Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Динамика содержания соединений свинца и кадмия в подзолистых и дерново-подзолистых почвах Северо-Востока Европейской части России

ВАК РФ 03.02.13, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Динамика содержания соединений свинца и кадмия в подзолистых и дерново-подзолистых почвах Северо-Востока Европейской части России"

На правах рукописи

РУССКИХ Елена Александровна

ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ СВИНЦА И КАДМИЯ В ПОДЗОЛИСТЫХ И ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

Специальность: 03.02.13 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

21 МОЯ 2013

005539596

Уфа-2013

005539596

Диссертационная работа выполнена в отделе эдафической устойчивости растений Государственного научного учреждения Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого Россельхозакадемии

Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук,

старший научный сотрудник отдела ЭУР ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии Шихова Людмила Николаевна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профес-

сор, зав. лабораторией почвоведения ИБ УНЦ РАН

Габбасова Илюся Масгутовна

доктор биологических наук, профессор кафедры общей биологии, декан химико-биологического факультета ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный университет» Русанов Александр Михайлович

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО "Башкирский государст-

венный университет", г. Уфа

Защита состоится «12» декабря 2013 г. в 10 ч. на заседании диссертационного совета в Д 220.003.01 при ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул.50-летия Октября, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Башкирский ГАУ».

Автореферат разослан 11 ноября 2013 года и размещен на официальном сайте Министерства образования и науки Российской Федерации www.vak.ed.gov.ru и ФГБОУ ВПО «Башкирский ГАУ» www.bsau.ru.

Отзывы на автореферат просим направлять в двух экземплярах с печатью организации и заверенными подписями по адресу: 450001, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. 50-летия Октября, 34, ученому секретарю диссертационного совета Д 220.003.01 Гайфуллину P.P.

Факс: (347) 228-08-98, E-mail: gayfiillin@bk.ru

Ученый секретарь диссертационного совета доктор сельскохозяйственных наук, доцент

Р.Р. Гайфуллин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В результате хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение окружающей среды различными химическими соединениями. Тяжелые металлы (ТМ) относятся к числу наиболее опасных загрязнителей атмосферного воздуха, почвы, воды, растительности, а в дальнейшем -животных и человека. За последние 10 лет в ряде регионов РФ наблюдается увеличение загрязнения почв ТМ в 2-3 раза (Государственный доклад О состоянии и об охране..., 2011). Интенсивный рост автомобилизации населения как в городской черте, так и вокруг городских агломераций приводит к усилению антропогенного пресса на почвы придорожных территорий. Использование техники для обработки почвы, применение удобрений и химикатов могут способствовать обогащению пахотных почв ТМ (Копцик Г.Н., Лукина Н.В., Смирнова И.Е., 2007; Плеханова И.О., Бамбушева В.А., 2009; Еськов Е.К., Есь-кова М.Д., 2013). ТМ аккумулируются в верхних горизонтах почв, включаются в биогеохимические процессы, концентрируются в отдельных звеньях трофических цепочек и практически не выводятся из экосистем (Лаврентьева Г.В., Круглов C.B., Анисимов B.C., 2008). В отдельные периоды концентрации ТМ могут превышать ПДК в почвах и растениях. Таким образом, знание сезонной динамики ТМ позволяет установить оптимальные сроки отбора проб при проведении мониторинга окружающей среды.

Степень разработанности темы. В настоящее время содержанию ТМ в почве уделяется большое внимание. В научной литературе представлено много сведений о содержании ТМ в различных типах почв. Однако данные по содержанию и поведению свинца и кадмия в почве неоднозначны, характеризуются различными методологическими подходами. Отсутствуют данные по сезонной динамике как кислоторастворимых, так и подвижных соединений элементов. Особенно важен вопрос содержания подвижных соединений элементов и их распределения в профиле почв, т.к. именно концентрация подвижных соединений ТМ может в первую очередь сигнализировать о начале процесса загрязнения. Известно, что в почвах с повышенной кислотностью подвижность ТМ и доступность их растениям увеличивается. Для Кировской области, где большую территорию занимают почвы с высокой кислотностью данная проблема актуальна (Шихова Л.Н, Егошина Т.Л., 2004; Государственный доклад О состоянии окружающей природной среды..., 2012).

Целью работы является изучение закономерностей изменения содержания подвижных и кислоторастворимых соединений тяжелых металлов (Pb, Cd) в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах в течение вегетационного периода, а также особенностей их профильного распределения.

Задачи:

1. Изучить содержание подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах.

2. Проследить изменение содержания подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в генетических горизонтах профилей лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почв.

3. Проследить динамику и сравнить содержание подвижных и кислотора-створимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах в течение вегетационных периодов в зависимости от сформировавшихся гидротермических условий года.

4. Оценить запасы подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой и почвах.

Научная новизна. Впервые изучена сезонная и профильная динамика подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия, оценены их запасы в генетических горизонтах лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах Кировской области в течение вегетационных периодов двух лет. Изучалось влияние почвенных факторов, погодно-климатических условий на сезонную динамику соединений свинца и кадмия в почве.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные результаты углубляют теоретические знания о содержании и распределении свинца и кадмия в подзолистых и дерново-подзолистых почвах Кировской области, расширяют данные экологического мониторинга состояния почв Кировской области, позволяют обосновать рациональные приемы использования почв, прогнозировать изменения содержания подвижных соединений свинца и кадмия во времени при антропогенном влиянии.

Методология и методы исследования. Отбор проб и их подготовку к анализу проводили в соответствии с ГОСТами: ГОСТ 17.4.3.01-83 «Почвы. Общие требования к отбору почв» и ГОСТ 17.4.4.02-84 «Почвы. Методы отбора и подготовки почв для химического, бактериологического, гельминтологического анализа». При выполнении лабораторных анализов, использованы общепринятые методики. Содержание подвижных микроэлементов определяли в ацетатно-аммонийном буферном растворе с рН 4,8, кислоторастворимые соединения элементов - в 1 М азотной кислоте при соотношении почва:раствор 1:10, методом атомно-абсорбционной спекгрофотометрии (Аринушкина Е.В., 1970; Методические указания по определению микроэлементов, 1995; Практикум по агрохимии, 2001).

Положения, выносимые на защиту:

1.В лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах содержание соединений свинца и кадмия существенно варьирует: содержание кислоторастворимых соединений свинца составляет 0,216-23,7 и 0,32-10,33 мг/кг, содержание подвижных соединений свинца составляет 0,16-7,44 и 0,025-0,942 мг/кг, соответственно; содержание кислоторастворимых соединений кадмия составляет 0,015-0,153 и 0,007-0,082 мг/кг, содержание подвижных соединений кадмия составляет 0,002-0,047 и менее 0,0001-0,001 мг/кг, соответственно.

2. Для кислоторастворимых соединений свинца и кадмия характерно био-генно-аккумулятивное распределение в профилях лесной подзолистой и дерново-подзолистой почв. Профильное распределение подвижных соединений элементов обладает менее четкими закономерностями и может иметь как биоген-но-аккумулятивный характер распределения в профиле почв, так и элювиально-иллювиальный, в зависимости от гидротермических условий года.

3. В течение вегетационного периода содержание кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах изменяется значительно меньше, чем содержание их подвижных соединений. Максимальное содержание кислоторастворимых и подвижных соединений элементов отмечается весной и осенью, возможно увеличение содержания подвижных соединений свинца и кадмия в середине лета.

4. Запасы кислоторастворимых соединений свинца в подзолистых и дерново-подзолистых почвах достигает 90,12-26,97 кг/га, подвижных соединений свинца - 33,02-3,97 кг/га, соответственно, и в зависимости от гидротермических условий года могут изменяться в 1,5-2,0 раза. Запасы кислоторастворимых соединений кадмия в подзолистой и дерново-подзолистой почвах достигают 0,466-1,5 кг/га, подвижных соединений кадмия - 0,2-0,061 кг/га, соответственно, и могут изменяться от гидротермических условий года в 3,4-8,4 раза.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов подтверждается использованием общепринятых в почвоведении методов отбора и анализа проб и использованием методов статистической обработки данных (дисперсионного и корреляционного анализов).

Основные положения диссертационной работы обсуждались на конференциях: «Науке нового века - знания молодых» (Киров, 2010); «Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов» (СПб., 2011); «Почва как природная биогеомембрана» (СПб., 2012); «Законы почвоведения: новые вызовы» (СПб., 2013). Всего по теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 219 листах, состоит из введения, 5 глав, выводов. Работа проиллюстрирована 17 таблицами и 94 рисунками. Список использованной литературы включает 166 наименований, в том числе 12 иностранных авторов.

Личный вклад автора. Выполнение данной работы на каждом этапе (закладка и морфологическое описание почвенных разрезов, отбор почвенных образцов, пробоподготовка и химико-аналитические работы, проведение модельных опытов, математическая и статистическая обработка полученных данных) проводилась как лично автором, так и при его непосредственном участии.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность за помощь, оказанную при проведении исследований коллективу лаборатории отдела ЭУР ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии. Выражаю особую признательность научному руководителю д.с.-х.н. Л.Н. Шиховой, зав. отделом ЭУР, д.б.н. Е.М. Лисицыну за оказанное внимание и помощь в ходе экспериментальных работ, советы и критические замечания при подготовке диссертационной работы, а также м.н.с. отдела ЭУР O.A. Зубковой за помощь в проведении химико-аналитических работ и предоставленные данные.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. ПОВЕДЕНИЕ СОЕДИНЕНИЙ СВИНЦА И КАДМИЯ В ПОЧВЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

В главе представлен обзор научной литературы по теме исследования. Приведены основные источники поступления свинца и кадмия в почву. Дан обзор по формам нахождения ТМ в почве. Освещено влияние различных почвенных факторов (рН почвенного раствора, содержание органического вещества, влажности почвы) на поведение свинца и кадмия в почве. По литературным источникам проведена оценка влияния сельскохозяйственного использования почв на содержание и поведение ТМ в них. Проведена оценка степени подвижности Свинца и кадмия в почве. В заключение сделан вывод о целесообразности проведения данных исследований.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования являлись лесная подзолистая и пахотная дерново-подзолистая почвы на двучленных отложениях: верхний нанос -флювиогляциальные отложения, нижний нанос - покровные бескарбонатные суглинки. Для исследования были выбраны два ключевых участка подзолистых легкосуглинистых почв, расположенных в Кирово-Чепецком районе Кировской области: первый участок находится в лесном массиве, второй - на пашне.

Для характеристики изучаемых почв в мае 2009г. были заложены разрезы. Для изучения сезонной динамики содержания ТМ пробы почвы отбирали с помощью почвенного бура из трех верхних горизонтов: органогенного (в поле -Апах; в лесу - из подстилки АО), переходного (в поле - А2В; в лесу - А2) и иллювиального (в поле - В2; в лесу - В) (ГОСТ 17.4.3.01-83). Отбор проб осуществляли в 2009 и 2010 гг. в период с мая по июль каждую неделю и с июля по сентябрь каждые 2-3 недели, в зависимости от погодных условий. Повторность отбора пятикратная. Пробы почв готовились для анализа общепринятыми методами (ГОСТ 17.4.4.02-84). Агрохимическую характеристику почв определяли общепринятыми методами. Подвижные соединения элементов (Pb, Cd) определяли в ацетатно-аммонийном буферном растворе с рН 4,8 методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (Аринушкина Е.В., 1970; Методические указания по определению микроэлементов, 1995). Кислоторастворимые соединения элементов (Pb, Cd) - в 1 M азотной кислоте при соотношении почва:раствор 1:10 (Практикум по агрохимии, 2001). Статистическая обработка полученных результатов проведена методами дисперсионного и корреляционного анализов с использованием пакета программ Microsoft Excel 2003 и Agros 2.07. Достоверность сезонной динамики элементов оценивали с использованием критерия Дункана.

3. УСЛОВИЯ ПОЧВООБРАЗОВАНИЯ

В главе указано географическое положение объектов исследования, описаны климатические особенности региона, дана характеристика растительности, рельефа, рассмотрена геоморфология и почвообразующие породы, а также почвенный покров. Подробно расписаны погодно-климатические условия в годы исследований. В целом 2009 год был благоприятный по климатическим ус-

ловиям для роста растений, а 2010 год с аномально теплым температурным режимом. С начала третьей декады июня до августа преобладала аномально жаркая сухая погода на 5,2° выше климатической нормы, осадков выпало лишь от 4-25% нормы, наблюдалась атмосферная и почвенная засуха, суховеи.

4. ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ СВИНЦА В ИССЛЕДУЕМЫХ ПОЧВАХ

Содержание валового свинца в фоновых почвах региона от 5,0 до 43,0 мг/кг (Шихова Л.Н., Егошина Т.Л., 2004). Кислоторастворимые соединения ТМ можно считать общим запасным количеством, способным переходить в мобильную подвижную форму. При этом данные близки к валовому содержанию элементов в почве (Тяжелые металлы... 1997). По результатам наших исследований содержание кислоторастворимых соединений свинца (КРСС) в почвах варьирует в лесной подзолистой почве в пределах от 0,216 до 23,7 мг/кг; в пахотной дерново-подзолистой почве - от 0,32 до 10,33 мг/кг, в зависимости от горизонта и срока отбора проб.

Динамика кислоторастворимых соединений свинца в лесной подзолистой почве

Содержание КРСС в 2009 году в лесной подзолистой почве колеблется в пределах от 0,83 до 23,71 мг/кг. В 2010 году содержание КРСС варьирует от 3,71 до 23,37 мг/кг. В 2010г. в лесной подстилке содержание КРСС не изменилось, а в минеральных горизонтах увеличилось в среднем на 44,0% в элювиальном горизонте и на 35,3% в иллювиальном. Содержания КРСС как 2009г., так и в 2010г. вниз по профилю снижается. Биогенно-аккумулятивное распределение КРСС, обусловлено главным образом высоким содержанием органического вещества в лесной подстилке.

Отмечена сезонная динамика содержания КРСС в 2009 и 2010 гг. В лесной подстилке в 2009 г. повышение содержания КРСС отмечено в середине лета и осенью (Рисунок 1а). Летом в лесной подстилке в результате разложения органических остатков под действием почвенной микрофлоры наблюдается увеличение содержания органического вещества и снижение рНш* что способствует образованию растворимых органо-минеральных комплексов свинца (Ильин В.Б., Степанова М.Д., 1982; Кабата-Пендиас А., Пендиас X., 1989).

Осенью в почву поступает свежий растительный опад, увеличивается влажность почвы и изменяется окислительно-восстановительная обстановка. Избыток влаги в почве способствует переходу ТМ в низшие степени окисления и в более растворимые соединения (Орлов Д.С., 1985).

Свинец, имея большой ионный радиус, активно связывается оксидами и гидроксидами железа и марганца (Кабата-Пендиас А., Пендиас X., 1989). Нами выявлена достоверная корреляция содержания КРСС и содержанием как кислоторастворимых соединений марганца (г = 0,93), так и подвижных соединений марганца (г = 0,78). Можно предположить, что на динамику КРСС в лесной подстилке оказывает влияние содержание марганца.

мг/кг 25,00

20,00

15,00

10,00

5,00

0,00

ОАО

ША2

ОВ

Ш

Дата

мг/кг

□ Ап

ША2В

□ В2

мг/кг

ОАп

□ А2В

□ В2

Дата

Рисунок 1. Динамика содержания кислоторастворимых соединений свинца в лесной подзолистой почве в 2009 г. (а), в 2010г. (б) ив пахотной дерново-подзолистой почве в 2009 г. (в), в 2010 г. (г)

В 2010г. в лесной подстилке повышение содержания КРСС отмечено в конце весны - начале лета (Рисунок 16). Это обусловлено деструкцией органических остатков и соответственно увеличением содержания лабильного органического вещества, с которым свинец способен образовывать подвижные органо-минеральные комплексы.

В 2009 году в минеральных горизонтах повышение содержания КРСС приходится на весну и осень. Очевидно, с нисходящим током талых и дождевых вод подвижные соединения свинца с лабильной частью гумуса проникают в минеральные горизонты из лесной подстилки. В 2010 г. повышение содержания КРСС в элювиальном и иллювиальном горизонтах отмечено в середине лета. В летний период происходит активный рост растений, корневая система которых выделяет в окружающую среду органические соединения: аминокислоты, ароматические и алифатические кислоты, углеводы, стиролы, энзимы и т.д. (Алексеев Ю.В., 2008). Это способствует увеличению кислотности (рНКс1 = 3,6), разрушению структуры минералов и переходу части валового количества элемента в подвижные соединения.

Динамика кислоторастворимых соединений свинца в пахотной дерново-подзолистой почве

В результате окультуривания почв содержание ТМ и их поведение в течение вегетационного периода меняются. В целом содержание КРСС в пахотной дерново-подзолистой почве меньше, чем в лесной подзолистой почве.

В 2009 году содержание КРСС в пахотной почве колеблется от 1,16 до 5,97 мг/кг. В 2010 году в целом содержание КРСС увеличилось на 30,0% во всех исследуемых горизонтах и составило от 1,5 до 5,33 мг/кг. Достоверных отличий в содержании КРСС в исследуемых генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы не выявлено.

В течение вегетационного периода наблюдается динамика содержания КРСС. В 2009 году во всех исследуемых генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы повышение содержания КРСС наблюдаются в начале весны и осенью (Рисунок 1в).

Весной в почве в результате активной микробиологической деятельности происходит деструкция растительных остатков, увеличивается количество органического вещества, с которым свинец способен образовывать подвижные соединения. Также в результате промачивания почвы талыми и дождевыми водами влажность пахотного горизонта увеличивается, окислительно-востановительный потенциал снижается, что приводит к увеличению подвижности свинца (Кабата-Пендиас А., Пендиас X., 1989). С нисходящим током влаги весной и осенью КРСС в связи с лабильным органическим веществом могут перемещаться в элювиальный и иллювиальный горизонты.

В 2010 году наблюдается достоверная сезонная динамика КРСС (Рисунок 1г). В пахотном горизонте повышение содержания КРСС наблюдается весной -начале лета и осенью. В данные периоды повышение содержания КРСС обусловлено разложением органических остатков и увлажнением почвы. Известно, что свинец активно связывается оксидами и гидроксидами железа и марганца (Кабата-Пендиас А., Пендиас X., 1989). В пахотном горизонте выявлена корреля-

ционная связь содержания КРСС с содержанием кислоторастворимых соединений железа (г = 0,86). В данном случае можно предположить, что на содержание свинца оказывает влияние содержание кислоторастворимых соединений железа.

В элювиальном и иллювиальном горизонтах повышение содержания КРСС отмечено весной и осенью. В данные периоды в результате деструкции растительных остатков образуются органические кислоты, которые способствуют снижению рНКс1 почвенного раствора. Известно, что тяжелые металлы, оказавшись в почвенном растворе кислых почв, образуют в основном растворимые органо-минеральные комплексы (Ильин В.Б., Степанова М.Д., 1982). Нами выявлена достоверная отрицательная корреляционная связь содержания КРСС с рНка в элювиальном горизонте (г = - 0,81). Преобладающая роль рН как фактора роста подвижности свинца отмечена и другими исследователями (Александрова Л.Н., 1980; Мажайский Ю.А., и др., 2009).

Динамика подвижпых соединений свинца в исследуемых почвах В среднем в дерново-подзолистых и подзолистых почвах северо-востока европейской равнины содержится 4 мг/кг подвижных соединений свинца (Ши-хова Л.Н., Егошина Т.Л., 2004). Количество доступных соединений элемента по результатам наших исследований составляет от 0,043 до 7,44 мг/кг. ПДК подвижных соединений свинца для дерново-подзолистых почв 6,0 мг/кг (СанПиН 2.1.7.1287-03). Таким образом, содержание подвижных соединений свинца в исследуемых почвах в некоторые периоды превышает значения ПДК.

Динамика содержания подвижных соединений свинца в лесной подзолистой почве В лесной подзолистой почве в 2009 году содержание подвижных соединений свинца варьирует в пределах от 0,16 до 7,44 мг/кг, в 2010 году от 1,49 до 6,39 мг/кг. Максимальное количество лабильных соединений свинца накапливается в лесной подстилке, что связано с наибольшим количеством органического вещества. Вниз по профилю содержание подвижных соединений свинца снижается.

Также отмечена сезонная динамика содержания подвижных соединений свинца в генетических горизонтах лесной подзолистой почвы в 2009 году (Рисунок 2а). В лесной подстилке в 2009г. в отдельные периоды наблюдается превышение ПДК свинца. Повышенное содержание свинца в почвах территорий, окружающих крупные промышленные центры, отмечено и другими исследователями (Скипин Л.Н., и др., 2007; Федорова А.И., 2007; Мажайский Ю.А., Тоб-ратов С.А., Кондрашова Ю.А., 2009). Кроме того, такое профильное распределение свинца может формироваться в результате перераспределения свинца, содержащегося в почвообразующей породе, под влиянием выноса его корнями растений с последующим накоплением в подстилке (Копцик Г.Н., и др., 2007).

Максимальное содержание подвижных соединений свинца во второй половине лета и осенью возможно обусловлено минерализацией органических остатков!, чем говорит снижение содержания общего углерода гумуса в данный период. Высокая температура и минимальное количество осадков привели к снижению влажности почвы и тем самым увеличили концентрацию свинца в почвенном растворе.

мг/кг

ОАО

8 8 § 8 (О О ф сч со о

О А2

□ В

НА2

сч с^

со од ю Дата О ч-

Дата

мг/кг 1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 02 0,1 0

ША2В1

I

ІЩ]

ал

л

ліЕ.

88888886&8888?5

1-і СО О С0 СО О О^^ГчіїПШСЧЮ Аата

1- И П О М И *-СЧ0СЧО*-О*~

р дата

в г

Рисунок 2. Динамика содержания подвижных соединений свинца в лесной подзолистой почве в 2009 г. (в), в 2010г. (б) и в пахотной дерново-подзолистой почве в 2009 г. (в), в 2010 г. (г)

В минеральных горизонтах повышение содержания подвижных соединений свинца в конце июля можно о&ьяснить снижением влажности почвы, что привело к повышению концентрации почвенного раствора. В элювиальном горизонте доля подвижных соединений элемента в КРСС достигает 67,8%, в иллювиальном - 89,3%. Данные горизонты характеризуются низкими значениями рНш, что способствует переходу большей части свинца в подвижные соединения. Известно, что в минеральных горизонтах свинец более прочно удерживается на оксидах и гидроксидах железа. Нами выявлена корреляция содержания подвижных соединений свинца с содержанием подвижных соединений железа (г = 0,52).

В 2010 году отмечена достоверная сезонная динамика содержания подвижных соединений свинца (Рисунок 26). В лесной подстилке наибольшее содержание подвижных соединений свинца отмечено в летний период. Высокая температура воздуха и незначительное количество осадков в данный период способствовали быстрому просыханию почвы и концентрированию почвенного раствора. В результате активной микробиологической деятельности происходит деструкция органических остатков и образование органических кислот, подкисляющих почвенный раствор, что приводит к увеличению содержания подвижных соединений свинца. Подтверждением этого является наличие отрицательной корреляционной, связи между содержанием лабильных соединений свинца и рНка (г = - 0,68). Такую зависимость отмечают и другие исследователи (Ефимов В.Н., Величко Е.В., Сергеева Т.Н., 2003; Ендовицкий А.П., и др., 2009). Также возможно подтягивание лабильных соединений свинца из минеральных горизонтов в результате восходящего тока влаги в засушливый период.

В минеральных горизонтах в 2010 году доля подвижных соединений свинца от КРСС достоверно не изменилась и составила в элювиальном горизонте максимум 50,4%, в иллювиальном горизонте - 86,3%. Наибольшее содержание лабильных соединений свинца в минеральных горизонтах также отмечено в летний период, когда преобладала высокая температура воздуха, а количество осадков было минимальным. Вероятно, при снижении влажности почвы происходит концентрирование почвенного раствора и увеличение содержание подвижных соединений свинца. Так в иллювиальном горизонте нами выявлена достоверная отрицательная корреляционная связь содержания подвижных соединений свинца с влажностью почвы (г = - 0,63). Как уже упоминалось выше, закрепление свинца глинистыми минералами, оксидами и гидроксидами железа наиболее характерно для данных горизонтов. По нашим данным содержание подвижных соединений свинца в иллювиальном горизонте зависит от содержания подвижных соединений железа (г = 0,66).

Динамика содержания подвижных соединений свинца в пахотной дерново-подзолистой почве

В пахотной дерново-подзолистой почве содержится незначительное, по сравнению с лесной почвой, количество подвижных соединений свинца. Вероятно, это связано с тем, что пахотные почвы сильнее аэрированы, в них более высокий окислительно-восстановительный потенциал и, следовательно, свинец связан в более окисленных и малоподвижных соединениях. В 2009 г. содержание лабильных соединений свинца варьирует от 0,043 до 0,942 мг/кг, в 2010 г. -

от 0,030 до 0,559 мг/кг. При антропогенном воздействии изменяется распределение подвижных соединений свинца по генетическим горизонтам.

В пахотной дерново-подзолистой почве верхняя часть профиля содержит меньше подвижных соединений элемента по сравнению с нижележащими горизонтами. Элювиально-иллювиальное распределение подвижных соединений свинца обусловлено снижением содержания органического вещества и увеличением кислотности почвы вниз по профилю. Вероятной причиной такого профильного распределения лабильных соединений свинца является длительное использование дерново-подзолистых почв, которое усиливает развитие процессов элювиирования, выражающихся в уменьшении количества илистой фракции в гумусовом горизонте и соответственно - увеличении этого показателя в нижних (иллювиальных) горизонтах (Семендяева Н.В., 2010). Свинец имеет большое сродство к илистой фракции и таким образом накапливается в иллювиальном горизонте (Изерская Л.А., Воробьева Т.Е., 2С00; Травникова Л.С., и др., 2000). Доля подвижных соединений свинца в КРСС также увеличивается вниз по профилю и колеблется от 0,8 до 39,8%.

Отмечена сезонная динамика содержания подвижных соединений свинца в пахотной дерново-подзолистой почве в 2009 и 2010 годах. В целом от начала к концу периода вегетации происходит снижение содержания подвижных соединений свинца в генетических горизонтах пахотной почвы (Рисунок 2е). ...

В пахотном горизонте максимальное содержание подвижных соединений свинца наблюдалось весной и во второй половине лета. В конце мая - начале июня обильное количество осадков способствует увлажнению почвы и снижению окислительно-востановительного потенциала, что приводит к увеличению подвижных соединений свинца. В этот период происходит интенсивное разложение растительных остатков в почве, увеличение содержания лабильного органического вещества, с которым свинец способен образовывать подвижные соединения. Весной доля подвижных соединений в КРСС достигает максимальных значений - 21,8%. В конце июля просыхание почвы приводит к увеличению концентрации почвенного раствора и, соответственно, повышению содержания подвижных соединений свинца.

В элювиальном и иллювиальном горизонтах максимальное содержание подвижных соединений свинца также отмечено весной и в середине лета. Весной в период таяния снега и в результате обильных осадков из пахотного горизонта с током влаги сюда поступает большое количество подвижных соединений свинца. В летний период вероятно благоприятные погодно-климатические условия способствуют активному росту козлятника, корневая система которого выделяет в почвенный раствор органические соединения кислой природы, способствующие разрушению структуры почвенных минералов, что способствует переходу свинца в подвижные соединения, В результате активной микробиологической деятельности, происходит деструкция органических остатков с образованием лабильных гумусовых веществ, образующих подвижные органо-минеральные комплексы со свинцом. Выявлена достоверная корреляционная связь содержания лабильных соединений свинца с содержанием лабильного углерода гумуса (г = 0,88)..

В 2010 году в целом в генетических горизонтах пахотной почвы можно отметить повышение содержания лабильных соединений свинца весной и мак-

симум - осенью (Рисунок 2г). В данные периоды повышение содержания подвижных соединений свинца связано с увеличением влажности почвы. Также следует отметить, что весной происходит активное разложение растительных остатков и в почве увеличивается содержание как общего, так и лабильного углерода гумуса. Можно предположить, что свинец образует подвижные органо-минерапьные соединения.

Динамика запасов соединений свинца Оценка запасов ТМ в почвенных горизонтах необходима для того, чтобы получить полную картину о его количестве в горизонтах почв. Зная запас соединений свинца в горизонтах почв можно определить их накопление и предупредить возможность загрязнения почвы свинцом путем принятия соответствующих мер.

Динамика запасов соединений свинца в лесной подзолистой почве Проведена оценка запасов свинца в лесной подзолистой почве в 2009 и 2010 гг. Запас КРСС в генетических горизонтах лесной подзолистой почвы колеблется в пределах в 2009 году от 1,58 до 38,22 кг/га. Запас подвижных соединений свинца в лесной подзолистой почве колеблется от 0,047 до 32,92 кг/га. В 2010 году запас КРСС в лесной подзолистой почве составляет от 1,19 до 106,39 кг/га, запас подвижных соединений свинца - от 0,23 до 0,70 кг/га. Запасы соединений свинца в 2010 году увеличились в 1,5-2,0 раза. В лесной подзолистой почве запасы как КРСС, так и его лабильных соединений увеличиваются вниз по профилю, что обусловлено большей мощностью и плотностью горизонтов. Доля подвижных соединений элемента в КРСС увеличивается вниз по профилю. В течение вегетационного периода наблюдается достоверная динамика запасов свинца. Наибольшие запасы свинца отмечен весной и осенью. В целом в генетических горизонтах лесной подзолистой почвы от начала к концу вегетационного периода запас соединений свинца не изменяется. Можно сказать, что данная экосистема стабильная, саморегулирующаяся.

Динамика запасов подвижных соединений свинца в пахотной дерново-подзолистой почве

Запасы свинца в пахотной дерново-подзолистой почве в целом ниже, чем в лесной подзолистой почве. В 2009 г. запас КРСС составляет от 3,34 до 18,07 кг/га, подвижных соединений свинца - от 0,17 до 4,16 кг/га. В 2010 г. запасы КРСС увеличился в 1,5-2,0 раза и варьируют в пределах от 6,72 до 26,97 кг/га; запас подвижных соединений свинца снизился в 1,5 раза и составил от 0,124 до 2,27 кг/га.

Изменяется и профильное распределение запасов элемента. Наименьший запас КРСС наблюдается в элювиальном горизонте, в пахотном и иллювиальном горизонте запасы достоверно не отличаются. Доля запасов подвижных соединений в КРСС увеличивается вниз по профилю.

Наблюдается сезонная динамика запасов КРСС в пахотной дерново-подзолистой почве. Отмечается тенденция увеличения запасов КРСС весной и осенью. Запасы подвижных соединений свинца в 2009 году снижается к концу периода вегетации, в 2010 году - увеличивается.

5. ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ КАДМИЯ В ИССЛЕДУЕМЫХ ПОЧВАХ

Содержание валового кадмия в незагрязненных почвах составляет 0,01-0,70 мг/кг, в подзолистых и дерново-подзолистых почвах 0,70-2,31 мг/кг, в серых лесных - 0,65 мг/кг (Золотарева Б.Н., Скрипниченко И.И. и др., 1980; Орлов Д.С., 1985). Наиболее близкими по содержанию к валовым запасам кадмия являются его кислоторастворимые соединения. По нашим данным содержание кислоторастворимых соединений кадмия (КРСК) в исследуемых почвах значительно ниже представленных и в лесной подзолистой почве колеблется в пределах от 0,015 до 0,153 мг/кг; в пахотной дерново-подзолистой почве - от 0,007 до 0,082 мг/кг, в зависимости от горизонта и срока отбора проб.

Динамика содержания кислоторастворимых соединений кадмия в лесной подзолистой почве

В лесной подзолистой почве в 2009 году содержание кислоторастворимых соединений кадмия (КРСК) составляет от 0,019 до 0,154 мг/кг. В 2010 году содержание КРСК снизилось в лесной подстилке в 2 раза, в элювиальном горизонте — в 1,4 раза, в иллювиальном горизонте — в 1,6 раза и составило от 0,013 до 0,080 мг/кг. Отмечена профильная динамика содержания КРСК. Наибольшее содержание КРСК в лесной подстилке, что связано с высоким содержанием в ней органического вещества, которое способно аккумулировать ионы металлов.

В 2009 г. наблюдается сезонная динамика содержания КРСК соединений кадмия в элювиальном и иллювиальном горизонтах, в лесной подстилке достоверных изменений не выявлено (Рисунок За). В элювиальном горизонте относительное повышение содержания КРСК отмечено в середине лета. Вероятно, в данный период оптимальные погодно-климатические условия способствуют увеличению активности почвенной микрофлоры и деструкции растительных остатков. Это приводит к увеличению содержания лабильного органического вещества, с которым кадмий может образовывать подвижные соединения. Нами выявлена достоверная корреляция содержания КРСК с содержанием лабильного углерода гумуса (г = 0,80). В иллювиальном горизонте наименьшее содержание КРСК наблюдается в начале весны, когда с промачиванием почвы талыми водами и обильными осадками возможен вынос элемента за пределы профиля. С июня и до конца периода вегетации содержание КРСК остается на одном уровне (в среднем 0,047 мг/кг).

В 2010 году наблюдается достоверная сезонная динамика содержания КРСК во всех исследуемых горизонтах (Рисунок 36). В лесной подстилке максимальное содержание элемента наблюдается весной и в конце лета -осенью. Данные периоды характеризуются наибольшим количество органического вещества, поступающего с лесным опадом, а также максимальным увлажнением почвы в результате таяния снега и обильных осадков.

В результате деструкции органического вещества происходит подкисле-ние почвенного раствора образующимися органическими кислотами и увеличение подвижности кадмия. Отмечена положительная корреляция содержания КРСК с рНКс1 почвы (г = 0,83).

в г

Рисунок 3. Динамика содержания кислоторастворимых соединений кадмия в лесной подзолистой почве в 2009 г. (а), в 2010г. (б) и в пахотной дерново-подзолистой почве в 2009 г. (в), в 2010 г. (г)

В элювиальном и иллювиальном горизонтах относительное повышение содержания КРСК наблюдается весной и в конце лета - осенью. Вероятно, это связано с поступлением подвижных соединений кадмия из лесной подстилки с нисходящим током талых и дождевых вод в связи с лабильным органическим веществом, образующемся при разложении растительных остатков. В данные периоды доля подвижных соединений кадмия максимальна и достигает весной 76,9-100%, осенью - 60,0-63,3% в элювиальном и иллювиальном горизонтах соответственно.

Динамика кислоторастворимых соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве

В целом содержание КРСК в пахотной дерново-подзолистой почве ниже их содержания в лесной подзолистой почве. Возможно, это связано со снижением содержания органического вещества в почве, увеличением рНКа и частичным выносом кадмия с урожаем. В 2009 году содержание КРСК в пахотной дерново-подзолистой колеблется от 0,016 до 0,082 мг/кг в зависимости от горизонта и срока отборы проб. В 2010 году содержание КРСК в генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы снижается: в пахотном горизонте в 1,3 раза, в элювиальном горизонте в 1,7 раза, в иллювиальном горизонте в 3 раза и составляет от 0,008 до 0,067 мг/кг. Вниз по профилю содержание КРСК снижается. Биогенно-аккумулятивное содержание кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве обусловлено наибольшим содержанием органического вещества в пахотном горизонте.

Отмечена динамика содержания КРСК в течение вегетационного периода 2009 года в пахотном и иллювиальном горизонтах (Рисунок Зв). В пахотном горизонте повышение содержания КРСК отмечено весной и начале лета, к осени содержание КРСК снижается. Весной и в начале лета происходит разложение растительных остатков, в результате чего в почве повышается содержание органического вещества, с которым кадмий может образовывать низкомолекулярные легкоподвижные комплексы (Ефимов В.Н., Сергеева Т.Н., Величко Е.В., 2001). Также закрепление кадмия может осуществляться в результате специфической адсорбции его ионов на поверхности органических коллоидных систем (Панин М.С., Калентьева Н.В., 2013). Снижение содержания кадмия к осени, вероятно, связано со снижением органического вещества в почве, хотя нами достоверной корреляционной связи с содержанием как общего, так и лабильного углерода гумуса не выявлено.

В иллювиальном горизонте повышение содержания КРСК наблюдается весной и в первой половине лета, что связано с поступлением подвижных соединений кадмия, которыми в основном представлены КРСК (до 70,6%), из вышележащих горизонтов с нисходящим током влаги. К концу вегетационного периода содержание КРСК снижается. Снижение содержания КРСК возможно связано с включением его в биологический круговорот в результате активной деятельности микрофлоры и потребления его корнями растений.

В 2010 году наблюдается сезонная динамика содержания КРСК в пахотном и элювиальном горизонтах (Рисунок Зг). В пахотном горизонте содержание

КРСК от начала к концу периода наблюдения содержание КРСК снижается. Снижение влажности почвы от весны к осени способствует увеличению окислительно-восстановительного потенциала и закреплению кадмия в почве в более окисленных и малоподвижных соединениях. Нами выявлена корреляция содержания КРСК с влажностью почвы в (г = 0,83). В элювиальном горизонте повышение содержания КРСК отмечено весной, когда с нисходящим током талых и дождевых вод в данный горизонт поступает наибольшее количество соединений кадмия. К концу вегетационного периода наблюдается снижение содержания КРСК. В данном горизонте также происходит снижение влажности почвы и закрепление кадмия в почве в малоподвижных соединениях. Выявлена корреляция содержания КРСК с влажностью почвы (г = 0,89).

Динамика содержания подвижных соединений кадмия в исследуемых почвах

Доля легкоподвижного кадмия от валового составляет около 10 % (Обухов А.И., Лурье Е.М., 1983; Изерская Л.А., Воробьева Т.Е., 2000). По результатам наших исследований количество подвижных соединений кадмия колеблется в лесной подзолистой почве от 0,001 до 0,007 мг/кг, в пахотной дерново-подзолистой от <0,0001 до 0,001 мг/кг. ОДК кадмия для песчаных и супесчаных почв - 0,5 мг/кг (СанПиН 2.1.7.1287-03). Таким образом, содержание подвижных соединений кадмия в исследуемых почвах не превышает значения ОДК. Вероятно это связано с тем, что кадмий обладает наименьшей способностью связываться с почвой (Панин М.С., Каленьтьева Н.В., 2013).

Динамика содержания подвижных соединений кадмия в лесной подзолистой почве

В целом количество подвижных соединений кадмия в исследованных почвах не велико и даже не приближается к опасным пределам. Содержание подвижных соединений кадмия в 2009 году в лесной подзолистой почве колеблется от 0,001 до 0,047 мг/кг. Вниз по профилю содержание подвижных соединений кадмия снижается. В 2010 году содержание подвижных соединений кадмия в лесной подстилке снизилось в 2 раза, в минеральных горизонтах - не изменилось. Таким образом, наименьшее содержание лабильного кадмия отмечено в лесной подстилке, вниз по профилю его содержание увеличивается. Это обусловлено аномально высокой температурой воздуха и отсутствием осадков в летний период, что привело к снижению влажности лесной подстилки и увеличению окислительно-восстановительного потенциала, следовательно, закреплению кадмия в более окисленных и менее подвижных соединениях. Также можно предположить, что кадмий удерживается более прочно комплексом гидроокислы - монтмориллонит, чем органо-минеральным (Levy R., Francis C.W., 1976).

Наблюдается сезонная динамика содержания подвижных соединений кадмия в оба года исследований. В 2009 году в лесной подстилке содержание лабильных соединений кадмия отмечено в начале весны и летом (Рисунок 4а). В данные периоды происходит минерализации органических остатков и под-кисление почвенного раствора образующимися органическими кислотами, а в кислой среде подвижность кадмия увеличивается. Нами выявлена корреляци-

онная связь содержания подвижных соединений кадмия с содержанием общего углерода гумуса (г = 0,93). В элювиальном и иллювиальном горизонтах можно наблюдать два пика максимального содержания лабильных соединений элемента: в начале весны и середине лета. Весной в результате обильных дождей подвижные соединения кадмия проникают в элювиальный горизонт из органогенного с вертикальным током талых вод. В данный период рНКсь достигает минимальных значений (рНксь = 3,07), что способствует преобладанию лабильных соединений кадмия (Romkens P.F.A.M., Salomons W., 1998). Доля подвижного кадмия в КРСК достигает 100%. В летний период причиной повышения содержания лабильного кадмия может являться минерализация органических остатков и увеличение содержания хорошо растворимых комплексных соединений кадмия с органическими кислотами.

В 2010 году в лесной подстилке максимальное содержание подвижных соединений кадмия отмечено в конце весны и обусловлено началом минерализации органического вещества и образования подвижных соединений кадмия с органическими кислотами (Рисунок 46). Это подтверждает наличие корреляции кадмия с содержанием общего углерода гумуса (г = 0,77). В середине лета вероятно увеличение содержания подвижных соединений элемента связано с подтягиванием почвенной влаги из нижележащих горизонтов по капиллярам вверх, в результате иссушения почвы. В элювиальном и иллювиальном горизонтах максимальное содержание подвижных соединений кадмия отмечено весной - начале лета и осенью. В данные периоды с нисходящим током талых и дождевых вод подвижные соединения кадмия в связи с лабильным органическим веществом поступают из лесной подстилки. В минеральных горизонтах закрепление кадмия возможно в железо-марганцевых конкрециях. Нами выявлены корреляции содержания лабильных соединений кадмия с содержанием лабильными соединениями железа в элювиальном и иллювиальном горизонтах, г = 0,70 и г = 0,75 соответственно.

Динамика содержания подвижных соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве

Содержание подвижных соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве в целом не велико и даже ниже предела обнаружения прибора. По данным других исследователей при длительном использовании пахотных почв содержание в них тяжелых металлов, несмотря на наличие динамики, все же остается ниже ПДК (Петелин A.A. 2000; Сирота С.М., 2007; Сокаев К.Е, Сокаева P.M., 2008). Пахотные почвы сильнее аэрированы, в них более высокий окислительно-восстановительный потенциал, кислотность менее выражена (pHKci= 5,3), следовательно, кадмий связан в более окисленных и малоподвижных соединениях, чем в лесной подзолистой почве. Также на поле часть кадмия отчуждается с продукцией, таким образом, происходит вынос кадмия из почвенного слоя.

В 2009 году содержание подвижных соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве составляет от < 0,0001 до 0,037 мг/кг. В 2010 году содержание подвижных соединений кадмия снизилось в пахотном горизонте на 73,0%, в элювиальном горизонте на 43,0%.

оо со а> а> о о о о о о ч-N сі «і «і м в Дата

мг/кг °А0 0,035

1А2

□ В

ні дата

о

□ Ап

■ А2В

□ В2

в г

Рисунок 4. Динамика содержания подвижных соединений кадмия в лесной подзолистой почве в 2009 г. (а), в 2010г. (б) и в пахотной дерново-подзолистой почве в 2009 г. (в), в 2010 г. (г)

дата

В иллювиальном горизонте содержание лабильных соединений кадмия ниже предела обнаружения прибора. Биогенно-аккумулятивное распределение подвижных соединений кадмия в профиле пахотной дерново-подзолистой почвы связано с наибольшим содержанием органического вещества в пахотном горизонте.

Наблюдается сезонная динамика содержания подвижных соединений кадмия. В 2009 году в генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы наибольшее содержание подвижных соединений кадмия отмечено весной и первой половине лета (Рисунок 4в). Это связано с разложением органических остатков и образованием легко подвижных и неустойчивых комплексов ТМ с органическим веществом (Черных Н.А., 1995). С током талых и дождевых вод лабильные соединения кадмия перемещаются в минеральные горизонты. В, пахотном горизонте выявлена корреляция содержания подвижных соединений кадмия с содержанием общего углерода гумуса (г - 0,82) и достоверная корреляционная связь подвижных соединений кадмия с влажностью горизонта (г = 0,67). Во второй половине вегетационного периода, по мере глубокой трансформации органического вещества, образуются. высокомолекулярные гумусовые кислоты, с которыми кадмий способен образовывать малоподвижные, нерастворимые комплексы, что способствует снижению содержания подвижных соединений кадмия.

В 2010 году в пахотном и элювиальном горизонтах повышение содержания кадмия отмечено весной и осенью (Рисунок 4г). Подпахотный и пахотный горизонты сопряжены друг с другом. Соответственно и сезонная динамика доступных соединений кадмия в них подобна. Весной повышение содержания подвижных соединений кадмия связано с началом минерализации органических остатков и увеличением влажности почвы. С током талых и дождевых вод подвижные соединения кадмия поступают в элювиальный горизонт, что способствует увеличению их содержания, и в иллювиальный горизонт, где прочно закрепляются. В пахотном горизонте выявлена корреляция содержания лабильного кадмия с влажностью почвы (г = 0,63).

В минеральных горизонтах кадмий может связываться оксидами и гид-роксидами железа, марганца, алюминия. При контакте почвы с ацетатно-аммонийным буфером с рН = 4,8 переход металлов в раствор может быть обусловлен не только вытесняющим действием ионов NH 4+ , но и растворением соединений, менее устойчивых, в кислой среде. Помимо карбонатов, частично растворяются аморфные и слабокристаллизованные гидроксиды Fe и Мп, возможно также извлечение фракций металлов из органических коллоидов (Лаврентьева Г.В., Круглов C.B., Анисимов B.C., 2008). Нами выявлена корреляция содержания подвижных соединений кадмия с содержанием подвижных соединений железа (г = 0,70). Можно предположить, что на содержание подвижных соединений кадмия оказывает влияние содержание подвижных соединений железа.

Динамика запасов соединений кадмия в лесной подзолистой почве

Произведена оценка запасов кадмия в генетических горизонтах лесной подзолистой почвы в 2009,2010 гг. В 2009 году запас КРСК составляет от 0,011 до 0,466 кг/га. В 2010 году запас КРСК в лесной подзолистой почве снизился в лесной подстилке в 2 раза, в минеральных горизонтах в 1,5 раза и составил от 0,0048 до 0,2355 кг/га. В 2009 и 2010 гг. запас подвижных соединений кадмия в генетических горизонтах лесной подзолистой почвы незначителен и колеблется в пределах 0,0001- 0,3209 кг/га и 0,0003-0,1953 кг/га, соответственно. В 2010 году запас подвижных соединений кадмия снизился в лесной подстилке в 3 раза. Вниз по профилю запас как КРСК, так и его подвижных соединений увеличивается, при этом наибольшая доля подвижного кадмия отмечается в элювиальном горизонте и достигает 100,0%. В зависимости от климатических условий года запасы КРСК могут изменяться в генетических горизонтах лесной подзолистой почвы в 1,5-2,0 раза; запасы подвижных соединений изменяются лишь в лесной подстилке в 3 раза. В начале и в конце вегетационного периода запасы как КРСК, так и его подвижных соединений не изменяются. Можно сказать, что данная таежная экосистема стабильная, саморегулирующаяся.

Динамика запасов соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве

Произведена оценка запасов соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве. В целом запасы КРСК в 2009 году в пахотной дерново-подзолистой почве колеблются в переделах от 0,0160 до 2,8594 кг/га. В 2010 году в целом произошло снижение запасов КРСК: в пахотном горизонте в 4,3 раза, в элювиальном горизонте в 3,4 раза, в иллювиальном горизонте в 8,4 раза. Запасы КРСК в пахотной дерново-подзолистой почве в 2010 году составляют от 0,028 до 0,278 кг/га. Вниз по профилю запасы КРСК снижаются.

В 2009 году запасы подвижных соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве составляют от 0,0025 до 0,1173 кг/га. В 2010 году проведена оценка запасов кадмия в пахотном и элювиальном горизонтах, в целом содержание подвижных соединений кадмия колеблется от 0,0083 до 0,0332 кг/га. В пахотном горизонте наблюдается снижение запасов лабильных соединений кадмия в 3,4 раза. В пахотной дерново-подзолистой почве вниз по профилю запасы как КРСК, так и запасы лабильных соединений кадмия снижаются. При этом уровень подвижности кадмия увеличивается вниз по профилю. Максимальный запас КРСК в генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы наблюдается весной, к концу вегетационного периода происходит снижение запасов. Максимальный запас подвижных соединений отмечен весной и осенью. В зависимости от климатических условий года запасы КРСК в генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы могут изменяться в 3,4-8,4 раза. В целом уровень подвижности кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве выше, чем в лесной подзолистой почве, что согласуется с данными других исследователей (Мажайский и др., 2009).

выводы

1. В лесной подзолистой почве содержится больше подвижных соединений свинца (от 0,16 до 7,44 мг/кг) и КРСС (от 0,216 до 23,7 мг/кг), чем в пахотной почве (от 0,025 до 0,942 мг/кг и от 0,32 до 10,33 мг/кг соответственно); в отдельные периоды содержание подвижных соединений свинца в лесной подстилке может превышать установленные значения ПДК.

2. Выявлена профильная динамика содержания соединений свинца. В лесной подзолистой почве содержание как подвижных соединений свинца, так и КРСС снижается вниз по профилю; в пахотной дерново-подзолистой почве содержание подвижных соединений свинца увеличивается вниз по профилю, а содержание КРСС в генетических горизонтах достоверно не отличается.

3. В течение вегетационного периода выявлена достоверная динамика содержания КРСС и подвижных соединений свинца. В лесной подзолистой почве повышение содержания КРСС в 2009г. отмечено в середине лета и осенью, в 2010г. максимум приходится на весну и начало лета. В минеральных горизонтах лесной подзолистой почвы и в генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы повышение содержание КРСС отмечается весной и осенью. Максимальное содержание подвижных соединений свинца в лесной подзолистой почве: в 2009г. отмечено во второй половине вегетационного периода (конец июля

- сентябрь), в 2010г. - в летние месяцы, к концу вегетационного периода наблюдается снижение содержания подвижных соединений свинца. В пахотной дерново-подзолистой почве максимальное содержание подвижных соединений свинца отмечено весной и осенью.

4. Запасы КРСС в лесной подзолистой почве составляют от 1,58 до 90,12 кг/га, запасы подвижных соединений при этом составляют от 0,047 до 33,02 кг/га; в пахотной дерново-подзолистой почве запасы КРСС колеблются от 3,34 до 26,97 кг/га, запасы подвижных соединений составляют от 0,17 до 3,97 кг/га. Запасы как КРСС, так и подвижных соединений свинца в зависимости от гидротермических условий года могут изменяться в 1,5-2,0 раза,

5. Содержание соединений кадмия в исследуемых почвах незначительное. В лесной подзолистой почве содержание как подвижных соединений кадмия (от 0,002 до 0,047 мг/кг), так и КРСК (от 0,015 до 0,153 мг/кг) больше, чем в пахотной дерново-подзолистой почве (менее 0,0001 до 0,001 мг/кг и от 0,007 до 0,082 мг/кг соответственно).

6. Содержание КРСК и подвижных соединений кадмия в лесной подзолистой почве снижается вниз по профилю, в 2010 г. наблюдается увеличение содержания подвижных соединений кадмия вниз по профилю. В пахотной дерново-подзолистой почве содержание КРСК и подвижных соединений кадмия снижается вниз по профилю.

7. Отмечена достоверная сезонная динамика КРСК и подвижных соединений кадмия. Повышение содержания КРСК в лесной подзолистой почве отмечено в 2009 г. в середине лета и осенью, в 2010 г. весной и осенью; в пахотной дерново-подзолистой почве - весной и летом, к осени содержание КРСК снижается. Максимальное содержание подвижных соединений кадмия в лесной подзолистой почве в 2009 г. наблюдается весной и первой половине лета, к концу вегетационного периода снижается; в 2010 г. повышение подвижных соединений в лесной подстилке отмечено в конце весны и второй половине лета, в минеральных горизонтах

- весной и осенью. В генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы максимальное содержание подвижных соединений кадмия в 2009 г. отмечено в середине лета, в 2010 г. весной и осенью.

8. Запасы КРСК в лесной подзолистой почве составляют от 0,011 до 0,466 кг/га, запасы подвижных соединений при этом составляют от 0,0001 до 0,2 кг/га; в пахотной дерново-подзолистой почве запасы КРСК колеблются от 0,016 до 1,5 кг/га, запасы подвижных соединений составляют от 0,0012 до 0,061 кг/га. В зависимости от гидротермических условий года запасы КРСК в генетических горизонтах пахотной дерново-подзолистой почвы могут изменяться в 3,4-8,4 раза.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Статьи в журналах рекомендованных ВАК РФ:

1. Шихова Л.Н. Динамика запасов углерода в почвенном ярусе лесной таежной экосистемы / Л.Н. Шихова, O.A. Зубкова, Е.А. Русских, Е.В. Корякина // Вестник Удмуртского ун-та. Серия Биология. Науки о Земле. 2011. Вып. 4. С. 31-39.

2. Русских Е.А. Динамика содержания подвижных соединений свинца в подзолистых почвах с разной степенью антропогенной нагрузки / Е.А. Русских // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. 2012. №2(27). С. 39-43.

в других изданиях:

3. Зубкова O.A. Динамика содержания органического вещества в подзолистых почвах разной степени антропогенной нагрузки / O.A. Зубкова, Е.А. Русских, Л.Н.Шихова // Науке нового века - знания молодых. Материалы Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и соискателей посвященной 80-летию Вятской ГСХА: Сборник научных трудов. В Зч. 4.1. Агрономические науки. - Киров: Вятская ГСХА, 2010. С. 60-63.

4. Зубкова O.A. Динамика подвижных соединений ТМ в подзолистых почвах с разной степенью антропогенной нагрузки / O.A. Зубкова, Е.А. Русских // Материалы Всероссийской научной конференции XIV Докучаевские молодежные чтения «Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов». СПб.: Издательский дом С.-Петербургского государственного университета, 2011. С. 29-30.

5. Зубкова O.A. Динамика запасов подвижных форм свинца и железа в лесной почве / O.A. Зубкова, Е.А. Русских, Л.Н. Шихова // Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: Материалы X Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Книга 2. (г. Киров, 4-5 декабря 2012 г.). Киров: ООО «Лобань», 2012. С. 80-82.

6. Зубкова O.A. Сезонная динамика запасов углерода в почвенном ярусе таежных экосистем / O.A. Зубкова, Е.А. Русских, Е.В. Корякина // Материалы международной научной конференции XV Докучаевские молодежные чтения «Почва как природная биогеомембрана» / Под.ред. Б.Ф. Апарина. СПб.: ВВМ, 2012. С. 121-123.

7. Зубкова O.A. Динамика подвижных соединений кадмия и марганца в пахотной почве / O.A. Зубкова, Е.А. Русских // Материалы международной научной конференции XVI Докучаевские молодежные чтения «Законы почвоведения: новые вызовы» / Под.ред. Б.Ф. Апарина. СПб.: Издательский дом С.-Петербургского государственного университета, 2013. С. 53-54.

Подписано в печать 01.11.2013г.

Формат 60х841/16. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 56

Отпечатано с оригинал-макета Типография ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии 610007, г. Киров, ул. Ленина, 166-а

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Русских, Елена Александровна, Киров

ГОСУДАРСТВЕННОЕ НАУЧНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ЗОНАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СЕВЕРО-ВОСТОКА ИМЕНИ Н.В. РУДНИЦКОГО РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК

На правах рукописи

04201452122 РУССКИХ ЕЛЕНА АЛЕКСАНДРОВНА

ДИНАМИКА СОДЕРЖАНИЯ СОЕДИНЕНИЙ СВИНЦА И КАДМИЯ В ПОДЗОЛИСТЫХ И ДЕРНОВО-ПОДЗОЛИСТЫХ ПОЧВАХ СЕВЕРО-ВОСТОКА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ РОССИИ

Специальность: 03.02.13 - почвоведение

Диссертация на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: Шихова Людмила Николаевна, доктор сельскохозяйственных наук

Киров-2013

Оглавление

Введение.........................................................................................4

1. Обзор литературы..........................................................................10

2. Объекты и методы исследования.......................................................25

2.1. Объекты исследования...................................................................25

2.2. Методы исследования..................................................................26

3. Условия почвообразования..............................................................30

3.1. Географическое положение............................................................30

3.2. Климат.....................................................................................30

3.3. Растительность.............................................................................32

3.4. Рельеф......................................................................................35

3.5. Геоморфология и почвообразующие породы......................................36

3.6. Почвенный покров.......................................................................37

3.7. Погодно-климатические условия в годы исследования..........................39

4. Динамика содержания соединений свинца в исследуемых почвах..............46

4.1. Динамика содержания кислоторастворимых соединений свинца.............46

4.1.1. Динамика содержания кислоторастворимых соединений свинца в лесной подзолистой почве............................................................................46

4.1.2. Динамика содержания кислоторастворимых соединений свинца в пахотной дерново-подзолистой почве.................................................................51

4.2. Динамика содержания подвижных соединений свинца в исследуемых почвах............................................................................................55

4.2.1. Динамика содержания подвижных соединений свинца в лесной подзолистой почве................................................................................................56

4.2.2. Динамика содержания подвижных соединений свинца в пахотной дерново-подзолистой почве.............................................................................70

4.3. Динамика запасов соединений свинца................................................80

4.3.1. Динамика запасов соединений свинца в лесной подзолистой почве.........80

4.3.2. Динамика запасов соединений свинца в пахотной дерново-подзолистой

почве...............................................................................................88

5. Динамика содержания соединений кадмия в исследуемых почвах...............96

5.1. Динамика содержания кислоторастворимых соединений кадмия..............96

5.1.1. Динамика содержания кислоторастворимых соединений кадмия в лесной подзолистой почве..............................................................................96

5.1.2. Динамика содержания кислоторастворимых соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве..................................................................101

5.2. Динамика содержания подвижных соединений кадмия в исследуемых почвах.............................................................................................107

5.2.1. Динамика содержания подвижных соединений кадмия в лесной подзолистой почве.............................................................................107

5.2.2. Динамика содержания подвижных соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой почве.............................................................................119

5.3. Динамика запасов соединений кадмия...............................................128

5.3.1. Динамика запасов соединений кадмия в лесной подзолистой почве........128

5.3.2. Динамика запасов соединений кадмия в пахотной дерново-подзолистой

почве.............................................................................................136

Выводы...........................................................................................143

Список сокращений...........................................................................145

Список литературы............................................................................146

Приложения.....................................................................................164

Введение

Актуальность темы: В результате хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение окружающей среды различными химическими соединениями. Тяжелые металлы (ТМ) относятся к числу наиболее опасных загрязнителей атмосферного воздуха, почвы, воды, растительности, а в дальнейшем - животных и человека. К тяжелым металлам относят металлы с относительной атомной массой более 50. Свинец и кадмий по степени токсичности действия на окружающую среду относятся к 1 классу опасности (СанПиН 2.1.7.1287-03).

Основным источником ТМ для растений является почва. Поэтому изучение содержания и поведения тяжёлых металлов в почвах, является важным и актуальным направлением современной почвенной науки. Загрязнение почв тяжелыми металлами приобретает характер глобальной экологической проблемы по причинам большого количества разнообразных техногенных источников, активного включения металлов в процессы биогеохимической миграции и токсичности их для живых организмов. За последние 10 лет в ряде регионов РФ наблюдается увеличение загрязнения почв ТМ в 2-3 раза. Интенсивный рост автомобилизации населения как в городской черте, так и вокруг городских агломераций приводит к усилению антропогенного пресса на почвы придорожных территорий (Государственный доклад О состоянии и об охране..., 2011). В Кировской области за последние 5 лет выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников увеличились на 10,6 тыс.т. Основными стационарными источниками загрязнения атмосферы на территории области являются предприятия по производству и распределению электроэнергии, газа и воды, химической промышленности, сухопутного транспорта, по обработке древесины и производству изделий из дерева, по производству мебели, а также объекты сельского хозяйства (О состоянии окружающей природной среды..., 2011).

Следует отметить, что даже при сравнительно низких уровнях техногенного поступления, концентрации тяжелых металлов в окружающей среде постоянно возрастают, так как они не подвергаются какой-либо физико-химической или биологической деградации. Тяжелые металлы аккумулируются в верхних гори-

зонтах почв, включаются в биогеохимические процессы, концентрируются в отдельных звеньях трофических цепочек и практически не выводятся из экосистем (Лаврентьева Г.В., Круглов C.B., Анисимов B.C., 2008). В отдельные периоды концентрации ТМ могут превышать ПДК в почвах и растениях. Таким образом, знание сезонной динамики ТМ позволяет установить оптимальные сроки отбора проб при проведении мониторинга окружающей среды.

Пахотные почвы подвержены высокому риску загрязнения ТМ. Использование техники для обработки почвы, применение удобрений и химикатов могут способствовать обогащению пахотных почв ТМ (Копцик Г.Н., Лукина Н.В., Смирнова И.Е., 2007; Плеханова И.О., Бамбушева В.А., 2009; Еськов Е.К., Есько-ва М.Д., 2013).

В оценке последствий антропогенной деятельности исследователи часто сталкиваются с проблемой поиска эталонных, незагрязнённых территорий. Как эталон без ограничений можно использовать почвы под целинной растительностью, которые не утратили связь с другими компонентами ландшафта и где все процессы и свойства соответствуют естественным факторам почвообразования. Очевидно, что так называемое "фоновое" содержание тех или иных поллютантов для разных регионов будет разным. Поэтому для оценки степени антропогенного изменения почв необходимо знать не только величины предельно допустимых концентраций (ПДК) элементов-загрязнителей, но и их фоновые концентрации в почвах на данной территории. Поэтому, для исследования были выбраны лесная подзолистая почва и ее антропогенно измененный аналог - пахотная дерново-подзолистая почва на двучленных отложениях: верхний нанос -флювиогляциальные отложения, нижний нанос - покровные бескарбонатные суглинки. В центральной части Кировской области сельскохозяйственные угодья представлены в основном дерново-подзолистыми почвами на двучленных отложениях (83% всех площадей) (Тюлин В.В., 1976; О состоянии окружающей природной среды..., 2010 году).

Степень разработанности темы. В настоящее время содержанию ТМ в почве уделяется большое внимание. В научной литературе представлено много сведений о содержании ТМ в различных типах почв. Однако данные по содержанию и поведению свинца и кадмия в почве неоднозначны, характеризуются различными методологическими подходами. Отсутствуют данные о сезонной динамике как кислоторастворимых, так и подвижных соединений элементов. Особенно важен вопрос содержания подвижных соединений элементов и их распределения в профиле почв, т.к. именно концентрация подвижных соединений ТМ может в первую очередь сигнализировать о начале процесса загрязнения. Известно, что в почвах с повышенной кислотностью подвижность ТМ и доступность их растениям увеличивается. Для региона, где большую территорию занимают почвы с высокой кислотностью данная проблема актуальна (Шихова Л.Н, Егошина Т.Д., 2004; О состоянии окружающей природной среды..., 2012).

Целью работы является изучение закономерностей изменения содержания подвижных и кислоторастворимых соединений тяжелых металлов (Сс1, РЬ) в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах в течение вегетационного периода, а также особенностей их профильного распределения.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить содержание подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах.

2. Проследить изменение содержания подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в генетических горизонтах профилей лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почв.

3. Проследить динамику и сравнить содержание подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах в течение вегетационных периодов в зависимости от сформировавшихся гидротермических условий года.

4. Оценить запасы подвижных и кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой и почвах.

Научная новизна.

Впервые изучена сезонная и профильная динамика подвижных и кислото-растворимых соединений свинца и кадмия, оценены их запасы в генетических горизонтах лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах Кировской области в течение вегетационных периодов двух лет. Изучалось влияние почвенных факторов, погодно-климатических условий на сезонную динамику соединений свинца и кадмия в почве.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Полученные результаты углубляют теоретические знания о содержании и распределении свинца и кадмия в подзолистых и дерново-подзолистых почвах Кировской области, расширяют данные экологического мониторинга состояния почв Кировской области, позволяют обосновать рациональные приемы использования почв, прогнозировать изменения содержания подвижных соединений свинца и кадмия во времени при антропогенном влиянии.

Методология и методы исследования. Отбор проб и их подготовку к анализу проводили в соответствии с ГОСТами: ГОСТ 17.4.3.01-83 «Почвы. Общие требования к отбору почв» и ГОСТ 17.4.4.02-84 «Почвы. Методы отбора и подготовки почв для химического, бактериологического, гельминтологического анализа». При выполнении лабораторных анализов использованы общепринятые методики. Содержание подвижных микроэлементов определяли в ацетатно-аммонийном буферном растворе с рН 4,8, кислоторастворимые соединения элементов - в 1 М азотной кислоте при соотношении почва:раствор 1:10, методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии (Аринушкина Е.В., 1970; Методические указания по определению микроэлементов, 1995; Практикум по агрохимии, 2001).

Защищаемые положения: 1. В лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах содержание кислоторастворимых соединений свинца составляет 0,216-23,7 и 0,32-10,33 мг/кг, содержание подвижных соединений свинца составляет 0,16-7,44 и 0,025-0,942 мг/кг, соответственно; содержание кислоторастворимых соединений кадмия со-

ставляет 0,015-0,153 и 0,007-0,082 мг/кг, содержание подвижных соединений кадмия составляет 0,002-0,047 и менее 0,0001-0,001 мг/кг, соответственно.

2. Для кислоторастворимых соединений свинца и кадмия характерно биогенно-аккумулятивное распределение в профилях лесной подзолистой и дерново-подзолистой почв. Профильное распределение подвижных соединений элементов обладает менее четкими закономерностями и может иметь как биогенно-аккумулятивный характер распределения в профиле почв, так и элювиально-иллювиальный, в зависимости от гидротермических условий года.

3. В течение вегетационного периода содержание кислоторастворимых соединений свинца и кадмия в лесной подзолистой и пахотной дерново-подзолистой почвах изменяется значительно меньше, чем содержание их подвижных соединений. Максимальное содержание кислоторастворимых и подвижных соединений элементов отмечается весной и осенью, возможно увеличение содержания подвижных соединений свинца и кадмия в середине лета.

4. Запасы кислоторастворимых соединений свинца в подзолистых и дерново-подзолистых почвах достигает 90,12 - 26,97 кг/га, подвижных соединений свинца - 33,02 - 3,97 кг/га, соответственно, и в зависимости от гидротермических условий года могут изменяться в 1,5 - 2,0 раза. Запасы кислоторастворимых соединений кадмия в подзолистой и дерново-подзолистой почвах достигают 0,466 - 1,5 кг/га, подвижных соединений кадмия - 0,2 - 0,061 кг/га, соответственно, и могут изменяться от гидротермических условий года в 3,4-8,4 раза.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность полученных результатов подтверждается использованием общепринятых в почвоведении методов отбора и анализа проб и использованием методов статистической обработки данных (дисперсионного и корреляционного анализов).

Основные положения диссертационной работы обсуждались на конференциях: «Науке нового века - знания молодых» (Киров, 2010); «Почвы в условиях природных и антропогенных стрессов» (СПб., 2011); «Почва как природная био-геомембрана» (СПб., 2012); «Законы почвоведения: новые вызовы» (СПб., 2013).

Всего по теме диссертации опубликовано 7 научных работ, в том числе 2 статьи в реферируемых журналах.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 219 листах, состоит из введения, 5 глав, выводов. Работа проиллюстрирована 17 таблицами и 94 рисунками. Список использованной литературы включает 166 наименований, в том числе 12 иностранных авторов.

Личный вклад автора.

Выполнение данной работы на каждом этапе (закладка и морфологическое описание почвенных разрезов, отбор почвенных образцов, пробоподготовка и химико-аналитические работы, проведение модельных опытов, математическая и статистическая обработка полученных данных) проводилась как лично автором, так и при его непосредственном участии.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность за помощь, оказанную при проведении исследований коллективу лаборатории отдела ЭУР ГНУ НИИСХ Северо-Востока Россельхозакадемии. Выражаю особую признательность научному руководителю д.с-х.н. Л.Н. Шиховой и д.б.н. Е.М. Лисицыну за оказанное внимание и помощь в ходе экспериментальных работ, советы и критические замечания при подготовке диссертационной работы, а также м.н.с. отдела ЭУР O.A. Зубковой за помощь в проведении химико-аналитические работ и предоставленные данные.

1. Обзор литературы

В последние десятилетия проблема загрязнения почв соединениями тяжелых металлов привлекает особое внимание исследователей и изучается с разных методологических позиций. Тяжелые металлы поступают в окружающую среду из природных (вулканическая деятельность, выветривание горных пород, эрозия почв и т.п.) и анропогенных (добыча и переработка полезных искапаемых, сжигание топлива, применение минеральных удобрений и др.) источников.

Одним из наиболее значимых антропегенных факторов, оказывающих существенное влияние на природные и аграрные экологические системы, является техногенное загрязнение. Выброс и сброс вредных и опасных веществ в атмосферу и водостоки в процессе промышленного производства, техногенных аварий, использования средств химизации в сельскохозяйственном производстве, воздействие на окружающую среду транспорта и коммунальных отходов приводит к накоплению и миграции загрязняющих веществ практически во всех компонентах агроэкосистем. Основной депонирующей средой загрязнителей является почва. Загрязнение почв тяжелыми металлами создает проблемы не только для самой почвы, но и для смежных природных сред. Так для сельскохозяйственных угодий почва является средством производства и ее эколого-токсикологическое состояние во многом определяет качество и санитарно-гигиенические показатели получаемой сельскохозяйственной продукции.

С