Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

СВИНЕЦ И КАДМИЙ В ПОЧВАХ ГОСУДАРСТВЕННОГО БИОСФЕРНОГО СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ЗАПОВЕДНИКА

ВАК РФ 06.01.03, Агропочвоведение и агрофизика

Автореферат диссертации по теме "СВИНЕЦ И КАДМИЙ В ПОЧВАХ ГОСУДАРСТВЕННОГО БИОСФЕРНОГО СИХОТЭ-АЛИНСКОГО ЗАПОВЕДНИКА"

ИОСКСВСКИЙОРДЕНА ЮШ, ОРДЕНА СЖТЯБРЬСКСЙ РЕВОЛВДМ И СИША ТРЗДШОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ' ГОСУДАРСТВЙШИ УНИВЕРСИТЕТ им. Ы.В.Ломоносова

ФАКУЛЬТЕТ ПОЧВСВЕДЕНИЯ

■ На права* рукописи

Паршисова Галина Викторовна

УДК 631,416.8:502.4/235.47/

СВИНЕЦ И КАДИЛ В ПОЧВАХ Г0СОДРС1ВЕНН0ГО ШООФЕРЦОГО СИХОТ^-АЛШСКОГО ЗАПОВЕДНИКА

Специальность 06,СЙ, 05 — почвоведение

Автореферат \ ■ диссертации ка оонок&киа ученой отапени кандидата биологически* щук

Моонва-1986

г4С$с<$*сес&- ; '.."/■ л...;

Работа выломана на жафадра ими« пои фавуптмавоаова-двмя московского государственного унввероатата вмавв И Л Ломоносова. - '.,;"..-

Научныеруноводмаям ' доктор <5вояогвч«о«ях ваук,

профоооор Эирвя Я.Г» . '

04*цнвопга опповввта; доктор ов*ьо1охов*1о»в«н1тх ваук, профаосорОаввч ВЛ. ■ канднат вжодогмчаоквхяауж, дшдо*. Строт*яа«а М.В. Вадучая организация: жкотвтут Географ« АН СССР

звялм сосюиюя *//я СьяМии , юа/т. >

чаооа ва ааседанвв сшецважжанрованкого совета МГУ и*.До*ояооо»а1 11889Э,Иоокм, Г СО» Юягори, МГУ, фввудматпочвовадаявв, Учавы! сова».

С явосартацвев можно ознакомит«« > <$в<3«мота*в факужьхага почвоваданмя ИГУ. ■''"■.

Автореферат равоояая 198^г.

ТчвннЙ секретарь опацваимронавного совета

I. В.Бабьем

. актуальность теин, Еотребвость в оценке современного со сто н-вжя свргжающва среда'в глоСахъвои наемвбв приведа х веобхоггшоо-ги создания спациадьяоа система наблюдения в не ль о выделения ав-хровогеввих изменений в биосфере на фоне естественных природвих процессов я прогиоэировениапх последствий. целесообразность и актуальвоохь изучения игивввшва содержания свинца и кадмия в поч-вoí Спхота-Адансяого завоведпике определяется сдвдуювдшя обстон-хедьмваыи: в/ врограыма яовиторивга в биосферных эаповедайках, в яоторня отвоситса а ахотэ-£лянскиВ заповедник, вредусвахрвва-ет получение подвой и всесгоронввв хэракеристики всех объектов бяосферв, э том числе оцениу состоявив тяжелых мехэллов в почвах; б/ еаявец я кафлЗ относятся к наиболее опасным загрязаяютм веществам в при вровв да до и повального мониторинга изучение состояния их в почвах обавателыто; в/ район заповедника отличается сломим оригинальным сочетанием геологических, гееиорфодогичво-етх» Сисклииагаческих усдоэив, что определяет своеобравие потаенного, покрова и ваковоиервоохей изменения содержания в почвах свинца и на дни я. Сведение об этой ыааоивучеивомраВоне единичны /Архавове,1983; Обухов * Др., 1383/. -

Дэдъ и „задача Егсрдидовакия^Ивучедне содержав»« свинца в вадмия в коиповенхах природных аЕОСистем Сахотэ-lrat некого аапо-ввдвяю преаусмахривало решение.сдадушях основных задач:

- изучить фоаовое содержание и профильное распределение свив ца в надияя а почвах Сихотв-Алавскогомвоведвива, вакономерноети вх гэохмвческоЯ миграции в соорвхеявых рядах вочв;

— жеучить варьирование оодер*авия свинца в кадмия ва оиваь-ных олощадках в по территория в целой, составить картосхега содер хавав свинца в ведиия i верхних горизонтах почв заповедника;

- в модельных опытахизучить <{раяцаояный состав соединений свинца в квоиия в почвах Сихотэ-Адииского заповедника с еомокы)

метода конкурирующего ксмплексообраэования.

*Ч

Научная иовизно работа. Бнервна для территории Сихотэ-Алин-ского заповедника составлены картосхеиы содержания Р6 к СИ в верхних горизонтах о снов л их типов почв заповедника, 1зучввнзаио-ноыарное^ геохимической миграции ех в сопряженных рядах почв. Превдо^е^а система последовательных анстрзкциЯ для определевяв фракционного состава соединений гЬ и (Н в почвах ва основ« метода конкурирующего коилдексообразования, которая характеризует основные мобильные фориы соединений свинца и хадкия, различающиеся по прочности связи с ПЯК.

Практическая ценность наботы. Данные фонового содержания свинца и И9№д в почвах заповедника, картосхемы содержания этих элементов в верхяях горизонтах почв могут быть использованы пля прогвоэа поведение свинца.а кадмия в почве, оценки возможности глобального загрязнения почв заповедника и значимого превыиеяия содержания элементов в аналогичных почвах при их лоивльвом за- . грязневии. результаты со вариабельности содержания РА и 01 в изучаемых почвах рекомендуется использовать дав выбора, ва территории сахотэ-Алинского заповедайка участков для мовяторинга, ' Внедрение. Картоохемы содержание свшщз и кадмия в почвах Сихотэ-А лицевого заповедника находятся в его фовде, полученные материалы используптся для организации мероприятие по мониторинг; содержания техвдых металлов в - почвах Сихотэ-Аливского заповедника.

. Апробация. Материала диосэртации Сидя доаохевывэ жонферен- : ции иоводыхучевых факухьтете почвоведения ИГУ /1!осгва,1985/, не Ломоносовских чтениях /1985/, ва ла съезде ВОН /Та«швнт,1985/1 ва юбилейно« эаоедавин, посвященном 50-двтию образования Скхотэ-

В -

-Лдиясяого ваповедникэ /1985/, на заседании ка;вдры шипи поив факуамвта почвоведения МГ? в 1Э85 г.

Публикация. Цо и&териажаи диссертаиии опубдижогвво работ, в а ходит ся в печет.

QCtgif работ». Диссертация состой! tía введения, 5 глав, выводов, Kaj4Eo-ueiooi4ecKH* рекомендаций, приложение. Работа содержит /^страниц иэпиномсного текста, иыевт & таблиц, /^рисунков. Список литературы включает Т&рпаииэвовйвий из них S? на иностранных языках,

• Глава П. Объект« иыегоды исследования

йоследуевый региов распоаожев в центральнаВ чаоти хребта Си-хотэ-Швь, Рельеф территорий ереднегориыЯ, средне- и реэкорас-членеавыа. Аипдитудз высот колеблется от о-до IIOO к, средние высот 400-500 и. Клипах и)осонный, о резкий преобладание» летних осадков и соответствующим годов и и распределением стока рек. Растите льны а покроя подвержен вертикальной зовальвоет». Наиболее распространена подзолистые почвы, додбуры, буроземы, подэодмсто--буровашша почвы/Грачева, Таргудьян,1Э83/.

Обобщенные овойогаа исследуемых почв ередетавдевы на рио.1.

Подзолистые альфегумусовые почвы заповедника характеризуется кисло а рвавшей среди, подборы ■ буроземы * квелой я слабокислой. Все изучаемые почвы аиест высокое содержаниесргаввчесхого ве-иества /далее 08/• Наиболее сидьво гумуеировава залегавшие под подстилкой перегнойно-акжуаулятжвнне горизонты; содер*авне Сорг, достигает 20-2ñ* н остается довольяо высоким в вяжадежавдх гори-вовгах.в дочвах буроаемного аочвосбрааованив железо /при общем его содержат« 2,8-5,Э> fV,Oj / преимущественно /на 50-70$/ находятся в форме свободныхокристадливованвых соединений. средняя

Рисунок I.Свойства почв Сихотэ-Алииского заповедника: I - бурой ' горпо-леской почш; 2 - йурозема аялхшпалыю-гумусово-го; 3 - подбура; 4 - подзола альфегумусоеого.

Глубина,-Профиль см. : почш « 'Емкость по-; ид^Падии-^»Ди-;Глощения, :иоеге; !мг'.эквЛ00г1 ! Л

2 6 10 -----1-----Г1 1 1 ) 1 1 л ч л . 20 40 2 10 12 3 -1-1-1^ 1111--П-Г--Г-ГТ

га

40 60

20 40

60

го

40

20 АВ

40

60 - ПС

-¿а—

АХА2

В|/'

в/

ВС .

А2 'В ц 'щс 1 й; ) £ (

■ ; ; - S - ■■ . 1 "

часть профиля обогащена жвжевом, в томчвсле и находящейся s фср-'' lia окислов, к и та его й фракцией. В noflOjpax в подходастых адьфегу-муоовнх штах доля свободного веевливатаоро железа меньше, чек г бурше лесных почвах, отмечается алввлально-иллввиадьннй харэк-. тер его распределения, В cociese воглоиеавых оснований всех изучавших почв вера ад о водородным иовои иогоэлюмивия.

- Отбор проб почвипроводили ъ соответствии о у кезевками /вЫе-тоднчеокие реномвндзции.»,,,1ЭЩ/. Распределение свинца ж кадмия а яро$вжв nous, ваконоверВоотн их геохимической квградаш прослежены sa 10 почвевво-гвоиорфологичвоких профилях /табл.1/, кроме того« дня составления картосхем отбирались cueванные пробы почвы. j Вариабельность содержания Р6 и ' СИ. в почвах заповедника опросе- i лева попробем вв верхнего горизонте о трех плота док по 20 и2 ' каждая/ Размер площадок подОирелсв эмпирически ж соответствии о j . уелогийки изучаемого лесного БГЦ. j

об нее содер*евие;Р6 я ÙL a изучавши почвах и породах оп-ремжвляатомво-абсорс^рюнвш! методом после pe sí ожени« проса смесьо «исло» HF, ЯСЮУ, HNOj я последувдиы переводом« в раствор О.Ьн. - Ja, HNO, /"Методические ревомея да да • •. * » IS81/. Для вовцентриposaа*в РЬ я Cd. из растворов биле исполвзовава экстракция в шшоздо генсометалвя^итисаарбамата гевовнетиленаммо-жвя /Бырько, ГорОеюв,1Эв1/.

Обвеа содержание углерода в пробах почв определят методом Териве, емкость поглонавив - по БоОко-Асвиввви, рн - потенцномег-. ричеожи. иехсостав почж - по &>чивсеоиу, валовое содержа шее sie-мвнтов - но Арнвушежноа, ногдовевай« катионы - по Карпачевскопу, гидролитическую жжсдотвость - во Кавпеву, железо - по Таыму я иера-Зжехсояу. иатекатичесхус обреботву полученных результатов проводил в методами математической статистика / Дмитрж ев,1Э72/.

Таблица!. Расположение почвенных разрезов

* : Элвиевтарвив лешшафтн. вавванмвпотаы, * раэревов „ _

д.

10.

По" р.23

Ш>" р.24

5рв р.26

В8 ЭЛЕВО-ДвЛВВИИ ляваритоз Брк0 Р.2 Ерн р.4 на эавзо-двлювии 1у$опвочававов

ПБ р.Э П5 р.10

ва элюво-двловии яреюшегых тхфо»

Ер" р. 14

4.

ЕР0П р.II

БрИГ Р,

12

. ПО" Р.17

ва элвво-делюввв оловрогягов

теыноцвегяыо бурозёвн :

р.33 р.34 • р.35

на алипо-делшкя ДИООИТОЕ

б. Поир р.45

ПО" р.

43

в»8 р.47

«а алвво-цвавяаи кварцевнх порфгров

До" р.52

Во" р.57,

Ер* Р.58

ва алюво-двлввни нварцввах пор {яров Брж р.63 Бр" р.70 на алвво-делввии кремпастых 1у{оСрвхчяВ

р.ЗООа

ва элово-двлввии кварцвви вор$ироз

ЕР*1* р. 299а

а*1, р. £98.2975 Бр*

Вр" р.415 - ПБ р.414 ва ашзо-дехввкв туфопесчввиков

. ЕР Р.

416

Бр« р.6

ва делгаваль-внх сдгл.отл.

Брд р.15 ва двлювваяь-вых сугл.ои.

Ерк р.36 на' аллювии торитов

Бр Р.71

ва ■ двгыкаеь-

инхсутл.огл.

БрД р.413 вадв л взиа львах оугл.огв.

Примечание г ввгвзния почв павы ввдавоанк согласие "Программе почвенной варен СССР /1972/ - Но"?— подзови илмаальао-гуЬусо-вые; ОБ - подотри /без раэделвввя/| Бр"* - буроаевк нлжшвбдьво--гтиусовнв: Брко - Оурозеки гаслые; Брн - буроавиы олаоовеяасн-иенвыегЕр011- буроэеим полна оподзолаияш; Бр^ - дораово-Суро-»еквые почвы. .* - .

- 7 - .

Глазе В* Свинец > кадмий в компонентах природных вхоеистон акотв-Лгансвого заповедника

Соде станиа свинва и кадмия в основных'горных и почвообразую-|)дх порода^. Наиболее распространенными породами на территория заповеднике является обломочкыЯ эдевиа и эдпво-делювий киодых я средних по составу пород»главным обрагой изверженных. Среднее оодержание в дитосфере ддя свинца и надпил соответственно равво 16 и 0,08 кг/кг /Химический энц1 клопе дическиВ словарь, 1Э8ЭЛ Значительно обогачены атики элементами кремнистые туфы /твол.2/»

Таблица 2. Содераание овинца н кадмия в горных и

почвообравуюцих породах Среднего ахэта--Ниня ■

породи

кг/ии щ** :иг/нг: Яд

Граялты 5,9 0,4 0,10 1,2

дяоритн. , ге,5 1»е о,« 5,1

Липарита 11,6 0,7 : 0,12 1,5

Продунты выветривания липаритов II,3 0,7 0,10 1,2

Кремнистые туфы . 68,8 4,3 0,29 3,6

Креиняотые туфобрекчик 14,4 0,9 0,13 1,6

Туфопеочанин*. 23,8. 1,5 0,09 1,1

Продукты выветривания алевролитов 9,9 О,Б 0,45 5,8

ЛвдаритовыА яорфир 31,1 1,9. 0,15 1,9

Кварцевые порфир 30,2 1,8 0,26 Э,2

"_______________________________________....

средаему содержали» в «итосфёре.

Коэффициент концентрации и рассеяния - отношение содержания алементов ж порода к его ср------- ------ ------ ----------

Высокое содержание кадмии отмечено в диоритах и алмроптах. Относительное накопление тяжелых металлов наблюдаатоя в породах группы порфиров, Дхя всех исследованных пород заповедника харак-терян высокие коэффициенты когцавтрэция яахмия. кадмиг задается рудогевным зхемеитом а, по-видимому, новыйейвое его оодержввне в

породах заповедвина связано о рудопроявлением. Хребет Сихотэ-- А линь входит в Тихоокеанский рудный пояс, ивторнчвые ореолы рассеяния проявляется почт по всвй территории заповедника. Поре-' ды исследуемого региона подразделятся на две группы по содержа- .." вво в них евивца: диориты, кремнистые туфы, порфира /SB бодав 1,5/ я группа пород, в которых содержание свинца близко в среднему - липариты, кремнистые туфобранчи», туфопэсчзняки, что связав о с вроцессами дифференциации в обособления рудного вещества*

Основные законоыаряости содержания и профильного распределе-вия свинца кадчня i; почвах. Содержание свинца в почвах заповедника колеблется ос 3,7 до 48,5 кг/хг ж превывает среднее зваче-нив,, равно» для почв 10 мг/кг /ВоЛгвевнч и др.,1975/, хроме небольшой групш подзолистых альфвгумусовых почв,' в которых количество свинца примерно равно среднему. Содержание кадмия в раз- , личных почвах заповедника варьирует от,0,14 до 1,88 мг/кг, и также превьшает среднее экачеаие, равное, для почв 0,0вмг/кг /Lind,-

,1379/. Обобщенные показатели типичного распределовив содержания свинца и кадмия в профиле основных почв еаповедвива првдставхевы-ва рис.2.-

В почвах буроземвого почвообразования /буроземы собственно и ¿уроземы идлсвиадьно-rумусовые/ преобладает аккумудятнвшгй тип распрадедевив свинца и кадмия. Содержание элементов в почвенном проливе буроземов меняется евакогвчно содержанию ОВ, которое быстро уменьшается о глубиноЯ. Вроде со вддвваировапияманераль-иых частиц сказывается ллиь я некотором увеличении содержания . свинца и кадмии в нижней части профяля, где набдвдается мзвсн-мальаое содержание яда. обсгаценность средней части просиди буроаемов. свободными окислами железа и вдом обеспечивает ве резкое, а более равномерное снижение содержания овянца в кадмия о гдубж-воХ. .

Природные нжиатжчеспе усдовии обуожовгавам важеадеаное гджвсобразовавне i почхах эжгояалъво-вххсвиажьвого почвообрзэо-жаяжя /подборах к подзолах еифвгужусозых/ /Таргуялш,1Э71/. в оизжоатживоарастэет аначевяв ОВ ж aasjtopiinx окислов, как факторов, жхжадах sa распредеденве свввка ж кокиля в почвавво* профвжа. В мжх помех преобладает ыховаодо-ххдожальжый тип раопредажеяяжсзободвого веояжкатвого ходева к ОВ, что ж овреде-1HI авалогвчвыЗ тип распределения овжнца ж хедива ж профм» нота.

Врооаоов гозэтряваккя в почвообразования приводят к слижеии» ж жкраавяважж« содержав» кэучааяых эхаивнгов » почвах, раза ж тих на раа&ых породах, в жарххнх горизонтах автономных почв хожцевт-рвцхж свжяца варьируют от 9,7 <9 25*5 иг/хг, s порода - от $,9 до 60,8 кг/жг. в почвах, развитых на породах,. обогащенных сздн-Kcit /жражвжотых туфах* порфирах - соответственно профили Э,&/, содержание ажеыевта в верхжжх горизонтах вдч» таги эвачитадао

- 10 - ■ ниже, чей в породе..В почвах на породах, два которых характерно низкое содержание свинца -липарита, крвшшстыетуфобреЕчив /профили- 1,8^.происходит навоплвниЛэтого элементе /Kja больше I/ а гумусовом верхней горизонте. ■*■• -v;.-*

Особенности геохимической миграции i евин да и ^адмид в ^опря-тенных рядах почв'/кауеиэх/. Подвижность изучаемых элементов в природных ландшафтах спхосэ-Алинсксго заповедника /кислая в слабокислая среда, окислительвав обстановка, больное количество . атмосферных осадков и промывной режим, Слизкое залегание скальных пород/ обусловливают миграции их о поверхностным стоком в внутрипочвенными водами к местной репрессии. Еойменныа почвы, , -приуроченные к суаераквельяыи ландшафтам являются зоной аккумуляции свинца я кадмия и характеризуются максимальными их концентрациями . кадмий является.болов подвижным мигрантом, чем свинец. Для верхних горизонтов почв элювиального я транзитного типов ландшафта-отмечается интенсивная-миграция кая свинца, так я кадмия /тЭбЛ.З/.'' '*■'■ ' • • . . 'Vi V- " ., ■ ; т. ' ■ . ; ... -

-Характерной. чертов, рассматриваемых геохимических профилей является наличие аккумуляции элементов но только, в' акзумудятив- ■ них лаядяафгах, но и в трав Сэл ювиальвых нтрансеквумулятивных. дандвафтах'.'Ддя ипдювиальвых горизонтов наблюдается более, слабая подвивностЬ свивца /профили 1,2» 3/. Коафрщиавтм местнов'миграции дл'в"кадмия в'идлбвиаиьных горизонтах гораздо выше. Различная степень подввхвоств'об;словлева различными свойствами ахпх элементов.' езинец наиболее активно компдексируетсв высокомолекулярными органическими ооедиивннюасмоленудврвымжмаосамиг/далве Ш/ более'ЗОООО^инграцяя хоторых езвовь почвенно-грувтовуо толпу аатрудяена. Основная роль в компенсировании кадмия принадлежит 'фракции 1Ш 1000- 500 /Аржанона,1981/. В лизиметрических во-

■ ' - ' - II - ,

Таблице 3* 1Е08ф4мцвен»н квотной миграции*/ свинца к ваши я

- : * Го£и|оЙт"А Т Горизой'В

' ЯЛпиМТЧ* * I ' •— —. » — — т — — Т " Т ~ — —

ОДВРП11 . » п • ф 4 м * л « п * « * * • А

- - _ _ _ ¿Х_:_ Г2_ 1 __ 1 __ I : _ 2 _ _

' , ■ . ' Врофавь I

РЬ »ад. 1,0 1,1 1,1 - 1,0 - 0,8 -

СНвав. 1,0 1,5. 1,9 - 1,0 - 1,5

Профиль 2

РЬвав. 1,0 1,0 - 1,8 1,0 0,9 -

, Йвал. 1,0 1,1 - 1,5 1,0 1,7 - -

Профиль 8 ,

РАвал. 1,0 1,2 1.1 2,1 1,0 0,9 0.9 1,2

Ывад; 1,0 0,8 1,0 1,2 1,0 5,5 6,7 4,0

... Профиль 4 ..

Р(вад. 1,0 1,3 - 2,3 1,0 0,8 - 4,0

Ш.Э8Д.- 1^0 0,7 - 0,2 1,0 0,6 1,2

' Просаль 9 -■

ДОвад. 1,0 2,6 2,0 1,0 - 2,2 -

САвад. 1,0 1,8 1,8 - 1,0 - 1,9 -

Примечание: воаффщивнт цветной ииграиая - огаовевие содержания элемента в почве злпзиадьиого ландшафта в его содержание

цельный ландшафт,

дах э природных условиях Среднего Сйхогэ-Аавва овинец илгрярувг,

1 основной, в состава сложных форм - взвеси и коллоидов, доля которых вов&оаетов о увеличением величавы рНрастворов, кадмнЯ мигрирует претаудеотвенно в встинно-растворимой форма /Аржанова, 1979/.. • .

Глава ЕГ. Оценка фонового содержания свинца ■ кадмия в почвах Сихозв-Алинакого вановмвика

Варьирование содержании саивда и кадмия на площадках к во Территории в делом. 1и оценки содержания влеиентов в почвзг ве-ойходико учитывать вврвашгонао-стэмотическяе показатели /табл.4,5/.

Табжица 4. Вврвэцвояно-статиогвчвсгшв пожаэателн .

содержания свинца я хадхяя в почвах ' Сихотэ-Алявского заповедника /на юшвддках/

V~T86x т - I - 2 ZI- ZlZZZ ~ Ea5u?a" Z ZZ

иочвм|л • f ^.oiiiiwL*. i. 5.Г, Vt%\W*mA-l iX; Vj

__ _ _ : _ _ _:_иг/*г_ _ _ _ : wr¿irr i _ _ :

£PÄ 20 0,87 1,08 31,S 5,6 18 0,94 1,18 0.32 27 Ер 20 0,87 0,98 £0,6 2,9 14 0,98 0,62 0,18 BS *РИГ IS 0,84 0,94 21,2 3,S 16 1,02 0,76 0,17 22

Критерий IBдва я шапиро /"Црянввенив катодов математической статистики,..",1960/ показал,- что раалячия манду вмпнрвчес-жжн и эппроксиеирущим распределением статистически незвачжмн. КоэфСициевгы вариации сввада в кадмия ж почвах со всей территории за под е дви ка /та бх «5/ аналогична показателя» жарнабманоогж этих адеиевтов ва отдельных площадках. Doaiouj ати пжопадкя нож-во рекомендовать джя хибора ва терряторгиСкхотэ-Атаяского вепо-вадвжва участков црж мониторинге содержания сзиноа ж кадмия ж почвах ваповедяика. '. ■

Таблица S. Статистические поваватегж «одержали свинца я ■ дадажя в верхних горизонтах почв Охота- ■ -Лайкового заповедника /яо всей территории/.

• " * " т • лг

почви :п -s-i

i.- i - - - i - - i 1 - - _ -

Fp 17 0,85 0,90 19,6 8,6 18 0,86 0,99 0,10 26

5р"г Ю 0,78 0,8S 16,8 4,5 27 Oi98 0,45 0,09 »

ПБ 10 0,79 0,75 13,6 2,5 18 1,49 0,28 0,06 21

ПО^/Д/ .10 0,78 0,96 9,5 3,0 32 ' 1,03 0,24 0,06 25 •

АД+А04 Í0 0,78 Ó,94 35,3 9,1 2G 0,91 0,85 0,42 4Э

^aPToçxeiro содержания стжнпа ж раджи я в верхних горизонтах дочв заповедника. Дан состажхавия вертссхам ъ »аситаСе1:ЭООООО

были проаиадмвкровгвы, нробн верхних горжгоятов почв, оредотав--аявдах.освоение.«mi почв заповедник». Одевка средних проводи-хась о поповы» критериев фанера и Стьюдента. выделены стагпсти-Ческжаначииае/Р«0,95/ три группы почв по оодержанио кадмия и пп груди почв /Р«0,90/ по содержание свинца в верхних горивов-тахлочв/р«о,з,4/» Канйыаяьвов содериавие кадиев отмечено в почвах хыгавапво-гумусового почвообразования /осдбуры в подзолистые почвы/. Иакоимальвн» накоплением этого элемента в верхних горизонтах хзражтеразуются пойменные почвы. Промежуточное яояохе-ние между ниш занимав? почвы буроэеиного почвообразования - б;-рыегорво-деовы» почва и буроземы иддввкаibno-ryujcosue. По содержание свинца во? перечисленные группы почв заповедника отатяо-тичаплг различаются. Для проведения границ между контураей о различными вбдержаяхяии РЬ и Cd. были использовав» почвенная карта, составленная Р.Г.Грачевой я В*0 Ларгукьявсш /1Э53/,геовогичео-;ш корте почвообрэаувщях пород, состаленвая В.В.ветрвнлияовьл1 ' /1978/. \

Содержание inewx металлов в равдичвых типах почв заповеднике определяется специ4вксй почвообразовании, типом ландшафта, химическим составом почво&браеувцвх в горвкх пород я другими факторами* Эффективным сорбентом тяжелых металлов является ОВ. Поэтому более высокие авачения весовых долей изучаемых злеыеитов приурочени е почвам, обогащенным 03 - бурым горво-мсвым, дерно-во-буровелнын почвам, к ддв свинца, в идя кадим ыаксвмадыю обогвиеявшм явлытся почвы пойми»' Наименьшие концентрации свинца ж кадмия ошечевв ддв почв илдонадьво-гумуеового иочвообразо-; ваввя /подбуры ■ подвоетотые почвы/. Такое раепредевенив элементов > верхних горявонтах почв заповедника связано ве тодьио со . специфике* штообразмаввя, во * о геоморфологическим положением

Рисунок 3.

Картосхема содержания свинца я почвах Сяхотэ-Алинского государственного.заповедника: I - подзолы А1-Р*-гумусовыес содержали-еы свинца 7,8-11,2 мг/кг; 2 - яодбуры о содержанием свинца 11,815,4 мг/кг; 3 - буроземы типичные с содеряаяяем свинца 13,620,0 мг/кг; 4 - Сурозеш-иллпвиалъно-гумусовые с содержанием свинца 17,9-21,3 мг/кг; 5 - пойменные яочш с содержанием свинца 30,0-40,6 мг/кг. ";_'■■.

Рисунок 4»'. / .-'■■ '■.'■:■■'■'.■■"■.' .'

Картосхема содержания кадмия в почвах Сихо тэ-Алинского государственного заповедника; I - подзола А1-Ре-гуму соше и подОурн с содержанием кадмия 0,20-0,02 мг/кг; 2 - Оурозеш типичные и ил-лювлально-гумусовыв с содержанием кадшг 0,33-0,52 мг/кг;,3 -пойменные почвы с;содержанием кадмия 0,56-1,14 мг/кг..

■■/•-. . • ■.. - le , у.' • почв. QolHoucyo пачэы приурочены суоераиадьит лавдвафта* /вонв «KKjrujUQ»/» ПОЛбуры Ж ПОДЗОЛИСТЫ» ПОЧВЫ - К вд&виалвнш я трансэжпвиадьиш жандаафта* /sosa выноса элементов/. Почжн, гэражтервауочжеси ынжмальныи содержанием PÍ u Cd. /аодяоаы, подбуры/рвввитм, как правах о, напорогах о невысок*»содержанием этжх элементов ~дипарвты, туфопеачанжхи, кремнистые туфо-брвВЧВЖ. . ' " I - - . "•• '■,■■

Глава 7* фрвкцяовяи! состав «вицеV еадммж » почжах

Для определаяжн фракционного состава быж испольаовав метод жовнурируввдго компжежоооарааоваяия, теоретические основы которого былиразработанн В.И.Савичем /I960/. Этотметод дополняет существу саде, Принимаем*, что распоры гомплаксосбравоэвтакв! »н-Т6С1ИОТИ» ДОЧЖМ ТОПКО те ИОВЫ, ПРОЧНОСТЬ СВ28И которых о ВПК кеньае( чек применяемого лигвндз о даявыи новом. расчета ъ neip-вую очередь правомерны для обменных форы иоиож к ж опав, входив* в состав кошнежаох о ДОС. Условием вытеснении является: ;

ЪКТм

, где I8®* - вффевтжвяая xoHCTSBia yoroi-чивостн комплекса, ¿- - воя жиган да, М - жоя метаваа.

Для определенна фракционного coates* сжляца ■ кадмия » почвах снхотэ-Алнясхого наповедшва быливыбрав« следуодо жягаидн: ацетат /далее/4с/, тартрат /далее T¿trt/4 8IU. Эти лиганаы, »а исвзвчевнаи ЭЗГА» • присутствуй в дородных уоловжвх в почленно* ■ растворе. Все овя оОрэвуют о РЬ ■ СЛ. водорастворимы* комплексы» устойчивость которых равочавтсж в навискиосп от лигвжда к величины рП раотвора.

Для растворов лкгаядов величина рй устанавливалась равао! 4,5, тек как вто вяачеяие ввжжетоя примерао средины для годных

ре «вор os научаемых почв. Расчеты показали, что концентрация растворов лигавдов -0,01 Щ соотношение почва:раствор 1:10 дозволят пренебречь влинниеи ионной силы растворов в условиях эяс-периманта. Использовался метод последовательны! экстракция.

Расчеты показали^, что ори рН 4,5 в растворе ацетата кадмия преобладав? ионы Cd /Э3£/ в линь вазвачительвая доля элемента аавомплеисовэва.В растворе ацетата свавца преобладавшей формой являются монолигандвыа / РЫ~/ комплексу о ацетат-вовом /39%/ и свободные ионы. В растворе тартрата свинца преобладает комплекс Pf>L /Э6£/,в растворч гартрата кадмия такие высока доля хокп-. иевоа Ci о лигавдом /6ЕС»/. В растворах - ЭДГА и £Н- ЭДТА -среди комплексных соединении ври указанной реакция среды будут преобладать воиплевсоваты ÍPfiLj1*« [CdLj:

Для определезвя аффективных конотзвт устойчивости комплексных соединения » конкретных условиях опыта была рассчитаны соответствуете поправки! на аффект вротснировавия - а^, вовкурнрую-иуи реакцап образования комплексных кислот j'y /табл.G/.

Таблица 6. Константы устойчивости комплексов и изменение энергии Гвббса ври образовании комплексов Р£ / и Ci с лигандами Ао, Tkft , ОДГА.

У^ШШ^ШШуж -ШШж : :

Ас 8,5 2,0 0,45 0,19 8,24 1,74 11,27 2,39 Tirt ■ 4,7 г,7 0,49 0,23 4,44 2,44 в,05 3,35 ВША . .16,2 16,48 6,44 - 11,76 10,04 16,10: I3,W

. Возможность расчета ввергни гвббса явлвехся одним вз основных достоинств этого метода. Энергия Гвббса /&G/ является частным случаем хнмичвокого потенциала в относится в интенсивным ио-кавателнм подвижности, зная изменение энергии Гиббоа при вытесве-

нни отдельных фракций, мы мокем приблиаитедьнооцеиить анергети-•ческое состояние почвы*

^ракдиовный состав соединений свивда в кадмия ва ррвокатвоя-вых почвах. Количество овивца к кадмия,переходящее в выхнжхн ' Ас, , ЭША, быхо пропорпвовадьво ^ ХуОТ(>омлхексов аде-

манта о соответствующими жиган дама, Предполагается, что в вервие три последовательные вытяжки переходят обменные формы, соединений кадмия, ноторив евязвни в ПЕК весцецвфичесюг, воскольку Е» от#' ; комплексов с ФК и ГК гораздо выше, чем комплексов о Ао к . куст. комплексов свинца, о /»4,44/ мвньае комплексов

со специфически« почвенными лига вдави - <ЯС. Поэтому можно пред— положить, что в эту вытяжиу будут переходить «сменные форт соединений свинца, Б вытяжку Ас могут переходить, как сбненносорбв-ров энные формы соедивевиВ свинца, так и его комплексные соединения о ОВ, Куст, хоиолехсов О.-ЭДТА превышает ^ КуС1ф хомп-, пенсов Й-фк ва 4,5-5 порядков* Учитывая ваш предварительные расчет мота о свааать, что 0,01 Н ЭДГАвытесняет кадмий из ого комплексов о «К, так как эта комплексы водорастворима в эасперв-ментальных условиях, во фракционном состава соеднвенвй иа вадиий--катиоввых почвах преоблакам соединения, связанные о ППК более прочво. Доля рыхлосвяэзввых соединений экемента значительно м- ■ *е, во фракционном составе соединений свивая, я отлична от кадмия, воарастает доля рыхло- и средиясвязанных соединений /таба.7/.

фракпяоввн^ состав соединений свинаа я кадки в в почвах рихд-т^-Ддинскогр рдпове дойка. Кадмий очень подвикен в почвенном профиле. Практически полностью элемент переходит в раствор ЭЗГА /табл.8/. По сравнение о Р& больвая доля 01 переходит в вытяжки Ас и Т&гЬ. иехавиан специфического веобмевного погдовевин свойственен овинцу в большей степени, чем кадия». Для внжней

Tata*na it Фравцвовний состав ооедвнаввх Р£ /а/ я ÙL

в} ' /в/ в новохатжовиых почв»

' Почва •Сумма фракций I j 2~. 1 7 I j 3

ПБ AI " 20,3 0,8 8,9 6,6 32,5 12,9 63,6.

AB 9,6, 0,6 6,2 8,8 39,6 5,2 54.2

13,1 1,4 10,7 5.5 42.0 6,2 49,3

Брв AI 84,4. 5,0 8.7 0,9 2,6 30.5 88,7

■ • ЪГ - 6,7 ■ 1.2 18,0 0,4 6,0 5,1 76,0

во 10,2 0,3 7,8 3,9 88,3 5.5 54,0

По" AI 18,4 0,7 3,8 3,2 17,4 14,5 78,8

AS 16,8 • .0,9 5,4 5,7- 33,9 10,2 60,7

H 11,4 5,0 43,9 0,6 5,3 5,8 50,8

BjC 23,0 2,9 Z3,2 11,7 53,2 7,4 66,4

в/ .

Почва

j Сумма фракции

Сас^взоватвльвыв эл£т£экшнг ___A3___I >4гС -

I г 2 : гТ 2 : i; г

DB AI AB

■. вл

Bp"

и

BI ВС

По" II

кг

Bf

в^с.

15.2 И ,1

9,8 17,9 7,6 .6,5 ! 17,2 10,2 II.S

10.3

3,1 1.9 1,4 0,8 0,4 0,4 8,1 0.7 0,4 2,1

£0,4 17,1 15,0 4,5 5,3 6,3 18,0 6,9 3,5 20,4

0,9 1,3. 0,2

1.4 0,8

1.5 5,8 1,7 1.4 1,5.

5,9 И,2 2,1 7,8 10,6

23.1 83,0 16,7

12.2 14, в

и,г

. 7,9

7.7 15,7

6,4

4.6 8,3

7.8

9.7 6.7

73,7 71,2 82,9 87,7

74.2 70,7 49,0 76,4

84.3 65,0

При ив чан» ei X « содерхавие элементов ъ иг «экв/ЮО г почъы; . 2 - содержание элементов в Jt извлечения от ■ . ' ojMMu фравцд«. ■ . .

í» -

Таблица в.фракциошша состав соегоневиa P¿ /а/ и Cd /б/ а/ в почвах СМюгэ-Авинского заповедника

* i™ "j:.í¿ *f-- _ - _ ïlllil ï 7 2 J X I'jG'T J_ í

ПБ AI 0,5 4,5 0,5 4,5 0,6 5,3 2,4 21,7 II,I 4,0 Se,О

AB 0,7 5,3 0,8 6,0 1,0 7,5 2,7 20,3 13,3 5,2 ЗЭ,1.

Bn 0,3 2,1 0,4 2,8 0*6 4,3 8,5 24,8 14,1 4,8 34,0

Bp" AI 1,5 8,1 2,7 14,в 1,8 7,0 4,7 25,5 18,5 Ю,2 55,1

BI 1,4 S,7 1,1 7,6 1,3 9,0 1,0 7,0 14,4 4,8 33,-3

ВС 0,8 5,80,4 2,9 0,5 8,5 3,9 28,4 13,7 5,5 40,7

ВО"А1 1,6 14,5 0,5 4,5 1,2 10,9 4,1 37,3 И,О 7,4 67,8

А2 1,0 7,1 0,4 2,9 0.3 2,2 1,0 7,2 14,0 2,7 19,3

Вд 0,5 3,1 0,6 3,70,2 1,4 1,9 11,8 16,1 3,2 20,0

В(С 0,7 5,1 0,8 5,8 0,2 1,5 2,t 15,8 13,7 3,8 27,7

' й/ ' ■'■■■ :.'. " ■ ' .".' '■'.'■ "■ ■ V'.-..

V «у ччи? у "

_ _ - ГЛ Íi~S f l _I_r î

ОБ AI 0,008 8,0 0,06 18,8 0,02 6,3 0,23 71,S 0,32 0,82 Ю0

AB 0,032 6,0 0,06 12,0 6,06 32,0 0,25 50,0 0,3) 0,50 100

В m, 0,014 3,9 0,03.11,5 0,04 14,4 0,18 69,2 0,26 0,26 100

£PK AI 0,003 2,8 0,13 40,6 0,03 8,1 0,16 48,S 0,33 0,33 100

BI 0,002 1,3 0,04 26,7 0,05 32,0 0,06 40,0 0,16 0,15 100 .

ВС 0,011 5,5 0,02 10,0 0,06 33,0 0,Ю 51,5 0,20 0,20 100

ПоирА1 0,017 5,7 0,05 17,7 0,13 43,3 0,10 33,3 0,80 0,30 100

.12 0,002 1,2 0,04 23,5 0,03 17,6 0,10 58,8 0,17 0,17 ЮО

Bí, 0,010 2,5 0,09 21,9 0,03 7,3 0,28 68,8 0,41 0,41 ЮО BJC 0,010 2,2 0,07 15,6 0,14 31,1 0,23 51,1 0,45 0,45; 100

Прнкечави«: I - содержакие эгеиевтов в нг/кг}

2 ~ оoieржание элементов в % oí нх валового содержания в почве.

■ ■ - 21 - . чзо» профиля изучавпых почв характерно аввумудяция полуторных

окиолов Fe и AI, которые связывает кадмий, в отличив от свинца, непрочно. Поэтому высокое содаржание кедмгв для этих горизонтов отмечается в вытяжках Ао, Tart . Каковмая&ноа содержание яадмия навидается в вытякка ЭШ. Увеличение ЭДГА - вытесняемого свинца происходило в виде "скачка". Для казыня увеличение его содер-

■ жания в »той вытякке со сравнению о экстракциями другими комплвк , сообрэзователяин выражено не таи резко, указанные закономерности

укаэававт на наличие в ПШС нескольких адсорбционных центров для овивца и кадмия, различающихся по энергии связи о элементом, кон но условно разделить их на два группы: I - соединения,,сила свя-8Н которых М. -L слабее» чем . М -почва /Ао, T^t /j 2 - ооеднне-пио, сила связи которых М выже, чем N -почва /ЭДГА/.

Увеличение содержания Р£ в горизонтах ВС м в^С бурозема и подзола альфегуиусового соответственно можно объяснить звачктедь sua растворяющим действием ЭДГА на многие тру двора с тв ори tree соединения свинцо за счет конкурирующей реакции вомплексообразевания.' 0,01 II ЭДГА значительно повывает растворимость я дахе пол-иоотьв раотворяет такие труднорастворииые соединения Р£ V как борзт,варСоиат, Сровид, окоадат, хромат, фторид, водад, сульфат гвдроксид, судьфяд* '

. Выводы ...

I* Содержание озжнца я кадмия в горных и почв о обра ау»них породах Сихотэ-Алинокого заповедника зависит-от вироко Представленного полиметаллического рудопроявденвя в региона* Для всех

■ пород регионе характерны высокие коэффициенты концентрации кадмии. Процессы дифференциации я обособления рудного вещества обусдолдивастдвление пород региона на дав группы по содержание

/ - гг -

в них свинца: диориты, крепни стыв туфв, порфира/!^ больие 1,5/; в липаритах, кремвистих туфобренчинх, туфопесчаниках содержание свинца близко к среднему.

2. Процессы выветривания и почвообразования приводят к снижениюи выравнивании содервавия свинца ж кадмия в почвах, развитых на равных по петрохимическопу составу породах. Содержание овиида и кадмия почти во всех почвах заповедника является повышенным и составляет: для РБ - от 9,7 до 43,5 мг/кт; для (Н <-

- от 0,14 до 1,38 мг/вг. Показателя варьирования содержании 91 и СсС а почвах по всев территории заповедника аналогичны показателям вариабельности ва отдельных площадках, рекомендованных ~ для мониторинга в заповеднике.

3. Свинец х кадмий имеют, хан правило, аналогичный характер распределения в почвенном профиле. в почвах Суроземного почвообразования преобладает аккумулятивный тип распределении свинца и кадмия, содержание элементов в почвенном пробеле меняется свмбат-во со да ржа вис Сорр<, воторое бистро уменьшается о глубиной. Обогащен но сть среднеН части.профиля буроземов свободными окислами железа и вхом обеспечивает во резвое, а Солее равномерное сниие-

* вне содержания Р6 и й о глубиной. В почвах элювивльно-иллпви-ельеого почвообразования возрастает значение С0рГ> > полуторных окислов'век факторов, влияющих на распределение РЬ иСф в почвенном профиле, в этих почвах преобладает эдовиальво-илявмадь-ный тип распредежения элементов. ■■.■..

4. ЕВолая и слебовислая среда, окислительная обстановка, большое количество втиооферных осадков ж промывной реши, близкое залегание скальных пород, обусловливает миграцию свинца к кадмия в природных ландаафтах Сахотз-Алинокого заповедника с поверхностным от окон я ввутрипочвенными водами к местной депрессии.

• / -' . ■ - 23 -

В .почввнво-гаохммичвсхих потоках прослеживается накопление этих элементов не только s авкуity з я тн в вых, во в б трансэжявиальных я _ трапсаккуиулятивных ландшафтах.' -

5. На территории йхотэ-Адивского эапове диивэ ъадеванн ста-тястичеоки различные группы почв, дифференцированные по с оперта-нив Pi м Ci в верхних горизонтах почв, ва основании чего сос-. теадеяы жартосхеинэтих элементов.

6* Предложена си а тепа последовательных экстракций для опре-' -двдбввя фравчвоввого состава соединений ж почвах ва ос-

яова жатода конкурирующего компдексообразованжя: вода - ацетат /тартрат/ - тортрат/ацетат/ - эДХА.

- 7. Предложенная систеиа последовательных экстракций.хараи-«ариэует основные мобйдьвве формы соединений свинца и кадмия, раэличавкнеся попрочности связи а пшс. Можно условно разделять жх на дав грутш: I - соединения, сива связи которых металл-ля-гавд слабее, чемыатадд-почва /ацетат, тартрат/; а - соединена я, ;. сила связи которых метадж-лягаяд жыае, чем метвля-почва /ЗЛА/* 8* Кадмий очень подвижен в профиле изучаемых почв,ддя сзинца в больва! степени свойственен механизм специфического'необменного вогдолевая. Геохимическим барьером для «того элемента явлжшоя горизонты почв, обогащенные гидроксядамж h я M . Кадмжй, в отличав от свввца, обраayef о навваннимж гждроксвданн рыхдосввзанныа формы соедижежий я может удаляться о жх поверхности яриродвнмиЕомплвксообравоветежямм., .

, Научно-«атодячеокие рекомендация

, I. Данные фонового содержания свинца в-кадкяя ж почвах Сихо-тэ-Алииового заповедника, картосхемы содержании атих элементов в ■ верхних горизонтах почж предлагается использоватьдля прогноза

иоведе&ив свив да и кадмия в почва, оцеики возможности глсбахьво-го аагрязненая почв заповедника я эвачкмого яревваения содержания ©генавros в аналогичных почвах при их локальном загрязяевия.

2. Предложенная система последовательных экстракций для определенна фракционного соотава соединений свив па в кадшш ва основе методе конкурирующего крмнлекеообразования пожат быть использована дли научении группового состава соединенно элементов ' s почвах, . ■

Материала дисоертапви опубликованы л работах:

I. Подвижные формы кадмив в почвах я потребление элемента растениями. - вестник коек. ув-та, Серия 17, Почвоведение, I9S4, * 2, С.24-27. -.

2* К бвoreоцевотической характеристике буроземов в Сихотэ--Аливском звповедшюе /соавт. А.П.У*енкова, НЛКЩвгодьнова, Е.А.Сиарнова, И.б .Громыко/. - Тезисы дохл, УШ съезда ВОН, Таи- ' кент, 1985, том I, о.200.

3. 1£янроэ»ементы в системах °рзст9вив-вочш"э Сихотэ-Адив-ском заповеднике /соавт, Н.Г.Зарин, Г,В.Котузова, А.П.Утенксэа, В.А.Карпове/. - Тезисы донд, юбилейной сессия, посвященной 50--летио Сихотз-Ахииекого биосферного заповедника, Владивосток; Приморское научно-техническое общество, isas, 0.S4-67.

4. Содержание свинце в кадмия в сочэах и породах Сихотэ--Ам некого заповедника / сооьт J ,3ырин, Г.В.Иотувова, Г .А. Соловьев/. - Биологические науки, Д968, fe

" 5. Закономерности содержании в респределевин свинца и кадмия в почвех и породах смхотз-Длвнского биосферного заповедника. Труды конференции молодых ученых факультета почвоведения ИГУ, Москва, I9B5. Рукопись деп. в ВИНИТИ.

Г1и.СНИГ*НМ fe -'J - J.

Пр.. Ж. / •у' _THIHHÍ fC ■ t > iOt< ь^члдгча,

|*№<Г|Р:|фм, M jH. ^ I* Ч М iLpe. tlII"». 11.