Эколого-геохимическая оценка состояния компонентов природной среды особо охраняемых территорий. Парк «Смоленское Поозерье»

1. Эколого-геохимическая оценка состояния компонентов природной среды особо охраняемых природных территорий на примере национального парк

Эколого-геохимическая оценка состояния
компонентов природной среды особо
охраняемых природных территорий на примере
национального парка «Смоленское Поозерье»
Кононова Любовь
Научный руководитель: Зеленковский П.С.

2.

Смоленское Поозерье — национальный парк в европейской части России, в
северо-западной части Смоленской области, в Духовщинском и
Демидовском районах
S = 1462,37 км2
Национальный парк
«Смоленское Поозерье»
2

3. Карта-схема функционального зонирования национального парка «Смоленское Поозерье»

3

4. Объекты исследования

2.
1.
1.
2.
3.
4.
5.
оз. Баклановское
оз. Рытое
оз. Чистик
оз. Сапшо
оз. Лошамье
3.
5.
4.
Исследуемая территория находится близ
посёлка Пржевальское в 120 км к северу от
города Смоленск в центральной части
национального парка «Смоленское Поозерье»
4

5.

Актуальность
В связи с проблемой загрязнения окружающей среды продуктами
техногенеза, одним из основных процессов экологического наблюдения
становится увеличение концентрации тяжёлых металлов в экосистеме.
Тяжёлые металлы оказывают негативное влияние на качество природных
вод, так как являются консервативными загрязнителями. Поступая в
природные воды, тяжёлые металлы аккумулируются в донных отложениях,
в последствии попадая в пищевые цепи
5

6. Научная проблематика

Цель: Оценка степени загрязнения донных отложений, почв и
вод акваторий заповедной и рекреационной зон национального
парка «Смоленское Поозерье» и определение форм нахождения
тяжелых металлов в системе “донные отложения-вода-почва”
Задачи:
1. Определение содержания тяжелых металлов (Ti, Mn, Ni, Cu, Pb, Zn, Cd, As,
Mo, W, Sb) в системе и расчёт коэффициента суммарного загрязнения
2. Определение степени загрязнения в системе и построение геохимических
карт
3. Определение форм нахождения тяжелых металлов в системе
4. Изучение сорбционных свойств донных отложений
6

7. Материал для исследования

2014 год
• 115 проб донных отложений
• 50 проб почвогрунтов
2015 год
• 250 проб донных отложений
• 200 проб почвогрунтов
• 20 проб воды
2016 год
7

8. Методы исследования

Рентгенофлуоресцентная
спектометрия (определение
тяжёлых металлов)
Спектрофотометрия
(определение органического
вещества)
Рентгенофазовый анализ
(определение минерального
состава)
Метод постадийной
экстракции (определение
форм нахождения тяжёлых
металлов)
Определение содержания
ртути методом пиролиза
Программа STATISTICA 10
(обработка результатов
анализов)
Построение геохимических
карт в Surfer 9, CorelDrawХ6,
ArcGIS
8

9.

Zc — суммарный показатель загрязнения. Zc-сумма коэффициентов концентрации (Kc)
токсикантов I, II и III классов токсикологической опасности по отношению к фоновым
значениям. Он рассчитывается по формуле:
n
Zc = (Σ Kc) – (n – 1),
i=1
где Kc — коэффициент концентрации i-го химического элемента, n — число, равное количеству
элементов, входящих в геохимическую ассоциацию
Класс опасности
Химические элементы
1
As, Cd, Hg, Se, Pb, Zn, Cr
2
Co, Ni, Mo, Cu, Sb
3
Ba, V, W, Mn, Sr
Уровень загрязнения
Суммарный показатель
загрязнения почв (Zс)
Низкий
8–16
Средний
16–32
Высокий
32–128
Очень высокий
>128
Коэффициент концентрации (Kc) рассчитывается по формуле:
Кс = Сi/Сфон,
где Ci — фактическое содержание элемента
Сфон. — геохимический фон.
9

10. Фоновые концентрации тяжёлых металлов заповедной зоны (оз. Лошамье)

Среднее
Ti
V
Cr
Mn
Co
Ni
Cu
Zn
As
Mo
Cd
Sb
W
Pb
Sr
Медиана Нижняя квартиль
1806,03
41,758
15,394
1257,697
6,9
10
17
174,606
15,864
2,5
10,909
25
10
30,636
72,333
1518
41
10
692
4,9
10
10
191
18
1,5
10
25
10
28
66
1132
28
10
513
1,5
10
10
52
2,5
1,5
10
25
10
17
58
Донные отложения
Верхняя
квартиль
2568
56
10
1031
8,1
10
25
250
24
1,5
10
25
10
44
93
Среднее
Ti
V
Cr
Mn
Co
Ni
Cu
Zn
As
Mo
Cd
Sb
W
Pb
Sr
2442,865
41,892
26,135
425,919
3,846
10
11,216
40,784
12,527
3,178
10
25
10
15,865
86,243
Медиана Нижняя квартиль
2805
41
10
336
1,5
10
10
33
2,5
1,5
10
25
10
14
91
Верхняя
квартиль
1737
20
10
186
1,5
10
10
19
2,5
1,5
10
25
10
5
78
3216
56
46
517
5,1
10
10
56
19
1,5
10
25
10
19
102
Почва
10

11.

11

12. Фоновые концентрации тяжёлых металлов рекреационной зоны (оз.Сапшо, Рытое, Чистик, Баклановское)

Среднее
Ti
V
Cr
Mn
Co
Ni
Cu
Zn
As
Mo
Cd
Sb
W
Pb
Sr
2114,076
43,468
16,152
964,962
6,37
10
13,304
87,063
7,443
1,904
10,304
2
10
25,987
213,372
Медиана Нижняя квартиль
2317
41
10
654
5,9
10
10
79
2,5
1,5
10
25
10
24
189,5
1243
20
10
433
1,5
10
10
30
2,5
1,5
10
25
10
17
108
Донные отложения
Верхняя
квартиль
2820
57
10
1091
9,2
10
10
137
14
1,5
10
25
10
34
309
Среднее
Ti
V
Cr
Mn
Co
Ni
Cu
Zn
As
Mo
Cd
Sb
W
Pb
Sr
2112,239
38,38
19,056
802,028
6,255
10
12,746
62,592
9,261
2,18
10,437
25,845
10
18,93
103,099
Медиана Нижняя квартиль
2231
34
10
511
15
10
10
34
2,5
1,5
10
25
10
5
102
Верхняя
квартиль
1259
20
10
511
1,5
10
10
34
2,5
1,5
10
25
10
5
102
2846
53
10
784
4,6
10
10
64
2,5
1,5
10
25
10
19
116
Почва
12

13.

13

14.

14

15.

15

16. Результаты спектрофотометрии (определение органического вещества)

Спектр прибрежных проб
Спектр глубинных проб
Массовая доля органического вещества (X) в процентах вычисляется по уравнению:
X = mK 100
m – масса органического вещества в анализируемой пробе, найденная по графику, мг;
К – коэффициент поправки концентрации восстановителя;
100 – коэффициент пересчета в проценты.
16

17.

Фоновые концентрации ртути
*
Среднее Медиана Нижняя квартиль Верхняя квартиль
Hg (донные)
0,102
0,076
0,037
0,154
Hg (почва)
0,072
0,05
0,024
0,091
ПДК , согласно ГН
2.1.7.2041-06 , 2,1 ppm
*данные представлены в ppb
17

18.

18

19.

19

20. Итоги работы:

• Проведён отбор проб почв, донных отложений, воды
• Пробы подготовлены к анализам (промолоты,
проситованы)
• Проведён рентгенофлуоресцентный анализ, на
основании которого посчитаны фоновые
концентрации и суммарный коэффициент загрязнения
• Построены карты распределения суммарных
коэффициентов концентрации
• Определено содержание ртути в почвах и донных
отложениях заповедной зоны
20

21.

Спасибо за внимание
21