 Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по разным специальностям
На правах рукописи Даваева Цаган Дорджиевна ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВОГРУНТОВ И АККУМУЛИРУЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ РАСТЕНИЙ НЕФТЕЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ РЕСПУБЛИКИ КАЛМЫКИЯ 03.00.16 - экология 03.00.05 - ботаника Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук Саратов 2009 Работа выполнена в ГОУ ВПО Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского и в ГОУ ВПО Калмыцкий государственный университет Научные руководители: доктор биологических наук, профессор Болдырев Владимир Александрович доктор биологических наук, профессор Сангаджиева Людмила Халгаевна Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор Кулагин Алексей Юрьевич кандидат биологических наук, доцент Плешакова Екатерина Владимировна Ведущая организация: Институт прикладной экологии Республики Дагестан Защита состоится л24 декабря 2009 года в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.243.13 при ГОУ ВПО Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского по адресу: 410012, г. Саратов, ул. Астраханская, д. 83. V учебный корпус, ауд. №61. E-mail: biosovet@sgu.ru. С диссертацией можно ознакомиться в Зональной научной библиотеке им. В.А. Артисевич ГОУ ВПО Саратовский государственный университет им. Н.Г.Чернышевского Автореферат разослан л20 ноября 2009 года
Общая характеристика работы Актуальность исследования. Освоение новых месторождений и строительство крупных нефтегазовых комплексов часто проводится в природных зонах, которые отличаются повышенной экологической уязвимостью к техногенным воздействиям. Во многих районах плохо изучены исходные природные процессы, свойства местных ландшафтов и закономерности их функционирования. Одной из ведущих отраслей народного хозяйства Республики Калмыкия (РК) является нефтегазовая промышленность. Крупные месторождения углеводородного сырья в Калмыкии пока еще не открыты, эксплуатируются средние и мелкие по запасам залежи. По данным Росприроднадзора (2009) на юго-востоке РК за последние 5 лет имело место свыше 30 случаев загрязнения земель на участках нефтедобычи следующих компаний: Калмнефть, Калмпетрол, Калмистерн, Калмнедра, Астраханьморнефтегаз. Под воздействием аккумулированных в почве нефти и нефтепродуктов (НП) происходит трансформация почвенных экосистем (Солнцева, 1998; Кувшинская, 2001; Киреева, 2003, 2009; Колесников, 2006 и др.). Изменения свойств почв и непосредственное воздействие нефти и НП приводят к угнетению или полному ингибированию роста и развития растений, почвы становятся фитотоксичными (Гайнутдинов, 1988; Ларионова, 2004; Мифтахова, 2004 и др.). Высокая чувствительность полупустынных ландшафтов юго-востока Калмыкии к техногенезу, их нестабильность и длительный срок восстановления обуславливает необходимость проведения углубленных экологических испытаний с целью оценки последствий нефтезагрязнения природных компонентов. Цель работы - выявление особенностей химического состава почвогрунтов и растений, их аккумулирующей способности на нефтезагрязненных территориях Республики Калмыкия. В связи с этим были поставлены следующие задачи:
Научная новизна работы. Впервые на территории РК осуществлен комплексный анализ почвогрунтов и растительных группировок, определены содержания ТМ в почвогрунтах и растениях в зоне влияния нефтедобывающих комплексов. Выявлены факторы, определяющие степень фитотоксичности нефтезагрязненных почв. Для практического применения предложены виды культурных и дикорастущих растений, устойчивых к нефтяному загрязнению с учетом особенностей природных условий РК. Научно-практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы при исследовании и прогнозировании ореолов рассеяния нефтяного загрязнения на участках добычи и транспорта нефти, загрязнения почв и растений ТМ. Выявление устойчивых к нефтяному загрязнению растений может быть использовано для рекультивации почв, загрязненных нефтью и НП. Материалы исследования могут быть использованы в учебном процессе при изучении курса экологии почв и растений, экологической химии и экологической геохимии. Апробация работы. Основные положения диссертации апробированы на научной конференции Эколого-геохимические проблемы бассейна Каспийского моря (Астрахань, 2003), Всероссийской конференции молодых ученых и студентов Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды (Уфа, 2004), Международной конференции Каспий в судьбах народов Евразии: история и перспективы сотрудничества (Казахстан-Атырау, 2006), Республиканской научно-практической конференции Молодежь и наука: третье тысячелетие (Элиста, 2006), международной научной конференции Проблемы сохранения и рационального использования биоразнообразия Прикаспия и сопредельных регионов (Элиста, 2006), Всероссийском съезде почвоведов (Ростов-на-Дону, 2008), Международной конференции Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря и водоемов внутреннего стока Евразии (Астрахань, 2008). Публикации. По материалам диссертации опубликовано 19 научных работ, одна из которых в издании, рекомендованном перечнем ВАК РФ. Декларация личного участия автора. Все исследования проведены лично автором. Анализ полученных результатов осуществлен автором самостоятельно по плану, согласованному с научными руководителями. Доля личного участия автора в подготовке и написании публикаций в соавторстве составляет 50 - 70%. Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав и выводов. Она изложена на 141 стр., содержит 38 таблиц, 11 рисунков и приложение на 10 страницах. Список литературы состоит из 257 источников отечественных и зарубежных авторов. Основные положения, выносимые на защиту.
Содержание работы Глава 1. Современное состояние проблемы загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами (Обзор литературы) В главе дана общая характеристика НП как загрязняющих веществ окружающей среды. Проанализированы данные о процессах трансформации нефти и НП в почвах, изменения морфологических, физико-химических свойств почв. Рассмотрено влияние НП на растительные организмы. Описаны формы нахождения ТМ в почвах и механизмы их поглощения, показано влияние ТМ на свойства почв и состояние растений. Глава 2. Объекты и методы исследования Обследование проводилось с 2001 по 2008 гг. В качестве объектов исследования были использованы образцы почвогрунтов и растений, загрязненных нефтью в естественных условиях, в модельных и полевых экспериментах. Общая площадь исследованной территории составила около 60 га. Изучено три месторождения нефти, отобрано и проанализировано более 440 образцов, в т.ч. 340 почвенных, 90 растительных, 10 водных. На месторождениях нефти сделано 28 описаний, отобрано 186 проб почв и 10 проб пластовой воды. Проведены два модельных опыта. Повторность опытов 3-х кратная. В районе буровых площадок Улан-Хольского, Состинского и Тенгутинского месторождений нефти РК были отобраны образцы нефтезагрязненных и фоновых бурых полупустынных почв. Пробы почв и растений отбирались по общепринятым методикам (АгрохимическиеЕ, 1975; РД 39-0147098-015-90). Отбор проводился по мере удаления от источника загрязнения: устье, резервуар, дизель, шламонакопитель, факел, на обваловке и фоновых участках (500 м от месторождения). На территории месторождений были сделаны почвенные разрезы на глубину до 100 - 120 см. Проведены модельные опыты. 1. Определение фитотоксичности нефтязагрязненных почв. Исследования по изучению роста, развития и динамики накопления ТМ растениями проводили в полевых микроделяночных условиях на светло-каштановой почве (гумус 2,5%, рН водн. 7,3, Nобщ. 14,0 мг/100 г, P2O5 25,0 мг/100 г, К2О 32,0 мг/100 г, тип засоления сульфатно-хлоридный) с искусственным загрязнением сырой нефтью Улан-Хольского месторождения (0,5 л/м2) на площадках размером 1м2. Контролем служили образцы почв с незагрязненных участков. Для ускорения разложения нефти одновременно вносили минеральное удобрение (N30P60K30). В качестве тест-объектов использовали ячмень обыкновенный (Hordeum vulgare L.), овес посевной (Avena fatua L.), кресс-салат (Lepidium sativum L.) и амарант запрокинутый (Amaranthus retroflexus L.). Посев проводили весной, сразу после загрязнения. 2. Влияние длительности загрязнения и увлажнения почвы на ее свойства, степень экстракции и сорбции нефтепродуктов. В модельном эксперименте были использованы чернозем обыкновенный, светло-каштановая и бурая полупустынная почвы, отобранные в западном, северном и юго-восточных районах РК. Измельченную пробу воздушно-сухой почвы помещали в колонку высотой 30 см и диаметром 10 см. Моделировали первичное загрязнение - аварийный пролив нефти, нанося на поверхность почвы 25 г нефти (слой высотой 10 см). Вторичное загрязнение - перераспределение нефти в почве под действием атмосферных осадков моделировали внесением в почву 50 г нефти, затем почву с нефтью перемешивали и увлажняли дистиллированной водой еженедельно. Загрязнение нефтью проводилось в течение 6 месяцев. Образцы почв для анализов отбирали через 2, 3, 6 месяцев. Контролем служила аналогичная незагрязненная почва. Анализы почвенных и растительных образцов были выполнены с применением действующих ГОСТов и общепринятых методик. Определение содержания НП проводили весовым и флюориметрическим методом после экстракции их из почвы хлороформом и очистки гексаном. Определение Мn, Ni, Сu, Zn, Со, Cr, Hg, Cd, As проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии с пламенной атомизацией на абсорбционном спектрофотометре Квант. Получение вытяжки растений осуществляли по методике Г.Я. Ринькиса (1963) сжиганием пробы парами азотной кислоты. Результаты анализов обрабатывались статистически с помощью компьютерной программы Microsoft Exell-97. Был вычислен ряд биогеохимических и ландшафтно-геохимических коэффициентов, отражающих процессы миграции и дифференциации веществ. Названия видов растений приводятся по П.Ф. Маевскому (1964) с изменениями по сводке С.К. Черепанова (1995). Глава 3. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ В главе рассмотрены основные природные условия: климат (Федюков, 1969; Агроклиматические ресурсы, 1974), рельеф (Димо, 1907; Болышев, 1972; Доскач, 1990; Зонн, 1995), геологическое строение и почвообразующие породы (Бембеев, 1995; Ташнинова, 2000; Сангаджиева, 2004; Михайлов, 2006). Особое внимание уделено почвенному (Агроклиматические ресурсы, 1974; Хабаров, 1978; Бакинова, 1996; Ташнинова, 2000) и растительному покрову (Пачосский, 1892; Цаценкин и др., 1936, 1957; Максимова, 1958; Бананова, Журкина, 1977; Бабаев, 1986; Бакташева, 2000). Глава 4. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПОЧВОГРУНТОВ НЕФТЕПРОМЫСЛОВ КАЛМЫКИИ Улан-Хольское, Состинское, Тенгутинское месторождения нефти расположены в зоне полупустыни юго-восточной части РК (рис. 1). Рис 1. Схема расположения исследованных месторождений нефти: 16 - Тенгутинское, 19 - Состинское, 29 - Улан-Хольское. Для экологической оценки почвогрунтов был проведен химический анализ на содержание биогенных элементов и нефтепродуктов, результаты которого приведены в табл. 1. Таблица 1 Особенности химического состава нефтезагрязненных почвогрунтов, мг/кг
|  |
Blog
Home - Blog