Разработка методики мониторинга эколого-функционального состояния почвогрунтов (стр. 12 из 18)
Рис.8 Полувариограмма каталазной активности подзолистой почвы станции Пискаревка
Полученная в результате исследования полувариограмма каталазной активности может быть описана как модель с нулевым радиусом корреляции (т.е. интервал, внутри которого значения каталазной активности пространственно зависимы, отсутствует) или 100% эффектом самородка[1]:
γ (h) = c0, где
γ – полувариограмма; h – шаг; с0 – дисперсия, вызванная «эффектом самородка».
Эта модель описывает ситуацию, когда в принятом масштабе никакая структура данных не выявляется, то есть наблюдающаяся вариация, является бесструктурной или «шумом». В этом случае следует констатировать тот факт, что исследуемая территория может быть признана однородной по отношению к каталазной активности при шаге измерений 50 см. Поскольку активность каталазы является характерным показателем биологических процессов в почве [6], то полученные выводы можно распространить на биологические свойства почвы в целом.
Таким образом, было выявлено, что территория станции Пискаревка является однородной по биологическим свойствам почвы. Поэтому прогноз экологических последствий загрязнения почвогрунтов небольшого участка станции Пискаревка (50 м), основанный на биологических показателях, может быть распространен на всю исследуемую территорию.
Вставить методику проведения исследования (ее особенности при именно нашем исследовании – сказать что за основу был взят метод – Галстян. Отметить, что бралась свежая почва, что 2 неудобные колбы и соединения заменены одной небольшой стандартной емкостью с резиновой герметичной пробкой. (стандартной для почвенных исследований). Что емкость и пробка легко стерилизуются и транспортируются и соединяются пластиковыми шлангами с мерными пипетками.
Как проводилась, особо отметить проведения большого количества исследований за рабочую смену, экономический эффект и т.д.
4.3.5 Результаты исследования проб
Таблица 7
| № пробы | Активность каталазы, мл О2, выделяющегося за 1 мин из 1 г почвы |
| 1 | 6,7 |
| 2 | 6,7 |
| 3 | 7,1 |
| 4 | 8 |
| 7 | 8,7 |
| 8 | 7,6 |
| 9 | 7,9 |
| 10 | 6,3 |
| 11 | 5,9 |
| 12 | 6,1 |
| 13 | 6,1 |
| 14 | 5,7 |
| 15 | 7,7 |
| 16 | 6,7 |
| 17 | 9,7 |
| 18 | 8,7 |
| 19 | 6,7 |
| 20 | 8 |
| 21 | 7,8 |
| 22 | 7,7 |
| 23 | 7,8 |
| 24 | 7,9 |
| 25 | 8,9 |
| 26 | 6,7 |
| 27 | 7,9 |
| 28 | 8,1 |
| 29 | 8,5 |
| 30 | 6,7 |
| 31 | 6,8 |
| 32 | 6,9 |
| 33 | 6,5 |
| 34 | 7,5 |
| 35 | 6,9 |
| 36 | 6,4 |
| 37 | 7,1 |
| 38 | 6,1 |
| 39 | 6,1 |
| 40 | 5,8 |
| 41 | 5,6 |
| 42 | 5,5 |
| 43 | 7,2 |
| 44 | 6,9 |
| 45 | 6,9 |
| 46 | 5,9 |
| 47 | 6,2 |
| 48 | 6,8 |
| 49 | 6,5 |
| 50 | 6,6 |
| 17 | 6,3 |
| 18 | 6,1 |
4.3.6 Оценка состояния почвогрунтов полосы отвода
Выявление однородности почвы на станции Пискаревка по биологическим свойствам дает возможность брать пробы для оценки эколого-функционального состояния почвы на небольшом участке данной территории.
Далее предлагается определять активность наиболее хорошо изученных ферментов, которые представлены в табл.5. Для определения ферментативной активности рекомендуется использовать методы, описанные в пункте 4.2.
Так как ферментативная активность наилучшим образом коррелирует с содержанием в почве загрязнений [6], то по полученным значениям ферментативной активности дается оценка состояния почвогрунтов полосы отвода станции Пискаревка.
Пробы почвы также возможно исследовать по периоду восстановления ферментативной активности и по полученным данным оценить последствия загрязнения почв данной территории.
Выводы:
1) Проведение геостатического исследования позволяет экономить рабочее время и трудозатраты за счет того, что исследуется небольшой участок всей территории.
2) Геостатическое исследование дает возможность выявлять однородность почвы по биологическим свойствам, что является очень важным в вопросе распространения результатов, полученных на небольшом участке, на прилегающие территории. Нет необходимости исследовать состояние почвогрунтов на всей территории, достаточно отобрать пробы в одном месте. Это дает возможность уменьшить стоимость исследования.
3) Для выявления однородности почвы достаточно определить из всех биологических показателей только каталазную активность, так как она является характерным показателем биологических процессов в почве. Это также дает возможность уменьшить стоимость исследования, поскольку не нужны реактивы для определения других биологических показателей.
4) Исследование каталазной активности может быть проведено по экономичному варианту, позволяющему сократить время проведения исследования, уменьшить расход посуды и трудозатрат.
5) Ферментативная активность исследованного участка почвы оценивается по предложенной классификация – как средняя по каталазной активности. Что позволяет сделать вывод о том, что на момент исследования состояние почвогрунтов полосы отвода можно признать удовлетворительным.
Глава 5. Эколого-экономическая оценка природоохранных мероприятий
5.1 Общие сведения
Железная дорога – это линейный объект большой протяженности, вдоль которого располагается множество обслуживающих стационарных предприятий. Весь этот комплекс оказывает существенное влияние на природную среду, так же как и природная среда влияет на условия работы железной дороги.
Воздействие железнодорожного транспорта имеет свои особенности. Это прежде всего негативное влияние стационарных предприятий и передвижных объектов (локомотивов, вагонов, контейнеров), определенная концентрация подвижного состава в зонах жилой застройки, что особенно влияет на здоровье людей и санитарное состояние окружающей среды. Сюда же следует отнести и несовершенство технологии перевозочного процесса; сверхнормативные сроки службы перевозочных средств; недостаточные темпы изменения структуры вагонного парка в сторону его специализации и большую долю неисправного парка вагонов, используемых под массовые перевозки, что тоже не способствует их сохранности.
Причиной загрязненности территорий железнодорожных путей и предприятий являются также утечки нефтепродуктов на пути и межпутья из цистерн во время перевозок, разлив смазочных материалов во время заправки букс колесных пар на приемо-отправочных и экипировочных пунктах, попадание на поверхность земли масла при экипировке локомотивов и нефтепродуктов на территории складов горюче-смазочных материалов. Кроме того, смазка попадает на путь из букс, особенно при остановке и трогании поездов с места.
В полосе отвода в процессе эксплуатации железных дорог почва загрязняется перевозимыми грузами, особенно нефтепродуктами. Нефтяное загрязнение создает новую экологическую обстановку, что приводит к глубокому изменению всех звеньев естественных биоценозов или их полной трансформации. Общая особенность всех нефтезагрязненных почв – изменение численности и ограничение видового разнообразия педобионтов (почвенной мезо- и микрофауны и микрофлоры). Загрязнение нефтепродуктами приводит к массовой гибели почвенной мезофауны: через три дня после аварии большинство видов почвенных животных полностью исчезает или составляет не более 1% контролируемых. Наиболее токсичными для них оказываются легкие фракции нефти. Комплекс почвенных микроорганизмов реагирует на нефтяное загрязнение повышением валовой численности и усилением активности. Прежде всего это относится к углеводородокисляющим бактериям, количество которых резко возрастает относительно незагрязненных почв. В процессе разложения нефти в почвах общее количество микроорганизмов приближается к фоновым значениям, но численность нефтеокисляющих бактерий еще долгое время превышает численность тех же групп в незагрязненных почвах.
Изменение экологической обстановки приводит к подавлению фотосинтезирующей активности растительных организмов. Прежде всего это сказывается на развитии почвенных водорослей: от их частичного угнетения и замены одних групп другими до выпадения отдельных групп или полной гибели всех водорослей. Особенно значительно подавляют развитие водорослей сырая нефть и минеральные воды.
Изменяются фотосинтезирующие функции высших растений, в частности злаков. Эксперименты показали, что при высоких дозах загрязнения (более 20 л/м2) растения даже через год не могут нормально развиваться на загрязненных почвах.[29]
Для обеспечения экологической безопасности железнодорожного транспорта разрабатываются новые технологии, позволяющие исключить возможность загрязнения окружающей среды, а также оборудование для очистки загрязненных грунтов и земляного полотна. Одной из наиболее эффективных и универсальных технологий является микробиологическая очистка грунтов.
Биологические методы очистки грунтов и почв находят все более широкое применение и в нашей стране, и особенно за рубежом. Они основаны на способности различных групп живых организмов в процессе жизнедеятельности разлагать или аккумулировать в своей биомассе многие загрязнители.
Биологические методы имеют ряд преимуществ, в первую очередь - это экологическая чистота и безопасность, а также минимальное нарушение физического и химического состава очищаемых объектов. Большинство технологий биологической очистки являются дешевыми и не очень трудоемкими. Их эффективность высока при низких концентрациях нефтепродуктов, когда большинство других методов уже не работает.