышенной смертностью от
онкологических заболеваний имеют привязку к местам расположения
промышленных предприятий различной специализации и территориально
совпадают с зонами наиболее сильного загрязнения атмосферного воздуха
промышленной пылью и различными токсикантами [47].
Таким образом на территории г. Барнаула наблюдается высокое
содержание редкоземельных элементов (Sc, La, Ce, Sm, Eu, Tb, Yb, Lu), а
также типичных элементов-загрязнителей урбанизированных территорий
(хром, кобальт, стронций, барий) и радиоактивных (Th) элементов в золе
листьев тополя. Данный спектр элементов служит индикатором
повышенного влияния на обострение экологической ситуации объектов
теплоэнергетики, объектов сельского хозяйства и техногенной нагрузки от
автотранспорта.
Результаты исследования подтверждают наличие индикаторных
свойств у листьев тополя, что позволяет использовать этот объект в
биогеохимическом мониторинге для оценки загрязнения окружающей среды.
На основании технического плана рассчитываются затраты времени и
труда. Расчет был определен с помощью «Инструкции по составлению
проектов и смет на геологоразведочные работы» и ССН-93 выпуск 2
«Геолого-экологические работы» [101]. Стоимость работ, для выполнения
работы по оценке эколого-геохимического состояния территории г. Барнаула
по данным биогеохимической съемки, составляет округленно 130 тыс.
рублей с учетом НДС.
В работе рассмотрены и проанализированы вредные и опасные
факторы производственной деятельности, виды работ, связанные с работой
на персональном компьютере – ПК в закрытом помещении в период
камеральных работ. Разработаны меры по защите в чрезвычайных ситуациях,
описаны правовые и организационные вопросов обеспечения безопасности в
соответствии с [86-93, 96-100, 102-104].
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ СТУДЕНТА

1) Александрова С.Н., Турсуналиева Е.М. Листья тополя (Populus
balsamifera L.) как биогеохимический индикатор ртутной нагрузки на
территории городов Алтайского края / С.Н. Александрова, Е.М.
Турсуналиева, науч. рук. Д.В. Юсупов, Е.Е. Ляпина // Проблемы геологии и
освоения недр: труды XXII Международного симпозиума имени академика
М. А. Усова студентов и молодых ученых. – [приняты к публикации].

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету