Дипломная работа: Исследование атмосферных осадков как источника биогенных элементов (фосфор, кремний, неорганический азот) в акваторию Севастопольской бухты

Содержание

Введение. 3

Глава 1. Теоретические аспекты исследования атмосферных осадков, как источника биогенных элементов (фосфора, кремния, азота). 6

1.1. Современное состояние вопроса в области анализа атмосферных осадков  6

1.2. Биогенные элементы (фосфор, кремний, неорганический азот) и их значение для морской среды. 12

1.3. Поступление биогенных элементов с атмосферными осадками. 21

Глава 2. Организация экспериментального исследования содержания биогенных элементов в атмосферных осадках, выпадающих в акваторию Севастопольской бухты   33

2.1. Организация исследования. 33

2.2. Методы определения содержания неорганического азота, неорганического фосфора, кремния в атмосферных осадках. 35

2.3. Анализ результатов исследования содержания биогенных элементов в атмосферных осадках. 39

Глава 3. Методы снижения антропогенной нагрузки на атмосферный воздух г. Севастополя. 51

3.1 Общие сведения и основные источники загрязнения атмосферного воздуха в г. Севастополь. 51

3.2 Методы снижения выбросов от теплоэнергетики. 53

3.3. Методы снижения выбросов от автотранспорта. 59

Заключение. 66

Список использованной литературы. 72

Введение

Функционирование водных экосистем связано с биогеохимическими потоками элементов через толщу воды, с перемещением ряда элементов и переносом веществ. Изучение миграции биогенных элементов в водных экосистемах, связанной с самоочищением воды и формированием ее качества, является важным направлением экологических исследований.

Исследование морских акваторий остается приоритетным направлением при решении вопросов рационального природопользования и является актуальным на протяжении многих десятилетий. Долговременное влияние загрязнений (промышленные и хозяйственно-бытовые сточные воды, речной сток, морской транспорт, ливневые воды, стекающие с сельскохозяйственных, промышленных и населенных территорий и пр.) на морские акватории может привести к необратимым последствиям. Постоянный контроль над количеством загрязняющих веществ и биогенных элементов, а также их воздействием на экологическое состояние морской среды предполагает знание гидрохимического и гидрологического режимов исследуемой акватории.

Севастопольская бухта как морская экосистема представляет большой интерес, что обуславливается специфическими условиями формирования гидрохимической структуры её вод. Она принадлежит к числу морских акваторий, подверженных постоянному антропогенному и техногенному воздействию. С одной стороны, бухта является градообразующим элементом, а с другой – служит базой военно-морского флота с характерными для такого рода комплексов зонами активного судоходства, промышленно-производственной и хозяйственной инфраструктурой, и проведения дноуглубительных и прочих гидротехнических работ. Это может приводить к нарушению экологического равновесия в акватории. Эта ситуация значительно усугубляется тем, что водообмен между открытым морем и бухтой является затрудненным вследствие сооружения мола.

Севастопольская бухта является чрезвычайно важной для региональной экономики, в первую очередь, в связи с возможностью использования ее минеральных и биологических ресурсов, а также рекреационного и транспортного потенциала. Как и для любой морской экосистемы, первоочередное значение для экологического состояния и биологических ресурсов Севастопольской бухты имеет знание о потоках биогенных веществ.

Биогенные элементы – это химические элементы, которые постоянно входят в состав живых организмов и необходимы для их жизнедеятельности. Они служат составными частями при построении клеточного материала и играют важную роль в энергетических процессах, которые протекают в клетках. Недостаток кремния, фосфора или азота резко снижает экологичность водной акватории и приводит к накоплению нитчатых форм бактерий. Количество кремния, фосфора и азота, необходимое для нормального функционирования микроорганизмам, определяется видом органических соединений, присутствующих в акваториях.

Одним из источников поступления биогенных веществ в морские экосистемы являются сухие и влажные атмосферные выпадения. Этот источник действует не только вблизи урбанизированных и промышленных регионов на берегу моря, но и обеспечивает транспортировку и распределение веществ по всей поверхности Черного моря.

Различные соединения выбрасываются в атмосферу в результате деятельности человека и природных процессов, затем выводятся из нее с влажными осадками и сухими выпадениями, попадая в акваторию бухты.

Исследование химического состава атмосферных осадков является одной из важных задач мониторинга окружающей природной среды, т. к. позволяет одновременно получать информацию и об уровне загрязнения атмосферного воздуха, и о возможных последствиях этого загрязнения для сопредельных сред – почв, растительности, поверхностных вод.

Таким образом, актуальность исследования обусловлена тем, что атмосферные осадки являются существенным источником поступления в акваторию Севастопольской бухты дополнительного количества биогенных элементов, являющихся материальной основой биотического круговорота.

Цель работы – исследование атмосферных осадков как источника биогенных элементов в акваторию Севастопольской бухты.

Объект исследования – атмосферные осадки.

Предмет исследования – биогенные элементы (неорганический азот, неорганический фосфор, кремний) в атмосферных осадках.

Задачи исследования:

1. Проанализировать научную литературу в области анализа атмосферных осадков.
2. Организовать экспериментальное исследование содержания биогенных элементов в атмосферных осадках, выпадающих в акваторию Севастопольской бухты.
3. Определить методы исследования.
4. Проанализировать содержание неорганического азота, неорганического фосфора, кремния в атмосферных осадках.
5. Проанализировать распределение неорганического азота, неорганического фосфора, кремния в Севастопольской бухте.
6. Рассмотреть влияние теплоэнергетики и автомобильного транспорта на атмосферу г. Севастополя, а также методы минимизации их воздействия.