Индивидуальные студенческие работы


Диссертации по тяжелым металлам в воде

Материалы и методы исследований Введение к работе Актуальность темы. Неоспоримая истина настоящего времени состоит в том, что экологические проблемы являются лимитирующим фактором и одним из основных условий развивающейся цивилизации.

Для осуществления этой стратегии необходимо нахождение такого способа развития человечества, который позволил бы установить баланс между потребностями людей и возможностями биосферы сохранять основные параметры.

Причем темпы изменений в окружающей среде столь велики и стремительны, что за ними не поспевают научно-технические знания и существующие возможности оценивать и осмысливать сложившуюся ситуацию 3. Практика свидетельствуют, что со строительством крупных предприятий тяжелой и цветной металлургии, энергетики, животноводческих и птицеводческих комплексов и ферм произошло резкое увеличение нагрузки на биосферу, как в зоне деятельности предприятий, так и на значительном расстоянии диссертации по тяжелым металлам в воде последних A.

Повсеместно наиболее опасными загрязнителями окружающей среды признаны соединения химической природы, в том числе и тяжелые металлы В. Вода занимает особое положение среди природных богатств Диссертации по тяжелым металлам в воде, при этом пресные воды традиционно служат основным источником питьевого водоснабжения.

Большинство отечественных систем крупных и средних населенных пунктов проектировалось и создавалось в России на базе доступных водозаборов из открытых водоисточников.

Экстенсивное развитие хозяйства привело к тому, что качество воды большинства природных источников в настоящее время уже не соответствует нормативным требованиям Н.

Особенно это касается региона Южного Урала, в котором по гидрохимическому состоянию поверхностных вод Челябинская область относится к наиболее напряженной группе территорий Российской Федерации.

Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных экосистем

Тяжелые металлы диссертации по тяжелым металлам в воде, кадмий, никель, цинк, медь и другие обладают 4 выраженной мутагенной и канцерогенной активностью. Попав в водоем или реку металл-токсикант, распределяется между компонентами этой водной экосистемы: В связи с тем, что распределение металлов в организме рыб зависит от геохимии среды обитания, функционального состояния организма и характера пищевых цепей водоемов, объединяющих в единую диссертации по тяжелым металлам в воде миграции элементов растительного и животного мира конкретных регионов, выявление особенностей накопления и распределения тяжелых металлов в организме рыб вызывает несомненный интерес.

Рыбы, являясь ключевыми видами гидробионтов, и выступающие, как правило, в качестве одного из последнего звена в трофических цепях, обладают способностью накапливать сверхкритические концентрации загрязняющих веществ В. Значимость рассматриваемой проблемы и недостаток экспериментальных работ в этом направлении определили цель исследований. Цель и задачи исследований.

Целью исследования является изучение особенностей накопления и распределения тяжелых металлов в системе вода -донные отложения - гидробионты на участке водотока реки Уй, подверженном антропогенному воздействию. Изучить гидрохимические показатели речной воды; Установить степень загрязнения воды реки Уй тяжелыми металлами и дать оценку безвредности речной воды по суммарному воздействию тяжелых металлов; Изучить содержание тяжелых металлов в донных отложениях и водорослях; Определить уровень содержания тяжелых металлов в органах и тканях мышечная ткань, жабры, чешуя, плавники, костная ткань, гонады рыб семейства 5 окуневые Percidae ; карповые Cyprinidae ; туковые Esocidae и сомовые Siluridae ; - Выявить межвидовые особенности накопления тяжелых металлов диссертации по тяжелым металлам в воде органах и тканях рыб изучаемых семейств.

  1. Выявлена и обоснована территория для получения сельскохозяйственной продукции с более низким содержанием тяжелых металлов. Оптимизация минерального питания культур и система удобрений в севооборотах на черноземах и темно-каштановых почвах засушливого Поволжья.
  2. Техногенное загрязнение ртутью окружающей среды приоритетная эколого-гигиеническая проблема. Очистные сооружения канализации в г.
  3. Определение содержания ртути в объектах окружающей среды и биологических материалах.

Впервые для лесостепной зоны Южного Урала получены материалы по содержанию тяжелых металлов в органах и тканях рыб семейства Percidae, Cyprinidae, Esocidae, Siluridae, обитающих на участках реки, загрязненных сбросами тепловой электростанции и урбанизированной территорией. Выявлены особенности изменений характера накопления и распределения тяжелых металлов в органах и тканях рыб изученных семейств в зависимости от видовой принадлежности.

Установлена видоспецифичность накопления тяжелых металлов по органам и тканям рыб. Теоретическое и практическое значение работы. Полученные результаты могут быть использованы в последующих биомониторинговых исследованиях водных экосистем. Основные положения, выносимые на защиту: Гидрохимический режим реки Уй подвержен четким сезонным колебаниям; Донные отложения и водоросли в речной диссертации по тяжелым металлам в воде обогащены элементами с переменной валентностью; Характер накопления и степень отклонения от допустимого уровня содержания тяжелых металлов в организме рыб различных семейств определяется воздействием урбанизированных территорий.

Троицк, 2005, 2006 г. Диссертации по тяжелым металлам в воде материалам диссертации опубликовано 15 научных работ, в т. Объем и структура диссертации. Работа изложена на 167 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, описания собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, практических предложений, списка литературы и приложений.

Список литературы включает 269 источников, из которых 199 отечественных и 70 зарубежных. Материал иллюстрирован 26 рисунками, 18 таблицами.

Приложения к диссертации содержат документацию, подтверждающую исследовательский материал. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных экосистем Среди загрязнителей биосферы, представляющих наибольший интерес для различных служб контроля ее качества, металлы в первую очередь тяжелые, то есть имеющие атомный вес больше 40 относятся к числу важнейших.

В значительной мере это связано с биологической активностью многих диссертации по тяжелым металлам в воде. На организм человека и животных физиологическое действие металлов различное и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в природной среде, а также его концентрации.

Многие тяжелые металлы проявляют выраженные комплексообразующие свойства. Так, в водных средах ионы этих металлов гидратированы и способны образовывать различные гидроксокомплексы, состав которых зависит от кислотности раствора.

Если в растворе присутствуют какие-либо анионы или молекулы органических соединений, то ионы этих металлов образуют разнообразные комплексы различного строения и устойчивости Б.

В ряду тяжелых металлов одни крайне необходимы для жизнеобеспечения человека и других живых организмов и относятся к так называемым биогенным элементам; другие вызывают противоположный эффект и, попадая в живой организм, приводят к его отравлению или гибели.

Эти металлы относят к диссертации по тяжелым металлам в воде ксенобиотиков, то есть чуждых живому. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром, как наиболее опасные для здоровья человека и животных.

  1. Значимость рассматриваемой проблемы и недостаток экспериментальных работ в этом направлении определили цель исследований.
  2. Техногенное загрязнение проявляется на различных уровнях — от локального до глобального — и представляет опасность для живых организмов [16]. Анализ химического состава почв имеет большое значение в разработке программ оптимизации природопользования.
  3. San Diego, New York.

Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны Г. Термин тяжелые металлы, характеризующий широкую группу элементов, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: В некоторых случаях под определение тяжелых металлов попадают элементы, относящиеся к хрупким например, висмут или металлоидам например, мышьяк.

В работах, посвященных диссертации по тяжелым металлам в воде загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической диссертации по тяжелым металлам в воде Д.

Менделеева с атомной массой свыше 40, а иногда 50 атомных единиц: При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: Практически все металлы, попадающие под это определение за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент неяснаактивно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. Формально определению тяжелые металлы соответствует большое количество элементов.

Однако, по мнению исследователей, занятых практической деятельностью, связанной с организацией наблюдений за состоянием и загрязнением окружающей среды, соединения этих элементов далеко не равнозначны как загрязняющие вещества. Поэтому во многих работах наблюдается сужение рамок группы тяжелых металлов в соответствии с критериями приоритетности, обусловленными направлением и спецификой работ. Так, в ставших уже классическими работах Ю.

Элементарный состав звеньев пищевой цепи природных водоемов

Израэля 1989 в перечне химических веществ, подлежащих определению в природных средах на фоновых станциях в биосферных заповедниках, в разделе тяжелые металлы поименованы Pb, Hg, Cd, As. С другой стороны, согласно решению Целевой группы по выбросам тяжелых металлов, работающей под эгидой Европейской Экономической Комиссии ООН и занимающейся сбором и анализом информации о выбросах загрязняющих веществ в европейских странах, только Zn, As, Se и Sb были отнесены к тяжелым металлам.

В связи с этим в последние годы все чаще говорится о токсичности многих микроэлементов в связи с избыточными поступлениями в живой организм. Это объясняется неблагоприятной экономической обстановкой, сложившейся во многих промышленных регионах, которая способствует накоплению некоторых элементов в окружающей среде. Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов.

В зависимости от условий среды рН, окислительно-восстановительный потенциал, наличие лигандов они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлоорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей А. Элементарный состав диссертации по тяжелым металлам в воде пищевой цепи природных водоемов Поступающие в водоемы вещества включаются в круговорот и претерпевают различные физико-химические превращения.

Малостойкие, простые, твердые и летучие вещества оседают на дно или диссертации по тяжелым металлам в воде, а также окисляются, связываются диссертации по тяжелым металлам в воде буферной системы воды или разлагаются под действием микроорганизмов В. Многие токсические вещества могут длительно сохраняться в воде, кумулироваться в донных отложениях и гидробионтах, мигрировать по пищевой цепи, накапливаясь в возрастающих количествах от низшего к высшему звену.

В этих случаях, наряду с первичным, важную роль играет вторичное загрязнение, которое возникает вследствие отмирания животных и растений или резорбции токсикантов из грунта. Такой особенностью обладают тяжелые металлы Г. В России практически во всех водных объектах в настоящее время идет процесс эвтрофикации, включая такие внутренние моря, как Азовское, Балтийское и Каспийское. Этот процесс наблюдается и в других странах мира. Значительную опасность для природных вод представляют атмосферные осадки, содержащие большое количество загрязняющих веществ Т.

Так, например, при выпадении кислотных дождей, содержащих повышенное количество соединений серы и азота, в подземных водах резко повышается содержание металлов, в частности, свинца, меди, цинка, кадмия и особенно алюминия, который поступает через корневые системы в древесные ткани и оказывает токсическое или даже летальное действие на растения P.

Как свидетельствуют данные литературы, вода обогащается металлами в основном за счет миграции их из грунта и окружающих водоемов почв.

Диссертации по тяжелым металлам в воде микроэлементов в воде изменяется в зависимости от существующих условий. Об этом свидетельствуют многочисленные данные, указывающие на то, что состояние металлов в водотоках, характер их переноса и накопления в донных отложениях зависит от многих факторов рН, температуры, содержания органического вещества, геологического строения водосборного бассейна, химического состава почвт.

Металлы, имеющие высокие ионные потенциалы отношение заряда к ионному радиусулегко осаждаются, их тенденция к миграции менее выражена Н. При уменьшении рН воды может происходить- обогащение ее металлами, а возрастание рН способствует образованию и выпадению в осадок на дно водоемов ряда микроэлементов В.

При рН от 6 до 9,5 в воде большинства водоемов микроэлементы находятся в форме гидроокисей В. Все формы нахождения металлов в воде делят на растворенные и взвешенные. Растворенные формы входят в фильтрат, проходящий через мембранный фильтр с диаметром пор 0,45 мкм. Он содержит как истинно растворенную, так и коллоидную и псевдоколлоидную фракции элементов АХ Прокофьев, 1981; С. В целом для пресных вод характерно преобладание взвешенной формы миграции большинства микроэлементов А.

Очистные сооружения канализации в г. Материалом для исследований служили пробы донных отложений, водорослей и рыб реки Уй, отобранные в среднем ее течении по территории г. Отбор проб донных отложений и биоматериала на содержание тяжелых металлов проводился в те же сроки, что и для гидрохимических показателей.

Донные отложения отбирались с помощью грунтоотборника. Пробоподготовка диссертации по тяжелым металлам в воде в выпаривании 0,5 литров воды с последующим сжиганием в муфельной печи для удаления органических примесей и кислотной экстракции металлов.

Донные отложения и биоматериал сушились, а затем также подвергались сжиганию и кислотной экстракции. Содержание тяжелых металлов в подготовленных таким образом пробах определялось методом атомной абсорбции при атомизации в пламени и контролируемом температурном режиме атомно-абсорбционный спектрофотометр AAS-30, ГОСТ 26929-94. Всего было отобрано 1000 образцов воды, 80 -донных отложений; 90 -водорослей; 2160-рыбы.

Всего проведено 3330 результатов исследований. Поскольку водный объект находится в черте города, при обработке результатов гидрохимического анализа воды использовали перечень ПДК, МДУ и санитарно-гигиенические нормативы содержания вредных веществ в водных объектах культурно-бытового использования.

Для определения качества воды путем определения контролируемых показателей были выбраны из числа органолептических - прозрачность, запах, цвет; из гидрохимических - взвешенные и оседающие вещества, водородный показатель рНазот аммония, нитраты, нитриты, фосфаты, биохимическое потребление кислорода БПК5содержание растворенного кислорода, перманганатная окисляемость, тяжелые металлы.

Содержание взвешенных веществ определяли гравиметрическим методом ПНД Ф 14. Сухой остаток измеряли гравиметрическим методом ПНД Ф 14. Метод основан на измерении разности потенциалов, возникающих на границах между внешней поверхностью стеклянной мембраны электрода исследуемым раствором, с одной стороны, и внутренней поверхностью мембраны и стандартным раствором, с.

Внутренний стандартный раствор стеклянного электрода имеет постоянную концентрацию ионов водорода, поэтому потенциал на внутренней поверхности диссертации по тяжелым металлам в воде не меняется.

Измеряемая разность потенциалов определяется потенциалом, возникающим на границе внешней поверхности диссертации по тяжелым металлам в воде исследуемого раствора. Принцип метода основан на том, что аммоний с реактивом Несслера образует йодид меркураммония, который окрашивает раствор в желто-коричневый цвет. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию аммония в воде.

VK
OK
MR
GP