«Оценка экологического состояния почвы города Владимира» (стр. 1 )

Управление образования администрации города Владимира
  Муниципальное автономное учреждение  дополнительного образования

г. Владимира  «Станция юных натуралистов «Патриарший сад»

Объединение «Исследователи природы»

Тема: «Оценка экологического состояния почвы города Владимира»

  Автор работы:

Мещерякова Ангелина,

учащаяся 8 класса, обучающаяся

МАУДО «СЮН «Патриарший сад» 

Руководитель:

,
педагог дополнительного образования
МАУДО «СЮН «Патриарший сад»

город Владимир 2016 год

Оглавление

Введение        3

Обзор использованных источников        5 Городские почвы и загрязнения почвенного покрова        5 Экологическое состояние почвы и его оценка        7 Природно-климатическая характеристика районов исследования        14 Материалы и методы исследования        16 Характеристика исследуемых точек отбора проб почвы        16 Показатели  и методы, использованные для  оценки экологического состояния почв        18 Результаты исследования экологического состояния почв города Владимира        26 Физико-химические свойства исследованных почв г. Владимира        26 Загрязнение почвы  г. Владимира тяжелыми металлами        30 Оценка уреазной активности почвы        32

4.4.        Оценка фитотоксичности исследованных почв города        34

4.5.        Комплексная оценка экологического состояния почв города  на основании результатов химического анализа  и биодиагностики        37

Выводы и заключение        39

Список использованных источников        40

Приложение        43

Введение

  Все возрастающее антропогенное воздействие на окружающую природную среду диктует необходимость контроля ее состояния, обеспечение ее благоприятности для живых существ и человека.

Городские почвы - совершенно особые биологические системы, отличные по ряду свойств от природных. Состояние почвы городских территорий требует особого внимания, так как влияние транспорта, промышленности, процессов строительства оказывает постоянную нагрузку на почвенную систему, что приводит к изменению агрохимических, физических свойств, микробиологических и биохимических показателей, лишая почвенный покров в городах способности выполнять важные экологические функции: пригодность для произрастания зеленых насаждений, способность сорбировать в толще загрязняющие вещества и удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые воды.

Исследование состояния почвы рекреационных, промышленных зон,  мест исторического значения, крупных автодорожных развязок промышленного центра - города Владимира,  стоит очень остро, в связи с чем, представляется особенно актуальным.

Использование комплекса физико-химических и биоиндикационных методов исследования позволит интегрально и эффективно оценить экологическое состояние почвы различных территорий г. Владимира, отличающихся степенью антропогенной нагрузки.

Цель исследования  - оценить экологическое состояние почвы города Владимира по физико-химическим, химическим показателям и результатам биодиагностики.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

Найти и проанализировать литературу по заданной теме. Оценить состояние почвы по показателям кислотности (по KCl), гидролитической кислотности, концентрации подвижных соединений фосфора, обменного аммония, нитрат-ионов, азота нитратов, обменных кальция и магния, удельной электропроводности (солесодержанию). Исследовать загрязнение почвы г. Владимира тяжелыми металлами (Ni, Cu, Cr, Pb) при помощи тест-систем. Оценить биологическую (уреазную) активность почвы города исследуемых районов. Оценить фитотоксичность городской  почвы  с использованием высших растений: овса  посевного  (Avena sativa) сорта «Скакун», горчицы белой (Sinapis alba L.), кресс-салата (Lepidium sativum) сорта «Забава». Оценить экологическое состояние почвы города Владимира по 5-уровневой шкале оценки потери качества окружающей природной среды.

Данное исследование имеет прикладной характер, вносит большой вклад в изучение экологического состояния городских почв. Полученные данные могут быть использованы природоохранными организациями для осуществления экологического мониторинга города Владимира и Владимирской области.

1. Обзор использованных источников

1.1. Городские почвы и загрязнения почвенного покрова

Почва занимает особое положение в природных  и городских ландшафтах. Почва - это то важнейшее звено экосистем, в котором не только высвобождается, но и на длительное время аккумулируется часть энергии и химических элементов.

Почвенному покрову в пределах города принадлежат различные экологические функции. Основными и наиболее важными свойствами городской почвы являются плодородие, ее пригодность для произрастания зеленых насаждений, способность накапливать в толще поллютанты и удерживать их от проникновения в почвенно-грунтовые воды, а также способность препятствовать поступлению пыли в городской воздух [17]. Исключительно важна роль почвы как санитарного барьера. Очищающая роль почвы в большой степени зависит от ее физических и химических свойств, которые выступают как мощнейший фильтр для очистки вод и водных растворов и обладают высокой способностью связывать химические элементы и соединения благодаря ее поглотительной способности. Почва отличается высокими буферными функциями, способностью противостоять нагрузкам, разрушать и нейтрализовывать различные загрязнения [6,7,21].

Антропогенные нарушения почвенного покрова могут привести к неспособности выполнения им важных экологических функций, следовательно, к нарушениям функционирования биосферы в целом [7] Именно поэтому особенно важным является изучение химического, биохимического биологического состояния почвенного покрова и его изменения под влиянием деятельности человека.

Интенсивное развитие промышленности приводит к выбросу в окружающую среду самых разнообразных загрязняющих компонентов.

Почва становится  основным аккумулятором различных видов загрязнений.

Химическое загрязнение – тяжелые металлы, пестициды, минеральные удобрения, нефтепродукты, газовые выбросы;

Физическое загрязнение – тепловое, световое, радиационное, шумовое, электромагнитное;

Механическое загрязнение – пыль, мусор;

Биологическое загрязнение – биотическое, микробное [11,15,16].

считает, что благодаря определенным биогеохимическим свойствам, почва превращается в «депо» токсических соединений и одновременно становится одним из важнейших биогеохимических барьеров для большинства соединений (тяжелые металлы, минеральные удобрения, пестициды, нефтепродукты и т. д.) на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые воды и речную сеть [17].

Тяжелые металлы фиксируются верхними гумусосодержащими горизонтами наиболее прочно, то есть эти токсиканты накапливаются в самом плодородном слое.  К опасным металлам относятся кадмий, ртуть, свинец, цинк, никель, медь, хром, кобальт и др. Поведение тяжелых металлов в почве зависит от ее окислительно-восстановительных условий и кислотности. В кислой среде металлы более подвижны, что способствует их переходу в биологические ткани, ухудшению нитрифицирующих  и азотфиксирующих бактерий, ухудшению плодородия. Особенно большие концентрации в атмосфере промышленных выбросов могут приводить к полному уничтожению растительного покрова - образованию антропогенных пустошей. А самоочищение почвы от  тяжелых металлов происходит крайне медленно [7,11,14].

Излишки минеральных удобрений остаются в почве и становятся причиной переизбытка азота, фосфора, калия и других минеральных элементов. Одним из последствий подобного загрязнения почвы является эвтрофирование водоемов. Повышенное содержание нитратов уменьшает количество кислорода в почве, и способствует увеличению выброса в атмосферу метана и закиси азота.

Особую опасность представляют пестициды (гербициды, инсектициды, фунгициды, зооциды), которые применяются в качестве ядохимикатов в сельском хозяйстве. Эти соединения могут накапливаться в почве, в воде, донных отложениях водоемов. Главная их опасность заключается в том, что они включаются в экологические пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения и в конечном итоге вместе с пищей могут попадать в организм человека [5,6,15].

Городской почвенный покров выступает отличным поглотителем газовых примесей от автотранспорта, теплоэлектроцентралей, промышленных предприятий, играя роль своеобразного барьера на пути распространения загрязняющих веществ, он также может регулировать газовый состав атмосферы за счет выделения и поглощения почвой метана, аммиака.

Последствиями техногенного загрязнения являются закисление (подщелачивание), засоление почвы.

Значительное количество сточных вод и животноводческих комплексов является причиной биологического загрязнения почвы. Возбудители различных заболеваний человека и животных проникают в грунт и, таким образом, делают его резервуаром инфекций на значительный период времени [5,7].

1.2. Экологическое состояние почвы  и его оценка

Экологическое состояние почв - комплекс почвенных свойств, определяющий степень их соответствия природно-климатическим условиям почвообразования и пригодности для устойчивого функционирования естественных и антропогенных экосистем. Почвы обладают естественным природным разнообразием, являются универсальным индикатором состояния окружающей среды. Поэтому нарушение почв под влиянием какого-либо воздействия свидетельствует о неблагополучии экосистемы в целом [14,16,17].

Оценивая экологическое состояние почвы, ее характеризуют по морфологическим, физическим свойствам (механическом составе и структуре, сложении, влажности, влагоемкости), химическим показателям (кислотности,  содержанию органического вещества, элементов, необходимых для питания растений, водорастворимых солей, загрязняющих химических веществ, показателям ионного обмена и др.).