Производственная деятельность человечества стала мощным геохимическим фактором, влияющим на перераспределение элементов на поверхности Земли и в биосфере в целом. Нарастающие масштабы промышленного производства влекут за собой далеко идущие последствия. Если в первой половине XX столетия беспокойство вызывали перспективы нехватки сырья, то во второй половине обнаружилась более серьезная опасность, а именно изменение состава среды окружающей человека [1].
В последние годы наблюдается увеличение загрязнения окружающей среды, в том числе и тяжелыми металлами. Многочисленные научные исследования подтвердили факт негативного влияния загрязнения тяжелыми металлами окружающей среды на почвы, популяции растений, в конечном счете, и человека.
В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 металлов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 50 атомных единиц: V, Сг, Мп, Fe, Со, Ni, Си, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. [2]. Считается, что почва является более емким и инерционным звеном в накоплении тяжелых металлов [3]. Почва является мощным аккумулятором и депонентом этих элементов и обладает слабой способностью к самоочищению. Процесс распределения тяжелых металлов в почве является прямым результатом процесса почвообразования, который, в свою очередь, зависит от особенностей биоклиматических условий природных зон [1, 4, 5].
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В исследуемых образцах почвы проводили определение содержания тяжелых металлов марганца, никеля, кобальта.
- Отбор проб почвы проводился следующим образом: с выбранной площадки отбирался смешанный образец, состоящий из 5 проб, взятых по методу конверта (по углам площадки и в центре). Пробы отбирались лопатой на глубине 0-20 см и 20-40 см горизонта в 5 повторностях. Вес свежесобранного материала - 1 кг. Отбирали среднюю пробу методом квартования. Затем почвы высушивали до воздушно - сухого состояния при комнатной температуре. Отчищали её от различных включений, пропускали через сито с диаметром отверстия 0,5 мм.
- Для выполнения анализа на атомно-абсорбционном спектрометре взвешивали 1 грамм почвы в 5 повторностях на аналитических весах. Навески помещали в термостойкие стаканчики, добавляли по 15 мл хлорной кислоты и 5 мл азотной кислоты, нагревали до кипения, добиваясь полного вскрытия пробы.
- В исследуемых образцах почвы проводили определение содержания тяжелых металлов: никель, кобальт и марганец.
- В исследовании применяли метод атомно-абсорбционной спектрометрии. Определение тяжёлых металлов проводилось на атомно-абсорбционном спектрометре «AAS IN». Температура в пламени атомно-абсорбционного спектрометра равна 1400°С. Анализ проб на атомно-абсорбционном спектрометре проводился следующим образом: испарение элемента осуществлялось в пламени газовой горелки. В горелку прибора подавался распыленный с помощью воздуха, смешанный с горючим газом. При сгорании его в пламени исследуемые атомы оказываются в газообразном состоянии. Далее пучок света разлагается в монохроматоре, на выходе которого выделяется аналитическая линия, свойственная определенному элементу. Эта линия на фотокатод и на фотоэлектронный умножитель, с которого регистрируется кривая. Поглощение света определенным элементом для уменьшения фототока регистрируется.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Почва является индикатором загрязнения окружающей среды. Содержание химических элементов в почве зависит от множества факторов, а также процессов их трансформаций [6].
В нижнем течении р. Иле в первой точке преобладают сероземы светлые малоразвитые на галечниковом и щебнисто-галечниковом аллювии и пролювии, также ровные пески, во второй точке аллювиально-луговые, лугово-сероземные солончаковые и бугристо - грядовые пески, в третьей точке лугово-болотные, лугово-сероземные солончаковые и ровные пески [7].
По сравнению с ПДК анализ содержания тяжелых металлов в почве данного региона показано (таблица), что во всех точках имеется высокое содержание кобальта, превышающая ПДК.
Таблица 1
В первой точке (Кербулак) концентрация кобальта превышает ПДК на 0,94 раза, во второй точке (Баканас) превышение ПДК в 1 раз и в третьей точке (вблизи моста имени Кунаева) в 1,04 раз. Концентрации остальных элементов не выходят за пределы ПДК.
На рисунке изображено сравнивание тяжелых металлов по точкам исследования. (Кербулак, Баканас, вблизи моста имени Кунаева.)
Из рисунка 1 видно, что в трех точках исследования концентрация кобальта превышает все элементы, если сравнивать точки между собой, то мы видим что в третьей точке содержание тяжелых металлов самое большое количество, особенно это элемент кобальта 1,04. Самое меньшее содержание тяжелых металлов находиться во второй точке это у марганца 0,15.
По данным наших исследований выявлено, что почва в данном регионе аккумулирует тяжелые металлы, особенно никель, кобальт и марганец, что способствует их поступлению в растения по системе «почва растения». В результате наших исследований было обнаружено, что уровень содержания кобальта в почве превышает ПДК во всех трех точках данной местности.
ЛИТЕРАТУРА
- Ильин Б.В., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях.- Новосиб.: СО РАН, 2001. - 216 с.
- Никаноров А.М. Гидрохимия: учеб. пособие - Л.: Гидрометеоиздат,1989. - 450 с.
- Быков Б.А. Геоботаника. Алма-Ата, «Наука», 1978. - 287с.
- Глобальная экологическая перспектива. - 2000. - 398 с.
- Биоиндикация загрязнений наземных экосистем. - М.: Мир, 1998. - 348 с.
- Ильин В.Б. О нормировании содержания тяжелых металлов в растениях // Химия в с.-х.. - 1987. - №1. - С. 41-48.
- Панин М.С. Эколого - биогеохимическая оценка техногенных ландшафтов Восточного Казахстана. - Алматы: Изд. «Эверо», - 2000. - С.336 - 338.