Главная » 2014 » Август » 30 » Скачать Адсорбция меди основными типами почв Семипалатинского Прииртышья. Гулькина, Татьяна Ивановна бесплатно
9:55 AM
Скачать Адсорбция меди основными типами почв Семипалатинского Прииртышья. Гулькина, Татьяна Ивановна бесплатно
Адсорбция меди основными типами почв Семипалатинского Прииртышья
Диссертация
Автор: Гулькина, Татьяна Ивановна
Название: Адсорбция меди основными типами почв Семипалатинского Прииртышья
Справка: Гулькина, Татьяна Ивановна. Адсорбция меди основными типами почв Семипалатинского Прииртышья : диссертация кандидата биологических наук : 03.00.16, 03.00.27 Семипалатинск, 2003 141 c. : 61 04-3/564
Объем: 141 стр.
Информация: Семипалатинск, 2003
Содержание:
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ, УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ И ТЕРМИНОВ
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
11 Адсорбционная способность почв и их экологическая устойчивость по отношению к тяжелым металлам
12 Количественные закономерности ионообменной адсорбции
13 Экологическая оценка влияния различных агрохимикатов и мелиорантов на адсорбционную способность почв по отношению к тяжелым металлам
2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ
31 Физико-химическая характеристика исследуемых типов почв
32 Влияние на адсорбцию меди временного фактора и рН среды Конкурентная адсорбция
33 Влияние на адсорбцию меди физико-химических свойств почвы и природы вносимых соединений
34 Влияние на адсорбцию меди исходной концентрации растворов
35 Изотермы адсорбции
36 Влияние на адсорбцию меди минеральных удобрений
361 Влияние на адсорбцию меди азотных и калийных удобрений
362 Влияние на адсорбцию меди фосфорных удобрений
363 Влияние на адсорбцию меди сложных удобрений
37 Влияние на адсорбцию меди органических удобрений
38 Влияние на адсорбцию меди цеолитов ЗАКЛЮЧЕНР1Е
Введение:
Актуальность темы. Необходимость оценки устойчивости почв к различным антропогенным воздействиям, вызванная осложняющейся экологической ситуацией, связанной с возрастающими техногенными нагрузками на окружающую среду, приобретает в последнее время все большую актуальность.Это обусловлено осознанием масштабов и реальной опасности экологического кризиса, одной из причин которого является загрязнение окружающей среды.Особую группу загрязняющих веществ составляют тяжелые металлы (ТМ), обладающие самыми высокими показателями техногенности и токсичности. Экологическая оценка устойчивости почв Казахстана, и в частности Семипалатинского Прииртышья, к загрязнению ТМ до сих пор не проводилась, что и привело к необходимости исследований по данному вопросу.В качестве исследуемого ТМ была выбрана именно медь, поскольку она относится к числу приоритетных загрязнителей Семипалатинского Прииртышья. Это связано с тем, что на территории исследуемого региона находятся значительное количество разрабатываемых месторождений полиметаллических руд (в состав которых входит значительное количество меди), современные промышленные производства - Жезкентский горно-обогатительный комбинат, медеплавильный комбинат в с. Глубокое, предприятия цветной металлургии, машиностроения, металлообрабатывающей и химической промышленности, выбрасывающие в окружающую среду большие количества соединений меди.Кроме того, при систематическом применении в сельском хозяйстве различных средств химизации может происходить накопление в почвах ионов меди, содержащихся в удобрениях и мелиорантах в качестве примесей, что также увеличивает экологическую нагрузку в системе "почва-растение".Проблема меди имеет важный экологический аспект. Медь относится к ТМ II класса опасности. Ее соединения в повышенных концентрациях обладают высокой токсичностью, мутагенным и канцерогенным эффектом, способны к биоаккумуляции, то есть оказывают вредное воздействие на экосистемы. В то же время медь является одним из важнейших микроэлементов, входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, участвует в регулировании процесса фотосинтеза, углеводного, белкового, минерального и витаминного обменов [53].Соединения меди техногенного генезиса активно воздействуют на все компоненты ландшафта, но наибольшую нагрузку испытывают почвы. Загрязнение почв медью - долговременное и трудно устранимое явление (период ее полуудаления составляет от 310 до 1500 лет).К числу важнейших процессов, контролирующих миграционную способность ТМ в системе "почва-растения", относятся процессы адсорбции, поэтому изучение адсорбционных свойств почв при различном уровне техногенного воздействия - серьезная задача почвенной экологии, важная в научном и практическом аспекте. Ее решение позволяет оценивать и прогнозировать экологическое состояние почвенного покрова, разрабатывать мероприятия по снижению или ликвидации токсико-экологических последствий загрязнения.Адсорбционная способность почв по отношению к меди зависит от их гранулометрического и минералогического состава, содержания гумуса и карбонатов, рН среды, емкости поглощения. Помимо вышеуказанных факторов, на процессы адсорбции оказывают влияние и некоторые другие. Так, современная агрохимическая практика располагает рядом удобрений и мелиорантов, которые, наряду с обеспечением растений основными элементами питания, способны влиять на подвижность металлов и их миграцию в почвенном растворе.Компоненты агрохимикатов могут менять подвижность меди путем адсорбции, ионного обмена и комплексообразования, не исключено и совместное осаждение гидроксидов металлов с компонентами удобрений. В связи с этим весьма актуальным является изучение их влияние на адсорбционные процессы.Учитывая то, что полностью отсутствуют экспериментальные данные по адсорбции меди почвами Казахстана, характеризующимися определенным своеобразием свойств, наши исследования были направлены на изучение адсорбционной способности почв Семипалатинского Прииртышья Республики Казахстан и экологическую оценку их устойчивости к загрязнению медью.Целью работы было исследование процессов адсорбции меди наиболее распространенными и используемыми в сельскохозяйственном производстве почвами Семипалатинского Прииртышья в зависимости от временного фактора, рН реагирующих с почвой растворов, присутствия в растворе ионов других ТМ, физико-химической характеристики почв, природы вносимых в почву соединений меди, исходной концентрации растворов и влияния различных видов и доз минеральных и органических удобрений и цеолитов.В соответствии с этой целью были поставлены следующие задачи: - исследовать физико-химические свойства почв; - изучить процессы адсорбции ионов меди почвами в зависимости от: • временного фактора; • рН реагирующих с почвой растворов; • наличия в растворе ионов других ТМ; • физико-химической характеристики почв; • природы вносимых в почву соединений меди; • исходной концентрации меди в растворах; - выяснить эффективность действия на адсорбционную способность почв различных видов и доз минеральных и органических удобрений и цеолитов; - оценить экологическую устойчивость почв к загрязнению медью.Научная новизна работы. Впервые исследованы процессы адсорбции меди основными типами почв Семипалатинского Прииртышья Республики Казахстан в зависимости от ряда внешних и внутренних факторов. Научная новизна работы заключается в определении: - адсорбционной способности наиболее распространенных почв Семипалатинского Прииртышья; - взаимосвязи между количеством адсорбированной меди и рН реагирующих с почвой растворов; - динамики адсорбционного процесса и скорости поглощения меди почвами; - различий в протекании адсорбционных процессов при моно- и полиэлементом загрязнении; - зависимости процессов адсорбции меди от основных физикохимических свойств почв; - влияния на количество поглощенной меди природы вносимых соединений и исходной концентрации растворов; - потенциальной буферной способности, максимальной адсорбционной емкости и прочности связи меди в почвах.На основе полученных данных впервые проведена оценка экологической устойчивости исследуемых почв, в ходе которой установлено, что наиболее устойчивыми к загрязнению медью являются черноземы сегрегационные, наименее устойчивыми - каштановые супесчаные почвы; полиэлементное загрязнение почв более опасно, чем моноэлементное; попадание в почву меди в сульфатной форме представляет меньший экологический риск по сравнению с нитратной формой.Впервые исследовано влияние различных видов и доз минеральных и органических удобрений и цеолитов на процессы адсорбции меди. Обнаружено, что азотные, калийные и сложные удобрения в различной степени снижают адсорбционную способность почв и их экологическую устойчивость к загрязнению медью, органические удобрения и цеолиты - повышают, фосфорные - оказывают двойственное влияние. На основе эффективности их действия предложены способы снижения фитотоксичности меди в почвах.Практическая значимость работы. Изучение процессов адсорбции соединений меди разными по свойствам почвами позволяет оценить потенциальную опасность их загрязнения медью в условиях конкретной природноклиматической зоны. Полученные сведения будут полезными при оценке воздействия выбросов промышленных предприятий и сельскохозяйственного производства на экологическую обстановку в почвах, для дозировки антропогенной нагрузки на сельскохозяйственные угодья, при разработке практических рекомендаций по уменьшению токсического действия меди и для других целей.Исследование факторов, определяющих адсорбцию меди почвами, является важным в экспериментально-теоретическом аспекте при решении экологических проблем, связанных с аккумуляцией меди в педосфере, при прогнозировании поступления меди из почвы в сопредельные среды. Сведения об адсорбции меди в почве позволят моделировать природные явления с целью разработки наиболее благоприятных биогеохимических циклов меди, оптимизации микроэлементного баланса в агробиоценозах.Полученные данные могут найти практическое применение в системах нормирования, комплексах защитных мер по детоксикации почв и снижению загрязнения сельскохозяйственной продукции.Результаты работы используются в учебном процессе университета на факультете естественных наук при чтении лекций по дисциплинам «Тяжелые металлы и окружающая среда», «Химическая экология» и «Экология почв» для студентов специальностей «Экология», «Химия», «Биология».Апробация работы. Основные положения диссертации были доложены на Республиканской научно-практической конференции "Человек и природная среда" (Темиртау, 2000), Республиканской научно-практической конференции "Научные и практические проблемы агроэкологии и сельского хозяйства в Приаралье" (Кызылорда, 2000), Международной конференции "География и природопользование в современном мире" (Барнаул, 2001), V Международном научном симпозиуме им. академика М.А. Усова студентов, аспирантов и молодых ученых "Проблемы геологии и освоения недр" (Томск, 2001), III Международном совещании, посвященном 10-летию НИИ Геохимии биосферы "Геохимия биосферы" (Новороссийск, 2001), Международной научно-практической конференции "Химия: наука, образование, промышленность. Возможности и перспективы развития" (Павлодар, 2001), Международной научно-практической конференции "Тяжелые металлы и радионуклиды в окружающей среде" (Семипалатинск, 2001), Международной научно-практической конференции аспирантов, студентов и молодых ученых "Наука и образование - проблемы и перспективы" (Бийск, 2002), Международной научно-практической конференции "Естественно-гуманитарные науки и их роль в подготовке инженерных кадров" (Алматы, 2002), Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова "Теоретическая и экспериментальная химия" (Караганда, 2002), Международной научной конференции "Геоэкологические проблемы почвоведения и оценки земель" (Томск, 2002), II Международной научно-практической конференции "Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде" (Семипалатинск, 2002), Международной научно-практической конференции, посвященной 30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова и Году Здоровья "Актуальные проблемы экологии" (Караганда, 2002), II Российско-монгольской научной конференции молодых ученых и студентов "Алтай: экология и природопользование" (Бийск, 2003), IV Российской Биогеохимической Школе "Геохимическая экология и биогеохимическое изучение таксонов биосферы" (Москва, 2003).Публикация результатов исследования. Материалы диссертации изложены в 16 публикациях в сборниках материалов конференций, симпозиумов и совещаний и 1 статье в журнале "Поиск".Благодарности. Автор выражает глубокую признательность доктору биологических наук, профессору Семипалатинского государственного университета им. Шакарима Михаилу Семеновичу Панину за научное руководство, постоянное внимание и помощь в выполнении исследований. Искреннюю благодарность автор приносит кандидату биологических наук, старшему научному сотруднику Московского государственного университета им. Ломоносова Дмитрию Вадимовичу Ладонину за многократные ценные консультации.Основные положения, выносимые на защиту.1. Адсорбционная способность почв при зафязнении медью определяется временным фактором, рН реагирующих с почвой растворов, присутствием в растворе ионов других ТМ, физико-химической характеристикой почв, природой вносимых в почву соединений меди и исходной концентрацией растворов.2. На адсорбционную способность почв и их экологическое состояние оказывают влияние минеральные и органические удобрения и цеолиты, причем эффективность действия определяется их видом и дозой.
