Ртуть в эпифитных мхах Томска и окрестностей
Исследование эпифитных (древесных) мхов на содержание ртути на территории Томска и его окрестностей.
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………. 7
1 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МХОВ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ
РТУТИ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ …………………………………………………….. 12
1.1 Характеристика ртути ……………………………………………………………………. 12
1.2 Использование мхов для определения содержания ртути в окружающей
среде ………………………………………………………………………………………………….. 18
2 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Г.ТОМСКА И ЕГО
ОКРЕСТНОСТЕЙ …………………………………………………………………………………. 25
2.1 Геологическое строение …………………………………………………………………. 27
2.2 Полезные ископаемые ……………………………………………………………………. 28
2.3 Рельеф ………………………………………………………………………………………….. 29
2.4 Климатические особенности ………………………………………………………….. 29
2.5 Поверхностные воды ……………………………………………………………………… 32
2.6 Почвенно-растительный покров ……………………………………………………… 33
3 ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА Г.ТОМСКА И ЕГО
ОКРЕСТНОСТЕЙ ………………………………………………………………………………. 35
3.1 Источники загрязнения окружающей среды ……………………………………. 36
3.2 Состояние атмосферного воздуха …………………………………………………… 39
3.3 Ресурсы и качество подземных вод …………………………………………………. 41
3.4 Радиационная обстановка ………………………………………………………………. 42
4 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………………………………………… 43
4.1 Отбор проб и пробоподготовка ………………………………………………………. 43
4.2 Аналитическое обеспечение исследований ……………………………………… 48
Атомно-абсорбционный анализ ртути ………………………………………………….. 48
4.3 Методика обработки аналитической информации ……………………………. 51
5 РЕЗУЛЬТАТЫ АНАЛИЗА СОДЕРЖАНИЯ РТУТИ В ЭПИФИТНЫХ
МХАХ НА ТЕРРИТОРИИ Г.ТОМСКА И ЕГО ОКРЕСТНОСТЕЙ …………. 52
5.1 Содержание ртути во мхах г. Томска и его окрестностей …………………. 52
5.2. Ассоциативные связи ртути с другими химическими элементами в
составе мхов ………………………………………………………………………………………. 58
5.3 Региональные отличия накопления ртути в эпифитных мхах Томска и
окрестностей в сравнении с данными по субъектам РФ …………………………. 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………………….. 67
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………………………………… 69
Приложение А ……………………………………………………………………………………. 80
Актуальность работы
Экосистемы крупных промышленных городов находятся под всё
нарастающим техническим прессингом со стороны многочисленных
источников загрязнения. В России создано множество программ,
направленных на улучшение экологической ситуации, и особое место среди
них занимает мониторинг окружающей среды, призванный в постоянном
режиме следить за изменением концентраций загрязняющих веществ в
экосистемах. Одним из наиболее опасных загрязнителей является ртуть и ее
соединения.
В большинстве стран ртуть и ее различные соединения относятся к
глобальным загрязняющим веществам, которые в обязательном порядке
подлежат санитарно-гигиеническому и экологическому контролю в
окружающей и жилой среде, производственной сфере. Отходы производства
и потребления, содержащие ртуть относят к первому классу опасности, что
предполагает обязательную утилизацию этих отходов различными методами
(например, демеркуризация растворами хлорного железа, термическая с
получением ступпы и др.). В редких случаях ртутьсодержащие отходы
подвергаются захоронению на специально оборудованных полигонах.
В наше время миру известно большое количество ртутных и
ртутьсодержащих минералов. Из наиболее известных минералов ртути
главнейшим промышленным минералом является киноварь – HgS (Hg
86,2%).
По усредненным оценкам ученых, человечеством было произведено
около семи ста тысяч тонн ртути, практически вся часть которой рассеяна по
земной поверхности. Достаточно большое количество ртути поступало и по
сей день поступает в окружающую среду в ходе различных видов
человеческой деятельности. Основными антропогенными источниками
поступления ртути в окружающую среду являются в первую очередь
тепловые электростанции, работающие на угле, производство цинка и меди,
производство строительных материалов, хлорно-щелочное производство.
Ряд жизнеопасных и критических ситуаций, связан с загрязнением
окружающей среды ртутью. Например, массовое отравление метилртутью в
Ираке с высоким смертельным исходом, всемирно известное отравление в
префектуре Кумамото [23].
Именно поэтому в последние десятилетия повышенное внимание
уделяется изучению закономерностей пространственного распределения и
концентрации ртути в окружающей среде и выделению ртуть-загрязняющих
зон. За счет большого количества исследований происходит
усовершенствование аппаратуры и химико-аналитических методов
определения ртути и её форм нахождения в окружающей среде, жилой и
производственной, в живых организмах.
Ртуть – уникальнейший элемент по своим геохимическим и
токсикологическим свойствам, которые обуславливают ее содержание,
концентрирование и распределение в компонентах окружающей среды. Этот
металл и его соединения способны накапливаться в пищевых цепях, имеют
множество форм миграции и особую специфику трансформации в
компонентах окружающей среды, обширный и разносторонний спектр
негативного влияния на человека и живые организмы. Высокая токсичность
ртути и ее соединений способствуют деформации (нарушению) белкового
обмена и ферментативной деятельности организмов.
За счет высокой миграционной подвижности ртуть имеет масштабное
распространение в природных экосистемах, но особую значимость при
изучении распределения ртути в окружающей среде приобретают такие
природные компоненты, которые в большей степени способны
концентрировать ртуть и могут служить индикаторами ее концентрации. К
таким природным индикаторам относят: годовые кольца и листья деревьев,
лишайники, грибы и мхи.
Мхи являются по своей природе оптимальными биоиндикаторами. За
счет отсутствия корневой системы у этих растений, загрязняющие вещества
впитываются, удерживаются и накапливаются на их поверхности.
Томск и его окрестности являются пригородным районом областного
центра г. Томска, вследствие чего на эти территории приходится значимая
антропогенная нагрузка. Томск – один из крупнейших городов СФО, а также
относится к старейшим городам Сибири. Основные экологические проблемы
города обусловлены деятельностью в первую очередь топливно-
энергетического комплекса, а также агропромышленного, ядерного,
нефтехимического и ряда других, функционирование которых происходит не
только в городе, но и за его пределами. Комплекс негативного воздействия от
этих предприятий распространяется на человека, биоту и все природные
среды. Наибольшее негативное влияние отмечается в районе Северного
промышленного узла, в который входит СХК, ТНХК, ТЭЦ, ГРЭС, различные
агрокомплексы, предприятия города Северска и Томска, множество
котельных, автотрассы, сбросы загрязняющих компонентов в реку Томь.
Помимо переноса загрязняющих компонентов по воздуху, также следует
иметь ввиду перенос по реке Томь, которая продолжительное время являлась
источником водоснабжения населения. В ранее проведенных исследованиях
по Северному промышленному узлу была установлена взаимосвязь между
загрязнением окружающей среды и здоровьем населения [51].
Эпифитные мхи способны извлекать ионы химических элементов
прямо из атмосферного воздуха, если этих элементов нет в субстрате. Исходя
из этой особенности мхи используются в качестве индикаторов присутствия
или отсутствия различных элементов в атмосфере. Наиболее перспективным
направлением является использование мхов для установления загрязнений
окружающей среды тяжелыми металлами, в конкретной работе – ртутью.
Изучение особенностей накопления ртути эпифитными мхами,
произрастающими на коре деревьев, позволило сделать такие выводы:
1) Содержание ртути в эпифитных мхах Томска и окрестностей (34
пробы) находится в диапазоне 29 – 270 нг/г. Наибольшие
концентрации выявлены на территориях: село Мельниково – 204
нг/г, деревня Петрово – 270 нг/г и СНТ Весна – 226 нг/г. Основными
источниками загрязнения окружающей среды ртутью являются:
СПУ, множество котельных, мелкие предприятия,
сельскохозяйственная деятельность (применение пестицидов и
удобрений). Немаловажную роль играет расположение точек отбора,
так как Садовое товарищество «Весна» находится с ветреной
стороны от СПУ, Петрово в непосредственной близости (менее 10
км) с подветренной стороны, село Мельниково находится с
подветренной стороны в 50 км удаленности. Наименьшие
содержания зафиксированы на территории озера Песчаное (29 нг/г)
и связаны такие показатели с отсутствием промышленных
предприятий и наличием естественного геохимического барьера –
соснового бора.
2) Данные корреляционного и кластерного анализа позволяют
выделить общую ассоциацию Hg-U-Br-Ta, что говорит об
однотипных источниках поступления загрязнений,
предположительно, деятельность СХК, ТНХК, Северской ТЭЦ,
Томской ТЭЦ, ГРЭС-2 и многочисленного количества котельных.
Результаты проведенного исследования подтверждают индикаторные
свойства эпифитных (древесных) мхов, что позволяет использовать их в
биогеохимическом мониторинге для оценки загрязнения окружающей среды.
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (428 отзывов)
4.6 (92 отзыва)
4.9 (826 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
5 (91 отзыв)
4.8 (2878 отзывов)
5 (8 отзывов)
4.2 (5 отзывов)
4.2 (13 отзывов)
