Автор: Лубкова Татьяна Николаевна
Название работы: Оценка и прогноз техногенного загрязнения локальных экосистем химическими элементами на основе балансовых расчетов
|
Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.09 - геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых.
Классификационный индекс:
Ведущая организация:
Руководитель:
доцент кандидат геолого-минералогических наук Юрий Николаевич Николаев.;
Оппонент:
доктор геолого-минералогических наук Аркадий Александрович Головин ;
кандидат геолого-минералогических наук Ирина Васильевна Галицкая ;
Место защиты:
Дата защиты:
Издательство: Москва
Количество страниц:
Язык: русский
Содержание работы:
Общая характеристика работы.
Глава 1. Использование балансового подхода для решения задач по оценке и прогнозированию загрязнения локальных экосистем химическими элементами.
Глава 2. Характеристика объекта исследования.
Глава 3. Методика исследований.
Глава 4. Оценка и прогноз загрязнения почв тяжелыми металлами из атмосферных выпадений.
Глава 5. Оценка и прогноз загрязнения почв солевыми компонентами в зоне влияния транспортных магистралей.
Глава 6. Оценка и прогнозирование загрязнения донных отложений малых рек тяжелыми металлами.
Выводы.
Работы по теме диссертации.
|
Реферат:
Общая характеристика работы.
Актуальность работы. Экологическая геохимия, сформировавшаяся как самостоятельная научная дисциплина в 70-80 годы ХХ века, развивалась как прикладная наука, направленная на
констатацию факта техногенного загрязнения химическими элементами компонентов окружающей среды и описание объектов и ситуаций, где данное загрязнение наиболее ярко проявилось
(горнорудные территории, урбо- и агроландшафты). К настоящему времени разработаны методы количественной оценки загрязнения окружающей среды, определены геохимические показатели
ее качества, сформировались представления о масштабах и последствиях геохимического преобразования биосферы в связи с деятельностью человека. Использование полученных знаний
в практических целях служит основой для разработки рекомендаций и мероприятий по предотвращению, снижению и ликвидации негативных последствий человеческой деятельности.
Прогноз загрязнения окружающей среды на современном этапе эколого-геохимических исследований преимущественно основан на оценке динамики загрязнения и экстраполяции полученных
данных в некотором временном диапазоне. Такой подход страдает двумя очевидными недостатками:
1. Длительным периодом времени, затрачиваемым на выявление динамики загрязнения в основных депонирующих компонентах окружающей среды, на основе которой возможно осуществлять
дальнейшее прогнозирование;
2. Отсутствием в его основе балансового подхода, позволяющего учитывать всю последовательность геохимических изменений в сопряженных компонентах окружающей среды, находящихся
под источников химического загрязнения.
Устранение этих недостатков применительно к некоторым типам воздействия представляется возможным путем использования расчетных моделей загрязнения и балансовых подходов, которые
рассмотрены в настоящей работе.
Цель работы - разработка научных основ прогнозирования химического загрязнения в локальных экосистемах на основе расчетных моделей и балансовых подходов. Для достижения поставленной
цели решались следующие задачи:
1) оценка потоков поступления, выноса и количеств аккумулированных загрязнителей в почвах, находящихся под воздействием промышленных выбросов (на примере Национального парка
Лосиный остров);
2) оценка потоков поступления и количеств аккумулированных загрязнителей в почвах, находящихся в зоне влияния транспортной магистрали (на примере МКАД);
3) оценка потоков поступления, выноса и количеств аккумулированных загрязнителей в донных отложениях малых рек (на примере р. Ичка);
4) разработка расчетных моделей оценки и прогноза загрязнения почв химическими элементами, поступающими с выпадениями из атмосферы;
5) разработка расчетной модели оценки и прогноза загрязнения донных отложений химическими элементами, аккумулированными в снежном покрове в бассейнах рек.
Научная новизна работы:
- разработана модель и предложено уравнение, позволяющее проводить оценку загрязнения почв тяжелыми металлами, содержащимися в промышленных и транспортных выбросах;
- разработана расчетная балансовая модель поступления выноса компонентов противогололедных реагентов в зоне влияния транспортной магистрали, позволяющая прогнозировать загрязнение
почв;
- разработана модель и предложено уравнение, позволяющее проводить оценку загрязнения донных отложений химическими элементами, аккумулирующимися в снежном покрове;
Практическая значимость работы. Предложенные подходы и разработанные методы позволяют осуществлять прогнозирование загрязнения депонирующих компонентов окружающей среды химическими
элементами применительно к экосистемам лесопарковых зон и бассейнов малых рек, находящихся под воздействием промышленности и транспорта;
На основе разработанной балансовой расчетной модели поступления выноса компонентов противогололедных реагентов зоне влияния транспортной магистрали представляется возможным
определение критических доз их поступления на дорожное полотно, превышение над которыми вызовет сдвиг равновесия в сторону прогрессирующего засоления почв и пагубное влияния
на состояние лесных насаждений в придорожной полосе.
Фактический материал. В основу диссертационной работы положены результаты мониторинга снежного покрова, почв, донных отложений и вод (2000-06) на территории Национального
парка Лосиный остров (г. Москва), проводимого с участием автора. За указанный период были отобраны 102 пробы снега, около 600 почвенных проб, 112 проб донных отложений, 25
проб речной воды. В работе использованы результаты снеговых съемок МОМГЭ ИМГРЭ за 1977-78., 1987-88 гг., предоставленные С.Б.Самаевым, и данные кафедры геохимии МГУ (1998-99
гг.), обобщенные в коллективной монографии (Николаев и др., 2000) и диссертационной работе Ю.Л.Марковой (2003).
Основные защищаемые положения:
1. На основе балансового подхода разработана модель и предложено уравнение, позволяющее по интенсивностям твердофазных выпадений в зимний период проводить оценку и прогноз
загрязнения почв тяжелыми металлами.
2. На основе расчетной модели выполнены оценка и прогноз загрязнения почв промышленными выбросами на территории НП Лосиный остров. Установлено, что загрязнение почв на расстоянии
до 5 км от границы промышленных зон обеспечивается сопоставимыми количествами взвешенных (30-40% для Mo, Zn, Ni, 50-60% для Cu, Ag и 80% для Pb) и растворенных форм тяжелых
металлов. Согласно прогнозу, средние содержания приоритетных загрязнителей в почвах превысят аномальный уровень на расстоянии до 1 км через 35-65 лет, в более удаленных частях
парка не ранее, чем через 150-300 лет.
3. На примере отрезка МКАД, проходящего по территории НП Лосиный остров, показано, что загрязнение почв в зоне влияния транспортной магистрали определяется преимущественно
твердофазными выпадениями, обеспечивающими в полосе до 100 м от дорожного полотна 65-95% запасов тяжелых металлов. Время формирования техногенных аномалий приоритетных загрязнителей
в интервале 0-25 м составляет 20-50 лет, 25-50 м 40-90, 50 - 100 м 60-130 лет.
4. На основе разработанной балансовой модели и установленных параметров, характеризующих аккумуляцию солей из снежного покрова при его таянии и их вымывание осадками из почв
в течение теплого периода, на примере отрезка МКАД проведены оценки и прогноз солевого загрязнения вблизи автомагистрали. Установлены предельные запасы (содержания) солевых
компонентов в почвах для заданных расчетных нагрузок.
5. Предложено уравнение, позволяющее по запасам тяжелых металлов в снежном покрове, проводить оценку и прогноз загрязнения донных отложений. На примере малой реки, протекающей
в зоне влияния МКАД, показано, что превышение минимально-аномального уровня содержаний главных загрязнителей (Pb и Zn) в донных отложениях обеспечивается аккумуляцией 20%
их взвешенных форм, депонированных в снежном покрове за период 20-30 лет.
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 172 страницах машинописного текста, содержит 55 таблиц, 36 рисунков и список литературы,
насчитывающий 103 наименования.
Публикации и апробация работы. Результаты исследований докладывались на II Межвузовской молодежной научной конференции Школа экологической геологии и рационального недропользования,
Санкт-Петербург, 2001; III Международном совещании, посвященном 10-летию Научно-исследовательского института геохимии биосферы РГУ, Новороссийск, 2001 г.; V и VII Международных
конференциях Новые идеи в науках о Земле, Москва, 2001, 2005 г. г. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту Ю.Н.Николаеву и Т.В.Шестаковой за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы;
Самаеву С.Б. за предоставленные результаты снеговых и почвенных съемок по территории НП Лосиный остров и полезные советы, Гричуку Д.В. за консультации и внимание к работе,
Яникиевой О.Е. за плодотворную совместную работу; Алехину Ю.В. за консультации, Пчелинцевой Н.Ф., Родионовой И.П., Митояну Р.А. за помощь при выполнении анализов; Аплеталину
А.В. и Охапкиной Е.Ю. за содействие и помощь по обработке результатов и оформлении работы.
|
Библиография:
Работы по теме диссертации. 1. Лубкова Т.Н., Яникиева О.Е. Солевое загрязнение почв и растительности НП Лосиный остров // Региональная научная конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов Геологи XXI века, Саратов, 2001 г., с. 73-74. 2. Лубкова Т.Н. Солевое загрязнение растительности от МКАД как один из факторов ухудшения состояния лесных насаждений в НП Лосиный остров // II Межвузовская молодежная научная конференция Школа экологической геологии и рационального недропользования, Санкт-Петербург, 2001 г., с. 207-209. 3. Лубкова Т.Н. Влияние солевой составляющей транспортного загрязнения от МКАД на древесную растительность НП Лосиный остров // Геохимия биосферы, III Международное совещание, посвященное 10-летию Научно-исследовательского института геохимии биосферы РГУ, Новороссийск, 2001 г., с. 171-173. 4. Николаев Ю.Н., Шестакова Т.В., Бычков А.Ю., Маркова Ю.Л., Лубкова Т.Н., Яникиева О.Е. Солевое загрязнение почв и растительности в НП Лосиный остров, V Международная конференция Новые идеи в науках о Земле, Москва, 2001 г., с. 44. 5. Лубкова Т.Н. Динамика загрязнения древесной растительности в условиях транспортного воздействия (на примере НП Лосиный остров, Москва) // III Межвузовская молодежная научная конференция Школа экологической геологии и рационального недропользования, Санкт-Петербург, 2002 г., с. 263-265. 6. Лубкова Т.Н., Яникиева О.Е. Динамика солевого загрязнения почв в НП Лосиный остров, VI Международная конф. Новые идеи в науках о Земле, Москва, 2003 г, с, 68 7. Лубкова Т.Н. Балансовые расчеты техногенного загрязнения в НП Лосиный остров // Геологи XXI века: Тезисы Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов, Саратов, 2003 г., с. 88-91 8. Лубкова Т.Н. Оценка потоков загрязняющих веществ в НП Лосиный остров // Материалы Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов, Выпуск 9,-М,:Студенческий союз МГУ, 2003, с.116 9. Лубкова Т.Н., Николаев Ю.Н., Шестакова Т.В. Оценка потоков и балансовые расчеты загрязнения экосистемы НП Лосиный остров, г.Москва // Тезисы Международной школы Современные методы эколого-геохимической оценки состояния и изменений окружающей среды, - Новороссийск, 2003 г. с. 119-121 10. Лубкова Т.Н., Яникиева О.Е. Динамика солевого загрязнения от МКАД в национальном парке Лосиный остров // Вестн. Моск. ун-та, сер.4. Геология, 2003, 6, с.43-45 11. Николаев Ю.,Н., Лубкова Т.Н., Шестакова Т.В., Сырямкина О.В. Оценка потоков и динамики загрязнения тяжелыми металлами в Национальном парке Лосиный остров //Научные труды Национального парка Лосиный остров, выпуск I / Под ред. В.В. Киселевой. М.: КРУК-Престиж, 2003, с. 127-147 12. Лубкова Т.Н., Николаев Ю.Н., Шестакова Т.В., Яникиева О.Е. Солевое загрязнение от автотранспортных магистралей в НП Лосиный остров: динамика и балансовая оценка //Научные труды Национального парка Лосиный остров, выпуск I / Под ред. В.В. Киселевой. М.: КРУК-Престиж, 2003, с. 148-168 13. Лубкова Т.Н. Количественная оценка миграции противогололедных реагентов вблизи транспортных магистралей (на примере участка МКАД) // Геологи XXI века: Материалы VI Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов, Саратов, 2005 г. с. 124-125 14. Лубкова Т.Н., Шестакова Т.В., Охапкина Е.Ю., Толмачева А.В., Яблонская Д.А. Основные виды воздействия крупного аэропорта на окружающую среду// Тез.докл. VII Международной конференции Новые идеи в науках о земле, т.4, М, 2005, с.27 15. Шестакова Т.В., Лубкова Т.Н., Сущенцова Б.Ю., Блинова Т.А. Особенности загрязнения почв вблизи автомагистралей// Тез,докл, VII Международной конференции Новые идеи в науках о земле, т.4, М, 2005, с.51.
|
|
