Экологическая оценка содержания тяжелых металлов в системе вода-почва-растение в прирусловой части поймы реки Иртыш

Макарова, Ольга Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экологическая оценка содержания тяжелых металлов в системе вода-почва-растение в прирусловой части поймы реки Иртыш
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Экологическая оценка содержания тяжелых металлов в системе вода-почва-растение в прирусловой части поймы реки Иртыш"

□ □348 1 158

На правах рукописи

МАКАРОВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМЕ ВОДА-ПОЧВА-РАСТЕНИЕ В ПРИРУСЛОВОЙ ЧАСТИ ПОЙМЫ РЕКИ ИРТЫШ

03.00.16-экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

......,

ОМСК - 2009

003481158

Работа выполнена на кафедре экологии и природопользования ГОУ ВПО «Омский государственный педагогический университет»

Научный руководитель: Официальные оппоненты:

доктор с.-х. наук, профессор Калиненко Николай Алексеевич

доктор биологических наук, профессор

Степанова Ирина Петровна

кандидат с.-х. наук Синдирева Анна Владимировна

Ведущая организация ГНУ «Сибирский научно-

исследовательский институт» СО РАСХН

Защита состоится « О» в /Д* часов на заседании

диссертационного совета ДМ 212.177.05 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата биологических наук при Омском государственном педагогическом университете по адресу 644099, г. Омск, ул. Набережная Тухачевского, 14

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Омского государственного педагогического университета по адресу: г. Омск, ул. Набережная Тухачевского, 14

Автореферат разослан «_/£_» СкОиЯА 2009г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент

Т. Ю. Колпакова

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Охрана окружающей среды от загрязнения, в частности от избытка таких тяжелых металлов как Zn, Mn, Pb, Cu, Cd, является актуальной задачей общества, прежде всего в странах с высокоразвитой индустрией. Многие ученые Западной Сибири уделяли этому вопросу большое внимание. Избыток тяжелых металлов в почвах нарушает естественно сложившийся фитоценоз приводят к нарушению нормального процесса жизнедеятельности организмов (Красницкий В. М., 2002; Ермохин Ю. И., 2005; Пархоменко Н. А., 2004, Потин С. Н.,1996; Синдирева А. Н., 2001 и др.). Поступление Zn, Mu, Cd, Cu, Pb в поверхностные воды (например, реки Иртыш) также нарушают гигиеническое качество среды (Соловьев А. А., 2001). Однако вопрос о состоянии почв и растений в пойменной части реки Иртыш остается слабоизу-ченным.

Река Иртыш берет свое начало из Китая, протекает через Казахстан, в котором располагаются промышленные предприятия, сбрасывающие, сточные воды, содержащие тяжелые металлы, в воду реки Иртыш. Такими предприятиями являются: Ульбинский металлургический завод, свинцово-цинковый комбинат, титано-магниевый комбинат города Усть-Каменогорска. В Омске такими предприятиями являются ФГУП ПО «Полет», ПО «завод транспортного машиностроения». Данные отрасли поставляют в водоем химические элементы а именно кадмий, свинец, цинк, теллур и другие элементы. Загрязнение береговой зоны также возможно отходами человеческой деятельности (Ситникова 2006) а именно несанкционированными свалками на данной территории. Виды ТБО и ТПО загрязняют экосистему следующими металлами: свинец, сурьма, медь, железо, кадмий. При выпадении атмосферных осадков, имеющих значение рН <5 (кислая реакция), данные элементы становятся более подвижными в почве. Из почвы они поступают в грунтовые воды, формирующие химический состав почвенного раствора. Почвенный раствор является питательной средой для растений. Также на состояние грунтовых вод оказывают влияние поверхностные воды. В то же время почва и растительность прирусловой части поймы реки выполняют роль водоохраной защиты берега. Поэтому необходим контроль за состоянием окружающей среды, охраны ее от загрязнения в пойменной части реки Иртыш.

Объекты исследования: вода реки Иртыш, почва и растения (ива белая Salix alba, пырей гребенчатый Agropyrum cristatum, осока береговая Сагех riparia) прирусловой части поймы реки.

Цель исследований: экологическая оценка содержания тяжелых металлов (кадмия, свинца, цинка, меди и марганца) в системе вода - почва - растение для мониторинга состояния окружающей среды экосистемы в пойменной части реки Иртыш в условиях промышленного города.

Задачи:

1. Установить содержание элементов Мп, РЬ, Си, Сс!) в пробах снежного покрова, воды, почвы и растениях пойменной части реки Иртыш.

2. Определить характер влияния повышенных концентраций (20ДК, ЗОДК, 50ДК) кадмия на содержание меди, свинца, цинка в почве в условиях вегетационного опыта.

3. Выявить характер накопления кадмия в пырее гребенчатом, осоке береговой в условиях вегетационного опыта.

4. Составить прогноз накопления кадмия в системе почва - растение в случае антропогенного его поступления.

Научная новизна. Впервые получены сведения о содержании металлов

Мп, РЬ, Си, Сс1) в агроэкологических условиях прирусловой части поймы реки Иртыш в системе вода - почва - растение. Показано, что концентрации 7м, Мп, Си в воде превышают ПДК в исследуемых районах (мкг/л): 10, 10, 1 соответственно. Впервые получены данные содержания элементов (2п, Мп, РЬ, Си, Сё) в почве прирусловой части поймы реки Иртыш, значения которых не превышает ОДК. Впервые получены данные содержания металлов в растениях (ива белая, пырей гребенчатый, осока береговая) прирусловой части поймы реки Иртыш.

Составлен прогноз накопления кадмия в системе почва - растение для пастбищных культур. Установлена линейная и полиноминальная зависимости между содержанием кадмия в почве аллювиально-дернового типа и накоплением его в растениях. Результаты позволяют прогнозировать содержание кадмия в растениях в условиях данной экосистемы в случае антропогенного загрязнения.

Практическая значимость работы. Полученные результаты могут быть учтены при установлении и развитии водоохранных зон, направленных на обеспечение предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира, как водоема, так и прирусловой части поймы реки.

Результаты исследований внедрены в учебный процесс ГОУ ВПО «Омский государственный институт сервиса» при изучении дисциплины «Экология».

Защищаемые положения.

1. Река Иртыш загрязнена цинком, марганцем и медью, почва прирусловой части поймы реки Иртыш и растения не содержат избытка таких металлов как цинк, марганец, медь, свинец и кадмий.

2. Семейство злаковых (пырей гребенчатый А^оругиш сг^аШт) обладает большей способностью к накоплению кадмия, в отличие от семейства осоковых, в условиях вегетационного опыта при его повышенных концентрациях (2 ОДК, 30 ДК, 50 ДК).

3. Кадмий при повышенных концентрациях (2 ОДК, 3 ДОК, 5 ОДК) в условиях вегетационного опыта понижает содержание цинка, свинца и меди в аллювиальных дерновых почвах.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на II международной научно-практической конференции «Урбоэкоси-стемы: проблемы и перспективы развития» (г. Ишим, 2007г); на V межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Молодежь. Наука. Творчество» (г. Омск, 2007г).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 научных работ, в том числе 2 публикации в изданиях, рекомендованных ВАК Министерства образования и науки РФ.

Структура диссертации. Диссертация изложена на 106 страницах машинописного текста, включая 14 таблиц, 29 рисунков. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, результатов исследований воды, почвы, растений, выводов, предложений, библиографического списка и приложений.

2. Собственные исследования, их результаты

2.1. Материал и методы исследований

Исследования по экологической оценке содержания химических элементов в системе вода - почва - растение в пойме реки Иртыш проводились с 2005 по 2007 гг. Анализ проб производили в ФГУ «Агрохимический центр «Омский», ФГУ «Центр по мониторингу загрязнения окружающей среды».

За время проведения эксперимента было отобрано и проанализировано 40 проб воды реки Иртыш, 20 образцов почвы пойменной зоны, 15 образцов ивы белой и 10 образцов осоки береговой и пырея гребенчатого, 12 проб снежного покрова. Створы для отбора проб воды были заложены в Кировском административном округе (выше источника загрязнения) и Советском административном округе (ниже источника загрязнения) города Омска.

Схема исследований представлена на рис. 1. Выбор растений обоснован их широкой распространенностью в пойменной зоне, различной видовой принадлежностью.

Рисунок 1 - Схема исследований в условиях прирусловой части поймы

реки Иртыш

Исследования проводились согласно общепринятым методикам и методическим рекомендациям, и включали в себя полевые и камеральные работы (Доспехов Б.А., 1979).

Полевые работы состояли из подготовительного этапа и непосредственного отбора образцов почв и растений в полевых условиях.

Подготовительный этап полевых работ заключался в выборе места отбора образцов почвы и растений. Время проведения отбора почвенных образцов -май и октябрь; растений - май, июль; воды - май, июнь, июль, сентябрь; атмосферных осадков в виде снега - март.

Полевые работы включали отбор образцов почв и растений согласно намеченным маршрутам в низкой пойменной части реки Иртыш. Общие требования к отбору проб воды для анализа на загрязненность проводились в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85.

Пробы снега отбирали согласно ГОСТ 17.1.5.05 - 85.

Схема экспериментальных исследований представлена на рис. 2.

Для определения накопления химических элементов в системе вода - почва - растение в условиях вегетационного опыта был выбран кадмий, поскольку он считается более подвижным. Такое свойство делает его опасным в случае техногенного загрязнения окружающей среды. Вегетационный опыт проводили согласно общепринятым методикам (Доспехов Б.А., 19895).

В почву вносили растворенную в воде соль кадмия СёС12х2,5Н20. Концентрация соли рассчитывалась исходя из значений валового содержания металла в почве. Эксперимент проводили на почвах аллювиалъно-дернового типа пойменной части реки в шестикратной повторности по следующей схеме: контроль, 20ДК - доза соли кадмия 10,28, ЗОДК - содержание дозы соли кадмия 15,42, 50ДК - содержание дозы соли кадмия 32,14 мг/кг.

Содержание химических элементов (2п, Мп, РЬ, Си, Сё) определялись с помощью атомно-абсорбционного метода.

Полученные результаты обрабатывались параметрическими методами анализа (методика статистической обработки выборки с малым числом измерений, п< 25, с использованием критерия Стьюдента) и непараметрическими методами анализа (коэффициент Спирмена, коэффициент детерминации).

Рисунок 2 - Схема вегетационного опыта

2.2. Содержание тяжелых металлов в системе вода - почва - растение в условиях пойменной части реки Иртыш

В таблице 1 отражено содержание металлов в воде реки Иртыш.

Таблица 1

Содержание растворенных форм тяжелых металлов в пробах воды реки Иртыш в зависимости от сезона года, 200бг

Содержание меи Советском ок галлов в пробах воды в Кировском эугах, мкг/л

Растворенные формы ХЭ Весна Лето Осень пдк, мкг/л

КАО САО КАО САО КАО САО

Мп 68,3 39,5 47,7 58,1 51,6 13,5 10

Си 21,5 26,5 29,2 30,4 68,9 32,2 1

Zn 52,3 41,7 64,4 50,5 59,8 41,7 10

Р Ь 0 0 0 0 0 0 6

са 0 0 0 0 0 0 5

Содержание меди оказалось повышенным в осенние месяцы по сравнению с летними. Это объясняется тем, что в летний период вследствие активного роста биомассы концентрации меди снижаются. При осаждении взвешенных частиц, которые обладают способностью адсорбировать ионы меди, последние переходят в донные отложения, что приводит к наблюдаемому эффекту.

В целом состояние поверхностных вод реки Иртыш можно охарактеризовать как неудовлетворительное. Концентрации меди, цинка, марганца составляют: Си (весна) - 24 ПДК, (лето) - 22,5ПДК, (осень) - 66ПДК; Мп (весна)-5,ЗПДК, (лето) - 5.5ПДК, (осень) - 1.9ПДК; Ъп (весна) - 5,6ПДК, (лето) -5ПДК, (осень) - 6,бПДК. Обнаружены следы содержания кадмия и свинца в речной воде.

В ходе эксперимента было установлено, что береговые почвы (аллювиальные дерновые) по содержанию гумуса относятся к малогумусным (содержание гумуса меньше 2%), реакция среды - щелочная, достаточно невысокая емкость катионного обмена (10,1 мг-экв/ЮОг). По гранулометрическому составу данный тип почвы относится к легким (песчаным).

Содержание микроэлементов в почве, как по валовой форме так и по подвижной форме не превышает нормы. Валовое содержание металлов в почве: Мп- 295,6 (ОДК-1500 мг/кг); Си -13,1 (ОДК-33 мг/кг); (ОДК-55 мг/кг);

РЬ-10 (ОДК-32 мг/кг); Сс1-0,24 мг/кг (ОДК-0,50 мг/кг). Содержание подвижных форм ХЭ в почве: Мп-18,7 (ПДК-100 мг/кг); Си-0,43 (ПДК-3,00 мг/кг); 2п-2,3 (ПДК-23 мг/кг); РЬ-1,8 (6,0 мг/кг); С<1-0,16 мг/кг.

В табл. 2 представлены результаты исследований по содержанию тяжелых металлов в растениях.

Таблица 2

Содержание металлов в растениях в условиях пойменной части реки Иртыш, мг/кг сухого вещества (х±Бс1), 2006г. ■

Растения РЬ са Си Ъх\ Мп

Пырей гребенчатый 0,26±0,16 0,04±0,01 4,47±0,39 31,60±1,30 52,50±3,3

Осока береговая 0,35±0,01 0,02±0,001 6,64±0,1 19,5±0,7 62,20±4,5

пдк 0,5 0,10 10,0 50,0 -

Ива белая

Листья 1,76±0,02 1,75±0,01 2,70±0,43 109,80±1,7 63,40±0,59

Ветви 1,81±0,02 1,81 ±0,02 2,07±0,09 65,0±2,95 20,32±1,36

Корни 1,89±0,05 0,87±0,01 4,60±0,36 115,3±27,0 74,00±7,2

В процессе исследований было установлено, пырей гребенчатый и осока береговая не загрязнены тяжелыми металлами. Их содержание в растительных культурах не превышает ПДК.

Содержание Си в листьях в 1,3 раза больше, чем в ветвях, однако в корнях превышение металла в 1,8 раз больше по сравнению с листьями. Мп в листьях в 3,1 превышает содержание элемента в ветвях и в 1,2 раз ниже чем в корнях. РЬ накапливается в листьях в 1,3 раза меньше, чем в ветвях. По накоплению СМ корни и листья в 1,1 и 2 раза соответственно содержат меньше металла, чем в ветвях ивы.

На первом месте по потреблению элементов относится корневая система, поскольку именно за счет нее осуществляется питание растений.

На втором месте листья, подвергающиеся антропогенной нагрузке - пыль, выхлопные газы автотранспорта.

Результаты анализа атмосферных осадков представлены на рис. 3.

90 80 70 60

30 20 10 О

Растворенные формы: I -Си, 2 -7п, 3 -Мп. САО - в Советском административном округе, КАО - в Кировском административном округе Рисунок 3 - Содержание тяжелых металлов в атмосферных осадках (снег)

На рисунке показано, что в снежном покрове преобладает содержание Тл\ как в Кировском, так и Советском округах города Омска. В атмосферных осадках были обнаружены следы кадмия и свинца. Показатель рН снежного покрова составил 5,8 единиц (нейтральная среда). Данная реакция среды не влияет на подвижность металлов, содержащихся в твердых и бытовых промышленных отходах в прирусловой части поймы реки Иртыш.

На основании полученных данных можно сделать вывод, что экологическую ситуацию в прирусловой части поймы реки Иртыш можно считать удовлетворительной.

2. 5.Содержание кадмия в системе почва - растение в условиях вегетационного опыта

В процессе исследований было установлено, что семейство злаковых (пырей гребенчатый) интенсивно поглощает кадмий в отличие от семейства осоковых (осока береговая) (табл.3).

Таблица 3

Содержание кадмия в растениях в условиях вегетационного опыта

Растения контроль Концентрация кадмия, мг/кг сух. вещества

2 ОДК ЗОДК 50ДК

Пырей гребенчатый 0,26 5,85 7,60 8,04

Осока 0,01 0,20 1,01 2,00

береговая

Из таблицы 3 видно, что семейство злаковых (пырей гребенчатый) интенсивно поглощает кадмий в отличие от семейства осоковых (осока береговая).

Данные, полученные в результате экспериментальных исследований, были обработаны непараметрическим методом анализа. Нами был использован регрессионный метод анализа, основанный на уравнении у(х) = ах + Ь.

Выявлена зависимость между валовым содержанием ионов кадмия Сё2' в почве и содержанием этого элемента в подвижных формах в почве. Зависимость является прямой и описывается уравнением линейной регрессии первого порядка (1) (рис.4). Коэффициент Спирмена (р) = 0,8.

Содержание ионов Сс12+ в почве, глг/кг

У =-0,25х +0,98(1) Рисунок 4 - Зависимость между содержанием ионов кадмия Сё2' подвижной формы в почве и содержанием валовой формы ионов кадмия Сс12+ в почве

Главную роль в потреблении растениями химических элементов играют их подвижные формы. Зависимость между содержанием подвижной формы химического элемента и насыщенностью этим элементом растения характеризуется положительной корреляцией (рис. 5, 6). Уравнения регрессии (2,3) отражают изучаемое соотношение между содержанием кадмия в пырее гребенчатом и осоке береговой и подвижной формы металла в почве.

содержание подвижном формы С<1 в почве, мг/кг

У = 0,96х + 0,30 (2) Рисунок 5 - Зависимость между содержанием подвижных форм ионов кадмия Сс12+ в почве и содержанием ионов кадмия Сс12+ в пырее гребенчатом

(А^оругиш о^аШт)

В условиях вегетационного опыта была выявлена положительная корреляционная зависимость накопления кадмия растениями (пырей гребенчатый и осока береговая) от концентрации элемента в почве (р = 0,8, коэффициент детерминации Ы2 =0,8 соответственно).

2,50 -

fe 2,00 2

о 1,50

S 1.00 ■

0,50 ■

8 o,oo ■

0,12

y = 0,2x2-0,322x + 0,11

4,49

6,70

),00

-0,50 ■

содержание подвижной формы Cd в почве, мг/кг

- фактические значения

- полиномиальный тренд 2-й степени

Y = 0,2х2 - 0,322х + 0,11 (3)

Рисунок 6 - Зависимость между содержанием ионов кадмия Cd2+ в почве и содержанием ионов кадмия Cd2+ в осоке береговой (Сагех riparia)

Накопление кадмия почвой и поглощение его растениями зависит от механического состава и свойств почвы. Аллювиально-дерновый тип почвы относится к легкому механическому составу, следовательно, миграция металла протекает более интенсивно. Также было установлено, что осока береговая проявляет защитные функции при высоких концентрациях кадмия.

Кадмий способен влиять на мобильность других элементов (рис. 7-9). Уравнения регрессии 4-6 отражают обратную зависимость между подвижными формами Cd - Pb, Cd - Zn, Cd - Cu.

У = -0,03х + 1,01, г = -0,9 (4)

Рисунок 7 - Зависимость содержания подвижных форм РЬ в почвах аллювиально-дернового типа от накопления Сё в условиях вегетационного опыта

7-1\. мг/кг

(1,5 -

о —,----.—.—.----------------,--

ОД 5,4 7,4 МГ/КГ

У = -0,08х + 2,43, г = -0,4 (5)

Рисунок 8 - Зависимость содержания подвижных форм Ъа в почвах аллювиально-дернового типа от накопления Сс1 в условиях вегетационного опыта

У = -0,01х + 0,32, г = -0,8 (6)

Рисунок 9 - Зависимость содержания подвижных форм Си в почвах аллювиально-дернового типа от накопления СМ в условиях вегетационного опыта

Из выше приведенных рисунков видно, что при увеличении концентрации кадмия в почве наблюдается снижение концентрации свинца, меди и цинка по содержанию подвижных форм.

По результатам эксперимента была рассчитана величина коэффициента накопления кадмия в растениях в зависимости от содержания подвижной формы элемента в почве (табл. 4).

Таблица 4

Коэффициент накопления ионов металла Сс12+ в растениях

Растите Содержание Содержание Сс!" в фи- Коэффициент

подвижной томассе, мг/кг накопления, %

формы Сс12+ в

почве, мг/кг

Пырей 6,00 5,40 90

(А^оругшп спв- 7,92 7,40 93

1а1ит 8.45 8,07 95

Осока 6,09 0,20 3,2

(Сагех лрап'а) 8,02 1,01 12

8,46 2,00 23

Из таблицы видно, что пырей гребенчатый в отличие от осоки береговой обладает большим коэффициентом накопления, следовательно, для данной растительности кадмий в большей степени проявляет токсическое воздействие. Осока береговая обладает защитными функциями к накоплению металла при его высоких концентрациях.

Выводы

1. Вода реки Иртыш загрязнена следующими тяжелыми металлами: цинком, медью и марганцем.

2. Почва и растения прирусловой части поймы реки Иртыш не загрязнены тяжелыми металлами Мп, РЬ, Си, Сё).

Почва по содержанию Мп- 295,6 (ОДК-1500 мг/кг); Си -13,1 (ОДК-ЗЗ мг/кг); гп-42 (ОДК-55 мг/кг); РЬ-10 (ОДК-32 мг/кг); Сс1-0,24 мг/кг (ОДК-0,50 мг/кг) отвечает соответствующим нормам.

3. Накопление металлов в органах ивы белой можно расположить в следующий ряд по убыванию: листья Ъх\ > Мп > Си > РЬ > Сё, корневая система 7.п > Мп > Си >РЬ >С<1, ветви 2п > Мп > Си > РЬ > Сё.

4. При внесении раствора соли кадмия для осоки береговой наблюдается проявление защитных функций к накоплению металла (20ДК - 0,20 мг/кг, ЗОДК - 1,01 мг/кг, 50ДК - 2,00 мг/кг).

5. Установлена обратная зависимость между содержанием кадмием, цинком, свинцом, и медью в почве аллювиального дернового типа в условиях вегетационного опыта.

Практические предложения

Проведенные нами исследования и последующий анализ данных позволяет судить об удовлетворительной экологической ситуации, сложившейся в прирусловой части поймы реки Иртыш. Полученные результаты могут быть учтены при установлении и развитии водоохранных зон, направленных на обеспечение предотвращения загрязнения, засорения, заиления и истощения водных объектов, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира, как водоема, так и прирусловой части поймы реки.

Необходимо осуществлять контроль прирусловой части поймы реки, выполняющей роль водоохраной зоны, по соблюдению санитарно-гигиенических норм в данной зоне, т. е. препятствовать возникновению несанкционированных, стихийных мест складирования твердых и бытовых отходов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Макарова О.А. Оценка накопления меди, цинка, марганца, кадмия и свинца в системе почва - растение пойменной части реки Иртыш (на примере г. Омска). [Текст] / О.А. Макарова // Естественные и технические науки. - 2009. - № 3 (41). - С. 110 -117.

2. Макарова О. А. Содержание химических элементов {Ъп, Мп, Си, РЬ, С<1) в системе почва - вода - растение пойменной части реки Иртыш. [Текст] / О.А. Макарова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук.-2009.-Т.11,№ 1(3).-С.315-319.

3. Макарова O.A., Калиненко H.A. Экологическое состояние системы вода - почва - растение в условиях городской среды. [Текст ] / О.А Макарова, H.A. Калиненко //Безопасность жизнедеятельности. - 2008.- №10. - С. 12 - 15.

4. Макарова O.A. Экосистема вода - почва - растение прибрежной зоны реки Иртыш в условиях городской среды. [Текст] /O.A. Макарова //Дальневосточная весна: Материалы междупар.науч.-практ.конф. - Комсомольска- Амуре, 2008 - С.390- 392.

5. Макарова O.A. Мониторинг экосистемы вода - почва - растение в прибрежной зоне реки Иртыш. [Текст] /O.A. Макарова// Актуальные проблемы экологии и природопользования в Казахстане и сопредельных территориях: Материалы II междунар. науч.-практ. конф.. - Павлодар, 2007. - с.88 - 89.

6. Макарова O.A. Экологическая оценка состояния системы вода - почва -растение прибрежной зоны реки Иртыш [Текст]/ O.A. Макарова // Вестник развития науки и образования. Москва. - 2007. - № 5. - с. 10-16.

7. Макарова O.A., Штабнова B.JI. Влияние промышленности города на экосистему прибрежной зоны реки Иртыш. [Текст]. /O.A. Макарова, B.JI. Штабнова// Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития.: Материалы II междунар. науч.-практ.конф. - Ишим, 2007. - с.28 - 30.

8. Макарова O.A. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на экосистему прибрежной зоны реки Иртыш. [Текст]. /O.A. Макарова // Молодежь. Наука. Творчество: материалы V межвузов.науч.-практ.конф. студентов и аспирантов. -Омск, 2007.-с. 359-360.

Научное издание

МАКАРОВА ОЛЬГА АЛЕКСАНДРОВНА

03.00.16-экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Лицензия ЛР № 021278 от 06.04. 98 г. Подписано в печать 09.10.09. Формат 60x84 1/16 Бумага типограф. Оперативный способ печати

Усл. печ. л. 1,05. Тираж 120 экз. Издат. № 894. Заказ № 698. Цена договорная

Издательство учебной, научной литературы и учебно-методических пособий ОГИС 644099, Омск, ул. Красногвардейская, 9

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Макарова, Ольга Александровна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава I. Анализ состояния системы вода — почва — растение обзор литературы).

I. 1. Основные группы веществ, загрязняющие водную и наземную среды жизни.

I. 2. Источники поступления химических элементов в экосистемы.

I. 3. Динамика загрязнения реки Иртыш за последние десять лет.

I. 4. Динамика загрязнения химическими элементами реки Иртыш.

I. 5. Состояние атмосферных осадков за последние десять лет в Омской области.

I. 6. Влияние поверхностных вод и атмосферных осадков на формирование химического состава грунтовых вод.

I. 7. Формы нахождения химических элементов в воде.

I. 8. Формы нахождения химических элементов в почве.

I. 9. Загрязнение химическими элементами систем вода - растение, почва - растение.

I. 10. Роль металлов в жизнедеятельности растений.

I.11. Кадмий - опасный элемент в окружающей среде.

Глава П. Объекты, методы и условия проведения исследований.

II. 1. Физико-географическая характеристика района исследования.

II. 1. 1. Геологическое строение и рельеф.

II. 1. 2. Характеристика реки Иртыш.

II. 1.3. Аллювиальные (пойменные) почвы.

II. 1.4. Климат.

II. 2. Общие сведения об объектах и-методике проведения исследований.

II. 2. 1. Объекты исследования.

II. 2. 2. Методика отбора проб системы вода - почва - растение.

II. 3. Метеорологические условия в годы проведения исследований.

II. 4. Методика проведения исследований в условиях вегетационного опыта.

II. 5. Статистическая обработка результатов экспериментов.

Глава III. Химические элементы в системе вода - почва - растение результаты исследований).

III. 1. Содержание химических элементов в системе вода - почва - растение в природных условиях.

III. 2. Содержание химических элементов в атмосферных осадках.

TTI. 3. Содержание кадмия в системе почва - растение в условиях вегетационного опыта.

Глава IV. Обсуждение результатов.

Выводы.

Предложения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экологическая оценка содержания тяжелых металлов в системе вода-почва-растение в прирусловой части поймы реки Иртыш"

Актуальность темы: Охрана окружающей среды от загрязнения, в частности от таких тяжелых металлов как Zn, Mn, Pb, Си, Cd, является актуальной задачей общества, прежде всего в странах с высокоразвитой индустрией. Многие ученые Западной Сибири уделяли этому вопросу большое внимание. Загрязнение тяжелыми металлами почвы [71, 50, 115] нарушают естественно сложившийся фитоценоз [116, 120, С.38-45, 128 и др.], приводят к нарушению нормального процесса .жизнедеятельности организмов. Поступление Zn, Mn, Cd, Си, Pb в поверхностные воды (например, реки Иртыш) также нарушают гигиеническое качество среды [131]. Однако вопрос о состоянии почв и растений в пойменной части реки Иртыш остается слабоизученным.

Река Иртыш берет свое начало из Китая, протекает через Казахстан, в. котором располагаются промышленные предприятия, сбрасывающие сточные воды, содержащие тяжелые металлы, в реку Иртыш. Такими предприятиями являются: Ульбинский металлургический завод, свинцово-цинковый комбинат, титано-магниевый комбинат города Усть - Каменогорска. В Омске такими предприятиями являются ФГУП ПО «Полет», ПО ЗТМ. Данные отрасли поставляют в водоем химические элементы, а именно кадмий, свинец, цинк, теллур и другие металлы. Загрязнение береговой зоны также возможно отходами человеческой деятельности [129, С. 129-135], а именно несанкционированными свалками на данной территории. В состав твердого бытового мусора (ТБО) входят следующие продукты: стекло, керамические изделия, пластиковые бутылки, жестяные банки, а также куски строительных металлоконструкций, входящих в состав твердых промышленных отходов (ТПО). Данные виды ТБО и ТПО загрязняют экосистему следующими элементами: свинец, сурьма, медь, железо, кадмий. При выпадении атмосферных осадков, имеющих значение рН <5 (кислая реакция), данные элементы способны выделяться в почву. Затем из почвы они поступают в грунтовые воды, формирующие химический состав почвенного раствора. Почвенный раствор является питательной средой для растений. Также на состояние грунтовых вод оказывают влияние поверхностные воды. В то же время растительность прирусловой части поймы реки выполняет роль водоохраной защиты берега. Поэтому необходим контроль за состоянием окружающей среды, охраны ее от загрязнения в пойменной части реки Иртыш.

В Омской области наиболее крупной рекой является Иртыш — один из притоков реки Оби. Основными источниками загрязнения реки Иртыш являются сточные воды промышленных и сельскохозяйственных предприятий, поверхностный сток с территории населенных пунктов и судоходство.

Многие металлы (кадмий, цинк, свинец, медь т.д.) обладают выраженной-мутагенной и канцерогенной активностью.

Поступая из воды в почву, химические элементы, способны улучшать или ухудшать свойства почвы. Повышение плодородия- и прирост урожая, растительности достигаются за счет поступления в почву макро — и микроэлементов. Интенсивная антропогенная нагрузка на почву вызывает изменение направления и темпов миграции микроэлементов, входящих в- фоновый состав почв и поступающих дополнительно из различных источников загрязнения. Большая часть загрязнения почвы тяжелыми металлами происходит в настоящее время>в связи с активной хозяйственной деятельностью человека. К основным антропогенным источникам загрязнения почвы относятся промышленные предприятия городов и поселений, а также современные транспортные средства.

Загрязнение почвы тяжелыми металлами негативно сказывается на жизнедеятельности растений. Накапливая соединения тяжелых металлов, они представляют угрозу живым организмам, потребляющих их.

Объекты исследования. Вода реки Иртыш, почва и растения (ива белая Salix alba, пырей гребенчатый Agropyrum cristatum, осока береговая Carex ri-paria) прирусловой части поймы реки.

Цель исследований экологическая оценка накопления химических элементов (кадмия, свинца, цинка, меди и марганца) в системе вода — почва растение с целью мониторинга экосистемы в прирусловой части поймы реки Иртыш в условиях промышленного города.

Задачи:

1. Установить содержание элементов (Zn, Mn, Pb, Си, Cd) в пробах снежного покрова, воды, почвы и растениях прирусловой части поймы реки Иртыш.

2. Определить характер влияния повышенных концентраций (2 ОДК, 3 ОДК, 5 ОДК) кадмия на содержание меди, свинца, цинка в почве в условиях вегетационного опыта.

3. Выявить характер накопления кадмия в пырее гребенчатом, осоке береговой в условиях вегетационного опыта.

4. Составить прогноз накопления кадмия в системе почва — растение в случае антропогенного его поступления.

Научная новизна. Впервые получены сведения о содержании химических элементов (Zn, Mn, Pb, Си, Cd) в агроэкологических условиях прирусловой части поймы реки Иртыш в системе вода - почва — растение. Показано, что концентрации^Zn, Mn, Си в воде превышают ПДК в исследуемых районах (мкг/л): 10, 10, 1 соответственно. Впервые получены данные содержанияхими-ческих элементов (Zn, Mn, Pb, Си, Cd) в аллювиальных дерновых почвах прирусловой части поймы реки Иртыш, значения которых не превышает ОДК. Впервые получены данные содержания элементов в растениях (ива белая, пырей гребенчатый, осока береговая) прирусловой части поймы реки Иртыш.

Составлен прогноз накопления кадмия в системе почва - растение для пастбищных культур. Установлена линейная и полиномиальная зависимости между содержанием кадмия в почве аллювиально-дернового типа и накоплением его в растениях. Результаты позволяют прогнозировать содержания кадмия в растениях в условиях данной экосистемы в случае антропогенного загрязнения.

Защищаемые положения.

2. Семейство злаковых (пырей гребенчатый Agropyrum cristatum) обладает большей способностью к накоплению кадмия, в отличие от семейства осоковых, в условиях вегетационного опыта при его повышенных концентрациях (2 ОДК, 30 ДК, 50 ДК).

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и обсуждены на II международной научно-практической конференции «Урбоэко-системы: проблемы и перспективы развития» (г. Ишим, 2007г); на V межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Молодежь. Наука. Творчество» (г. Омск, 2007г).

Заключение Диссертация по теме "Экология", Макарова, Ольга Александровна

ВЫВОДЫ

1. Вода реки Иртыш загрязнена следующими тяжелыми металлами: цинком, медью и марганцем.

2. Почва и растения прирусловой части поймы реки Иртыш не загрязнены тяжелыми металлами (Zn, Mn, Pb, Си, Cd).

Почва по содержанию Мп- 295,6 (ОДК-1500 мг/кг); Си -13,1 (ОДК-33 мг/кг); Zn-42 (ОДК-55 мг/кг); РЬ-10 (ОДК-32 мг/кг); Cd-0,24 мг/кг (ОДК-0,50 мг/кг) отвечает соответствующим нормам.

3. Накопление металлов в органах ивы белой можно расположить в следующий ряд по убыванию: листья Zn > Mn > Си > Pb > Cd, корневая система Zn>Mn> Си >Pb >Cd , ветви Zn > Mn > Си > Pb = Cd.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Макарова, Ольга Александровна, Омск

1. Агроклиматический бюллетень по Омской области. Текст.-Омск: Гидрометеоиздат, 2005.- 54 с .

2. Агрохимия. Текст./ Б.А. Ягодин, П.М. Смирнов, А.В. Петербургский и др. // Под ред. Б.А. Ягодина- М.: Агропромиздат, 1989. — 639 с.3 . Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Текст. / Ю.В Алексеев JI: Агропромиздат, 1987. - С. 21 - 106.

3. Амирджанян Ж.А. Содержание тяжелых металлов» в загрязненных почвах. Текст. //Химия в сельском хозяйстве. 1994. - № 4. - С. 26 — 28.

4. Амосова Я.М. Охрана почв от химических загрязнений Текст. / Я.М. Амосова, Д.С. Амосова, Я.К. Садовникова.- М.: Изд-во МГУ, 1989. 96 с.

5. Анализ почв, растений и применение удобрений в Западной Сибири. Текст. /под.ред.Ю.И.Ермохина, И.А.Бобренко Омск: ОмГАУ, 2002. - 107 с.

6. Андриенко JI.H., Трубина М.К. Действие кадмия, никеля, цинка на урожайность корнеплодов столовой свеклы и моркови. Текст. // Омский научный вестник. 2004. - № 3. - С. 73-80.

7. Аржанова B.C. Миграция микроэлементов в бурых горно-лесных почвах. Текст. /Аржанова B.C., Елпатьевский П.В. // Почвоведение. 1979. - № 11.-е. 51-60

8. Аржанова B.C. Геохимия ландшафтов и техногенез. Текст. / B.C. Аржанова. М.: Изд-во МГУ, 1980. - 196с.

9. Баздырев Г.И. Тяжелые металлы в системе почва — растение на склоновых землях. Текст. / .Г.И. Баздырев, Н.Б. Пронина, Д.С. Родригес // Изв. Тимерязевской с.-х. акад. — 2001. — Вып.2. -С. 81 — 104.

10. Беус А.А. Геохимия окружающей среды.Текст. / А.А.Беус. М.: Изд-во АН СССР, 1976. - с. 181 - 192.

11. Бокова М.И. Биологические особенности растений и почвенные условия, определяющие переход тяжелых металлов в растениях на техногенно загрязненных территориях. Текст. // Химия в сельском хозяйстве. 1995. -№5.-с.15- 16.

12. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем. Текст. // Соросовский Образовательный журнал,. 1998. -№5. -С. 238-248.

13. Бурлакова JI.M. Экотоксиканты в системе «почвы растения - животные» (на примере отдельных зон Алтайского края). Текст. / Антонова О.И., Деев И.Г. и др. - Барнаул: Изд-во АГАУ, 2001. - 236с.

14. Бутковский P.O. Автотранспортное загрязнение и энтомофауна. Текст. // Агрохимия. 1990. - № 4. - С. 31 - 33.

15. Василенко В.Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Текст. /В.Н. Василенко-Л.: Агропромиздат, 1985. 206 с.

16. Ведина О.Т. Цинк в сельскохозяйственных растениях придорожных экосистем. Текст. / / О.Т. Ведина, С.И. Тома, И.С. Пайлик // Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкосистемах: материалы научно-практической конференции. М., 1994. -с.97- 101.

17. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Текст./ А.П Виноградов М.: Изд-во АН СССР, 1957. -237с.

18. Виохин B.C. Механизм оценки содержания тяжелых металлов в почвах Кемеровской области. Текст. // Агрохимический вестник. 2000. - № 2 - С. 20-24.

19. Володько И.К. Микроэлементы и устойчивость растений к неблагоприятным факторам среды. Текст./ И.К. Володько —Минск: Наука и техника, 1983.-204с.

20. Воробейчик E.JI. Экологическое нормирование техногенных загрязнений. Текст. / E.JL Воробейчик Екатеринбург: УИФ « Наука», 1994. -280с.

21. Вяженин И.Г. Почва как активная система самоочищения от токси-ческго воздействия тяжелыми металлами — ингредиентов техногенных выбросов. Текст. // Химия в сельском хозяйстве. -1982. № 3. - С. 3 - 5.

22. Гальченко С.В. Использование фитомелиорации для улучшения экологического состояния почв урбанизированных территорий Текст. // Экологический вестник России. — 2006. № 1. - С. 34-36.

23. Гармаш Г.А. Распределение тяжелых металлов по органам культурных растений. Текст. // Агрохимия. 1987. - №5. - С. 40 - 46.

24. Горбунов Н.И. Минералогия и физическая химия почв. Текст./ Н.И. Горбунов М.: Наука, 1978. - 291с.

25. ГОСТ 17.1.3.07 82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. Текст. — М.,: Изд-во стандартов, 1982.-12 с.

26. ГОСТ 17.1.5.05 85. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1985. — 11с.

27. ГОСТ 30178 96. Атомно-абсорбционный метод определения токсических элементов в растениях. Текст. - М., 1993. - 15с.

28. Градобоев Н. Д. Почвы Омской области. Текст. / Н. Д. Градобоев, В.М. Прудникова, И.С. Сметанин. — Омск: Омское книжное издательство, I960.- 374 с.

29. Гринин А.С. Математическое моделирование в экологии: учебное пособие для вузов. Текст./ А.С. Гринин -М.: Проспект, 2003. — 104с.

30. Гришина JI.A., Самойлова Е.М. Учет биомассы и химический анализ растений. Текст. / JI.A .Гришина, Е.М. Самойлова М.: Изд-во МГУ, 1971. -200с.

31. Давыдова C.JI. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века. Текст. / C.JI. Давыдова. М:: Высшая школа, 2002. - 115с.

32. Дмитриев М.Т. Санитарно химический анализ загрязняющих веществ в охране среды. Текст./ М.Т. Дмитриев. - М.: Химия, 1989. - 100с.

33. Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. Сохранение почв как незаменимого компонента биосферы. Текст. / Г.В. Добровольский, Е.Д. Никитин. — М.: Наука, 2001.-234с.

34. Добровольский В.В. Проблема водной миграции масс тяжелых металлов в биосфере. Текст. // Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде: материалы II Междунар. Науч.-практ. конф. -Семипалатинск, 2002. Т. 1. - С. 23 — 33.

35. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 1998г. Текст. / Министерство промышленной политики, транспорта и связи Омской области. Омск: ЗАО «Манифест», 1999. - 287с

36. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 1999г. Текст. / Министерство промышленной политики, транспорта и связи Омской области. Омск: ЗАО «Манифест», 2000. — 287с

37. Доклад о состоянии.и об охране окружающей среды Омской области в 2000г. Текст. / Министерство промышленной политики, транспорта и связи Омской области. Омск: ЗАО «Манифест», 2001. - 287с

38. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2001г. Текст. / Министерство промышленной политики, транспорта и связи Омской области. Омск: ЗАО «Манифест», 2002. - 287с

39. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2002г. Текст. / Министерство промышленной политики, транспорта и связи Омской области. Омск: ЗАО «Манифест», 2003. -287с

40. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2003г. Текст. / Министерство промышленной политики, транспорта и связи Омской области. Омск: ЗАО «Манифест», 2004. - 287с

41. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Омской области в 2006г. Текст. / Министерство промышленнойшолитики, транспорта и связи Омской области. Омск: ЗАО «Манифест», 2007. - 287с

42. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта. Текст. М.: Агропромиз-дат, 1985. -231 с.

43. Егоренков Л.И:, Кочуров Б.И. Геоэкология. Текст. / Л.И: Егоренков; Б.И. Кочуров. М.: Высшая школа, 2005. - 201с.

44. Елпатьевский П.В., Аржанова B.C. Поглощение химических элементов древесной растительностью в различных эколого геохимических условиях. Текст. // География и природные ресурсы. - 1985. - № 3. - С. 15-23.

45. Ермохин Ю.И. Познай свой дом и помоги природе и себе. Текст.

46. Ю.И. Ермохин, Э.П.Гужулев, А.Е. Сницарь. Омск: ГУИПП ОМ.дом печати, 1998.-264с.

47. Ермохин, Ю.И. Агроэкологическая оценка кадмия, никеля, цинка в системе почва растение - животное. Текст. / Ю.И. Ермохин, А.В. Синди-рева, Н.К. Трубина. - Омск,: ОмГАУ, 2002. - 117с.

48. Ермохин Ю.И. Экологическое состояние почв и растений Западной Сибири и проблемы их качества. Текст. / Ю.И. Ермохин. — Омск: ОмГАУ, 1997.-156с.

49. Ермохин Ю.И. Основы прикладной агрохимии. Текст./ Ю.И. Ермохин. Омск: ОмГАУ, 2004. - 113с.

50. Зырин н.Г. К вопросу о формах соединений меди, цинка, свинца в почвах и доступность их для растений. Текст. // Содержание и формы-соединений микроэлементов в почвах. -М.: Изд-во МГУ, 1979. С. 31-39.

51. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва — растение. Текст. / В.Б. Ильин. Новосибирск: Наука. Сиб.отделение, 1991. — С. 38 — 96.

52. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам. Текст. // Агрохимия. 1995. - №10. - С.109 - 113.

53. Ильин В.Б. Система показателей для оценки загрязненности. Текст. // Агрохимия. 1995. - №1. - С.94 - 99.

54. Ильин В.Б. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях. Текст. / Б.В.Ильин, А.И.Сысо. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. -229с.

55. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири. Текст. // Почвоведение. 1987. -№11.- С.87 - 94.

56. Ильин В.Б. Содержание тяжелых металлов в почвах и растениях. Текст. // Агрохимия. 2000. - № 1. - С. 66 - 73.

57. Ильницкий А.П. Канцерогенные вещества в водной среде. Текст. / А.П. Ильницкий.-М. Химия, 1993. -210с.

58. Кабата-Пендиас А, Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. Текст. / А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас .- М.: Мир, 1989. 334с.

59. Калужская В.М. Руководство по зольному анализу растений. Текст. -М.: Химия, 1959.- 115с.

60. Ковальский В.В., Гололобов А.Д. Методы определения микроэлементов в органах и тканях животных, растениях и почвах. Текст. / В.В Ковальский, А.Д. Гололобов. М.: «Колос», 1969. - 243с.

61. Ковда В.А. О биологической реакции растений на тяжелые металлы в среде. Текст. // Докл.АН СССР. 1979 - Т. 3. - 242с

62. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. Текст. / В.А Ковда. — М.: Высшая школа, 1985. 335с.

63. Кокоулина Н.С. Экология: Учебное пособие. / Н.С. Кокоулина, О.А. Макарова, Е.Ю. Тюменцева, B.JI. Штабнова . Текст. Омск: ОГИС, 2002. -88 с.

64. Колосов И.И. Поглотительная деятельность корневых систем растений. Текст. / И.И Колосов М.:Высшая школа, 1962. - 267 с.

65. Кравченко В.Н. Растения Омской области. Текст. / В.Н Кравченко — Омск: Изд-во ОмГАУ, 2000. 4.1. 72 с.

66. Кравченко В.Н. Растения Омской области. Текст. — Омск: Изд-во ОмГАУ, 2000. Ч. 2. С. 97 - 121.

67. Красницкий В.М. Состояние и агроэкологический прогноз развития экосистем (на примере Омской области). Текст. / В.М . Красницкий — Омск: Изд-во ОмГАУ, 1998. 97с.

68. Красницкий В.М. Агрохимическая и экологическая характеристики почв Западной Сибири. Текст. / В.М . Красницкий Омск: Изд-во ОмГАУ, 2002. - 144с.

69. Красницкий В.М. Оценка и прогнозирование техногенного загрязнения почв. Текст. // Вестник ОмГАУ. 1999. - № 2 - С. 31 - 35.

70. Криволуцкий Д.А. Принципы экологического нормирования // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. Текст. Пущино, 1984.- 19с.

71. Кривопалова М.А, Авакумова Н.П., Катунина Е.Е Методология изучения процессов депонирования металлов в растительных организмах. Текст. / М.А Кривопалова, Н.П Авакумова, Е.Е Катунина М.: Мир, 2001. -310с.

72. Коробкин В. И.ДТередельский JI. В. Экология для ВУЗов: учеб.для вузов. Текст. / В.И. Коробкин, JI.B. Передельский. Ростов н/ Д.: Изд-во «Феникс», 2001.- 576 с.

73. Кронитис Я.Я. Охрана природы. Текст./ Я.Я. Кронитис Рига.: Ав-тотс, 1989.- 326 с.

74. Кузнецов А.В. Контроль техногенного загрязнения почв и растений. Текст. // Агрохимический вестник. Химия в сельском хозяйстве. — 1997. № 5. — С. 7 - 9.

75. Кузнецов А.Е. Научные основы экобиотехнологии: учебное пособие. Текст. -М.: Мир, 2006. 503 с.

76. Культиасов И.М. Экология растений. / В.И. Коробкин, JI.B. Передельский. — М.: Высшая школа, 1982. 384с.

77. Ладонин В.Ф. Влияние комплексного применения средств химизации на содержание тяжелых металлов в почве и растениях. Текст. // Химия в сельском хозяйстве. 1995. - № 4. - С. 32 — 35.

78. Ларионов А.К., Ананьев В.П. Основы минералогии, петрографии и геологии. Текст. / А.К Ларионов, В.П Ананьев. М: Издательство «Высшая школа», 1969.-308 с.

79. Линник П.Н. Формы миграции тяжелых металлов и их действие на гидробионтов. Текст. //Экспериментальная водная токсикология. —1986. -Вып.2. С. 144-145.

80. Кравченко В.Н. Растения Омской области. Текст. Омск: Изд-во ОмГАУ, 2000. Ч. 1.-72 с.

81. Лосев К.С. Вода. Текст. / К.С Лосев Л.: Гидрометеоиздат, 1989. -272с.

82. Майстренко В.Н. Экологоаналитический мониторинг супертоксикантов. Текст. / В.Н Майстренко М.: Химия, 1996. - 316с

83. Макаренкова И.Н. Загрязнение почв тяжелыми металлами. Текст. // Естественные науки и экология: ежегодник. — Вып. 1./ Межвуз.сб.науч.тр./ ОмГПУ, 1999 .-С. 122- 124.

84. Методика выполнений измерений массовой доли кислотораствори-мых форм металлов в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом. РД 52.18.191-89: Метод.Указания. Текст. М.: Госкомгидромет СССР, 1990. -31 с.

85. Методические рекомендации по определению нормативов соотношений макро- и микроэлементов в растениях по системе ИСОД. Текст. — М.: Химия, 1989.-54 с.

86. Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и растений' при контроле загрязнения окружающей среды металлами. Текст. М.: Гидрометеоиздат, 1981. - 34 с.

87. Методические указания для определения тяжелых металлов в почве и снежном покрове в городах. Текст. — М.: Химия, 1999'. — 68 с.

88. Методические указания по определению тяжелых металлов в кормах и растениях и их подвижных соединений в почвах. Текст. -М.:МСХ РФ, 1993- 40с.

89. Минеев В. Г. Агрохимия, биология и экология почвы. Текст. / В. Г. Минеев, Е.Х. Ремпе. М.: Росагропромиздат, 1990. - 206 с.

90. Миркин Б.М. Современная наука о растительности. Текст./ Б.М. Миркин — М.: Мир, 2001.-204 с.

91. Мищенко JI.H. Почвы Западной Сибири: учеб.пособие. Текст. / JI.H. Мищенко, A.JI. Мельников. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2007. -248с.

92. Мотузова Г.В. Принципы и методы почвенного-химического мониторинга. Текст. -М.: Изд-во МГУ, 1988.

93. Мур Джеймс В. Тяжелые металлы в природных водах. Текст./ В. Джеймс Мур М.: Мир, 1987. - 287с.

94. Никаноров A.M. Гидрохимия. Текст. / А.М Никаноров Л.: Гидро-метеоиздат, 1989. - 352с.

95. Никаноров A.M., Жулидов А.В. Биомониторинг металлов в пресноводных экосистемах. Текст. / А.М Никаноров, А.В Жулидов Л.: Гидроме-теоиздат, 1991.-С. 311 -312.

96. Новиков Ю.З. Экология, окружающая среда и человек. Текст. / Ю.В. Новиков М.: ФАИР-ПРЕСС, 2000. - 320 с.

97. Новиков Ю.В. Методы определения вредных веществ в воде водоемов. Текст./ Ю.В. Новиков М.: Медицина, 1981. - 376с.

98. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва растение -удобрение. Текст. //Химия в сельском хозяйстве - 1995. - № 4. - с. 16-18.

99. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва растение -удобрение: Автореферат дис. д-ра с.-х. наук. Текст./ М:М Овчаренко — М., 2000. — 19 с.

100. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах (Дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК № 6229 -91): Гигиенические нормативы 2.1.7.020 94. Текст. - М.,: Гидрометеоиз-дат, 1995.-8с.

101. Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. Текст. / Д.С. Орлов, Л.К Садовникова М.: Высшая школа, 2001. - 256 с.

102. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении: учебное пособие для хим., хим. технол., биол. спец. ВУЗов. Текст. -М.: Высшая школа, 2002. — 234с.

103. Орлов Д.С. Химия почв. Текст./ Д.С. Орлов М.: Химия, 1992. -214 с.

104. Орлов Д.С. Методические указания по обработке и интерпретации результатов химического анализа почв. Текст. /Д.С.Орлов, Л.К.Садовникова, И.Н.Лозановская. -М.: Химия, 1986. 178 с.

105. Орлова Э.Д. Микроэлементы в почвах Омской области и применение микроэлементов. Текст. / Э.Д. Орлова — Омск.: ОмГАУ, 1989. 60 с.

106. Панин М.С. Аккумуляция тяжелых металлов в почвах поймы реки Иртыш. Текст. / Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы — биофилы в окружающей среде. Семипалатинск, 2002. - Т.1. - С.259 - 278.

107. Пейве Я.В. Агрохимия,и биохимия микроэлементов. Текст. — М.,: Изд-во МГУ, 1980. 345 с.

108. Пешковский JI.M., Перескокова Т.М. Инженерная геология. Текст./ Л.М.Пешковский, Т.М- Перескоков- М: Издательство «Высшая школа», 1971.- 214 с.

109. Пиковский Ю.И. Природные и техногенные потоки углеводородов в окружающей среде. Текст. / Ю.ИПиковский М.: МГУ, 1993. - 288с.

110. Пархоменко Н.А., Агроэкологическая оценка действия тяжелых металлов в системе почва растение: Автороферат дис. канд с.-х. наук. Текст. / Н.А Пархоменко - Омск, 2004. - 19'с.

111. Пархоменко Н.А., ЕрмохшгЮ.И. Агроэкологическая оценка действия тяжелых металлов в системе почва растение вдоль автомагистралей в условиях лесостепи Западной Сибири. Текст. / Н.А Пархоменко, Ю.И' Ермохин - Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2005. - С. 110.

112. Пирогова Т.И. Полевое изучение почв (лабораторный практикум). Текст. / Т.И Пирогова . Омск: Изд-во ОмГПУ, 1999. - 39 с.

113. Плотников, Ю.Н. Основы рационального природопользования: учеб пособие. Текст. Омск: Изд-во ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2004. - 312с.

114. Попов1 В.В. Контроль загрязнения; почв тяжелыми металлами. Текст. // Химизация сельского хозяйства. 1991. - № 11. - С.80 - 82.

115. Потин С.Н. Содержание тяжелых металлов в почве и растениях в пригородной зоне Омска: сб. науч. трудов ОмГАУ. Текст. Омск, ОмГАУ, 1996.-с. 38-49

116. Почва, город, экология. Текст. / Под общей ред. акад. РАН Г.В.Добровольского.-М.: Знание, 1997. 94 с.

117. Проблемы геохимической экологии организмов. Текст. — М.: Высшая школа, 1974. — 136 с.

118. Растения в экстремальных условиях минерального питания. Текст. -Л.: Наука, 1983.-177 с.

119. Рейнград Я.Р. Ландшафтно экологические и геохимические особенности территории г.Омска. Текст. // Экологическое состояние почв и растений Западной Сибири и проблемы их качества. - Омск: Изд-во ОмГАУ, 1997 - С.50 - 56.

120. Решецкий И.П. Тяжелые металлы в системе почва — растение при длительном применении осадков городских сточных вод. Текст. // Тяжелые металлы и радионуклиды в агроэкологических системах. — М., 1994. С. 79 -81.

121. Садовникова Л.К. Экологические последствия загрязнении почв тяжелыми металлами. Текст. // Биологические науки. 1989. - № 9. - С. 47 -53.

122. Сергеев В.В. Радиоэкологический мониторинг загрязнения техногенными радионуклидами реки Иртыш в южных районах Омской области: дис. канд.биол.наук. Текст. Омск, 2004. - 107 с.

123. Синдирева А.В. Агроэкологическая оценка действия кадмия, никеля и цинка в системе почва — растение животное: автореф. дис. канд. биол. наук. Текст. / А.В Синдирева - Омск: Изд-во ОмГАУ, 2001. - 16 с.

124. Ситникова Г.В. Экологическое состояние реки Оми. Текст. //Современные проблемы реки Иртыша и водообеспечения Омской области: пути их решения. Омск: изд-во ОмГАУ, 2006. - С. 129 - 135.

125. Соловьев А.А. Состояние поверхностных и подземных вод Омской области. Текст. / Соловьев А.А, Анциферова А.Н. Омск, 1997. - С.20 - 22.

126. Соловьев А.А. Какая вода была в Иртыше 100 лет назад. Текст. // Природа, природопользование и природообустройство Омского Прииртышья: Материалы III науч.-практ.конф. Омск, 2001. - С. 23-26.

127. Староверова А.В. Нормирование токсикантов в почвах и продуктах питания. Текст. / А.В. Староверова, Л.Б. Ващенко // Агрохимический вестник. 2000 - № 2. - С. 13-14.

128. Степанова М.Д. Подходы к оценке загрязнения почв и растений тяжелыми металлами. Текст. // Химические элементы в системе почва — растение. Новосибирск: Наука. Сиб.отделение. 1982. — С. 52-60.

129. Толкачева В.В. Анализ токсичности^ природных вод методом биотестирования (на примере Нижневаторского района): дис. канд. биол. наук. Текст. / В.В Толкачева Омск, 2004. - С. 9 - 14.

130. Тяжелые металлы в системе почва— растение — удобрение. Текст. /Под общей ред. М.М.Овчаренко. М., 1997. - 289с.

131. Удрис Г.А. Биологическая роль меди. Текст. / Г.А Удрис Рига: Зинатис, 1990.- 189 с.

132. Уильяме Д. Металлы жизни. Текст. / Уильяме Д. М.: Мир, 1975. - 196 с.

133. Фелленберг Г. Загрязнение-природной среды. Введение в экологическую химию. Текст. / Г. Фелленберг М.: Мир, 1997. - 232с.

134. Федорова Е.В., Одинцева Г.Я. Биоаккумуляция металлов растительностью в пределах малого аэротехногенно загрязненного водосбора. Текст. // Экология. 2005. - № 1. - С. 37-45.

135. Физиология растительных организмов и роль металлов. Текст./ Под ред. И. М. Чернавской. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 157 с.

136. Фокин АД., Лурье А.А.,Пельтцер А.С. Биофильность и ксенобио-токсичность как факторы,корневого поступления и распределения элементов по органам растений. Текст. // Экология. 1996. - №6. - С. 54-62.

137. Фомин Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. Текст. / Г.С Фомин М.: ЗАО «Ост Аква», 2000. -124 с.

138. Франке 3., Франц П., Варнке В. Химия отравляющих веществ. Текст. -М.: Химия, 1973. -40 с.

139. Хабаров А.В., Яскин А.А. Почвоведение. Текст./ А.В Хабаров, А.А Яскин -М.: «Колос», 2001.-280 с.

140. Христолюбов В.П. Экологическая обстановка в Омской области за последние 10 лет. Текст. // Природа, природопользование и природообуст-ройство Омского Прииртышья: Материалы III научно-практической конференции. Омск, 2001. - С. 10-15.

141. Хоружая Т.А. Оценка экологической опасности обеспечения безопасности, методы оценки рисков, мониторинг. Текст. / Т.А Хоружая — М.: Книга сервис, 2002. 208 с.

142. Цинк и кадмий в окружающей среде. Текст. М.: «Наука», 1992. -198 с.

143. Черников В.А., Милащенко Н.З., Соколов О.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Текст. / Устойчивость почв к антропогенному развитию. Книга 3. Пущино, 2001. - С. 69-80.

144. Черников В.А. Агроэкология. Текст. /В.А. Черников, А.И. Че-керес М.: Высшая школа, 2000.- 536 с.

145. Черных Н.А. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере. Текст. / Н.А. Черных М.: Химия, 2003. - 156 с.

146. Черных Н.А. Экологические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. Текст. / Н.А. Черных М.: Химия, 1999. - 176с.

147. Черных Н.А., Ладонин В.Ф. Вопросы нормирования содержания тяжелых металлов в почве. Текст. // Химия в сельском хозяйстве. 1995. -№5.-С. 36-44.

148. Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в биоценозах. Текст. / Н.А Черных, М.М Овчаренко М.: Высшая школа, 2002. - 156 с.

149. Шильников Л.А. Проблемы снижения подвижности тяжелых металлов при известковании. Текст. // Химия в сельском хозяйстве—1995. -№ 4.- С. 29- 32.

150. Школьник М.Я. Микроэлементы в жизни растений. Текст. / М.Я. Школьник- Л.: «Наука», 1974. 324 с.

151. Экология и безопасность жизнедеятельности: учеб. пособие для вузов. Текст. / Д.А. Кривошеиш, JI. А. Муравей, Н.Н. Роев и др./ под. ред. Л.А. Муравья. М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2000. - 447 с.

152. Эрхард Ж.П. Планктон: состав, экология, загрязнение. Текст. / Ж.П. Эрхард Л.: Наука, 1984. - 124 с.

153. Юдин Ф.А. Методика агрохимических исследований. Текст./ Ф.А. Юдин М.: Колос, 1980. - 360 с.

154. Ягодин Б.А. Методы определения различных форм микроэлементов в почвах. Текст. // Почвоведение. 1977. - №5. -С.27 — 30.

155. Beurskens J. Е. М., H.J.Winkels, J.de Wolf and C.G.C.Dek. Trends of priority pollutants in the Rhine during the last years. // Water Sci.technol.- 1994. -P. 77-85.

156. Contaminated land polcies in some industrialized countries / By J. F. Wilma., Visser HSc // Technical Soil Protection Committee, the Hagne, September. 1993. - P. 76-78.

157. Christensen Т.Н., Cadmium soil sorption at low concentrations, Water, Air, Soil Pollut., 21, 105 and 115, 1984

158. Farrah H., Pickering W. F. The sorption of lead and cadmium species by clay minerals, Aust. J.Chem., 30,1417, 1997

159. Hahne H., Kroontje W. Significance of pH and chloride concentraton on behavior of heavy metal poiiutants, mercury, cadmium, zinc and lead.- J. Environ. Qual., 1973, v.2.- P. 444

160. Jonson R.D., Miller R.E., Williams R.E., Wai C.M., Wiese A. C., Mitchell J.E., The Heavy metal problem of Silver Valley, Northen Idaho; paper presented at Int. conf. Heavy Metals in Environmet, Toronto, October 27, 1975. P 465

161. Kitagishi K., Yamane I., Eds., Heavy Metal Poiiution in Soils of Japan, Japan Science Society Press, Tokyo, 1981. P. 302

162. Nriagi J. O. Global inventery of trace metals to the asmosphere / J. O. Nriagi, Nature. 1979. - Vol. 279. - P. 409 - 411.

163. Pacyna J.M. Contribution of elements to the atmosphere from natural sources / J.M Pacyna // Chemical climatology and geomedical problems (ed.by J/ lag). The Norwegain Academy of Sciences and Lettrs Osbo. -1992. -P. 91- 104.

164. Pauli W. F. Heavey metal humates and hteia behavion against hydrogen sulfide / W.F. Pauli // Soil Sci. 1975. - № 119. - P. 98.

165. Purves D., The contamination of soil and food crops by toxic elements normally faund in municipal wastewaters and their conseguences for human health, in Wastewater Renovation and Reuse, D Itri F. M., Ed., Marcel Dekker, New York, 1977/ P. 257.

166. Stricland R., Chaney W. Organic matter influences phototoxicity of cadmium to soybeans. Plants and soil, 1979, v. 52. - P. 393

167. Stivenson F.J. Formation constants of Cu complexes with himic and fulvic asids / F. J. Stivenson, S. A. Krastanow, M. S. Andarany // Geoderma. — 1973. Vol. 9,№ 2. - P. 28 - 32.

168. Van Dijbh. Cation binding of himic asids / Van Dijbh. Geoderma. -1971. -№ 5. -H. 28-32.

169. Показатели метеоусловий в 2005-2007гг1. Месяцы

170. Декады Температура воздуха, "С

171. Май Июнь Июль Август2005 2006 2007 2005 2006 2007 2005 2006 2007 2005 2006 20071.декада 10,4 5,6 м 20,4 20,7 10,4 20,4 17,6 20,9 19,4 14,8 5J,1. декада 16,1 13,8 14,5 18,3 " 22,4 15,9 17,6 21,6 22,3 17,9 15,4 13,4

172. I декада 13,4 15,9 13,4 20,6 21,2 21,1 20,7 16,7 20,1 13,0 14,8 19,1

173. Среднемноголетнее 10,3 °С 16,2 °С 18,4 иС 15,5 °С1. Осадки, мм

174. Май Июнь Июль Август2005 2006 2007 2005 2006 2007 2005 2006 2007 2005 2006 20071.декада 0,3* м 9 48 9 10 7 16 8 24 35 и 25 79 25 4 6 16 18,6 161. декада f. 8 14 44 2 29 12 22 5 с 43 16и 11 11 20 25 24 24 0 14 14

175. I декада 23 10 10 55 62 99 13 19 21 29 11 612 12 24 24 21 21 13 13

176. Среднемноголетнее 32 мм 60 мм 70 мм 43 ммсредние многолетние данные

177. Содержание тяжелых металлов в воде реки Иртыш (май)

178. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

179. X tL (0,95; 5) £{У) X tL (0,95; 5) £{У) °{у}

180. Мп 68,76 2,78 1,8 2 2,20 39,00 2,78 1,12 2,89

181. Си 21,66 2,78 1,96 8,84 26,32 2,78 1,16 4,43

182. Zn 52,96 2,78 3,83 7,24 41,24 2,78 1,03 2,49

183. Содержание тяжелых металлов в воде реки Иртыш (июнь)

184. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

185. X tb (0,95; 5) е(У> °{у} X ^ (0,95; 5) £{У)

186. Мп 46,80 2,78 1,17 2,49 58,14 2,78 0,86 1,49

187. Си 29,32 2,78 1,23 4,20 30,57 2,78 1,09 3,58

188. Zn 60,14 2,78 1,68 19,40 50,52 2,78 1,24 2,47

189. Содержание тяжелых металлов в воде реки Иртыш (июль)

190. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

191. X tL (0,95; 5) £{у} X tL (0,95; 5) £{У} а{у}

192. Мп 47.08 2,78 1,82 3,81 47,22 2,78 2,13 4,51

193. Си 29,12 2,78 1,28 4,41 30,75 2,78 1,08 3,53

194. Zn 64,56 2,78 1,49 2,31 51,6 2,78 1,21 2,35

195. Содержание тяжелых металлов в воде реки Иртыш (сентябрь)

196. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

197. X (0,95; 5) £{У> X tL (0,95; 5) £(У} а(у}

198. Мп 51,12 2,78 0,90 1,76 13,15 2,78 0,62 4,78

199. Си 68,98 2,78 1,34 1,94 32,08 2,78 0,83 2,60

200. Zn 59,34 2,78 0,80 1,35 41,44 2,78 0,55 1,33

201. Валовое содержание металлов в почве аллювиального дернового типа (весна)

202. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

203. X tb (0,95; 5) £{У) а(у) X tL (0,95; 5) £{У) а(у}

204. Мп 19,24 2,78 3,91 20.36 156,74 2,78 36,34 23.18

205. Си 0,42 2,78 0,18 43,95 8,21 2,78 2,86 37.61

206. Zn 3,14 2,78 1,54 49,14 30,78 2,78 10,26 33,35

207. Pb 2,23 2,78 0,74 33,18 4,54 2.78 1,64 36.16

208. Cd 0,16 2,78 0,06 40,00 0,19 2,78 0,06 35,30

209. Содержание подвижных форм металлов в почве аллювиального дернового типа (весна)

210. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

211. X tL (0,95; 5) £{у) X t (0,95; 5) е(у}

212. Мп 19,24 2,78 3,91 20.36 19,24 2,78 3,91 20.36

213. Си 0,42 2,78 0,18 43,95 0,42 2,78 0,18 43,95

214. Zn 3,14 2,78 1,54 49,14 3,14 2,78 1,54 49,14

215. Pb 2,23 2,78 0,74 33,18 2,23 2,78 0,74 33,18

216. Cd 0,16 2,78 0,06 40,00 0,16 2,78 0,06 40,00

217. Валовое содержание металлов в почве аллювиального дернового типа (осень)

218. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

219. X tL(0,95;5) е{у} X tL(0,95;5) е{у} а(у)

220. Мп 199,4 2,78 38,43 19.27 163,6 2,78 8,72 5,33

221. Си 8,10 2.78 1Д1 13,81 7,53 2.78 0,90 11.98

222. Zn 27,00 2,78 1,16 4,30 22,28 2,78 3,91 17.58

223. Pb 27,06 2,78 1.26 4,69 6,69 2.78 0,73 10.96

224. Cd 0,12 2,78 0.01 16,38 0,11 2,78 0,016 14,47

225. Содержание подвижных форм металлов в почве аллювиального дернового типа (осень)

226. Элементы Кировский адм. округ 1 Советский адм. округ

227. X tL (0,95; 5) е{у} а(у} X tL (0,95; 5) £{у} а(у}

228. Мп 18,55 2,78 2.68 14,46 18,05 2,78 2,26 12,51

229. Си 0,4 2,78 0,02 6,21 0,54 2,78 0.07 13,90

230. Zn 1,18 2,78 0,02 2,17 1,24 2,78 0.01 1,28

231. Pb 1,3 2,78 0,07 5,46 1,19 2,78 0.04 3,43

232. Cd 0,12 2,78 0,01 16,6 0,04 2,78 0,01 22,96

233. Содержание тяжелых металлов в атмосферных осадках (снежный покров, январь)

234. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

235. X tL 0,95;5) е{у) X tL 0,95;5) е(у}

236. Мп 10,04 2,78 0,79 7,91 11,42 2,78 3,07 26,93

237. Си 40,04 2,78 1,82 4,55 80,71 2,78 2,95 3,66

238. Zn 73,2 2,78 2,28 3,09 89,36 2,78 2,01 2,25

239. Содержание тяжелых металлов в атмосферных осадках (снежный покров, март)

240. Элементы Кировский адм. округ Советский адм. округ

241. X tL 0,95;5) е{у) а(у} X tL 0,95;5) е{у} а{у}

242. Мп 16,18 2,78 0,91 5,65 5,99 2,78 0,74 12,47

243. Си 36,26 2,78 1,17 3,24 12,56 2,78 1,14 9,08

244. Zn 87,6 2,78 2,10 2,70 69.29 2,78 1,78 2,57

Информация о работе

Макарова, Ольга Александровна
кандидата биологических наук
Омск, 2009
ВАК 03.00.16

Диссертация

Экологическая оценка содержания тяжелых металлов в системе вода-почва-растение в прирусловой части поймы реки Иртыш - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы