Закономерности аккумуляции валовых и подвижных форм тяжелых металлов в черноземе типичном юго-западной лесостепи


НазваниеЗакономерности аккумуляции валовых и подвижных форм тяжелых металлов в черноземе типичном юго-западной лесостепи
страница3/7
Бриндукова Екатерина Евгеньевна
Дата конвертации19.09.2012
Размер0.57 Mb.
ТипАвтореферат
СпециальностьПочвоведение
Год2010
На соискание ученой степениКандидат сельскохозяйственных наук
1   2   3   4   5   6   7

Результаты исследований




1. Содержание валовых форм тяжелых металлов в исследуемой почве



Общий показатель загрязнения исследуемой почвы валовыми формами элементов меди, свинца, кадмия и цинка (Zс1*) составил 7,25 относительно показателей фоновых значения по району. Данное значение < 16, то есть превышает фоновый показатель, но не выше ПДК, следовательно, почва пригодна для выращивания любых с.-х. культур с условием разработки и применения мер по снижению токсикантов в ней и уменьшении миграции в растения [дополнение № 1 к перечню ПДК и ОДК № 6229 – 91].

В то же время при применении аналогичной методики расчета по показателям фоновых значений для черноземов средней полосы России [СП-11-102-97], суммарная нагрузка составляет(Zс2*) 16,37 – превышает ПДК при лимитирующем общесанитарном и миграционном водном показателе вредности, но ниже ПДК по транслакационному показателю. Земли подходят под любые культуры при условии контроля качества продукции растениеводства. В обоих случаях необходимой мерой является снижение уровня воздействия источников загрязнения почв и доступности токсикантов для растений, а также контроль за содержанием веществ в поверхностных и грунтовых водах [дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК № 6229 – 91].

Подобные высокие значения были получены за счет высоких коэффициентов накопления кадмия (Кс*1= 7,58; Кс*2=14,5) и кобальта (Кс*2=4,6), характеризуемые, как средний, 4<Кс<8 и сильный,
8<Кс<16.

Интенсивность загрязнения этими элементами достаточно высока, поскольку содержание кобальта и кадмия в исследуемом черноземе в 1,33 и 1,16 раз превышает ПДК (таблица 1).

В то же время превышение ПДК содержания подвижных форм этих элементов не наблюдается, однако при подкислении почвы может произойти переход валовых форм этих элементов в подвижные.

При сравнении содержания кадмия с ОДК, в почвах с рН<5,5 превышение составляет 3,91 раз, а в почвах с рН>5,5 – в 1,83 раз (таблица 1).


Таблица 1 – Изменение содержания валовых форм тяжелых
металлов в черноземе типичном под действием минеральных
удобрений, мг/кг


Металл

Минимум

Среднее

Максимум

ПДК

[ЦИНАО – 1991 год]

ОДК

[ГН 2.1.7.2511 - 09], при рН<5,5

ОДК

[ГН 2.1.7.2511 - 09], при рН>5,5

Фоновое значение

по району

Фоновое содержа-

ние

[СП 11-

102-97]

2008 год

Cu

10,50

11,07

11,80

55,00

66,00

132,00

20,00

25,00

Pb

10,90

11,45

12,40

32,00

65,00

130,00

10,00

20,00

Mn

201,00

207,25

213,00

1500,00

-

-

-

-

Co

15,31

16,50

18,70

12,00

-

-

-

25,00

Cd

3,48

3,71

3,95

3,00-5,00

1,00

2,00

0,50

0,24

Ni

33,00

34,00

36,00

40,00

40,00

80,00

-

45,00

Zn

35,50

35,85

36,68

100,00

110,00

220,00

50,00

68,00

2009 год

Cu

10,70

11,08

11,70

55,00

66,00

132,00

20,00

25,00

Pb

9,80

11,00

12,20

32,00

65,00

130,00

10,00

20,00

Mn

181,50

200,38

226,00

1500,00

-

-

-

-

Co

14,32

15,55

17,30

12,00

-

-

-

25,00

Cd

3,62

3,90

4,09

3,00-5,00

1,00

2,00

0,50

0,24

Ni

21,00

29,75

37,00

40,00

40,00

80,00

-

45,00

Zn

25,69

33,09

36,20

100,00

110,00

220,00

50,00

68,00

2010 год

Cu

10,05

11,35

12,30

55,00

66,00

132,00

20,00

25,00

Pb

9,80

11,52

12,60

32,00

65,00

130,00

10,00

20,00

Mn

187,00

199,80

225,00

1500,00

-

-

-

-

Co

13,00

15,77

19,00

12,00

-

-

-

25,00

Cd

3,63

3,76

3,81

3,00-5,00

1,00

2,00

0,50

0,24

Ni

26,00

37,6

35,71

40,00

40,00

80,00

-

45,00

Zn

32,79

33,48

36,58

100,00

110,00

220,00

50,00

68,00

Металл

Cu

Pb

Mn

Co

Cd

Ni

Zn

НСР0,5

0,770

0,830

19,971

1,870

0,173

8,955

5,912

Согласно классификации А.В. Кудрина (2001) кадмий токсичен. Данный элемент относится к I классу опасности и входит в 5 группу эколого-токсикологической оценки по содержанию валовых форм ТМ и мышьяка. По действию на человеческий организм кадмий – высокотоксичный элемент, вызывающий острые и хронические отравления. Почти 70 % попадающего в почву кадмия становится доступным для растений посредством связывания с почвенными комплексами [В.А.Филов, 1988].

Кс1* свинца (1,13) соответствует минимальному уровню загрязнения 1<Кс*<2 почвы, а Кс2*(0,57) свидетельствует о накоплении элемента в почве. Этот ТМ, как и кобальт, умеренно токсичный для организма человека, принадлежит к I классу опасности. Его концентрация в исследуемой почве соответствует первой группе.

Что же касается кобальта, то превышение его концентрации в исследуемых образцах относительно ПДК составило 1,5 раза (Кс=1,33).

Согласно полученным данным в почве происходит также приблизительно одинаковое накопление эссенциальных по иммунологическому действию на человеческий организм валовых форм элементов цинка (Кс = 0,34; Кс1* = 0,68; Кс2* = 0,50); меди (Кс = 0,2; Кс1* = 0,56), (Кс2* = 0,45); марганца (Кс = 0,14), а также иммунотоксичного никеля (Кс = 0,85; Кс2*= 0,75; КсОДК = 0,91). Эти элементы не превышают ПДК, ОДК и фоновых значений. При осуществлении эколого- токсикологической оценки все вещества причислены к I классу опасности и соответствуют по содержанию в почве валовых форм первой группе. Никель – элемент II класса опасности, соответствующий третьей группе по содержанию (таблица 2).


Таблица 2 – Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в исследуемой почве


Элемент

КсПДК

КсОДК

Кс1*

Кс2*

рН<5,5

рН>5,5

Cu

0,20

0,18

0,08

0,56

0,45

Pb

0,35

0,18

0,09

1,13

0,57

Mn

0,14

-

-

-

-

Co

1,33

-

-

-

4,60

Cd

1,16

3,91

1,83

7,58

14,50

Ni

0,85

0,91

0,42

-

0,75

Zn

0,34

0,33

0,15

0,98

0,50


___________ КсПДК – коэффициент концентрации относительно ПДК [ЦИНАО-91], КсОДК – коэффициент концентрации относительно ОДК [ГН 2.1.7.2511 - 09], Кс*1 – коэффициент концентрации относительно фонового значения района, Кс*2 – коэффициент концентрации относительно фонового значения для черноземов средней полосы России [СП-11-102-97].


Аккумуляция количества валовых форм меди, никеля и железа за период 2008-2010 гг. по полям в порядке убывания соответствует ряду: поле № 2 –поле № 4 – поле № 3 – поле № 1. Содержание кадмия, марганца и свинца распределено: поле № 4 – поле № 3 – поле № 1 – поле № 2, а кобальта и цинка: поле № 3 – поле № 4 – поле № 1.

Оценить антропогенное воздействие на содержание валовых форм тяжелых металлов можно, сопоставив данные, полученные при исследовании пахотного горизонта почв косимой и некосимой степи Центрально-черноземного государственного природного биосферного заповедника имени профессора В.В. Алехина, образцов пахотного слоя чернозема типичного, возделываемого сотрудниками отдела земледелия Курского НИИ агропромышленного производства и производственных посевов.

В результате сравнения, превышение кобальта в исследуемой почве по сравнению с эталонными образцами составило: косимая степь – 109,74%, некосимая степь – 127,72 %, монокультура озимой пшеницы – 104,36 %, севооборот – 330,81 %, залежь – 87,09 %; превышение кадмия: 1367,7 %, 1303,7 %, 1122,58 %, 1048,5 %, 1253,57 %; превышение никеля: 76,86 %, 82,89 %, 66,40 %, 73,23 %, 68,90 % (таблица 3).

Особенно заметно превышение валовой формы кадмия по сравнению со всеми образцами, что лишний раз доказывает неблагополучие исследуемой территории по этому элементу.


Таблица 3 – Изменение аккумуляции валовых форм тяжелых
металлов в результате антропогенного воздействия, мг/кг


Глубина, см

Cu

Pb

Mn

Co

Cd

Ni

Zn

Косимая степь

0 - 10

9,83

11,30

312

7,20

0,24

18,98

29,1

10 – 20

9,20

10,30

276

8,00

0,28

19,05

26,07

Некосимая степь

0 - 10

10,56

11,47

300

6,40

0,31

18,54

28,73

10 - 20

11,71

13,10

348

7,60

0,24

18,39

30,29

Монокультура озимой пшеницы

0-20

12,20

11,80

356,00

7,80

0,31

20,30

28,53

Зернопропашной севооборот

0-20

11,70

10,00

306,00

3,70

0,33

19,50

36,40

Залежь

0-20

10,40

10,45

335,00

8,52

0,28

20,00

41,70

Производственные посевы

0 – 20

11,17

11,32

202,48

15,94

3,79

33,78

34,14

Фоновое содержание

[СП 11-102-97]

25,00

20,00

-

25,00

0,24

45,00

68,00

ПДК [ЦИНАО - 91]

55,00

32,00

1500,00

12,00

3,0-5,0

40,00

100,00



1   2   3   4   5   6   7

Разместите кнопку на своём сайте:
поделись


База данных защищена авторским правом ©dis.podelise.ru 2012
обратиться к администрации
АвтоРефераты
Главная страница