Особенности распределения тяжелых металлов в зоне влияния

УДК 631.4
Н.А. Казакова, Н.А. Ильина
Ульяновский государственный педагогический университет
имени И.Н. Ульянова
г. Ульяновск, Россия
ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЗОНЕ
ВЛИЯНИЯ ЦЕМЕНТНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Разнообразные
соединения
естественного
и
антропогенного
происхождения, накапливаясь в почве, обусловливают ее загрязненность и
токсичность. Установлено содержание подвижных форм тяжелых металлов
в почве и их концентрация, что может быть использовано в планировании
природоохранных мероприятий.
Сохранение качества окружающей среды является одной из самых острых
проблем современности. За последние годы наблюдается устойчивая тенденция
ухудшения экологической ситуации атмосферы, гидросферы и литосферы. Но
все же антропогенные воздействия на почвы обширней, чем на другие
экосистемы
биосферы.
Известно,
что
в
связи
с
жизнедеятельностью
человеческой цивилизации синтезируются и попадают в окружающую среду
сотни
тысяч
новых
токсикологическими
химических
характеристиками.
соединений
Так,
с
невыясненными
разнообразные
соединения
естественного и антропогенного происхождения накапливаясь в почве,
обусловливают ее загрязненность и токсичность.
Наиболее заметно загрязнение земель тяжелыми металлами и другими
токсичными веществами, в зоне влияния промышленных предприятий.
В общем процессе антропогенного преобразования, как отмечают
Антипов М.А., Аржанова В.С., Добровольский В.В. важную роль играет
загрязнение
почв
тяжелыми
металлами,
которые
входят
в
одну
из
приоритетных групп загрязняющих веществ[1,2,4]. Распределение тяжелых
металлов в пространстве определяется многими факторами, но именно почва
является главным аккумулятором тяжелых металлов[3,5].
Целью
нашей
работы
явилось
установление
качественного
и
количественного состава тяжелых металлов трансформированных почв в зоне
техногенного влияния цементной промышленности.
Материалы: почва, взятая в районе цементного завода г. Ульяновска.
Исследование почвы проводили в несколько этапов: закладка пробных
площадей, отбор пробы, определение физико-химических характеристик
почвы.
Образцы почвогрунтов отбирали с соблюдением правил асептики и
помещали в стерильные пергаментные пакеты. Среднюю почвенную пробу
получали смешиванием пяти почвенных образцов, отобранных по «принципу
конверта»[6,7].
На территории цементного завода было заложено 5 пробных площадей
(ПП) прямоугольной формы. Пробная площадь №1 (ПП1) была заложена на
расстоянии 100 м от ограждения завода, пробная площадь №2 (ПП2) – на
расстоянии 500 м от пробной площади №1, пробная площадь №3 (ПП3) – на
расстоянии 1000 м от ограждения заводской территории, пробная площадь №4
(ПП4) – на расстоянии 2000 м от ограждения заводской территории.
Контрольная площадь №5 (ПП5) – контроль, была заложена в 5000 м от
границы завода, которая по рельефу, характеру почв и геоботаническому
составу растений соответствует опытным пробным площадям.
Отбор почвы производили на пробных площадях биоиндикационной
сетки, охватывающей всю территорию. Содержание основных элементов
загрязнения определяли по общей методике на атомно-абсорбционном
спектрофотометре “ААS-3”.
Полученные результаты представлены в таблице (табл.1), данные
учитывают розу ветров и заложенные пробные площади (в порядке удаления от
них).
Таблица 1.
Содержание подвижных форм ТМ в почвах тестируемых пунктов
№ образца
ПП1
(100 м)
ПП2
(500 м)
ПП3 (1000 м)
ПП4 (2000 м)
ПП5-контроль
(5 000 м)
рН
5,70
Cu мг/кг
20,4
Zn мг/кг
33,7
Pb мг/кг
18,8
Cd мг/кг
0,9
Ni мг/кг
19,6
5,63
19,4
31,7
17,0
0,8
18,6
5,85
5,72
5,90
18,6
12,5
13,1
29,8
25,5
22,8
15,2
10,0
9,5
0,6
0,5
0,4
17,1
13,2
14,0
В исследуемых образцах почвы обнаружены тяжелые металлы Cu, Zn, Pb,
Cd, Ni. В верхних почвенных горизонтах в порядке приближения к
промышленным объектам происходит усиление аккумуляции меди и цинка,
обусловленной не только характером функционирования этих горизонтов
биогеоценоза, но и химическими особенностями (подвижностью) этих
элементов.
Таким образом,
при
обобщении
приведенных
материалов
можно
резюмировать следующее:
1. Наибольший техногенный пресс испытывают почвы расположенные вблизи
завода (100м и 500м). На расстоянии 2000м степень техногенного воздействия
уменьшается.
2. Изменение валового химического состава почвы под влиянием техногенного
загрязнения приводит к ухудшению ряда их агрохимических показателей.
3. Баланс цинка в поверхностных слоях почвы показывает, что атмосферное и
антропогенное
поступление
его
в
почву
превышает
вынос
за
счет
выщелачивания и образования биомассы. По сравнению с цинком медь
является
менее
подвижным
металлом
в
почве
и
преимущественно
концентрируется на поверхности почвы.
4. В целях снижения загрязнения цементной пылью и восстановления
почвенного покрова, следует проводить рекультивацию нарушенных земель на
промплощадках, а также озеленение территорий заводов и расположенных
вблизи них населенных пунктов.
Полученные результаты могут стать исходной базой для планирования
природоохранных мероприятий.
Список используемых источников
1. Антипов М.А. Подвижные формы тяжелых металлов в почвах и грунтах зоны
аэрации [Текст]/М.А. Антипов, М.С. Голицин // Обзор. Информация. – Вып.2. –
М.: Геоинформцентр, 2002. – С.13.
2.
Аржанова
В.С.
Миграция
микроэлементов
в
почвах
(по
данным
лизиметрических исследований)//Почвоведение – 1977. - №4. - С. 71-77
3. Биоиндикация загрязнений наземных экосистем: Пер. с нем./ под ред. Р.
Шуберта – М.: Мир, 1988. – 350 с.
4. Добровольский В.В. Некоторые аспекты загрязнения окружающей среды
тяжелыми металлами// Биологическая роль микроэлементов. – М.: Наука, 1983.
С. 274.
5. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение /В.Б. Ильин//
Новосибирск: Наука, 1991. С.148.
6. Практикум по агрохимии. Минеев В.Г. - М.: МГУ, 2001.- 688 с.
7. Физико-химические методы исследования почв. Под ред. Н.Г. Зырина, Д.С.
Орлова.-М.: Изд-во МГУ, 1980.- 382 с.