Среда, 07.12.2016, 15:25
Высшее образование
Приветствую Вас Гость | RSS
Поиск по сайту


Главная » Статьи » Экология

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ ВОЛГОГРАДСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ ВОЛГОГРАДСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ

А.А. Околелова, доктор биологических наук, профессор Волгоградский государственный технический университет

Г.С. Егорова, доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.С. Касьянова, аспирант

Волгоградский государственный аграрный университет

Изучению тяжелых металлов в почве посвящено большое количество исследований. В лесостепном и степном Поволжье активно изучалось накопление тяжелых металлов в почвах [1]. Изучено содержание валовых форм тяжелых металлов в Природных парках Волгоградской области [8].

Тяжелые металлы – это элементы, которые могут поступать в почву в любом агрегатном состоянии. По известной биологической классификации химических элементов тяжелые металлы принадлежат к группе микро- и ультрамикроэлементов [2]. ПДК тяжелых металлов специалисты рассматривают как непостоянные относительные величины, зависящие от почвенно-экологических условий региона [2; 5].

Пределы колебаний в незагрязненных почвах достаточно велики и для цинка составляют 10-300 мг/кг, ртути – 0,01-0,8.

Фоновое содержание свинца в почве европейской части России изменяется в интервале от 15 до 47 мг/кг. Большая часть соединений свинца отличается невысокой растворимостью [6]. Нормальное содержание кобальта в поверхностном почвенном слое изменяется в широких пределах: от 1 до 40 мг/кг [9].

Городские почвы, являясь ключевым компонентом урболандшафтов, выступают в качестве основного накопителя тяжёлых металлов. В данной работе мы рассматриваем загрязнение почв Волгограда и его окрестностей тяжёлыми металлами: Pb, Cd, Zn, Hg, Co.

Объектами исследования послужили светло-каштановые супесчаные почвы ОАО «Химпром» и его санитарно-защитной зоны (СЗЗ) (Кировский район), ОАО «Волгограднефтемаш», черноземовидная (темноцветная) супесчаная почва Купоросной балки и светло-каштановая солонцеватая суглинистая почва УНПЦ «Горная поляна», находящаяся на удалении 30 км от второй продольной магистрали. ОАО «Волгограднефтемаш» расположен в черте Советского района Волгограда. Расстояние от завода ОАО «Волгограднефтемаш» до автомагистрали составляет 10 – 12 м. Купоросная балка расположена на расстоянии около 2,5 км от главного корпуса Волгоградского ГАУ и в 500 м к северу от дачного посёлка «Мичуринец».

Для оценки антропогенной нагрузки было определено содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в гумусовых горизонтах почв исследуемых объектов. Отбор почвенных образцов проведён согласно существующим ГОСТ. Анализы почв проводились в ИЦ ФГУ «ЦАС Волгоградский».

Атомно-адсорбционным методом определяли валовое содержание Pb, Cd, Zn, Co на приборе «СПЕКТР-5», а содержание Hg – на приборе «Юлия-МК». Подвижные кислоторастворимые формы тяжёлых металлов определяли в вытяжках 1М NH4NO3 с pH 4,8 методом экстракции. Полученные результаты представлены в таблицах 1-3.

По данным таблицы 1 видно, что содержание Zn втрое превышает ПДК в почвах ОАО «Волгограднефтемаш» и СЗЗ «Химпром», вдвое – в почвах УНПЦ «Горная поляна», в 1,4 раза – в почве УНПЦ «Горная поляна» и только в почве Купоросной балки его концентрация меньше ПДК.

Валовое содержание Pb в два раза превышает предельно допустимые концентрации в почве ОАО «Волгограднефтемаш», в почвах остальных объектов ниже установленного ПДК. Концентрация валовой формы Co наибольшая в почве ОАО «Химпром» и его санитарно-защитной зоне. Превышение ПДК для Cd в 1,6 раза отмечено только в почве санитарно-защитной зоны ОАО «Химпром». Валовая доля Hg в 20 и более раз ниже ПДК в почвах всех изучаемых объектов.

В почве ОАО «Волгограднефтемаш» наибольшее накопление Pb (60,8 мг/кг), Zn (165,2), повышенная аккумуляция Cd (0,16), в почвах ОАО «Химпром» и его СЗЗ максимальная доля Cd (0,19 мг/кг), Со (7,8), Hg (0,124), Zn (157,5). Отчетливо видно наименьшее содержание Pb, Zn, Hg и Cd в почве Купоросной балки. Очевидно, что максимальное содержание валовых форм тяжелых металлов в окрестностях промышленных предприятий. По данным отчета за 1994 г. в почвах окрестностей этого предприятия доля свинца составляла 15-75 мг/кг, цинка – 100-270 [4].

Ранее нами был проведен мониторинг (2006-2009 гг.) концентрации валовых форм тяжелых металлов в СЗЗ ОАО «Химпром» (табл. 2) [3].

Отчетливо видно, что содержание валовых форм тяжелых металлов по данным 2010 г. не выходит за пределы их колебаний в предыдущие годы. Наиболее информативными показателями антропогенной токсикации тяжелыми металлами исследуемых почв являются концентрации валовых форм цинка и свинца.

Нами впервые была определена доля подвижных форм тяжелых металлов в почвах урболандшафтов Волгограда, сведения о которых приведены в табл. 3. Превышение ПДК подвижной формы Zn повсеместно, особенно в почве ОАО «Волгограднефтемаш» (в 5,9 раза) и почти в 4 раза – в почвах СЗЗ ОАО «Химпром» и УНПЦ «Горная поляна».

Превышение подвижных форм Pb в 2,5-3 раза отмечено, соответственно, в почвах ОАО «Химпром» и его СЗЗ. Доля подвижного Cd превышает ПДК в 3 раза в санитарно-защитной зоне ОАО «Химпром». Наименьшая аккумуляция подвижных форм Pb (7,42 мг/кг) и Cd (0,08) выявлена в почве УНПЦ «Горная поляна», Со (1,32) – в ОАО «Волгограднефтемаш». Концентрация подвижных форм Со во всех почвах значительно ниже ПДК.

Концентрация подвижных форм тяжелых металлов также, как и их валовых форм, наибольшая на территории и в окрестностях промышленных предприятий. Более чёткое представление о миграции тяжёлых металлов и их соединений даёт степень подвижности, которую определяли по формуле:

Ниже приведен расчет степени подвижности тяжелых металлов в почвах исследуемых объектов (табл. 4).

Из таблицы 4 видно, что степень подвижности очень высока, особенно для свинца – до 92,6-94,8 %. Превышение ПДК подвижной формы Zn повсеместно, особенно в почве ОАО «Волгограднефтемаш» (в 5,9 раза) и почти в 4 раза в почвах СЗЗ ОАО «Химпром» и УНПЦ «Горная поляна». Превышение подвижных форм Pb в 2,5-3 раза отмечено соответственно в почвах ОАО «Химпром» и его СЗЗ. Доля подвижного Cd превышает ПДК в 1,2 раза. Наименьшая аккумуляция подвижных форм Pb (7,42 мг/кг) и Cd (0,08) выявлена в почве УНПЦ «Горная поляна», Со (1,32) – в ОАО «Волгограднефтемаш». Концентрация подвижных форм Со во всех почвах значительно ниже предельно допустимой концентрации.

Степень подвижности является индикатором оценки миграционной способности тяжёлых металлов в почвах и сопредельных средах. И свидетельствует об опасности загрязнения почвенного профиля и сопредельных сред поллютантами, а также об увеличении ареала загрязнения почвенного профиля. Это доказательство острой необходимости организации мониторинга почв урболандшафтов.

Выводы:

1. Максимальное содержание валовых форм тяжелых металлов отмечено в окрестностях промышленных предприятий. Отчетливо видно, что наименьшее содержание Pb, Zn, Hg и Cd выявлено в почве Купоросной балки.

2. Концентрация подвижных форм тяжелых металлов так же, как и их валовых форм, наибольшая на территории и в окрестностях промышленных предприятий.

Библиографический список

1. Аккумуляция тяжелых металлов дикорастущими и культурными растениями в лесостепном и степном Поволжье [Текст]: монография / Н.В. Прохорова, Н.М. Матвеев, Н.В. Павловский, В.А. Прохорова. – Самара, 1998. – 132 с.

2. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях [Текст]: монография / Ю.В. Алексеев. – Л.: Агропромиздат, 1987. – 142 с.

3. Динамика изменения содержания валовых форм тяжелых металлов в почвах Волгограда [Текст] / И.В. Спиридонова, А.А. Околелова, Н.Г. Кокорина, А.С. Иванова // Плодородие.

– 2010. – № 4. – С. 42-43.

4. Оценка степени загрязнения токсичными элементами периферии промышленных предприятий гор. Волгограда [Текст]: отчет. Государственное геологическое предприятие «Кольцовгеология». – Ессентуки, 1994.

5. Пинский, Д.Л. Тяжелые металлы в окружающей среде [Текст] / Д. Л. Пинский, В.Н. Орешкина // Экспериментальная экология. – М.: Наука, 1991. – С. 201-212.

6. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв [Текст]: учебное пособие / Под ред. Д. С. Орлова, В. Д. Василевской. – М.: Изд-во МГУ, 1994. – 272 с.

7. Предельно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве [Текст]: ГН

2.1.7.2041-2006. – Введ. 2006-19-01. – М: Изд-во Санэпидслужбы, 2010. – С. 17-23.

8. Редкие и исчезающие почвы природных парков Волгоградской области [Текст]: монография / В.М. Кретинин, В.В. Брагин, К.Н. Кулик, В.М. Шишкунов/ ВНИАЛМИ. – Волгоград: Изд-во ВолГУ, 2006. – 144 с.

9. Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN Warszawa.ss 398.

Категория: Экология | Добавил: x5443x (30.03.2016)
Просмотров: 101 | Теги: тяжелые металлы, почва | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
...




Copyright MyCorp © 2016