Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области

Жидеева, Валентина Анатольевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области"

На правах рукописи

РГВ ОЛ

1 3 ЛЕН

Жидеева Валентина Анатольевна

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ПОЧВ САДОВЫХ АГРОЦЕНОЗОВ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ

Специальность 03.00.27 - почвоведение

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата биологических наук

Воронеж - 2000

Работа выполнена в лаборатории геоинформационных систем и агроэкологи-ческого мониторинга Всероссийского научно-исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

академик РАСХН

доктор биологических наук, профессор, Щербаков А.П. кандидат биологических наук Васенёв И.И.

доктор сельскохозяйственных наук Карпинец Т.В.

кандидат биолопгческих наук Джувеликян Х.А.

Курская государственная сельскохозяйственная академия им. проф. И.И. Иванова

Защита состоится 20 декабря 2000 г. в 13.30 на заседании диссертационного совета Д 063.48.09 при Воронежском государственном университете по адресу: 394693, г.Воронеж, Университетская площадь, д.1, биолого-почвенный факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГУ.

Автореферат разослан /V- ^О^С^О-,

Учёный секретарь диссертационного совета ^Брехова Л.

И.

Г/ЛГ-МЗ;^ О

о^Г.О

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность. Загрязнение почв тяжёлыми металлами (ТМ) является одним из наиболее опасных видов деградации почв и создаёт серьёзные экологические проблемы при активном сельскохозяйственном использовании земель. В то время как масштабы техногенной эмиссии ТМ в природную среду постоянно возрастают, последствия загрязнения ими почв, по-прежнему, трудно устранимы.

Успешное решение многих теоретических, методических и практических проблем детоксикации загрязнённых почв невозможно без знания региональных и локальных закономерностей пространственного варьирования ТМ в почвах агро-техногенных ландшафтов, провинциально-генетических особенностей формирования устойчивости почв к техногенным воздействиям, основных закономерностей и механизмов взаимодействия металлов с разными компонентами почв, трансформации образующихся соединений, их миграции в сопредельные среды. Цели и задачи исследований. Цель настоящей работы - установление закономерностей пространственного варьирования тяжёлых металлов в почвах садовых агроценозов Курской области, наиболее подверженных техногенному загрязнению, и изучение основных факторов, оказывающих влияние на миграционную способность тяжёлых металлов в этих почвах. Задачи исследований:

1. Изучение фонового содержания ТМ в целинных чернозёмах Курской области.

2. Выявление детальной картины диффузного загрязнения тяжёлыми металлами почвенного покрова садовых участков, в результате многолетнего применения фунгицидов, на примере плодосовхозов Курской области.

3. Выявление детальной картины загрязнения тяжёлыми металлами почвенного покрова садовых участков в зоне действия локального источника выбросов на примере курского завода «Аккумулятор».

4. Изучение уровня подвижности тяжёлых металлов в загрязнённых почвах и основных факторов, влияющих на их подвижность.

5. Изучение особенностей фракционного состава ТМ в почвах с разным уровнем техногенного загрязнения и анализ влияния базовых почвенных свойств на относительное содержание основных фракций металлов.

6. Анализ и сопоставление уровня загрязнения растительной продукции с уровнем загрязнения почв валовой и подвижной формами металлов.

Научная новизна. В работе впервые для Курской области изучены особенности пространственного варьирования тяжёлых металлов в почвах представительных садовых агроценозов, наиболее подверженных техногенному воздействию. На широком статистическом материале проанализировано влияние уровня загрязнения тёмно-серых лесных почв и чернозёмов на подвижность ТМ. На основе детального исследования фракционного состава ТМ в почвах с разным уровнем техногенного загрязнения и базовых характеристик ППК проведён анализ влияния рН, гумуса и валового содержания ТМ на их фракционное распределение. Практическая ценность работы. В ходе выполнения работы были установлены фоновые содержания тяжёлых металлов в чернозёмах и серых лесных почвах Курской области. Они используются при оценке уровней техногенного загрязнения почв ТМ в Курской области. Полученные данные по загрязнению почв садовых агроценозов 8 плодосовхозов Курской области и садовых товариществ в микрорайоне курского завода «Аккумулятор» тяжёлыми металлами используются областным и городским комитетами экологии для принятия управленческих решений по срокам и объёмам мероприятий по устранению загрязнения почв. Апробация работы. Основные положения и материалы диссертационной работы были представлены на Докучаевских чтениях «Почва. Экология. Общество» (Санкт-Петербург, 1999), на П1 международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения» (Белгород, 1999), на III съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль,2000), Объединённом конгрессе по агроэкологии почв Почвенных обществ Германии и США (Оснабрук, 2000), Ежегодном съезде общества почвоведов США (Лэйк-Сити, 1999) и доложены на научных конференциях «Охрана и

• •

рациональное использование растительных ресурсов Курской области» (Курск, 1999), <(Медико-экологические информационные технологии» (Курск, 1999). Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 работ. Место и время выполнення работы. Настоящая работа выполнена в аналитической лаборатории Государственного комитета по охране окружающей среды Курской области и в лаборатории геоинформационных систем и агроэкологического мониторинга Всероссийского научно-исследовательского института земледелия и защиты почв от эрозии в 1994-2000 гг.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, б глав, заключения, выводов и 4 приложений. Она изложена на 156 страницах, иллюстрирована 45 таблицами и 5 рисунками. Библиографический список включает 127 источников, из которых 35 иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ (СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ)

Основными источниками поступления тяжёлых металлов в почвы обычно являются : а) карьеры и шахты при добыче полиметаллических руд; б) металлургические предприятия, их использующие; в) электростанции, сжигающие уголь с повышенным содержанием металлов; г) выбросы автотранспорта; в) удобрения и химические средства защиты сельскохозяйственных культур от вредителей и болезней. Наиболее ярко техногенное воздействие на почвы проявляется на локальном уровне, вблизи конкретных объектов. (Алексеев Ю.В.,1987; Большаков В.А., 1993; Глазовская М.А., 1988; Добровольский В.В., 1983; Н.Г.Зырин, 1980; Иванова A.C., 1987; Ильин В.Б., 1991; Минеев В.Г., 1990; Обухов А.И., 1989; Л.К.Садовникова, 1980; Alloway В., 1990; McBride М.В., 1994; и др.).

Для оценки степени загрязнения различных типов почв тяжёлыми металлами в конкретных регионах необходимо изучение содержания металлов в незагрязнённых (фоновых) почвах (Ильин В.Б., 1991 и др.). Необходимость проведения мелиоративных детоксикационных мероприятий на загрязнённых тяжёлыми металлами территориях часто определяется содержанием в почве подвижных (мобильных или доступных растениям) форм ТМ, извлекаемых различными экст-

рагентами (Овчаренко М.М., 1997). Для мониторинга и создания геохимической классификации почв по степени их техногенной деградации необходимы систематические натурные и экспериментальные исследования различных форм нахождения ТМ в подвергшихся техногенному воздействию почвах (Глазовская, 1994).

На территории Курской области почвы испытывают воздействие всех вышеперечисленных источников загрязнения ТМ. Наибольшую опасность представляет загрязнение почв, находящихся в сельскохозяйственном использовании. В различных районах области расположены 11 плодосовхозов, почвы которых загрязнены ТМ в результате интенсивного применения медь- и цинксодержащих фунгицидов. Большинство садовых товариществ, находящихся в черте г.Курска, отличаются повышенным содержанием ТМ в почве. Всё вышеперечисленное обусловливает высокую актуальность комплексных исследований по выявлению детальной картины загрязнения ТМ, подвижности и особенностей фракционного состава ТМ в наиболее подверженных техногенному воздействию почвах.

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Основные исследования проводились на участках серых лесных почв и чернозёмов Курской области, загрязнённых тяжёлыми металлами в результате длительного применения фунгицидов (диффузное загрязнение) или воздействия стационарных источников выбросов металлургического предприятия (загрязнение от локального источника выбросов).

В качестве объектов диффузного загрязнения почв ТМ были выбраны 8 плодосовхозов, расположенные в Курском, Льговском, Обоянском, Щигровском, Советском, Беловском, Кореневском районах. Основная часть садов в этих хозяйствах была заложена в 1956-67 г.г. и в течение многих лет регулярно обрабатывалась Си- и 2п-содержащими фунгицидами. Так, в плодосовхозе «Мичуринец», среднемноголетняя доза применения Си-содержащих фунгицидов составляла 3050 кг/га, и в почвенный покров здесь ежегодно поступало около 8-10 кг/га Си.

Полевые исследования проводились в 1994-98 г. Были обследованы серые и тёмно-серые лесные почвы, выщелоченные и типичные чернозёмы обшей площадью 6100 га. Во всех хозяйствах отбирались усреднённые образцы из пахотного

горизонта по диагонали каждого садового квартала. Более подробные исследования были проведены в наиболее загрязнённом плодосовхозе «Мичуринец». Здесь в 17 точках были отобраны пробы по профилю почвы - 20-сантиметропыми слоями на глубину до 1 м. В 6 кварталах этого хозяйства одновременно с отбором почв по диагонали отбирались усредненные образцы яблок.

В качестве объектов загрязнения почв от локального источника выбросов были выбраны три дачных садовых товариществ ("Весна-1". "Весна-2" и "Весна-3") общей площадью 23 га, расположенные в непосредственной близости (на расстоянии от 200 до 1300 м) от курского завода «Аккумулятор». Выпуск свинцовых аккумуляторов на этом заводе был начат в 1952 году. До 1981 г.г. на нем было переработано около 875 тыс. т свинца, из которых примерно 3600 т поступило в атмосферу вместе с выбросами. По нашим оценкам, всего за время существования завода в атмосферу поступило около 4100 т РЬ, 1200 т Ni, 300 т Cd.

Летом 1999 года на территории этих садовых товариществ в 48 точках отобраны смешанные поверхностные образцы с глубины 0-30 см. Наряду с этим, в 5 точках 30-сантиметровыми слоями были отобраны профильные образцы почв до 120 см, в 6 точках - до 90 см, и в 16 точках - до 60 см. В качестве растительной продукции были отобраны и проанализированы корнеплоды моркови и свеклы, которые отличаются средней устойчивостью к загрязнению ТМ.

Для оценки фонового содержания тяжёлых металлов в чернозёмах Курской области были отобраны образцы поверхностного (0 - 20 см) горизонта типичных, выщелоченных чернозёмов и лугово-чернозёмных почв в ЦентральноЧернозёмном государственном биосферном заповеднике им. В.В.Алёхина в 1994 г. Кроме того, были проанализированы образцы лугово-чернозёмных почв, отобранные в 1999 г. из разреза на глубину 1 м в днище центральной части Барыби-на лога Казацкой степи этого заповедника.

Во всех образцах определялись валовая и подвижная формы исследуемых металлов (Cu, Pb, Ni, Cd, Zn) атомно-абсорбционным методом и базовые характеристики почвенного поглощающего комплекса: содержание гумуса, рН со-

левой и водной вытяжек, содержание обменных форм Са и М§. В растительных образцах было проанализировано валовое содержание исследуемых металлов.

Для выделения различных фракций металлов в почве нами был применён метод последовательного фракционирования Спозито (Брс^ко еХ а1., 1982). При фракционировании меди и цинка из почв, загрязнённых фунгицидами, выделялись обменная, водорастворимая, органическая, карбонатная и остаточная фракции. При фракционировании свинца, никеля, кадмия и цинка из почв, загрязнённых выбросами аккумуляторного завода, к этому набору фракций была добавлена оксидная фракция, извлекаемая по методике Пампура с авт. (Пампура и др., 1993).

3. ФОНОВОЕ СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ Для оценки фонового содержания ТМ в чернозёмных почвах были использованы пробы почв заповедника в 25 км южнее г. Курска. За фоновое содержание тяжёлых металлов в тёмно-серых лесных почвах было принято их содержание в почвах молодых садов, заложенных за 5-7 лет до исследования.

Таблица 1 . Содержание ТМ в почвах некосимого клина Стрелецкой и Казацкой степей Центрально-Чернозёмного государственного биосферного заповедника им. В.В.Алёхина (горизонт 0-20 см), мг/кг.

Почва п РЬ Сй N1 Си Ък

М а М ст М а М с М с

Выщелоченные и типичные чернозёмы на водоразделе 8 8,9 1,6 0,09 0,03 21,6 1,7 10,5 1,3 28,5|70,(5 |

Выщелоченные и типичные чернозёмы на склоне оврага 6 9,0 1,1 0,09 0.05 22,5 1.2 10,8 0,8 27,7,73,7

Лугово-чернозёмные почвы на дне балки 7 10,1 1,2 0,17 0,20 22,7 2,9 12,5 1,2 35,0/7,0

Кларк по А.П.Виноградову 10 0,5 20 50

В выщелоченных и типичных чернозёмах заповедника содержится в среднем 9 мг/кг РЬ, 0,1 мг/кг Сё, 22 мг/кг N1, 11 мг/кг Си, 28 мг/кг Ъп. В лугово-чернозёмных почвах содержание ТМ несколько выше (табл. 1). В тёмно-серой лесной почве содержится 11 мг/кг Си и 33 мг/кг Ъп - столько же, сколько и в чернозёмных почвах заповедника. Фоновое содержание всех проанализированных ТМ ниже или равно кларку по А.П.Виноградову [Виноградов, 1953].

Вертикальная дифференциация ТМ в фоновых почвах исследовалось на примере лугово-чернозёмных почв. Для всех исследованных ТМ наблюдалось примерно равномерное их распределение по всему профилю.

4. ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЕДЬЮ И ЦИНКОМ ПОЧВ ЯБЛОНЕВЫХ САДОВ КУРСКОЙ ОБЛАСТИ.

4.1. Краткая характеристика почвенного покрова.

Почвенный покров участков исследования представлен серыми и тёмно-серыми лесными почвами, выщелоченными и типичными чернозёмами. Серые и тёмно-серые лесные почвы характеризуются, в основном, легко- и среднесугли-нистым гранулометрическим составом, слабо- и среднекислой реакцией почвенной среды (рН 4,6-5,6) и средним и низким содержанием гумуса (3,0-5,3 %). Выщелоченные и типичные чернозёмы - среднесуглинистым гранулометрическим составом, слабокислой и близкой к нейтральной реакцией почвенной среды (рН 5,0-6,0), средним и высоким содержанием гумуса (4,2-6,3 %). Для обследованных почв характерно широкое варьирование базовых характеристик ППК, что позволило провести анализ их влияния на подвижность и фракционный состав ТМ.

4.2. Содержание валовых форм меди и цинка.

Проведённое исследование показало, что среднее содержание Си в почвах яблоневых садов 30-40-летнего возраста в большинстве обследованных хозяйств превышает фоновые значения в 2,5 - 4 раза (табл. 2). Среднее содержание меди в тёмно-серых лесных почвах плодосовхоза «Мичуринец» под садами 30-38-летнего возраста в 7,5 раз выше, чем в садах, заложенных 5-6 лет назад, и в 1.2 раза превышает ПДК по Си для данного класса почв. В выщелоченных чернозёмах плодосовхоза «Садовод» среднее содержание агротехногенной меди в 6,8 раза выше фонового содержания в почвах заповедника и составляет 1.1 ПДК.

Содержание агротехногенной Си характеризуются сильным пространственным варьированием в пределах одного хозяйства, особенно в наиболее загрязнённых плодосовхозах. В «Мичуринце» максимальная величина Сивф выше минимальной в 7 раз. При этом в 10 % проб наблюдаются превышения ПДК в 2-3 раза.

Содержание 2п в почвах исследованных садов не превысило 0,4 ПДК, хотя наблюдается незначительное увеличение его содержания в почвах старых садов по сравнению с молодыми.

Таблица 2. Содержание валовых форм меди (Сивф), цинка (гпвф) и подвижной формы меди (Сипф) в почвах плодосовхозов Курской области (0-20 см), мг/кг.

Плодо-совхоз Почва Год закладки сада п Сивф ZnDф Си„ф Корреляция между СиВ(Ь и Сипф

М а М сг М а

Беловский л2 1956-64 42 40,04 14,8 35,4 6,5 1Д 0,64 0,87

1982-89 13 24,6 11,2 36,4 5,8 0,5 0,25

Сафоновский л2 1956-63 43 48,9 11,3 38,2 16,5 1,8 0,8 0,75

1985-92 6 22,5 8,34 29 2,1 0,4 0,1

Мичуринец С3 1959-62 52 82,3 38,6 43,2 8,0 7,54 5,7 0,89

1991-92 6 11 1,41 33,2 2,1 0,18 0,04

Садовод ч3 1961-63 64 72,5 31,0 43,1 14,4 2,6 2,2 0,69

л2 23 36,3 22,1

Вишнёвое чв 43 39,3 18,5 41,8 6,5 0,57 0,78 0,85

Озерки чв 24 29,3 14,6 35,4 2,8 0,35 0,18 0,90

Садовое ч1 29 45,6 33,5 54,3 19,8 1,1 0,8 0,5

Льговский чт 1960-67 45 32,1 10,6 29,3 3,3 0,88 0,45 0,86

1976-78 3 28 8,2 29,3 3,2 0,67 0,4

1984-85 2 10,5 0,7 26 1,41 0,45 0,07

чв 1966-67 6 27,3 5,12 28,7 1,63 0,63 0,20 0,82

4.3. Распределение валовых и подвижных форм меди по профилю почв Основная зона накопления агротехногенной меди в исследованных почвах ограничивается пахотным и подпахотным горизонтами (рис. 1). Как и следовало ожидать, большая часть меди аккумулируется в верхнем горизонте почвы: значение коэффициента аккумуляции (КА) = 5.2 - 6.5. С глубиной накопление меди резко снижается, но на глубине 20-40 см оно еще отчетливо выражено (КА =1.6-1.9). В слое 40-60 см содержание меди мало отличается от почвообразующей породы (КА=1.05-1.17), и за максимальную глубину вертикального перераспределения меди можно принять 60 см. Нижняя часть почвенного профиля (60-100 см) характеризуется стабильно низким содержанием меди и может быть признана в качестве контроля для оценки степени загрязнения верхних горизонтов.

Рис. 1. Профильное распределение меди в тёмно-серых лесных почвах: А -Сивф в ряду, Б - СиВфВ междурядье, В - Сипф в междурядье.

4.4. Содержание меди в подвижной форме и в растительных образцах

В почвах большинства обследованных хозяйств среднее содержание Си в подвижной форме выше её фоновых значений в 2-9 раз, а в наиболее загрязнённом плодосовхозе «Мичуринец» - даже в 40 раз (табл. 2). В этом хозяйстве среднее содержание Си в подвижной форме составляет 2.5 ПДК, а в 10 % отобранных проб величина ПДК превышается в 6-8 раз.

Ещё более сильно, по сравнению с валовой формой, варьирует уровень загрязнения почв подвижной медью в пределах одного хозяйства: так, максимальное значение величины СиПф в плодосовхозе «Мичуринец» больше минимального в 24 раза. Важно отметить повышенную буферную способность к загрязнению медью у чернозёмов. Так, выщелоченные чернозёмы плодосовхоза «Садовод» мало отличаются от тёмно-серых лесных почв плодосовхоза «Мичуринец» по валовом}' содержанию меди, и имеют, в среднем, трехкратное снижение в содержании ее подвижной формы. Распределение Сипф по профилю тёмно-серых почв аналогично распределению валовой формы (рис. 2).

Содержание меди в яблоках из загрязнённых кварталов плодосовхоза «Мичуринец» не превышает 1-2 мг/кг (табл. 3), что значительно токе установленной ПДК (10 мг/кг). Тем не менее, следует отметить чёткую тенденцию к увеличению содержания меди в плодах при повышении содержания валовой меди в почве, что

подтверждается натичием значимой положительной корреляционной связи между

ними (11=0.64). Корреляция между содержанием подвижной формой меди в почве и содержанием меди в яблоках значительно ниже (11=0.41).

Таблица 3. Содержание меди в яблоках и листьях

№ пробы почвы Си„ф Си„ф Содержание Си в яблоках, мг/кг сух.веса Содержание Си в листьях, мг/кг сух.веса

М о М с

1 15 0,2 1,1 0,25 10,9 0,53

2 33 1,2 1,4 0,11 12,4 0,21

3 37 1,1 1,4 0,15

8 54 зд 1,8 0,35 12,3 2,5

10 58 4,5 1,2 0,33 28,3 0,45

60 60 3,5 1,8 0,17 3,8 0,21

4.5. Влияние гумуса и валового содержания меди на её подвижность.

Проведённые исследования выявили высокую корреляцию между валовой и подвижной формами Си для всех типов исследованных почв (см. табл. 2). В тёмно-серых лесных почвах, в отличие от чернозёмов, при увеличении степени загрязнения значительно повышается относительная подвижность Си (табл. 4).

Таблица 4. Содержание валовой и подвижной форм Си в почвах с разным уровнем загрязнения (на примере 3-х представительных хозяйств), мг/кг.

Тип почвы, хозяйство Сивф> диапазон содержания п Си„ф, среднее содержание Си„ф, % от СиВф

М о М ст

Серые лесные, 10-15 3 12,7 2,5 2,2 0,75

«Сафоновский» 24-50 31 41,2 7,1 3,1 1,63

52-72 16 60,2 2,4 4,0 0,92

Тёмно-серые 9-13 6 11 1.41 1.7 0.44

лесные, «Мичу- 20-50 20 41.2 6.6 4.7 2.2

ринец» 50-70 28 59.7 6.8 7.3 2.3

70-100 24 82.3 9.8 8.0 2.9

100-150 23 117 13.7 10.3 3.4

150-210 6 179 20.4 11.3 3.1

Чернозёмы вы- 20-50 18 43.4 7.4 2.95 1.54

щелоченные, 50-70 16 59.4 4.44 3.48 2.22

«Садовод» 70-100 21 82.8 8.01 3.3 1.95

100-185 9 129.9 32.3 4.7 2.33

Так, если в незагрязнённых тёмно-серых лесных почвах, с содержанием Сивф 9-13 мг/кг, в подвижной форме находится около 2 % всего содержания Си, то в почвах с содержанием СиВф 100-200 мг/кг - уже около 10 %. Это необходимо учитывать при прогнозировании скорости накопления подвижных форм агротех-ногенной Си в садах с различным почвенным покровом.

Исследование корреляций между СиПф и содержанием гумуса проводили в выборках образцов с узким диапазоном варьирования СиВф. При этом была обнаружена значимая корреляция между СиПф и содержанием гумуса: Я = - 0,71. Это также имеет важное методическое значение, подтверждая значительную роль органического вещества в снижении уровня подвижности агрогенной Си в почве.

5. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЯЖЁЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ПОЧВ САДОВЫХ УЧАСТКОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ВЫБРОСОВ ЗАВОДА «АККУМУЛЯТОР»

5.¡.Общаяхарактеристика участков исследования

В почвенном покрове всех обследованных дачных участков абсолютно доминируют лугово-черноземные почвы, характеризующиеся, в основном, средне-суглинистым гранулометрическим составом, нейтральной реакцией почвенной среды и необычным для почв интенсивного использования средним, повышенным и даже высоким содержанием гумуса. Многие почвы обследованных участков глубоко прогумусированы и отличаются повышенными значениями ёмкости поглощающего комплекса (табл. 5).

5.2 Валовое содержание металлов

Валовое содержание ТМ в почвенном покрове обследованных садовых участков характеризуется очень высокой пространственной вариабельностью: содержание РЬ в пахотном горизонте почв варьирует в пределах от 28 до 339 мг/кг, № - от 24 до 192 мг/кг, СА - от 0.84 до 4.84 мг/кг, Тп - от 28 до 239 мг/кг (табл. 6).

Наибольшим загрязнением выделяются почвы садового товарищества «Весна-2», которое расположено ближе других к заводу. Если общее усредненное загрязнение верхнего горизонта почв двух других товариществ «Весны-1,-3» можно описать формулой РЬ5 Сс13 М2 Zn2, то в случае «Весны-2» индексы в формуле возрастают в несколько раз: РЬп Сс15 N15 7_гч. Индексы в этих формулах рав-

ны значению коэффициента концентрации К„ определяемого по отношению содержания металла в почве к его фоновому содержанию.

Таблица 5 . Краткая характеристика почв участков исследования.

Горизонт1 и рН Гумус, % Са + М«, мг/зкв на 100 г почвы Нг

м о М | о м а М о

«Весна-2» (10,3 га, расстояние от завода - 200-500 м)

А1п 21 7,06 0,28 6,22 0,66 31,4 4,75 0,93 0,38

А1 12 7,03 0,39 5,85 0,84 29,68 4,85 1,05 0,66

АВ 4 7,08 0,27 5,40 0,76 27,08 3,76 0,87 0,23

В | 2 7,4 0,14 4,77 0,30 34,95 7,6 0,6 0,06

«Весна-1» (7,3 га, расстояние от завода 500-800 м)

А1п 12 6,27 0,37 7,66 0,62 25,34 5,69 1 1,92 0,79

А1 8 6,14 0,51 6,61 0,81 24,91 5,48 2,26 1,03

АВ 4 6,1 0,32 5,42 1,17 24,03 8,08 1,84 0,72

В 2 6,8 0,32 5,7 0,66 20,8 10,2 1,01 0,19

«Весна-3» (5,3 га, расстояние от завода 700-1300 м)

А1п 15 6,97 0,17 8,11 0,87 36,95 1,18 1,18 0,35

А1 7 6,97 0,21 7,66 0,75 37,4 4,67 1,06 0,40

АВ 3 7,0 0,1 6,97 0,22 39,95 2,33 1,06 0,18

В 1 7,2 6,41 0,79

Таблица 6. Статистическая характеристика валового содержания тяжелых металлов по горизонтам почвы (мг/кг).__

Горизонт п РЬ са N1 ! Ъп

М тш-тах| а м тш-тах а м тш-тах <г |М тш-тах о

Весна-2 (200-500 м)

А1п 21 206 80-339 72 2,95 1,29-4,48 0,90 100 33-192 38 81 37-239 57

А1 12 155 77-280 65 2,39 1,31-3,58 0,79 82 37-148 30 75 43-219 57

АВ 4 71 35-123 37 1,55 1,06-1,79 0,33 44 27-68 18 73 43-102 26

В 2 63 40-85 32 1,62 1,13-2,10 0,69 40 28-52 17 84 52-116 45

Весна-1 (500-800м)

А1п 12 54 38-76 12 2,00 1,09-4,84 1,26 46 26-64 12 61 28-125 26

А1 8 35 19-65 18 1,35 0,59-3,22 1,05 30 21-50 10 46 26-88 20

АВ 4 26 14-37 9 0,98 0,47-2,15 0,79 24 15-29 6 37 19-51 15

В 2 24 18-29 8 1,29 0,73-1,85 0,79 21 15-27 9 36 23-48 18

Весна-3 (700-1300м)

А1п 15 41 28-79 15 1,41 0,84-2,82 0,58 34 24-61 10 72 42-178 33

А1 7 29 18-47 11 1,76 0,68-4,03 1,43 53 38-100 22 29 21-45 8

АВ 3 20 16-22 10 0,77 0,61-1,09 0,27 22 19-24 3 43 31-59 15

В 1 26 0,63 20 40

' - Горизонт А1п соответствует глубине отбора образна 0-30 см: А1 - 30-60 см; АВ - 60-90 см: В - 90-120 см.

Корреляционный анализ показал достоверную зависимость между расстоянием точки отбора пробы от завода и содержанием в почве этой точки валовых форм РЬ (Я= - 0.84), № (11= - 0,79) и Сс1 (Я= - 0,70). Достоверность корреляции возрастает при использовании в анализе логарифмической зависимости (рис. 2).

РЬ

у=-118,6б|_п(х) + 842,74 • К2 = 0,7722

250 х

5 200 0)

1 Ь150 +

а. я юо -о §

50 --

0 500 1000 1500 Расстояние, м

№

у = -67,7831-п(х) + 496,76 • Я2 = 0,6822

500 1000 1500 Расстояние, м

Я о о

Сс1

у = -1,58741л(х)+ 12,2 ^ = 0,5499

0 500 1000 1500 Расстояние, м

Рис. 2. Зависимость содержания тяжёлых металлов в почвах садовых участ ков от расстояния между ними и источником загрязнения

Располагая информацией о длительности и интенсивности техногенных выбросов ТМ заводом «Аккумулятор», можно дать приближенную оценку баланса поступления и накопления ТМ в почве. По нашим расчётам, техногенное накопление РЬ в почвенном слое до 1.2 м составляет 25-50 % от расчётной величины возможных выпадений; Сс1 - 5-15 %; N1 - 35-80 %. Таким образом, проанализированные ТМ можно ранжировать по их мобильности: в порядке возрастания они формируют ряд №->РЬ->С(1. Соответственно, способность садовых лугово-черноземных почв удерживать/накапливать ТМ в этом ряду будет убывать.

5.3. Распределение РЬ, С(1, № и Zw по профилю почв

Выраженность техногенного загрязнения почв ТМ четко проявляется и в аккумулятивном характере распределения их валовых форм по профилю почвы (рис. 3). При этом, по двум основным загрязнителям (Сс! и РЬ) четко выражен ряд постепенного нарастания загрязнения с приближением к территории завода-загрязнителя; «Весна-3» -> «Весна-1» —> «Весна-2».

РЬ

о 60

90 120-1

мг/кг

100 200

Г: /'

!• I

300

мг/кг

0 50 100 150

30 § 60 90 120

Г У у

Сс1

30 ■ 2 6090 120

мг/кг

/Г -

У:. Г

гп

30 % 6090 ■ 120

МГ/КГ

100 150

\ ,•/

-заповедник .....Весна-1

—---Весна-2 ---Весна-3

Рис. 3. Среднестатические распределения по профилю почв разных участков валовых форм тяжёлых металлов.

Важно подчеркнуть значительную глубину загрязнения ТМ профиля обследованных лугово-чернозёмных почв. В случае наиболее загрязнённого садового товарищества "Весна-2", глубина распространения техногенного загрязнения, очевидно, не ограничивается даже первым метром почвенного профиля. Содержание РЬ даже на глубине 90-120 см превышает фоновые значения почти в 6 раз, Сс1 - в 3 раза, № и Ъъ. - в 2 раза. О техногенной природе повышенного со-

держания ТМ в горизонте В садовых участков «Весна-2» свидетельствует и преобладание фоновых или близких к фоновым значениям содержания металлов в этом горизонте почв менее загрязненных садовых товариществ (табл. 6 и рис. 3).

5.4. Содержание ТМ в подвижной форме и в растительной продукции

Проведенные исследования показали высокую корреляцию между валовой и подвижной формами для всех исследуемых ТМ: RPb = 0.998; Rea = 0.989; RZn = 0.920; Rn¡= 0.900. Интересные результаты получены при изучении их относительной подвижности (табл. 7). Наибольшей степенью подвижности обладает Cd, а наименьшей - Ni: в среднем 38 % и 9 % соответственно.

Следствием повышенной подвижности техногенных ТМ в исследованных почвах являются массовые превышения ПДК по их подвижным формам. Так, даже среднее содержание РЬпф в почвах «Весны-2» превышает значение ПДК более чем на порядок. Четвертая часть территории этого садового товарищества характеризуется 15-кратным превышением ПДК по РЬ.

Таблица 7. Статистическая характеристика содержания металлов в подвижной форме (ПФ, мг/кг) и их относительной подвижности (ОП, %).

Topuj п 30IIT| РЬ Cd | Ni Zn

ПФ| а ОП ПФ о ОП ¡ ПФ а 1 ОП ПФ а ОП

Весна-2 200-500 м)

А1п 21 68,0 26 32,9 1,39 0,58 45,7 8,7 4,7 8,6 19,4 24,2 18,1

Al 12 45,6 19,7 29,6 0,99 0,35 41,1 6,8 3,8 8,1 13,3 21,6 11,8

АВ 4 17,1 11,3 22,7 0,52 0,17 32,8 3,3 1,0 7,7 23,1 17,8 31,2

В 2 30,6 28,7 42,8 0,75 0,47 44,3 3,8 1,2 9,6 21,4 22,1 21,4

Весна-1 (500-800м)

А1п 12 10,8 4,4 20,0 0,78 0,52 38,7 3,6 1,0 8,0 11,2 7,5 i 17,4

Al 8 7,2 4,1 20,3 | 0,53 0,52 34,7 2,7 0,6 9,4 5,8 5,8 1 12,3

АВ 4 5,1 1,1 21,2 I 0,34 0,30 34,3 2,1 0,34 9,3 2,15 0,86 6,2

В 2 5,7 1,8 27,0 10,50 0,13 43,3 2,0 0,28 10,7 3,1 0,42 10,3

Веспа-3 (700-1300м)

А1п 15 6,9 3,3 17,0 0,49 0,36 33,1 2,7 0,7 8,1 12,7 17,6 14,1

Al 7 5,3 3,4 17,4 0,66 0,76 28,6 2,3 0,7 8,2 10,1 17,1 7,5

АВ 3 2,4 0,15 12,6 0,16 0,02 22,3 1,8 0,4 8,2 2,2 1,5 4,9

В 1 4,4 16,9 0,13 20,6 2,1 10,5 2,1 5,3

Загрязнение ТМ растительной продукции оценивалось по их содержанию в корнеплодах моркови и свеклы. Несмотря на значительное загрязнение обследо-

ванных почв ТМ, содержание РЬ и Ni в корнеплодах не превышает ПДК. В то же время среднее содержание РЬ в моркови и свекле наиболее загрязненного товарищества «Весна-2» в 2 раза выше, чем в соседних товариществах, и в 5-10 раз выше, чем в контрольных корнеплодах с территории заповедника. Обнаружены слабые положительные корреляции между содержанием РЬ и Ni в корнеплодах и их валовой и подвижной формами в почве: для свеклы RPb = 0,42 и 0,47, RNi = 0,21 и 0,35; для моркови RPb = 0,39 и 0,39, RNj = 0,24 и 0,23 соответственно.

Наиболее сильное загрязнение корнеплодов связано с Cd. Во всех садовых товариществах среднее содержание Cd в моркови и свекле в 6-40 раз выше его содержания в корнеплодах заповедника и даже в 2.5-6 раз выше значения ПДК. В отдельных образцах корнеплодов было обнаружено 12-25-кратное превышение ПДК. В то же время, достоверной количественной корреляции между содержанием Cd в корнеплодах и его содержанием в почве установить не удалось.

5.5. Влияние базовых свойств почв и валового содержания металлов на их подвижность

Проведённые исследования показали, что для РЬ, Cd и Zn существует достоверная прямая корреляция их относительной подвижности с валовым содержанием: RPb=0.56, Rca =0.59 и Rz„ =0.59. С увеличением уровня загрязнения наиболее сильно изменяется относительная подвижность Zn: при повышении валового содержания Zn в 3-5 раз его подвижность возрастает в 3 раза. Относительная подвижность РЬ и Cd меняется только в 1.5 раза - при 10-кратном увеличении содержания РЬ и 6-кратном - Cd. Интересно отметить, что с дальнейшим ростом валового содержания РЬ после 150 мг/кг его подвижность практически не меняется. Даже в пробах почвы с локальным чрезвычайно сильным загрязнением РЬ - 1.5-4 г/кг (статистический анализ этих проб проводился отдельно от основного массива данных) его подвижность по-прежнему не превышала 30 %, хотя известно, что в техногенно-загрязнённых почвах подвижность РЬ может достигать и 80 %.

Проведенное исследование не выявило высоких корреляционных зависимостей между относительной подвижностью ТМ в обследованных почвах и основными характеристиками ППК. Только для РЬ отмечена значимая отрицательная

корреляция (Я = - 0,54) его подвижности с содержанием гумуса в почве. Возможно, это связано с общей высокой буферностью черноземов к загрязнению ТМ.

6. ФРАКЦИОННЫЙ СОСТАВ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЗАГРЯЗНЁННЫХ ПОЧВАХ УЧАСТКОВ ИССЛЕДОВАНИЯ 6.1. Фракционный состав меди в почвах яблоневых садов Для выявления основных факторов формирования фракционного состава меди проведено последовательное фракционирование 18 образцов тёмно-серых лесных почв и выщелоченных чернозёмов, существенно отличающихся по своим базовым свойствам и валовому содержанию меди. Валовое содержание меди в проанализированных образцах тёмно-серых лесных почв изменяется от 15 до 113 мг/кг, в чернозёмах - от 33 до 183 мг/кг. Значения рНЮД в тёмно-серых лесных почвах колеблются от 5.3 до 7.9; в чернозёмах - от 5.6 до 7.2; а величина рНсоп -соответственно, от 4.1 до 6.5 и от 4.6 до 6.2 . Содержание гумуса меняется от 2.31 до 4 в тёмно-серых лесных почвах и от 3.5 до 8.5 в чернозёмах. Значительное варьирование валового содержания меди, рН и гумуса позволило провести анализ влияния этих факторов на распределение меди по фракциям.

Основная часть меди исследованных почв находится в форме, связанной с органическим веществом (46 - 64 %); на втором месте - карбонатная форма (20 -36 %), на третьем - остаточная (6 - 20 %). Содержание меди в водорастворимой и обменной формах незначительно: вместе около 2 % от ее валового содержания.

При увеличении валового содержания Си в почве увеличивается её относительное содержание в органической фракции (11=0.83 для чернозёмов и 0.64 для тёмно-серых лесных почв) и уменьшается в остаточной (Я=-0.97 для чернозёмов и -0.7 для тёмно-серых лесных почв). Такой же эффект вызывает и увеличение содержания гумуса: коэффициент корреляции между содержанием гумуса и относительным содержанием органической фракции 11=0.94 для чернозёмов и 0.77 для тёмно-серых лесных почв; остаточной Л=-0.97 и -0.55 соответственно.

При нейтрализации почвы уменьшается относительное содержание органической фракции (11=-0,83 для тёмно-серых лесных почв и -0,91 для чернозёмов) и увеличивается - карбонатной (11=0.97 и 0.88) и водорастворимой (11=0.97 и 0.68).

6.2. Фракционный состав РЬ, Сс1, N1, Zn в лугово-чернозёмных почвах

В число 10 образцов, отобранных для исследования фракционного состава вошли 5 образцов из садового товарищества «Весна-1», находящегося на расстоянии 500-1300 м от территории завода, и характеризующихся слабым уровнем загрязнения (пробы № 1-5) и 5 образцов из садового товарищества «Весна-2», находящегося на расстоянии 200-500 м от завода и характеризующихся более высоким уровнем загрязнения (пробы № 6-10). В выбранных образцах содержание гумуса варьирует от 5,57% до 8,51%, а величина рН - от 5,7 до 7,3. Это позволило нам провести анализ влияния этих факторов на распределение металлов по фракциям.

Фракционное распределение РЬ. Основная часть РЬ в исследованных почвах связана с карбонатами (50-70 %), на втором месте по количеству - остаточная и оксидная фракции (10-22 % и 6-14 % соответственно), на третьем -органическая фракция (5-8 %). Содержание РЬ в обменной и водорастворимой фракциях незначительно - вместе менее 2 % от суммы всех форм (рис. 4). Интересные данные были получены при сравнении фракционного состава РЬ в пробах почв с разным уровнем загрязнения. При возрастании среднего содержания РЬ с 48 мг/кг до 220 мг/кг относительное содержание РЬ в карбонатной фракции в среднем на 10 % увеличивается, а в остаточной - на такую же величину уменьшается. При увеличении рН уменьшается количество РЬ в наиболее подвижных водорастворимой (Ы=-0.55) и органической фракциях (Я=-0.55). При увеличении содержания гумуса возрастает количество РЬ в остаточной фракции (11=0.55) и уменьшается в карбонатной (11—0.56), т.е. прочность связывания РЬ становится ещё более сильной.

Фракционное распределение СЛ. В исследованных почвах Сс1, как и РЬ, находится в основном в карбонатной фракции (34-50 %), на втором месте по количеству -оксидная и остаточная фракции (15-25 % и 15-23 %), на третьем - органическая (8-18 %). В водорастворимой фракции находится до 7 % Сс1, в обменной -около 1 %. Как и в случае со РЬ, при увеличении содержания Сс1 в почвах наиболее сильные изменения наблюдаются в карбонатной и остаточной фракциях: относительное содержание Сс1 в карбонатной фракции растёт (Я= 0,70), а в остаточной уменьшается. Но при этом, в отличие от РЬ, заметно увеличивается содержа-

ние Сс1 и в оксидной фракции (Я= 0,75). При увеличении содержания гумуса наблюдается повышение относительного содержания Сё в органической фракции (И= 0,46), а при нейтрализации почвы - повышение его содержания в карбонатной и оксидной фракциях (Я= 0,57 и 0,50) и уменьшение в обменной (11=-0,73).

РЬ

70 60 50 40 30 20 10 0

Ш ^

□ 1

12 аз С14 И5 36

Рис. 4. Фракционный состав металлов в образцах почв со слабым (А) и сильным (В) уровнем загрязнения, %.

Фракции металлов: 1 - обменная; 2 - водорастворимая, 3 - органическая, 4 - карбонатная, 5 - связанная с оксидами Ре и Мп, 6 - остаточная.

Фракционное распределение №. 1\Ч в исследованных почвах, в основном, находится в оксидной фракции (30-55 %), на втором месте по количеству - карбонатная и остаточная фракции ( 17-30 % и 14-23 %), на третьем - органическая (526 %). Содержание N1 в обменной и водорастворимой фракциях незначительно (менее 2 %). При трёхкратном увеличении среднего содержания N1 его относительное содержание в основной - оксидной - фракции увеличивается (Я= 0,81), а в органической и карбонатной уменьшается (рис.4). При увеличении содержания гумуса в почве возрастает количество N1 в органической (Я= 0,77) и в карбонатной фракциях (11= 0,78) и одновременно уменьшается в оксидной фрак-

ции (11= - 0,80). При нейтрализации почвы уменьшается содержание N1 в органической фракции (11= - 0,79) и увеличивается в остаточной (И= 0,52).

Фракционное распределение 2>1. Большая часть в исследованных почвах находится в карбонатной фракции (33-43 %), на втором месте - остаточная фракция (24-40 %), на третьем - оксидная (14-24 %). С органической частью почв связано 5-11 % 2п, менее 1 % 2п находится в водорастворимой фракции. В обменной фракции Ъа. практически не обнаружен. Повышение уровня содержания Ъъ в почвах до 2-3-кратного превышения его фоновых значений не сопровождается значительным изменением его фракционного состава. Правда, при этом увеличивается относительное содержание его основной - карбонатной - фракции (Я =

0.48.. При нейтрализации почвы уменьшается содержание 2п в водорастворимой фракции (11= - 0,81) и увеличивается в карбонатной (11= 0,81).

ВЫВОДЫ

1. Загрязнение исследованных почв тяжёлыми металлами, вызванное применением фунгицидов или связанное с выбросами металлургического предприятия, характеризуется высоким пространственным варьированием, возрастающим при повышении уровня загрязнения.

2. Основная зона накопления тяжёлых металлов в почвах участков исследования не ограничивается пахотным горизонтом. В тёмно-серых лесных почвах обнаружено проникновение техногенной Си на глубину до 40 см. В лугово-чернозёмных почвах с повышенным уровнем загрязнения ТМ глубина распространения техногенного загрязнения РЬ, Сё, N1,2п достигает 1 м.

3. Исследованные почвы значительно отличаются по подвижности и мобильности тяжёлых металлов. Наибольшую степень подвижности имеет Сй - в среднем 38 %, а наименьшую - № - 9%. В проанализированных почвах накопилось от 35 до 80% выпавшего за 45 лет N1, от 25 до 50% - РЬ, и от 5 до 15% Сё. По значениям относительной подвижности и мобильности исследованные металлы в лугово-чернозёмных почвах образуют ряд №->2п-»РЬ-»Сс1.

4. Подвижность тяжёлых металлов в изученных почвах часто возрастает при увеличении их валового содержания в почве. В тёмно-серой лесной почве при

повышении уровня валового содержания Си с 40 до 180 мг/кг вдвое увеличивается её относительная подвижность. В лугово-чернозёмной почве при возрастании валового содержания Zn в среднем с 50 мг/кг до 140-250 мг/кг его относительная подвижность увеличивалась в 3 раза. Относительная подвижность РЬ и Cd увеличивалась в 1,5 раза - при 10-кратном увеличении валового содержания РЬ и 6-кратном увеличении валового содержания Cd.

5. Проведённое исследование показало значительные различия в уровне загрязнения почв и растительной продукции. Показатели загрязнения корнеплодов для Си, РЬ, Ni и Zn значительно ниже уровня загрязнения почв. Наиболее сильное загрязнение растений связано с Cd, обладающим наибольшей степенью подвижности в почве.

6. Исследованные почвы хаоактеризуются значительным своеобразием фракционного состава тяжёлых металлов. Наибольшее количество Pb, Cd и Zn находится в карбонатной фракции, Ni - в оксидной, Си - в органической. В наиболее подвижных обменной и водорастворимой фракциях содержится незначительное (в основном менее 2%) количество всех исследованных ТМ.

7. В чернозёмах и серых лесных почвах фракционное распределение металлов в значительной степени зависит от их валового содержания. При повышении уровня загрязнения поступающие в почву металлы, в основном, аккумулируются в доминирующих фракциях (РЬ и Zn - в карбонатной, Cd - в карбонатной и оксидной, Ni - в оксидной, Си - в органической). Таким образом, именно доминирующая фракция выступает в качестве основного стабилизатора техногенного загрязнения. При этом, относительное содержание наиболее консервативной остаточной фракции может существенно уменьшаться.

8. Проведённые исследования показали значительное варьирование уровней подвижности, биологической доступности и фракционного состава тяжёлых металлов в почвах - в зависимости от уровней загрязнения, базовых характеристик почв, истории землепользования. Это обусловливает необходимость дальнейших исследований техногенно загрязнённых земель - с

учетом региональных особенностей почв, фракционного состава металлов и факторов, контролирующих их поступление в растения.

Основные результаты исследований опубликованы в следующих работах:

1. Проблемы загрязнения техногенной медью яблоневых садов Курской области.

- Тезисы докладов научной конференции «Охрана и рациональное использование растительных ресурсов Курской области», Курск, 1999, с.44 (в соавт.)

2. Фракционный состав техногенной меди в почвах яблоневых садов Курской области. - Тезисы докладов Докучаевских молодёжных чтений «Почва. Экология. Общество», Санкт-Петербург, 1999, с. 162.

3. Фракционный состав цинка в почвах яблоневых садов Курской области. - Тезисы докладов III международной научно-производственной конференции «Проблемы сельскохозяйственного производства на современном этапе и пути их решения», Белгород, 1999, с. 78 (в соавторстве).

4. Загрязнение медью и цинком садов Курской области при применении фунгицидов. - Тезисы международной научно-технической конференции «Медико-экологические информационные технологии», Курск, 1999, с. 101 (в соавт.).

5. Heavy Métal Contamination of Gray Forest Soils and Chernozems in the Gardens of Kursk Région - Annual Meeting Abstracts, Sait Lake City, Utah, 1999, P.329 (в соавт.) , .

6. Особенности распределения различных форм агротехногенной меди в почвах яблоневых садов Курской области //Агрохимия.-1999. - № 9. - с.68-78 (в соавт.)

7. Загрязнение садовых чернозёмных почв тяжёлыми металлами в зоне воздействия выбросов свинцово-никель-кадмиевого производства // Агрохимия. - 2000.

- № 9. - с. 81-92 (в соавторстве).

8. Антропогенное загрязнение тяжёлыми металлами чернозёмов Курской области // Антропогенная эволюция чернозёмов. - Воронеж: Изд-во ВГУ, 2000, с.204-221 (в соавторстве).

9. Поведение тяжёлых металлов в чернозёмных почвах, загрязнённых выбросами аккумуляторного завода. - Тезисы докладов III съезда Докучаевского общества почвоведов, Москва, 2000, с. 249 (в соавторстве).

10. Задачи мониторинга загрязнённых земель в Курске. - Тезисы докладов 111 съезда Докучаевского общества почвоведов, Москва, 2000, с. 303 (в соавт.)

11. Heavy Metals Behavior in the Garden Chernozemic Soils Polluted by Industrial Emissions.- The Rôle of Soils in Agro-ecosystems. The First Joint Congress of the Soil Sci.Soc. of America & the German Soil Sci.Soc.-Osnabrueck/Germany,2000, P.60. (в соавторстве).

12. Фракционный состав Pb, Cd, Ni, Zn в лугово-чернозёмных почвах, загрязнённых выбросами аккумуляторного завода // Почвоведение. - в печати (в соав-

торстве).

Введение Диссертация по биологии, на тему "Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области"

Проблемы загрязнения почв тяжёлыми металлами.7

1.1. Биогеохимические особенности тяжёлых металлов.7

1.2. Основные закономерности содержания тяжёлых металлов в почвах.11

1.2.1. Фоновое содержание тяжёлых металлов.11

1.2.2. Загрязнение почв тяжёлыми металлами: источники и уровни загрязнения.16

1.2.3. Профильное распределение тяжёлых металлов.22

1.2.4. Подвижность тяжёлых металлов в почве.24

1.3. Фракционный состав тяжёлых металлов в почвах.28

1.3.1. Основные фракции тяжёлых металлов в почве и методы их выделения.28

1.3.2. Особенности фракционного распределения тяжёлых металлов в почвах разного генезиса и уровней загрязнения.34

1.4. Буферная устойчивость почв к загрязнению тяжёлыми металлами и доступность ТМ для растений.43

1.5. Актуальные проблемы загрязнения тяжёлыми металлами почв Курской области.47

Объекты и методы исследований.\ г.49

2.1. Природно-хозяйственные условия Курской области.49

2.1.1. Климат.49

2.1.2. Геологичес кое строение и почвообразующие породы.50

2.1.3. Рельеф и гидрология.51

2.1.4. Особенности почвенного покрова.53

2.1.5. История землепользования. .55

2.2. Почвенный покров объектов исследования.57

2.2.1. Почвенный покров Центрально-Чернозёмного государственного биосферного заповедника им. Алёхина.57

2.2.2. Почвенный покров яблоневых садов.60

2.2.3. Почвенный покров садовых участков в районе завода «Аккумулятор».63

2.3. Методика исследований.64

2.3.1. Отбор проб.64

2.3.2. Химический анализ почв.65

2.3.3. Методика фракционирования почв.66

Фоновое содержание тяжёлых металлов в почвах

Курской области.68

3.1. Региональный фон.68

3.2. Фоновое содержание тяжёлых металлов в целинных чернозёмах.69

3.3. Фоновое содержание тяжёлых металлов в серых лесных почвах.71

4. Загрязнение медью и цинком почв яблоневых садов Курской области.72

4.1. Общая характеристика участков исследования.72

4.2. Содержание валовых форм меди и цинка.73

4.3. Распределение валовой и подвижной форм меди по профилю почв.78

4.4. Содержание меди в подвижной форме и в растительных образцах.80

4.5. Влияние базовых свойств почв и валового содержания меди на её подвижность.82

5. Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых участков под воздействием выбросов аккумуляторного завода (г.Курск).87

5.1. Общая характеристика участков исследования.87

5.2. В аловое содержание металлов.91

5.3. Распределение Pb, Cd, Ni, Zn по профилю почв.98

5.4. Содержание металлов в подвижной форме и в растительной продукции.100

5.5. Влияние базовых свойств почв и валового содержания металлов на их подвижность.105

6. Фракционный состав тяжёлых металлов в загрязнённых почвах участков исследования.108

6.1. Фракционный состав меди в почвах яблоневых садов.108

6.2. Фракционный состав Pb, Cd, Ni, Zn в лугово-чернозёмных почвах.113

6.2.1 Фракционное распределение свинца.115

6.2.2. Фракционное распределение кадмия.118

6.2.3. Фракционное распределение никеля.120

6.2.4. Фракционное распределение цинка.122

6.3. Общие закономерности изменения фракционного состава тяжёлых металлов при повышении уровня загрязнения почв.123

Заключение.124

Выводы.131

Литература.133

Приложения.142

ВВЕДЕНИЕ

Загрязнение почв тяжёлыми металлами (ТМ) является одним из наиболее опасных видов деградации почв. Тяжёлые металлы из почвы способны передаваться по экологическим, пищевым цепям в другие среды (растения, вода, животное, человек) и оказывать пагубное влияние на организмы. Даже после прекращения эмиссии тяжёлых металлов на поверхность почв, последняя может быть длительное время вторичным источником загрязнения других сред. В отличие от других компонентов окружающей среды (воздух, вода), где возможность самоочищения от загрязняющих веществ выше, почва является мощным аккумулятором и депонентом тяжёлых металлов и обладает очень слабой самоочищающей способностью. В то время как масштабы техногенной эмиссии тяжёлых металлов в природную среду постоянно возрастают, последствия загрязнения ими почв, по-прежнему, трудно устранимы.

Особенно опасно загрязнение тяжёлыми металлами почв, находящихся в активном сельскохозяйственном использовании. В крупных пло-досовхозах в течение нескольких десятилетий проводится обработка садов медь- и цинксодержащими фунгицидами, что ведёт к загрязнению почв и ставит под сомнение качество выращиваемой в них продукции. Остро стоит проблема техногенного загрязнения почв и выращиваемой на них растительной продукции тяжелыми металлами в случае садово-огородных товариществ, расположенных в непосредственной близости к предприятиям-загрязнителям. Овощи, выращиваемые в этих условиях, прямо попадают на обеденный стол, минуя характерную для крупных производителей систему контроля, и характеризуются повышенным риском загрязнения тяжёлыми металлами. Это обусловливает высокую актуальность и практическую значимость детальных исследований загрязненных садовых земель в зоне влияния опасных производств.

Успешное решение многих теоретических, практических и методических проблем детоксикации загрязнённых почв невозможно без знания 4 региональных и локальных закономерностей пространственного варьирования тяжёлых металлов в почвах агротехногенных ландшафтов, провинциально-генетических особенностей формирования устойчивости почв к техногенным воздействиям, основных закономерностей и механизмов взаимодействия металлов с разными компонентами почв, трансформации образующихся соединений, их миграции в сопредельные среды.

Цели и задачи исследований. Цель настоящей работы - установление закономерностей пространственного варьирования тяжёлых металлов в почвах садовых агроценозов Курской области, наиболее подверженных техногенному загрязнению, и изучение основных факторов, оказывающих влияние на миграционную способность тяжёлых металлов в этих почвах.

Задачи исследований:

1. Изучение фонового содержания тяжёлых металлов в целинных чернозёмах Курской области.

5. Изучение особенностей фракционного состава тяжёлых металлов в почвах с разным уровнем техногенного загрязнения и анализ влияния базовых почвенных свойств на относительное содержание основных фракций металлов.

Автор выражает глубокую благодарность своим научным руководителям академику РАСХН, доктору биологических наук, профессору А.П. Щербакову и кандидату биологических наук И.И. Васенёву за ценные советы и повседневную помощь, начальнику ГУ «Специализированная инспекция аналитического контроля» В.М. Морозову и сотрудникам аналитической лаборатории Государственного комитета по охране окружающей среды Курской области и лаборатории геоинформационных систем и аг-роэкологического мониторинга ВНИИЗиЗПЭ за большую поддержку и постоянную помощь при подготовке диссертационной работы.

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Жидеева, Валентина Анатольевна

выводы.

2. Основная зона накопления тяжёлых металлов в почвах участков исследования не ограничивается пахотным горизонтом. В тёмно-серых лесных почвах обнаружено проникновение техногенной Си на глубину до 40 см. В лугово-чернозёмных почвах с повышенным уровнем загрязнения тяжёлыми металлами глубина распространения техногенного загрязнения РЬ, Сс1, N1, Ъп достигает 1 м.

3. Исследованные почвы значительно отличаются по подвижности и мобильности тяжёлых металлов/Наибольшую степень подвижности имеет С(1 - в среднем 38 %, а наименьшую - № - 9%. В проанализированных почвах накопилось от 35 до 80% выпавшего за 45 лет N1, от 25 до 50% -РЬ, и от 5 до 15% С<± По значениям относительной подвижности и мобильности исследованные металлы в лугово-чернозёмных почвах образуют ряд №-»2п->РЬ—>Сс1.

4. Подвижность тяжёлых металлов в изученных почвах часто возрастает при увеличении их валового содержания в почве. В тёмно-серой лесной почве при повышении уровня валового содержания Си с 40 до 180 мг/кг вдвое увеличивается её относительная подвижность. В лугово-чернозёмной почве при возрастании валового содержания Тп в среднем с 50 мг/кг до 140-250 мг/кг его относительная подвижность увеличивалась в 3 раза. Относительная подвижность РЬ и Сё увеличивалась в 1,5 раза - при 10-кратном увеличении валового содержания РЬ и 6-кратном увеличении валового содержания Сё.

5. Показатели загрязнения растительной продукции для Си, РЬ, N1 и Тх\ значительно ниже уровня загрязнения почв. Наиболее сильное загрязнение растений связано с Сё, обладающим наибольшей степенью подвижности в почве.

6. Исследование почвы характеризуются значительным своеобразием фракционного состава тяжёлых металлов. Наибольшее количество РЬ, Сё и Zn находится в карбонатной фракции, № - в оксидной, Си - в органической. В наиболее подвижных обменной и водорастворимой фракциях содержится незначительное (в основном менее 2%) количество всех исследованных металлов.

7. Фракционное распределение исследованных металлов в значительной степени зависит от их валового содержания. При повышении уровня загрязнения поступающие в почву металлы, в основном, аккумулируются в доминирующих фракциях (РЬ и Zn - в карбонатной, Сё - в карбонатной и оксидной, № - в оксидной, Си - в органической). Таким образом, именно доминирующая фракция выступает в качестве основного стабилизатора техногенного загрязнения. При этом, относительное содержание наиболее консервативной остаточной фракции может существенно уменьшаться.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Проведённые в плодосовхозах Курской области исследования показали значительное увеличение содержания меди в почвах яблоневых садов в результате регулярного применения в них медьсодержащих фунгицидов. Среднее содержание Си в почвах яблоневых садов 30-40-летнего возраста в большинстве обследованных хозяйств превышает фоновые значения в 2,5 - 4 раза. Среднее содержание меди в тёмно-серых лесных почвах плодосовхоза «Мичуринец» под садами 30-38-летнего возраста в 7,5 раз выше, чем в садах, заложенных 5-6 лет назад, и в 1.2 раза превышает ПДК по Си для данного класса почв. В выщелоченных чернозёмах плодосовхоза «Садовод» среднее содержание агротехногенной меди в 6,8 раза выше фонового содержания в почвах заповедника и составляет 1.1 ПДК.

Содержание агротехногенной Си характеризуются сильным пространственным варьированием в пределах одного хозяйства, особенно в наиболее загрязнённых плодосовхозах. Так, в «Мичуринце» максимальная величина Сивф выше минимальной в 7 раз. При этом в 10 % проб наблюдаются превышения ПДК в 2-3 раза.

Основная зона накопления агротехногенной меди в тёмно-серых лесных почвах обычно ограничивается пахотным и подпахотным горизонтами. Коэффициент аккумуляции валовой формы меди в пахотном горизонте составляет 5.2-6.5, в слое 20-40 см - 1.6-1.9. Нижняя часть почвенного профиля (60-100 см) характеризуется стабильно низким содержанием меди и может быть признана в качестве контроля для оценки степени загрязнения верхних горизонтов.

В почвах большинства обследованных хозяйств среднее содержание Си в подвижной форме выше её фоновых значений в 2-9 раз, а в наиболее загрязнённом плодосовхозе «Мичуринец» - даже в 40 раз. В этом хозяйстве среднее содержание Си в подвижной форме составляет 2.5 ПДК, а в 10 % отобранных проб величина ПДК превышается в 6-8 раз.

Ещё более сильно, по сравнению с валовой формой, варьирует уровень загрязнения почв подвижной медью в пределах одного хозяйства: так, максимальное значение величины Сипф в плодосовхозе «Мичуринец» больше минимального в 24 раза. При этом важно отметить повышенную буферную способность к загрязнению медью у чернозёмов. Так, выщелоченные чернозёмы плодосовхоза «Садовод» мало отличаются от тёмно-серых лесных почв плодосовхоза «Мичуринец» по валовому содержанию меди, и имеют, в среднем, трехкратное снижение в содержании ее подвижной формы. Распределение Сипф по профилю тёмно-серых почв аналогично распределению валовой формы.

Содержание меди в яблоках из загрязнённых кварталов плодосовхоза «Мичуринец» не превышает 1-2 мг/кг, что значительно ниже установленной ПДК (10 мг/кг). Тем не менее, следует отметить чёткую тенденцию к увеличению содержания меди в плодах при повышении содержания валовой меди в почве, что подтверждается наличием заметной положительной корреляции между ними (11=0.64). Корреляция между содержанием подвижной формой меди в почве и содержанием меди в яблоках значительно ниже (11=0.41).

Отмечена высокая корреляция между валовой и подвижной формами Си для всех типов исследованных почв. В тёмно-серых лесных почвах, в отличие от чернозёмов, при увеличении степени загрязнения значительно повышается относительная подвижность Си. Это необходимо учитывать при прогнозировании скорости накопления подвижных форм агротехно-генной Си в садах с различным почвенным покровом.

Проведённое обследование на территории садовых участков вблизи завода «Аккумулятор» выявило сильное загрязнение лугово-черноземных почв и растительности кадмием, свинцом и, в меньшей степени - никелем, на расстоянии до 1000-1300 метров от границы завода. Валовое содержание ТМ в почвенном покрове обследованных садовых участков характеризуется очень высокой пространственной вариабельностью: содержание РЬ в пахотном горизонте почв варьирует в пределах от 28 до 339 мг/кг, № - от 24 до 192 мг/кг, С<1 - от 0.84 до 4.84 мг/кг, Ъп - от 28 до 239 мг/кг. На расстоянии 200-500 метров от производства содержание исследованных тяжелых металлов в почве и растительности может на порядок и более превышать их фоновые концентрации и значения ПДК.

Отчётливо проявляется количественная зависимость снижения уровня загрязнения почв по мере удаления от опасного производства. Сравнительный анализ расчетных оценок суммарного выпадения тяжелых металлов из техногенных выбросов завода на поверхность садовых почв и техногенного накопления их в 1.2-метровом слое почвы позволил построить ряд возрастающей мобильности тяжелых металлов: №-»РЬ—»Сё. Согласно выполненным расчетам, в разных почвах проанализированных участков накопилось от 35 до 80 % выпавшего за 45 лет никеля, от 25 до 50 % -свинца, и от 5 до 15 % - кадмия.

Проанализированные садовые лугово-чернозёмные почвы характеризуются глубоким загрязнением почвенных профилей тяжелыми металлами. Загрязнение почв техногенным свинцом и кадмием может достигать глубины 1 м в случае как повышенного, так и среднего уровня их загрязнения. Техногенные никель и цинк проникают на глубину 1 м только в лугово-чернозёмных почвах с повышенным уровнем их загрязнения; в почвах со средним уровнем загрязнения основная зона их накопления ограничена пахотным и подпахотным горизонтами.

Увеличение валового содержания свинца, кадмия и цинка в лугово-чернозёмных почвах значительно повышает их относительную подвижность. Для этих металлов установлена достоверная прямая корреляция их относительной подвижности с валовым содержанием металлов: КРЬ=0.56, ЯСс1 =0.59 и К2п =0.59. С увеличением уровня загрязнения наиболее сильно изменяется относительная подвижность цинка: при увеличении валового содержания Ъх\ с 50 мг/кг до 140-250 мг/кг она возрастает более чем в 3 раза. Относительная подвижность свинца и кадмия изменяется в нашем случае только в 1.5 раза - при 10-кратном увеличении валового содержания свинца и 6-кратном увеличении валового содержания кадмия. Это необходимо принимать во внимание при прогнозировании влияния техногенных выбросов на качество почв и земель.

Проведенное исследование не выявило высоких количественных корреляций между относительной подвижностью тяжелых металлов в обследованных лугово-чернозёмных почвах и основными характеристиками почвенного поглощающего комплекса (содержанием гумуса, емкостью поглощения, рН). Только для свинца была отмечена значимая отрицательная корреляция его подвижности с содержанием гумуса в почве. Возможно, это связано с общей высокой буферностью черноземных почв к загрязнению тяжелыми металлами.

Загрязнение ТМ растительной продукции оценивалось по их содержанию в корнеплодах моркови и свеклы. Несмотря на значительное загрязнение обследованных почв ТМ, содержание РЬ и № в корнеплодах не превышает ПДК. В то же время среднее содержание РЬ в моркови и свекле наиболее загрязненного товарищества «Весна-2» в 2 раза выше, чем в соседних товариществах, и в 5-10 раз выше, чем в контрольных корнеплодах с территории заповедника. Обнаружены слабые положительные корреляции между содержанием РЬ и № в корнеплодах и их валовой и подвижной формами в почве: для свеклы ЯРЬ = 0,42 и 0,47, = 0,21 и 0,35; для моркови Ырь = 0,39 и 0,39, = 0,24 и 0,23 соответственно.

Наиболее сильное загрязнение корнеплодов связано с Сс1. Во всех садовых товариществах среднее содержание Сё в моркови и свекле в 6-40 раз выше его содержания в корнеплодах заповедника и даже в 2.5-6 раз выше значения ПДК. В отдельных образцах корнеплодов было обнаружено 12-25-кратное превышение ПДК. В то же время, достоверной количественной корреляции между содержанием Сё в корнеплодах и его содержанием в почве установить не удалось.

В целом уровень загрязнения растительной продукции тяжелыми металлами хорошо соответствует рядам мобильности и подвижности тяжелых металлов, выявленным при анализе данных садовых лугово-черноземных почв. Из двух проанализированных культур (моркови и свеклы), свекла показала себя более чувствительной культурой, как к повышению техногенного загрязнения почв, так и к улучшению параметров их поглощающего комплекса.

Проведённый анализ фракционного состава меди в тёмно-серых лесных почвах и выщелоченных чернозёмах плодосовхозов по методу Спозито выявил абсолютное преобладание ее органической фракции (4664 %). На втором месте находится карбонатная фракция (20-36 %), на третьем - остаточная (6-20 %). Обменная и водорастворимая фракции в сумме составляют не более 2 % об общего содержания меди.

При увеличении валового содержания Си в почве увеличивается её относительное содержание в органической фракции (11=0.83 для чернозёмов и 0.64 для тёмно-серых лесных почв) и уменьшается в остаточной (11=-0.97 для чернозёмов и -0.7 для тёмно-серых лесных почв). Такой же эффект вызывает и увеличение содержания гумуса: коэффициент корреляции между содержанием гумуса и относительным содержанием органической фракции Ы=0.94 для чернозёмов и 0.77 для тёмно-серых лесных почв; остаточной 11=-0.97 и -0.55 соответсвенно.

Нейтрализация почвы вызывает уменьшение относительного содержания органической фракции (Я=-0,83 для тёмно-серых лесных почв и -0,91 для чернозёмов) и увеличение карбонатной (11=0.97 и 0.88 соответственно) и водорастворимой фракций (11=0.97 и 0.68 соответственно).

Предварительная оценка влияния различных форм меди в почве на её содержание в яблоках показала наличие существенной зависимости между количеством меди в плодах и содержанием валовой формы, водорастворимой, обменной и органической фракций меди в почве.

Проведённые исследования фракционного состава свинца, никеля, кадмия и цинка в лугово-чернозёмных почвах показали, что основная масса изученных тяжёлых металлов находится в карбонатной, оксидной и остаточной фракциях. При этом наибольшее количество РЬ, Сё и Zn находится в карбонатной фракции, а № - в оксидной. В наиболее подвижных обменной и водорастворимой фракциях содержится незначительное (в основном менее 2%) количество исследованных металлов.

Фракционное распределение исследованных металлов в значительной степени зависит от их валового содержания. При повышении уровня загрязнения поступающие в почву металлы, в основном, аккумулируются в доминирующих фракциях (РЬ и Zn - в карбонатной, Сё - в карбонатной и оксидной, N1 - в оксидной). Таким образом, именно доминирующая фракция выступает в качестве основного стабилизатора техногенного загрязнения. При этом, относительное содержание наиболее консервативной остаточной фракции может существенно уменьшаться.

Повышение уровня загрязнения почв не оказывает влияния на количество РЬ, Сё и гп в наиболее мобильных обменной и водорастворимой фракциях, что свидетельствует о быстрой трансформации или выносе из почвы этих форм металлов.

При нейтрализации почвы от рН 5,7 до рН 7,3 отмечается заметное снижение подвижности металлов. Уменьшается их относительное содержание в наиболее мобильных фракциях: обменной, водорастворимой и органической и увеличивается в более прочно связанных карбонатной, оксидной и остаточной. В почвах с повышенным содержанием гумуса отмечается увеличение относительного содержания Сё и № в органической фракции.

Проведённое исследование позволило установить только некоторые закономерности и тенденции, определяющие поведение тяжёлых металлов в загрязнённых почвах. Для выявления более полной картины необходима активизация соответствующих исследований и внедрение системы постоянного почвенно-экологического мониторинга техногенно загрязнённых земель - с учетом региональных особенностей почв, фракционного состава металлов и факторов, контролирующих их поступление в растения.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Жидеева, Валентина Анатольевна, Курск

1. Агроэкологическое состояние чернозёмов ЦЧО / Под ред. А.П.Щербакова и И.И.Васенёва. Курск, 1996, 326 с.

2. Алексеев Ю.В. Тяжёлые металлы в почвах и растениях.- Л.: Агропром-издат, 1987-142с.

3. Большаков В.А., Краснова Н.М., Борисочкина Т.Н., Сорокин С.Е., Гра-ковский В.Г. Аэротехногенное загрязнение почвенного покрова тяжёлыми металлами: источники, масштабы, рекультивация. М.: Изд-во Почвенного института им. Докучаева, 1993 г., 92 с.

4. Брагинский Г .Я. Опыт оценки устойчивости почв Молдавской ССР к воздействию техногенной меди // Ландшафтные основы эколого-географического районирования. Кишинёв: Штиинца, 1990. - с.56-63.

5. Браунлоу А.Х. Геохимия.-М.: Недра, 1984-463с.

6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957, с.

7. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. -№7. - с.555-571

8. Геохимия окружающей среды / Ю.Е.Сает, Б.А.Ревич, Е.П.Янин и др. -М.: Недра, 1990, 335 с.

9. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа, 1988 - 328 с.

10. Глазовская М.А. Критерии классификации почв по опасности загрязнения свинцом // Почвоведение. 1994. - № 4. - с.110-120.

11. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб.

12. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы.

13. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества.

14. ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки.

15. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение её рН по методу ЦИНАО.

16. ГОСТ 26487-85. Почвы. Определение обменного кальция и обменного магния методами ЦИНАО.

17. Давыдова С.А. О токсичности ионов металлов. М.: Знание, 1991 29 с.

18. Джувеликян Х.А. Экология, город, человек. Воронеж: Воронежский университет, 1996. - 104 с.

19. Добровольский В.В. Тяжёлые металлы: загрязнение окружающей среды и глобальная геохимия // Тяжёлые металлы в окружающей среде. М.: Изд-воМГУ, 1980, с.3-12.

20. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М.: Мысль, 1983 - 272 с.

21. Добровольский В.В. Основные черты геохимии цинка и кадмия в биосфере. // Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992, с. 7-19.

22. Добровольский В.В. Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжёлыми металлами // Почвоведение. -1999.-№5.-с. 639-645.

23. Доклад о состоянии окружающей природной среды Курской области в 1997 г. Государственный комитет по охране окружающей среды Курской области, Курск, 1998. - 70 с.

24. Доклад о состоянии окружающей природной среды Курской области в 1999 г. Государственный комитет по охране окружающей среды Курской области, Курск, 2000. - 140 с.

25. Дончева A.B., Казаков Л.К., Калуцков В.Н. Оценка поступления тяжёлых металлов в ландшафт // Химия в сел. хоз-ве. 1982. - № 3. - с.8-10.

26. Ежегодник состояния загрязнения почв Советского Союза в 1984 г. / Под ред. Малахова С.Г., Тулупова П.Е. Гос.комитет по гидрометеорологии и контролю природной среды. Обнинск, 1985. 205 с.

27. Заповедные уголки соловьиного края. Воронеж: ЦентральноЧернозёмное книжное изд-во, 1978, 143 с.

28. Иванов Г.М., Кашин В.К. Марганец и медь в почвах Забайкалья // Почвоведение. 1998. № 4. С. 423-426.

29. Иванова A.C. Медь в почвах садовых агроценозов Крыма // Агрохимия. 1987.-№ 10.-с. 76-82.

30. Ильин В.Б. Тяжёлые металлы в системе почва-растение. Новосибирск: Наука. Сиб.отд., 1991. - 151 с.

31. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжёлым метал-лам//Почвоведение. 1995,.№5. С.109-113.

32. Ильин В.Б. Система показателей для оценки загрязнённости почв тяжёлыми металлами // Агрохимия. 1995. № 1. С. 94-99.

33. История и современность Курского края / Под ред. Королёва Б.Н., Курск, 1998, с.405-436.

34. Кабанова Р.В., Кудинова М.Р., Соколовский Л.Б. География Курской области. Курск: Изд-во КГПУ, 1997. 112 с.

35. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989.-436 с.

36. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Самонова O.A. Подвижные формы тяжёлых металлов в почвах лесостепи среднего Поволжья (опыт многофакторного регрессионного анализа) // Почвоведение. 1995. - № 6. -с.705-713.

37. Кирейчева JI.B., Глазунова И.В. Методы детоксикации почв, загрязнённых тяжёлыми металлами // Почвоведение. 1995. - № 7. - с.892-896.

38. Ладонин Д.В. Влияние техногенного загрязнения на фракционный состав меди и цинка в почвах // Почвоведение, 1995, № 10, с. 1299-1305.

39. Ленинджер А. Основы биохимии.Т. 1. М.: Мир, 1985. - 367 с.

40. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Экологоаналитический мониторинг супертоксикантов. -М.: Химия, 1996.- 319 с.

41. Марголина Н.Я., Ильичёв Б.А. Об эволюции лесного чернозёма лесостепи Курской области / Процессы почвообразования и эволюция почв. -М.: Наука, 1985. с. 113-138.

42. Методические указания по определению тяжёлых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. Москва, ЦИНАО, 1992. 61 с.

43. Минеев В.Г., Макарова А.И., Тришина Т.А. Тяжёлые металлы и окружающая среда в условиях современной интенсивной химизации. Со-общ.1. Кадмий. //Агрохимия. 1981. - № 5. - с.146-155.

44. Минеев В.Г. Химизация земледелия и природная среда. М.: Агро-промиздат, 1990. - 287 с.

45. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов. Под ред. Зигель X. и Зигель А.- М.: Мир, 1993.-368 с.

46. Никифорова Е.М. Загрязнение природной среды свинцом от выхлопных газов автотранспорта // Вестн. МГУ. Сер. геогр. 1975. - № 3. -с.28-36.

47. Никифорова Е.М. Свинец в ландшафтах придорожных систем // Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем: М., 1983. с. 220-229.

48. Никонов В.В., Лукина Н.В., Фронтасьева М.В. Рассеянные элементы в подзолистых Al-Fe-гумусовых почвах в условиях воздущного загрязне135ния медно-никелевым производством и изменяющегося литогенного фона. // Почвоведение. 1999. - № 3. - с.370-382.

49. Обухов А.П., Лепнёва О.М. Биогеохимия тяжёлых металлов в городской среде. // Почвоведение. 1989. - № 5. - с. 65-73.

50. Обухов А.И., Цаплина М.А. Миграция и трансформация соединений РЬ в дерново-подзолистых почвах. В кн.: Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1989, с. 194-199.

51. Обухов А.И. Экологические последствия загрязнения почв тяжёлыми металлами и мероприятия по их устранению. В сб. «Поведение пол-лютантов в почвах и ландшафтах», Пущино, 1990 г., с.52-59.

52. Обухов А.И., Плеханова И.О., Кутукова Ю.Д., Афонина Е.В. Тяжёлые металлы в почвах и растениях Москвы / В сб. «Экологические исследования в Москве и Московской области». Москва. - 1990. - с.148-161.

53. Обухов А.И., Кутукова Ю.Д. Состояние почв детских садов / В сб. «Экологические исследования в Москве и Московской области». Москва. - 1990. - с. 212-241.

54. Обухов А.И., Плеханова И.О., Ли С.К. Цинк и кадмий в почвообра-зующих породах и почвах // Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992, с. 19-37.

55. Обухов А.И., Плеханова И.О. Детоксикация дерново-подзолистых почв, загрязнённых тяжёлыми металлами: теоритические и практические аспекты. // Агрохимия. 1995. - № 2. - с. 108-116.

56. Общие положения по организации аналитического контроля загрязнения почв. Госкомэкология РСФСР, Москва, 1991. 24 с.

57. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжёлых металлов и мышьяка в почвах (Дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК № 6229-91): Гигиенические нормативы. М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России. 1995. 8 с.

58. Орлов Д.С., Малинина М.С., Мотузова Г.В., Садовникова Л.К., Соколова Т.А. Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник. -М.: Агропромиздат, 1991, 303 с.

59. Отчёт по договору № 8. Инвентаризация и оценка экологического состояния почвенного покрова г.Курска (на 10 ключевых площадках). Курск, 1996 180 с

60. Пампура Т.В., Пинский Д.Л., Остроумов В.Г., Гершевич В.Д., Башкин В.Н. Экспериментальное изучение буферности чернозёма при загрязнении медью и цинком // Почвоведение, 1993, № 2, с. 104-110.

61. Первунина Р.И., Малахов С.Г. Подвижность металлов, выпавших на почву в составе выбросов промышленных предприятий. В кн.: Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1989, с. 171-179.

62. Первунина Р.И. Формы кадмия в почвах и поступление его в растения. // Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992, с. 83-100.

63. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1979 . - 423 с.

64. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве. Минздрав СССР, Москва, 1991.17 с.

65. Пинский Д.Л. Формы соединений цинка и кадмия в естественных и загрязнённых почвах. // Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992, с. 74-83.

66. Плеханова И.О. Обухов А.И. Цинк и кадмий в почвах и растениях городской среды. // Цинк и кадмий в окружающей среде. М.: Наука, 1992, с. 144-159.

67. Плодородие почв и устойчивость земледелия (агроэкологические аспекты) / И.П. Макаров, В.Д.Муха, И.С.Кочетов и др.; Под ред. И.П.Макарова и В.Д.Мухи. -М.: Колос, 1995. 288 с.

68. Почвоведение (под редакцией Кауричева И.С.). М.: Агропромиздат, 1989.-719 с.

69. Приваленко В.В., Попонин А.Н. Пояснительная записка к эколого-геохимическому атласу г. Курска. Курск. 1994. 286с.

70. Природно-антропогенные геосистемы Центральной лесостепи Русской равнины. М.: Наука, 1989, 276 с.

71. Протасова H.A., Щербаков А.П., Копаева М.Т. Редкие и рассеянные элементы в почвах Центрального Черноземья. Воронеж: Изд-во ВГУ, 1992.- 168 с.

72. Протасова H.A., Беляев А.Б. Макро- и микроэлементы в почвах Центрально-Чернозёмной зоны и почвенное районирование её территории. // Почвоведение, 2000, № 2, с.204-211.

73. Реуцэ К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы. М.: Агропромиздат, 1986.-221 с.

74. РД 52.18.191-89 "Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом", Москва: Госкомгидромет, 1990.32 с.

75. РД 52.18.289-90 "Методические указания. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов в пробах почвы атом-но-абсорбционным анализом", Москва: Госкомгидромет, 1990. 35 с.

76. Савельева JI.E. К оценке уровней содержания свинца в почвах техногенных ландшафтов // Тяжёлые металлы в окружающей среде. М.: Изд-во МГУ, 1980. - с.63-68.

77. Свинец в окружающей среде / Отв. ред. Добровольский B.B. М.: Наука, 1987.179 с.

78. Серебренникова Л.Н., Обухов А.И., Решетников С.И., Горбатов B.C. Содержание и распределение тяжёлых металлов в почвах техногенных ландшафтов // Почвоведение. 1982. - № 12. - с.71-76.

79. Страйер Л. Биохимия.Т.2. М.: Мир, 1985. - 312 с.

80. Тяжёлые металлы в системе почва-растение-удобрение / Под общей ред. М.М. Овчаренко.- М., ЦИНАО, 1997. 290 с.

81. Химия окружающей среды. Пер. с англ./Под ред.А.П.Цыганкова. -М.: Химия, 1982.-672 с.

82. Химия тяжёлых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / Под ред. Н.Г.Зырина и Л.К.Садовниковой. М.: Изд-во МГУ, 1985. - 208 с.

83. Центрально-Чернозёмный государственный биосферный заповедник им. В.В.Алёхина. Курск: курская правда, 1988, 24 с.

84. Щербаков А.П., Протасова H.A., Беляев А.Б. Геохимия макро- и микроэлементов в зональных почвах Центрального Черноземья России. В кн.: Антропогенная эволюция чернозёмов. Воронеж: ВГУ, 2000. с. 175203.

85. Экологический словарь. М.: Конкорд Лтд- Экопром, 1993. - 202 с.

86. Эрозия почв и почвоводоохранное земледелие: Учебное пособие / Под ред. проф. В.Д.Мухи. Курск: Изд-во КГСХА, 2000. - 173 с.

87. Ангелов И. Изпитване на възможните форми на Pb, Zn, Cd и Си за оценка на замърсеността не почвите // Почвозн., агрохим. и екол. -1995.-30, № 1-6, с. 76-78.

88. Атанасов И., Марков Е., Петкова Д. ?(найти в РЖ за 1996 г.) // Поч-возн., агрохим. и екол. 1995. - 30, № 1-6, с.91-94.

89. Alloway В. Heavy Metals in Soils. New York: Halsted Press. 1990. 362 p.

90. Beckett P.H.T. The use of extractants in studies on trace metals in soils, sewage sludge and sludge-treated soils // Adv. Soil Sci., 1989, Vol. 9, P. 143176.

91. Bell P.E., James B.R., Chaney R.L. Heavy metal extractability in long-term sewage sludge and metal-salt amended soils //J.Environment.Quality, 1991, Vol. 20, P. 481-486.

92. Davis B.E. Trace element pollution // Applied Soil Trace Elements (Ed. B. Davis ). Chichester; N.Y. et al.: John Wiley and Sons, 1980. - P.287-352.

93. Elsokkary J.H., Log J. Distribution on different fractions of Cd, Pb, Zn and Cu in industrially polluted and nonpolluted soils of Odda Region, Norway // Acta agr. Scand., 1978, Vol.28, № 3, P.262-268.

94. Fritz E.L., Pennypacker S.P. Attemps to use satellite to detect vegetative damage and alternation caused by air and soil pollutants // Phytopathology. -1975.-Vol. 65, № 10.-P. 1056-1060.

95. Greszta J., Braniewski S., Chrzanowska E. Poziom metali ciezkich w gle-bach i roslinach wokol huly cynku // Mat. Ill Kraj.Konf. Pulawy, 1985. -Cr.2. - S.15-17.

96. Hickey M.G., Kittrick J. A. Chemical partitioning of cadmium, copper, nickel and zinc in soils and sediments containing high levels of heavy metals // J. Environment.Quality. 1984. Vol. 13, N3, P. 372-376.

97. Khan D.H., Frankland B. Chemical forms of cadmium and lead in some contaminated soils // Environ. Pollut. В., 1983, Vol. 6, N 1, P. 15-31.

98. Kuo S.,Heilman P.E.,Baker A.S. Distribution and forms of copper, zinc, cadmium, iron and manganese in soils near a copper smelter // Soil Sci., 1983, Vol. 135, P. 101-109.

99. LeClaire J.P., Chang A.C., LeVesque C.S., Sposito G. Trace metal chemistry in arid-zone field soils amended with sewage sludge//Soil Sci.Soc.Am.J.,1984, V.48,P.509-513.

100. Lenoczky E., Marth P., Szabados I., Szomolanyi A. Effect of Liming on the Heavy Metal Uptake of Lettuce // Agrokemia es Talajtan.1998. # 1-4. P. 229-229-234.

101. Matthews H., Thorntoon I. Seasonal and species variation in the content of cadmium and associated metals in pasture plants at Shipham // Plant and Soil/ 1982/ - Vol.66, N 2. - P. 181-193.

102. McBride M.B. Environmental Chemistry of Soils. Oxford University Press. 1994. 406 p.

103. McLaren R.G., Crawford D.V. Studies on soil copper: l.The fractionation of copper in soils//J. Soil Sci., 1973, V.24, P.172-181.

104. Miller W.P., McFee W.W., Kelly J.M. Mobility and retention of heavy-metals in sandy soils // J. Environment. Quality, 1983, Vol.12, N 4, P. 579584.

105. Miller W.P., Martens D.C., Zellerry L.W. Effect of sequence in extraction of trace metals from soils // Soil Sci. Soc. Amer. J. 1986, Vol.50, N 3, P. 598-601.

106. Onyatta J.O., Huang P.M. Chemical speciation and bioavailability index of cadmium for selected tropical soils in Kenya. Geoderma. V.91, 1999, P. 87-101.

107. Padekene K., Helal H.M., Schnug E. Influence of Nutrient Supply on Heavy Metal Accumulation in Oilseed Rape // Proceedings of the Ninth International Rapeseed Congress "Rapeseed Today and Tomorrow". Cambridge. 1995. V. 1. P. 290-292.

108. Schalscha E.B., Morales M., Vergara I., Chang A.C. Chemical fractionation of heavy metals in wastewater affected soils//J.Water Poll.Control Fed., 1982, Vol.54,P. 1275-1280.

109. Sims J.T. Soil pH Effects on the Distribution and Plant Availability of Manganese, Copper and Zinc // Soil Sci. Soc. Am. J., 1986, V.50, N 2, P. 367-373.

110. Sims J.T., Kline J.S. Chemical fractionation and plant uptake of heavy metals in soils amended with co-composed sewage sludge // J. Environ. Qual, 1991, V. 20, P. 387-395.

111. Sims J.T., Patrick W.H. The distribution of micronutrient cations in soil under conditions of varying redox potential and pHII Soil Sci. Soc. Ami.,1978, Vol. 42, P.258-262.

112. Shahin R.R., Abdel-Aal S.I., Abdel-Hamid M.A., Abdel-Tawab M.M. Soil contamination with heavy metals, and salts prochiced by industrial activities at Helvan, Egypt // Egypt I. Soil Sci. 1988. V.28. № 4. P.407-419.

113. Shuman L.M. Zinc, manganese and copper in soil fractions // Soil Sci.,1979, Vol. 127, P. 10-17.

114. Shuman L.M. Fractionation method for soil microelements // Soil Sci., 1985, Vol. 140, P. 11-12.

115. Sposito G., Lund L.J., Chang A.C. Trace Metal Chemistry in Arid-zone Field Soils Amended with Sewage Sludge: 1. Fractionation of Ni, Cu, Zn,

116. Cd, and Pb in Solid Phases // Soil Sci. Soc. Am. J., 1982, V. 46, N 2, P. 260264.

117. Taylor S.R. Abudance of chemical elements in the continental crust: a new table // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1964. - № 28. - P. 12731286.

118. Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequental Extraction Procedure for the Speciation of Particulate Trace Metals // Anal. Chem. 1979. V.51. N7. P. 844-851.

119. Teruo A., Masatsugu K., Kiyoto O. Distribution of different fractions of cadmium, zinc, lead, and copper in inpolluted and polluted soils // Water, Air and Soils Pollut. 1995. - 83, № 3-4, P. 187-194.

120. Xian Xiagfi. Chemical partitioning of cadmium, zinc, lead and copper in soils bear smelter // J. Environ. Sci. And Health., 1987, Vol. 22, N 6, P. 527541.

121. Zhu B. and Alva A.K. Distribution of Trace Metals in Some Sandy Soils under Citrus Production // Soil Sci. Soc. Am. J. 1993. - Vol. 57, № 3. - P. 350-355.

122. Wilclce W., Muller S., Kanchanakool N., Zech W. Urban soil contamination in Bangkok: heavy metal and aluminium partitioning in topsoils. Geo-derma.1998. V.86. P.211-228.

Информация о работе

Жидеева, Валентина Анатольевна
кандидата биологических наук
Курск, 2000
ВАК 03.00.27

Диссертация

Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области"

Введение Диссертация по биологии, на тему "Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области"

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Жидеева, Валентина Анатольевна

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Жидеева, Валентина Анатольевна, Курск

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Загрязнение тяжёлыми металлами почв садовых агроценозов Курской области
ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение