авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА ТЕХНОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ НА ОКРУЖАЮЩУЮ ПРИРОДНУЮ СРЕДУ ЦЕНТРА ЕВРОПЕЙСКОЙ РОССИИ (теория, методология,

-- [ Страница 4 ] --

Примечание: 1 – 0,1 км, тополи и сорняки; 2 – 0,8 км (донник желтый + полынь обыкновенная; 3 – 2,5 км – елово-осиново-березовый травяной лес; 4 – 4 км, луг (ежа + чертополох, цикорий); 5 – 7 км луг (овсяница луговая, борщевики Сосновского, ромашка непахучая); 6 – 10 км – луг (ежа + бодяк и пижма).

На комбинате «Электросталь» в процессе производства образуется электросталеплавильная пыль, которая, в отличие от пыли других сталеплавильных производств, характеризуется более высокой концентрацией тяжелых металлов (ТМ), поэтому многие страны относят эту пыль к особо опасным веществам. В связи с этим актуально внедрение новых способов улавливания и обезвреживания электросталеплавильной пыли. В частности, на некоторых заводах внедряется технология утилизации пыли электросталеплавильного производства в подовых вращающихся печах. Особенно много в электросталеплавильной пыли содержится оксидов железа, а также цветных металлов. Химический состав пыли зависит от марки выплавляемой стали. Количество цветных металлов (Zn, Pb, Ni, Cr) в пыли наибольшее при выплавке высоколегированных сталей. При улавливании пыли получают ценное сырьё, которое добавляют в шихту, что позволяет экономить дорогостоящие ферросплавы. Но цинк из-за низкой температуры кипения (900-1000°С) в процессе плавки возгоняется и накапливается в пылевыносе. Шлаки от электродуговых печей содержат оксиды: CaO, SiО2, Al2O3, MgO, FeO, а также оксиды марганца, фосфора, хрома, бария, серы, железа, ванадия, титана и других элементов. Из них 70-85% приходится на СaO, SiO2 и оксиды железа. К сожалению, не вся пыль и отходящие газы улавливаются, и часть её постоянно выбрасывается в атмосферу. Поэтому в окрестностях электросталеплавильных предприятий в почвах ландшафтов наблюдается постепенное накопление техногенных веществ (табл. 10, 11).

Причем, поглощение растениями никеля из почвы зависит от содержания в ней других ТМ. Поглощение никеля ингибирует ионы кобальта, меди, железа и цинка. Марганец лучше усваивается растениями на кислых почвах, а при высоком содержании кальция и магния его поглощение уменьшается. Среднее содержание марганца в растениях 0,001 %, он участвует в каталитических процессах при фотосинтезе и дыхании растений. При избытке марганца возникают негативные морфологические изменения у растений. В больших количествах накапливают марганец лютики, полынь горькая.

Медь более подвижна в нейтральных и кислых почвах, а при подщелачивании почв её подвижность уменьшается. Медь необходима для процессов фотосинтеза и биосинтеза белков-ферментов. Цинк необходим для ферментных систем. Избыток ТМ негативно сказывается на развитии и росте растений в зависимости от систематической принадлежности видов и их потребности в микроэлементах. Устойчивость видов к накоплению в почве ТМ связана с их наследственностью и порогами накопления ТМ. В результате обобщения полученных нами в процессе исследований данных разработана шкала устойчивости видов лугов к техногенному загрязнению от предприятий черной металлургии (табл. 8) и шкала устойчивости лесных видов (табл. 12).

В лесных сообществах накопление ЗВ происходит преимущественно в лесной подстилке и в верхней части горизонта А1 (слой 0-10 см). Поэтому устойчивость видов зависит не только от порога накопления в тканях растений ТМ и других ЗВ, но также от расположения их подземных органов. По нашим наблюдениям наименьшую устойчивость к техногенному загрязнению обнаруживают виды таежного мелкотравья (табл. 12), корни и корневища которых находятся в лесной подстилке. Несколько более устойчивы боровые и дубравные виды, корни которых проникают в более глубокие слои. На растительность влияет не только накопление ТМ в почве, но также выбросы SO2, NO, NO2. Особенно вредны для вегетирующих растений залповые выбросы газов, вызывающие хлороз и некроз листьев. Длительное воздействие ЗВ на организмы может вызвать кумулятивный эффект. Достижение пороговых концентраций вредных веществ приводит к исчезновению менее приспособленных видов При увеличении содержания цинка в почве происходит увеличение его содержания в растениях.

На основании проведенных нами исследований выявлено, что в природных зонах и подзонах наблюдается неодинаковая реакция почв и растительности на техногенное загрязнение, поэтому и к использованию их почв и растительности надо подходит дифференцированно. Необходимо учитывать, что управлять развитием растений, произрастающих на загрязненных почвах можно на основе учета реакции почвенного раствора, содержания гумуса, степени насыщенности почв основаниями, строения почвы и мощности её горизонтов, гранулометрического состава и водного режима почв. Как установлено нами, при одинаковом поступлении ЗВ наблюдается различное содержание подвижных форм ТМ. Для ассоциаций ельников и сосняков характерно различное соотношение эколого-фитоценотических групп видов, что связано с условиями среды сообществ. Это также отражается на динамике лесных сообществ в условиях антропогенного, в том числе техногенного, воздействия (рис. 3, 4). Для характеристики техногенного загрязнения принято выделять категории почв по степени загрязнения (Госкомгидромет СССР, № 02-10 51-233, от 10.12.90), с учетом суммарного показателя загрязнения (Zc). В зависимости от категории загрязнения почв возможны способы её использования и мероприятия по санации почв (табл. 13). Загрязняющие ОПС вещества антропогенного происхождения в настоящее время принято называть ксенобиотиками. Возникла проблема очистки почв и вод от ЗВ. В связи с этим необходимо выявление степени опасности загрязнения ОС токсичными ксенобиотиками с учетом их воздействия на системы почва-растение, почва-микроорганизмы и биологическая активность почвы, почва-грунтовые воды, почва-атмосферный воздух, и их опосредованное влияние на здоровье человека. Основным критерием гигиенической опасности загрязнения почвы является ПДК веществ. При оценке опасности загрязнения почв следует учитывать характер землепользования, учитывая, что наиболее опасно загрязнение почв агроландшафтов. Данная оценка зависит от буферности почв, проявление которой неодинаково для природных зон, подзон и ландшафтных провинций. Под буферностью понимают устойчивость почв к сдвигу химического состава и реакции среды почвы. Проявление буферности неодинаково для природных зон, подзон и ландшафтных провинций. В зависимости от буферности один и тот же объем и состав ЗВ проявляется неодинаково в почвах природных зон, подзон и провинций.

Таблица 12.

Устойчивость к техногенному загрязнению видов напочвенного покрова лесов

Название видов Эколого-фитоценотические группы видов Балл устойчивости
Кислица обыкновенная Линнея северная Майник двулистный Грушанка круглолистная Седмичник европейский Таежные 1 1 2 1 2
Брусника Вейник лесной Вейник наземный Земляника лесная Золотая розга Орляк Овсяница овечья Плаун булавовидный Черника Боровые 3 4 4 4 3 3-4 3-4 1 2
Аконит высокий Будра плющевидная Ветреница дубравная Гравилат городской Ландыш майский Медуница неясная Сочевичник весенний Щитовник австрийский Неморальные 1 4 2-3 2 4 3-4 3 2
Луговик дернистый (щучка) Овсяница луговая Овсяница красная Мятлик луговой Полевица побегообразующая Тимофеевка луговая Луговые 3 3 4 4 4 3
Лютик ползучий Лютик едкий Лугово-болотные 3 3
Вербейник обыкновенный Дудник лесной Купырь лесной Лесо-опушечные 4 3 3
Бодяк полевой Горец птичий Мать-и-мачеха Сорные и рудеральные 4 4 4

Примечание: 1 балл – быстрая деградация; 2 балла – медленная деградация; 3 балла – обилие и проективное покрытие вида мало изменяются; 4 балла – наблюдается увеличение обилия и проективного покрытия.

 Соотношение (%) видов эколого-фитоценотических групп в некото­рых ассоциациях-2

Рис.3. Соотношение (%) видов эколого-фитоценотических групп в некото­рых ассоциациях ельников в южной тайге в зоне влияния «Северстали»

Условные знаки: 1 - ельник зеленомошный чистый; 2 - ельник чернично-зеленомошный; 3 - ельник березово-чернично-зеленомошный; 5 - ельник березово-осоково-черничный; 5 - ельник костянично-кисличный; 6 - ельник вейниково-кисличный; 7 - ельник осиново-кисличный.

.

Рис. 4. Соотношение (%) эколого-фитоценотических групп видов на

лугах северо-восточной части водоохраной зоны Рыбинского водохранилища

Развитию буферности способствует содержание в почве вторичных минералов в составе тонкодисперсных частиц (физическая глина), определяющих её гранулометрический состав, а также процент содержания в почве органических веществ (гумуса) и реакция среды (рН). При гигиенической оценке почв агроландшафтов учитывается транслокационный показатель вредности ЗВ и возможности их проникновения в растения, а также влияние на здоровье человека. Чем меньше буферность почвы, тем более опасное загрязнение. При одинаковом индексе загрязнения почв (ИЗП) загрязнение более опасно для кислых почв, почв с меньшим содержанием гумуса и более легким гранулометрическим составом. По данным наших исследований опасность загрязнения почв ТМ возрастает в последовательности: чернозем<серые лесные почвы<дерново-подзолистые суглинистые<дерново-подзолистые супесчаные и песчаные. А по природным зонам и подзонам получается ряд: южная лесостепь<северная лесостепь<подзона широколиственно-хвойных лесов лесной зоны<подзона южной тайги<подзона средней тайги<подзона северной тайги.

Таблица 13

Возможности использования и санации в разной степени загрязненных почв агроландшафтов

Катего рии почв по степени загрязнения Индекс загрязнения Zc Количество ПДК и загрязненность почв Рекомендации по возможному использованию почв Рекомендации по санации почв
Допустимое загрязнение < 16,0 Содержание ЗВ немного превышает фоновое, но не достигает ПДК Использование под любые культуры Снижение объема техногенных выбросов, внесение органических удобрений для снижения подвижности ЗВ
Умерен но опасное загрязнение 16,1-32,0 Наблюдается превышение ПДК при лимитирующем общесанитарном и миграционном водном показателе Возможно применение в основном полевых севооборотов с обязательным контролем качества продукции Преимущественное применение органических, органоминеральных и комплексных удобрений. Контроль за качеством поверхностных и подземных вод
Высоко опасное загрязнение 32,1-128 ПДК превышено при лимитирующем транслокационном показателе вредности Возможно использование под технические культуры, не используемые для производства продуктов и кормов. Применение органических удобрений, внесение в почву ионообменных смол, целлитов. Посев растений-концентраторов ТМ с последующим удалением биомассы на свалки и пр.
Чрезвычайно опасное >128 Превышает ПДК по всем показателям Исключить из сельскохозяйственного использования. На небольших участках возможно удаление верхнего слоя и замена его незагрязненной почвой. На почвах с мощным гумусовым горизонтом (черноземы) возможно при специальной ярусной вспашке перемещение загрязненного горизонта на глубину 35 и более см, в слои, не относящиеся к пахотному горизонту, учитывая, что корни растений размещаются в основном в пахотном горизонте

В лесостепной зоне, подзоне северной лесостепи (Тульская область) преобладают серые лесные почвы на севере и в центре области, а в южной части имеются оподзоленные черноземы. Серые лесные почвы развиты преимущественно на бескарбонатных или глубоковыщелоченных породах: моренных и покровных суглинках. Пространственное распределение почв зависит от геоморфологических условий. Наблюдается разная скорость процессов выщелачивания в зависимости от относительной высоты местности и расчленённости рельефа. При возвышенном и сильно расчленённом рельефе эти процессы идут быстрее, а в понижениях и на плоских равнинах эти процессы затруднены. Поэтому при движении вниз по склону степень оподзоленности почв уменьшается.

На водоразделах и пологих склонах в широколиственных лесах доминирует липа, к ней примешиваются дуб, ясень, клен равнинный, вяз и др. В напочвенном покрове обычно преобладают пролесник многолетний, зеленчук желтый и сныть. Атмосферный воздух и почвы Тульской области на больших территориях довольно сильно загрязнены. Вокруг г. Тулы и в г. Туле загрязнение связано в основном с наличием техногенных выбросов черной металлургии. Проведенная снеговая съемка показала значительное загрязнение прилегающей к Косогорскому металлургическому комбинату территории. Содержание цинка и свинца превышает контроль на большинстве опробованных точек в 2-8 раз. Выявлено также превышение концентрации нитратного азота, сульфатов, соединений фтора. В почвах выявлено загрязнение бензолом, бенз(а)пиреном и толуолом.

Образцы почв с участков проанализированы методом рентгеноспектрального анализа в ГЕАХИ им. В.Вернадского (табл. 14).

Таблица 14.

Содержание в почве ключевых участков оксидов и тяжелых металлов, %

Участок № SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O P2O5
1. 84,63 0,474 5,36 1,14 0,109 0,32 0,27 0,70 1,14 0,074
2. 72,20 0,783 9,33 3,12 0,108 0,79 0,72 0,98 2,34 0,119
3. 69,08 0,843 9,68 3,56 0,287 0,80 0,66 1,02 2,27 0,178
4. 64,00 0,749 11,92 4,60 0,142 1,21 1,22 0,84 2,38 0,137
5. 75,33 0,839 9,18 2,61 0,172 0,76 0,81 1,09 2,48 0,164
6. 75,36 0,780 9,15 2,56 0,108 0,75 0,77 1,03 2,38 0,140
7. 72,68 0,789 10,56 3,32 0,091 0,98 0,76 0,99 2,52 0,129
8. 70,80 0,785 8,92 2,85 0,127 0,75 0,91 1,07 2,36 0,130
9. 50,81 0,445 6,86 3,12 0,282 0,80 14,02 0,63 1,55 0,238
11. 62,70 0,816 13,08 6,38 0,167 1,34 1,10 0,69 1,95 0,113
12. 42,70 0,255 4,74 9,29 3,659 0,99 15,00 0,54 1,08 0,270


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.