авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 13 |

«Кубанский государственный аграрный университет Научно-исследовательский институт прикладной и экспериментальной экологии И.С. Белюченко Экология ...»

-- [ Страница 4 ] --

Содержание цинка в почвах колеблется в широких пределах - от 10 до мг/кг почвы. Весьма значительно почва загрязнена цинком вблизи дорог, т.к. оксид цинка содержится в шинах машин всех типов. В водоемах концентрация цинка со ставляет около 10 мг/дм3. Если очистные шламы содержат цинка свыше 3 мг/кг, то вносить их в почву категорически нельзя. В питьевой воде ПДК составляет 5 мг/л по рекомендации ВОЗ (в СССР ПДК было 1 мг/ дм3, в Японии - 0,1 мг/ дм3). Цинк весь ма широко используется в гальваническом производстве, при производстве различ ных сплавов - препарат бацитрацин используется в качестве добавки, в копироваль ных установках, металлургической промышленности, а также при изготовлении раз личных препаратов для сельского хозяйства. Выбросы цинка в атмосферу в большом количестве осуществляются автотранспортом. На его долю приходится свыше поло вины всех выбросов.

Содержание цинка в почвах края варьирует весьма широко по природно хозяйственным зонам, геохимическим ландшафтам и административным районам. В почвы цинк поступает с водой из вышерасположенных автономных систем, в ре зультате трансграничных переносов и оседания при выпадении осадков, а также вы носится из нижележащих горизонтов корнями трав, кустарников и деревьев. Чаще всего цинк встречается в виде соединений с различными элементами, а также в фор ме солей некоторых кислот.

При экспедиционном обследовании почв края на загрязнение их верхнего слоя валовой формой цинка по природно-хозяйственным зонам было установлено замет ное варьирование этого элемента (по средним арифметическим показателям от 50 в плавневой до 72 мг/кг в богарной зоне) и при весьма существенных разрывах мини мального и максимального уровней (Приложение 1, табл. 1).

Валовое содержание цинка в почвах Кубани в пределах природно хозяйственных зон колеблется весьма широко – от 2,8 (зона рисосеяния, биогенный ландшафт болот 31 Q) до 347,3 мг/кг (зона богарного земледелия, селитебный ланд шафт 30). Весьма большие различия в содержании цинка характерны для почв в пре делах отдельных ландшафтов в разных природно-хозяйственных зонах края. Наибо лее богаты цинком почвы зоны богарного земледелия и рисосеяния, где этот элемент поступает вместе с фосфорными удобрениями, а также с препаратами, которые при меняются против различных вредителей и болезней сельскохозяйственных культур.

В предгорной и горной лесной зонах содержание цинка в верхнем слое почв различ ных ландшафтов наиболее выравненное.

Весьма широкий разброс между минимальными и максимальными показате лями (более чем в 30 раз) обнаружен в почвах плавневой зоны, где содержание этого элемента находится в пределах от 2,8 до 107,3 мг/кг почвы. Минимальным разрывом крайних пределов содержания цинка характеризуются почвы зоны виноградарства (менее чем в 4 раза, при минимуме 23, 4 и максимуме 97,5 мг/кг). Большие разрывы между минимальными и максимальными показателями свойственны равнинной зоне богарного земледелия, рекреационно-приморской зоне, а также зоне рисосеяния.

Большие колебания минимальных и максимальных показателей в общем свойствен ны тем зонам, где наиболее интенсивно применялись различные химикаты. Относи тельная выравненность содержания цинка в зоне виноградарства связана с регуляр ными применениями препаратов для борьбы с болезнями и вредителями, в состав которых входит цинк.

В пределах края выделилось значительное количество точек с весьма высоким содержанием цинка, существенно превышающим фоновое значение. По зонам коли чество артефактов сильно варьирует: больше всего (свыше 50) их обнаружено в зоне богарного земледелия, а также в горной зоне;

в остальных зонах их было обнаружено менее 10. Всего точек с превышением ПДК отмечено в крае около 70. В общей вы борке почвенных образцов (около 4000) обнаруженное количество артефактов (око ло 70) не является определяющим для оценки почв края по содержанию цинка.

Определенный интерес представляют результаты исследований содержания цинка в почвах различных геохимических ландшафтов в пределах отдельных при родно-хозяйственных зон.

Наибольшими колебаниями содержания цинка в почве характеризуются ландшафты зоны богарного земледелия - от 52 в геохимическом ландшафте 51 N до 138,6 мг/кг в ландшафте 30. Минимальным разрывом в показателях этого элемента характеризуются почвы зоны рисосеяния и зоны виноградарства, а также горной лесной зоны, где между геохимическими ландшафтами разрывы в содержании цинка не превышают 15-20 мг/кг. Заметно варьируют минимальные и максимальные пока затели содержания цинка в почве геохимических ландшафтов в зоне богарного зем леделия, а также в плавневой зоне. Последнее, очевидно, связано с обработкой в этой зоне сельскохозяйственных полей химикатами с большим участием цинка, что опре делило высокие показатели в отдельных точках, а в природных анклавах этой же зо ны содержание элемента оказалось весьма незначительным. В остальных геохимиче ских ландшафтах содержание цинка в верхних слоях почвы относительно невысокое.

Определенный интерес представляют данные по содержанию валового цинка в геохимических ландшафтах отдельных районов (Приложение 1, табл. 2). Наиболее высокими показателями содержания цинка характеризуются почвы ландшафта 7 Q в Кавказском - 105 мг/кг, Кореновском - 142 мг/кг и в Усть-Лабинском районе - 124, мг/кг;

в Сочинском районе - 65 G - 116,6 мг/кг. Разрывы между минимумом и макси мумом накопившегося в почвах цинка характеризуются весьма широким интерва лом. Превышение ПДК по содержанию валового цинка отмечено во всех зонах (Приложение 1, табл. 3) в большинстве районов края (Приложение 1, табл. 4). Коли чество точек, в почвенных образцах которых обнаружено превышение ПДК в преде лах конкретных районов, невысокое и колеблется от 1 до 11 (Приложение 1,табл. 5).

Средние показатели содержания подвижного цинка по зонам края различают ся существенно: наиболее высокий уровень этого элемента отмечен в почвах богар ного земледелия (9,33 мг/кг), где этот элемент постоянно вносится с фосфорными удобрениями, а также в горно-лесной зоне (6,02 мг/кг), где его доля в верхнем поч венном слое пополняется за счет опада;

в других зонах доля цинка в верхнем слое почвы ниже в связи с тем, что он частично инфильтруется, а частично переносится ливневыми стоками в различные понижения (балки, речные поймы и т.д.). Различия между нижними и верхними уровнями подвижного цинка по зонам заметно варьи руют (табл. 3).

Таблица 3. Содержание подвижных форм цинка в почвах отдельных зон, мг/кг Зона Среднее Минимум Максимум арифметическое 1 9,33 0,03 37, 2 6,66 0,22 25, 3 4,87 0,27 16, 4 4,49 0,24 15, 5 5,80 0,21 20, 6 6,02 0,12 18, 7 3,72 0,74 9, Весьма незначительные разрывы между минимальными и максимальными по казателями содержания подвижного цинка характерны для рекреационной зоны (от 0,74 до 9,27 мг/кг) и самые высокие - для богарной зоны (от 0,03 до 37,2 мг/кг).

Для каждой природно-хозяйственной зоны количество почвенных образцов с аномальным содержанием подвижной формы цинка заметно варьирует, что, очевид но, связано с различной интенсивностью хозяйственной деятельности человека на отдельных территориях. Из общей суммы проб, отличающихся повышенным содер жанием подвижной формы цинка, выделяется зона богарного земледелия, на долю которой таких проб приходится 54 % (табл. 4) Таблица 4. Образцы почв с аномальными значениями подвижной формы цинка по зонам края, мг/кг Зона Число образцов % 1 42 2 5 3 14 4 2 5 5 6 5 7 5 Анализ среднего содержания подвижной формы цинка в почвах различных геохимических ландшафтов в пределах конкретных природно-хозяйственных зон показал, что аибольшим варьированием показателей содержания подвижного цинка характеризуется зона богарного земледелия (Приложение 1, табл. 6), в пределах ко торой количество этого элемента по геохимическим ландшафтам колеблется от 1, до 41,2 мг/кг почвы при значительном разрыве между минимальными и максималь ными величинами и при весьма существенном коэффициенте вариации. В этой зоне наибольшей концентрацией подвижного цинка характеризуются селитебные ланд шафты (30);

достаточно высокой концентрацией этого элемента выделяются также техногенные ландшафты полеводческие с многолетними насаждениями гидрокарбо натно-кальциево-натриевые, равнинно-трансаккумулятивные на терригенных аллю виальных отложениях четвертичного возраста (23 Q), а также техногенные немелио рируемые полеводческие с севооборотом однолетних культур гидрокарбонатно кальциевые равнинные на терригенных аллювиальных четвертичных отложениях ( Q). Почвы многих ландшафтов характеризуются относительно невысоким средним содержанием подвижной формы цинка при относительно незначительных расхожде ниях между минимальными и максимальными показателями. Определенную ста бильность в концентрации подвижного цинка можно отметить для различных ланд шафтов горно-лесной зоны (от 2 до 11,3 мг/кг почвы) при подавляющем большинст ве показателей в пределах от 5 до 7 мг/кг почвы.

Сравнительно невысоким содержанием подвижной формы цинка характери зуются почвы зоны виноградарства, в которой самым высоким уровнем (8 мг/кг поч вы) отличались почвы ландшафта 11 К (техногенный полеводческий ландшафт с се вооборотом полеводческих культур немелиорируемый гидрокарбонатно-кальциевый низкогорный и среднегорный трансаккумулятивный на карбонатно-терригенных от ложениях мелового периода).

В целом высоким содержанием подвижной формы цинка характеризуются почвы плавневой зоны и зоны рисосеяния и, прежде всего, биогенные ландшафты пойменных лугов гидрокарбонатно-кальциевые равнинные супераквальные терри генные на аллювиально-морских отложениях четвертичного возраста (16,4 мг/кг почвы) в плавневой зоне и техногенные ландшафты полеводческие с севооборотом многолетних культур мелиорируемые гидрокарбонатно-кальциевые равнинные су пераквальные на терригенных аллювиально-морских отложениях четвертичного воз раста (14 Q). Определенной закономерности в характере концентрации подвижных форм цинка в пределах отдельных зон и конкретных геохимических ландшафтов четко не просматривается. По всей видимости, многолетнее культивирование земель, широкое применение минеральных удобрений, пестицидов и органических удобре ний внесли определенные корректировки в зональные формирования техногенных ландшафтов и химического состава почв, сформировавшихся и развивающихся на отложениях различных возрастных периодов.

Оценивая эту проблему, мы пришли к выводу, что содержание подвижной формы цинка широко варьирует по природно-хозяйственных зонам и его макси мальные величины приходятся на районы богарного земледелия (9,3 мг/кг), а также горно-лесной и плавневой зоны при относительно высоких разрывах между их ми нимальными и максимальными значениями.

Выявлено довольно большое количество почвенных проб (свыше 170) в раз личных зонах края и в целом ряде геохимических ландшафтов, в которых содержа ние подвижного цинка существенно превышает ПДК (табл. 5).

Таблица 5. Содержание цинка подвижного, превышающее ПДК, в почвах природно хозяйственных зон и геохимических ландшафтов, мг/кг Среднее Зона Ландшафт Минимум Максимум арифметическое 1Q 35,021 23,000 98, 21Q 41,373 23,745 59, 23Q 27,040 27,040 27, 30 59,283 27,730 89, 3Q 34,534 23,000 96, 5Q 50,504 23,000 226, 6Q 38,060 38,060 38, 7Q 40,002 23,010 132, 31Q 23,580 23,580 23, 33Q 36,715 23,100 61, 34Q 39,380 39,380 39, 6Q 38,280 38,280 38, 14Q 83,043 30,510 186, 3 31Q 32,915 25,720 40, 6Q 47,458 23,940 102, 4 19N 26,320 26,320 26, 40N 27,342 27,342 27, 4N 27,360 27,360 27, 6 65J 78,635 24,770 132, 7 30 68,250 68,250 68, Существенные различия в содержании подвижной формы цинка отмечаются в почвах отдельных геохимических ландшафтов в пределах конкретных администра тивных районов (Приложение 1, табл. 7), что, очевидно, связано, прежде всего, с различиями в них технологий выращивания сельскохозяйственных культур и разно образия их природных и климатических условий.

Определенный интерес представляют данные содержания подвижного цинка в геохимических ландшафтах отдельных административных районов, где отмечено существенное превышение ПДК (Приложение 1, табл. 8). Количество таких точек в крае составило 187 по 28 районам. В некоторых ландшафтах (например, в техноген ном агроландшфте полеводческом 5 Q) в Усть-Лабинском районе содержание под вижного цинка доходит до 226 мг/кг почвы. Содержание подвижного цинка, превы шающее 100 мг/кг почвы, обнаружено в 5 точках. Столь высокие значения указыва ют на не всегда продуманные нормы применения удобрений с содержанием цинка, что может негативно сказаться не только на характере развития растений, животных, но и на качестве получаемой растительной и животноводческой продукции.

Подвижность цинка в почве во многом определяется характером проводимых мероприятий, прежде всего, внесением физиологически кислых удобрений (напри мер, азотных) и органики (перегной, компост), усиливающих микробиологическую активность субстрата. При ПДК, равном 23 мг/кг, около 200 образцов почв по краю содержат подвижную форму цинка в пределах 24,8-132,5 мг/кг.

Относительно выравненные показатели содержания подвижного цинка харак терны для почв различных ландшафтов Белоглинского района, где его содержание колеблется от 16 до 21,5 мг/кг почвы при весьма небольших разрывах между мини мальными и максимальными значениями, и для Апшеронского района (от 7 до 11, мг/кг почвы) при несколько большем разрыве между верхними и нижними предела ми по большинству геохимических ландшафтов.

Высокая концентрация цинка свойственна почвам Брюховецкого (11-32 мг/кг Ленинградского (12,2-16,7), Тихорецкого районов (20-23,5 мг/кг почвы) и некоторых других и города Краснодара (13,7-47,2),. Сравнительно низким содержанием под вижного цинка характеризуются почвы Абинского, Крымского, Кущевского, Сочин ского, Староминского, Темрюкского и Туапсинского районов.

Большие колебания средних показателей в пределах ландшафтов, на наш взгляд, связаны не только с геохимией подстилающей породы, но и с антропогенны ми факторами – внесением удобрений и других химических средств, а также с глу бокой вспашкой, развитием различных форм эрозионных процессов и т.д. Основани ем для такого заключения является то обстоятельство, что в пределах одного и того геохимического ландшафта содержание цинка в верхнем слое почвы варьирует весьма заметно во многих случаях. Например, в Апшеронском районе в биогенных ландшафтах лиственных лесов кислых переходных к кальциевому низкогорных и среднегорных трансэлювиальных на терригенных отложениях (52 N) нижний предел подвижного цинка составляет 0,2, а верхний - 13,6 мг/кг с разницей более чем в раз. Другой пример для равнинной зоны (Брюховецкий район), где минимальный предел содержания подвижного цинка составил 0,85, а максимальный - 48 мг/кг поч вы (ландшафт техногенный полеводческий с севооборотом однолетних культур гид рокарбонатно-кальциевый равнинный трансэлювиальный, сформировавшийся на терригенных отложениях).

В заключение можно сказать, что содержание подвижного цинка в верхнем слое почвы в различных районах Краснодарского края колеблется в широких преде лах, что подчеркивает необходимость оценки его содержания в конкретных агро ландшафтах с целью определения целесообразности его внесения, что будет способ ствовать существенной корректировке иммунного состояния посевов сельскохозяй ственных культур.

Определенный интерес представляют результаты исследований поведения различных форм цинка в некоторых частях рельефа по слоям почвы и сезонам года (Приложение 1, табл. 9, 10, 11, 12). Сезонные качественные и количественные изме нения содержания цинка по почвенным слоям и элементам рельефа позволяют вы явить специфику загрязнения различных частей ландшафта, а также характер пове дения загрязнителя в разных частях агроландшафта по сезонам года. Учитывая важ ность различных аспектов динамики тяжелых металлов в почвенных слоях чернозе ма обыкновенного, в условиях колхоза «Заветы Ильича» Ленинградского района на участке многолетнего мониторинга физических, биологических и химических свойств почв, НИИ экологии в течение 2001-2002 гг. проводил исследования по ми грации тяжелых металлов по почвенным слоям в типичном ландшафте в условиях зоны богарного земледелия в северной части Краснодарского края. В процессе рабо ты в почвах изучалась динамика подвижных и валовых форм тяжелых металлов.

Пробы отбирали в разрезах через каждые 20 см от поверхности почвы до материн ской породы в различных элементах агроландшафта (рис. 1). В этом разделе моно графии публикуются результаты анализа распределения цинка в условиях конкрет ного агроландшафта.

33 м н. у. м.

15 0 200 400 600 800 1000 м Рис. 1. Схема размещения точек отбора образцов почв по се зонам года и элементам рельефа 1,5 – точки на границах водоразделов;

2,4 – точки на склонах;

3 – точка в балке Отбор проб проводился по сезонам года по общепринятым методикам, а их анализ выполнялся на приборе Квант-Z в лаборатории тяжелых металлов и радио нуклидов. Два разреза были выполнены на плакорных участках на условных верхних частях водосбора балки, два других были сделаны на южном и северном склонах транзитных систем балки и один разрез - в нижней балочной части рельефа. Два верхних разреза представляют собой автономные экосистемы, два разреза на склонах – транзитные экосистемы, и разрез в нижней части рельефа является типичным при мером аккумулятивной системы. Почвы автономных и транзитных систем характе ризуются однородным гранулометрическим составом, а почвы аккумулятивной сис темы выделяются дифференцированностью по элювиальному типу.

В различных элементах ландшафта и в почвенных слоях содержание подвиж ной формы цинка заметно варьирует. Наиболее высоким содержанием подвижного цинка отличаются верхние горизонты почвы практически во всех элементах рельефа и во все сезоны года. С глубиной в почвенных слоях содержание этого элемента, как правило, постепенно снижается. Особо выделяются образцы почв аккумулятивного ландшафта, где содержание подвижного цинка существенно выше во все времена года по сравнению с другими элементами рельефа. Характерно отметить то обстоя тельство, что наиболее четкая закономерность в изменении показателей подвижной формы цинка характерна для отдельных элементов рельефа по средним годовым по казателям за все сезоны года. Максимум цинка концентрируется в первых двух, ино гда трех горизонтах с последующим их снижением по мере приближения к материн ской породе.

Особый интерес представляют данные по содержанию валовой формы цинка, которые в количественном отношении превышают подвижную форму в 10-20 раз.

Самая высокая концентрация валового цинка характерна во все периоды года для ак кумулятивного ландшафта и, прежде всего, в летне-осенний период. В летний пери од во всех элементах ландшафта и по всем почвенным слоям валового цинка содер жалось наибольшее количество. Достаточно четко просматривается тенденция к снижению показателей валового цинка при выведении средних данных за все перио ды года. Наивысшие показатели свойственны аккумулятивному ландшафту, где со держание валового цинка доходит до 82,2 мг/кг, несколько ниже эти показатели в почвах автономного ландшафта и еще ниже – в почвах транзитных систем.

Исследования, проведенные нами в Ленинградском районе, показали, что раз личные формы цинка в черноземе обыкновенном находятся в относительно неболь шом количестве, особенно это касается подвижной формы, что, безусловно, будет сказываться отрицательно на иммунитете растений и их устойчивости к различным негативным факторам. Относительно равномерное распределение валового цинка по почвенным слоям в разных элементах рельефа указывает на способность почвы ре гулировать процессы перемещения этого элемента по различным слоям, а также на её способность к самовосстановлению и саморегулированию.

С целью проверки правильности выбора нами площади в пределах агролан джшафта для проведения мониторинга состояния почвы, её физических и химиче ских свойств, а также загрязнения её различными поллютантами в 2001 году была осуществлена съемка всей территории хозяйства «Заветы Ильича» Ленинградского района. Пробы в количестве 300 образцов почвы были отобраны по всему хозяйству с шагом 500 х 500 м. и проанализированы в соответствующих лабораториях научно исследовательского института прикладной и экспериментальной экологии. Валовые формы цинка в почвах хозяйства характеризуются весьма широким расбросом уров ня концентрации этого элемента в разных частях агроландшафта (Приложение 2, рис. 1). Основная площадь хозяйства занята валовым цинком с уровнем его концен трации от 0,25 до 0,5 ПДК. Больших различий в концентрации цинка в почвах пра вобережной и левобережной территорий бассейна реки Средняя Челбаска не отмече но. Весьма небольшая площадь ландшафта занята почвами с содержанием цинка от 0,75 до 1 ПДК. Оценивая результаты площадной съемки валовых форм цинка в прочвах ландшафта, можно подчеркнуть, что 76 % точек от общего числа обследо ванных приходится на уровень концентрации этого элемента от 0,25 до 0,75 ПДК.

Примерно 2 % территории, прилегающей к конмплексам хранения машинотрактор ного парска, где содержание валового цинка превышает 1 ПДК.

Содержание цинка в воде. Определение уровня содержания цинка в воде пока зало, что во все периоды года оно невысокое (табл. 6), а в иле, наоборот, весьма зна чительное. В воде реки Средний Челбас содержание этого элемента доходит до мг/ дм3, а в сточной воде, поступающей со свинофермы, колеблется от 400 до мг/кг сухой массы, или до 50 мг/ дм3. В питьевой артезианской воде содержание цинка не превышает 0,08 мг/л, в речной воде до поступления сточных вод со свино фермы составляет около 10 мг/л. Иными словами, загрязнение речной воды цинком осуществляется главным образом за счет поступления стоков свиноводческой фер мы. Значительное содержание цинка в свиноводческих стоках связано с тем, что ос новным кормом для этих животных является зерно, в котором преобладает пшеница, где содержание цинка весьма существенное.

Таблица 6. Содержание цинка в воде и иле в реке Кубань в пределах края Вода, мг/ дм Показатель Ил, мг/кг Среднее 0,025 53, Стандартная ошибка 0,003 1, Стандартное отклонение 0,061 25, Минимум 0,002 10, Максимум 0,936 249, При определении содержания цинка в очень большой выборке (свыше 400) образцов воды в реке Кубань в пределах Краснодарского края среднее содержание этого элемента составило 0,025 мг/ дм3 при очень высоком стандартном отклонении 0,061 и весьма больших разрывах между минимумом (0,002) и максимумом (0,036).

Интересны данные по содержанию цинка в иле. Средние показатели этого элемента в иловых отложениях реки Кубань достаточно высокие (53,4 мг/кг). Учи тывая, что выборка была существенной (свыше 250 образцов), то стандартная ошиб ка среднего количества цинка в иловых отложениях относительно невысокая (1,6) при весьма существенном стандартном отклонении (25,7) и очень широком разрыве между его минимальными (10,3) и максимальными (249,2) значениями. Из приве денных данных особый интерес вызывает разброс содержания этого элемента по различным точкам в весьма широких пределах, что указывает на определенную связь концентрации этого элемента со многими факторами и, прежде всего, с составом иловых отложений из-за приуроченности отдельных точек отбора почвенных образ цов к местам сброса сточных и бытовых отходов и т.д.

Анализируя в целом содержание цинка в воде и в илах реки Кубань, следует указать на широкую вариацию концентрации этого элемента в пределах края, как в жидкой, так и в твердой фазах. Конкретную причину такого широкого разброса уровня цинка, особенно в иловых отложениях, следует искать в особенностях при родных условий конкретных территорий водосбора, учитывая хозяйственную дея тельность городов и станиц на прибрежных территориях реки Кубань, а также харак тер промышленного и сельскохозяйственного производства в пределах её бассейна.

Содержание цинка в некоторых тканях и выделениях животных. В 2001- гг. Институтом экологии проводилось обследование поголовья коров колхоза «Заве ты Ильича» Ленинградского района на биохимию некоторых тканей (кровь, молоко), а также выделений животных (экскременты, моча). Всего было обследовано свыше 200 голов. Среди многих показателей при оценке состояния коров определяли также содержание цинка в крови, молоке, моче и фекалиях после проведения контрольных доек (табл. 7).

Таблица 7. Содержание цинка (мг/ дм3) в тканях и выделениях животных Показатель Молоко Кровь Моча Среднее 2,98 1,26 0, Стандартная ошибка 0,08 0,07 0, Стандартное отклонение 0,61 0,85 0, Минимум 1,45 0,06 0, Максимум 3,98 7,32 0, Меньше среднего, % 40 60 Анализируя результаты определения цинка в различных органических жидко стях, следует подчеркнуть, что достаточно высокий уровень его содержания свойст венен крови и молоку. Следует обратить внимание, что в крови отмечается наиболь ший разрыв между минимальными (0,06) и максимальными показателями (до 7,32) при среднем уровне 2,86 мг/ дм3. Больше или равное среднему показателю содержа ние цинка в крови характерно для 40 % обследованных животных, меньше среднего у 60 % голов.

Средние показатели содержания цинка в молоке (2,98 мг/ дм3) по уровню сходны с кровью, но характеризуются большей выравненностью, на что указывает относительно незначительный разрыв между минимальным (1,45) и максимальным (3,98 мг/ дм3) показателями. Обращает на себя внимание тот факт, что содержание цинка в моче примерно на 2 порядка ниже, чем в молоке, при весьма незначительных разрывах между минимальными (0,008) и максимальными (0,0078) уровнями. Для изучаемого поголовья, средний удой которого составил 11,73 л, разрывы между ми нимальными (2 л) и максимальными (21 л) показателями весьма существенны, что указывает на большие различия в состоянии здоровья животных и в их способности продуцировать, что, по всей видимости, и оказало значительное влияние на содер жание цинка, как в крови, так и в молоке.

Оценивая исследуемое стадо в целом, необходимо подчеркнуть, что в его большей части (60 %) содержание цинка в крови составляет около 2,82 мг/ дм3;

меньше среднего уровня содержится цинка в моче - у 70 % голов и в молоке - у 40 % голов. Большая часть поголовья (55 %) характеризуется надоями, превышающими л молока.

Оценка содержания цинка в некоторых тканях дойных коров, которые в ос новном получали корма местного производства, показала, что в составе всех биоло гических жидкостей этот элемент достаточно широко варьирует. Последнее указы вает на то, что по показателям цинка в крови можно косвенно оценивать общее со стояние животных.

Содержание цинка в растительной массе. Поскольку цинк в небольших ко личествах является необходимым элементом для функционирования растений и ак тивным участником многих физиологически активных соединений, определение его содержания в урожае растений весьма важно. В высоких концентрациях цинк высту пает как загрязнитель и негативно действует на физиолого-биологические процессы в растениях. Цинк концентрируется в значительных количествах в стеблях и корнях, несколько меньше его в семенах, и промежуточное положение по его содержанию занимают листья. Этот элемент считается достаточно подвижным и в растения по ступает весьма активно. Содержание цинка в зеленых кормах, сене и силосе мы оп ределяли в колхозе «Заветы Ильича» Ленинградского района. Определение содержа ния цинка в кормах, которое проводилось в различные периоды года, указывает на широкую его вариацию по сезонам года и типам кормов.

Анализируя показатели содержания цинка в кормах по сезонам года, следует подчеркнуть, что весной его концентрация в скошенной массе значительно выше, чем в летний период. Особенно это касается зеленых кормов злакового и бобового типов. Как правило, в смешанных посевах накопление в кормовой массе цинка вы ше, чем в чистых посевах, что, очевидно, можно объяснить лучшим использованием биотопа организмами, различающимися по своей способности осваивать экологиче ские ниши. Самое низкое содержание цинка характерно для соломы, а самое высокое - для зеленой массы (в расчете на сухое вещество).

Определяли содержание цинка в зерне некоторых сортов пшеницы при разных уровнях удобрения почвы навозом, макро- и микроэлементами. Следует подчерк нуть, что в сходных условиях вегетации различные сорта накапливали в зерновой массе разное количество цинка. Наибольшим накоплением цинка в зерне характери зовались сорта Леукурум, Соратница и др. Относительно мало содержалось цинка в зерне сорта Крошка и в сортосмеси. При внесении на поля удобрений, особенно ор ганических, в зерне многих сортов пшеницы цинка накапливалось больше, чем без их внесения. Такое положение с изменением в содержании цинка на неудобренных и удобренных участках связано с тем, что удобрения активизируют физиолого биохимические процессы и потребность в цинке у растений возрастает. Цинк прояв ляет в растениях весьма большую активность по сравнению со многими другими тя желыми металлами. При недостатке питательных веществ, вполне возможно, что по интенсивности поступления в растения цинк уступает многим металлам, включая свинец, марганец и другие. У некоторых сортов пшеницы (например, Крошка) вне сение удобрений существенного влияния на концентрацию цинка в зерновой массе не оказывает.

Оценивая содержание цинка в отдельных кормах и в зерновой массе в разных условиях их производства, можно отметить, что этот элемент накапливается во всех растительных структурах. Концентрация этого элемента как по видам кормов, так и по сезонам и годам вегетации существенно варьирует. Заметно различается также содержание цинка в зерне различных сортов пшеницы при внесении и без внесения удобрений.

Свинец (Pb) – химический элемент IV группы периодической системы Менде леева, порядковый номер 82, атомный вес 207,21. Природный свинец имеет 4 ста бильных изотопа с массовыми числами: 204 (1,4 %), 206 (25,2 %), 207 (21,7 %), (51,7 %). Последние три изотопа представляют собой конечные продукты распада естественных радиоактивных семейств урана, актиния, тория. Свободный свинец металл синевато-серого цвета, самый мягкий и самый тяжелый из обычных метал лов, плотность 11,34 г/см3, легкоплавкий ( tопл 327,4о). Свинец и его соединения (осо бенно органические) весьма ядовиты, проникают в организм через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и при курении;

откладываются в основном в костях, мышцах, печени и т.д.;

выделяются из организма через почки, толстые кишки, слюн ные железы, с грудным молоком;

нарушают в организме обмен веществ (белковый, минеральный, витаминный), кроветворную функцию костного мозга, разрушают эритроциты.

Этот элемент относится к числу очень опасных загрязнителей для живых ор ганизмов, что и определяет нежелательность его присутствия как в абиотических (почва, вода, илы, воздух), так и в биотических объектах (растения, животные).

Именно это обстоятельство и определяет необходимость мониторинга свинца прак тически во всех составляющих ландшафтов.

В природе свинец встречается во всех блоках окружающей среды. Уровень его концентрации в окружающей среде нарастает в силу увеличения антропогенных на грузок и его выброса и сброса с отходами производства и потребления. Большую опасность свинец представляет для детей, так как отрицательно влияет на ост и раз витие. В организм человека этот элемент попадает с пищей, водой и вдыхаемым воз духом. Особую опасность представляет свинецсодержащие пыль и краски. До поло вины вдыхаемой свинцовой пыли остается в легких, а большая её часть всасывается в кровь. В желудочно-кишечном тракте доля свинца доходит до 10 %, а у детей - до 50 % от всего содержания этого элемента в организме. При недостатке кальция и ви тамина Д повышается его всасывание в желудочно-кишечном тракте. Только за одни сутки в организм человека попадает до 40 мкг свинца, хотя у разных групп населе ния этот показатель сильно варьирует. До 90 % общего содержания свинца у взрос лого человека содержится в костях, а у детей - до 70 %. Биологический период полу распада свинца в костях составляет до 10 лет. Свинец с возрастом накапливается в организме, и к 40 годам его количество доходит в костях до 200 мг. В организме женщин свинец проникает сквозь плаценту в систему кровообращения плода, а в не больших количествах проходит через барьер между кровью и мозгом.

Содержание свинца в молоке матери очень низкое, и потому отравление детей встречается редко. В качестве симптомов отравления человека соединениями свинца выделяют рвоту, запоры, поражение мозга (прежде всего у детей) и ряд других;

при тяжелой форме отравления смерть наступает через несколько дней. Хронические от равления проявляются отсутствием аппетита, нервозностью, рвотой и т.д. Диагно стируется свинец в организме путем анализа крови. Концентрация свинца в крови, по мнению врачей, не должна превышать 12-15 мкг на 100 мл, а у беременных жен щин и детей - около 7 мкг на 100 мл. При превышении доли свинца в крови до 60 мкг на 100 мл у людей проявляется агрессивность и ухудшается самочувствие. Некото рые исследователи допускают связь между свинцовым загрязнением, которое приоб ретено до рождения ребенка и в раннем детстве, и снижением его интеллекта, спо собности к учебе, нарушением двигательных процессов, а у некоторых – и проявле нием сверхактивности.

Растительные продукты в целом содержат свинца больше, чем животные. У животных повышенное содержание свинца характерно для печени и почек, относи тельно мало этот элемент содержится в мясе, молоке, фруктовых соках, пиве, ржи, картофеле;

выше его содержание в свиной печени, вине, плодоовощных культурах, пресноводной рыбе, спарже. Относительно много свинца содержит говяжья печень, корнеплоды, плодово-ягодные культуры. Питьевая вода обычно мало содержит свинца, но если водопровод свинцовый, то протекающая по ней мягкая вода сильно обогащается свинцом. Если вода жесткая, то в трубах откладывается карбонат свин ца, который препятствует попаданию свинца в воду.

Повышенное содержание свинца отмечено в промышленных районах. Приня тые ПДК для культивируемых почв - 100 мг/кг, для воздуха населенных мест - мг/м3, для питьевой воды - до 40 мг/ дм3. Свинец поступает в организм с пищей, во дой и воздухом: с питьевой водой в связи с растворением в ней эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церрусит и т.д.) соединений, а также вследствие загрязнения атмосферного воздуха газообразными отходами при сжигании угля из-за применения тетраэтилсвинца как антидетонатора в моторном топливе, при выносе в водные объ екты со сточными водами и выбросаъх в атмосферу газообразных отходов металлур гических, химических и других промышленных предприятий и шахт, рудообогати тельных фабрик, а также в результате привноса соединений свинца с других терри торий.

Свинец активно поглощается в воде взвешенными веществами и осаждается с ними в донных отложениях, а также в почвах, богатых глинисто-гумусовыми ком плексами. В почве он находится в валовой и подвижной формах, а в воде - в раство ренном и сорбированном (взвешенном) состоянии. Минеральные и органоминераль ные комплексы в водной среде представлены в растворенной форме и в нераствори мой форме сульфидов, сульфатов, карбонатов. Свинец известен как промышленный яд, который может стать причиной отравления, особенно при неблагоприятных ус ловиях среды.

В почве свинец весьма активно поглощается растениями и легко включается в пастбищные цепи. Содержание различных форм свинца в почве и водных системах колеблется весьма широко. Наибольшее его количество концентрируется в плодо родных почвах, богатых органикой. В поверхностных водах больше всего его скап ливается в хлоридных термальных. ПДК вредности свинца в воде составляет 0, мг/дм3.

Свинец является кумулятивным ядом и в организме человека накапливается постепенно. Скорость его выведения из организма очень низка. Он снижает скорость образования эритроцитов в костном мозге, блокирует синтез гемоглобина, в орга низм поступает с воздухом, пищей и меньше с водой. Наиболее интенсивно подвер гается загрязнению свинцом население старых городских кварталов, где большое ко личество старой отслоившейся краски, в которой этот элемент содержится в значи тельных количествах. 1 г старой краски содержит до 50 мг свинца. Долгое время, вплоть до Второй мировой войны, свинец применялся в красках, затем постепенно стал заменяться двуокисью титана. В городских кварталах в воздухе и уличной пыли содержатся частицы свинца, образующиеся при сгорании бензина и попадающие при вдыхании в легкие животных и человека. До 5 мкг на кубометр накапливается свин ца в месяц в городском воздухе.

Потеря интереса к играм, вспыльчивость – это основные симптомы отравле ния свинцом детей. Постоянные запоры, обмороки, припадки случаются при значи тельном накоплении свинца в организме, особенно в молодом возрасте, вплоть до смертельного исхода. При заболевании средней тяжести дети оказываются умствен но отсталыми, даже при уровне 0,4-0,5 ПДК ослабляется способность детей к учебе.

В 1974 году было принято решение о прекращении добавления свинца в бензин. На коплению свинца в водопроводной воде способствует подкисленная питьевая вода, растворяющая свинец в водопроводной системе, чему способствуют кислотные дож ди.

В течение 1998-2005 гг. Институтом экологии были проведены экологические обследования почв всего края на загрязнение подвижными формами свинца в преде лах отдельных природно-хозяйственных зон. В результате аналитических исследо ваний в лаборатории тяжелых металлов было установлено, что показатели подвиж ной формы этого элемента колебались от 1,3 (рекреационная зона) до 2,43 мг/кг (в богарной зоне северной части края) (табл. 8).

Таблица 8. Содержание свинца валового, превышающее ПДК в почвах природно хозяйственных зон, мг/кг Зона Среднее арифметическое Минимум Максимум 1 2,43 0,06 6, 2 1,70 0,01 5, 3 2,14 0,08 4, 4 1,69 0,11 4, 5 1,93 0,12 4, 6 1,72 0,21 3, 7 1,30 0,39 2, Во всех зонах края обнаружено большое количество почвенных проб, в кото рых содержание валового свинца существенно превышает ПДК (Приложение 1, табл.

13). Наиболее широким разбросом как средних, так и крайних пороговых показате лей токсиканта в почвах характеризуется зона богарного земледелия, что, очевидно, связано с широким вмешательством человека во все составляющие её ландшафтные системы: внесение удобрений и пестицидов, выбросы техники и другие источники поступления свинца. Средние показатели по ландшафтам в пределах этой зоны ко леблются от 18,2 до 36,8 мг/кг, а в пределах ландшафтов – от 2,6 до 54,9 (ландшафт 1Q), от 9,7 до 104,4 мг/кг (селитебный ландшафт 30) и т.д. Биогенные ландшафты отличаются большей выравненностью показателей содержания свинца в верхнем слое почвы, чем техногенные.

В ряде почвенных проб во всех зонах края (около 40 точек) отмечено заметное превышение уровня ПДК по содержанию в них валовой формы свинца. Самые высо кие показатели концентрации этого элемента установлены в верхнем слое почв в ландшафтах 2 N и 15 N в зоне виноградарства (Приложение 1, табл. 14).

Определенный практический интерес представляют данные по содержанию валовой формы свинца в верхнем слое почв в различных геохимических ландшафтах края (Приложение 1, табл. 15). Почвы некоторых геохимических ландшафтов от дельных природно-хозяйственных зон характеризуются существенными разрывами нижних и верхних показателей. К таким ландшафтам следует отнести 15 N, 1 Q, Q, 3 Q, 54 K, 7 Q. Наибольшие колебания в содержании свинца характерны для почв техногенных ландшафтов.

Наименьшим варьированием содержания свинца отличаются некоторые ландшафты (например, 20 К, 24 Р и т.д.), где разница между минимальными и мак симальными значениями не превышает нижних показателей. Наоборот, аграрные ландшафты характеризуются чрезвычайно широким разбросом между нижними и верхними уровнями содержания этого элемента (например, 1 Q, 31 Q), где верхний показатель свинца в несколько раз больше нижнего.

Оценка содержания валовой формы свинца в почвах по районам края показа ла, что в ряде территорий (Новороссийск, Сочи, Тихорецк, Ейск, Кропоткин, Коре новский район и ряд других) превышение ПДК этого элемента очень существенное;

таких точек по краю выделено около 70 (Приложение 1, табл. 16). Высокое содержа ние свинца в верхнем слое почв в основном приходится на точки, расположенные вблизи промышленных или транспортных узлов.

Содержание валовой формы свинца в верхнем слое почв в пределах отдельных районов и их геохимических ландшафтов колеблется весьма значительно. Между районами средние показатели варьируют от 9,4 до 37,0 мг/кг почвы (Приложение 1, табл. 17). Существенно варьируют эти показатели в пределах отдельных геохимиче ских ландшафтов. Например, в Приморско-Ахтарском районе в почвах ландшафта 31 Q минимальное значение свинца составляет 0,84 мг/кг почвы, а максимальное – 17,6;

в Темрюкском районе в ландшафте 2 N варьирование крайних показателей примерно такое же: от 9,8 до 148, 4 мг/кг. Большие колебания валовой формы свинца характерны для территорий, где промышленное производство в качестве энергоно сителей использует бензин и другие углеводороды.

В большинстве районов края выделены точки, где содержание валового свин ца в почве существенно превышает ПДК (Приложение 1, табл. 18). Основная масса почвенных образцов, в которых обнаружено значительное превышение валового свинца, приурочена к промышленным предприятиям, Машино-тракторным станциям и транспортным узлам.

Большое число почвенных проб во всех зонах края отличается также повы шенным содержанием подвижной формы свинца (табл. 9). Широкое применение хи микатов в агроландшафтах в зоне богарного земледелия, по всей видимости, и обу словило столь большой диапазон между крайними величинами в содержании свинца в почве. Примерно в 40 точках по краю определено содержание подвижного свинца свыше 6,5 мг/кг почвы, а 11 пробах его содержание превышает 10 мг/кг почвы.

Таблица 9. Содержание подвижного свинца по зонам, мг/кг Уровень свинца 1 2 3 4 5 6 102 76 192 99 311 579 6, 25 1 1 0 0 8 6, 9 0 0 0 0 2 2 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 Превышение содержания валовой формы свинца отмечено в почвах большин ства районов края (табл. 10;

Приложение 1, табл. 17). Наибольшими загрязнениями подвижной формой свинца характеризуются отдельные точки в Кореновском районе (свыше 34 мг/кг почвы отмечено в образцах вблизи города), а также в Сочинском районе (свыше 30 мг/кг почвы).

Таблица 10. Содержание свинца подвижного, превышающее ПДК в районах края, мг/кг Район Среднее Минимум Максимум Белоглинский 6,330 6,060 6, Ейский 8,745 8,610 8, Кавказский 6,080 6,080 6, Кореновский 34,450 34,450 34, Красноармейский 6,510 6,510 6, Краснодар 10,815 6,470 28, Крыловский 6,000 6,000 6, Кущевский 6,663 6,000 7, Ленинградский 6,000 6,000 6, Новороссийск 10,830 10,830 10, Павловский 6,653 6,000 8, Сочи 13,322 6,820 30, Староминский 8,846 8,846 8, Тбилисский 6,609 6,000 7, Тимашевский 9,160 9,160 9, Тихорецкий 11,800 6,430 19, Щербиновский 7,408 6,008 10, Анализ большой выборки почвенных образцов, отобранных в геохимических ландшафтах различных природно-хозяйственных зон, показал широкое варьирова ние уровней подвижной формы свинца (Приложение 1, табл. 19). Наибольшее коле бание в содержании подвижного свинца характерно для верхнего слоя почв богарной зоны земледелия;

в пяти природно-хозяйственных зонах содержание этого загрязни теля существенно превышает ПДК (табл. 11). В основном такие точки приурочены к городским или транспортным анклавам.

Высокое содержание подвижной формы свинца в ландшафтах 30 и 45 Q в рек реационной зоне связано с внесением этого элемента с пестицидами и удобрениями на культивируемых участках (садовых, цветочных, овощных и т.д.).

В полутора десятках районов и в нескольких геохимических ландшафтах в почвенных пробах определены местами весьма существенные преовышения ПДК по содержанию подвижного свинца (Приложение 1, табл. 20). Высокие уровни свинца характерны для крупных промышленных анклавов – Краснодар, Сочи и т.д.

Таблица 11. Содержание свинца подвижного в почвах геохимических ландшафтов отдельных зон, превышающее ПДК, мг/кг Зона Ландшафт Среднее Минимум Максимум 1Q 6,645 6,000 8, 23Q 7,640 7,640 7, 30 10,860 8,880 12, 1 3Q 6,863 6,000 8, 5Q 8,907 6,470 11, 6Q 10,526 10,526 10, 7Q 12,067 6,000 34, 2 6Q 6,804 6,804 6, 3 13Q 6,510 6,510 6, 30 10,830 10,830 10, 59J 7,840 7,220 8, 64J 7,820 7,820 7, 65J 15,710 8,260 30, 30 28,230 28,230 28, 44P 6,820 6,820 6, 45K 17,310 16,250 18, 47Q 8,220 8,220 8, Большой интерес представляет исследование содержания свинца в ландшаф тах зоны богарного земледелия, где сконцентрировано основное производство зер новых культур края. Средние концентрации валовой формы свинца не превышают установленных нормативов и находятся на уровне 60 % от ПДК (32 мг/кг). Однако максимальные значения, превышающие (до 50 %) предельно допустимые концен трации валового свинца в почве, отмечены в поймах рек Кирпили, Кочеты, Бейсуг, Левый Бейсужек, Ея. Аномально высокие концентрации элемента-токсиканта (до 7, ПДК) выявлены в отдельных пробах почв, отобранных в бассейнах рек Понура (ис ток) и Челбас (среднее течение) (рис. 2) Учитывая сельскохозяйственную значимость исследуемых территорий, важ нейшим показателем, характеризующим санитарно-гигиеническую обстановку и оп ределяющим необходимость проведения мелиоративных детоксикационных меро приятий, является уровень подвижной формы свинца.

Содержание мобильной формы свинца характеризуется весьма высокой его от носительной концентрацией. Так, средние концентрации этой формы элемента близ ки к принятым нормам (6 мг/кг), а для отдельных водных объектов (реки Кирпили, Средняя Челбаска, Кочеты, Левый Бейсужек) превышают ПДК в 1,5 раза. Макси мальные значения достигают 3-5 ПДК (пойменные почвы рек Бейсуг с притоками, Кирпили, Челбас, Ея, Кочеты). Повышенные концентрации свинца (как в валовой форме, так и в подвижной), как правило, приурочены к автомобильным дорогам.

Весьма высокой концентрацией свинца отличаются также донные отложения прак тически всех речных систем (рис. 3).

в алов. форма подв. форма ПДКв ал ПДКподв концентрация, мг/кг а ие ас Ея а а я и а уг ек ты ек ск ур -Е ил ык рк лб ен йс уж уж ба че го ле он ос рп Бе ач Че йс йс ел Ко Ку С П ва Ки зн Бе Бе Ч Ка ее р.

й в.

С вы дн Ле ра ре С П Рис. 2. Содержание свинца в пойменных почвах степных рек Кубани валов ая форма подв ижная форма ПДКв ал ПДКподв концентрация, мг/кг а ие ас Ея а а я и а уг ек ты ек ск ур ил -Е ык рк ен лб йс уж уж ба че го ле он ос рп Бе ач Че йс йс ел Ко Ку С П ва Ки зн Бе Бе Ч Ка ее р.

й в.

С вы дн Ле ра ре С П Рис. 3. Содержание свинца в донных отложениях степных рек Кубани Следует отметить, что средние показатели содержания валовой формы свинца в донных отложениях большинства рек не превышают ПДК. Однако в отдельных точ ках практически всех рек доля свинца в донных отложениях превышает установлен ные нормы. Несколько сложнее складывается ситуация в бассейнах рек Средняя Челбаска и Куго-Ея, где содержание валового свинца в донных отложениях находит ся на уровне 5,5 и 1,5 ПДК соответственно.

Донные отложения рек характеризуются более высокой концентрацией мо бильных форм свинца по сравнению с пойменной почвой. Отмеченное явление на копления токсиканта в донных отложениях может явиться причиной вторичной ток сичности вод. Действительно, даже если источник загрязнения устраняется, то в дальнейшем становится возможна обратная миграция металла из донных отложений в воду. Прогнозирование состояния водных систем должно опираться на данные всех составляющих анализа, проводимого через определенные промежутки времени.

Одним из наиболее динамичных составляющих водных систем является водная среда. Существенными факторами варьирования концентрации свинца в воде явля ется его адсорбция взвешенными веществами и осаждение с ними в донные отложе ния. В числе других металлов свинец извлекается и накапливается гидробионтами.

Свинец находится в природных водах в растворенном и взвешенном (сорбиро ванном) состояниях. В растворенной форме встречается в виде минеральных и орга номинеральных комплексов, а также простых ионов, в нерастворимой форме - глав ным образом в виде сульфидов, сульфатов и карбонатов. В речных водах концентра ция свинца колеблется от десятых долей до единиц микрограммов в 1 дм3. В неза грязненных поверхностных водах содержание свинца обычно не превышает 3 мкг/л.

Наши исследования показали, что между общей концентрацией металла токсиканта в природных поверхностных водах и их токсичностью нет однозначной зависимости. Поэтому качество воды степных рек Кубани оценивается по уровню содержания подвижной формы свинца.

Содержание свинца в пробах воды степных рек выявлено на уровне, не превы шающем в среднем строгого ПДК для водоёмов рыбохозяйственного использования (т.е. не выше 6 мкг/л). Но в отдельных образцах отмечены концентрации свыше ПДК (реки Ея, Кавалерка, Челбас) (рис. 4).

0, 0, концентрация, мг/л 0, 0, 0, 0, 0, и а уг а ие ек ек Ея я ка ка ты ас -Е рк ил ур йс уж уж ас ы лб ен че го ле он рп ос Бе лб йс йс ач Че Ко Ку ва П Ки С Че Бе Бе зн Ка ее й р.

в.

растворенная форма вы Ле С дн ра ре ПДКрх П С Рис. 4. Содержание свинца в водах степных рек Кубани Таким образом, по содержанию свинца воду степных рек можно охарактеризо вать как условно чистую, что обеспечивается естественными процессами. Главным фактором самоочищения воды, вероятно, является то, что в природных поверхност ных водах содержится большая масса органических веществ, 80% которых состав ляют высокоокисленные полимеры типа гумусовых веществ, проникающих в воду из почв. Они являются своего рода комплексообразующими реагентами, связывающи ми ионы металлов в комплексы и уменьшающими тем самым токсичность вод.


Динамика различных форм свинца по почвенным слоям чернозема обыкновен ного. Изучение динамики тяжелых металлов по сезонам года, а также их количест венное изменение по почвенным слоям представляют большой научный и практиче ский интерес. Изменение показателей содержания свинца по слоям почвы тесно свя зано с типом почв, характером их увлажнения и кислотности, с температурой, а так же с содержанием в них мелкодисперсных частиц глины и гумуса, определяющих интенсивность окислительно-восстановительных процессов (Малюкова, Малинина, 2001;

Меркушева и др., 2001;

Ильин и др., 2003). Достоверная связь установлена ме жду массой мелких частиц почвы ( 0,005 мм) и общим содержанием тяжелых ме таллов, включая и свинец (Вайчис и др., 1998). Определенные различия в содержа нии ряда тяжелых металлов, в том числе и свинца, в почвах и почвообразующих по родах отмечены в работе В.Д. Мухи и др. (1998). Остановимся на анализе получен ных нами результатов по динамике различных форм свинца по почвенным слоям и элементам рельефа.

В качестве примера для объективной оценки уровней загрязнения почв агро ландшафта свинцом в 2001 году мы провели площадную съемку всего хозяйства колхоза «Заветы Ильича» Ленинградского района с шагом 500 х 500 м. Отобранные образцы почв были проанализированы в Институте экологии. Полученные результа ты показали довольно широкий расброс уровней загрязненности свинцом различных частей агроландшафта. Условно содержание свинца в почвах хозяйства мы раздели ли на 5 групп и при их выделении на схеме была получена вполне четкая картина за грязнения ландшафта различным уровнем концентрации изучаемого элемента (При ложение 2, рис. 2). Основная часть территории хозяйства занята почвами, в которых концентрация валового свинца находится в пределах 0,25-0,75 ПДК. Загрязнение почв с концентрацией свинца более 1 ПДК приурочено к местам размещения техни ки и её ремонта и их площадь не превышает 1 %.

Динамика валовой формы свинца по почвенным слоям. Отбор проб по почвен ным слоям и по всем профилям выполнялся в разные сезоны года - весной, летом и осенью, а на северном склоне и в аккумулятивной зоне рельефа - и в зимний период.

Полученные результаты показывают, что концентрации валовой формы свинца по выделенным слоям почвы заметно колеблются по сезонам года и по элементам рель ефа. Как правило, максимальная концентрация этой формы тяжелых металлов харак терна для верхнего слоя почвы (0-20 см) практически для всех элементов рельефа.

Наибольшей концентрацией свинца характеризуются верхние слои почв северного (20,83) и южного склонов (20,42), а также разреза на южном водоразделе (21, мг/кг), расположенного на плакорном участке на переходе от северного склона (табл.

12).

Таблица 12. Содержание валовой формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (весна 2001 г.) Номер разреза Глубина отбора, см 1 2 3 4 0-20 18,58±0,93 20,83±1,04 19,44±0,97 20,42±1,02 21,75±1, 20-40 17,46±0,87 18,07±0,90 19,56±0,98 18,76±0,94 19,82±1, 40-60 17,25±0,86 17,35±0,86 2,52±1,32 19,25±0,96 20,15±1, 60-80 17,02±0,85 19,43±0,97 17,80±0,89 17,22±0,86 20,56±1, 80-100 17,88±0,89 17,56±0,87 14,35±0,72 17,05±0,85 17,43±0, 100-120 18,07±0,90 17,62±0,88 13,52±0,67 17,57±0,87 16,85±0, 120-140 16,45±0,82 18,83±0,94 12,47±0,62 17,46±0,87 16,57±0, 140-160 17,33±0,86 17,35±0,86 - 16,74±0,83 16,33±0, 160-180 18,27±0,91 17,04±0,85 - 16,35±0,81 17,07±0, 180-200 16,33±0,81 17,10±0,85 - 16,43±0,82 16,24±0, Следует подчеркнуть, что по почвенным слоям валовая форма свинца в ве сенний период размещается неравномерно. На южном склоне отмечена тенденция накопления свинца до 18,83 мг/кг в слое 120-140 см. В третьем разрезе, представ ляющим собой аккумулятивный ландшафт, свинца в слоях 40–60 см накапливается до 26,52 мг/кг (это максимальное количество по всем разрезам в весенний период). В пятом разрезе, расположенном на водоразделе, в горизонтах 40-60 и 60-80 см коли чество свинца превысило 20 мг/кг почвы. Следует обратить внимание, что в третьем разрезе, представляющем собой аккумулятивную зону, начиная с горизонта 80 см в весенний период наблюдается снижение доли валовой формы свинца, что, очевидно, связано с активным в этот период промывным режимом.

Анализируя в целом содержание валовой формы свинца в почвенных слоях в весенний период, следует подчеркнуть, что четко просматривается с глубиною раз реза относительно равномерный уровень распределения этого элемента по всему профилю. В какой-то мере исключением является третий разрез, где, начиная с чет вертого слоя, отмечается значительное снижение концентрации этого элемента, что можно объяснить перенасыщением почвы водой в весенний период уже на глубине 80 см. По всей видимости, в этих условиях усиливается распад соединений свинца и его перенос грунтовыми водами в более низкие горизонтальные профили.

Исследования содержания валовой формы свинца по почвенным слоям в летний период показали, что в верхнем слое почвы в зависимости от рельефа доля этого элемента заметно варьирует (табл.13). В верхнем слое первого разреза в срав нении с весенним периодом отмечено повышение валовой формы свинца до 21, мг/кг почвы. На южном склоне отмечено заметное снижение количества свинца до 15,12. В третьем аккумулятивном разрезе, наоборот, содержание свинца поднялось до 22,45 мг/кг. На северном склоне поддерживается практически тот же уровень со держания свинца по почвенным слоям, который характерен для весеннего периода. В пятом разрезе (на южной границе водосбора) отмечено снижение валовой формы свинца до 20,35 мг/кг.

Таблица 13. Содержание валовой формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (лето 2001 г.) Глубина Номер разреза отбора, 1 2 3 4 см 0-20 21,72±1,08 15,12±0,75 22,45±1,12 20,42±1,02 20,35±1, 20-40 20,67±1,03 19,84±0,99 19,86±0,99 20,66±1,03 20,86±1, 40-60 19,75±0,98 19,28±0,96 21,32±1,06 19,84±0,99 21,75±1, 60-80 18,58±0,93 18,56±0,92 19,54±0,97 19,76±0,98 21,42±1, 80-100 20,14±1,00 21,27±1,06 20,17±1,00 20,32±1,01 19,80±0, 100-120 17,85±0,89 17,85±0,89 18,53±0,92 18,80±0,94 20,64±1, 120-140 17,40±0,87 17,32±0,86 18,26±0,91 19,27±0,96 20,78±1, 140-160 17,56±0,88 15,26±0,76 - 17,25±0,86 20,42±1, 160-180 16,77±0,84 15,54±0,77 - 17,54±0,87 20,27±1, 180-200 16,52±0,82 15,12±0,75 - 17,06±0,85 17,25±0, Из полученных данных видно, что характер накопления свинца в верхнем слое почвы в летний сезон определенно связан с рельефом местности. По слоям поч вы при относительно небольшой разнице между ними в 2-3 мг отмечается снижение содержания этого элемента в первом разрезе. Практически во всех горизонтах по вышается содержание свинца в почвенном разрезе на южном склоне. Снижается, хо тя и незначительно, содержание свинца в почве аккумулятивного ландшафта. Мало варьирует содержание этого элемента в верхних 5-ти горизонтах, а с глубиной его доля заметно снижается в разрезе северного склона - до 17,06 мг/кг. Доля свинца поддерживается на высоком уровне в пятом разрезе на водоразделе, где в 3-м и 4-м горизонтах отмечено повышение уровня свинца до 21,75 и, наоборот, в 10-м гори зонте - его содержание падает до 17,25 мг/кг.

Сравнивая содержание валовой формы в летний период с весенним, можно отметить, что в целом по всему разрезу содержание этого элемента или увеличивает ся по горизонтам, или поддерживается на том же уровне, что и весной.

Понижение содержания валовой формы свинца в летний период в верхнем слое почвы южного склона можно объяснить, очевидно, более ранним интенсивным прогреванием почвы и ускорением в связи с этим окислительно-восстановительных процессов в почвенных горизонтах этого участка. При достаточном обеспечении почвы влагой часть валовой формы свинца переходит, очевидно, в подвижное со стояние, а часть, с нисходящими токами воды, перемещается в нижние горизонты, о чем свидетельствует повышение его доли в нижних слоях по сравнению с весенним периодом.

В осенний период, так же как в весенний и летний, отмечена своя специфика в содержании по почвенным слоям валовой формы свинца практически в каждом раз резе (табл.14). Осенью, по сравнению с летом, в верхних слоях почвы снижается со держание валовой формы свинца в 1-м и 3-м разрезах. Наоборот, во 2-м и 5-м разре зах отмечено увеличение этого элемента, что можно связать, прежде всего, с усиле нием его выброса с отработанным топливом сельскохозяйственной техники и усиле нием трансграничного переноса с западной промышленной зоны (Ростовская об ласть, Украина). Что касается ниже расположенных слоёв, то уровень осеннего пе риода в содержании кадмия в почве в основном совпадает или близок к показателям летнего сезона. Определенным исключением является динамика валовой формы свинца в почвенных слоях третьего разреза, где в верхних 2-м и 3-м горизонтах на блюдается повышение концентрации этого элемента, а в более низких слоях – сни жение, поскольку происходит вымывание этого элемента грунтовыми водами.

Таблица 14. Содержание валовой формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (осень 2001 г.) Номер разреза Глубина отбора, см 1 2 3 4 0-20 20,48±1,02 19,65±0,98 19,82±0,99 20,65±1,03 22,07±1, 20-40 20,06±1,00 21,73±1,08 21,86±1,09 18,46±0,92 20,75±1, 40-60 18,72±0,94 18,07±0,90 23,45±1,17 17,52±0,87 19,36±0, 60-80 18,05±0,90 16,46±0,82 19,54±0,98 16,07±0,80 17,14±0, 80-100 17,27±0,86 18,14±0,91 21,43±1,07 17,82±0,89 17,02±0, 100-120 16,84±0,84 17,26±0,86 18,24±0,91 17,08±0,85 17,56±0, 120-140 17,08±0,85 18,54±0,93 18,65±0,93 17,24±0,86 16,27±0, 140-160 16,06±0,80 17,06±0,85 - 18,35±0,92 15,84±0, 160-180 16,35±0,82. 16,32±0,82 - 17,04±0,85 16,08±0, 180-200 16,72±0,84 12,76±0,64 - 15,18±0,76 16,32±0, В целом в осенний период прослеживается четкая тенденция снижения вало вой формы свинца с углублением почвенных слоев: максимальное содержание (22,07-23,45 мг/кг) отмечено в первых двух-трех слоях и минимальное (12,76-15, мг/кг) - в 9 и 10-м слоях.


В зимний период определялось содержание валовой формы свинца по слоям почвы четвертого (северный склон) и третьего (аккумулятивная система) профилей (табл.15). Максимальное накопление этого элемента определено в верхнем горизонте аккумулятивной зоны (22,32 мг/кг). В разрезе северного склона отмечено попере менное увеличение (до 19,14 в 4-м и до 19,06 - в 7-м горизонте) и снижение (до 18, в 5-м и 17,15 - 8-м горизонте) содержания валовой формы свинца по слоям почвы.

Таблица 15. Содержание валовой формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (зима 2002 г) Глубина отбора, Номер разреза см 3 0-20 22,32±1,11 21,83±1, 20-40 20,74±1,04 20,07±1, 40-60 20,06±1,00 20,72±1, 60-80 19,67±0,98 19,14±0, 80-100 19,64±0,98 18,35±0, 100-120 18,35±0,92 18,85±0, 120-140 18,06±0,90 19,06±0, 140-160 - 17,15±0, 160-180 - 17,64±0, 180-200 - 15,82±0, Усреднение данных по содержанию свинца, как в верхнем слое почвы, так и по ее нижним горизонтам, в целом за год показывает, что наиболее высокие его уровни свойственны верхнему горизонту аккумулятивной зоны (21,01±1,05 мг/кг), а также транзитной зоны северного склона (20,50±1,02 мг/кг). Средние показатели со держания свинца в целом по всему почвенному профилю хотя и мало, но различают ся по разрезам (табл. 16). Наиболее высокое содержание валового свинца характерно для всего почвенного профиля аккумулятивной зоны.

Таблица 16. Содержание валовой формы свинца (мг/кг) по горизонтам почвы (среднее за все сезоны) Номер разреза Глубина отбора,см 1 2 3 4 0-20 20,26±1,01 19,36±0,97 21,01±1,05 20,50±1,02 20,28±1, 20-40 19,40±0,97 19,93±1,00 20,51±1,02 19,29±0,96 19,78±0, 40-60 18,57±0,93 18,86±0,94 22,84±1,14 18,87±0,94 19,78±0, 60-80 17,88±0,89 18,40±0,92 19,14±0,96 17,68±0,88 18,28±0, 80-100 18,43±0,92 18,83±0,94 18,90±0,94 18,40±0,92 18,64±0, 100-120 17,59±0,88 17,90±0,89 17,16±0,86 17,82±0,89 17,61±0, 120-140 16,98±0,85 18,44±0,92 16,86±0,84 17,99±0,90 17,57±0, 140-160 16,98±0,85 16,70±0,83 - 17,45±0,87 17,04±0, 160-180 17,13±0,86 16,63±0,83 - 16,98±0,85 16,91±0, 180-200 16,52±0,83 15,20±0,76 - 16,22±0,81 15,98±0, Завершая анализ данных по содержанию валовой формы свинца в почвенных слоях всех разрезов, полученных нами по сезонам года, следует отметить:

1. Содержание свинца в почвенных слоях в значительной степени определяет ся характером рельефа ландшафта. Как правило, на северном склоне концентрация свинца несколько выше, чем на южном. Наиболее высокие уровни свинца свойст венны аккумулятивной системе. Автономные системы (плакорные участки) характе ризуются промежуточным уровнем содержания свинца между транзитной и аккуму лятивной системами.

2. Достаточно четко проявляются различия в содержании валовой формы свинца по сезонам года. Сравнительно мало концентрируется валовой формы свинца в автономной и транзитной системах весной, что, очевидно, можно объяснить замет ным вымыванием и выносом органоминеральных частиц ветрами, снижением вы бросов работающей техникой, а также выщелачиванием почв при усилении осадков.

Летом содержание валовой формы свинца увеличивается и на таком же уровне под держивается в осенний период. В зимний сезон накопление свинца можно объяснить именно усилением трансграничного переноса с ветровыми потоками, а также его пе ремещением с инфильтрующимися дождевыми водами из верхних горизонтов в нижние.

3. Содержание валового свинца по почвенным горизонтам во всех формах рельефа меняется и, как правило, с глубиной снижается. Больше всего свинец кон центрируется в верхних слоях, что можно связать с выбросами работающей техники, трансграничными переносами, с ослаблением окислительно-восстановительных процессов вследствие понижения температуры и недостатка влаги и перехода части валовой формы свинца в подвижные.

Содержание подвижной формы свинца по почвенным слоям. В те же сроки, что и определение валовой формы, проводилась работа по оценке содержания под вижной формы свинца в различных частях ландшафта по сезонам года и в различных слоях почвы. Анализируя полученные данные в весенний период (табл. 17), следует подчеркнуть, что весьма заметно выделяются показатели содержания свинца в слоях третьего аккумулирующего разреза, где в верхних трех слоях количество подвижной формы изучаемого элемента колеблется от 4,34 до 7,24 мг/кг.

Таблица 17. Содержание подвижной формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (весна 2001 г) Номер разреза Глубина отбора, см 1 2 3 4 0-20 3,87±0,19 4,95±0,24 4,34±0,21 4,72±0,23 5,24±0, 20-40 3,24±0,16 2,27±0,11 5,16±0,26 3,45±0,17 3,17±0, 40-60 3,12±0,15 1,94±0,09 7,24±0,36 4,20±0,21 3,57±0, 60-80 2,53±0,12 5,35±0,26 3,17±0,16 2,83±0,14 4,33±0, 80-100 2,44±0,12 2,87±0,14 1,46±0,07 2,54±0,13 3,52±0, 100-120 3,72±0,18 2,45±0,12 2,15±0,10 3,72±0,18 3,04±0, 120-140 1,42±0,07 4,84±0,24 2,37±0,12 3,27±0,16 2,43±0, 140-160 2,38±0,12 2,37±0,12 - 2,83±0,14 4,52±0, 160-180 4,14±0,21 2,05±0,10 - 2,42±0,12 4,75±0, 180-200 2,64±0,13 2,22±0,11 - 2,14±0,10 2,75±0, Что касается остальных разрезов, то в верхнем слое почвы достаточно много подвижной формы свинца в разрезе южного склона (4,95) и в верхнем слое почвы в пятом разрезе (5,24 мг/кг), расположенном на южном водоразделе. На северном склоне в верхнем слое почвы отмечен также достаточно высокий уровень содержа ния подвижной формы свинца (4,72 мг/кг), а самый низкий уровень характерен для равнинной территории первого разреза, где подвижная форма свинца составила 3, мг/кг.

С глубиной, как правило, содержание подвижной формы свинца практически во всех элементах рельефа снижается, при некотором обособлении отдельных участ ков рельефа, где отмечается нарастание её концентрации. Таковыми являются 9-й горизонт первого разреза (4,14), 3-й горизонт второго разреза (5,35), 7-й горизонт второго разреза (4,84), 3-й горизонт четвертого разреза (4,20 мг/кг), 4-й, 8-й и 9-й го ризонты пятого разреза, где количество подвижной формы свинца возрастает до мг/кг почвы и больше. В остальных почвенных слоях отмечается снижение подвиж ной формы свинца. Чередование почвенных слоев со снижением содержания свинца весьма четко выделяется по различным элементам ландшафта при изменении глуби ны разреза и количества влаги от выпадающих осадков, а также из-за различий в со держании органики по отдельных слоям почвы.

Анализируя показатели содержания подвижной формы свинца по слоям почвы и элементам рельефа в агроландшафте в целом, следует обратить внимание на за метные колебания доли загрязнителя, что связано, очевидно, с особенностями ув лажнения субстрата. В летний период, за исключением верхнего слоя первого разре за, приуроченного к водоразделу на широкой равнине, где отмечено нарастание за грязнителя, в остальных элементах рельефа отмечено снижение показателя содержа ния подвижной формы свинца в верхнем слое почвы и, как правило, его уменьшение в нижних слоях (табл. 18).

Таблица 18. Содержание подвижной формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (лето 2001 г) Глубина Номер разреза отбора, 1 2 3 4 см 0-20 4,84±0,24 4,35±0,22 3,88±0,19 3,58±0,18 3,64±0, 20-40 4,55±0,23 3,82±0,19 3,67±0,18 3,76±0,19 3,27±0, 40-60 3,58±0,18 3,57±0,18 6,22±0,31 3,60±0,18 3,45±0, 60-80 3,42±0,17 2,84±0,14 4,36±0,22 3,07±0,15 3,57±0, 80-100 3,18±0,16 3,12±0,16 3,64±0,18 2,85±0,14 3,16±0, 100-120 2,92±0,15 2,46±0,12 3,45±0,17 2,83±0,14 2,48±0, 120-140 3,26±0,16 2,62±0,13 3,14±0,16 2,45±0,12 2,66±0, 140-160 2,64±0,13 2,18±0,11 - 2,16±0,11 2,64±0, 160-180 2,75±0.14 2,34±0,12 - 1,84±0,09 2,07±0, 180-200 2,26±0,11 2,15±0,11 - 1,62±0,08 2,10±0, Сложившуюся ситуацию в летний период можно объяснить тем, что влаж ность верхнего горизонта снижается, а нижние почвенные слои, наоборот, всегда ос таются более влажными. Особенно четко такая зависимость проявляется по горизон там третьего разреза, где в нижних почвенных слоях концентрация подвижной фор мы свинца заметно увеличивается.

В целом, в летний период содержание подвижной формы свинца с глубиной почвенного слоя достаточно четко снижается, чего нельзя сказать о весеннем перио де, где разброс доли этого элемента по горизонтам выражен менее четко. По резуль татам исследований уровня подвижной формы в летний период можно заключить, что очень важным фактором, влияющим на содержание этого загрязнителя, является сухость верхнего слоя почвы.

Результаты исследований по содержанию подвижной формы свинца в почве в осенний период указывают на снижение или на близкий к летнему сезону уровень концентрации этой формы загрязнителя в верхнем слое почвы, особенно на водораз деле и на южном склоне (табл. 19). Наоборот, отмечается устойчивое увеличение со держания этого элемента в почве северного склона, а также в почве аккумулятивной системы. Максимальным содержанием подвижной формы свинца характеризуются почвы водоразделов и аккумулятивной зоны, а минимальным - почвенные горизонты транзитных систем. Можно предположить, что определенная специфичность в дина мике свинца по слоям почвы связана с увлажнением и температурой почвы, показа тели которых снижаются от верхнего горизонта к нижнему, что определяет, очевид но, снижение интенсивности деятельности микробных комплексов в связи с замет ным уменьшением доли гумуса по мере приближения к материнской породе.

Таблица 19. Содержание подвижной формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (осень 2001 г.) Глубина Номер разреза отбора, 1 2 3 4 см 0-20 4,35±0,22 4,22±0,21 3,80±0,19 4,23±0,21 4,16±0, 20-40 4,74±0,24 3,85±0,19 4,07±0,20 3,52±0,18 3,24±0, 40-60 4,26±0,21 3,28±0,16 4,75±0,24 2,74±0,14 2,92±0, 60-80 3,08±0,15 2,16±0,11 4,02±0,20 2,45±0,12 2,17±0, 80-100 2,66±0,13 3,85±0,19 6,08±0,34 3,50±0,17 2,05±0, 100-120 2,25±0,11 2,72±0,14 4,27±0,21 2,16±0,11 2,63±0, 120-140 2,07±0,10 2,25±0,11 3,04±0,15 2,42±0,12 2,32±0, 140-160 2,02±0,10 3,52±0,18 - 4,05±0,20 2,27±0, 160-180 1,75±0,09 2,28±0,11 - 2,83±0,14 1,54±0, 180-200 2,28±0,11 0,92±0,05 - 1,64±0,08 1,80±0, Весьма интересные данные получены при изучении динамики подвижной формы свинца в зимний период (табл.

20). Первое, что можно отметить, это сниже ние уровня подвижного свинца по всем почвенным слоям по сравнению с предыду щими периодами. Такая ситуация характерна как для верхних слоев почвы, так и для нижних. Обращает на себя внимание заметное снижение свинца в аккумулятивной зоне, для которой характерен интенсивный подпочвенный сток, с которым часть свинца переносится в более низкие элементы рельефа. На южном склоне содержание свинца снижается с шестого горизонта, что можно объяснить усилением на этом уровне инфильтрационных потоков. Снижение доли свинца в верхних горизонтах, по всей видимости, связано с эрозионными процессами, с усилением инфильтрации и переносом в нижние слои подвижной формы этого элемента.

Таблица 20. Содержание подвижной формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (зима 2002 г) Номер разреза Глубина отбора, см 3 0-20 2,93±0,15 3,62±0, 20-40 2,82±0,14 2,83±0, 40-60 2,07±0,10 2,45±0, 60-80 2,25±0,11 2,06±0, 80-100 1,93±0,10 2,12±0, 100-120 2,24±0,11 3,07±0, 120-140 2,38±0,12 1,92±0, 140-160 - 1,76±0, 160-180 - 1,85±0, 180-200 - 1,25±0, Расчет средних показателей подвижной формы свинца по почвенным слоям подчеркивает большую близость уровней загрязнения свинцом во всех разрезах (табл. 21). Такое сходство указывает на функциональное единство составляющих в годовом временном режиме при несомненном варьировании показателей по отдель ным сезонам.

Таблица 21. Содержание подвижной формы свинца (мг/кг) по слоям почвы (среднее за год) Номер разреза Глубина отбора, см 1 2 3 4 0-20 4,35±0,22 4,28±0,21 4,32 4,32 4, 20-40 4,18±0,21 3,19±0,16 3,68 3,68 3, 40-60 3,65±0,18 2,81±0,14 3,23 3,23 3, 60-80 3,01±0,15 3,10±0,15 3,06 3,06 3, 80-100 2,76±0,14 2,99±0,15 2,87 2,87 2, 100-120 2,96±0,15 2,68±0,13 2,82 2,82 2, 120-140 2,25±0,11 2,91±0,14 2,58 2,58 2, 140-160 2,35±0,12 2,46±0,12 - 2,40 2, 160-180 2,88±0,14 2,13±0,11 - 2,50 2, 180-200 2,39±0,12 1,64±0,08 - 2,01 2, Завершая анализ динамики подвижной формы свинца по слоям почв различ ных элементов рельефа и по сезонам года, можно сделать следующие выводы:

1. Содержание подвижной формы свинца заметно варьирует по элементам рельефа (равнина, южный склон, северный склон, аккумулятивная система) как в верхних слоях почвы, так и в нижних, что можно объяснить, очевидно, заметными различиями показателей водного режима и окислительно-восстановительного потен циала почвы.

2. С увеличением температуры почвы весной и летом содержание подвижной формы свинца возрастает в верхнем слое почвы, что, очевидно, связано с выбросами работающей техники, трансграничным переносом, переходом валовой формы в под вижную и т.д. Весьма активно эти процессы проходят в весенний и летний периоды.

Осенью, когда температура снижается, несмотря на благоприятное увлажнение, уменьшается содержание этой формы свинца, что связано со снижением интенсив ности перехода валовой формы свинца в подвижную, её выветриванием и выщела чиванием. Особенно четко такая зависимость просматривается в аккумулятивной зо не.

3. Особняком выделяется характер динамики свинца в зимний период. Объек тивно во всех горизонтах количество свинца снижается, что связано с интенсифика цией вымывания и выветривания этого элемента с почвенными частицами.

Анализ содержания подвижной и валовой форм свинца по почвенным слоям и по сезонам года показывает широкий разброс их показателей. Не всегда просматри вается достаточно четкая связь показателей форм свинца по отдельным периодам и горизонтам. Усреднение показателей содержания свинца в целом за годичный пери од позволяет отметить достаточно четкую направленность в динамике как валовой, так и подвижной форм этого элемента по горизонтам почвы и элементам рельефа.

Анализируя полученные материалы, можно констатировать, что с глубиной показатели содержания обеих форм свинца заметно снижаются практически во всех элементах рельефа. Наиболее высокий уровень концентрации валовой формы свинца характерен для четвертого почвенного горизонта в аккумулятивной зоне (разрез 3). С глубиной в этом элементе рельефа содержание валовой формы свинца снижается и весьма заметно. По склонам (и северному, и южному) отмечается большая схожесть в размещении валовой формы свинца по отдельным горизонтам. Определенным сходством характеризуются также показатели валовой формы свинца по горизонтам почвы на водоразделах.

Минимальное содержание валовой формы свинца отмечено в почвенных гори зонтах водоразделов, среднее положение занимают почвы склонов. Различия между разрезами в различных частях рельефа указывают на то, что склоны в определенной степени обогащаются свинцом при его смывании в составе мелкодисперсных частиц глины и гумуса с водоразделов дождевой водой при равных прочих условиях. Тот факт, что в аккумулятивной зоне концентрируется наибольшее количество свинца, можно объяснить тем, что из верхнего слоя дождевыми потоками, а в нижних гори зонтах подпочвенными водами часть свинца выносится в расположенные ниже сис темы.

Анализируя данные по подвижной форме свинца, можно указать на достаточ но четкую линию снижения содержания подвижной формы с глубиной на водораз делах и на склоновых элементах рельефа. Что касается аккумулятивного ландшафта, то достаточно четко просматривается увеличение содержания свинца в третьем го ризонте и затем сильное его снижение в нижележащих слоях, обусловленное усиле нием промывного режима с глубиной разреза.

Динамика подвижной формы свинца по усредненным показателям в значи тельной части повторяет валовую: постепенное снижение содержания свинца от верхнего слоя к нижнему и от южного склона к северному, что указывает на сильный промывной режим изучаемых почв. Несколько менее выражены изменения в содер жании свинца в почвах с глубиной на водоразделах и достаточно сильно выделяются почвенные горизонты аккумулятивного ландшафта. По средним показателям для всех горизонтов самое высокое содержание свинца характерно для почв аккумуля тивной зоны (3,60 мг/кг - подвижная форма свинца и 19,49 мг/кг - валовая форма свинца). Минимальное содержание свинца подвижной (2,82 и 2,98 мг/кг) и валовой форм (18,02;

18,12 мг/кг) характерно для транзитных систем. Усреднение показате лей валовой и подвижной форм свинца по различным элементам рельефа подчерки вает некоторые различия в динамике и характере накопления загрязнителя по эле ментам рельефа и почвенным слоям.

Насколько в действительности существует связь между различными элемен тами ландшафта и различными формами свинца, можно попытаться проследить че рез объединение показателей содержания свинца по почвенным горизонтам сходных элементов рельефа. Так, при объединении 1 и 5-го разрезов, расположенных на во доразделах, 2 и 4-го разрезов, расположенных на транзитных элементах ландшафта, и выделение 3-го разреза, отражающего специфику аккумулятивной системы, были получены весьма важные в практическом плане данные (табл.22).

Максимальное содержание валовой и подвижной форм свинца отмечено в почвах аккумулятивной зоны (разрез 3). Несколько ниже содержание обеих форм свинца определено в почвенных слоях на водоразделах (18,44 мг/кг - валовая и 3, мг/кг - подвижная форма). Разница по валовому содержанию свинца составила около 1 мг/кг почвы в пользу аккумулятивной зоны, а по подвижной форме - около 0, мг/кг, что указывает на достаточно интенсивный вынос подвижной формы загрязни теля в нижние элементы рельефа. Промежуточное положение в целом занимают транзитные элементы ландшафта: 18,16 мг/кг - валовая и 2,81 мг/кг - подвижная форма свинца, что подчеркивает существенный вынос валовой формы свинца и осо бенно заметно – перенос подвижной формы свинца в нижележащие элементы релье фа.

Таблица 22. Влияние рельефа на содержание свинца (мг/кг) по слоям почвы (среднее за год) Формы свинца Глубина Элементы рельефа отбора, см подвижная валовая 0-20 4,35±0,22 20,82±1, 20-40 3,70±0,18 19,94±0, 40-60 3,48±0,17 19,50±0, 60-80 3,18±0,16 18,79±0, 80-100 2,84±0,14 18,26±0, Водоразделы 100-120 2,84±0,14 17,97±0, 120-140 2,36±0,12 17,43±0, 140-160 2,75±0,13 17,26±0, 160-180 2,83±0,14 17,47±0, 180-200 2,31±0,11 16,56±0, Среднее 3,06±0,15 18,40±0, 0-20 4,16±0,20 20,09±1, 20-40 3,29±0,16 19,71±0, 40-60 3,03±0,15 19,09±0, 60-80 2,85±0,14 18,22±0, 80-100 2,87±0,14 18,61±0, Склоны 100-120 2,81±0,14 17,99±0, 120-140 2,71±0,13 18,35±0, 140-160 2,58±0,13 17,04±0, 160-180 2,18±0,11 16,89±0, 180-200 1,65±0,08 15,66±0, Среднее 2,81±0,14 18,16±0, 0-20 3,74±0,18 21,01±1, 20-40 3,93±0,19 20,51±1, 40-60 5,07±0,25 22,84±1, Балка 60-80 3,45±0,17 19,14±0, 80-100 3,28±0,16 18,90±0, 100-120 3,03±0,15 17,16±0, 120-140 2,73±0,13 16,86±0, Среднее 3,60±0,18 19,49±0, Обобщение и определение средних показателей по содержанию валовой и подвижной форм свинца и их сравнение по сходным элементам рельефа дает воз можность обстоятельнее оценить колебания в содержании различных форм изучае мого элемента по почвенным слоям. Большой разрыв в содержании валовой и под вижной форм свинца, очевидно, связан со значительными различиями в почвах ко личества мелкодисперсных глинисто-гумусовых частиц, с которыми перемещается в основном валовая форма свинца под действием ветра и водных потоков.

Корреляция между содержанием свинца, глиной и гумусом в почвах агро ландшафта. Вопросы, связанные с характером накопления и перемещения различ ных форм свинца в почвах агроландшафта, затрагиваются в работах многих авторов (Вайчис и др., 1998;



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 13 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.