Влияние угольного разреза на биологические объекты (стр. 1 из 2)

ВЛИЯНИЕ УГОЛЬНОГО РАЗРЕЗА НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОБЪЕКТЫ

Китаева Виктория, pmakbn@mail.ru, тел.25-1-54,

МОУ СОШ №8 г.Шарыпово Красноярского края

ВВЕДЕНИЕ

Каждый обязан сохранять природу и окружающую среду,

бережно относиться к природным богатствам.

(Конституция Российской Федерации, статья 58)

Проблема влияния открытых угольных разработок на экологическое состояние прилегающих территорий изучается порядка 50-ти лет [6]. Известно, например, что территории, находящиеся в непосредственной близости к карьерам, со временем становятся непригодны для жизни. Отчуждение земель происходит из-за масштабного неблагоприятного влияния токсикантов, содержащихся в угле, угольной пыли [3]. Наиболее опасную для окружающей среды группу токсикантов составляют тяжелые металлы (ТМ), которые накапливаются в почве и, конечно же, усваиваются растениями, произрастающими на них [7]. Это относится и к овощным культурам, особенно к корнеплодам, активно аккумулирующим не только питательные вещества из почвы, но и поллютанты [6]. Наибольшую опасность представляют подвижные формы металлов, которые и передаются по цепям питания, рискуя попасть на стол человека [6,2].

Антропогенное воздействие Берёзовского угольного разреза изучено мало. В литературе имеются сведения о содержании ТМ в нашем регионе в почвах [1] и березняках [7]. Данные о накоплении токсикантов в овощах на сегодняшний день отсутствуют.

Нами проведена работа по определению уровня содержания некоторых тяжелых металлов в овощах, выращенных на дачных участках, находящихся вблизи конвейерной галереи и овощах, выращенных на приусадебных участках, находящихся в черте города Шарыпово и не подверженных прямому техногенному влиянию.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Целью работы является определение уровня содержания ТМ в картофеле и моркови, выращенных на дачных участках в районе Березовского угольного разреза в сравнении с контрольными образцами, выращенными на удаленных от разреза землях.

Задачи, определенные в начале работы были следующие:

- Изучить научные данные по аналогичным исследованиям в других районах.

- Выявить значимые ТМ для определения.

- Проанализировать данные лабораторного анализа в сравнении между контрольными и опытными образцами.

- Сделать выводы, опираясь на данные эксперимента.

Научная новизна:

Впервые проведен мониторинг влияния открытой угольной разработки на экологическое состояние почв в районе Берёзовского угольного разреза-1: выявлен уровень загрязнения тяжелыми металлами овощей, выращенных на приусадебных участках, находящихся вблизи разреза.

Объектами исследования были выбраны овощи (картофель и морковь):

а) выращенные на приусадебных участках, расположенных вдоль конвейерной ленты, к тому же находящихся вблизи угольного скалада;

б) выращенные на приусадебных участках, расположенных на удаленных от разреза землях в селе Ажинское, которое находится в черте г.Шарыпово.

Рисунок 1 Карта Шарыповского района. Под цифрой 1 выделен район дачных участков возле транспортерной ленты. Под цифрой 2 обозначена территория карьера. Под цифрой 3 – район села Ажинское, удаленный от промышленной зоны.

Методы исследования.

Систематический метод анализа. Реакции по открытию ионов выполнялись «мокрым путем» с использованием техники полумикроанализа. Способ выполнения – пробирочный: в пробирку пипеткой вводится раствор изучаемого иона (3-5) капель, реактив (5-7) капель и происходит наблюдение характерного внешнего эффекта. Пробоподготовка заключалась в приготовлении растворов, которые представляли собой овощные соки, отстоянные и профильтрованные через мембранный фильтр до получения относительно прозрачных и бесцветных растворов [5]. Все качественные определения по обнаружению катионов в растворах приведены в таблице 1.

Таблица 1 Качественные реакции обнаруженных катионов

Катион	Реактив	Условия реакции	Мешающие ионы	Предел обнаружения	Признак реакции
Pb 2+	KJ	pH 3-5	300 мкг	Желтый осадок
Cu 2+	NH3+H2O	Избыток аммиака	40 мкг	Сине-фиолетовый раствор
	K4[Fe(CN)6]	pH<7	Fe3+, Co2+, Ni2+	10 мкг	Красно-коричневый осадок
Fe 2+	K3[Fe(CN)6]	pH 2	0,1 мкг	Синий осадок турнбулевой сини
Fe 3+	K4[Fe(CN)6]	pH 2	0,05 мкг	Темно-синий осадок берлинской лазури
	KSCN	pH 2, избыток реактива	F-, PO43-, NO2-	0,25 мкг	Кроваво-красная окраска раствора
Cr 3+	H2O2	pH>8, нагревание	0,8 мкг	Желтый раствор. После подкисления HNO3 в присутствии H2O2 органический слой окрашивается в синий цвет
Mn 2+	NaOH	pH 9-10	-	Белый, быстро буреющий осадок

Итак, по данным проведенного анализа обнаружилась группа металлов, содержание которых в пробах превышало предел обнаружения катионов. Это свинец, железо, хром и марганец. Эти же металлы были определяли с помощью физического метода анализа ААС.

ААС. Второй метод анализа, с помощью которого мы получили точные и достоверные данные о содержании ТМ в исследуемых нами овощах – это метод атомно-абсорбционной спектрометрии. Все количественные показатели получены нами из аттестованной химической лаборатории топлива Березовской ГРЭС-1. Пробоподготовка заключалась в сжигании высушенных нами овощей в муфельной печи при температуре 500⁰С в течение 5 часов до получения сухого остатка (золы) с постоянной массой. Полученные количественные характеристики отражены в таблице 2.

Таблица 2 Уровень содержания тяжелых металлов в овощах, выращенных на дачных участках, расположенных в непосредственной близости от угольного разреза (1), в сравнении с контрольными образцами, выращенными на удаленных от разреза территориях (2)

Pb, мг/кг		Cu, мг/кг		Fe, мг/кг		Cr, мг/кг		Mn, мг/кг
1	2	1	2	1	2	1	2	1	2
Картофель	4,50	0,45	36,50	6,05	90,20	45,15	0,20	0,03	18,00	2,00
Морковь	4,30	0,40	34,45	4,00	81,00	42,00	0,05	0,02	16,15	0,95

Анализ полученных экспериментальных данных мы начинали с сравнения показателей предельно-допустимых концентраций (ПДК) в продовольственном сырье (таблица 3) с теми качественными показателями, которые были получены с помощью метода ААС.

Таблица 3 ПДК тяжелых металлов и мышьяка в продовольственном сырье и пищевых продуктах, мг/кг (СанПиН 42-123-4089—86)

Пищевые продукты растительного происхождения	Элемент
	Свинец	Медь	Железо	Хром	Марганец	Мышьяк
овощи	0,5	5,0	0,2	0,2

Уровень содержания свинца, меди и хрома в моркови (2) не превышает значения ПДК. В картофеле (2), свинца и хрома также меньше, а вот содержание меди превышает ПДК. В овощах же (1) все показатели намного превышают значения ПДК. Наибольший интерес вызвало сравнение показателей 1 и 2 (таблица 2) между собой. Некоторые показатели имеют различие в десятки раз. Подробные данные, во сколько раз выше уровень содержания ТМ в опытных (1) и контрольных (2) образцах представлен в таблице 4.

Таблица 4 Сравнительная характеристика содержания ТМ, выращенных в районе разреза и в с.Ажинское

Свинец	Медь	Железо	Хром	Марганец
Картофель	В 10	В 6,0	В 1,9	В 6,6	В 9,0
Морковь	В 11	В 8,6	В 1,9	В 2,5	В 17,0

Сравнительный анализ данных показал, что за более чем 25-летнее техногенное воздействие на окружающую среду в районе предприятия произошло массовое заражение территории токсикантами до очень высоких показателей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Нами проанализированы данные, полученные экспериментальным путем химическим и физическим методами анализа о количественном содержании ТМ в картофеле и моркови, выращиваемых жителями Шарыповского района, чьи дачные участки находятся в центре промышленной зоны региона в сравнении с контрольными образцами овощей, выращенных на относительно экологически чистых землях.

Как показали данные, уровень содержания ТМ в опытных образцах настолько высок по сравнению с контрольными пробами, что позволяет сделать вывод о серьёзном загрязнении экзогенными поллютантами территории.