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 проекта 17-77-10017
НазваниеГеохимический цикл азота в агроландшафтах: загрязнение подземных вод и оценка риска для здоровья населения
Руководитель Солдатова Евгения Александровна, Кандидат геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" , Томская обл
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; 07-208 - Гидрогеохимия
Ключевые слова Геохимический цикл азота, агроландшафты, трансформация соединений азота, миграция соединений азота, нитратное загрязнение, аммонийное загрязнение, азотные удобрения, подземные воды, зона аэрации, почвы, минеральный состав, микробиологический состав, изотопный состав нитратов, оценка риска для здоровья населения, неканцерогенные эффекты
Код ГРНТИ38.33.17
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Изучение геохимического цикла азота является важной составляющей исследования круговорота химических элементов и их миграции и трансформации, особенно в условиях агроландшафтов, поскольку содержание и баланс форм азота – это один из показателей экологического благополучия агроэкосистем. Азот, как биогенный элемент, используется для интенсификации физиологических процессов у растений путем внесения в систему соответствующих удобрений. Нерациональное применение удобрений приводит к нарушениям в круговороте азота, что в свою очередь оказывает существенное воздействие на экологическое состояние природно-антропогенной экосистемы. Нагрузку при этом испытывают все ее компоненты, включая почвы и подземные воды, при этом состояние последних непосредственно влияет на здоровье населения. Таким образом, изучение геохимического цикла азота и комплексное рассмотрение системы «почва – подземные воды» в агроландшафтах, безусловно, необходимо для мониторинга экологического состояния природно-антропогенной экосистемы в целом и подземных вод в частности, рационализации схем внесения удобрений и оптимизации их доз, и внесет существенный вклад в переход к экологически чистому агрохозяйству.
Элементы геохимического цикла азота активно изучаются учеными из разных областей науки. К настоящему времени опубликовано достаточно большое количество работ, посвященных обогащению соединениями азота подземных вод и почв, их преобразованиям под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов, идентификации источников азотного загрязнения, накоплен большой объем информации об изотопном составе соединений азота в различных веществах (растениях, почвах, удобрениях и др.). Однако, несмотря на большое разнообразие работ, они главным образом посвящены изучению поведения соединений азота в отдельных средах и субстратах (растениях, почвах, подземных и поверхностных водах). В то время как очевидной является необходимость рассмотрения системы «почва – подземные воды» как единого целого, поскольку формирование химического состава подземных вод, в частности их обогащение соединениями азота, начинается еще в почвенном горизонте (биогенный этап формирования).
Представленный Проект направлен на изучение механизмов миграции и трансформации соединений азота в системе «почва – подземные воды» на примере агроландшафтов района озера Поянху (провинция Цзянси, Китай) и агроландшафтов юга Западной Сибири (Томская область).
В рамках Проекта будут проведены комплексные исследования химического и микробиологического состава подземных вод и почв и изотопного состава растворенного в воде нитрат-иона в различные периоды существования агроценозов, а также минерального состава почв и пород зоны аэрации для учета процессов сорбции. На основе этих данных будет прослежена динамика изменения концентраций соединений азота в почве и подземных водах, выявлены основные механизмы их миграции и трансформации с учетом как химических превращений, так и микробиологической активности, изучен баланса форм азота в системе «почва – подземные воды». Особое внимание будет уделено выявлению источников поступления соединений азота в подземные воды, поскольку подземные воды часто являются источником водоснабжения населения, в том числе в сельскохозяйственных районах. Ввиду того что одной из особенностей исследуемых территорий является большое количество хозяйствующих субъектов и сельскохозяйственных угодий различных размеров и назначения, что обуславливает разнообразие возможных загрязнителей, для выявления источников соединений азота будет изучен изотопный состав растворенных в воде нитратов ([delta]15N и [delta]18О). Этот метод также позволяет проследить некоторые процессы трансформации соединений азота, связанные, например, с нитрификацией и денитрификацией. В ходе исследований с применением метода численного моделирования будет проанализирована возможность формирования в верхней гидродинамической зоне нетипичных восстановительных условий в результате избыточного внесения удобрений, что позволит подобрать их оптимальные дозы. Кроме того, в Проекте будет оценен риск развития неканцерогенных эффектов у населения исследуемых территорий при потреблении вод с повышенными концентрациями соединений азота и суммарный риск для здоровья населения с учетом информации, полученной о химическом составе грунтовых вод. При расчете суммарного риска будут приняты во внимание все потенциально опасные элементы, обнаруженные в изучаемых водах в повышенных концентрациях. По результатам оценки будет проведено картирование рисков с использованием ГИС-технологий.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ