Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка эколого-геохимического состояния районов г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология
Автореферат диссертации по теме "Оценка эколого-геохимического состояния районов г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей"
На правах рукописи
003457598
Таловская Анна Валерьевна
ОЦЕНКА ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ РАЙОНОВ Г. ТОМСКА ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ ПЫЛЕАЭРОЗОЛЕЙ
Специальность 25.00.36 - Геоэкология
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
1 2 дек 200В
Томск - 2008
003457598
Работа выполнена в Томском политехническом университете
Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук
Язиков Егор Григорьевич
Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук
Бортникова Светлана Борисовна
Защита состоится «23» декабря 2008 г. в 16 00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.269.07 при Томском политехническом университете по адресу: 634050, г Томск, ул. Советская, 73, 1-й корпус ТПУ, ауд. 111.
С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета.
Автореферат разослан «22» ноября 2008 г.
кандидат геолого-минералогических наук Бернатонис Вилис Казимирович
Ведущая организация: ОАО «Томскгеомониторинг», г. Томск
Ученый секретарь диссертационного совета
С.И. Арбузов
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Техногенное воздействие на окружающую среду в крупных промышленных центрах приводит к формированию антропогенных геохимических аномалий. Сейчас в земной атмосфере находится около 20 млн т пыли, из которой примерно три четверти приходится на выбросы промышленных предприятий (металлургический, энергетический, нефтегазодобывающий и нефтехимический комплексы) (Ивлев, 1982; Кабанов, 1997). Входящие в состав аэрозолей вещества неблагоприятно воздействуют на здоровье человека (Спурный и др., 1964; Василенко, 1999; Mugica et al., 2002; Kappes et al., 2004 и др.). В настоящее время особое внимание уделено изучению аэрозолей в крупных регионах и городах в нашей стране и за рубежом (Селезнева, 1966; Аэрозоли..., 1993; Куценогий, 1997; Геохимия ..., 1990; Norra, 2001; Watson et al., 2001; Kim et al., 2003 et al; Liu et al., 2005; Аэрозоли..., 2006 и др.).
В Западной Сибири исследование состава атмосферных пылевых выпадений с использованием снеговой геохимической съемки проводится начиная с 1974 г. Большая работа в этом направлении была проведена авторским коллективом, объединившем ученых из Томского государственного университета, Сибирского медицинского государственного университета и НИИ онкологии Томского научного центра РАМН, в составе Бояркиной А.П., Васильева Н.П., Львова Ю.А., Будаевой Л.И., Байковского В.В., Летувнинкаса
A.И., Воробьевой А.И и др. Начиная с 1990-х годов изучение загрязнения окружающей среды, в том числе и снегового покрова, проводится на базе кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета Рихвановым Л.П., Язиковым Е.Г., Сарнаевым С.И., Шатиловым А.Ю. и др. В г. Новосибирске подобные работы проводят сотрудники Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН Росляков H.A., Ковалев
B.П., Щербаков Ю.Г., Сухоруков Ф.В., Щербов Б.Л., Ковалев С.И. и др., а также сотрудники ГГП «Березовгеология» Пахомов В.Г., Попов Ю.П., Зубов Е.В., Анцырев A.A., Лященко Н.Г. и др.
На территории Томского района Томской области расположено значительное количество крупных промышленных предприятий различного назначения. Особенностью этой территории является наличие предприятий ядерно-топливного цикла Сибирского химического комбината (СХК, г. Северск). Наряду с этим, нефтехимическая промышленность, десятки заводов и фабрик, а также предприятия топливного цикла (ГРЭС, ТЭЦ и др.) выбрасывают значительные массы пылеаэрозолей в окружающую среду, что создает определенную экологическую опасность для населения (Экология Северного ...., 1994; Экологический ..., 2006).
Анализ ранее проведённых эколого-геохимических исследований пылеаэрозолей на территории г. Томска и Томского района Томской области показывает, что преимущественное внимание при этом уделялось изучению уровней накопления в них тяжелых металлов (Pb, Zn, Си, Cd и др.) (Аэрозоли..., 1993; Летувнинкас, 1999; Ильченко, 2000; Летувнинкас, 2002;
Семина, Иванов, 2003 и др.). Имеется ряд работ по изучению содержания редких, редкоземельных и радиоактивных элементов, а также минеральной составляющей техногенных образований в пылеаэрозолях на территории сельских населенных пунктов Томского района и некоторых других регионов России (Экология..., 1994; Голева, 1994, 2001, 2007; Язиков, Рихванов, 1996; Шатилов, 2001; Язиков, 2006 и др.). Детальное изучение вещественного состава твердого осадка снега с применением современной аппаратуры, а также установление радиогеохимической специализации пылеаэрозолей в целом на всей территории г. Томска позволит объективно оценить уровень ее загрязнения.
Объектом исследований является территория г. Томска. Предметом исследования выступает твердый осадок снега.
Цель работы. Оценка эколого-геохимического состояния территории г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей для разработки рекомендаций по организации локального экологического мониторинга. Основные задачи исследования:
1. Изучить вещественный состав пылеаэрозолей на территории г. Томска.
2. Оценить среднесуточное поступление техногенной пыли с комплексом редких, редкоземельных и радиоактивных элементов на снеговой покров территории г. Томска.
3. Установить ассоциации редких, редкоземельных и радиоактивных элементов, характерных для пылеаэрозолей на территории г. Томска.
4. Выявить изменение минералого-геохимических особенностей пылеаэрозолей за зимние периоды 2001-2007 гг. на территории учебных корпусов Томского политехнического университета, Академгородка и пригорода с целью изучения динамики пылевого загрязнения территории г. Томска.
5. Определить токсичность пылеаэрозолей на территории г. Томска методом биотестирования на дрозофилах Drosophila melanogaster и инфузориях-туфельках Paramecium caudate.
6. Разработать методику радиогеохимической оценки территории в зоне влияния предприятий ядерно-топливного цикла на основе изучения пылеаэрозолей методом f-радиографии.
7. На основе оценки эколого-геохимического состояния территории г. Томска и результатов детальных исследований района учебных корпусов Томского политехнического университета, Академгородка и пригорода разработать рекомендации по организации локального экологического мониторинга на площадках экологического неблагополучия.
Фактический материал и методы исследования
В основу диссертационной работы положены результаты исследований, проводившихся лично автором или совместно с сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета в период с 2001 по 2007 год.
Работы выполнялись в рамках договорных работ с ОАО «Томскгеомониторинг» согласно «Программе ведения государственного
мониторинга состояния недр на территории Томской области» в период с 2005 г. по 2008 г.; гранта по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК»), организованной Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере при поддержке Федерального агентства по науке и инновациям и Федерального агентства по образованию (2007-2008 гг.); гранта на проведение молодыми учеными научных исследований в ведущих научно-педагогических коллективах ТПУ (2008 г.). Исследования с 2006 г. выполнялись совместно с сотрудниками Института оптики атмосферы СО РАН (ИОА СО РАН) в рамках гранта РФФИ № 06-05-64393, а также во время научной стажировки автора в Университете Карлсруэ (Германия).
Для изучения минералого-геохимических особенностей пылевых атмосферных выпадений было отобрано и проанализировано 204 проб снега. Пробы отбирали в сельских населенных пунктах Томского района, расположенных в 30-40 км от города в юго-западном и северо-восточном направлениях, согласно «розы» ветров, а также в условно фоновых районах (с.с. Победа, Киреевск, заказник «Томский») (рис. 1). Снегогеохимическую съемку и другие исследования проводили также в отдельных пунктах мониторинга на территории г. Томска (рис. 2).
Все пробы твердого осадка снега были проанализированы инструментальным нейтронно-активационным анализом в ядерно-геохимической лаборатории кафедры геоэкологии и геохимии, функционирующей на база исследовательского ядерного реактора научно-исследовательского института ядерной физики при Томском политехническом университете (НИИЯФ при ТПУ) (аналитики А.Ф. Судыко, Л.В. Богутская). Исследования методом осколочной радиографии осуществляли на ядерном реакторе НИИЯФ при ТПУ. Кроме этого, использовали и другие методы анализа: масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (1СР-М8),
10 5 0 10 20 30 40км
Рис. I. Схема отбора проб снега на территории Томского района и на условно фоновых участках
рентгенофлуоресцентный анализ, масс-спектрометрию для определения отношения изотопов углерода (ЖМБ) в аналитической лаборатории Института минералогии и геохимии Университета Карлсруэ (г. Карлсруэ, Германия).
Все анализы выполняли в аккредитованных лабораториях по аттестованным методикам с использованием стандартных образцов сравнения и контролировали параллельными определениями элементов несколькими аналитическими методами, а также данными внешнего контроля. Погрешность определения не превышала 20 % по большинству анализируемых элементов.
Исследования вещественного состава твердого осадка снега проводили с использованием рентгеноструктурного анализа и импульсной катодной люминесценцией в лабораториях ТПУ, а также рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии в лабораториях Института минералогии и геохимии Университета Карлсруэ (г. Карлсруэ, Германия).
Октябрьский райрй
.и,—.-'у^Щр^У
'вётский район 6
« " * > »
9.4""%. #
иро&скии рамой
Рис. 2. Схема отбора проб снега на территории г. Томска Промышленные предприятия (1-16): 1 - ООО «Континента», 2 - ОАО «Томский инструмент», 3 - ОАО «Томский электроламповый завод», 4 - Томская ГРЭС-2 ОАО «Томскэнерго», 5 - ООО «Завод крупнопанельного домостроения ТДСК», 6 - «Эмальпроизводство ЗАО «Сибкабель», 7 - ОАО «Манотомь», 8 - ОАО «Сибэлектромотор», 9 - ФГУП «Томский электротехнический завод» и НПО «Полюс», 10 - золоотвал Томской ГРЭС-2 ОАО «Томскэнерго», 11 - ЗАО «Карьероуправление», 12 - ОАО «Завод ЖБК-100» и ООО «Керамзит-Т», 13 - ОАО ТрансВудсервис «Томский шпалопропиточный завод», 14 - ООО «Томский завод резиновой обуви», 15 - ЗАО «Сибкабель»; 16 - ЗАО «Томский подшипник». Пункты эколого-геохимического мониторинга (17-19): 17 - район учебных корпусов ТПУ, 18 — район Академгородока, 19-е. Тимирязево.
Для определения токсичности пылеаэрозолей применяли метод биотестирования. В процессе выполнения эксперимента по биотестированию с использованием ПгояоркПа melanogaster всего было изучено развитие 65 023
б
дрозофилы в 26 пробах твердого осадка снега территории г. Томска и его пригорода. Определение токсичности 20 проб твердого осадка снега методом биотестирования на инфузориях-туфельках Paramecium caudate проводили в гидрогеохимической лаборатории ОАО «Томскгеомониторинг».
Научная новизна работы:
1. Впервые на основе изучения пылеаэрозолей проведена эколого-геохимическая оценка состояния территории г. Томска с разработкой рекомендаций по её мониторингу.
2. Впервые для территории г. Томска выявлен уровень техногенного загрязнения на основе изучения вещественного состава твердого осадка снега, среднесуточного поступления пыли с комплексом редких, редкоземельных и радиоактивных элементов и выделения ассоциаций этих элементов.
3. Впервые предложена методика оценки радиогеохимического состояния территории с присутствием предприятий ядерно-топливного цикла на основе изучения пылеаэрозолей с помощью метода f-радиографии.
4. Впервые апробированы в качестве тест-объектов мушки Drosophila melanogaster и инфузории-туфельки Paramecium caudate для определения токсичности твердого осадка снега.
Практическая значимость работы
Проведенное автором районирование территории города с выделением типа загрязнения, по данным изучения пылеаэрозолей, послужит основой для разработки программы детального экологического мониторинга и внедрения системных природоохранных мероприятий для обеспечения безопасного проживания населения. Разработан новый способ экспрессной оценки определения загрязненности снегового покрова техногенными компонентами (патент № 2229737), который позволит совершенствовать технологию эколого-геохимического мониторинга. Предложенная методика радиогеохимической оценки территории с присутствием предприятий ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), на основе изучения пылеаэрозолей методом осколочной радиографии, позволит установить степень и масштабы воздействия предприятий ЯТЦ на селитебную зону. Результаты работы внедрены в производство в ОАО «Томскгеомониторинг» и ОГУ «Облкомприрода».
Материалы диссертационной работы использованы при проведении практических и лабораторных занятий, а также в методических указаниях, в т.ч. и на английском языке, по курсам «Геохимический мониторинг природных сред» и «Минералогия техногенных образований» для студентов специальности 020804 «Геоэкология» кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета.
Достоверность защищаемых положений обеспечена статистически значимым количеством проб, проанализированных современными высококачественными аналитическими методами, а также глубиной проработки материала.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы, полученные автором, докладывались на 25-и Международных и 5-и Всероссийских научных симпозиумах, форумах, конференциях, совещаниях и
школах-семинарах: V, VI, VII, VIII, IX, X, XI и XII Международных научных симпозиумах студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008), XI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004» (Москва, 2004), Международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование» (Санкт-Петербург, 2003), Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2005), Международной конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2006,2008) и др.
Публикации. Основное содержание и научные положения диссертации опубликованы в 45 статьях и тезисах докладов, в том числе 5 статей опубликованы в рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАК. Получен в соавторстве 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав и заключения. Объем работы составляет 185 страниц, включая 49 таблицы и 58 рисунков. Список литературы состоит из 174 наименований.
В главе 1 отражены современные научные достижения в области исследования атмосферных аэрозолей, в том числе и атмосферной пыли.
Глава 2 посвящена методике исследований. Описаны способы отбора и обработки проб снега, методы анализа твердого осадка снега и его биотестирования, а также приемы статистической обработки информации.
В главе 3 приводится характеристика природно-климатических особенностей территории, а также геоэкологической ситуации в г. Томске.
В главе 4 описаны уровень пылевой нагрузки на исследуемой площади и вещественный состав пылеаэрозолей.
В главе 5 охарактеризована геохимическая специализация пылеаэрозолей на изучаемой площади и описаны основные ореолы загрязнения снегового покрова химическими элементами на территории г. Томска.
В глава 6 дана радиогеохимическая характеристика пылеаэрозолей территории г. Томска и прилегающих площадей. При этом особое внимание уделяется формам нахождения делящихся радиоактивных элементов в пробах твердого осадка снега.
В 7 главе представлены результаты биотестирования проб твердого осадка снега на мушках Drosophila melanogaster и на инфузориях-туфельках Paramecium caudate.
В заключении приведены основные выводы и рекомендации.
Личный вклад соискателя в получение результатов, изложенных в диссертации, заключается в непосредственном участии в отборе и подготовке к анализам проб снега и их нерастворимого остатка, изучении вещественного состава проб, статистической обработке материала, построении карт-схем загрязнения снегового покрова изучаемой территории, биотестировании проб на Drosophila melanogaster и Paramecium caudate.
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, профессору, д.г.-м.н. Е.Г. Язикову и заведующему
кафедрой геоэкологии и геохимии, профессору, д.г.-м.н. Л.П. Рихванову за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы. Особо признателен автор руководителям и сотрудникам аналитических лабораторий
A.Ф. Судыко, Л.В. Богутской, Г.А. Бабченко, Т.Д. Кириленко, Н.И. Мазуриной, U. Kramar, В. Oetzel, С. Haug, Cl. Mößner, V. Zibat, G. Preuß за помощь в проведении исследований. Автор выражает искреннюю благодарность за ценные советы д.б.н. H.H. Ильинских, д.ф.-м.н. В.И. Корепанову, д.ф.-м.н. М.В. Панченко, д.г.-м.н. Р.В. Голевой, к.ф.-м.н. В.И. Олешко, к.м.н. A.A. Михальчуку, к.т.н. С.Г. Маслову, ассистентам H.A. Новиковой, Е.С. Андреевой,
B.C. Козлову. Автор благодарен коллегам по кафедре геоэкологии и геохимии д.г.-м.н. С.И. Арбузову, к.г.-м.н. В.А. Домаренко, к.х.н. H.A. Осиповой, к.г.-м.н. В.В. Ершову, к.б.н. Н.В. Барановской, к.г.-м.н. C.B. Азаровой, к.г.-м.н. A.B. Волостнову, к.г.-м.н. Т.А. Архангельской, ассистенту JI.B. Жорняк, инженеру Ю.Л. Замятиной, а также сотрудникам Института минералогии и геохимии Университета Карлсруэ (Германия, г. Карлсруэ) D. Stiiben, St. Norra, Dr. Z. Berner, G.Ott, Th. Neumann и N. Schleicher.
ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Положение 1. Величина среднесуточной пылевой нагрузки на территорию г. Томска изменяется от 16 до 303 мг/м2хсут. при среднем значении 63 мг/м2хсут. Вещественный состав твердого осадка снега представлен природными (20-40%) и техногенными (60-80 %) составляющими. Основная доля техногенных составляющих приходится на выбросы предприятий топливно-энергетического комплекса, представленные преимущественно частицами сажи, угля (20-50 %), шлака (15-25 %) и алюмосиликатными микросферулами (5-15 %), высокое содержание которых приходится на жилые кварталы Ленинского района и зоне воздействия Томской «ГРЭС-2».
Масса пыли в снеговой пробе служила основой для определения среднесуточной пылевой нагрузки Рп в мг/м2хсут. или кг/км2хсут. Расчет проводился по формуле: P„=P/(S х t), где: Р - масса пыли в пробе (мг; кг); S -площадь шурфа (м2; км2); t - время от начала снегостава (количество суток) (Геохимия ..., 1990).
По данным снеговой съемки, величина среднесуточной пылевой нагрузки на территорию г. Томска изменяется от 16 мг/м2хсут. до 303 мг/м2хсут. при среднем значении 63 мг/м2хсут. (рис. 3). По степени запыленности административные районы города образуют следующий ряд: Октябрьский - 84,3 мг/м2хсут., Советский - 62,7 мг/м2хсут., Ленинский - 55,9 мг/м2хсут. и Кировский - 43,6 мг/м2хсут.
Наиболее контрастные участки среднесуточного притока пыли на снеговой покров расположены на территории Октябрьского района, где сосредоточена основная часть предприятий строительной индустрии, а также на территории Советского района, где расположена Томская «ГРЭС-2».
Рис. 3. Величина среднесуточной пылевой нагрузки на территорию г. Томска, по данным снегового геохимического опробования, мг/м2хсут. (условные обозначения на рис. 2)
Детальные исследования вещественного состава проб твердого осадка снега с применением современных методов анализа позволили значительно дополнить сведения, полученные ранее А.Ю. Шатиловым и Е.Г. Язиковым, при проведении аналогичных работ на территории Томского района Томской области.
По данным электронной микроскопии и рентгеноструктурного анализа, в пробах твердого осадка снега на территории г. Томска были обнаружены компоненты природного происхождения, представленные преимущественно кварцем, альбитом, амфиболами, каолинитом, слюдами, доломитом, кальцитом, гематитом, магнетитом.
Материал техногенного происхождения в основном представлен муллитом, магнезиоферритом, частицами сажи, угля, шлака и алюмосиликатными микросферулами с различной структурой (рис. 4).
В твердом осадке снега доля частиц природного и техногенного происхождения составляет соответственно 60-90 % и 10-40 % (табл. 1). Основная доля техногенного материала представлена частицами сажи и угля (20-50 %), шлака (15-25 %), алюмосиликатными микросферулами (5-15 %), поступающими в окружающую среду преимущественно с выбросами предприятий топливно-энергетического комплекса.
Основу пылеаэрозолей на территории Ленинского района составляют частицы сажи и угля (30-40 %), шлака (15-20 %), источниками которых являются частный сектор и местные котельные. Высокое содержание частиц
сажи и угля (25-30 %) приходится на жилые кварталы в зоне воздействия Томской «ГРЭС-2».
Таблица 1. Вещественный состав твердого осадка снега на территории г. Томска (зима, 2007 г.) (содержание, %)
Тип частиц Условный 1 _ (1)ОН*_ Кировский пайон Советский район Октябрьский вайон i Ленинский | иайон Среднее по rononv
Природные минеральные и биогенные частицы: 81,0 39,0 45,0 35,8 33,6 38,2
Кварц 60 25 33 24 23 26
Частицы оранжевого цвета, полупрозрачные, не окатанные 5 2 6 7 5 5
Растительные остатки 10 11 4 3 5 6
Полевой шпат 1,0 1,0 - 1,0 0,3 0,5
Слюда - - 2,0 0,8 0,3 0,7
Техногенные частицы: 19,0 61,1 55,0 64,2 66,4 61,8
Алюмосиликатные микросферулы 2,0 8,2 10,0 8,0 11,0 10,0
Металлические микросферулы 1,0 6,3 9,0 6,0 8,0 7,0
Частицы сажи и угля 7 28 23 24 33 27
Частицы шлака 8 14 7 7 11 10
Волокнистые частицы 1,0 1,2 1,0 1,0 1,0 1,0
Кирпичная крошка - 3,0 4,0 18,0 2,3 6,4
Частицы синего цвета, бесформенные - 0,3 1,0 0,2 0,1 0,4
Примечание: условный фон* - заказник «Томский».
Многолетние исследования в области медицины доказали, что частицы угольной золы вызывают массовую гибель легочных макрофагов, а сажа способствует учащению катаральных изменений носоглотки. Установлены прямые связи между высокими концентрациями частиц золы и сажи в воздухе с хроническим бронхитом, а также сажи с аллергическим ринитом (Мякишева, Германова, 2005).
Природная составляющая пылеаэрозолей в зимний период представлена в основном частицами кварца и растительными остатками (10-40 %), поступающими за счет ветровой эрозии берегов р. Томи и в результате подсыпания дорог песком во время противогололедных мероприятий. Отметим, что вблизи, обнаженных берегов p.p. Томи и Ушайки и склонов (например, микрорайон Солнечный) пылеаэрозоли представлены преимущественно природными частицами (60-70 %).
и
Рис. 4. Результаты электронной микроскопии твердого осадка снега a) Al-Si гладкие микросферулы (размер 0,5-12 мкм), (увел. 10 Кх); б) микросферулы, содер-жащие оксиды Fe и Mg (2-6 мкм), (увел. 35 Кх); в) микросферулы, содержащие оксиды Fe и Мп (20 мкм), (увел. 7,5 Кх); г) микросферулы, содержащие оксиды Fe (20 мкм), (увел. 12 Кх)
Установлено, что соотношение природных (20-40 %) и техногенных частиц (60-80 %) за период наблюдения (2001-2007 гг.) существенно не изменялось. В пробах твердого осадка снега соотношение частиц угля, сажи (20-50 %), шлака (20-30 %) и алюмосиликатных микросферул (10-15 %)
практически не изменялось. В пробах условно фоновых районов частицы природного происхождения (70-75 %) доминируют над техногенными частицами (20-25 %).
Таким образом, вещественный состав твердого осадка снега является индикатором зон экологического неблагополучия на территории г. Томска. Основная доля техногенного материала представлена выбросами (частицы сажи, угля, шлака, алюмосиликатные микросферулы) топливно-энергетического комплекса. Наиболее загрязненными этими компонентами являются жилые кварталы Ленинского района и зона воздействия Томской «ГРЭС-2». По результатам лшоголетнего мониторинга, в твердом осадке снега наблюдается преобладание техногенного материала (частицы сажи, угля, шлака, алюмосиликатные микросферулы) на территории г. Томска и его пригорода.
Исследование твердого осадка снегового покрова проводили на основе авторского патента на изобретение № 2229737 от 17 октября 2002 г. (Авторы: Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю., Таловская А.В. Способ определения загрязненности снегового покрова техногенными компонентами).
Положение 2. Величина суммарного показателя нагрузки, по данным снегогеохимической съемки, на территорию г. Томска изменяется от 100 до 4700 при фоновом уровне 28. Повышенные значения приходятся на территорию Октябрьского района. Геохимическая специализация твердофазных выделений снегового покрова в ореолах загрязнения данного района проявляется в повышенных величинах среднесуточного выпадения А«, Ьи, КЬ, Ш, Ьа, Се, вт, ТЬ, УЬ, Та, ТЬ, N8, Ре на снеговой покров относительно среднего значения для г. Томска.
Значения величин среднесуточного выпадения микроэлементов На снеговой покров территории г. Томска изменяются от 3,6 до 47207 мг/км2хсут. (табл. 2). Величина среднесуточного выпадения изучаемых химических элементов на снеговой покров г. Томска в десятки раз превышает аналогичный показатель для фонового района. Сравнение среднесуточного притока изучаемых химических элементов на снеговой покров в Кировском и Октябрьском районах г. Томска параметрическим критерием Стьюдента и непараметрическими критериями Колмогорова-Смирнова и Манна-УитНи показало значимые и сильно значимые различия данной величины дйя большинства изучаемых элементов, за исключением Сг, 8Ь, Са, Вг и Аи. Отметим, что значимые и сильно значимые различия величин среднесуточных выпадений химических элементов наблюдаются в Октябрьском районе.
Сравнение среднесуточного притока изучаемых химических элементов на снеговой покров г. Томска и отдельно на территории Октябрьского района аналогичными критериями показало значимые различия данной величины для Аб, Ьи, Ш), Щ Ьа, Се, Бт, ТЬ, УЬ, Та, ТЬ, Ыа, Ре. Максимальные среднесуточные притоки изучаемых элементов на снеговой наблюдаются в Октябрьском районе и в зоне воздействия Томской «ГРЭС-2».
Таблица 2. Средняя величина среднесуточного выпадение химических элементов на снеговой покров на территории г. Томска, мг/км2хсут.
г. Томск Кировский Советский Октябрьский Ленинский Фон*
(п=69) район (п=14) район (п=1б) район (п=20) район (п=19)
Са 721,3±76,4 506±76,7 700±137 966±213 662±97,1 57
N3 452,2±63,4 232±57,5 474±126 665±165 398±95,3 10,5
Бе 1744±191 1024±204 1605±436 2560±461 1594±259 130
Со 863±88,3 537±97,6 687±85 1219±225 891,5±124 72,1
Сг 5927±552 4791±874 5354±1408 7956±1299 5170±606 770
8с 572±71,8 310±72,6 414±88 902±195 563±101 49,7
Ав 236±48,4 90,4±32,1 162±54,5 384±110,5 258,1±94,9 3,5
ЭЬ 371±33,1 282±43 436±65 430±49,8 334±32,5 16,1
А£ 65,4±6,4 43,5±6,2 76,6±19 84,3±13,9 55,6±8,5 1,7
Аи 3,6±0,5 3,7±1,7 3,3±1,1 4,3±1,1 3,0±0,4 1,5
Ва 47207±3569 36716±6960 47158±8973 56386±7499 46416±5031 700
Бг 9501±1513 4197±976 10574±4608 9534±2494 13141±3226 700
И> 3095±383 1621±306 2894±791 4630±1004 2868±502 385
Се 223±29,5 125±24,1 158±31,3 355±86,7 215±30,9 24,5
Вг 706±80,3 579±117 414±123 1015±193 703±139 20,3
И 300±34,7 158±27,3 230±44,7 471±94,5 295±46,1 15,4
Ьа 1557±154 933±145 1247±248 2233±408 1597±206,1 19,6
Се 3398±343 1908±346 2656±537 4993±891 3520±463 72,1
8т 273±29,5 152±23,5 220±47,5 415±77,8 267±40,2 4
Ей 76±10,6 37,3±10,2 52,3±12,5 106,4±23 94,2±24,9 7,7
ТЬ 43,9±4,7 25,5±5 30,7±5,7 66,2±11,6 45,6±8 0,4
УЬ 120±12,7 67,7±10,6 91,7±18,4 178±32,5 122±20,6 1,4
Ьи 19,8±2,2 11,3±2 15±3 30,7±5,9 19±3 0,5
Та 50±5 32,3±5,3 37,6±8,1 74±13,1 48,6±6,7 0,7
и 171±17,9 110±20,2 127±28,7 222±47,7 201 ±26,6 1,4
ТЬ 426±47,2 243±47,7 304±59,1 637±130 450±60,5 20,3
Примечание: Са, Ыа, Бе - г/км хсут., ± - стандартная ошибка, п - количество проб, * - фон по данными А.Ю. Шатилова (2001 г.) с дополнениями Е.Г. Язикова (2006 г.).
Поскольку антропогенные аномалии чаще всего имеют полиэлементный состав, для них рассчитывается суммарный показатель нагрузки Zp, характеризующего эффект воздействия всего спектра рассматриваемых элементов и рассчитанного относительно уровня притока микроэлементов в фоновых районах: Ъ^ = £ Кр - (п - 1), где Кр - коэффициент относительно увеличения общей нагрузки элемента, рассчитываемый по формуле Кр=Р0бЩ/Рф, где: Р0бщ - общая нагрузка, создаваемая поступлением каждого из химических элементов в окружающую среду, рассчитываемая по формуле Р0бщ=СхРп, мг/км2хсут., С - содержание элемента, мг/кг, Рф - фоновая нагрузка исследуемого элемента, рассчитываемая по формуле: Рф=СфхРпф где: Сф -фоновое содержание исследуемого элемента, РПф - фоновая пылевая нагрузка (7 к)7км2хсут.), (Шатилов, 2001), п - число учитываемых элементов с Кр. >1 (Методические ..., 1982; Геохимия ..., 1990).
Величина суммарного показателя нагрузки распределена неравномерно на территории г. Томска - от 100 до 4700, при фоновом значении 28 (рис. 5). Районы города по величине суммарного показателя нагрузки ранжируются следующим образом: Октябрьский - 1448, Ленинский - 1027, Советский - 826 и Кировский - 595. Наиболее контрастные аномалии Тр приходятся на Октябрьский район. Кроме этого, ореолы высоких значений суммарного показателя нагрузки пространственно соответствуют положению предприятий топливно-энергетического комплекса (Томская «ГРЭС-2»).
Рис. 5. Схема распределения суммарного показателя нагрузки на снеговой покров (2р) территории г. Томска (условные обозначения на рис. 2)
По результатам кластерного анализа, в твердом осадке снега на территории г. Томска выявляются следующие микроассоциации элементов: Ьа-Бт-УЬ-Ьи на уровне значимости г ~ 0,9; Иа-Та-Ре-ЯЬ (г я 0,4), ТЬ-Св-Ш-Бс-ТЬ-Се (г ~ 0,7), Сг-и-Со (г ~ 0,3), Вг-Ва-8Ь (г ~ 0,6), Ав-Са (г ~ 0,3), Бг-Аэ (г ~ 0,3) (рис. 6). Для каждого района города выявляются свои микроассоциации элементов: Кировский район - Та-Н^ИЬ (г = 0,8), Ре-Ма-Бт-Ьи (г = 0,4), и-Сг-Со (г ~ 0,3), Са-Вг-Ва-БЬ (г ~ 0,6); Советский район - Аи^т-УЬ-Ьи (г = 0,6), Вг-Еи (г а 0,8), Св-ТЬ-Та-Н^Зс-ТИ-Се (г ~ 0,7), №-Ва (г ~ 0,6); Октябрьский район - Ва-Сг (г ~ 0,8), Вг-и-БЬ (г и 0,5), Та-Ш-ЯЬ (г » 0,7), Св-ТЬ-Бс-Еи (г = 0,7) и Ленинский район - ЛЬ-Ва (г = 0,5), ТЬ-Ш-Бс-иЛЬ-Се-Со (г ~ 0,5). Они обусловлены специфическими особенностями поступления микроэлементов и их связью с источниками загрязнения. В целом наблюдаемые геохимические ассоциации (в рамках изученного спектра элементов) фиксируют наиболее распространенные в городе типы источников загрязнения — топливно-энергетический комплекс, стройиндустрию, предприятия по металлообработке и транспорт.
а)
г. Томск
6)
З.в г
Кировскии район
гЦ г^Г
ГгН
п Си ТЬ Ся ть
I-ш Аи Ей Бс С«
Советский район
г)
э.о
Октябрьский район
Гп
ГГг^
Сг Вг
Продолжение рисунка на следующей странице
д>
з.е з.о 2.«
|
1 О О 9 О.О
Рис. 6. Дендрограммы корреляционной матрицы геохимического спектра элементов в твердом осадке снега: а) г. Томск (l-r0,05 = 0,77, п = 69); районы: б) Кировский (l-r0,05 = 0,53, п = 16), в) Советский (l-r0i05 = 0,5, п = 14), г) Октябрьский (1-го.о5 = 0,58, п = 20), д) Ленинский (l-r0i05 = 0,57, п = 19)
Установленные ассоциации редких, редкоземельных и радиоактивных элементов в пылеаэрозолях Октябрьского района связаны с выбросами предприятий стройиндустрии и топливно-энергетического комплекса, в тоже время как Br-Sb аномалии обусловлены воздействием нефтехимического комбината и автотранспорта. В почвах Октябрьского и Ленинского районов ранее были выявлены высокие концентрации редких и редкоземельных элементов (Геохимия..., 1993; Жорняк, Язиков, 2006). Этот факт указывает на многолетний устойчивый источник поступления данных элементов в окружающую среду на изучаемой территории.
Установлено, что величина среднесуточного выпадения химических элементов на снеговой покров территории пунктов мониторинга существенно не изменялась. Кроме высоких значений в зимние сезоны 2002/03 гг. и 2005/06 гг.
По результатам биотестирования твердого осадка снега на Drosophila melanogaster и Paramecium caudate установлено, что наиболее токсичными являются пробы из санитарно-защитных зон промышленных предприятий г. Томска (Томская «ГРЭС-2», ОАО «Томский инструмент» и др.), что связано особенностями геохимического состава проб.
Таким образом, на территории г. Томска максимум величин среднесуточного выпадения химических элементов на снеговой покров и суммарного показателя нагрузки приходится на Октябрьский район, а минимум - на Кировский. Кроме этого, площадь высоких значений данных величин совпадают с зонами влияния Томской «ГРЭС-2». Величина среднесуточного выпадения химических элементов на снеговой покров существенно не изменялась за период наблюдения (2001-2007 гг.).
Положение 3. Уровни накопления радиоактивных элементов в пылеаэрозолях территории г. Томска составляют в среднем по урану 2,8 мг/кг и торию 6,7 мг/кг. Средняя величина среднесуточного выпадения для урана равна 171 мг/км2хсут. при фоновом значении 1,4 мг/км2хсут. и
Ленинский район
Wjrd's malhad
&
Ж
тория 426 мг/км2хсут. при фоне 20,3 мг/км2хсут. По данным осколочной радиографии, в пылеаэрозолях радиоактивные делящиеся элементы имеют равномерный характер распределения (молекулярно-рассеянная форма), тогда как в зоне воздействия предприятий ядерно-топливного цикла установлено неравномерное их распределение, образованное микровключениями собственных минеральных образований радиоактивных элементов.
На территории г. Томска концентрация урана в твердом осадке снега изменяется от 0,3 мг/кг до 7,7 мг/кг при среднем значении 2,8 мг/кг, тогда как содержание тория колеблется от 0,8 мг/кг до 11,5 мг/кг при средней величине 6,7 мг/кг. Поступление радиоактивных элементов в атмосферу города связано преимущественно со сжиганием угля (Томская «ГРЭС-2», частный сектор и др.), что подтверждается исследованиями С.И. Арбузова с соавторами (Арбузов и др., 2001; Арбузов, 2007).
Среднесуточное выпадение урана на снеговой покров территории г. Томска изменяется от 9 до 1015 мг/км2хсут., при средней величине 171 мг/км2хсут., а тория - от 35 до 2770 мг/км2хсут., при среднем значении 426 мг/км2хсут. (рис. 7). Основные ореолы радиоактивных элементов фиксируются на территории Октябрьского района.
Рис. 7. Изменение величин среднесуточных выпадений урана и тория на снеговой покров территории г. Томска (условные обозначения на рис. 2)
По данным ^радиографии, равномерный характер распределения ТГ-235 и трансурановых элементов определен в твердофазных выпадениях снегового покрова на территории г. Томска и условно фоновых участков (с.с. Киреевск, Победа) (рис. 8). В пробах твердого осадка снега из сельских населенных пунктов, попадающих в «розу» ветров от предприятий СХК, наряду с равномерным характером распределения треков от осколков деления радиоактивных элементов проявлены скопления треков в виде «звезд» и отдельных сгустков (рис. 8). По данным ряда исследователей, в зоне
воздействия предприятий ЯТЦ устанавливаются «горячие» частицы 1-ого и 2-го родов (Черкезян, 1994; ТсЬегк^ап, 1994; Рихванов, 1997; Гритченко и др., 2001; Язиков, 2003; Закономерности..., 2004; Архангельская, 2004).
Минеральные образования радиоактивных элементов в виде оксидов урана были выявлены ранее в пылеаэрозолях в зоне воздействия СХК (Язиков, 2006).
Установлено, что распределение треков от осколков деления радиоактивных элементов в пробах твердого осадка снега на территории г. Томска имеет в основном равномерный характер.
Рис. 8. Характер распределения треков от осколков деления радиоактивных элементов в твердом осадке снега Детектор лавсан. Увел. 200-500х. Характер распределения треков: а) равномерный, г.
Томск (мкр. Солнечный); б) отдельные сгустки скоплений, с. Наумовка; в) микровключения собственных минералов урана, с.с. Поросино и Георгиевка
Установлено, что по мере удаления от СХК (г.г. Северск, Томск) в юго-западном и северо-восточном направлениях плотность треков от осколков деления радиоактивных элементов, характеризующих равномерный характер распределения, уменьшается и достигает минимума в условно фоновь!х районах. Тогда как повышенные плотности скоплений треков от осколков деления радиоактивных элементов в виде «звезд» приходятся на сельские населенные пункты (с.с. Поросино, Наумовка, Георгиевка), расположенные в «розе» ветров предприятий СХК (рис. 9).
Полученные результаты подтверждают ранее делавшиеся выводы (Рихванов, 1997; Шатилов, 2001; Язиков, 2006 и др.) о максимальном влиянии предприятий СХК на окружающую природную среду в северо-восточном и в юго-западном направлениях.
Таким образом, в твердом осадке снега территории г. Томска и условно фоновых районов наиболее распространенными формами распределения радиоактивных делящихся элементов являются преимущественно равномерное рассеяние. В твердом осадке снега территории сельских населенных пунктов, расположенных в зоне влияния предприятий ЯТЦ, зафиксированы также скопления треков от осколков деления радиоактивных элементов в виде «звезд», представляющих собой собственные минеральные образования радиоактивных элементов.
распределения от осколков делящихся элементов в пробах твердого осадка снега
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Основные выводы:
1. Вещественный состав твердофазных выделений снегового покрова территории г. Томска представлен преимущественно (45-90 %) выбросами предприятий ТЭК (частицы сажи, угля, шлак, алюмосиликатные микросферулы). Участки аномальных величин пылевой нагрузки, среднесуточного выпадения химических элементов на снеговой покров и суммарного показателя нагрузки приходятся на территорию Октябрьского района.
2. В пробах твердого осадка снега сельских населенных пунктов, расположенных в «розе» ветров предприятий ядерно-топливного цикла Сибирского химического комбината (г. Северск), наряду с равномерным характером распределения треков от осколков деления радиоактивных элементов, фиксируются скопления треков в виде «звезд».
3. Установлено, что основная доля радиоактивных, редких и редкоземельных элементов в окружающую среду территории г. Томска поступает с выбросами ГРЭС-2.
4. Для оценки опасности пылеаэрозолей для живых организмов необходимо геохимические исследования сочетать с методами биотестирования.
Основные рекомендации:
1. Организовать локальный мониторинг загрязнения атмосферы в зонах воздействия предприятий топливно-энергетического (Томская «ГРЭС-2») и строительного комплексов (ООО «Континентъ», ЗАО «Карьероуправление», ЖБК-100, ОАО «Керамзит») на основе изучения пылеаэрозолей.
2. Для прогноза изменения состояния окружающей среды необходимо создать математическую модель распространения редких, редкоземельных и радиоактивных элементов с техногенной пылью в зонах воздействия промышленных предприятий.
3. Для улучшения экологической обстановки на территории г. Томска необходимо провести следующие природоохранные мероприятия:
•перевести полностью на газ Томскую «ГРЭС-2»;
•усовершенствовать систему пылеулавливания на промышленных предприятиях;
•увеличить роль транспорта на электрическом токе в перевозке пассажиров;
•озеленять санитарно-защитные зоны предприятий.
Список публикаций по теме диссертации Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах
1. Таловская A.B. Мониторинг пылеаэрозолей территории Южного округа г. Томска // Вестник ТГУ. Проблемы геологии и географии Сибири. - 2003. -Приложение 3 (V). - С. 214-216.
2. Таловская A.B. Геоэкологическая оценка территории Томск - Северской промышленной агломерации по результатам изучения пылеаэрозольных выпадений // Записки горного института. Полезные ископаемые России и их освоение. - 2006. - Т. 167. - Ч. 2. - С. 128-131.
3. Таловская A.B. Локальные геохимические наблюдения пылеаэрозолей в пределах городской и пригородной зон / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков // Вычислительные технологии. - 2006. - Спецвыпуск. - Т. 11. - Ч. 1. - С. 46-52.
4. Таловская A.B. Мониторинг потоков аэрозольных выпадений в фоновых районах Томской области / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков, М.В. Панченко, B.C. Козлов // Оптика атмосферы и океана. - 2007. - Т. 20. - № 6. - С. 517-523.
5. Таловская A.B. Геохимический состав пылеаэрозолей на территории полигона «Томский» Томской области / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков // Вычислительные технологии. - 2008. - Т. 13. - Спец. вып. 3. - С. 30-36.
6. Таловская A.B. Мониторинг потоков аэрозольных выпадений в фоновых районах Томской области в зимний период 2006 и 2007 гг. / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков, М.В. Панченко, B.C. Козлов // Оптика атмосферы и океана. - 2008. - № 6. - С. 498-503.
7. Рихванов Л.П. Состояние компонентов природной среды Томской области по данным эколого-геохимического мониторинга и здоровье населения / Л.П. Рихванов, Е.Г. Язиков, Н.В. Барановская, Л.В. Жорняк, A.B. Таловская,
0.A. Денисова, Ю.И. Сухих // Безопасность жизнедеятельности. - 2008. - № 1. - С. 29-37.
Патенты
1. Способ определения загрязнённости снегового покрова техногенными компонентами: пат. №2229737 Россия, МПК7 G 01 V 9/00 / Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю., Таловская A.B.; заявитель и патентообладатель Томский полит, ун-т. -№2002127851; заявл. 17.10.2002; опубл. 27.05.2004.
Материалы в сборниках научных конференций
1. Таловская A.B. Комплексный мониторинг пылеаэрозолей южной части территории г. Томска // Школа экологической геологии и рационального недропользования (Экогеология - 2003 г.): Мат. IV Межвуз. молодеж. науч. конф. - СПб., 2003. - С. 256-258.
2. Таловская A.B. Мониторинг пылеаэрозолей территории Томского района // Ломоносов-2004: Мат. XI Междунар. науч. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - М.: Изд-во МГУ, 2004. - С. 132.
3. Таловская A.B. Эколого-геохимический мониторинг пылеаэрозольных выпадений на территории Томск-Северской промышленной агломерации / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков // Шестое Сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу: Матер, совещ. ..., Томск, 14-16 сентября 2005 г. / Ин-т мониторинга климатических и экологических систем СО РАН. - Томск, 2005.-С. 123-127.
4. Таловская A.B. Состав и структура пылеаэрозольных частиц в аэрозольных выпадениях Томского региона // Высоко разбавленные системы: массоперенос, реакции и процессы: Тезисы докладов нем.-рос. семинара, Томск, 15-17 октября 2005 г. / Томский политех, ун-т. - Томск: Изд-во ТПУ, 2005.-С. 116-117.
5. Таловская A.B. Мониторинг пылеаэрозольных выпадений территории юга Томской области // Труды Международного форума по проблемам науки, техники и образования / Под ред. В.П. Савиных, В.В. Вишневского. - М.: Академия наук о Земле, 2005. - Т. 3- С. 41-42.
6. Таловская A.B. Оценка токсичности пылеаэрозолей методом биотестирования / Проблемы геологии и освоения недр: Тр. X Межд. симп. им. акад. М.А. Усова студентов и молодых ученых. - Томск: Изд-во ТПУ, 2006. -С. 551-553.
7. Таловская A.B. Инновационные технологии оценки радиоэкологической обстановки территории по результатам изучения пылеаэрозольных выпадений // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. XI Межд. симп. им. акад. М.А. Усова студентов и молодых ученых. - Томск: Изд-во ТПУ, 2007. - С. 607-608.
8. Таловская A.B. Минералого-геохимические особенности пылеаэрозольных выпадений территории полигона «Томский» Томской области // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. XI Межд. симп. им. акад. М.А. Усова студентов и молодых ученых. - Томск: Изд-во ТПУ, 2007. - С. 608610.
9. Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде / Л.П. Рихванов, СИ Арбузов, Н.В. Барановская, AB. Волостнов, Т. А Архангельская, A.M. Межибор, В.В. Берчук, Л.В. Жорняк, Ю.Л. Замятина, АЛО. Иванов, A.B. Таловская, С.С. Шатилова, F..Г. Язиков // Известия Томского политехнического университета. - 2007. - Т. 311. - № 1. - С. 128-136.
Материалы, опубликованные за рубежом
1. Таловская A.B. Биотестирование аэрозольных выпадений - индикатор экологического состояния территории / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков // Актуальные проблемы геохимической экологии: Матер. V Междунар. биогеохим. шк., Семипалатинск, 8-11 сентября 2005 г. / Семипалатинский гос. пед. ин-т. - Семипалатинск, 2005 - С. 496—498.
2. Таловская A.B. Геохимический мониторинг снегового покрова (на примере Томска) / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков, А.Ф. Судыко // Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде: Матер. Междунар. конф., Семипалатинск, 19-21 октября 2006 г. / Семипалатинский гос. пед. ин-т. -Семипалатинск, 2006. - Т. 2. - С. 314-322.
3. Таловская A.B. Радиогеохимические особенности пылеаэрозольных выпадений Томской области / A.B. Таловская, Е.Г. Язиков // Тяжелые мет голы и радионуклиды в окружающей среде: Матер. Междунар. конф., Семипалатинск, 16-18 октября 2008 г. / Семипалатинский гос. пед. ин-т. -Семипалатинск, 2008. - Т. 2. - С. 413-421.
Подписано к печати 19 11,2008 формат 60x34/16 Бумага «Классика» Печать RISO. Усл.печ л. 1,16 Уч.-издл. 1,06
_Заказ 1048. Тираж 150 экз._
Томский политехнический университет Система менеджмента качества Томского политехнического университета сертифицирована NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту ISO 9001 2000
шлшшвЗУш 634050, г Томск, пр. Ленина, 30
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Таловская, Анна Валерьевна
Введение
1. К вопросу об использовании атмосферных аэрозолей в оценке экологического состояния окружающей среды.
2. Методика и методы исследования.
2.1. Общая методика работ. Опробование.
2.2. Аналитическое обеспечение исследований.
2.3. Методика обработки данных.
3. Краткая характеристика природно-климатических условий и геоэкологических проблем.
3.1. Природно-климатическая характеристика.
3.2. Геоэкологические проблемы.
4. Пылевая нагрузка и вещественный состав пылеаэрозолей.
4.1. Уровень пылевого загрязнения.
4.2. Вещественный состав пылеаэрозолей.
5. Геохимическая характеристика пылеаэрозолей.
5.1. Геохимическая характеристика пылеаэрозолей на территории г. Томска.
5.2. Геохимическая характеристика пылеаэрозолей на территории пунктов мониторинга.
6. Радиогеохимические особенности пылеаэрозолей.
6.1. Радиоактивные элементы в пылеаэрозолях.
6.2. Формы нахождения радиоактивных элементов в пылеаэрозолях
6.3. Формы нахождения радиоактивных элементов в пылеаэрозолях на территории г. Томска.
6.4. Формы нахождения радиоактивных элементов в пылеаэрозолях на территории сельских населенных пунктов.
7. Биотестирование пылеаэрозолей.
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка эколого-геохимического состояния районов г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей"
Актуальность исследования. Техногенное воздействие на окружающую среду в крупных промышленных центрах приводит к формированию антропогенных геохимических аномалий. Сейчас в земной атмосфере находится около 20 млн т пыли, из которой примерно три четверти приходится на выбросы промышленных предприятий (металлургический, энергетический, нефтегазодобывающий и
I ' нефтехимический комплексы) (Ивлев, 1982; Кабанов, 1997). Входящие в состав аэрозолей вещества неблагоприятно воздействуют на здоровье человека (Спурный и др., 1964; Василенко, 1999; Mugica et al., 2002; Kappes et al., 2004 и др.). В настоящее время особое внимание уделено изучению аэрозолей в крупных регионах и городах в нашей стране и за рубежом (Селезнева, 1966; Аэрозоли., 1993; Куценогий, 1997; Геохимия ., 1990; Norra, 2001; Watson et al., 2001; Kim et al., 2003; Liu et al., 2005; Аэрозоли., 2006 и др.).
В Западной Сибири исследование состава атмосферных пылевых выпадений с использованием снеговой геохимической съемки проводится начиная с 1974 г. Большая работа в этом направлении была проведена авторским коллективом, объединившем ученых из Томского государственного университета, Сибирского медицинского государственного университета и НИИ онкологии Томского научного центра РАМН, в составе Бояркиной А.П., Васильева Н.П., Львова Ю.А., Будаевой Л.И., Байковского В.В., Летувнинкаса А.И., Воробьевой А.И и др. Начиная с 1990-х годов изучение загрязнения окружающей среды, в том числе и снегового покрова, проводится на базе кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета Рихвановым Л.П., Язиковым Е.Г., Сарнаевым С.И., Шатиловым А.Ю. и др. В г. Новосибирске подобные работы проводят сотрудники Объединенного института геологии, геофизики и минералогии СО РАН Росляков H.A., Ковалев В.П., Щербаков
Ю.Г., Сухоруков Ф.В., Щербов Б.Л., Ковалев С.И. и др., а также сотрудники ГГП «Березовгеология» Пахомов В.Г., Попов Ю.П., Зубов Е.В., Анцырев A.A., Лященко Н.Г. и др.
На территории Томского района Томской области расположено значительное количество крупных промышленных предприятий различного назначения. Особенностью этой территории является наличие предприятий ядерно-топливного цикла Сибирского химического комбината (СХК, г.
Северск). Наряду с этим, нефтехимическая промышленность, десятки заводов и фабрик, а также предприятия топливного цикла (ГРЭС, ТЭЦ и др.) выбрасывают значительные массы пылеаэрозолей в окружающую среду, что создает определенную экологическую опасность для населения (Экология Северного ., 1994; Экологический ., 2006).
Анализ ранее проведённых эколого-геохимических исследований ' пылеаэрозолей на территории г. Томска и Томского района Томской области показывает, что преимущественное внимание при этом уделялось изучению уровней накопления в них тяжелых металлов (Pb, Zn, Си, Cd и др.) (Аэрозоли., 1993; Летувнинкас, 1999; Ильченко, 2000; Летувнинкас, 2002; Семина, Иванов, 2003 и др.). Имеется ряд работ по изучению содержания редких, редкоземельных и радиоактивных элементов, а также минеральной составляющей техногенных образований в пылеаэрозолях на территории сельских населенных пунктов Томского района и некоторых других регионов России (Экология., 1994; Голева, 1994, 2001, 2007; Язиков, Рихванов, 1996; Шатилов, 2001; Язиков, 2006 и др.). Детальное изучение вещественного состава твердого осадка снега с применением современной аппаратуры, а также установление радиогеохимической специализации пылеаэрозолей в целом на всей территории г. Томска позволит объективно оценить уровень ее загрязнения.
Объектом исследований является территория г. Томска. Предметом исследования выступает твердый осадок снега.
Цель работы. Оценка эколого-геохимического состояния территории г. Томска по данным изучения пылеаэрозолей для разработки рекомендаций по организации локального экологического мониторинга. Основные задачи исследования:
1. Изучить вещественный состав пылеаэрозолей на территории г. Томска.
2. Оценить среднесуточное поступление техногенной пыли с I комплексом редких, редкоземельных и радиоактивных элементов на снеговой покров территории г. Томска.
3. Установить ассоциации редких, редкоземельных и радиоактивных элементов, характерных для пылеаэрозолей на территории г. Томска.
4. Выявить изменение минералого-геохимических особенностей пылеаэрозолей за зимние периоды 2001-2007 гг. на территории учебных корпусов Томского политехнического университета, Академгородка и пригорода с целью изучения динамики пылевого загрязнения территории г. Томска.
5. Определить токсичность пылеаэрозолей на территории г. Томска методом биотестирования на дрозофилах Drosophila melanogaster и инфузориях-туфельках Paramecium caudate.
6. Разработать методику радиогеохимической оценки территории в зоне влияния предприятий ядерно-топливного цикла на основе изучения пылеаэрозолей методом f-радиографии.
7. На основе оценки эколого-геохимического состояния территории г. Томска и результатов детальных исследований района учебных корпусов Томского политехнического университета, Академгородка и пригорода разработать рекомендации по организации локального экологического мониторинга на площадках экологического неблагополучия.
Фактический материал и методы исследования
В основу диссертационной работы положены результаты исследований, проводившихся лично автором или совместно с сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета в период с 2001 по 2007 год.
Работы выполнялись в рамках договорных работ с ОАО «Томскгеомониторинг» согласно «Программе ведения государственного мониторинга состояния недр на территории Томской области» в период с 2005 г. по 2008 г.; гранта по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («УМНИК»), организованной Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере при поддержке Федерального агентства по науке и инновациям и Федерального агентства по образованию (2007-2008 гг.); гранта на проведение молодыми учеными научных исследований в ведущих научно-педагогических коллективах ТПУ (2008 г.). Исследования с 2006 г. выполнялись совместно с сотрудниками Института оптики атмосферы СО РАН (ИОА СО РАН) в рамках гранта РФФИ № 06-05-64393, а также во время научной стажировки автора в Университете Карлсруэ (Германия).
Для изучения минералого-геохимических особенностей пылевых атмосферных выпадений было отобрано и проанализировано 204 проб снега. Пробы отбирали в сельских населенных пунктах Томского района, расположенных в 30-40 км от города в юго-западном и северо-восточном направлениях, согласно «розы» ветров, а также в условно фоновых районах (с.с. Победа, Киреевск, заказник «Томский»). Снегогеохимическую съемку и исследования в отдельных пунктах мониторинга проводили на территории г. Томска.
Все пробы твердого осадка снега были проанализированы инструментальным нейтронно-активационным анализом в ядерногеохимической лаборатории кафедры геоэкологии и геохимии, функционирующей на база исследовательского ядерного реактора научно-исследовательского института ядерной физики при Томском политехническом университете (НИИЯФ при ТПУ) (аналитики А.Ф. Судыко, Л.В. Богутская). Исследования методом осколочной радиографии осуществляли на ядерном реакторе НИИЯФ при ТПУ. Кроме этого, использовали и другие методы анализа: масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой (ЮР-МБ), рентгенофлуоресцентный анализ, масс-спектрометрию для определения отношения изотопов углерода (ШМБ) в аналитической лаборатории Института минералогии и геохимии Университета Карлсруэ (г. Карлсруэ, Германия).
Все анализы выполняли в аккредитованных лабораториях по аттестованным методикам с использованием стандартных образцов сравнения и контролировали параллельными определениями элементов несколькими аналитическими методами, а также данными внешнего контроля. Погрешность определения не превышала 20 % по большинству анализируемых элементов.
Исследования вещественного состава твердого осадка снега проводили с использованием рентгеноструктурного анализа и импульсной катодной люминесценцией в лабораториях ТПУ, а также рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии в лабораториях Института минералогии и геохимии Университета Карлсруэ (г. Карлсруэ, Германия).
Для определения токсичности пылеаэрозолей применяли метод биотестирования. В процессе выполнения эксперимента по биотестированию с использованием ВгоъорЬИа melanogaster всего было изучено развитие 65 023 дрозофилы в 26 пробах твердого осадка снега территории г. Томска и его пригорода. Определение токсичности 20 проб твердого осадка снега методом биотестирования на инфузориях-туфельках
Paramecium caudate проводили в гидрогеохимической лаборатории ОАО «Томскгеомониторинг».
Научная новизна работы:
1. Впервые на основе изучения пылеаэрозолей проведена эколого-геохимическая оценка состояния территории г. Томска с разработкой рекомендаций по её мониторингу.
2. Впервые для территории г. Томска выявлен уровень техногенного загрязнения на основе изучения вещественного состава твердого осадка снега, среднесуточного поступления пыли с комплексом редких, редкоземельных и радиоактивных элементов и выделения ассоциаций этих элементов.
3. Впервые предложена методика оценки, радиогеохимического состояния территории с присутствием предприятий ядерно-топливного цикла на основе изучения пылеаэрозолей с помощью метода f-радиографии.
4. Впервые апробированы в качестве тест-объектов мушки Drosophila melanogaster и инфузории-туфельки Paramecium caudate для определения у токсичности твердого осадка снега.
Защищаемые положения.
1. Величина среднесуточной пылевой нагрузки на территорию г. Томска изменяется от 16 до 303 мг/м2хсут. при среднем значении 63 мг/м хсут. Вещественный состав твердого осадка снега представлен природными (20-40%) и техногенными (60-80 %) составляющими. Основная доля техногенных составляющих приходится на выбросы предприятий топливно-энергетического комплекса, представленные преимущественно частицами сажи, угля (20-50 %), шлака (15-25 %) и алюмосиликатными микросферулами (5-15 %), высокое содержание которых приходится на жилые кварталы Ленинского района и зону воздействия Томской «ГРЭС-2».
2. Величина суммарного показателя нагрузки, по данным снегогеохимической съемки, на территорию г. Томска изменяется от 100 до
4700 при фоновом уровне 28. Повышенные значения приходятся на территорию Октябрьского района. Геохимическая специализация твердофазных выделений снегового покрова в ореолах загрязнения данного района проявляется в повышенных величинах среднесуточного выпадения As, Lu, Rb, Hf, La, Се, Sm, Tb, Yb, Та, Th, Na, Fe на снеговой покров относительно среднего значения для г. Томска.
3. Уровни накопления радиоактивных элементов в пылеаэрозолях территории г. Томска составляют в среднем по урану 2,8 мг/кг и торию 6,7 мг/кг. Средняя величина среднесуточного выпадения для урана равна 171
2 2 2 мг/км хсут. при фоновом значении 1,4 мг/км хсут. и тория 426 мг/км хсут. л при фоне 20,3 мг/км хсут. По данным осколочной радиографии, в пылеаэрозолях радиоактивные делящиеся элементы имеют равномерный характер распределения (молекулярно-рассеянная форма), тогда как в зоне воздействия предприятий ядерно-топливного цикла установлено неравномерное их распределение, образованное микровключениями собственных минеральных образований радиоактивных элементов.
Практическая значимость работы
Проведенное автором районирование территории города с выделением типа загрязнения, по данным изучения пылеаэрозолей, послужит основой для разработки программы детального экологического мониторинга и внедрения системных природоохранных мероприятий для обеспечения безопасного проживания населения. Разработан новый способ экспрессной оценки определения загрязненности снегового покрова техногенными компонентами (патент № 2229737), который позволит совершенствовать технологию эколого-геохимического мониторинга. Предложенная методика радиогеохимической оценки территории с присутствием предприятий ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), на основе изучения пылеаэрозолей методом осколочной радиографии, позволит установить степень и масштабы воздействия предприятий ЯТЦ на селитебную зону. Результаты работы внедрены в производство в ОАО «Томскгеомониторинг» и ОГУ «Облкомприрода».
Материалы диссертационной работы использованы при проведении практических и лабораторных занятий, а также в методических указаниях, в т.ч. и на английском языке, по курсам «Геохимический мониторинг природных сред» и «Минералогия техногенных образований» для студентов специальности 020804 «Геоэкология» кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета.
Достоверность защищаемых положений обеспечена статистически значимым количеством проб, проанализированных современными высококачественными аналитическими методами, а также глубиной проработки материала.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы, полученные автором, докладывались на 25-и Международных и 5-и Всероссийских научных симпозиумах, форумах, конференциях, совещаниях и школах-семинарах: V, VI, VII, VIII, IX, X, XI и XII Международных научных симпозиумах студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008), XI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2004» (Москва, 2004), Международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование» (Санкт-Петербург, 2003), Международном форуме по проблемам науки, техники и образования (Москва, 2005), Международной конференции «Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде» (Семипалатинск, 2006, 2008) и др.
Публикации. Основное содержание и научные положения диссертации опубликованы в 45 статьях и тезисах докладов, в том числе 5 статей опубликованы в рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАК. Получен в соавторстве 1 патент на изобретение.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 7 глав и заключения. Объем работы составляет 185 страниц, включая 49 таблиц и 58 рисунков. Список литературы состоит из 174 наименований.
Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Таловская, Анна Валерьевна
Основные выводы:
1. Вещественный состав твердофазных выделений снегового покрова территории г. Томска представлен преимущественно (45-90 %) выбросами предприятий ТЭК (частицы сажи, угля, шлак, алюмосиликатные микросферулы). Участки аномальных величин пылевой нагрузки, среднесуточного выпадения химических элементов на снеговой покров и суммарного показателя нагрузки приходятся на территорию Октябрьского района.
2. В пробах твердого осадка снега сельских населенных пунктов, расположенных в «розе» ветров предприятий ядерно-топливного цикла Сибирского химического комбината (г. Северск), наряду с равномерным характером распределения треков от осколков деления радиоактивных элементов, фиксируются скопления треков в виде «звезд».
3. Установлено, что основная доля радиоактивных, редких и редкоземельных элементов в окружающую среду территории г. Томска поступает с выбросами ГРЭС-2.
4. Для оценки опасности пылеаэрозол'ей для живых организмов необходимо геохимические исследования сочетать с методами биотестирования.
Основные рекомендации:
1. Организовать локальный мониторинг загрязнения атмосферы в зонах воздействия предприятий топливно-энергетического (Томская «ГРЭС-2») и строительного комплексов (ООО «Континентъ», ЗАО «Карьероуправление», ЖБК-100, ОАО «Керамзит») на основе изучения пылеаэрозолей.
2. Для прогноза изменения состояния окружающей среды необходимо создать математическую модель распространения редких, редкоземельных и радиоактивных элементов с техногенной пылью в зонах воздействия промышленных предприятий.
3. Для улучшения экологической обстановки на территории г. Томска необходимо провести следующие природоохранные мероприятия:
• перевести полностью на газ Томскую «ГРЭС-2»;
• усовершенствовать систему пылеулавливания на промышленных предприятиях;
• увеличить роль транспорта на электрическом токе в перевозке пассажиров;
• озеленить санитарно-защитные зоны предприятий.
4. В зонах воздействия предприятий ядерно-топливного цикла СХК расширить сеть пунктов мониторинга с применением метода осколочной радиографии.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Таловская, Анна Валерьевна, Томск
1. Адам A.M., Мамин Р.Г. Природные ресурсы и экологическая безопасность Западной Сибири. - М.: НИА-Природа, 2001. - 172 с.
2. Андреева О.С., Киселев В.И., Малинина В.И. Редкоземельные элементы. Радиационно-гигиенические аспекты. М.: Недра, 1990. - 312 с.
3. Арбузов С.И. Редкие элементы в углях Кузнецкого бассейна / С.И. Арбузов, В.В. Ершов и др.. Кемерово: Изд-во КПК, 2000. - 246 с.
4. Арбузов С.И., Ершов В.В. Геохимия редких элементов в углях Сибири. -Томск: Изд. Дом «Д-Принт», 2007. 468 с.
5. Архангельская Т.А. Ретроспективная оценка радиоэкологической ситуации по результатам изучения годовых колец деревьев: Автореф. дис. . канд. геол.-мин. наук. Томск, 2004. - 24 с.
6. Аэрозоли Арктики результаты десятилетних исследований / В.П. Шевченко, А.П. Лисицын, A.A. Виноградова и др. // Оптика атмосферы и океана. - 2000. -№6-7.-С. 551-576.
7. Аэрозоли в природных планшетах Сибири / А.П. Бояркина, В.В. Байковский, Н.В. Васильев и др.. Томск: Изд-во ТГУ, 1993. - 157 с.
8. Аэрозоли Сибири / И.С. Андреева и др.; отв. ред. К.П. Куценогий; Рос. акад. наук, Сиб. отд-ние, Ин-т химической кинетики и горения [и др.]. -Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. 548 с. - (Интеграционные проекты СО РАН; вып. 9).
9. Бабченко Г.А. Лазерный спектральный микроанализ: Методическое руководство по работе на ЛМА-10 с использованием МАЭС. Томск: Изд-во ТПУ, 2003.-53 с.
10. Бабченко Г.А. Методические материалы для работы на ДРОН-ЗМ. Томск, 2005.
11. Барановская Н.В. Элементный состав биологических материалов и его использование для выявления антропогенно-измененных территорий (на примере южной части Томской области): Автореф. дис. . канд. биол. наук. Томск: ТГУ, 2003.-24 е.
12. Берзина И.Г. и др. Выявление радиоактивного загрязнения окружающей среды методом радиографии // Геохимия. 1993. - № 3. - С. 449-456.
13. Биологический контроль окружающей среды: Биоиндикация и биотестирование: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений / Под ред. О.П. Мелеховой и Е.И. Егоровой. М.: Изд-ий дом «Академия», 2007. - 288 с.
14. Биометрия: Учеб. пособие / Н.В. Глотов, Л.А. Животовский, Н.В. Хованов, H.H. Хромов-Борисов / Под ред. М.М. Тихомировой. Л. :Изд-во Ленингр.ун-та, 1982.-264 с.
15. Болсуновский А.Я., Горяченкова Т.А., Черкезян В.О., Мясоедов Б.Ф. Горячие частицы в Красноярском крае // Радиохимия. 1998. - Т. 40. - № 3. - С. 271-274.
16. Боровиков В.П. Statistica. Искусство анализа данных на компьютере. СПб.: Питер, 2003. - 688 с.
17. Бортникова A.A. Геоэкологические проблемы и проект геоэкологических исследований масштаба 1:25000 Томской «ГРЭС-2» / Дипломный проект. Томск, ТПУ, 2006. - 128 с.
18. Будников Г.К. Эколого-химические и аналитические проблемы закрытого помещения !! Соросовский образовательный журнал. 2001. - Т. 7. -№ 3. - С. 241 -248.
19. Булатов В.И., Чирков В.А. Томская авария: мог ли быть Сибирский Чернобыль? Новосибирск: Изд-во ЦЭРИС, 1994. - 32 с.
20. Варенцова Е.Р., Шарыгин В.И., Хромых Ю.М. Изучение радиочувствительных линий дрозофилы // Генетика. 1985. - Т. XXI. - № 9. - С. 1464-1472.
21. Василенко В.Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова / В.Н. Василенко, И.М. Назаров, Ш.Д. Фридман. JL: Гидрометеоиздат, 1985. - 185 с.
22. Василенко И.Я. Токсикология продуктов ядерного деления. М.: Медицина, 1999.-200 с.
23. Ватти К.В., Джапаридзе JI.A., Мамон JI.A. Сравнительное изучение мутабильности особей разных полов: рецессивные сцепленные с полом и доминантные летальные мутации у Drosophila melanogaster // Генетика. 1980. -Т. XVI. - № 8. - С. 1389 - 1394.
24. Виленский В.Д. Миклишанский А.З. Химический состав снежного покрова Восточной Антарктиды // Геохимия. 1976. - № 11. — С. 1683-1690.
25. Виноградова A.A. Микроэлементы в составе арктического аэрозоля (обзор) // Изв. АН. ФАО. 1993. - Т. 29. - № 4. - С. 437-456.
26. Волостнов A.B. Уран и торий в углях Центральной Сибири: Автореф. дис. . канд. геол.-мин. наук. Томск, 2004. - 24 с.
27. Воробьева А.И., Медведев М.А., Волкотруб Л.П., Васильев Н.В. Атмосферные загрязнения Томска и их влияние на здоровье населения. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1992. - 192 с.
28. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др.. -М.: Недра, 1990.-335 с.
29. Геохимия почв и здоровье детей Томска / Л.П. Рихванов, С.Г., Нарзулаев, Е.Г. Язиков и др.. Томск. Изд-во ТГУ, 1993. - 141 с.
30. Геохимия почв и здоровье детей Томска / Л.П. Рихванов, С.Б. Нарзулаев, Е.Г. Язиков и др. Томск: Изд-во ТПУ, 1993. - 142 с.
31. Глазовский Н.Ф. Техногенные потоки вещества в биосфере / В кн.: Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М.: Наука, 1982. - С. 7-28.
32. Голева Р.В. Минеролого-геохимические исследования нахождения токсичных веществ в природных и техногенных аномалиях для оценки их экологической опасности. Методические рекомендации / Р.В. Голева, И.И. Куприянова и др.. М.: ВИМС, 1997. - 41 с.
33. Голенецкий С.П. Кометное вещество в окружающей среде // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Л.: Гидрометеоиздат, 1982. - Вып.1. - С. 61-74.
34. Григорьев H.A. Среднее содержание химических элементов в горных породах, слагающих нижнюю часть континентальной коры // Геохимия. 2003. -№ 7. - С. 785-792.
35. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы. - Л.: Изд-во «Химия», 1972.-428 с.
36. Гритченко З.Г., Кузнецов Ю.В., Легин В.К. и др. «Горячие» частицы 2-го рода в пойменных почвах р. Енисей // Радиохимия. 2001. - № 6. - С. 563-565.
37. Добровольская Н.В., Коднянко В.П., Заворуев В.В. Определение токсичности пыли // Шестое сибирское совещание по климатоэкологическому мониторингу: Матер, совещания / Под ред. М.В. Кабанова. Томск: Изд-во ИМКЭС СО РАН. -2005.-С. 128- 132.
38. Евсеева Н.С. География Томской области. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 2001.-233 с.
39. Завадский В.Н., Хованова Е.М. Экспериментальное исследование морфогенных свойств некоторых фенолов индуцирующих витилиго // Генетика. -1975. Т. XI. - № 2. - С. 132 - 139.
40. Зуев В.А. Уран в природных водах Западной Сибири: геохимия и техногенез // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: Материалы Межд. конф., Томск, 22-24 мая 1996 г. Томск: Изд-во ТПУ, 1996. -С. 120-123.
41. Иванов A.B. Интенсивность выпадения мелкодисперсного космического вещества на Землю / A.B. Иванов, К.П. Флоренский // Геохимия. 1970. - № 11.-С.1365-1372.
42. Иванов A.B. Космические шарики в нижнепермских соляных отложениях / A.B. Иванов, К.П. Флоренский // Геохимия. 1968. - № 4. - С. 483-485.
43. Ивлев Л.С. Химический состав и структура атмосферных аэрозолей. Л.: Изд-во Лен. Ун-та, 1982. - 368 с.
44. Ильинских H.H., Мешков H.A. и др. Генетические и психофизиологические изменения у людей после радиационного воздействия. Томск: Изд-во СГМУ, 1996.
45. Ильченко Н.В. Развитие техногенного загрязнения г. Томска тяжёлыми металлами по данным изучения приземного слоя атмосферы и депонирующих сред: Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. Томск, ТГУ, 2000. - 29 с.
46. Кабанов М.В. Региональный мониторинг атмосферы. 4.1. Научно-методические основы: Монография / Под общей редакцией В.Е. Зуева. Томск: Изд-во «Спектр» ИАО СО РАН, 1997. 211 с.
47. Кабанов М.В., Панченко М.В. Рассеяние оптических волн дисперсными системами. Атмосферный аэрозоль. Томск: Издание Томского филиала СО АН СССР, 1984.-Ч. III.-189 с.
48. Кизильштейн Л.Я. Алюмосиликатные микросферы золы пылеугольного сжигания углей / Л.Я. Кизильштейн, A.JI. Шпицглуз, В.Г. Рылов // Химия твердого топлива. 1987. - № 6. - С. 122-126.
49. Кизильштейн Л.Я. Магнетитовые микрошарики из золы-уноса пылеугольного сжигания углей на ТЭС / Л.Я. Кизильштейн, A.C. Калашников // Химия твердого топлива. 19911. - № 6. - С. 128-134.
50. Кизильштейн Л.Я. Экогеохимия элементов-примесй в углях. Ростов н/Д: Изд-во СКНЦ ВШ, 2002. - 296 с.
51. Коженкова З.П., Рутковская Н.В. Климат Томской области и его формирование // Вопросы географии Сибири. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1966.-Сб. 6.-С. 340.
52. Козлов B.C., Панченко М.В., Яушева Е.П. Относительное содержание сажи в субмикронном аэрозоле как индикатор влияния дымов удаленных лесных пожаров // Оптика атмосф. и океана. 2006. - Т. 19. - № 6. - С. 484-491.
53. Куценогий К.П. Мониторинг химического и дисперсного состава атмосферных аэрозолей Сибири / К.П. Куценогий, П.К. Куценогий // Химия в интересах устойчивого развития. 1997. - Т.5. - С.457-471.
54. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие для биол.спец.вузов (4-е изд., перераб. и доп.). -М.: Высшая школа, 1990. 352 с.
55. Леонова Г.А., Торопов A.B., Бобров В.А. и др. Радиоактивное загрязнение биогеоценоза реки Томь в зоне влияния предприятий ядерно-топливного цикла //
56. Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. — М., 2006. -№3.-С. 225-234.
57. Летувнинкас А.И. Антропогенные геохимические аномалии и природная среда: Учебное пособие / А.И. Летувнинкас; Томский гос. ун-т. Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - 290 с.
58. Летувнинкас А.И. Геохимические аспекты формирования техногенного загрязнения территории города // Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий: тр. Междун. научн. конф., Томск / Томский госуд. арх.-строит. ун-т -Томск, 1999.-С. 58-59.
59. Маркова Б.А., Семенов Е.П. Анализ соматического мутагенеза у Drosophila melanogaster при действии алкирующих соединений // Экспериментальная онкология. 1991.-Т. 13,-№2.-С. 57-59.
60. Медведев H.H. Практическая генетика. М.: Наука. - 1968. - 294 с.
61. Методика определения токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий. ПНД ФТ 14.1:2:3:4.2-98.-М., 1998.- 12 с.
62. Методика определения токсичности почвы и донных осадков по хемотаксической реакции инфузорий. ПНД ФТ 16.2:2.2.3-98. М., 1998. - 12 с.
63. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами. -М.: ИМГРЭ, 1982. 111 с.
64. Методические рекомендации по оценке мутагенных свойств фармакологических средств. Министерство здравоохранения РФ. Российский государственный центр экспертизы лекарств. Фармакологический государственный комитет. Москва, 1994.
65. Назаров И.М. Использование сетевых снегосъемок для изучения загрязнения снежного покрова / И.М. Назаров, Ш.Д. Фридман, О.С. Ренне // Метеорология и гидрология. 1978. - № 7. - С. 74-78.
66. Новикова H.A. Биология и генетика дрозофилы. Методические указания к проведению летнего практикума «Основы биологического эксперимента». -Томск, 1992.
67. Орлова В.В. Западная Сибирь // Климат СССР. JL: Гидрометиоиздат, 1962. -Вып. 20.-536 с.
68. Остромогильский A.X., Анохин Ю.В., Вётров В.А. Микроэлементы в атомсфере фоновых районов суши и океана // Обзорная информация. Сер. «Контроль загрязнения природной среды». Обнинск, 1981. - Вып. 2.-41 с.
69. Оценка токсичности воздушной среды по интенсивности биолюминесценции бактерий. Документ утвержден Приказом Департамента Госсанэпиднадзора Минздрава России от 08.06.2000 г. № 11-1/132-09.
70. Павлоцкая Ф.И., Горяченкова Т.А., Мясоедов Б.Ф. Формы нахождения техногенного плутония в аэрозолях, «горячих частицах» и почвах // Радиохимия. -1997. Т. 39. - № 5. - С. 464-470.
71. Пат. 2036237 Россия, МПК7 C12N15/01. Способ определения наличия мутагенного фактора в пробе / Угнивенко Е.Г., Хованова Е.М., Веселая И.Л.,
72. Белицкий Г .А., Сафаев Р.Д.; заявитель и патентообладатель. Институт молекулярной генетики РАН. № 5056809/13; заявл. 28.07.1992; опубл. 27.05.1995.
73. Попов А.Я. Медико-социальные и экологические аспекты сохранения здоровья населения административного района крупного промышленного центра Сибири: Автореф. дис. . канд. мед. наук. Кемерово, 2000.-22 с.
74. Применение соматического мутагенеза у Drosophila melanogaster в качестве тест-системы для ускоренного определения канцерогенов. Методические рекомендации Минздрав СССР. 1982.
75. Пришивалко А.П. Человек в мире аэрозолей. Минск: Наука и техника, 1989.-56 с.
76. Пришивалко А.П., Астафьева Л.Г. Человек в мире аэрозолей. Минск: Наука и техника, 1989. - 158 с.
77. Радиоактивные частицы в атмосфере. Коллоквиум в г. Бад-Швальбах, ФРГ. 1959. М.: Госатомиздат, 1963.
78. РД 118-02-90. Методическое руководство по биотестированию воды. Утв. Госкомприроды СССР от 06.08.90 г. № 37.
79. Рихванов Л.П. Общие и региональные проблемы радиоэкологии. Томск: Изд-во ТПУ, 1997.-384 с.
80. Рихванов Л.П., Архангельская Т.А., Несветайло В.Д. Изучение уровня и динамики накопления делящихся радионуклидов в годовых кольцах деревьев // Геохимия.-2002. -№ 11.-С. 1238-1245.
81. Рузер Л.С. Радиоактивные аэрозоли, М.: Изд-во комитета стандартов, мер и измерительных приборов, 1968. - 190 с.
82. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186 №2932-83. М.: Госкомгидромет, 1991.-693 с.
83. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2002. - 118 с.
84. Селезнева Е.С. Атмосферные аэрозоли. Д.: Гидрометеоиздат, 1966. - 175 с.
85. Спурыый К. Йех Ч., Седлачек Б., Шторох О. Аэрозоли / Пер. с чешского Н.В. Рябова, К.Н. Стася. -М.: Атомиздат, 1964. -356 с.
86. Статистический анализ эколого-геохимической информации: Уч. пособие / A.A. Михальчук, Е.Г. Язиков, В.В. Ершов. Томск: Изд-во ТПУ, 2006. 235 с.
87. Терехова В.А., Швед Л.Г. Изменчивость морфобиохимических признаков водных грибов под воздействием тяжелых металлов // Экология. 1994. - Т. 6. -С. 77-79.
88. Титаева H.A., Гаврилов Е.И. и др. Исследование загрязнения окружающей среды микроэлементами в районе угольной электростанции // Геохимия. 1993. -№ 12.-С. 1757-1765.
89. ИО.Тупицына Е.М. Изучение природы соматического мозаицизма Drosophila melanogaster II Генетика. 1965. - № 1. - С. 123 - 129.
90. Ш.Фетг В. Атмосферная пыль.-М.: ИЛ, 1961.-336 с.
91. Флеров Г.Н. Берзина И.Г. Радиография минералов, горных пород и руд. -М.: Атомиздат, 1979. 224 с.
92. Хвостов И.В. Элементный состав аэрозоля, накапливаемого в снеговом покрове Алтайского края: Автореф. дис. . канд. тех. наук. Барнаул, 2007. - 20 с.
93. Химия нижней атмосферы / Под ред. С. Расула. М.: Мир, 1976. - 408 с.
94. Хитов Л.М. «Горячие частицы» что же это такое? // Геохимические пути миграции искусственных радионуклидов в биосфере: Тез. докл. конф. Гомель, окг., 1990. - М., 1990. - С. 78.
95. Пб.Хитров Л.М., Черкезян В.О., Румянцев О.В. «Горячие частицы» после аварии на чернобыльской АЭС // Геохимия. 1993. - № 7. - С. 963-971.
96. Черкезян В.О., Кашкаров Л.Л., Шалаева Т.В., Коровайков П.А. Изучение состава и распределения Чернобыльских «горячих» частиц // Геохимия. 1994. -№2.-С. 252-261.
97. Шабад Л.М., Хованова Е.М., Логвиненко Е.Г., Белицкий Г.А. Соматический мутагенез у D. Melanogaster как экспресс-метод тестирования канцерогенов (N-нитрозосоединения) // Доклады АН СССР. 1976. - Т. 231. - № 4. - С. 997 - 1000.
98. Шакирова А.Р. Геоэкологический анализ урбанизированных территорий (на примере г. Томска): Автореф. дис. канд. геогр. наук. Томск: Изд-во ТГУ, 2007. — 21 с.
99. Шатилов А.Ю. Вещественный состав и геохимическая характеристика атмосферных выпадений на территории Обского бассейна: Автореф. дис. . канд. геол.-мин. наук. Томск, 2001. - 24 с.
100. Шварцман П.Я., Сондоре З.А. Индуцированный соматический мозаицизм у дрозофилы как тест для оценки генетической активности факторов окружающей среды // Генетика. 1975. - Т. XI. - № 8. - С. 171 - 173.
101. Экогеохимия Западной Сибири. Тяжёлые металлы и радионуклиды / ред. Г.В. Поляков. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГТМ, 1996. - 248 с.
102. Экологический мониторинг. Состояние окружающей среды Томской области в 2001 году / ред. A.M. Адам / Управление охраны окружающей среды и ОГУ «Облкомприрода» Адм. Томской области. Томск: Дельтаплан, 2002. - 138 с.
103. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 1999 году / ред. А.М. Адам / Управление охраны окружающей среды и ОГУ «Облкомприрода» Адм. Томской области. Томск: Дельтаплан, 2000 - 130 с.
104. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2002 году / ред. A.M. Адам / Управление охраны окружающей среды и ОГУ «Облкомприрода» Адм. Томской области. Томск: Дельтоплан, 2003. - 156 с.
105. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2004 году / ред. A.M. Адам / Управление охраны окружающей среды и ОГУ «Облкомприрода» Адм. Томской области. Томск: Дельтоплан, 2005. - 148 с.
106. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2005 году / ред. A.M. Адам / Управление охраны окружающей среды и ОГУ «Облкомприрода» Адм. Томской области. Томск: Графика, 2006. - 148 с.
107. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2006 году / ред. A.M. Адам / Управление охраны окружающей среды и ОГУ «Облкомприрода» Адм. Томской области. Томск: Графика, 2007. - 148 с.
108. Экологический мониторинг: Состояние окружающей среды Томской области в 2007 году / ред. A.M. Адам / Департамент природ, ресурсов и охраны окружающей среды Томской обл. и ОГУ «Облкомприрода» Адм. Томской области. Томск: Графика, 2008. - 148 с.
109. Экологическое состояние территории России: Учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Под ред. С.А. Ушакова, Я.Г. Каца. М.: Издательский центр «Академия», 2002. - 128 с.
110. Экология Северного промышленного узла г. Томска. Проблемы и решения. / Под редакцией A.M. Адама. Томск: Изд-во ТГУ, 1994. - 260 с.
111. Эколого-геохимические особенности природных сред Томского района и заболеваемость населения / Л.П. Рихванов, Е.Г. Язиков, Ю.И. Сухих и др. -Томск, 2006.-216 с.
112. Юнге X. Химический состав и радиоактивность атмосферы. М.: Мир, 1965.-424 с.
113. Язиков Е.Г. Использование радиографии для изучения пылевых аэрозольных выпадений // Новые идеи в науках о земле: Материалы VI Межд. конф., Москва, 9-22 апреля 2003 г. / Московский гос. геолого-развед. ун-т. -Москва, 2003. Т. 4. - С. 93.
114. Язиков Е.Г. Состав техногенных составляющих в снеговом покрове по данным микрорентгеноспектрального анализа / Е.Г. Язиков, А.Ю. Шатилов и др. // Вестник ТГУ. Проблемы геологии и географии Сибири. 2003. -. Приложение. № 3 (V). - С. 237-239.
115. Язиков Е.Г. Экогеохимия урбанизированных территорий юга Западной Сибири: дис. . докт. геолого-минерал, наук: 25.00.36 / Егор Григорьевич Язиков; Том. политехи, ун-т. Томск, 2006. - 423 с.
116. Язиков Е.Г., Грязнов С.А. Геохимическая оценка почвенного покрова в районе Томского нефтехимического комбината // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири: Материалы научн. конф. Томск: Изд-во ТГУ, 1998. - Т. 3. -С. 304-306.
117. Aerosols and atmospheric optics // J. Geophys. Res. 1996. - V. 101, N D14. -Pp. 19185-19369.
118. Bahrenberg G., Geiese E., Nipper J. Statistische methoden in der geographie. Univariete und bivariete stastistik. Stuttgart, 1990. - 102 p.
119. Bergfeldt T. Untersuchungen der Arsen- und Schwermetall-mobilitat in Bergbauhalden und kontaminierten Boden im Gebiet des Mittleren Schwarzwaldes /
120. Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe, Germany Karlsruhe: Geochemische Hefte 6, 1995.- 147 p.
121. Carbonaceous Partocles in the Atmosphere. JGR. Special Section. - 1996. -V.101.-N. 104. -P. 19371-19627.
122. Castro X. Umweltauswirkungen des Bergbaus im semiariden Gebiet von Santa Maria de la Paz, Mexiko / Universität Karlsruhe (TH), Karlsruhe, Germany. Karlsruhe Geochemische Hefte 6, 1995. - 155 p.
123. Devell L., Tovedal H., Bergstrom U., et. AI. Initial observations of fallout fiom the reactor accident at Chernobyl // Nature. 1986. - Vol. 321. - Pp. 192-193.
124. Drake T.T. Moote T. R. Snow pH and dust loading at Schefferville Quebec // Canadian Geographer. 1980. - V. 24. - № 3. - P. 286-291.
125. Eidgenossissche Drucksachen- und Materialzentrale. Luftreinhalte-Verordnung — V. 16.-1992.
126. Freiling E. C. Fractionation. II. Estimation for nuclear debris. Report USW RDL-TR-680, US Naval Radiological Defense Laboratory, 12 Sept. 1963 // Science. 1963. -Vol. 139.-P. 1058.
127. Glatz B.A., Chriswell C.D., Arguella V.D. Examination of drinking water for mutagenic activity // Amer. Water works Assoc. 1978. - V. 70. - P. 465 - 468.
128. Govindaraju K. Compilation of working values and sample description for 383 Geostandarts // Geostand. Newsl. 1994. - V. 18 (Special Iss.). - P. 1-158.
129. Jenkins R., Gould R.W., Gedcke D. Quantitative X-Ray Spectrometry. New York, NY: Marcel Dekker, 1981 - 277 p.
130. Kim E., Hopke P.K., Edgerton E.S. Source identification of Atlanta aerosol by positive matrix factorization // Journal of the Air and Waste Management Association. -2003.-V. 53.-Pp. 731-739.
131. Kramar U. Advances in energy-dispersive x-ray fluorescence // Journal of Geochemical Exploration. 1997. - № 58. - P. 73-80.
132. Kramar U. Methoden zur Interpretation von Daten der geochemischen Bachsedimentprospekttion am Beispiel der Sierra de San Carlos/Tamaulipas Mexiko. -Karlsruhe Geochemische Hefte 1, 1993. 140 p.
133. Lachance G. R., Claisse F. Quantitative X-Ray analysis. New York, NY: Wiley, 1995-250 p.
134. Liu W., Armistead R., Edgerton E., Wanga Y. Atmospheric aerosol over two urban-rural pairs in the southeastern United States: Chemical composition and possible sources // Atmospheric Environment. 2005. - V. 39 - P. 4453-4470.
135. Lyapina E.E., Golovatskaya E.A. Mercury concentration in soils of Tomsk // Abstracts of International conference on environmental observations, modeling and informational systems: Enviromis-2006. Tomsk: "Tomsk ChNTI" publ. house, 2006. -P. 145-146.
136. Moschandreas D.J. Biosensors for direct monitoring of environmental pollutants in field // NATO ASI Ser. 1998. - V. 68. - P. 2-16.
137. Mugica V., Maubert M., Torres M., Munoz J., Rico E. Temporal and spatial variations of metal content in TSP and PMio in Mexico City during 1996-1998 // Journal of Aerosol science. 2002. - V. 33. - P. 91-102.
138. Nath B., Norra S., Chatteq'ee D., Stueben D. Fingerprinting of land-related chemical patterns in street sediments from Kolkata, India // Environmental Forensics. -2007.-№6.
139. Norra S. Umweltgechemische signale urbaner systeme am beispiel von boden, pflanzen und stauben in Karlsruhe: dissertation doctor der naturwissenscliaften. -Karlsrihe, 2001. 296 p.
140. Operating Instructions of D500/501 Diffractometer Siemens. Ord. No. C79000-B3476-C042-10 150 p.
141. Rahn K.A. Relative importances of Noth America and Eurasia as sources of Arctic aerosol // Ibid. 1981. - V. 15. -№ 8. - P. 1447-1455.
142. Reed S.J.B. Electron microprobe analysis and scanning electron microscopy in geology. Cambridge university press, 2005. - 206 p.
143. Seidl W. A method for source identification from average aerosol chemical composition // J. armsol. sci. 1998. - Vol. 29. - Pp. 229-230.
144. Seinfeld J.H. Atmospheric chemistry and physics. From Air Pollution to Climate Change / J.H. Seinfeld, S.H. Pandis // John Wiley& Sons Inc., 1998. 1326 pp.
145. Sheredan P.J. Musselman I.H. Characterization of aircraft-collected particles present in the Arctic aerosol; Alaskan Arctic, spring 1983 // Atmospheric Environment -1985. V. 19. - P. 2159-2166.
146. Swlethcki E., Krejci R. Source characterisation of the Central European atmospheric aerosol using multivariate statistical methods // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1996. - V. B 109/110. - Pp. 519-525.
147. Tcherkezian V., Galushkina B., Gorychenkova T. et al. Forms of contamination of the environment by radio nuclides after the Tomsk accident (Russia, 1993) // J. Environment Radioactive 1995. - Vol. 27. - P. 133-139.
148. Watson J.G., Chow J.C., Houck J.E. PM2.5 chemical source profiles for vehicle exhaust vegetative burning, geological material, and coal burning in Northwestern Colorado during 1995 // Chemosphere. 2001. - V. 43. - P. 1141-1151.
-
Таловская, Анна Валерьевна
-
кандидата геолого-минералогических наук
-
Томск, 2008
-
ВАК 25.00.36
- Эколого-геохимическая обстановка в районах расположения объектов теплоэнергетики по данным изучения нерастворимой и растворимой фаз снега
- Элементный состав растительности как индикатор техногенного воздействия на территории г. Усть-Каменогорска
- Геохимические особенности солевых отложений питьевых вод (накипи) как индикатора природно-техногенного состояния территории
- Эколого-геохимическое состояние природных вод территории города Томска
- Элементный состав волос детей как индикатор природно-техногенной обстановки территории
