Привет студент

СОДЕРЖАНИЕ.

Введение.
1 Анализ литературных данных по системе экологического мониторинга и проблеме загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами
2 Оценка экотоксикологического состояния территорий, подвергающихся антропогенному воздействию
2.1 Характеристика объекта исследования
2.2 Исследование содержания тяжелых металлов в почве
2.3 Оценка экологического состояния территории по экотоксикологическому показателю качества
3. Динамика по содержанию тяжелых металлов в почве
Заключение
Список литературы

Введение.

Интенсивное воздействие человека на природу, негативные, часто необратимые последствия этого воздействия обуславливают необходимость глубокого и всестороннего анализа проблемы взаимодействия общества и природы. Такой анализ в настоящее время осуществляется в рамках природопользования. Главная задача природопользования как научного направления - поиск и разработка путей оптимизации взаимодействия общества с окружающей природной средой.
В связи с этим встал вопрос об организации специальных наблюдений за состоянием окружающей природной среды и ее антропогенными изменениями с целью их оценки, прогнозирования и своевременного предупреждения о возможных неблагоприятных последствиях, т.е. о введении постоянной действующей службы наблюдения мониторинга.
Актуальность темы обуславливается тем, что качество окружающей среды и анализ потенциальных возможностей ее основных экологических составляющих предполагают четкую организацию мониторинга системы наблюдений и контроля за ее состоянием.
Целью данной курсовой работы является оценка экотоксикологического состояния придорожной территории на содержание тяжелых металлов в почве.
При  исследовании экотоксикологического состояния территории ставились следующие задачи:
1) определение концентрации меди, кадмия, цинка, кобальта, свинца, никеля, хрома и марганца;
2) расчет экотоксикологического показателя;
3) определение экологической ситуации на территории;
4) выявить возможные мероприятия для снижения концентрации тяжелых металлов в почве.

АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ ПО СИСТЕМЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА И ПРОБЛЕМЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ТЯЖЕЛЫМИ  МЕТАЛЛАМИ.

Человек всегда использовал окружающую среду в основном как источник ресурсов, однако в течение очень длительного времени его деятельность не оказывала заметного влияния на биосферу. Лишь в конце прошлого столетия изменения биосферы под влиянием хозяйственной деятельности обратили на себя внимание ученых. В первой половине нынешнего века эти изменения нарастали и в настоящее время лавиной обрушились на человеческую цивилизацию. Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно наращивает темпы материального производства, не задумываясь о последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.
Появление в природной среде новых компонентов, вызванное деятельностью человека или какими-либо грандиозными природными явлениями (например, вулканической деятельностью), характеризуют термином загрязненность. В общем виде загрязненность - это наличие в окружающей среде вредных веществ, нарушающих функционирование экологических систем или их отдельных элементов и снижающих качество среды с точки зрения
проживания человека или ведения им хозяйственной деятельности. Этим термином характеризуются все тела, вещества, явления, процессы, которые в данном месте, но не в то время и не в том количестве, какое естественно для природы, появляются в окружающей среде и могут выводить ее системы из состояния равновесия.
Загрязняющие вещества, возникшие в результате хозяйственной деятельности человека, и их влияние на среду очень разнообразны. К ним относятся: соединения углерода, серы, азота, тяжелые металлы, различные органические вещества, искусственно созданные материалы, радиоактивные элементы и многое другое.
Приоритетные загрязнители. Тяжелые металлы.
Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.
Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в
природные и техногенные циклы. В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).
В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. По классификации Н.Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3. Таким образом, к тяжелым металлам относятся Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.
Формально определению тяжелые металлы соответствует большое количество элементов. Однако, по мнению исследователей, занятых практической деятельностью, связанной с организацией наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, соединения этих элементов далеко не равнозначны как загрязняющие вещества. Поэтому во многих работах происходит сужение рамок группы тяжелых металлов, в соответствии с критериями приоритетности, обусловленными направлением и спецификой работ. Так, в ставших уже классическими работах Ю.А. Израэля в перечне химических веществ, подлежащих определению в природных средах на фоновых станциях в биосферных заповедниках, в разделе тяжелые металлы  поименованы Pb, Hg, Cd, As. С другой стороны, согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам. По определению Н. Реймерса отдельно от тяжелых металлов стоят благородные и редкие металлы, соответственно, остаются только Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. В прикладных работах к числу тяжелых металлов чаще всего добавляют Pt, Ag, W, Fe, Au, Mn.
Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов. В зависимости от условий среды (pH, окислительно-восстановительный потенциал, наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей.
Истинно растворенные формы металлов, в свою очередь, весьма разнообразны, что связано с процессами гидролиза, гидролитической полимеризации (образованием полиядерных гидроксокомплексов) и комплексообразования с различными лигандами. Соответственно, как каталитические свойства металлов, так и доступность для водных микроорганизмов зависят от форм существования их в водной экосистеме.
Многие металлы образуют довольно прочные комплексы с органикой; эти комплексы являются одной из важнейших форм миграции элементов в природных водах.
Большинство органических комплексов образуются по хелатному циклу и являются устойчивыми. Комплексы, образуемые почвенными кислотами с солями железа, алюминия, титана, урана, ванадия, меди, молибдена и других тяжелых металлов, относительно хорошо растворимы в условиях нейтральной, слабокислой и слабощелочной сред. Поэтому  металлорганические комплексы способны мигрировать в природных водах на весьма значительные расстояния. Особенно важно это для  маломинерализованных и в первую очередь поверхностных вод, в которых
образование других комплексов невозможно.
Для понимания факторов, которые регулируют концентрацию металла в природных водах, их химическую реакционную способность, биологическую доступность и токсичность, необходимо знать не только валовое содержание, но и долю свободных и связанных форм металла.
Переход металлов в водной среде в металлокомплексную форму имеет три следствия:
1. Может происходить увеличение суммарной концентрации ионов металла за счет перехода его в раствор из донных отложений;
2. Мембранная проницаемость комплексных ионов может существенно отличаться от проницаемости гидратированных ионов;
3. Токсичность металла в результате комплексообразования может сильно измениться.
Так, хелатные формы Cu, Cd, Hg менее токсичны, нежели свободные ионы.
Для понимания факторов, которые регулируют концентрацию металла в природных водах, их химическую реакционную способность, биологическую доступность и токсичность, необходимо знать не только валовое содержание, но и долю связанных и свободных форм. Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами служат сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий. Повышение концентрации тяжелых металлов в природных водах часто связано с другими видами загрязнения, например, с закислением. Выпадение кислотных осадков способствует снижению значения рН и переходу металлов из сорбированного на минеральных и органических веществах состояния в свободное. Прежде всего представляют интерес те металлы, которые в наибольшей степени загрязняют атмосферу ввиду использования их в значительных объемах в производственной деятельности и в результате накопления во внешней среде представляют серьезную опасность с точки зрения их биологической активности и токсических свойств. К ним относят свинец, ртуть, кадмий, цинк,
висмут, кобальт, никель, медь, олово, сурьму, ванадий, марганец, хром, молибден и мышьяк.

Биогеохимические свойства тяжелых металлов.   
Свойство    Тяжелые металлы
    Cd    Co    Cu    Hg    Ni    Pb    Zn
Биохимическая активность    В    В    В    В    В    В    В
Токсичность    В    У    У    В    У    В    У
Канцерогенность    -    В    В    -    -    В    -
Обогащение аэрозолей    В    Н    В    В    Н    В    В
Минеральная форма распространения    В    В    Н    В    Н    В    Н
Органическая форма распространения    В    В    В    В    В    В    В
Подвижность    В    Н    У    В    Н    В    У
Тенденция к биоконцентрированию    В    В    У    В    В    В    У
Эффективность накопления    В    У    В    В    У    В    В
Комплексообразующая способность    У    Н    В    У    Н    Н    В
Склонность к гидролизу    У    Н    В    У    У    У    В
Растворимость соединений    В    Н    В    В    Н    В    В
Время жизни    В    В    В    Н    В    Н    В

В — высокая, У — умеренная, Н — низкая.
Определение экологического мониторинга.
Каждый загрязнитель оказывает определенное отрицательное воздействие на природу, поэтому их поступление в окружающую среду должно строго контролироваться. Законодательство устанавливает  для каждого загрязняющего вещества предельно допустимый сброс (ПДС) и предельно допустимую концентрацию (ПД К) его в природной среде.
Предельно допустимый сброс (ПДС) - это масса загрязняющего вещества, выбрасываемого отдельными источниками за единицу времени, превышение которой приводит к неблагоприятным последствиям в окружающей среде или опасно для здоровья человека.
Предельно допустимая концентрация (ПДК) понимается как количество вредного вещества в окружающей среде, которое не оказывает отрицательного воздействия на здоровье человека или его потомство при
постоянном или временном контакте с ним. В настоящее время при определении ПДК учитывается не только степень влияния загрязнителей на здоровье человека, но и воздействие их на животных, растения, грибы, микроорганизмы, а также на природное сообщество в целом.
Специальные службы мониторинга (наблюдения) окружающей среды осуществляют контроль за соблюдением установленных нормативов ПДС и ПДК вредных веществ. Такие службы созданы во всех районах страны. Особенно важна их роль в крупных городах, вблизи химических производств, атомных электростанций и других промышленных объектов. Службы мониторинга имеют право применять предусмотренные законом меры, вплоть до приостановки производства и любых работ, если нарушаются нормы охраны окружающей среды.
Термин «мониторинг» впервые появился в рекомендациях специальной комиссии СКОПЕ (научный комитет по проблемам окружающей среды) при ЮНЕСКО в 1971 году, а в 1972 году уже появились первые предложения по Глобальной системе мониторинга окружающей среды (Стокгольмская конференция ООН по окружающей среде). Однако такая система не создана по сей день из-за разногласий в объемах, формах и объектах мониторинга, распределении обязанностей между уже существующими системами наблюдений.
Такие же проблемы и у нас в стране, поэтому, когда возникает острая необходимость режимных наблюдений за окружающей средой, каждая отрасль должна создавать свою локальную систему мониторинга.
В соответствии со ставшим уже каноническим определением, экологический мониторинг — информационная система наблюдений, оценки и прогноза изменений в состоянии окружающей среды, созданная с целью выделения антропогенной составляющей этих изменений на фоне природных процессов.
Система экологического мониторинга должна накапливать, систематизировать и анализировать информацию:
- о состоянии окружающей среды;
- о причинах наблюдаемых и вероятных изменений состояния (т.e. об источниках и факторах воздействия);
- о допустимости изменений и нагрузок на среду в целом;
- о существующих резервах биосферы.
Таким образом, в систему экологического мониторинга входят наблюдения за состоянием элементов биосферы и наблюдения за источниками и факторами антропогенного воздействия.
Государственный доклад "О состоянии окружающей природной среды в РФ в 1995 г." определяет экологический мониторинг в РФ как комплекс выполняемых по научно обоснованным программам наблюдений, оценок, прогнозов и разрабатываемых на их основе рекомендаций и вариантов управленческих решений, необходимых и достаточных для обеспечения управления состоянием окружающей природной среды и экологической безопасностью.
В соответствии с приведенными определениями и возложенными на систему функциями мониторинг включает три основных направления деятельности:
1) наблюдения за факторами воздействия и состоянием среды;
2) оценку фактического состояния среды;
3) прогноз состояния окружающей природной среды и оценку прогнозируемого состояния.
Следует принять во внимание, что сама система мониторинга не включает деятельность по управлению качеством среды, но является источником необходимой для принятия экологически значимых решений информации. Термин контроль, нередко употребляющийся в русскоязычной литературе для описания аналитического определения тех или иных параметров (например, контроль состава атмосферного воздуха, контроль качества воды водоемов), следует использовать только в отношении деятельности, предполагающей принятие активных регулирующих мер.
"Толковый словарь по охране природы" определяет экологический контроль следующим образом:
Контроль экологический — деятельность государственных органов, предприятий и граждан по соблюдению экологических норм и правил. Различают государственный, производственный и общественный экологический контроль.
Законодательные основы экологического контроля регулируются Законом РФ "Об охране окружающей природной среды".
Задачи экологического контроля:
1. Экологический контроль ставит своими задачами: наблюдение за состоянием окружающей среды и ее изменением под влиянием хозяйственной и иной деятельности; проверку выполнения планов и мероприятий по охране природы, рациональному использованию природных ресурсов, оздоровлению окружающей природной среды, соблюдения требований природоохранительного законодательства и нормативов качества окружающей природной среды.
2. Система экологического контроля состоит из государственной службы наблюдения за состоянием окружающей природной среды, государственного, производственного, общественного контроля.
Таким образом, в природоохранительном законодательстве государственная служба мониторинга определена фактически как часть общей системы экологического контроля.
Классификация экологического мониторинга.
Существуют различные подходы к классификации мониторинга (по характеру решаемых задач, по уровням организации, по природным средам, за которыми ведутся наблюдения).
Отраженная на рис.1.2 классификация охватывает весь блок экологического мониторинга, наблюдения за меняющейся абиотической составляющей биосферы и ответной реакцией экосистем на эти изменения.
Таким образом, экологический мониторинг включает как геофизические, так и биологические аспекты, что определяет широкий спектр методов и приемов исследований, используемых при его осуществлении.
Глобальная система мониторинга окружающей среды.
Сегодня сеть наблюдений за источниками воздействия и за состоянием биосферы охватывает уже весь земной шар. Глобальная система мониторинга окружающей среды (ГСМОС) была создана совместными усилиями мирового сообщества (основные положения и цели программы были сформулированы в 1974 году на Первом межправительственном совещании по мониторингу).
Первоочередной задачей была признана организация мониторинга загрязнения окружающей природной среды и вызывающих его факторов воздействия.
Система мониторинга реализуется на нескольких уровнях, которым соответствуют специально разработанные программы:
- импактном (изучение сильных воздействий в локальном масштабе — И);
- региональном (проявление проблем миграции и трансформации загрязняющих веществ, совместного воздействия различных факторов, характерных для экономики региона — Р);
- фоновом (на базе биосферных заповедников, где исключена всякая хозяйственная деятельность — Ф).

Таблица 1.1 Классификация загрязняющих веществ по классам приоритетности, принятая в системе ГСМОС:
Kласс    Загрязняющее вещество    Среда    Тип программы (уровень мониторинга)
1    Диоксид серы, взвешенные частицы    Воздух    И, Р, Ф
    Радионуклиды    Пища    И, Р
2    Озон    Воздух    И (тропосфера), Ф (стратосфера)
    Хлорорганические соединения и диоксины    Биота, человек    И, Р
    Кадмий    Пища, вода, человек    И
3    Нитраты, нитриты    Вода, пища    И
    Оксиды азота    Воздух    И
4    Ртуть    Пища, вода    И, Р
    Свинец    Воздух, пища    И
    Диоксид углерода    Воздух    Ф
5    Оксид углерода    Воздух    И
    Углеводороды нефти    Морская вода    Р, Ф
6    Фториды    Пресная вода    И
7    Асбест    Воздух    И
    Мышьяк    Питьевая вода    И
8    Микробиологические загрязнения    Пища    И, Р
    Реакционноспособные загрязнения    Воздух    И

Программа импактного мониторинга может быть направлена, например, на изучение сбросов или выбросов конкретного предприятия. Предметом регионального мониторинга, как следует из самого его названия, является состояние окружающей среды в пределах того или иного региона. Наконец, фоновый мониторинг, осуществляемый в рамках международной программы "Человек и биосфера", имеет целью зафиксировать фоновое состояние окружающей среды, что необходимо для дальнейших оценок уровней антропогенного воздействия.
Программы наблюдений формируются по принципу выбора приоритетных (подлежащих первоочередному определению) загрязняющих веществ и интегральных (отражающих группу явлений, процессов или веществ) характеристик. Классы приоритетности загрязняющих веществ, установленные экспертным путем и принятые в системе ГСМОС, приведены в таблице 1.1. Определение приоритетов при организации систем мониторинга зависит от цели и задач конкретных программ: так, в территориальном масштабе приоритет государственных систем мониторинга отдан городам, источникам питьевой воды и местам нерестилищ рыб; в отношении сред наблюдений первоочередного внимания заслуживают атмосферный воздух и вода пресных водоемов. Приоритетность ингредиентов определяется с учетом критериев, отражающих токсические свойства загрязняющих веществ, объемы их поступления в окружающую среду, особенности их трансформации, частоту и величину воздействия на человека и биоту, возможность организации измерений и другие факторы.
Отметим, что приоритеты, выбранные общественными организациями при разработке программ мониторинга, могут быть сформулированы иным образом, не повторяющим ранжирование, принятое в ГСМОС. Это решение вполне оправданно, так как региональные и локальные приоритеты тесно связаны с экономикой региона, с местными источниками воздействия.
Наконец, программа общественного мониторинга может быть связана с совершенно конкретной проблемой, которая и будет определять приоритеты в данном случае.
Тяжёлые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение понятия "тяжёлые металлы". В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким (например, висмут) или металлоидам (например, мышьяк).
Почва являются основной средой, в которую попадают тяжёлые металлы, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из неё в Мировой океан. Из почвы тяжёлые металлы усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу более высокоорганизованным животным.
Выявление загрязнения почв тяжелыми металлами производят прямыми методами отбора почвенных проб на изучаемых территориях и их химического анализа на содержание тяжелых металлов. Эффективно также использовать для этих целей ряд косвенных методов: визуальная оценка состояния фитогенезов, анализ распространения и поведения видов – индикаторов среди растений, беспозвоночных и микроорганизмов. Для выявления пространственных закономерностей проявления загрязнения почв используют сравнительно-геграфический метод, методы картирования структурных компонентов биогеоценозов, в том числе и почв. Такие карты не только регистрируют уровень загрязнения почв тяжелыми металлами и соответствующие изменения в напочвенном покрове, но позволяют прогнозировать изменение состояния природной среды.
Защита почв от загрязнения тяжелыми металлами базируется на совершенствовании производства. Новая стратегия охраны почв от загрязнения тяжелыми металлами заключена также в создании замкнутых технологических систем, в организации безотходных производств.

2. ОЦЕНКА ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТЕРРИТОРИЙ, ПОДВЕРГШИХСЯ АНТРОПОГЕННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ.

2.1 Характеристика объекта исследования.

Объектом исследования является почвенный покров реперного участка №13, находящийся по улице Ткачева,6.
Пробы почв на содержание тяжелых металлов были взяты на глубине профиля 0 – 10 см и на глубине профиля 30 – 40 см.
Мониторинговые наблюдения на техногенно- загрязненных землях включают в себя полевое обследование, лабораторный анализ, картографирование земель (почв) и обобщение полученных материалов. Наибольшую опасность для почв пригородных земель представляют атмосферные пылегазовыбросы промышленных предприятий, с которыми отходы переносятся на значительные расстояния. Загрязнение почв происходит путем поглощения и осаждения паров, аэрозолей, пыли и растворимых соединений с дождем и снегом. Особенно опасны для почв тяжелые металлы, которые аккумулируются в верхних, самых плодородных слоях, растительной продукции, а через нее - в организме животных и человека. Вокруг крупных городов и промышленных центров, например, количество металлов в почвах может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК) в несколько раз. Главными источниками антропогенного поступления тяжелых металлов на земную поверхность являются выбросы металлургических предприятий, обрабатывающей промышленности, от сжигания угля, нефтепродуктов, производства фосфорных удобрений. Выбор объектов наблюдений на техногенно- загрязненных территориях определяется наличием действующих источников загрязнения и характером строения окружающего их почвенного покрова. Учитывая тесную зависимость между направлением ветра и дальностью переноса пыли и газов, перед отбором проб уточняют на ближайшей метеостанции направление господствующих ветров в данной местности. Для определения точек отбора проб применяется азимутальный метод. При этом число направлений зависит от объекта загрязнения. Для выявления закономерностей горизонтальной и вертикальной миграции тяжелых металлов ключевые участки мониторинговой сети следует располагать на равнинных, элювиальных, транзитных и аккумулятивных зонах склонов, а также в поймах на почвах разного гранулометрического состава и разной степени гидроморфности.

2.2 Исследование содержания тяжелых металлов в почве.

Проба почвы на исследование содержания тяжелых металлов была взята с реперного участка №13 по улице Ткачева, 6.
Содержание тяжелых металлов в почве представлены в таблицах 2.1 и 2.2.
Год    Содержание тяжелых металлов, мг/кг
    Свинец    Кобальт    Марганец    Медь    Цинк    Никель    Хром    Кадмий
    ПДК    ПДК    фон    ПДК    ПДК    ПДК    ПДК    фон
    6,0    5,0    140,0    3,0    23,0    4,0    6,0    0,39
2007    6,66    0,31    113,3    1,15    7,5    2,13    2,5    -
2008    12,5    0    47,5    0,78    48,5    5,13    1,67    0,13
2009    14,17    0    94,37    21,37    53,51    2,56    0,91    0,31
2010    25,29    0    140,44    4,25    56,25    5,0    2,01    0,21

Таблица 2.2 СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ (НА ГЛУБИНЕ ПРОФИЛЯ 30-40 СМ).
Год    Содержание тяжелых металлов, мг/кг
    Свинец    Кобальт    Марганец    Медь    Цинк    Никель    Хром    Кадмий
    ПДК    ПДК    фон    ПДК    ПДК    ПДК    ПДК    фон
    6,0    5,0    140,0    3,0    23,0    4,0    6,0    0,39
2007    6,66    0,52    82,03    2,4    32,78    1,86    2,7    -
2008    7,8    0    56,8    0,52    24,7    2,44    0,9    0,1
2009    14,17    0    77,5    67,80    40,91    2,44    0,91    0,12
2010    8,82    0,4    97,79    3,64    40,62    2,76    1,67    0,15

Как показывает анализ данных, приведенных в таблицах 2.1 и 2.2 в почве находятся такие тяжелые металлы как свинец, кобальт, марганец, медь, цинк, никель, хром, кадмий.
На глубине профиля 0 – 10 см наибольшее содержание металлов I класса опасности наблюдалось в 2010 году  – свинец и цинк и в 2009 году – кадмий.
Наибольшее содержание металлов II класса опасности наблюдалось в 2007 году – кобальт и хром, в 2008 году – никель и в 2009 году – медь.
Наибольшее содержание металлов III класса опасности наблюдалось в 2010 году – марганец.
На глубине профиля 30 – 40 см наибольшее содержание металлов I класса опасности наблюдалось в 2009 году  – свинец и цинк и в 2010 году – кадмий.
Наибольшее содержание металлов II класса опасности наблюдалось в 2007 году – кобальт и хром, в 2010 году – никель и в 2009 году – медь.
Наибольшее содержание металлов III класса опасности наблюдалось в 2010 году – марганец.
Таким образом, проведенные нами исследования показали, что приоритетными  тяжелыми металлами, находящимися в почве, является марганец, медь, свинец и цинк, а также показали их увеличивающуюся концентрацию с каждым годом.

2.3 Оценка экологического состояния территории по экотоксикологическому показателю качества.

Одной из задач экологического мониторинга является оценка качества природной среды той территории, которая подвергается загрязнению.
Поэтому для тяжелых металлов различных классов опасности проводится расчет экотоксикологического показателя , который рассчитывается по формуле:
Э=n/(?_(i=1)-Ai)
A=  Сiтм/ПДКiтм
Расчет экотоксикологического показателя для тяжелых металлов в глубине профиля 0 – 10 см.
2007 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   6,66/6,0 = 1,11
АСd = -  
AZn = 7,5/23,0 = 0,33
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 1,15/3,0 = 0,383
ACo = 0,31/5,0 = 0,062
ANi = 2,13/4,0 = 0,533
ACr = 2,5/6,0 = 0,42
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 113,3/140,0 = 0,81
ЭI = АPb + АСd + AZn = 1,44
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 1,398
ЭIII = AMn = 0,81
2008 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   12,5/6,0 = 2,083
АСd = 0,13/0,39 = 0,33
AZn = 48,5/23,0 = 2,11
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 0,78/3,0 = 0,26
ACo = 0/5,0 = 0
ANi = 5,13/4,0 = 1,3
ACr = 0,78/3,0 = 0,26
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 47,5/140,0 = 0,34
ЭI = АPb + АСd + AZn = 4,523
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 1,56
ЭIII = AMn = 0,34
2009 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   14,17/6,0 = 2,362
АСd = 0,31/0,39  = 0,8
AZn = 53,51/23,0 = 2,33
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 21,37/3,0 = 7,123
ACo = 0/5,0 = 0
ANi = 2,56/4,0 = 0,64
ACr = 0,91/6,0 = 0,152
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 94,37/5,0 = 0,674
ЭI = АPb + АСd + AZn = 5,492
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 0,792
ЭIII = AMn = 0,674
2010 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   25,29/6,0 = 4,215
АСd = 0,21/0,39  = 0.54
AZn = 56,25/23,0 = 2,45
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 4,25/3,0 = 1,416
ACo = 0/5,0 = 0
ANi = 5,0/4,0 = 1,25
ACr = 2,01/6,0 = 0,335
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 140,44/140,0 = 1,003
ЭI = АPb + АСd + AZn = 7,205
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 1,585
ЭIII = AMn = 1,003
Расчет экотоксикологического показателя для тяжелых металлов в глубине профиля 30 – 40 см.
2007 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   6,66/6,0 = 1,11
АСd = -  
AZn = 32,78/23,0 = 1,43
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 2,4/3,0 = 0,8
ACo = 0,52/5,0 = 0,104
ANi = 1,86/4,0 = 0,465
ACr = 2,7/6,0 = 0,45
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 82,03/140,0 = 0,6
ЭI = АPb + АСd + AZn = 2,54
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 1,819
ЭIII = AMn = 0,6
2008 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   7,8/6,0 = 1,3
АСd = 0,1/0,39 = 0,02
AZn = 24,7/23,0 = 1,07
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 0,52/3,0 = 0,173
ACo = 0/5,0 = 0
ANi = 2,44/4,0 = 0,61
ACr = 0,9/3,0 = 0,15
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 56,8/140,0 = 0,41
ЭI = АPb + АСd + AZn = 2,39
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 0,933
ЭIII = AMn = 0,41
2009 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   14,17/6,0 = 2,362
АСd = 0,12/0,39  = 0,31
AZn = 40,91/23,0 = 1,8
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 67,80/3,0 = 22,6
ACo = 0/5,0 = 0
ANi = 2,44/4,0 = 0,61
ACr = 0,91/6,0 = 0,152
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 77,5/5,0 = 0,6
ЭI = АPb + АСd + AZn = 4,472
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 23,4
ЭIII = AMn = 0,6
2010 год:
Тяжелые металлы I класса опасности.
АPb =   8,82/6,0 = 1,47
АСd = 0,15/0,39  = 0,4
AZn = 40,62/23,0 = 1,76
Тяжелые металлы II класса опасности.
ACu  = 3,64/3,0 = 1,213
ACo = 0,4/5,0 = 0,08
ANi = 2,76/4,0 = 0,69
ACr = 1,76/6,0 = 0,3
Тяжелые металлы III класса опасности.
AMn = 97,79/140,0 = 0,7
ЭI = АPb + АСd + AZn = 3,63
ЭII = ACu + ACo + ANi +ACr = 2,3
ЭIII = AMn = 0,7

Нами проведен расчет экотоксикологического показателя для тяжелых металлов различных классов опасности. Данные приведены в таблицах 2.3 и 2.4.
Год    Значение Аi для тяжелых металлов различных классов опасности
    APb    ACd    AZn    ЭI    ACu    ACo    ANi    ACr    ЭII    AMn    ЭIII
2007    1,11    -    0,33    1,44    0,383    0,062    0,533    0,42    1,398    0,81    0,81
2008    2,083    0,33    2,11    4,523    0,26    0    1,3    0,26    1,56    0,34    0,34
2009    2,362    0,8    2,33    5,492    7,123    0    0,64    0,152    0,792    0,674    0,674
2010    4,215    0,54    2,45    7,205    1,416    0    1,25    0,335    1,585    1,003    1,003

Таблица 2.4 ЭКОТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА ПОЧВ (ГЛУБИНА ПРОФИЛЯ 30-40 СМ).
Год    Значение Аi для тяжелых металлов различных классов опасности
    APb    ACd    AZn    ЭI    ACu    ACo    ANi    ACr    ЭII    AMn    ЭIII
2007    1,11    -    1,43    2,54    0,8    0,104    0,465    0,45    1,819    0,6    0,6
2008    1,3    0,02    1,07    2,39    0,173    0    0,61    0,15    0,933    0,41    0,41
2009    2,362    0,31    1,8    4,472    22,6    0    0,61    0,152    23,4    0,6    0,6
2010    1,47    0,4    1,76    3,63    1,213    0,08    0,69    0,3    2,3    0,7    0,7

Определив экотоксикологический показатель  качества почв на глубине профилей 0-10 см и 30-40 см, мы выявили, что приоритетными тяжелыми металлами являются: для I класса опасности – свинец, для II класса опасности – медь, для III класса опасности – марганец.
Оценку экологичекой ситуации, складываемой на реперном участке №13, проводят по критериям, представленным в таблице 2.5.

Таблица 2.5 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОЧВ.
Показатель качества    Параметры состояния
    ЭБ    ЧЭС    КЭС    ОУС
ЭI    >3    2 - 3    1 - 2    <1
ЭII    >10    5 - 10    1 - 5    <1
ЭIII    >20    10 - 20    1 - 10    <1
ЭБ
ЧЭС
КЭС
ОУС    

Оценка экологической ситуации.
По данным таблиц видно, что реперный участок №13 на глубине профиля
0-10 см по экотоксикологическому показателю I класса опасности в 2007 году относился к зоне КЭС, а с 2008 по 2010 год к зоне ЭБ; по II классу опасности с 2007 года по 2008 год к зоне КЭС, в 2009 году к зоне ОУС, а в 2010 году снова к зоне КЭС; по III классу опасности с 2007 года по 2009 год к зоне ОУС, а в 2010 году к зоне КЭС.
На глубине профиля 30-40 см по экотоксикологическому показателю I класса опасности с 2007 по 2008 год относится к зоне ЧЭС, а с 2009 по 2010 год к зоне ЭБ; по II классу опасности в 2007 году к зоне КЭС, в 2008 году – ОУС, в 2009 году – ЭБ, а в 2010 году снова к зоне КЭС; по III классу опасности с 2007 года по 2010 год к зоне ОУС.

ДИНАМИКА ПО СОДЕРЖАНИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ.

Таким образом, оценив экотоксикологический показатель качества почв на разных глубинах профилей, мы определили, что приоритетными тяжелыми металлами являются свинец, медь и марганец. А также проследили их динамику в период с 2007 по 2010 гг, которая показала, что в профиле 0-10 см с каждым годом происходит увеличение концентрации тяжелых металлов, а в профиле 30-40 см самая высокая концентрация наблюдается в 2009 году, но уже к 2010 году она существенно снижена.
При оценке экотоксикологического состояния территорий, подвергшихся антропогенному воздействию, мы исследовали почву на содержание тяжелых металлов. Данное исследование помогло нам выявить приоритетные тяжелые металлы, и  показали, что происходит их увеличение с каждым годом.

Заключение.

Почвенный покров Земли играет решающую роль в обеспечении человечества продуктами питания и сырьем для жизненно-важных отраслей промышленности. Вместе с тем, почва является наиболее чувствительной к антропогенному воздействию. Поэтому при недостаточно продуманном антропогенном воздействии и нарушении сбалансированных природных экологических связей в почвах быстро развиваются нежелательные процессы минерализации гумуса, повышается кислотность или щелочность, усиливается соленакопление, развиваются восстановительные процессы – все это резко ухудшает свойства почвы, а в предельных случаях приводит к локальному разрушению почвенного покрова.
В данной курсовой работе мы провели оценку экотоксикологического состояния территорий, подвергшихся антропогенному воздействию, взяв пробы почв, с реперного участка №13 по улице Ткачева, 6. Проведенное нами исследование помогло выявить приоритетные тяжелые металлы, содержащиеся в почве, а также выявило их увеличивающуюся динамику в период с 2007 по 2010 года. С помощью нашего исследования мы провели оценку экологической ситуации, которая показала, что качество почвы на данном реперном участке по содержанию тяжелых металлов I класса опасности является зоной экологического бедствия, по содержанию тяжелых металлов II класса опасности является зоной критической экологической ситуации , по содержанию тяжелых металлов III класса опасности является зоной относительно-удовлетворительной ситуации.
В связи с этим мы можем предложить следующие мероприятия по снижению концентрации тяжелых металлов в почве:
Озеленение территории – посадка газонов и кустарниковых деревьев.
Совершенствование производства.
Создание замкнутых технологических систем, организация безотходных производств.
Обязательная проверка всех возможностей утилизации каждого вида отходов, прежде чем их захоронить или уничтожить.
Применение ионообменных смол, образующих хелатные соединения с тяжелыми металлами.
Известкование почв для снижения кислотности.
Применение органических удобрений, которые адсорбируют и удерживают в поглощенном состоянии большинство тяжелых металлов.

Список литературы.

ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб.
Экологический мониторинг: учеб.-метод. пособие / Т. Я. Ашихмина [и др.]; под ред. Т. Я. Ашихминой. - Москва : Академический проект, 2008. - 416 с. - (Учебное пособие для вузов). - Библиогр.: с. 334-339. - Прил.: с. 340-414.
Экологический мониторинг почв: учеб. для вузов / Г. В. Мотузова, О. С. Безуглова . - М. : Гаудеамус, 2007. - 238 с.
Экология и экологическая безопасность: учеб. пособие для вузов / Ю. Л. Хотунцев . - М. : Академия, 2002. - 480 с. - Библиогр.: с. 472.
Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 N7-ФЗ.
ГН 2.1.7.2041-06 Гигиенические нормативы по ПДК химических веществ в почве.
Экология почв: учение об экологических функциях почв: учебник для вузов / Г. В. Добровольский, Е. Д. Никитин . - М. : МГУ : Наука, 2006. - 364 с. - Библиогр.: с. 332-336. - Прил.: с. 337.

Скачать: Ocenka-ekotoksikologicheskogo-sostoyaniya-territoriy-podvergayuschihsya-antropogennomu-vozdeystviyu.docx