Главная страница
Навигация по странице:

  • Задание 8. Построение карт содержания химических элементов и их интенсивности водной миграции в карбонатном пермско-каменноугольном водоносном комплексе на территории Республики Мордовии

  • Задание 9. Анализ биогенной миграции химических элементов в различных видах лесных и сельскохозяйственных растений

  • Задание 10. Анализ биогенной миграции химических элементов в различных видах растений на территории Березинского биосферного заповедника

  • 4 Эколого-геохимическая оценка антропогенных ландшафтов

    		•

    Объем в часах


    Скачать 1.96 Mb.
    НазваниеОбъем в часах
    АнкорYMKGeoChem.doc
    Дата29.05.2018
    Размер1.96 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаYMKGeoChem.doc
    ТипЛекции
    #19760
    страница11 из 17
    1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17

    Задание 7. Анализ водной миграции химических элементов в подземных водах Мордовии
    1. По данным, приведенным в таблице 23, рассчитать коэффициенты водной миграции химических элементов в водах водоносного горизонта, распространенного на территории Республики Мордовия.

    2. Расставить химические элементы в порядке уменьшения интенсивности их водной миграции.

    3. Рассчитать коэффициенты водной миграции одного из химических элементов в различных водоносных горизонтах.

    4. Построить графики изменения содержания химического элемента и его коэффициента водной миграции в зависимости от возраста водовмещающих пород.

    5. Провести ранжирование водоносных горизонтов по интенсивности водной миграции в них изучаемого химического элемента.

    6. Какие факторы (внешние или внутренние) наиболее сильно влияют на интенсивность водной миграции химических элементов в поверхностных водах Мордовии?

    Задание 8. Построение карт содержания химических элементов и их интенсивности водной миграции в карбонатном пермско-каменноугольном водоносном комплексе на территории Республики Мордовии
    1. По данным, приведенным в таблице 4, рассчитать коэффициенты водной миграции химических элементов в артезианских водах на территории одного районного центра Республики Мордовия.

    2. Расставить химические элементы в порядке уменьшения интенсивности их водной миграции.

    3. По данным, приведенным в таблице 4, построить карту содержания одного из химических элементов в карбонатном пермско-каменноугольном водоносном комплексе Мордовии.

    4. По данным, приведенным в таблице 4 рассчитать коэффициенты водной миграции изучаемого химического элемента в артезианских водах на территории районных центров Мордовии.

    5. Построить карту изменения коэффициента водной миграции в карбонатном пермско-каменноугольном водоносном комплексе Республики Мордовия.

    6. Провести сопряженный анализ карт содержания химического элемента и его коэффициента водной миграции в артезианских водах Мордовии.
    Таблица 4 - Результаты химического анализа воды, отобранной из

    артезианских скважин на территории Республики Мордовия в 1998 – 2001 гг.


    Место отбора проб
    № скв.*
    Химический состав (mx), мг/дм3

    а**
    Cl
    Ca
    Mg
    Na
    F
    Fe

    г. Ардатов
    2466
    1906
    52
    261
    170
    87
    1,89
    0,87

    с. Атюрьево
    583
    447
    41
    56
    27
    69
    1,67
    0,25

    пгт Атяшево
    47487
    976
    119
    94
    66
    143
    1,76
    0,52

    с. Большие Березники
    2059
    1057
    461
    60
    50
    457
    2,00
    0,85

    с. Большое Игнатово
    2835
    2060
    10
    317
    2,4
    332
    0,64
    0,34

    с. Дубенки
    3360
    1538
    325
    58
    47
    418
    1,90
    0,60

    с. Ельники
    26
    419
    67
    68
    26
    42
    0,05
    0,60

    пгт Зубова Поляна
    1846
    472
    37
    10
    9,7
    155
    5,60
    0,03

    г. Инсар
    2944
    550
    50
    6,0
    4,9
    195
    7,18
    0,01

    пгт Кадошкино
    2232
    577
    34
    72
    38
    74
    0,90
    0,15

    пгт Кемля
    1792
    522
    12
    90
    40
    43
    0,69
    1,73

    г. Ковылкино
    23028
    683
    138
    44
    36
    153
    2,73
    0,31

    с. Кочкурово
    3349
    1189
    372
    84
    73
    244
    2,60
    0,70

    г. Краснослободск
    3024
    382
    30
    60
    33
    30
    3,30
    0,30

    с. Лямбирь
    3344
    911
    95
    108
    64
    108
    2,87
    0,43

    пгт Ромоданово

    3274
    1062
    139
    92
    74
    161
    2,02
    0,21

    г. Рузаевка
    68459
    767
    31
    78
    58
    104
    1,60
    0,18

    г. Саранск
    ПВ***
    796
    74
    66
    40
    159
    1,64
    0,08

    с. Старое Шайгово
    3401
    402
    18
    66
    27
    46
    0,40
    0,40

    г. Темников
    203
    384
    8,0
    58
    29
    40
    0,38
    0,30

    с. Теньгушево
    2934
    497
    20
    56
    35
    73
    1,25
    0,17

    пгт Торбеево
    51790
    512
    26
    6,0
    6,1
    177
    5,40
    0,12

    пгт Чамзинка
    1664
    1490
    347
    58
    47
    404
    2,23
    0,50

    ПДКв****
    -
    1000
    350
    -
    -
    -
    1,5
    0,3

    Кларк карбонатных пород (nx), %
    -
    -
    0,015
    30,23
    4,7
    0,04
    0,033
    0,38



    * номер скважины по паспорту;

    ** а – минерализация, в мг/дм3;

    *** Пензятский водозабор;

    **** предельно допустимые концентрации (ПДКв), не более (СанПиН 2.1.4.1074-01).
    3 Биосфера
    Живое вещество в основном состоит из элементов, образующих газообразные и растворимые соединения, его состав лучше коррелирует с составом гидросферы и атмосферы, чем литосферы. На долю воздушных мигрантов приходится 98,8 % массы живого вещества (О – 70 %, С – 18 %, Н – 10,5 %, N – 0,3 %). Из водных мигрантов в организмах преобладают наиболее подвижные: Ca, K, Si, Mg, P, S, Na, Cl и Fe.

    Отношение кларка концентрации элементов в живом веществе к кларку литосферы, называются биофильностью (Б):

    Б = Кб / К,

    где Кб – кларк биосферы,

    К – кларк литосферы.

    Ввиду избирательного поглощения растениями химических элементов, их содержание в сухом живом веществе и в золе значительно отличается от среднего содержания в земной коре. Для характеристики интенсивности биологического поглощения Б.Б. Полынов предложил использовать показатель, который А.И. Перельман [1961] назвал коэффициентом биологического поглощения Ах. Он характеризуется отношением количества элемента в золе растений (lx) к его количеству в почве или горной породе (nx), на которой произрастает данное растение:

    Ах = lx/nx,

    Общие биогеохимические особенности отдельных растений и их способность к накоплению элементов характеризует показатель общей биогенности (Бо) равный отношению средних содержаний элементов в золе растений континентов к кларкам литосферы. Он является одной из модификацией коэффициента биологического поглощения. Аналогичные показатели для организмов конкретных регионов, местообитаний или отдельных систематических групп именуются специальной или частной биогенностью (Бс) элементов. Данный показатель под влиянием систематических и экологических факторов может существенно отличаться от общей биогенности. В зависимости от фазы вегетации, возраста организма, химического состава почвы и других условий коэффициенты биологического поглощения (Ах) и специальной биогенности (Бс) меняют свои значения. Показатель общей биогенности (Бо) представляет собой биогеохимическую константу.

    Отношение содержания элементов в сухом веществе организма к кларку биосферы называется биотичностью (БТ).

    Наиболее объективную картину поглощения живым веществом химических элементов из почв дает коэффициент биогеохимической подвижности (Вх). Он равен отношению содержания элементов в сухом веществе растений к концентрации подвижных, доступных для растений воднорастворимых, солевых, органо-минеральных форм элементов, извлекаемых из почв слабыми растворителями. Данный показатель характеризует доступность элементов растениям и степень использования ими подвижных форм элементов, содержащихся в почве.


    Таблица 5 - Среднее содержание химических элементов в растениях


    Элемент
    Кларк литосферы, мг/кг
    Кларк биосферы, мг/кг*
    Содержание химических элементов, мг/кг

    В лесных растениях**
    В сельскохозяйственных

    культурах***

    Пихта
    Граб
    Бук
    Дуб
    Пшеница
    Кукуруза
    Горох

    Капуста
    Картофель

    O
    470000
    700000



























    C
    230
    180000



























    H
    (0,88)
    105000



























    N
    19
    30000



























    Ca
    39600
    5000



























    K
    25000
    3000



























    Si
    290000
    2000



























    Mg
    18700
    400



























    P
    930
    700



























    S
    470
    500



























    Na
    25000
    2000



























    Cl
    170
    200



























    Fe
    46500
    100



























    Mn
    1000
    96
    3860
    6920
    5000
    9750
    37,60
    10,90
    17,50
    1,70
    1,70

    Al
    80500
    50












    14,45
    4,40
    11,80
    5,70
    8,60

    Zn
    83
    20
    95
    55
    151
    85
    27,90
    17,30
    31,80
    4,0
    3,60

    Sr
    340
    16
    330
    433
    240
    170
    1,93
    -
    0,80
    -
    -

    Ti
    4500
    13
    1115
    195
    830
    2040
    0,437
    0,279
    1,81
    -
    -

    B
    12
    10












    1,96
    2,70
    6,70
    2,00
    1,15

    Ва
    650
    9
    620
    710
    680
    1000















    Cu
    47
    3,2
    60
    64
    84
    86
    4,70
    2,90
    7,50
    0,75
    1,4

    Zr
    170
    3
    31
    50
    30
    65
    0,245
    -
    0,112
    -
    -

    F
    660
    1,4












    0,70
    0,64
    -
    0,10
    0,30

    Pb
    16
    1
    19
    18
    14
    24
    0,042
    0,003
    -
    -
    0,031

    Ni
    58
    0,8
    64
    50
    54
    93
    0,428
    0,838
    0,466
    0,05
    0,05

    Cr
    83
    0,7












    0,055
    0,08
    0,09
    -
    0,35

    V
    90
    0,6
    16
    19
    10
    21
    1,70
    0,93
    1,50
    -
    1,49

    Co
    18
    0,4



























    Mo
    1,1
    0,2












    0,236
    0,284
    0,842
    0,06
    0,08

    J
    0,4
    0,12












    0,078
    0,052
    0,051
    0,03
    0,05

    Sn
    2,5
    0,1












    0,361
    0,289
    0,162

    -
    -

    As
    1,7
    0,06












    -
    0,20
    -
    -
    -

    Se
    0,05
    0,02












    0,291
    0,300
    0,131
    -
    -

    Ag
    0,07
    0,012












    0,40
    -
    -
    -
    -

    Cd
    0,013
    0,002












    0,0137
    0,06
    -
    -
    0,009

    Hg
    0,083
    0,001












    0,008
    -
    -
    -
    -

    * сырой массы [Перельман, Касимов, 1999];

    ** в золе хвои и листьях [Алексеенко, 2000];

    *** сухой массы [Геохимия окружающей …, 1990].


    Задание 9. Анализ биогенной миграции химических элементов в различных видах лесных и сельскохозяйственных растений
    1. По данным, приведенным в таблице 5 рассчитать биофильность химических элементов и выделить группы элементов характеризующихся разной биофильностью.

    2. Определить частную биогенность отдельных химических элементов для всех видов растений приведенных в таблице 5.

    3. Рассчитать биотичность химических элементов в одном из видов сельскохозяйственных культур.

    4. Сравнить показатели биофильности, частной биогенности и биотичности для отдельных элементов.
    Таблица 6 - Среднее содержание химических элементов в почвах и растениях

    Березинского биосферного заповедника [Геохимическое изучение …, 1985]


    Виды растений и почва
    Содержание элемента, мг/кг сухого вещества

    Mn
    Cu
    Ni
    V
    Pb
    Ti

    Сосна
    271
    5,31
    2,64
    0,70
    0,91
    3,40

    Ель
    317
    7,44
    1,79
    0,51
    0,80
    2,32

    Можжевельник
    187
    4,68
    3,27
    0,70
    1,40
    11,7

    Дуб
    80,8
    8,08
    0,80
    -
    0,40
    1,41

    Береза

    778
    9,88
    2,01
    0,67
    1,40
    4,74

    Ольха

    492
    8,43
    2,00
    1,06
    0,88
    11,2

    Рябина

    367
    16,5
    2,93
    -
    0,91
    18,3

    Осина

    133
    11,9
    2,65
    -
    0,66
    7,95

    Ива

    153
    6,13
    1,27

    -
    0,51
    4,08

    Сфагнум
    276
    3,31
    2,76
    4,14
    5,52
    60,76

    Осока

    104
    3,46
    1,52
    1,03
    0,69
    6,23

    Тростник

    61,4
    2,83
    2,36
    -
    -
    7,55

    Багульник

    1116
    6,69
    1,48
    1,86
    3,72
    18,6

    Голубика
    739
    10,1
    6,72
    -
    0,67
    2,35

    Хвощ
    328
    12,3
    8,19
    -
    1,63
    16,4

    Папоротник

    124
    4,63
    2,16
    -
    0,61
    7,41

    Кислица

    434
    14,5
    21,7
    1,08
    1,44
    7,24

    Пушица

    412
    4,45
    1,54
    0,51
    1,03
    4,11

    Почва

    188
    1,5
    2,7
    8,9
    3,6
    537


    Задание 10. Анализ биогенной миграции химических элементов в различных видах растений на территории Березинского биосферного заповедника
    1. Определить коэффициенты биологического поглощения отдельных видов растений (табл. 6).

    2. Провести группировку химических элементов по величине коэффициента биологического поглощения.

    3. Рассчитать коэффициенты биологического поглощения одного химического элемента во всех видах растений (табл. 6).

    4. Выделить группы растений характеризующиеся различной величиной коэффициента биологического поглощения.
    Задание 11. Анализ биогенной миграции химических элементов в хвое и листьях растений горно-таежных ландшафтов Пермской области
    1. По данным, приведенным в таблице 7, определить коэффициенты биологического поглощения в хвое и листьях березы на одной из площадок.

    2. Сравнить коэффициенты биологического поглощения хвои и листьев березы.

    3. Провести группировку химических элементов по величине коэффициента биологического поглощения.

    4. Рассчитать коэффициенты биологического поглощения хвои и листьев березы одного химического элемента на всех площадках.

    5. Указать территории, характеризующиеся максимальной и минимальной величиной коэффициента биологического поглощения для хвои и листьев березы.
    Таблица 7 - Среднее содержание химических элементов в лесной подстилке (А0), хвое и листьях березы горно-таежных ландшафтов Пермской области
    [Ларионова, 2004]


    № площадки
    Субстрат
    Содержание элемента, мг/кг сухого вещества

    Ni
    Co
    Cr
    Mn
    V
    Cu
    Zn
    Pb
    Mo
    Ba
    Sr


    1
    Хвоя
    1,93
    0,29
    0,77
    456
    0,37
    2,53
    12,0
    0,70
    0,22
    34,6
    15,6

    Береза
    4,66
    0,60
    0,82
    643
    1,20
    3,68
    86,9
    0,81
    0,28
    96,1
    27,3

    А0
    23,9
    9,00
    43,2
    1411
    48,0
    26,1
    97,5
    36,9
    1,00
    310
    59,1


    2
    Хвоя
    1,11
    0,24
    0,77
    432
    0,40
    2,93
    24,4
    0,93
    0,15
    53,4
    10,6

    Береза
    3,15
    0,48
    0,80
    611
    1,05
    4,14
    65,3
    0,85
    0,23
    82,2
    15,2

    А0
    17,1
    4,20
    54,0
    2392
    61,7
    31,8
    132
    42,3
    3,60
    242
    52,5


    4
    Хвоя
    1,15
    0,16
    0,98
    371
    0,69
    2,91
    13,6
    1,53
    0,05
    10,2
    10,2

    Береза
    2,81
    0,44
    0,89
    487
    1,17
    3,99
    43,1
    0,77
    0,18
    18,5
    14,1

    А0
    12,4
    4,00
    35,2
    937
    34,6
    24,0
    144
    48,8
    0,80
    143
    32,3


    5
    Хвоя
    0,54
    0,20
    0,59
    282
    0,84
    2,68
    15,0
    0,91
    0,13
    8,95
    3,13

    Береза
    2,74
    0,42
    0,97
    360
    2,04
    3,70
    67,3
    0,51
    0,19
    23,0
    18,4

    А0
    27,1
    12,0
    103
    3328
    77,2
    38,6
    124
    59,9
    1,20
    395
    55,9


    6
    Хвоя
    1,94
    0,42
    0,74
    314
    1,20
    2,67
    10,6
    1,24
    0,06
    22,9
    7,43

    Береза
    6,47
    0,65
    12,8
    573
    1,91
    4,52
    63,4
    1,72
    0,06
    51,1
    18,2

    А0
    26,3
    10,9
    59,7
    2429
    55,5
    26,4
    150
    55,0
    1,3
    302
    63,7


    10
    Хвоя
    1,53
    0,35
    0,29
    314
    0,29
    3,21
    31,8
    0,35
    0,00
    19,3
    12,8

    Береза
    2,92
    0,23
    0,42
    378
    0,41
    3,63
    41,5
    0,18
    0,02
    59,5
    14,0

    А0
    9,60
    3,00
    15,9
    762
    16,9
    11,7
    79,9
    24,7
    0,29
    138
    24,5


    11
    Хвоя
    2,98
    0,40
    0,74
    283
    0,84
    2,23
    32,0
    0,35
    0,10
    15,6
    8,31

    Береза
    5,00
    0,89
    2,34
    450
    0,89
    3,85
    135
    0,22
    0,00
    10,5
    71,9

    А0
    24,2
    8,50
    57,0
    821
    57,1
    28,6
    82,1
    32,1
    0,60
    275
    60,7


    12
    Хвоя
    2,92
    0,43
    0,58
    333
    0,98
    2,28
    17,4
    0,14
    0,06
    14,7
    2,56

    Береза
    5,58
    0,80
    1,58
    413
    0,88
    3,63
    102
    0,17
    0,05
    22,0
    18,6

    А0
    22,5
    6,10
    56,1
    585
    39,3
    28,0
    53,8
    30,3
    0,80
    228
    42,1

    4 Эколого-геохимическая оценка антропогенных ландшафтов

    Важной частью эколого-геохимических исследований является оценка антропогенного геохимического воздействия на природную среду. Она основывается на сравнении содержания химического элемента в изучаемом природном компоненте с санитарно-гигиеническими или геохимическими нормативами.

    Для каждого вида хозяйственной деятельности характерна своя ассоциация химических элементов, содержащихся а выбросах (табл. 8), отходах и стоках производств.

    1   ...   7   8   9   10   11   12   13   14   ...   17

    написать администратору сайта