|
|
Автор: Маркова Юлия Леонидовна
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических
наук |
содержание >> |
Глава 2. Методика исследований
Полевые исследования
на территории НП "Лосиный остров" проводились в 1998-2001 г.г. и включали
в себя:
- эколого-геохимическое
картирование территории парка с опробованием снегового покрова почв, растительности,
вод и донных отложений водотоков (1998г.);
- детальное эколого-геохимическое
картирование полосы, прилегающей к МКАД с опробованием почв, растительности
и вод реки Ички (1999 г.);
- мониторинговые исследования
в районе МКАД с опробованием снегового покрова, почв, растительности и поверхностных
вод (2000 - 2001 г.г.).
При эколого-геохимическом
картировании парка проводилось пространственное сопряженное опробование почв
и растительности (листьев березы и хвои ели) с плотностью 1 проба/км2.
Пункты опробования располагались в местах пересечения квартальных просек. В
зимний период в этих же точках был опробован снеговой покров. Опробование речных
вод и донных отложений проводилось от истоков до их выхода из парка через равные
интервалы: 2 км - по основному руслу р. Яузы, 1 км - по рекам Ичка и Пехорка.
Детальное картирование
вдоль МКАД проводились в полосе шириной 1000 м (по 500 м с обеих сторон автомагистрали)
и включало в себя опробование почв, растительности, снегового покрова и вод
р. Ички. Опробование почв было проведено по 10-ти профилям, приуроченным
к квартальным просекам, ориентированным примерно под углом 450
к МКАД. Среднее расстояние между профилями составляло 500 м, расстояние между
пикетами - 20-50 м, пробы отбирались с глубины 10 и 30 см. Опробование растительности
и снегового покрова проводилось по разряженной сети: расстоянии между профилями
- 1000 м, пункты отбора располагались в 0, 50, 100, 500 м от МКАД. Для изучения
проникновения загрязнения на глубину проходились шурфы и производилось погоризонтное
опробование почв.
Для определения концентраций
химических элементов в пробах почв, донных отложений, растительности, пылевых
смывах с листьев, речных и снеговых водах использовались эмиссионный спектральный,
атомно-абсорбционный, химический и потенциометрический методы анализов.
Приближенно-количественный
спектральный анализ выполнялся в лаборатории Опытно-методической экспедиции
Минприродресурсов РФ.
В отобранных пробах почв
и донных отложений было проведено определение 36 химических элементов: Cu, Zn,
Pb, Ni, Co, Cr, V, Mo, Ag, Mn, As, Sb, W, Sn, Bi, Ba, Sc, Ti, Li, Be, Nb, Y,
Yb, Zr, Hf, La, Ce, Cd, In, P, Ge, Ga, Sr, Ta, Tl, и B.
Определение содержаний
химических элементов в пробах растительности проводилось после их предварительного
озоления в муфельной печи без доступа кислорода. В золе растений определялись
концентрации 18 химических элементов: Cu, Zn, Pb, Ni, Co, Cr, V, Mo, Ag, Mn,
Sn, Ti, Cd, Li, Bi, Zr
и Sr.
Определение концентраций
36 химических элементов в озоленных пробах взвеси из снега и пылевых смывах
с листьев проводилось с предварительным буферированием углем в соотношении 1:3.
Систематическая ошибка измерений отсутствует.
Ртуть в почвах и донных
отложениях определялась на ртутно-абсорбционном фотометре "Меркурий-3 М".
Предел обнаружения 2. 10-7%, сист.=
0,94, случ.=
1,5.
Для разделения растворимых
и взвешенных форм тяжелых металлов в природных водах проводили их фильтрацию
через мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 мкм.
Концентрирование микроэлементов
в фильтрате проводилось упариванием в окислительной среде (HClO4+HNO3=1:3).
Мембранные фильтры со взвесью разлагались смесью кислот (HF+HNO3+HClO4).
Определение Cu, Pb, Cd, Zn, Ni, Co, Mn, Cr, Ag, Fe проводилось из солянокислых
растворов на спектрометре ААС-2 фирмы "Карл Цейс Йена" с дейтериевым
корректором в пламени воздух-ацетилен. Пределы обнаружения Cu - 0,04, Pb - 0,1,
Cd - 0,03, Zn - 0,01, Ni - 0,05, Co - 0,08, Mn - 0,03, Cr - 0,1, Ag - 0,03,
Fe - 0,1 мкг/мл. Относительное стандартное отклонение не превышает 5%, правильность
контролировалась методом добавок.
Ртуть в водах определяли
методом беспламенной атомной абсорбции на приборе "Юлия-2". Предел
обнаружения 0,3 мкг/л.
Определение As
в природных водах проводилось методами Гутцайта (визуально-колориметрическим,
чувствительность метода 0,1 мкг,
относительное стандартное отклонение 30%) и спектрофотометрическим с ДДТКAg
в пиридине на спектрофотометре "Хитачи-124". Чувствительность метода
0,04 мг/л.
Макросостав природных
вод определялся методом объемного химического анализа по стандартным методикам
(Лурье,1984).
Определение рН, NH4+,
NO3-, K,
Na в природных водах проводилось потенциометрическим методом. В работе использовали
иономеры И-120 и И-150 с комплектом ион-селективных электродов.
Содержания Fe,
Mn и тяжелых металлов в пробах
растительности определялось методом атомной абсорбции после разложения золы
смесью HNO3+HCl.
Подвижные формы тяжелых
металлов извлекались из почв вытяжкой ацетатно-аммонийного буфера с рН = 4,8.
Отношение твердой фазы к жидкой = 1:10.
Определение химических
свойств почв в пробах, отобранных из шурфов, включало: измерение рН потенциометрическим
методом в суспензии при отношении тв.ф.:ж.=1:5; определение суммы обменных оснований
в кислых почвах по методу Каппена-Гильковица, гидролитической кислотности по
методу Каппена для оценки степени насыщенности основаниями по формуле V(%)=100S/(S+H),
где S - сумма обменных оснований в мг-экв, Н - гидролитическая кислотность в
мг-экв; определение содержаний карбонатов в почвах ацидометрическим титрованием;
определение гумуса в почвах его окислением бихроматом калия в серной кислоте
(по методике Тюрина).
Обработка геохимических
данных осуществлялась с помощью программного
пакета "Gold digger" (разработан на кафедре геохимии МГУ).
При обработке геохимических
данных производилось определение параметров фона (СФ
-фоновые концентрации
и - стандартный
множитель), минимально-аномальных
концентраций (Смин.ан.),
средних содержаний в контуре аномалий
(Ан),
коэффициентов концентрации
(Кс), коэффициентов биологического
поглощения (Ах) химических
элементов (Справочник , 1990).
Для характеристики подвижности
химических элементов в почвах определялась доля подвижных форм металлов от их
валовых (общих) концентраций:
Доля п.ф.% = (СI
/ СII) 100%
где СI
- содержание химического элемента в почвенной вытяжке, СII
- валовое содержание химического элемента в почве.
Для характеристики распределения
химических элементов в речных и снеговых водах по фазовому составу использовались
коэффициенты распределения
Кр= Свзв./Сраст.
Для установления балансовых
соотношений между растворенной и взвешенной формами в загрязненном снеговом
покрове использовались отношение между площадными продуктивностями тяжелых металлов:
Pвзв./
Pраст.= (Ан.
взв.- Сф взв.).
S Ан.
взв. / (Ан.
раст.- Сф раст.).
S Ан.
раст.
Оценка интенсивности
выпадений (т/км2
в сутки) определялась по формуле (Фридман, 1985):
U = Q/t
где Q
- поверхностная плотность загрязняющих веществ (т/км2),
t - время от начала установления
устойчивого снегового покрова до момента отбора пробы, в сутках.
Запас (поверхностную
плотность) загрязняющих веществ:
Q = 10-2. Ci.
P.
где С - концентрация
загрязняющих веществ в снеге (мг/л),
Р - средний влагозапас (г/см2).
Для характеристики загрязнения
в изученных компонентах окружающей среды использовались отношения содержаний
химических элементов к ПДК (КПДК) и суммарный показатель загрязнения
(Сает и др., 1990):
ZС=
(Сi
-Сф)/Сф+1 = Кс-(n-1),
где
Кс - сумма коэффициентов концентрации загрязнителей, n - число химических элементов,
входящих ассоциацию загрязнителей,
Сi - аномальное
содержание, Сф - фоновое содержание.
Определение уровней
загрязнения по значениям суммарного показателя ZС
в снеговом покрове, почвах, растительности, донных отложениях и водах проводилось
в соответствии с существующими нормативами (Методические рекомендации . . .,
2001).
Компьютерная обработка
данных наряду с определением статистических параметров распределения химических
элементов включала факторный и кластерный анализы.
Результаты картографирования,
включающие построение моноэлементных геохимических карт по компонентам среды
(снеговому покрову, почвам, донным отложениям, растительности по видам), карт
пылевой нагрузки (общей и по видам); карт суммарных показателей загрязнения
снегового покрова, почв и растительности (по видам), карты значений рН в почвах,
отображающие результаты пространственной дифференциации химических элементов,
созданы в виде ГИС-проекта с использованием программного пакета "ArcView".
|