Методы и задачи Лаборатории проблем геохимического картирования и мониторинга

Методы лаборатории

Проводимые лабораторией мониторинговые геохимические работы являются лицензионными (получены лицензии от Федеральной службы по гидрометеорологии и окружающей среды, г. Москва, рег. № Р/2007/0103/100/Л от 28 июня 2007 г. и № Р/2012/2087/100/Л от 1 августа 2012 г. ).

Сотрудники лаборатории ежегодно проводят отбор проб, описание и пробоподготовку основных компонентов окружающей среды на мониторинговых станциях территории Байкальского региона по нижеследующим методикам:

Опробование и пробоподготовка снега

Пробы снега отбираются на открытой площади. Координаты определяют GPS-навигатором. Площадь шурфов составляет от 30?30 см до 70?70 см, в зависимости от глубины слоя снега. При этом особое внимание обращается на отбор слоев снега у земной поверхности, с целью исключения миграции различных веществ из почвенного и растительного покрова и их влияния на химический состав снега. Методика отбора и анализа снегового покрова приведена в книге «Определение микроэлементов в природных средах: Аналитические исследования и проблемы на примере Байкальского региона) / А.И. Кузнецова, Л.Л. Петров, В.А. Ветров и др.; РАН Сиб. отд-ние, Ин-т геохимии им. А.П. Виноградова; ГПНТБ. – Новосибирск, 1994. – 84 с. (Сер. Экология. Вып.30)».

Опробование и пробоподготовка почв

Почвы отбирают в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83, РД 52.18.156-99 или «Временными методическими указаниями по контролю загрязнения почвы, М:, Гидрометеоиздат, 1983».

Опробование поверхностных вод

Пробы воды отбираются из поверхностных водотоков на глубине 0,2-0,5 м от поверхности воды. Координаты определяют GPS-навигатором. Общий объем пробы воды на гидрохимический анализ составляет 6 л. Вся посуда для отбора проб предварительно тщательно промывается и ополаскивается деионизированной водой в лаборатории в соответствии с общими требованиями к подготовке емкостей перед отбором проб согласно ГОСТ Р 51592-2000, приложение Г.

Опробование и пробоподготовка донных отложений

Отбор проб донных отложений производится в тех же пунктах, что и отбор проб воды. Выбор пунктов опробования и опробование донных отложений осуществляется в соответствии с ГОСТ 17.1.3.07-82 с учетом рекомендаций: Требования к производству и результатам многоцелевого геохимического картирования масштаба 1:200 000. М: ИМГРЭ, 2002 и Salminen R., Tarvainen T., Demetriades A. et al. FOREGS geochemical mapping. Field manual. Geologian tutkimuskeskus, Opas – Geological Survey of Finland, Guide 47. 1998.

Опробование растений, продуктов питания

Проводить опробование растений необходимо в течение времени, соответствующего определенной фенологической фазе растения. Непосредственно после дождя растения не опробуются. Отбор проб проводится через 1-2 дня после дождя. Отбирается средняя растительная проба, которая включает в себя несколько растений одного вида. Опробование проводят по методике, отраженной в книге Алексеенко В. А. Экологическая геохимия: Учебник. – М.: Логос, 2000. – 627 с.

При изучении формы нахождения химических элементов в почве используется метод постадийных вытяжек: легкообменной, карбонатной (обменной), органической, Fe-Mn гидроокислов, слабо растворимый остаток. Отработаны методы одноактной экстракции органических комплексов с тяжелыми металлами из почв.

В лаборатории также выполняются морфологический, гранулометрический, общий биологический и микробиологический анализы.

Круг решаемых задач лаборатории

1. Долговременные геохимические исследования окружающей среды на опорных станциях, профилях, водохранилищах и других объектах с целью определения путей миграции химических элементов и уровней их накопления. Корреляция химических и биологических изменений в окружающей среде. Основное внимание уделяется изучению изменения содержания главных ионов, биогенных элементов и биоактивных микроэлементов в экосистемах Байкала и водохранилищ Ангарского каскада ГЭС (вода, донные осадки, почва), включая биотическую компоненту (водные растения, бентос, планктон, рыба) и поступления токсичных элементов (ртуть, свинец, мышьяк и др.) в пищевые цепи гидробионтов.

2. Выяснение условий и закономерностей миграции тяжелых металлов (Pb, Zn, Cu, Cd, Hg) и As в почвах Южного Прибайкалья и особенностей поступления их в растения и пищевые цепи человека:

   - разработка методик анализа биологических сред методом РФА;

   - биогеохимическое исследование миграции тяжелых металлов в системе «почва – растение»;

   - изучение путей миграции металлов в организм человека и выявление корреляционных связей между геохимическими особенностями пищевой цепи человека и его биосубстратами;

   - выявление особенностей фитоэкстракции металлов из загрязненных почв и создание модели технологии фиторемедиации почв.

3. Определение биогеохимических циклов макро- и микрокомпонентов органического вещества в водных и наземных экосистемах Байкальского региона природного и техногенного происхождения:

   - мониторинг распределения органического вещества в системе атмосфера – почва – вода – биота – продукты питания – человек;

   - временной тренд содержаний органических веществ в абиотических и биотических объектах окружающей среды с учетом архивных проб;

   - оценка (биоиндикация, риск) и прогноз (эвтрофирование, загрязнение) состояния водных и наземных экосистем.

4. Лито- и гидрогеохимическое исследование распределения содержаний Se, S, F, U, Sr и других биоактивных элементов в окружающей среде Байкальского региона:

   - изучение распределения содержаний Se и S;

   - изучение распределения содержаний F, U, Sr;

   - особенности распределения аномальных содержаний приоритетных биоактивных элементов в экосистемах региона и связанные с ними экологические проблемы.

5. Создание информационной базы данных «Геохимия окружающей среды Байкальского региона»:

   - подготовка эколого-геохимической информации, ее структурирование и разработка оболочки базы данных;

   - наполнение информационных блоков;

   - завершение разработки структуры эколого-геохимической базы данных, ее наполнение и подключение к ГИС-проектам.

   - выпуск монографической серии «Региональная геохимия окружающей среды Байкальского региона».

Основные задачи лаборатории

   - Геохимический мониторинг атмосферных выпадений (снег, дождь) на опорных станциях Иркутской области.

   - Мониторинг накопления, распределения и миграции элементов в биогеохимических циклах озера Байкал и водохранилищ Ангарского каскада.

   - Изучение распределения радиоактивных, тяжелых и токсичных металлов в почвенном покрове некоторых промышленных городов и поселков Иркутской области.

   - Изучение закономерностей распределения микроэлементов в биосубстратах человека в различных антропогенных ландшафтах Южного Прибайкалья.

   - Комплексное изучение влияния ризосферных бактерий Azotobacter и Bacillus, входящих в состав биопрепаратов Азотобактерина, Фосфобактерина и Кремнебактерина, на особенности миграции тяжелых металлов (Cd, Pb, Hg, Zn, Cu, Ni, Co, Cr) и группы макро- и микроэлементов (As, Fe, Mn, Ca, Mg, K, Na, Al, P, Si) в системе «почва-растение».