НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫБРОСОВ ГРЭС НА АГРОЛАНДШАФТЫ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА РОССИИ Ю.А. Мажайский1, Ю.П. Пожогин2,С.А
- Главная
- Обществознание
-
НЕГАТИВНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫБРОСОВ ГРЭС НА АГРОЛАНДШАФТЫ В УСЛОВИЯХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА РОССИИ Ю.А. Мажайский1, Ю.П. Пожогин2,С.А
Содержание
- 2. Введение Одним из последствий развития промышленного и сельскохозяйственного производства является трансформация природных циклов миграции вещества и
- 3. Одной из крупнейших тепловых электростанций Центра России является Рязанская ГРЭС. На нее приходится 50…60% всего объема
- 4. Рисунок 1. Карта-схема района полевых исследований
- 5. На втором этапе исследований был заложен полевой опыт, целью которого является выбор экологически оптимального комплекса агромелиоративных
- 6. Таблица 1. Уровни внесения в почву приоритетных ЗВ по вариантам полевого опыта *Примечание: свинец вносился в
- 7. Рисунок 2. Кривые распределения величин атмосферных выпадений ТМ (Р) в зоне воздействия Рязанской ГРЭС (по данным
- 8. В ходе исследований летних осадков был выявлен максимум атмотехногенного потока Pb на одном из водоразделов Среднерусской
- 9. Таблица 2. Отношение запасов подвижных форм ТМ в почвах сельхозугодий к величине запасов в обследованных почвах
- 10. Регрессионный анализ (пошаговая регрессия) показал, что из всех факторов почвенной среды преобладающее влияние на миграцию ряда
- 11. Таблица 3. Баланс ТМ в агроландшафтах зоны воздействия Рязанской ГРЭС
- 12. Рисунок 3. Оценка степени атмотехногенного влияния на ландшафты зоны воздействия РГРЭС (в отношении приоритетных ЗВ –
- 13. Полевые экспериментальные исследования. Полевой опыт заложен в мае 2003 г. на землях АОЗТ «Малинищи» Пронского района
- 14. Таблица 4. Показатели водной миграции ТМ в ландшафтах Русской равнины
- 15. Таблица 5. Концентрация ТМ в фитомассе однолетних трав (овес, вика) по вариантам полевого эксперимента, мг/кг воздушно-сухого
- 16. Причина — повышение геохимической подвижности ТМ в почве при внесении азотосодержащих удобрений, а также рост стабильности
- 17. Таблица 6. Урожай однолетних трав по вариантам полевого эксперимента (кг/м2 сырой фитомассы)
- 18. Рисунок 4. Урожай по вариантам опыта (2003 г.)
- 20. Скачать презентацию
Введение
Одним из последствий развития промышленного и сельскохозяйственного производства является трансформация природных
Введение
Одним из последствий развития промышленного и сельскохозяйственного производства является трансформация природных
Экологическая проблема, связанная с поступлением ТМ в ландшафты, наиболее обострена в регионах с большой степенью концентрации производства и населения, в т.ч. в Центральном регионе России. При этом влияние выбросов промышленных предприятий в большинстве случаев затрагивает сельскохозяйственно освоенные ландшафты в радиусе до 30 км от источника выбросов. Существует насущная необходимость разработки экологически обоснованных агротехнологий, направленных не только на получение сельхозпродукции, но и на учет негативных последствий техногенного воздействия.
Одной из крупнейших тепловых электростанций Центра России является Рязанская ГРЭС. На
Одной из крупнейших тепловых электростанций Центра России является Рязанская ГРЭС. На
Материалы и методы
В качестве объектов исследования рассматривались основные компоненты агроландшафтов зоны воздействия Рязанской ГРЭС: почвы, растительность (в первую очередь сельскохозяйственная), поверхностные и грунтовые воды, донные отложения, осадки зимнего и летнего периодов. Начальным этапом работы явились полевые исследования текущего экологического состояния агроландшафтов с выявлением факторов и особенностей техногенеза. При этом в границах зоны наибольшего воздействия предприятия была сформирована сеть стационарных точек опробования, размещенных вокруг РГРЭС по радиально-концентрической сети (рис. 1). Во всех образцах объектов окружающей среды определялось валовое содержание ТМ атомно-абсорбционным методом по методике ЦИНАО с использованием экстрагента ― 5н. НNО3 (сорбированные и обменные формы экстрагировались соответственно 1н. НNО3 и ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8). Полученные данные подвергались математической обработке, а также использовались при составлении ландшафтно-геохимических карт.
Рисунок 1. Карта-схема района полевых исследований
Рисунок 1. Карта-схема района полевых исследований
На втором этапе исследований был заложен полевой опыт, целью которого является
На втором этапе исследований был заложен полевой опыт, целью которого является
Анализ результатов исследований
Поступление 3В из атмосферы оценивалось на основе анализа их содержания в атмосферных осадках зимнего и летнего периодов. Оценка техногенного вклада в атмосферные выпадения ТМ осуществлялась при анализе соответствующих кривых распределения. Данный метод основан на том, что форма распределения, как весьма консервативный статистический показатель, отклоняется от нормальной функции лишь при наличии сильного и устойчивого внешнего воздействия. Было установлено, что в зоне воздействия РГРЭС ярко выраженными аномалиями распределения отличаются величины выпадений Pb и Cd (рис. 2). В дальнейшем определялась территориальная приуроченность аномалий. Выявлено, что зона максимума поставки атмотехногенных ТМ протягивается от водоразделов Среднерусской возвышенности на юго-западе через промплощадку ГРЭС по направлению преобладающего переноса выбросов. Это указывает на значительный рост выпадений поллютантов под влиянием техногенных выбросов и активизацию оседания аэрозолей ― носителей ТМ в местности с эрозионным рельефом.
Таблица 1. Уровни внесения в почву приоритетных ЗВ
по вариантам полевого
Таблица 1. Уровни внесения в почву приоритетных ЗВ по вариантам полевого
*Примечание:
свинец вносился в форме Pb(CH3COO)2 ⋅ 3H2O;
кадмий ― в форме CdSO4 ⋅ 8H2O
Рисунок 2. Кривые распределения величин атмосферных выпадений ТМ (Р)
в зоне
Рисунок 2. Кривые распределения величин атмосферных выпадений ТМ (Р) в зоне
В ходе исследований летних осадков был выявлен максимум атмотехногенного потока Pb
В ходе исследований летних осадков был выявлен максимум атмотехногенного потока Pb
В ходе почвенно-геохимических исследований выявлено техногенное влияние на содержание ТМ в почвенном покрове (в первую очередь в отношении Pb и Cd), проявляющееся, в частности, в наличии обширных аномалий в почвах, которые четко коррелируют с атмосферными выпадениями нерастворимых форм ТМ: коэффициент корреляции содержания Pb в почве с величинами его атмосферной поставки r = + 0,68, а содержание в почвах кадмия, по данным регрессионного анализа, на 62% определяется поступлением из атмосферы его нерастворимых форм, влияние других факторов незначимо. Атмосферные выпадения способствуют также росту сорбированных форм Рb и Cd; подвижность Сu и Zn не проявляет связи с техногенезом. При этом сельскохозяйственное освоение земель способствует активизации выноса мобильных форм ТМ из почвенного профиля (табл. 2), что связано с миграцией в процессе поверхностного и внутрипочвенного стока.
Таблица 2. Отношение запасов подвижных форм ТМ
в почвах сельхозугодий к
Таблица 2. Отношение запасов подвижных форм ТМ в почвах сельхозугодий к
Регрессионный анализ (пошаговая регрессия) показал, что из всех факторов почвенной среды
Регрессионный анализ (пошаговая регрессия) показал, что из всех факторов почвенной среды
Как свидетельствуют результаты балансовых расчетов (табл. 3), в ландшафтах исследованного района сложился устойчивый положительный баланс поступления и выноса ТМ. При этом рассматриваемые элементы по преобладающим факторам миграции могут быть подразделены на две группы. Биогенная миграция абсолютно преобладает для Cu и Zn вследствие их концентрирования в продукции растениеводства и органических удобрениях, в связи с чем роль таких статей баланса, как выщелачивание и атмосферные выпадения относительно снижена. В то же время атмотехногенный привнос обеспечивает 80…90% поступления в ландшафты Pb и Cd, а основной фактор их выноса — водная миграция. Таким образом, общий характер миграции ТМ определяется в основном степенью их биофильности.
По результатам исследований свинец и кадмий были признаны приоритетными загрязнителями ландшафтов зоны воздействия Рязанской ГРЭС, о чем свидетельствуют, в частности, значения коэффициентов деструкционной активности (соотношение атмотехногенного привноса и биопоглощения), характеризующие степень опасности элементов для биоты: для Cu и Zn 2,1…2,7, а для Pb и Cd — 31…105. Также определены территории, наиболее подверженные избыточному поступлению приоритетных токсикантов из атмосферы (рис. 3).
Таблица 3. Баланс ТМ в агроландшафтах зоны воздействия
Рязанской ГРЭС
Таблица 3. Баланс ТМ в агроландшафтах зоны воздействия
Рязанской ГРЭС
Рисунок 3. Оценка степени атмотехногенного влияния
на ландшафты зоны воздействия РГРЭС
Рисунок 3. Оценка степени атмотехногенного влияния на ландшафты зоны воздействия РГРЭС
1 — влияние практически отсутствует; 2 — нерегулярно возникающие техногенные аномалии Pb и Cd в отдельных природных средах (в основном в атмосферных осадках);
3 — устойчивые техногенные аномалии в отдельных компонентах ландшафта;
4 — то же, в большей части ландшафтных компонентов; 5 — устойчивые аномалии токсикантов во всех компонентах
Полевые экспериментальные исследования. Полевой опыт заложен в мае 2003 г. на
Полевые экспериментальные исследования. Полевой опыт заложен в мае 2003 г. на
Как результат указанных процессов, отмечен значительный рост концентраций Pb и Cd в компонентах водных экосистем (табл. 4), которые являются, таким образом, наиболее уязвимым звеном в цепи миграции ТМ по ландшафтным средам.
При разработке схемы опыта мы исходили из необходимости максимально использовать вещественно-энергетический потенциал агроландшафтов региона, а также ориентировались на результаты этапа полевых исследований, свидетельствующие о значительной опасности техногенного загрязнения свинцом и кадмием и возрастании данной опасности в условиях деградации пахотных почв по причине низкого уровня агротехники. В первый год исследований произведен посев однолетних кормовых трав (викоовсяная смесь) с подсевом многолетних; укос однолетних проводился 26 июля.
Результаты исследования содержания ТМ в растительности по вариантам опыта представлены в табл. 5. Как свидетельствуют полученные данные, наибольшей концентрации Pb и Cd достигали при отсутствии агромелиоративных мероприятий (V вариант), причем на третьем уровне загрязнения содержание кадмия превышало ПДК в 1,3 раза, а свинца — в 11 раз. Применение извести (из расчета 6,5 т/га) и минеральных удобрений (нитрофоска) позволяло снизить общий уровень транслокации ТМ в фитомассу (в частности, под влиянием эффекта разбавления), но избежать превышения ПДК, тем не менее, не удалось.
Таблица 4. Показатели водной миграции ТМ
в ландшафтах Русской равнины
Таблица 4. Показатели водной миграции ТМ
в ландшафтах Русской равнины
Таблица 5. Концентрация ТМ в фитомассе однолетних трав (овес, вика)
по
Таблица 5. Концентрация ТМ в фитомассе однолетних трав (овес, вика) по
Причина — повышение геохимической подвижности ТМ в почве при внесении азотосодержащих
Причина — повышение геохимической подвижности ТМ в почве при внесении азотосодержащих
Под влиянием агромелиоративных мероприятий и различного уровня внесения ТМ изменялась также урожайность кормовых трав (табл. 6 и рис. 4). При этом в ряде случаев рост загрязненности почвы опытных площадок приводил к росту биомассы растений (особенно в II и IV вариантах с применением минеральных удобрений), что, по нашему мнению, обусловлено часто наблюдаемым «тренирующим эффектом» загрязнителей. Однако возрастала и концентрация ТМ в фитомассе, что делало ее непригодной для скармливания сельскохозяйственным животным. Кроме того, урожайность на контрольных площадках в большинстве случаев была заметно выше, чем на опытных (рис. 4), в варианте с известью ― на 43,5 %. Минимальное снижение урожайности под влиянием токсикантов и оптимальное соотношение количества и качества фитомассы зафиксировано в варианте I с применением навоза.
Выводы
Таким образом, по полученным нами данным, аномально повышенными накоплением и миграцией во всех компонентах окружающей среды в зоне влияния выбросов Рязанской ГРЭС характеризуются свинец и кадмий, что позволило нам отнести их к приоритетным загрязнителям агроландшафтов. При этом внесение органических удобрений в загрязненные Pb и Cd почвы способно дать максимальный экологический эффект. Полевые и лизиметрические экспериментальные исследования, а также мониторинг атмотехногенного загрязнения агроландшафтов региона продолжаются.
Таблица 6. Урожай однолетних трав по вариантам полевого эксперимента (кг/м2 сырой
Таблица 6. Урожай однолетних трав по вариантам полевого эксперимента (кг/м2 сырой
Рисунок 4. Урожай по вариантам опыта (2003 г.)
Рисунок 4. Урожай по вариантам опыта (2003 г.)