КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер 17-77-10060

НазваниеОценка уровня загрязненности приземного слоя атмосферы тяжелыми металлами в зоне влияния металлургических предприятий и угольных ТЭЦ

РуководительРогова Наталья Сергеевна, Кандидат технических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет", Томская обл

Период выполнения при поддержке РНФ

07.2017 - 06.2019

Конкурс№23 - Конкурс 2017 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными.

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-711 - Геоэкология и природопользование

Ключевые словаЗагрязнение атмосферного воздуха, тяжелые металлы, мхи, активный биомониторинг, нейтронно-активационный анализ, атомно-эмиссионная спектрометрия.

Код ГРНТИ87.15.15

СтатусУспешно завершен

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Экспериментальное изучение распространения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе является очень трудоемкой задачей, требующей больших затрат финансов и времени. Загрязняющие вещества от высотных источников переносятся на расстояния до 10…15 км и более. Содержание загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на таких больших расстояниях сравнительно невелико. В данном случае традиционные инструментальные методы измерения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе малопригодны, так как для получения достоверных результатов требуются очень большие времена экспозиции. Для определения содержания тяжёлых металлов и других токсичных элементов в приземном слое атмосферы активно развиваются биомониторинговые методы наблюдения, которые позволяют контролировать загрязнение атмосферы на больших территориях за продолжительные промежутки времени и обладают высокой чувствительностью к негативным процессам, протекающим в окружающей среде под действием загрязняющих веществ. Наиболее важные экологические особенности мхов как подходящего инструмента для биомониторинга: способны получать питательные вещества из влажного и сухого осажденного слоя; обладают высокой аккумуляционной способностью и большой поверхностью; широко распространены; обычно растут группами; обладают продолжительным жизненным циклом (от 1 года до 15 лет); выживают в сильно загрязнённой окружающей среде. Мхи популярны в качестве биоиндикаторов не только из-за их морфологических и физиологических свойств, но также из-за экономических преимуществ – это наиболее дешевые и простейшие индикаторы для контроля концентраций тяжелых металлов в атмосфере. Результаты исследования мхов широко используются в мировой практике при изучении пространственных и временных тенденций в накоплении тяжелых металлов на обширных территориях, а также при изучении трансграничного переноса. Для проведения исследований предполагается использовать метод трансплантации мхов или «активный» биомониторинг, время экспозиции для которого составит несколько месяцев. «Активный» биомониторинг является актуальным направлением исследований. Техника "мох-мешок" является наиболее распространенным типом активного биомониторинга с наземными мхами, который используется в странах Европы и Азии. Этот метод включает в себя экспозицию в течение нескольких недель или месяцев образцов мха, помещенных в сетчатые мешки. Корректная оценка уровня загрязнения возможна только при сохранении жизнедеятельности трансплантированного мха. Однако не везде удается разместить сложные установки, обеспечивающие жизнедеятельность мхов в течение от нескольких недель до нескольких месяцев. Кроме того, существуют проблемы с выбором оптимальных форм и размеров мешков, способов размещения мха в мешках и т.д. Обзор литературы по активному биомониторингу показывает, что большинство проблем «активного» биомониторинга в полном объеме до сих пор не решены. В данном исследовании предлагается использование эпифитного мха Pylaisia polyantha, который обитает на коре деревьев и будет перенесен на кору дерева. Такой способ трансплантации позволяет устранить основные проблемы метода «мох-мешок». Концентрации химических элементов, содержащихся в выбросах предприятий и накопленных во мхах за время экспозиции, предполагается измерять нейтронно-активационным и атомно-эмиссионным методами. Математическая обработка измеренных концентраций тяжелых металлов во мхах, проведенная на основе полуэмпирической теории переноса загрязняющих веществ, позволит оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха тяжелыми металлами, а также определить с помощью розы ветров зоны влияния предприятий.

Ожидаемые результаты
Ожидаемые результаты: 1.Методика трансплантации эпифитного мха с фоновой территории на исследуемую. 2. Оценка влияния подложки для мха на концентрации химических элементов в образцах. 3. Оценка влияния розы ветров и высоты размещения трансплантированного мха на концентрации химических элементов. 4. На основе приведённых измерений для различных периодов экспозиции выработать рекомендации по выбору оптимального периода. В рамках проекта предполагается разработать методику по трансплантации выбранного вида мхов с сохранением их жизнедеятельности на исследуемые территории. Это даст возможность сохранить природную аккумуляционную способность мхов и исключить неконтролируемое влияние изменения их морфологического строения на измеряемые концентрации. Разработанная методика трансплантации мхов-биоиндикаторов может быть использована для мониторинга загрязнения атмосферного воздуха выбросами вредных веществ, а также для изучения пространственного распределения загрязняющих веществ на урбанизированных территориях. Поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух на урбанизированных территориях в результате промышленной деятельности, энергетического комплекса и мощного автотранспортного потока является основным источником ухудшения состояния окружающей среды и, как следствие, отражается на здоровье населения крупных городов. С помощью математической обработки результатов измерений концентраций химических элементов во мхах на основе розы ветров для исследуемой территории будут построены пространственные распределения выпадений тяжелых металлов. С учетом возможного влияния подложки для эпифитных мхов будут определены фоновые концентрации химических элементов, которые будут использованы при оценке уровней загрязнения тяжелых металлов и зоны влияния предприятий. Многолетние исследования по контролю загрязняющих веществ позволят не только оценить существующую экологическую ситуацию, но и спрогнозировать ее изменение в будущем, а значит – своевременно принять меры для уменьшения негативного воздействия на все компоненты окружающей среды и, как следствие, улучшить здоровье населения. Результаты проекта могут быть использованы в отчетах органов экологического контроля городов Сибири.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---