Эколого-аналитическая оценка распределения полициклических ароматических углеводородов в природных и техногенных системах Южного Прибайкалья Белых, Лариса Ивановна

brief description

Белых, Лариса Ивановна.
Эколого-аналитическая оценка распределения полициклических ароматических углеводородов в природных и техногенных системах Южного Прибайкалья : диссертация ... доктора химических наук : 02.00.02 03.02.08 / Белых Лариса Ивановна; [Место защиты: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный университет»]. - Краснодар, 2015. - 387 с. : 45 ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Белых, Лариса Ивановна
ВВЕДЕНИЕ......................................................................................................................7
ГЛАВА 1 ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ В БИОСФЕРЕ: СВОЙСТВА, ГЕНЕЗИС, ОПРЕДЕЛЕНИЕ, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ, РЕГИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ (Обзор)...................................................................17
1.1 Общая характеристика............................................................................................17
1.1.1 Структура и физико-химические свойства..................................................17
1.1.2 Биологическая активность и нормирование................................................18
1.2 Источники образования..........................................................................................26
1.2.1 Природные абиогенные и биогенные..........................................................27
1.2.2 Антропогенно-техногенные..........................................................................27
1.3 Эколого-аналитический контроль.........................................................................33
1.3.1 Отбор проб .....................................................................................................34
1.3.2 Подготовка проб к анализу...........................................................................37
1.3.3 Методы анализа..............................................................................................39
1.3.4 Методико-метрологическое обеспечение....................................................40
1.4 «Циркуляция» в биосфере......................................................................................43
1.4.1 Распределение в объектах среды..................................................................44
1.4.2 Система «среда обитания - растение».........................................................47
1.5 Природно-экологическая характеристика Южного Прибайкалья.....................54
1.6 Задачи и направления исследований.....................................................................58
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА МЕТОДИК НТЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ Б(а)П В ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТАХ......................................................62
2.1 Средства измерения, реактивы и материалы........................................................62
2.2 Изучение источников погрешностей результатов определения Б(а)П с помощью метода НТЛ...................................................................................................64
2.2.1 Изучение зависимости интенсивности фона от химического состава пробы..............................................................................................................................64
2.2.2 Оценка влияния ПАУ на интенсивность аналитической линии Б(а)П.....70
2.2.3 Оценка влияния фона на результаты определения Б(а)П................................74
2.3 Методики определения Б(а)П в природных и техногенных объектах...............78
2.3.1 Объекты, отбор и предварительная подготовка материала проб..............78
2.3.2 Этапы подготовки проб к анализу и их погрешности................................79
2.4 Метрологические исследования прецизионности МВИ содержания Б(а)П.....83
2.4.1 Оценивание прецизионности с помощью группы проб объекта анализа 83
2.4.2 Оценивание прецизионности при отсутствии проб, идентичных по физико-химическим свойствам....................................................................................88
2.5 Метрологические исследования систематической составляющей погрешности МВИ содержания Б(а)П...............................................................................................95
2.5.1 Оценивание систематической составляющей погрешности результатов анализа методом добавок аналита в рабочие пробы..................................................95
2.5.2 Оценивание систематической составляющей погрешности результатов анализа методом добавок аналита при отсутствии проб, идентичных по физико-химическим свойствам..................................................................................................99
2.6 Оценивание составляющих погрешности результатов анализа с применением методик сравнения методами хроматографии.........................................................106
2.7 Оценивание чувствительности.............................................................................110
2.8 МВИ содержания Б(а)П и их метрологические характеристики.....................111
2.9 Выводы...................................................................................................................112
ГЛАВА 3 ИЗУЧЕНИЕ ИСТОЧНИКОВ ПОГРЕШНОСТЕЙ ОТБОРА ПРОБ ПРИ ЭКОЛОГИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ ............................................................................116
3.1 Методология исследований..................................................................................116
3.2 Погрешность контроля содержания загрязняющих веществ в почве..............118
3.3 Погрешность контроля содержания Б(а)П в газопылевых выбросах..............119
3.3.1 Объекты, технические средства, методика отбора проб.........................119
3.3.2 Погрешность результатов контроля концентрации Б(а)П.......................124
3.3.3 Погрешность, обусловленная нестабильностью измерений и условий отбора проб............................................................................................................126
3.3.4 Погрешность, обусловленная потерями Б(а)П при отборе проб............128
3.3.5 Погрешность, обусловленная распределением Б(а)П в потоке выбросов.................................................................................................................130
3.3.6 Факторы, влияющие на качество формирования пробы..........................132
3.3.7 Рекомендации по выбору оптимальных условий отбора проб...............134
3.3.8 Методика определения массовых выбросовБ(а)П....................................135
3.4 Погрешность контроля содержания ПАУ в газопылевых выбросах...............139
3.5 Выводы...................................................................................................................141
ГЛАВА 4 ИСТОЧНИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ ПАУ И ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ЭКОСИСТЕМАХ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ...............................................144
4.1 Объекты, методы и методики, показатели исследования ................................144
4.1.1 Общая характеристика Южного Прибайкалья................................................144
4.1.2 Объекты природных и антропогенных сред.............................................144
4.1.3 Объекты техногенных сред ........................................................................146
4.1.4 Определяемые компоненты.........................................................................149
4.1.5 Методы и методики анализа.......................................................................149
4.1.6 Интегральные показатели химического загрязнения почв.....................150
4.1.7 Канцерогенная активность .........................................................................150
4.1.8 Математическая обработка результатов исследований ..........................151
4.2 Источники выделения...........................................................................................151
4.2.1 Теплоэнергетика и отопительные системы...............................................151
4.2.2 Производство алюминия электролизом ...................................................157
4.2.3 Строительное и нефтехимическое производства.....................................166
4.2.4 Автомобильный транспорт.........................................................................167
4.2.5 Сравнительная оценка источников загрязнения геосфер........................172
4.2.6 Нагрузка по Б(а)П на промышленные и аграрные города.......................175
4.3 Геохимическая и гигиеническая оценка Б(а)П в Южном Прибайкалье..........179
4.3.1 Рабочая и санитарно-защитная зона..........................................................179
4.3.2 Приземная атмосфера и депонирующие среды........................................180
4.3.3 Ангаро-Байкальский водный бассейн........................................................184
4.3.4 Почвы природных и техногенных сред.....................................................188
4.3.5 Растения природных и техногенных сред.................................................205
4.3.6 Интегральная оценка химического загрязнения агроэкосистем.............213
4.3.7 Промышленные урбоэкосистемы...............................................................218
4.4 Распределение и биологическая активность ПАУ.............................................222
4.4.1 Система «источник выбросов - депонирующие среды».........................222
4.4.2 Система сопряженных объектов.................................................................230
4.4.3 Канцерогенная активность..........................................................................231
4.4.4 Бенз(а)пирен в составе ПАУ.......................................................................231
4.5 Выводы...................................................................................................................233
ГЛАВА 5 ИЗУЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПАУ В СИСТЕМЕ «СРЕДА ОБИТАНИЯ - РАСТЕНИЕ»......................................................................................239
5.1 Объекты и показатели исследования..................................................................239
5.1.1 Гуматы и удобрения на их основе..............................................................239
5.1.2 Биогеохимические коэффициенты.............................................................240
5.2 Количественное оценивание накопления растениями вещества в зависимости от его концентрации в почве (субстрате).................................................................240
5.2.1 Концентрационные показатели..................................................................240
5.2.2 Коэффициенты поглощения........................................................................250
5.2.3 Количественные показатели и алгоритм их определения.......................252
5.3 Вид и сорт растений .............................................................................................253
5.4 Орган и часть растений.........................................................................................257
5.5 Превращение в растениях.....................................................................................264
5.6 Природа вещества..................................................................................................268
5.6.1 Полициклические ароматические углеводороды.....................................268
5.6.2 Фтор, мышьяк и тяжелые металлы.............................................................271
5.7 Концентрационные эффекты фитоактивности Б(а)П........................................273
5.7.1 Бенз(а)пирен в составе растений................................................................273
5.7.2 Бенз(а)пирен в составе почв........................................................................278
5.7.3 Бенз(а)пирен в составе гуматов и удобрений на их основе.....................281
5.7.4 Бенз(а)пирен в составе техногенных объектов.........................................285
5.8Биогеохимическая активность Б(а)П....................................................................289
5.8.1 Природные (фоновые) содержания............................................................289
5.8.2 Показатели биогенности..............................................................................292
5.8.3 Технофильность и экологический риск.....................................................296
5.9 Система «вода - гидробионты»...........................................................................299
5.10 Выводы.................................................................................................................304
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................308
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...........................................................................................313
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Выбросы, средства измерения и их погрешности.................357
ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Расчет массовой концентрации Б(а)П способом добавок......359
ПРИЛОЖЕНИЕ В. Погрешности измерения объема проб выбросов ..................361
ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Б(а)П в строительном и нефтехимическом производстве.....363
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. Пробеговые выбросы Б(а)П от бензиновых автомобилей .... 366
ПРИЛОЖЕНИЕ Е. Интегральная оценка химического загрязнения почв............367
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж. Зависимости накопления растениями Б(а)П, F и Zn.............370
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Свидетельства об аттестации методик выполнения измерений массовых концентраций Б(а)П в объектах природных и техногенных сред (газопылевые выбросы; атмосферный воздух; природные, питьевые и сточные воды,
почвы и донные отложения; растительные материалы)..........................................374
ПРИЛОЖЕНИЕ И. Акты об использовании результатов контроля......................383