Введение к работе
Актуальность темы исследований. Изучение особенностей аккумуляции представителя класса полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), поллютанта первого класса опасности, канцерогена и мутагена 3,4-бенз(а)пирена легло в основу экологической оценки состояния территорий зоны влияния Новочеркасской ГРЭС (НчГРЭС). Для создания более полной и объективной картины загрязнения содержание 3,4-бенз(а)пирена сопоставлялось с содержанием в объектах экосистемы тяжёлых металлов и мышьяка -поллютантов, которые традиционно являются показателями загрязнения техногенных территорий.
Экологическое состояние изучаемых территорий оценивалось в соответствии с методиками, утвержденными государственными природоохранными органами. Рекомендуемые в них методические подходы несовершенны, и результатом их использования является оценка отдельных природных сред, а не всей экосистемы в целом. Возникает необходимость разработки показателя, с помощью которого можно было бы дать максимально объективную оценку состояния экосистемы, испытывающей техногенное воздействие.
Целью исследования являлось: оценить экологическое состояние территорий, испытывающих многолетнее техногенное воздействие со стороны предприятий энергетического комплекса, главным загрязняющим компонентом которых, являются атмосферные выбросы, содержащие продукты неполного сгорания углеводородного топлива (на примере НчГРЭС).
Для достижения поставленной цели предусматривалось решение следующих
задач:
Провести мониторинговые исследования содержания 3,4-бенз(а)пирена в важнейших объектах экосистемы: почве, надземной и корневой частях растительности, снежном покрове изучаемых территорий и установить зависимость накопления поллютанта в системе почва-растение;
Сопоставить закономерности накопления и распределения 3,4-бенз(а)пирена с содержанием тяжёлых металлов и мышьяка, контролируемым на исследуемых территориях, выявить особенности аккумуляции всех изучаемых поллютантов в почвах и растительности;
Выявить влияние свойств почвы на интенсивность накопления контролируемых поллютантов в почвенном покрове изучаемых территорий, а также оценить уровень буферное почвы по отношению к исследуемым загрязнителям;
Провести экологическую оценку уровня загрязнения всех участков исследуемых территорий.
Научная новизна исследований. Впервые были проведены мониторинговые наблюдения накопления и распределения 3,4-бенз(а)пирена в почве, растительности и снежном покрове экосистем, формирующихся в почвенно-климатических условиях юга России.
Содержание 3,4-бенз(а)пирена в почве и растительности является индика-
тором уровня техногенной нагрузки территорий, основным загрязняющим агентом которых являются продукты сгорания углеводородного топлива.
Предложена схема расчета нового интегрального показателя, характеризующего состояние экосистемы в целом, включающего в себя оценку уровня загрязнения каждого контролируемого компонента техногенной экосистемы, буферные свойства почвы, а также влияние химического загрязнения территории на здоровье населения.
Практическая ценность работы. На основе оценки уровня загрязнения предложены практические рекомендации по использованию изучаемых территорий. Составлена схема, характеризующая уровень загрязнения 3,4-бенз(а)пиреном почвенного и растительного покрова, позволяющая выделить участки непригодные для использования в сельскохозяйственном производстве. Включение в методику оценки состояния техногенных территорий интегрального показателя загрязнения, позволяет дать объективную характеристику состояния окружающей природной среды в целом. Результаты исследования используются в учебном процессе при преподавании курсов «Эрозия и загрязнение почв», «Основы адаптивных систем земледелия», на кафедре мелиоративного почвоведения и земледелия Новочеркасской государственной мелиоративной академии (НГМА); «Почвоведение» и «Промышленная экология» на кафедре инженерной экологии и защиты окружающей среды Южно-Российского государственного технического университета (ЮРГТУ). Результаты мониторинговых исследований территорий зоны влияния НчГРЭС используются при экологической оценке техногенных территорий Федеральным государственным центром агрохимической службы (ФГУ ГЦАС) «Ростовский».
Основные положения, выносимые на защиту:
Основным механизмом накопления 3,4-бенз(а)пирена является адсорбция поллютанта поверхностным слоем почвы и надземной частью растительности из атмосферных аэрозолей.
Оценка экологического состояния техногенных территорий основывается на получении интегрального показателя, включающего применение всего комплекса оценочных факторов, характеризующих состояние отдельных природных сред, и систему в целом.
Для урбанизированных территорий, находящихся под влиянием выбросов, содержащих продукты сгорания углеводородного топлива, индикатором уровня техногенной нагрузки служит 3,4-бенз(а)пирен.
Апробация работы. Результаты исследований по теме диссертации были доложены: на второй и третьей международных конференциях по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов для изучения окружающей среды, секции молодых ученых НОЦ России. Ростов-на-Дону, 2003, 2005; молодёжной научной конференции «Актуальные проблемы экологии сельскохозяйственного производства», п. Персиановский, 2004; IX Международной экологической студенческой конференции "Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ", Новосибирск, 2004; Международной научной конференции "Экология и биология почв", Ростов-на-
Дону, 2005; Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы и перспективы развития агропромышленного комплекса» п. Персиа-новский 2005; научно-практической конференции, посвященной 10-летию аг-роэкологического образования на Дону «Актуальные проблемы экологии в сельскохозяйственном производстве» п. Персиановский. 2006; VIII Международном семинаре по магнитному резонансу (спектроскопия, томография и экология). Ростов-на-Дону, 2006.
Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 3 в журналах центральной печати. Общий объём публикаций - 1,5 печатных листа, личный вклад автора в публикации - 65%.
Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав и выводов. Работа изложена на S?Z страницах машинописного текста, включает 8 рисунков, 61 таблицу и 4 приложения. Список литературы представлен 145 источниками, из которых 11 - иностранных.
