Тяжелые металлы в почве города Актобе

В статье дается анализ уровня загрязнения почвы города Актобе. Представлены концентрации загрязняющих веществ в почве таких, как: цинк, медь, свинец, хром. Исследованы пять точек территории Актобе.

Особое место среди проявлений антропогенного воздействия на почвы мегаполисов принадлежит загрязнению городской территории тяжелыми металлами, поскольку быстрое самоочищение почв от металлического загрязнения до требуемого, по соображениям гигиенической и экологической безопасности уровня, затруднено, а во многих случаях практически невозможно.

Основными источниками тяжелых металлов в условиях города являются: транспортно–дорожный комплекс, промышленные предприятия, неутилизированные промышленные и коммунально–бытовые отходы.

Поступление тяжелых металлов в почвенный покров определяет возможность дальнейшей их миграции в грунтовые воды, доступность растениям, создает потенциальную угрозу живым организмам, в том числе и человеку. Вместе с тем почва является одним из важнейших защитных, биохимических барьеров для ряда соединений на пути их миграции в грунтовые воды и растения. Поэтому химический анализ почв и зеленых насаждений является основной частью биогеохимических исследований урбоэкосистем.

Актобе является одним из огромнейших промышленных центров Актюбинского региона, в границах которого, на сравнимо небольшой площади, сконцентрировано огромное количество экологически небезопасных объектов широкого диапазона промышленных предприятий. Под воздействием таковой сильной техногенной нагрузки земли получают новый комплекс параметров и режимов, от которых зависит их способность к действенному выполнению различных экологических функций в критериях городской экосистемы.

Основное загрязнение окружающей среды Актюбинской области вызвано техногенным воздействием хромовой и борной промышленностей. В области находятся: второе по величине в мире Южно-Кемпирсайское месторождение хромовых руд, крупные заводы хромовых соединений и ферросплавов, использующих оксид бора для обогащения хромовых руд.

Основными тяжелыми металлами, загрязняющими почву являются цинк, медь, свинец, хром, кадмий, никель, кобальт и др.

Загрязнение природной среды свинцом происходит главным образом в результате сжигания бензина (60%); производства цветных металлов (22%); производства железа, стали, ферросплавов (11%).

Цинком загрязняют окружающую среду выбросы цинкокадмиевых плавильных заводов (60%); при производстве железа, стали, сплавов в окружающую среду поступает 13% общего количества выбросов цинка, в результате сжигания отходов 17% и древесины 6%. Основные источники загрязнения медью - медно-никелевые плавильные заводы (50%), сжигание топлива (22%), производство железа, стали, ферросплавов (11%), сжигание древесины (11%).

Общую загрязненность почвы характеризует валовое количество тяжелых металлов. Валовое содержание элементов в естественных незагрязненных почвах обусловлено их содержанием в материнской породе и определяется генезисом, химией, фациальными различиями материнского субстрата и процессами почвообразования. Кроме того, содержание элементов в почве связано с реакцией среды, содержанием в почве органического вещества, биологическим круговоротом элементов в почвенно-грунтовом слое и с неоднородностью видового состава растительного покрова.

Доступность же элементов для растений определяется их подвижными формами. Поэтому содержание в почве подвижных форм тяжелых металлов важнейший показатель, характеризующий санитарно-гигиеническую обстановку.

Рассмотрим наиболее подробно о накоплении отдельных тяжелых металлов в разных слоях почв.

Свинец образует ряд минералов, которые относительно плохо растворимы в природных водах. Среди всех тяжелых металлов свинец наименее подвижен, снижается подвижность при известковании почв. Наибольшие концентрации свинца обнаруживаются в верхнем слое почвы. Все растворимые соединения свинца ядовиты.

Цинк по сравнению с другими тяжелыми металлами наиболее растворимый элемент в почве, концентрация его в почвенных растворах колеблется от 4 до 270 мкг/л, в зависимости от свойств почв и методов определения.

Все соли меди ядовиты, в почве катионы меди взаимодействуют с органическими и минеральными соединениями и могут осаждаться такими анионами, как сульфид, карбонат, гидроксид. Поэтому медь является малоподвижным элементом в почвах, представлена главным образом валовой формой.

Никель существует в виде сульфидов, арсенидов, часто замещает железо, в железомагниевых соединениях, ассоциируется с карбонатами, фосфатами, силикатами. В верхних горизонтах почв никель присутствует в связанных с органическим веществом формах, часть находится в виде легкорастворимых хелатов. Однако более доступны растениям оксиды железа, марганца, никеля. Распределение никеля в почвенном профиле определяется содержанием органического вещества, аморфных оксидов и количеством глинистой фракции. Уровень никеля в верхнем слое зависит от почвообразующих процессов и техногенного загрязнения.

Распределение кобальта по горизонтам почв зависит от климатических зон и почвообразующих процессов. Нормальное содержание в подвижном слое почв обычно изменяется от 1 до 40 мг/кг с более плотным распределением в пределах 3-15 мг.

В почвах большая часть хрома присутствует в виде Сг3+, который образует оксиды с ионами железа. В кислой среде ион Сг3+ инертен, при рН 5,5 почти полностью выпадает в осадок.

Уровень содержания хрома в почвах зависит от содержания его в материнских породах.

Целью работы являлось исследование динамики содержания валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почвах города Актобе и оценка уровня их загрязнения.

Для исследований были отобраны образцы почв в различных районах города Актобе. Образцы почвы были взяты на глубине 0-20 см и 20-40 см в следующих точках:

  1. Промзона (АЗФ);
  2. Район ДСК (проспект Абулхаир хана);
  3. Район ЖД вокзала;
  4. Саздинское водохранилище;
  5. Район «Болашак»;

Содержание тяжелых металлов в почвенных образцах определяли методом атомно-адсорбционной спектроскопии согласно методическим указаниям по определения микроэлементов в почвах, кормах, растениях методом атомноадсорбционной спектроскопии на спектрофотометре атомно-абсорбционный «МГА-915M».

Полученные результаты образцов почвы представлены на рисунках 1-8.

 Содержание цинка, мг/кг       

Рис. 1 Содержание цинка, мг/кг

Содержание меди, мг/кг

Рис. 2 Содержание меди, мг/кг

Содержание свинца, мг/кг

Рис. 3 Содержание свинца, мг/кг

Содержание хрома, мг/кг

Рис. 4 Содержание хрома, мг/кг

Содержание цинка, мг/кг

Рис. 5 Содержание цинка, мг/кг

 Содержание меди, мг/кг

Рис. 6 Содержание меди, мг/кг

Содержание свинца, мг/кг

Рис. 7 Содержание свинца, мг/кг

 Содержание хрома, мг/кг

Рис. 8 Содержание хрома, мг/кг

Проведенные исследования на концентрации тяжелых металлов в почве города Актобе позволили выявить уровень загрязнения по отдельным элементам. Так, по цинку самыми загрязнѐнными территориями оказались район ДСК (проспект Абулхаир хана), район ЖД вокзала и район «Болашак», что подтверждает полученные показатели валовых и подвижных форм, превышающие ПДК. Содержание меди во всех образцах почвы по валовым и подвижным формам составили в пределах ПДК, за исключением района ЖД вокзала, где концентрация превысила уровня ПДК на 15 %. По содержанию свинца показатели были различны и находились на уровне ПДК. Район ЖД вокзала также был отмечен превышением концентрации свинца в почве от уровня ПДК на 9,3 % на глубине 0-20 см и в пределах 19,4 % на глубине 20-40 см. Концентрация хрома в валовых формах во всех образцах не превышала ПДК. При определении тяжелых металлов в подвижной форме было обнаружено, что концентрация хрома в почве превысила ПДК на территории промзоны (АЗФ) в 2 раза, ДСК проспект Абулхаир хана в 1,5 раза, и, не значительно в районе ЖД вокзала.

Таким образом, на основании вышеизложенного следует, что почвы в городе Актобе имеют различный уровень загрязнения по отдельным тяжелым металлам. Были исследованы образцы почв пяти районов на содержание цинка, меди, свинца и хрома. Из пяти исследованных точек было выявлено, что наиболее загрязнѐнными территориями тяжелыми металлами в валовой форме по концентрации цинка оказались районы ДСК (проспект Абулхаир хана), ЖД вокзала и Болашака, хотя превышения уровня ПДК было не значительным. Определение содержания хрома на глубине 0-20 см, 20-40 см в подвижной форме показало, что его значения превысили ПДК в районах Промзоны (АЗФ), ДСК (проспект Абулхаир хана) и ЖД вокзала.

 

Список использованной литературы: 

  1. Ибрагимова С.Т. Биологическое диагностирование нефтезагрязненных почв месторождений Казахстана. /Диссер. на соискание уч.степени канд.биол.наук. с.125.
  2. Козыбаева Ф.Е. Оценка почвенноэкологических функций в условиях техногенеза Почвоведение и агрохимия. № 1. с.10-17.
  3. Козыбаева Ф.Е., Сапаров А.С., Бейсеева Б., Дадин А.Д., Есимбеков М.Б. Содержание тяжелых металлов в почвах города Актобе // Почвоведение и агрохимия. №2. с.42-46.
  4. Мендыбаев Е.Х. Экологическое состояние темно-каштановых почв Карачаганакского месторождения // Почвоведение и агрохимия. №4. с.33-39.
  5. Морозова Н.А., Прохорова Н.В. Аккумуляция тяжелых металлов в почвах и растениях урбосреды // Университет им. В.И. ВЕРНАДСКОГО. 2007. №4(10). Том 1. с.77-81.
  6. Овчаренко М.М. Тяжелые металлы в системе почва-растение-удобрение. М.: Высшая школа. с.290.
  7. Рагимов А.О., Мазиров М.А., Зинченко С.И. Экологическая оценка почвенного и снежного покрова Владимирской области // Электронный научно-производственный журнал «АгроЭкоИнфо». 2015. с.13.
  8. Соколова О.Я., Стряпков А.В., Антимонов С.В., Соловых С.Ю. Влияние техногенного воздействия на содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почвах // Вестник ОГУ №2. Том 2. Естественные и технические науки с.35-42.
  9. Щелкунов Л.Ф., Дудкин М.С., Корзун В.Н. Пища и экология. Одесса. ЦСП Оптимум. 2000.с.517.
Год: 2015
Город: Актюбинск
Категория: Экология
loading...