Застосування методів математичної статистики Для характеристики поелементного забруднення ґрунтів урбоекосистеми важкими металами

Автор(и)

  • T. F. Yakovyshyna Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури» http://orcid.org/0000-0002-5924-7847

Ключові слова:

методи математичної статистики, ґрунт, важкі метали, екологічна оцінка, забруднення

Анотація

Постановка проблеми. Стійкий розвиток урбоекосистем з урахуванням забезпечення норм екологічної безпеки життєдіяльності людини в межах міста та раціонального використання і відновлення природноресурсного потенціалу території потребує пошуку ефективних методів характеристики ступеня гостроти екологічної ситуації. В умовах прогресуючого пресингу на навколишнє середовище провідна роль належить методам математичної статистики як інструменту, що дає можливість дослідження і детального аналізу екологічних систем різного рівня складності. З усіх абіотичних складових довкілля ґрунту приділено найменшу увагу, що пов’язано, по-перше, з неоднозначністю характеристики екологічної ситуації за валовим вмістом елемента-забруднювача, а, по-друге, з проблемою вибору його додаткових форм, за якими буде здійснено статистичний аналіз. Мета статті ‑ обґрунтування використання в системі екомоніторингу методів математичної статистики поряд із загально прийнятими для характеристики поелементного забруднення ґрунтів урбоекосистеми важкими металами шляхом визначення статистичних характеристик та встановлення зв’язків між валовим вмістом, потенційно-рухомими та рухомими формами на прикладі забруднення Zn м. Дніпро. Для визначення поелементного забруднення Zn використовували його валовий вміст, потенційно-рухомі та рухомі форми. Масив даних щодо вмісту досліджуваних форм Zn був одержаний в мережі екологічного моніторингу ґрунтів урбоекосистеми м. Дніпро: розмір сітки (2 км × 2 км), загальна кількість ключових ділянок відбору проб – 65. У відібраних зразках визначали валовий вміст Zn атомно-абсорбційним методом після кислотної обробки ґрунту, її потенційно-рухомі форми у витягу 1 H HСl, а рухомі форми – у ААБ (рН 4,8) за стандартними методиками. Для встановлення закономірностей поширення Zn по території застосовували методи математичної статистики та пакет прикладних програм Microsoft Excel 2010. Висновок. Науково підтверджено доцільність застосування методів математичної статистики для характеристики масивів даних, як первинних величин, у блоці оцінки системи екомоніторингу забруднення важкими металами ґрунтів урбоекосистем. Виявлено інтенсивне техногенне забруднення Zn ґрунтів усієї території м. Дніпро відносно валового вмісту та збільшення строкатості забруднення за потенційно-рухомими та рухомими формами за допомогою статистичних методів та під час нормування за санітарно-гігієнічними (ГДК) та екологічними показниками (природний геохімічний фон). Установлено тісний кореляційний зв’язок між валовим вмістом Zn у ґрунтах урбоекосистеми м. Дніпро та потенційно-рухомими формами, на відміну від рухомих форм, де він не простежувався, що свідчить про вибіркове спрацювання механізмів буферності відносно Zn.

Біографія автора

T. F. Yakovyshyna, Державний вищий навчальний заклад «Придніпровська державна академія будівництва та архітектури»

Кафедра екології та охорони навколишнього середовища, канд. с.-г. наук, доц.

Посилання

Kondrateva T.A., Maksimov Yu.V. and Ismailova R.N. Statisticheskij analiz i modelirovanie ekologicheskix processov v vodnyx ekosistemax na primere r. Kazanka [Statistical analysis and modeling of ecological processes in aquatic ecosystems r. Kazanka]. Vestnik Kazanskogo texnicheskogo universiteta [Bulletin of the Kazan Technical University]. 2013, iss. 21, vol. 16. pp. 309–314. (in Russian).

Rajchuk D.Yu. and Muzalevskij A.A. Indikatorno-riskologicheskij podxod k ocenke effektivnosti deyatelnosti nauchnyx organizatsionnyx sistem [Indicator-risk approach to assessing the effectiveness activities of the scientific organizational systems]. Universitetskij nauchnyj zhurnal. Ser. Fiziko-matematicheskie, texnicheskie i biologicheskie nauki [University scientific journal. Series physical-mathematical, technical and biological sciences]. Sankt-Peterburg un-t. konsorcium [Sankt-Petersburg University Konsortium]. 2015, iss. 15, pp. 108–118. (in Russian).

Rozenerg G.S. Protsedury izmereniya v sisteme “osnovaniya” ekologicheskoj teorii [Measurement procedures in the "foundation" system of the ecological theory]. Teoriticheskie problemy ekologii i evolyucii (Vtorye Lyubishchevskie chteniya) [Theoretical problems of ecology and evolution (Second Lyubishchev's readings)]. In-t ekologii Volzh. basejna Ros. akad. nauk [Institute of Ecology of Volzhski Basin of Scientific Academy of Russia].Tolyatti, 1995, pp. 47–57. (in Russian).

Kostina N.V., Rozenberg G.S., Xasaev G.R. and Shlyaxtin G.V. Statisticheskij analiz indeksa razvitiya chelovecheskogo potentsiala [Statistical analysis of the human development index]. Izvestiya Saratovskogo universiteta. Ser. Ximiya. Biologiya. Ekologiya [Proceedings of the Saratov University. Series. Chemistry. Biology. Ecology.]. 2014, iss. 3, vol. 14, pp. 54–69. (in Russian).

Baron S., Carignan J. and Ploquin A. Dispersion of heavy metals (metalloids) in soil from 800-years-old pollution (Mont-Lozere, France). Environmental Science & Technology. 2006, vol. 40, pp. 5319–5326.

Dobrovolskij V.V. Landshaftno-geoximicheskie kriterii ocenki zagryazneniya pochvennogo pokrova tyazhelymi metallami [Landscape-geochemical criteria for assessment of soil contamination by heavy metals]. Pochvovedenie [Soil science]. 1999, no. 5, pp. 639–645. (in Russian).

Ghazaryan K.A., Gevorgyan G.A., Movsesyyan H.S., Ghazaryan N.P. and Grigoryan K.V. The evaluation of the heavy metal pollution degree in the soil around the Zangtzur copper and molubdenum combine. International journal of environmental, chemical, ecological, geological and geophysical engineering. 2015. vol. 5, pp. 405–410.

Bogdanov N.A., Chujkov Yu.S. and Rybkin V.S. Metod ocenki sostoyaniya zemel po indeksu zagryazneniya pochv [Assessment method of land condition to the soil pollution index]. Astrahanskij vestnik ekologicheskogo obrazovaniya [Astrakhan bulletin of environmental education]. 2013, no 1(23), pp. 102–112. (in Russian).

Kolesnikov S.I., Spivakova N.A. and Kazeev K.Sh. The effect of model soil contamination with Cr, Cu, Ni and Pb on the biological properties of soil in the Dry Steppe and Semidesert Regions of Southern Russia. Eurasian soil science. 2011, vol. 44, no 9, pp. 1001–1007. (in Russian).

Yakovishyna T.F. Ekolohichnyi monitorynh: kontrol i detoksykatsiia vazhkykh metaliv v gruntakh urboekosystem [Ecological monitoring, control and detoxification of the heavy metals in soils of the urban ecosystems]. Dnipropetrovsk: Nova ideolohiia, 2013, 101 p. (in Ukrainian).

Bulyhin S.Yu. Metody analizu gruntu i roslyn [Analysis methods of soil and plants]. Kharkiv: Instytut hruntoznavstva i ahrokhimii im. O.N. Sokolovskoho. 1999, 157 p. (in Ukrainian)

Metodicheskie ukazaniya po opredeleniyu tyazhelykh metallov v pochvah sel’xozugodij i produkcii rastenievodstva [Guidelines for determination of heavy metals in agricultural soils and crop production]. M-vo sel. xoz-va Ros. Federacii, Centr. in-t agroxim. obsluzhivaniya sel. hoz-va [Ministry of Agriculture of the Russian Federation, Central Institute of Agricultural Agrochemical Services]. Moskva, 1992, 61 p. (in Russian).

Tarasova V.V. Ekolohichna statystyka [Ecological statistics]. Kyiv: Centr uchbovoi literatury. 2008, 392 p. (in Ukrainian)

Vinogradov A.P. Geoximiya redkix i rasseyannyx elementov [Geochemistry of rare and scattered elements]. Moskva: Izd-vo AN SSSR, 1957, 276 p. (in Russian).

Fatieiev A.I. and Pashchenko I.V. Fonovyi vmist mikroelementiv u gruntakh Ukrainy [Background content of microelements in soils of Ukraine]. Kharkiv, 2003. 117 p. (in Ukrainian)

Vodyanitskij Yu.N. Tyazhelye i sverxtyazhelye metally i metalloidy v zagryaznennyx pochvax [Heavy and superheavy metals and metalloids in contaminated soils]. Moskva: Pochv. institut im. V. V. Dokuchaeva, 2009, 96 p. (in Russian).

Snakin V.V. Ximicheskoe zagryaznenie pochv i vozmozhnost’ ego normirovaniya [Chemical pollution of soils and the possibility of rationing]. Teoreticheskie osnovyi ohranyi pochv [Theoretical basis of soil protection]. Nauch.-issled. in-t oxrany prirody [Scientific-research institute of Nature Safety]. Moskva, 1992, pp. 17-21. (in Russian).

##submission.downloads##

Номер

Розділ

Наукові дослідження