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 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 13 |

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

-- [ Страница 5 ] --

Муха и др., 1998). Исследования указанных авторов дают осно вание утверждать, что существует коррелятивная зависимость между содержанием свинца и мельчайших частиц глинистой фракции. Однако существуют и другие дан ные, которые не подтверждают вышеприведенной зависимости. В связи с этим об стоятельством мы задались целью проанализировать возможные связи между содер жанием свинца в почвах и данными по содержанию в тех же образцах глинистых минералов (фракция 0,005-0,001 мм) и гумуса в условиях агроландшафта колхоза «Заветы Ильича» Ленинградского района с учетом особенностей различных его эле ментов. На основании этих исследований НИИ экологии установил корреляционные ряды между показателями глины и гумуса, с одной стороны, валовой и подвижной формами свинца, с другой (табл.23).

Таблица 23. Матрица корреляции между гумусом и физической глиной и содержанием свинца в верхнем слое почвы Глина 0,005 мм Гумус Pb_M Общая Глина 0,005 мм Гумус 0, Pb_M 0,49 0, Pb_V 0,43 0,86 0, Водораздел Глина 0,005 мм Гумус 0, Pb_M 0,32 0, Pb_V 0,20 0,98 0, Склон Глина 0,005 мм Гумус 0, Pb_M 0,61 0, Pb_V 0,61 0,95 0, Балка Глина 0,005 мм Гумус 0, Pb_M 0,51 0, Pb_V 0,75 0,15 0, Примечание: Pb М- подвижная форма, Pb V – валовая форма свинца Полученные нами данные показывают, что наиболее высокая корреляцион ная зависимость наблюдается между показателями валовой и подвижной форм свин ца и гумусом. Между валовой и подвижной формами свинца коэффициент корреля ции, как правило, превышает 0,8. Нечеткая зависимость между содержанием форм свинца и гумусом в аккумулятивной зоне ландшафта, по всей видимости, связана с влиянием на эти соотношения сильного промывного режима.

Связь между глинистыми частицами и содержанием различных форм свинца значительно слабее, чем между содержанием свинца и гумуса. Особенно уменьшает ся эта связь на водоразделах и усиливается на склонах, где заметно сильнее вымыва ние глинистых частиц и свинца, достаточно заметная связь между ними отмечена и в аккумулятивной зоне. Следует отметить, что в аккумулятивной зоне связь с гумусом самая низкая, а с глиной, наоборот, самая высокая.

Таким образом, наши исследования вполне согласуются с выводами других авторов (Вайчис и др., 1998) о весьма значительной корреляции показателей содер жания свинца в верхнем слое почвы и его накоплением в соответствии с концентра цией гумуса и глинистых частиц определенного размера в конкретных горизонтах разреза.

В заключение можно подчеркнуть, что количество валовой и подвижной форм свинца заметно меняется по профилю почвы, как в среднем за год, так и по отдель ным сезонам;

относительно стабильное содержание свинца характерно для автоном ных систем, приуроченных к плакорным участкам (18,04;

3,06 мг/кг соответственно);

заметно колеблются эти показатели в транзитных системах, особенно на южном склоне (18, 16;

2,81 мг/кг);

а самое высокое накопление этого элемента свойственно аккумулятивной системе (19,49;

3,60 мг/кг). Особое внимание обращает тот факт, что почвы со сходным гранулометрическим составом, каковыми являются разрезы и 5, а также 2 и 4, характеризуются относительно однородным распределением по горизонтам и сезонам года обеих форм свинца;

в 5-ом разрезе, где почвенные слои выделяются заметной дифференциацией по элювиальным процессам, отмечаются существенные различия в профильном распределении свинца, что, очевидно, опре деляется гидрогенной аккумуляцией и переносом этого элемента водой в другие сис темы.

Характерной особенностью в поведении свинца по горизонтам почвы является вариабельность его форм по сезонам года. Следует также обратить внимание на тот факт, что при заметном варьировании подвижной и валовой фирм свинца по сезонам года и почвенным слоям их среднегодовые показатели практически во всех элемен тах ландшафта были близкими. Это указывает, с одной стороны, на мобильность ландшафта, а с другой, на его достаточно высокую устойчивость и способность к са морегулированию процессов, происходящих во всех почвенных слоях и не допус кающих высокой концентрации свинца в них, что противостоит разрушительным процессам техногенного происхождения в почвах агроландшафтов.

Кадмий (Cd) - блестящий тяжелый металл, получаемый попутно из цинковых руд (3 кг/т цинка). Он не является жизненно необходимым для человека. Наоборот, в организме он оказывает токсичное действие. Повышенное поступление кадмия в ор ганизм (вдыхание при концентрации 5 мг/м3) может привести к смерти. Многолетнее вдыхание кадмийсодержащей пыли обусловливает заболевание почек, легких, кос тей (болезнь "итай-итай" в Японии). Кадмий усиливает вредное действие свинца и ослабляет ценную функцию цинка, оказывает мутагенное и тератогенное действия.

Кадмий и его соединения канцерогенны для человека. Биологический период полу распада кадмия 19 лет. Важнейшие источники отравления кадмием: питание и куре ние (содержание кадмия в сигаретах - 1,5 мкг/кг). В основном кадмий попадает в ор ганизм с пищей – в среднем от 6 до 94 мкг/кг тела в день, допустимая суточная нор ма поступления кадмия в организм - 1 мкг/кг тела. В районах с высокой плотностью населения содержание кадмия в почве высокое. ПДК для почв - 1,2 для очистных шлаков - 20 мг/кг сухого остатка, в питьевой воде - 1 мкг/л.

Содержание кадмия в говяжьих и свиных почках и печени, а также в грибах доходит до 200 мкг/кг;

в пшенице, хлебе, картофеле, рисе, корнеплодах - до 40;

в ржаном хлебе, бобах, томатах, фруктах, яйцах, речной рыбе - до 20;

в мясе птицы, свинине, говядине, морской рыбе, фруктовых соках, вине, пиве - до 5 и в питьевой воде, молоке, молочных продуктах - до 1 мкг/кг сырой массы.

Много кадмия вносится в почву с фосфорными удобрениями. Его содержание в растениях снижается от корней к верхним структурам побега. Попавший в орга низм человека кадмий ресорбируется (всасывается) до 6%. Недостаток в организме белков, кальция и железа усиливает его всасывание;

в организме много кадмия нака пливается в почках и печени. Если с пищей в организм попадает 30 мкг/день, то ор ганизмом ежедневно усваивается 1,8 мкг. Из дыма 20 выкуренных сигарет усваива ется 1,1 мкг/день. Отложение кадмия во внутренних органах у некурящих мужчин доходит до 15, а у курящих – свыше 30 мкг/день. Печень и почки курящих содержат до 6, а некурящих - до 3 мг/кг. Кадмий проникает через барьер плаценты, но в теле новорожденных его содержится мало.

Концентрация кадмия в атмосферном воздухе городской местности достигает до 50, а в сельской местности - до 5 нг/м3. Сжигание автопокрышек и мусора, а так же металлургические производства - важные поставщики кадмия в природные сис темы. Мобилизации кадмия способствуют также кислотные дожди.

Кадмий является малораспространенным элементом и в соответствии со сво им порядковым номером (48) и атомной массой 112,41 в периодической системе элементов находится в побочной подгруппе второй группы таблицы Д.И. Менделее ва вместе с цинком и ртутью;

на внешнем энергетическом уровне атом имеет два электрона, и потому в природных условиях чаще всего встречаются его двухвалент ные соединения. Этот элемент представляет собой серебристо-белый, блестящий, ковкий и мягкий металл плотностью 8,64 г/см3;

температура плавления равна +321оС, а кипения +767оС. Защитные покрытия на его основе имеют то преимущест во, что кадмий в отличие от цинка не окисляется в щелочной среде, поскольку не об разует гидроксокомплексов.

В почвенном растворе кадмий может образовывать комплексные ионы (CdCl+, CdOH3+, CdHCO3+, CdCl3+, CdCl42-, Cd(OH)3-) и органические хелаты. Кларк кадмия в земной коре – 0,13 мг/кг, в почвах – 0,5 мг/кг. Основными минералами концентраторами кадмия являются сфалерит, в котором содержится до 5 % кадмия, и смитсонит – до 4,55 %. В магматических породах кадмий в основном находится в виде изоморфных примесей с содержанием примерно 0,15 мг/кг в темноцветных магнезиально-железистых минералах, в сланцевых глинах - 0,3 мг/кг, в глубоковод ных морских глинах - 4,2-10-5 %, в терригенных глинах - 3-10-5 %. Основная масса кадмия в процессе породообразования рассеивается в сульфидных минералах меди, железа и цинка. Возможно накопление кадмия в сульфидах и карбонатах осадочного происхождения, а также в фосфоритах и марганцевых рудах (Ягодин и др., 1989).

Средняя концентрация кадмия в подземных водах составляет 0,15 мкг/л, в во дах морей - 0,00011 мг/ дм3, в океанических водах – 0,015-0,118 мкг/ дм3, природный уровень в воздухе – 0,002 мг/м3 (Голов и др., 1986).

Металлический кадмий и его соединения применяются преимущественно для производства пигментов, нанесения защитных покрытий, в качестве стабилизатора пластмасс (особенно ПВХ), для изготовления аккумуляторов, сплавов, а также дру гой продукции. В настоящее время замена кадмия в указанных областях применения пока невозможна или возможна ограниченно.

Содержание подвижного кадмия в почвах края. Кадмий, являясь природным образованием, содержится во всех типах почв края. На его уровень большое влияние оказывает хозяйственная деятельность человека, поскольку он в качестве сопутст вующего материала привносится в почвы со многими видами органических и неор ганических удобрений. Результаты сравнительного анализа содержания подвижной формы кадмия в верхнем слое почв указывают на его большие колебания в различ ных зонах края (табл. 24).

Таблица 24. Содержание кадмия подвижного в почвах различных зон края, мг/кг Зона Среднее арифметиче- Минимум Максимум Коэффициент ва ское риации 1 0,037 0,001 0,092 2 0,029 0,002 0,065 3 0,026 0,003 0,065 4 0,016 0,003 0,048 5 0,023 0,003 0,068 6 0,018 0,002 0,056 7 0,014 0,003 0,031 Наиболее высоким содержанием подвижного кадмия характеризуются почвы зоны богарного земледелия, зоны рисосеяния, плавневой зоны и предгорной зоны, где средние показатели составляют свыше 0,02 мг/кг почвы. В зоне виноградарства, в горно-лесной и рекреационной зонах содержание подвижной формы кадмия колеб лется от 0,014 до 0,018 мг/кг почвы. Самым большим варьированием минимальных и максимальных показателей содержания подвижного кадмия характеризуются почвы зоны богарного земледелия, где было отобрано и проанализировано свыше 1450 об разцов;

разрывы между минимальным и максимальным показателями колеблются от 0,001 до 0,092 мг/кг почвы, что указывает на существенное увеличение содержания этого элемента в связи с хозяйственной деятельностью человека, определившее наи более высокий уровень среднего показателя в верхнем слое почвы (0,037 мг/кг). В зоне рисосеяния, в плавневой и предгорной зонах на обрабатываемых землях под сельскохозяйственные культуры вносятся большие дозы фосфорных удобрений, вместе с которыми кадмий поступает постоянно в почвы этих территорий. В горно лесной и рекреационной зонах и зоне виноградарства почвы в основном песчаного и супесчаного типа и не могут удержать больших количеств этого элемента, поскольку уровень органики в них очень невысокий и значительная часть поступающего кад мия вместе с удобрениями вымывается или инфильтруется с дождевыми водами.

Определенный интерес представляют результаты исследований содержания подвижной формы кадмия в почвах геохимических ландшафтов отдельных зон (Приложение 1, табл. 21). В пределах каждой зоны наблюдается значительное коле бание в содержании подвижного кадмия в верхнем слое почв. Например, в зоне бо гарного земледелия среди 13 геохимических ландшафтов самым низким содержани ем этой формы кадмия отличается ландшафт 4 N (техногенный полеводческий с се вооборотом однолетних культур немелиорируемый гидрокарбонатно-кальциевый равнинный трансэлювиальный на терригенных отложениях неогенового возраста) при среднем показателе этого элемента 0,013 мг/кг почвы. Между пороговыми пока зателями в этих ландшафтах более чем 10-кратные расхождения – от 0,003 до 0, мг/кг почвы. Самым высоким показателем содержания кадмия характеризуется (се литебный ландшафт 30 с внесением на огородах и овощных плантациях высоких доз фосфорных и органических удобрений), в верхнем слое почв которого при среднем показателе кадмия 0,075 мг/кг почвы разрывы между минимальными (0,024) и мак симальными (0,204 мг/кг почвы) показателями не достигают 10-кратной величины.

Самым большим расхождением пороговых показателей (0,002 и 0,390 мг/кг почвы) при среднем уровне 0,035 мг/кг почвы характеризуется ландшафт 5 Q (техно генный полеводческий с севооборотом однолетних культур немелиорируемый гид рокарбонатно-кальциевый равнинный трансаккумулятивный на терригенных элюви альных отложениях четвертичного возраста), общая выборка для которого составила свыше 300 образцов.

Территориально наиболее крупными являются ландшафты 1 Q (свыше почвенных образцов), 3 Q (свыше 500), 5 Q (свыше 300), 7 Q (свыше 200 образцов), среднее содержание подвижной формы кадмия в почвах которых превышает 0, мг/кг почвы. Указанные ландшафты представляют собой основную площадь сель скохозяйственного использования для выращивания зерновых и технических куль тур, где применяется большое количество удобрений (включая и фосфорные), с ко торыми привносится в почву значительное количество кадмия.

В зоне рисосеяния (ландшафты 6 Q и 33 Q) средние показатели кадмия в верх нес слое почвы выходят на уровень богарной зоны. В других зонах содержание кад мия в почвах существенно ниже. В зоне виноградарства,а также в значительной час ти ландшафтов горно-лесной зоны содержание подвижного кадмия относительно не высокое. Тем не менее, следует выделить ландшафты с повышенным содержание подвижного кадмия в верхних слоях почвы: в зоне виноградарства 9 Р (ландшафт техногенный полеводческий с севооборотом однолетних культур немелиорируемый гидрокарбонатно-кальциевый низкогорный и среднегорный трансэлювиальный на терригенных отложениях палеогенового возраста), в горно-лесной зоне 25 Р (техно генный животноводческий ландшафт пастбищ и сенокосов гидрокарбонатно кальциево-натриевый низкогорный и среднегорный трансэлювиальный на карбонат но-терригенных отложениях палеогенового возраста). Самым низким содержанием подвижного кадмия в верхних слоях почв отличаются ландшафты в зоне виногра дарства (16 N, 17 Q, 2 N), а также горно-лесной зоне: 48 J (0,008 мг/кг почвы), 56 J (0,007 мг/кг почвы) и большинство биогенных ландшафтов (кислые переходные к кальциевому трансэлювиальные на карбонатно-терригенных отложениях юрского возраста).

Определенный интерес представляют данные содержания подвижной формы кадмия в различных геохимических ландшафтах отдельных административных рай онов (Приложение 1, табл. 22). В пределах конкретных районов, как правило, боль ших различий в содержании подвижного кадмия в верхнем слое почв нет, разница между его минимумом и максимумом составляет всего 1,5-2,0 раза. Относительно высоким содержанием подвижного кадмия в верхнем слое почв выделяются в основ ном районы степной зоны - Выселковский, Кореновский, Кущевский, Павловский, Тимашевский, Тихорецкий, Усть-Лабинский, Щербиновский, где существенно пре вышен средний уровень по краю. Сравнительно мало подвижного кадмия в верхнем слое почв геохимических ландшафтов Крымского, Курганинского, Апшеронского, Абинского и ряда других районов, где промывной режим почв и эродированность их поверхности существенно выше, чем в степной зоне.

Заметно различаются содержанием валовой формы кадмия почвы зон края.

Самыми высокими концентрациями этого загрязнителя характеризуются почвы зоны богарного земледелия и рисовой зоны, а самыми низкими - почвы рекреационной зоны (Приложение 1, табл. 23).

Сравнительный анализ содержания валовой формы кадмия по геохимическим ландшафтам в пределах отдельных зон указывает на существенные различия и в са мих ландшафтах. Например, в зоне богарного земледелия при минимальном уровне валового кадмия в верхнем слое почвы в ландшафте 4 N (0,098 мг/кг почвы) встре чаются образцы почв с содержанием кадмия до 0,236 мг/кг почвы в селитебном ландшафте (30);

в отдельных образцах почвы в ландшафте 1 Q содержание этого элемента доходит до 0,603 мг/кг почвы. В других ландшафтах столь значительных разрывов между пороговыми показателями не отмечено. Тем не менее, заметные превышения ПДК зафиксированы в почвах ландшафтах 8 N (0,784 мг/кг почвы) в зо не виноградарства;

53 Р (2,472 мг/кг почвы), 45 К (1,446 мг/кг почвы) и 5Q (1, мг/кг почвы) - в горно-лесной зоне Следует также отметить, что в большинстве слу чаев разрывы между минимальными и максимальными показателями содержания в почвах кадмия в пределах отдельных ландшафтов превышают нижний порог в 1,5 3,0 раза, а иногда и больше.

Практический интерес представляют данные по содержанию валовой формы кадмия в почвах геохимических ландшафтов отдельных административных районов.

В отличие от подвижных форм металлов, уровень валовой формы в пределах кон кретных районов варьирует существенно меньше, что характерно как для средних показателей, так и для их крайних величин (Приложение 1, табл. 24).

Наиболее высокой концентраций валовых форм кадмия отличаются почвы районов богарного земледелия и пригородов городов, где применение фосфорных удобрений, вместе с которыми вносится и кадмий, достаточно высокое.

Динамика подвижных форм кадмия в почвах агроландшафта. Кадмий, как и многие другие тяжелые металлы, в почве находится в валовой и подвижной формах.

Подвижная, или миграционная, форма кадмия нередко трансформируется в почве при определенных условиях (кислотность почвы, содержание и формы органическо го вещества, гранулометрический состав и т.д.). Если в почвенном растворе органи ческих соединений в растворенном состоянии содержится много, то и доля подвиж ных форм кадмия тоже увеличивается. В кислых почвах подвижного кадмия выше, чем в слабокислых и нейтральных, его будет меньше в неокультуренных слабоще лочных почвах. Подвижность кадмия увеличивается при совместном внесении с цинком и свинцом (Гармаш, 1985).

При определении кадмия в водной вытяжке его доля при этом методе оцени вается менее 10% от общего количества (Хазиев, Зиннатулин, 2001;

Ягодин и др., 2001;

Алексеев, Вялушкина, 2002;

Волошин, 2004). Часть подвижного кадмия, как и других металлов, поглощается почвой (ее мелкодисперсными фракциями органиче ского вещества и органо-минеральными комплексами) в соответствии с её физиче скими, химическими, биологическими и физико-химическими свойствами поглоще ния (Алексеев,1989). Физическая способность поглощения определяется размерами минеральных фракций (чем они меньше, тем выше адсорбционная способность).

Определенное значение в характере поглощения металлов имеют частицы вермикулита, монтмориллонита и подобных им минералов, содержащихся в глини стых и тяжелосуглинистых почвах. Большую роль в поглощении практически всех тяжелых металлов играет органическое вещество, представленное главным образом гумусом, состоящим в основном из гуминовых кислот и фульвокислот. Кадмий дос таточно активно адсорбируется органикой почвы.

Химическое поглощение кадмия и перевод его в труднорастворимые соедине ния происходит при достаточно высокой температуре (порядка 25°С), выпадает в осадок в виде карбонатов, фосфатов, гидроокисей, сульфидов. Химическое поглоще ние кадмия происходит при высокой его концентрации в растворах и наличии соот ветствующих анионов кислот. В этом плане фосфорная кислота выступает наиболее активным консервантом данного металла. Поглощение органическим веществом кадмия достаточно активное. Одним из способов поглощения кадмия, как и других металлов, является его поглощение растениями через корневую систему;

этот эле мент используется также бактериями, грибами, водорослями.

Большое влияние на подвижность кадмия в почве оказывает её кислотность, интенсивность окислительно–восстановительных процессов и т.д. По подвижности тяжелые металлы, находящиеся в почве, можно разделить на нерастворимые (входят в состав почвенных минералов), обменные (в почвенном растворе находятся в дина мическом равновесии с ионами этого же металла), растворимые (в почвенном рас творе находятся в активной форме). Между указанными формами металлов, безус ловно, существует определенная связь, и вполне допустим переход одних форм в другие (Алексеев, 1989).

Анализ данных о поведении подвижных форм кадмия в субстрате указывает на её большую роль в различных процессах, протекающих в почве. В течение 1998– 2003 гг. НИИ экологии изучал динамику этого элемента по годам и сезонам на уча стке мониторинга (500 га) в колхозе “Заветы Ильича” Ленинградского района. Опы ты проводились на хорошо окультуренных почвах девятипольного севооборота, где каждый год происходит чередование культур, вносятся соответствующие формы минеральных удобрений, с которыми ежегодно поступали многие тяжелые металлы, в том числе и кадмий.

Поскольку изучаемый элемент входит в промышленное сырье, которое явля ется источником минеральных (прежде всего фосфорных) удобрений, то вместе с ними он и вносится в почву. Кадмий проходит по всей технологической цепочке производства и использования удобрений и таким образом попадает в почву.

Этот элемент отличается летучестью и частично распространяется воздушны ми массами из промышленных районов (Белореченский химзавод Краснодарского края, Невинномысский завод Ставропольского края, промышленные предприятия Ростовской области и др.). Безусловно, кадмий содержится в горных породах, при химическом разрушении которых он и выносится на поверхность, откуда разносится ветром на большие расстояния, загрязняя почвы, воды и воздух. Основная зона кон центрации кадмия - это верхний двадцатисантиметровый слой почвы всех типов.

Исследования проводили по основным сезонам года (апрель, июль, октябрь), с отбором каждый раз около 130 образцов проб. Определение подвижного кадмия осуществляли отдельно в образцах почв севооборота и в почвах лесных полос. Сле дует подчеркнуть, что в почвенных образцах севооборота содержание подвижной формы кадмия, как в пределах отдельных сезонов, так и в среднем за год, было ниже, чем в почвах лесных полос при относительно низких показателях стандартной ошибки, стандартного отклонения и относительно невысоких коэффициентах вариа ции (табл. 25, 26).

Таблица 25. Содержание подвижной формы кадмия в полях севооборота (участок без сжигания стерни), мг/кг Год Сезон Среднее Минимум Максимум значение Весна 0,051 0,024 0, Лето 0,050 0,024 0, Осень 0,052 0,026 0, Среднее 0,051 0,038 0, Весна 0,051 0,017 0, Лето 0,051 0,026 0, Осень 0,047 0,013 0, Среднее 0,050 0,033 0, Весна 0,047 0,007 0, Лето 0,027 0,012 0, Осень 0,024 0,009 0, Среднее 0,033 0,012 0, Весна 0,045 0,020 0, Лето 0,045 0,026 0, Осень 0,042 0,024 0, Среднее 0,044 0,030 0, Весна 0,055 0,038 0, Лето 0,061 0,042 0, Осень 0,061 0,044 0, Среднее 0,059 0,049 0, Весна 0,063 0,050 0, Лето 0,060 0,039 0, Осень 0,061 0,038 0, Среднее 0,061 0,049 0, Весной 1998 года среднее содержание кадмия в почвах лесных полос состави ло 0,059 мг/кг, а в среднем за год - 0,057;

в почвах севооборота весной на 0,008 мг/кг, а в среднем за год на 0,006 мг/кг меньше при достаточно небольшом разрыве между максимальными и минимальными показателями (табл. 26).

При снижении увлажнения в летний период доля подвижного кадмия в почвах лесных полос снизилась до 0,055 мг/кг в связи с его выносом с урожаем, а в почвах севооборота практически осталось на уровне весны (0,050 мг/кг), что, очевидно, можно объяснить, с одной стороны, его выносом с урожаем, а с другой, пополнением его запасов при внесении с удобрениями весной. Доля подвижной формы кадмия на участке полевого севооборота, где сжигание стерни не проводилось больше 10 лет, была несколько выше, чем на участке, где до 1998 г. проводилось сжигание стерни (табл. 27, 28).

Таблица 26. Содержание подвижной формы кадмия в почвах лесополос (участок без сжигания стерни), мг/кг Год Сезон Среднее Минимум Максимум значение Весна 0,059 0,020 0, Лето 0,055 0,027 0, Осень 0,058 0,024 0, Среднее 0,057 0,033 0, Весна 0,062 0,035 0, Лето 0,049 0,018 0, Осень 0,049 0,020 0, Среднее 0,053 0,036 0, Весна 0,051 0,010 0, Лето 0,027 0,013 0, Осень 0,023 0,012 0, Среднее 0,035 0,018 0, Весна 0,053 0,038 0, Лето 0,048 0,030 0, Осень 0,048 0,004 0, Среднее 0,050 0,032 0, Весна 0,063 0,027 0, Лето 0,069 0,052 0, Осень 0,067 0,038 0, Среднее 0,066 0,051 0, Весна 0,073 0,060 0, Лето 0,073 0,051 0, Осень 0,069 0,041 0, Среднее 0,072 0,060 0, В октябре, когда, как правило, обычно стоит достаточно сухая погода, в поч вах севооборота содержание подвижного кадмия сохраняется на уровне 0,050-0, мг/кг, а в почвах лесных полос отмечена тенденция его нарастания за счет выноса корнями деревьев из нижних слоев (включая и материнскую породу), его накопления в листьях и концентрирования в опаде. Среднегодовые показатели позволяют отме тить, что большого контраста в содержании кадмия в почвах севооборота (0, мг/кг) и лесополос (0,052 мг/кг) практически нет. Некоторое увеличение кадмия в полях севооборота (0,054 мг/кг) по сравнению с почвами лесополос можно объяс нить его ежегодным привносом с фосфорными удобрениями. Погодные условия осо бого влияния на содержание подвижных форм кадмия в верхнем слое почв не оказа ли.

Таблица 27. Содержание кадмия в полях севооборота (участок без сжигания стерни), мг/кг Год Сезон Среднее Минимум Максимум значение Весна 0,048 0,024 0, Лето 0,050 0,026 0, Осень 0,051 0,026 0, Среднее 0,050 0,038 0, Весна 0,050 0,018 0, Лето 0,050 0,026 0, Осень 0,048 0,021 0, Среднее 0,049 0,033 0, Весна 0,048 0,007 0, Лето 0,029 0,018 0, Осень 0,027 0,017 0, Среднее 0,035 0,015 0, Весна 0,043 0,020 0, Лето 0,044 0,026 0, Осень 0,041 0,030 0, Среднее 0,043 0,030 0, Весна 0,054 0,038 0, Лето 0,058 0,042 0, Осень 0,062 0,044 0, Среднее 0,058 0,049 0, Весна 0,062 0,050 0, Лето 0,060 0,042 0, Осень 0,060 0,038 0, Среднее 0,061 0,049 0, В 1999 году весна была довольно засушливой и содержание подвижного кад мия в почвах севооборота в апреле осталось на уровне среднего показателя за пре дыдущий год, а в почвах лесных полос второго участка, где стерня сжигалась еже годно, наметилась тенденция к его увеличению (табл. 28), что, очевидно, связано с лучшим увлажнением почв в связи с обильными осадками в феврале (выпало более 100 мм) и лучшим сохранением влаги по сравнению с полем, где почва в апреле сильно прогревалась и иссушалась.

Средний показатель содержания кадмия в почвах лесополос составил 0, мг/кг при весьма невысоком разрыве между минимальным и максимальными значе ниями. В июле выпало более 120 мм осадков и содержание подвижных форм в поч вах севооборота сохранилось на прежнем уровне, при значительном снижении раз рыва между максимальным и минимальным показателями и при весьма активной по глотительной деятельности растений. В почвах лесных полос осадки оказали мень шее влияние на концентрацию подвижного кадмия, а тенденция снижения этого по казателя определяется его выносом в основном с урожаем травянистой растительно сти, однолетним приростом деревьев и кустарников, листовой массой и плодами.

Таблица 28. Содержание кадмия в почвах лесополос, мг/кг Год Сезон Среднее Минимум Максимум значение Весна 0,051 0,020 0, Лето 0,051 0,027 0, Осень 0,052 0,029 0, Среднее 0,052 0,033 0, Весна 0,058 0,036 0, Лето 0,048 0,018 0, Осень 0,048 0,020 0, Среднее 0,052 0,038 0, Весна 0,044 0,010 0, Лето 0,030 0,015 0, Осень 0,026 0,019 0, Среднее 0,033 0,021 0, Весна 0,047 0,040 0, Лето 0,044 0,030 0, Осень 0,047 0,033 0, Среднее 0,046 0,035 0, Весна 0,056 0,045 0, Лето 0,069 0,052 0, Осень 0,062 0,038 0, Среднее 0,063 0,051 0, Весна 0,070 0,060 0, Лето 0,068 0,051 0, Осень 0,070 0,062 0, Среднее 0,069 0,063 0, В осенний период 1999 года наметилась тенденция к снижению содержания подвижного кадмия в почвах севооборота, что связано, очевидно, с заметным сокра щением количества осадков и частичным переходом подвижной формы в неподвиж ную. В почвах лесополос уровень кадмия оказался одинаковым с летним периодом.

При определении средних величин за год содержание подвижного кадмия в почвах севооборота мало отличалось от его сезонных колебаний, а в почвах лесополос ока залось выше, чем в летний и осенний периоды, в основном за счет его повышения в весенний сезон.

2000 год характеризовался относительно умеренным увлажнением в первой половине года, и потому содержание кадмия в почвах севооборота весной сохрани лось на уровне осени предыдущего года, а в почвах лесополос заметно снизилось, что может быть связано с его поглощением растительной массой и его консервацией в опаде, который из-за невысокого увлажнения сохранился практически без измене ния. В июле, когда осадков выпало мало (менее 20 мм), содержание подвижного кадмия снизилось как в почвах лесополос, так и в почвах севооборота, что можно связать со снижением концентрации в почвенном растворе. Август 2000 года был дождливым (более 200 мм), но сентябрь и октябрь (3,5 мм) оказались засушливыми, и доля подвижного кадмия осенью в почвенном растворе понизилась, что и опреде лило снижение его содержания в почвах лесополос и в полях севооборота. Средние показатели, как в почвах лесополос, так и в севообороте, оказались существенно ни же по сравнению с двумя предыдущими годами.

2001 год оказался самым влажным за все годы исследований, что не могло не сказаться на содержании подвижного кадмия в почвах севооборота и лесных полос.

В весенний период в связи, видимо, с лучшим увлажнением почв в лесополосах, от мечается тенденция к увеличению подвижного кадмия, а в почвах севооборота кон центрация этой формы элемента снижается в связи с выносом его с урожаем при су щественном разрыве между максимальными и минимальными показателями. В лет ний период уровень подвижного кадмия в почвах севооборота и лесополос оказыва ется одинаковым при более высоком разрыве между максимальными и минималь ными показателями. Осенью с более интенсивным промывным режимом в почвах полей севооборота наблюдается снижение подвижного кадмия, а в лесополосах в связи с нарастанием органики в верхнем слое почвы отмечено увеличение подвиж ного кадмия при сокращении разрыва между максимальными и минимальными ве личинами. Среднегодовые данные указывают на некоторое повышение этого эле мента в почвах севооборота (в среднем в год на 0,02 мг/кг почвы). Тенденция пре вышения подвижного кадмия в почвах лесополос над почвами полей севооборота в целом сохраняется.

2002 год был засушливее, особенно в весенний и осенний периоды, и содер жание кадмия в почвах изучаемых объектов по сравнению с предыдущим годом за метно повышается, при значительно небольшом разрыве между максимальными и минимальными показателями. Повышение содержания этого элемента в летний пе риод заметно проявляется в почвах лесополос (весной – 0,056, летом – 0,059 мг/кг).

Сохранилась тенденция нарастания подвижного кадмия в почвах севооборота и не сколько снизилась по сравнению с летним периодом в почвах лесополос (при срав нении среднегодовых показателей), однако по сравнению с почвами севооборота в почвах лесополос этот элемент накапливается больше.

2003 год был относительно засушливым (около 50 мм осадков выпало в октяб ре, ноябре, январе), в июле выпало 140 мм, в остальные месяцы менее 50, а в мае и сентябре - меньше 30 мм, что не могло не сказаться на динамике подвижного кадмия в почвах полей севооборота и лесных полос. В весенний период отмечено повыше ние кадмия в почвах лесополос и его сохранение на уровне прошлого года в почвах севооборота. В летний сезон осадков выпало много и растения активно вегетировали и поглощали питательные вещества, что обусловило снижение содержания кадмия в почвах полей севооборота и лесополос при низком коэффициенте вариации (9-11%) (табл. 29).

Таблица 29. Содержание кадмия (мг/кг почвы) в почвах севооборота (участок без сжигания стерни) Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,049 0,020 0, Лето 0,050 0,026 0, Осень 0,052 0,026 0, Среднее 0,050 0,033 0, Весна 0,052 0,018 0, Лето 0,049 0,018 0, Осень 0,048 0,020 0, Среднее 0,050 0,033 0, Весна 0,046 0,007 0, Лето 0,029 0,015 0, Осень 0,027 0,017 0, Среднее 0,034 0,015 0, Весна 0,044 0,020 0, Лето 0,044 0,026 0, Осень 0,043 0,030 0, Среднее 0,044 0,030 0, Весна 0,055 0,038 0, Лето 0,061 0,042 0, Осень 0,062 0,038 0, Среднее 0,059 0,049 0, Весна 0,064 0,050 0, Лето 0,062 0,042 0, Осень 0,063 0,038 0, Среднее 0,063 0,049 0, В октябре количество осадков повысилось по сравнению с сентябрем и авгу стом, и уровень подвижного кадмия в почвах севооборота и лесополос сохранился при весьма низких коэффициентах варьирования. Содержание подвижного кадмия в почвах полей севооборота и лесополос на полигоне, где не проводилось сжигание стерни в течение шести лет, за все годы исследований приближается по средним по казателям к среднестатистическим по всему аграрному ландшафту.

В заключение можно отметить, что динамика подвижного кадмия по сезонам (табл. 30) варьирует, что, очевидно, можно объяснить различием в увлажнении поч вы в течение года, особенно в период активной вегетации растений.

Таблица 30. Среднее содержание кадмия за 1998-2003 гг.

по полям севооборота и лесополосам, мг/кг Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,053 0,020 0, Лето 0,051 0,024 0, Осень 0,054 0,024 0, Среднее 0,053 0,033 0, Весна 0,054 0,017 0, Лето 0,050 0,018 0, Осень 0,048 0,013 0, Среднее 0,051 0,033 0, Весна 0,048 0,007 0, Лето 0,027 0,012 0, Осень 0,024 0,009 0, Среднее 0,034 0,012 0, Весна 0,047 0,020 0, Лето 0,046 0,026 0, Осень 0,044 0,004 0, Среднее 0,046 0,030 0, Весна 0,058 0,027 0, Лето 0,063 0,042 0, Осень 0,063 0,038 0, Среднее 0,061 0,049 0, Весна 0,066 0,050 0, Лето 0,064 0,039 0, Осень 0,064 0,038 0, Среднее 0,065 0,049 0, Довольно четко прослеживается повышение доли подвижного кадмия в поч вах лесополос во все годы и по отдельным сезонам, что объясняется постоянным на коплением в них органики, их лучшей увлажненностью по сравнению с культиви руемой частью ландшафта и, в связи с этим, большей подвижностью этого элемента (табл. 31, 32).

Например, в почве полей севооборота на несжигаемом участке среднее со держание подвижного кадмия составило 0,048 мг/кг, а на сжигаемом – 0,055 мг/кг.

Еще большим разрывом в содержании кадмия характеризуются почвы лесополос: на сжигаемом полигоне его уровень составил 0,066, а на несжигаемом - 0,051 мг/кг при менее значимых разрывах между максимальными и минимальными показателями. В летний период содержание подвижного кадмия в почвах полигона, где стерня выжи галась постоянно, несколько снизилось и сравнялось с первым, где стерня не сжига лась. Снизилось количество этого элемента и в почвах лесополос, хотя тенденция его накопления в них сохранилась.

Таблица 31. Содержание кадмия в почвах лесополос на участке с сжиганием стерни, мг/кг Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,066 0,030 0, Лето 0,057 0,034 0, Осень 0,063 0,024 0, Среднее 0,062 0,046 0, Весна 0,064 0,035 0, Лето 0,051 0,021 0, Осень 0,049 0,022 0, Среднее 0,054 0,036 0, Весна 0,056 0,022 0, Лето 0,025 0,013 0, Осень 0,021 0,012 0, Среднее 0,037 0,018 0, Весна 0,059 0,038 0, Лето 0,051 0,036 0, Осень 0,049 0,004 0, Среднее 0,053 0,032 0, Весна 0,068 0,027 0, Лето 0,069 0,055 0, Осень 0,071 0,050 0, Среднее 0,069 0,052 0, Весна 0,076 0,063 0, Лето 0,076 0,051 0, Осень 0,068 0,041 0, Среднее 0,074 0,060 0, В осенний период доля подвижного кадмия в почвах севооборота и особенно в почвах лесополос на сжигаемом полигоне была выше по сравнению с несжигаемым.

Естественно, что средние показатели подвижного кадмия на сжигаемом полигоне были выше, особенно в почвах лесополос, по сравнению с несжигаемым полигоном.

Таблица 32. Среднее содержание валовой формы кадмия в почвах агроландшафта, мг/кг Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,139 0,102 0, Лето 0,133 0,108 0, Осень 0,121 0,097 0, Среднее 0,131 0,115 0, Весна 0,123 0,057 0, Лето 0,145 0,127 0, Осень 0,138 0,108 0, Среднее 0,135 0,099 0, Весна 0,134 0,113 0, Лето 0,133 0,112 0, Осень 0,139 0,109 0, Среднее 0,135 0,117 0, Динамика валовых форм кадмия в верхнем слое почвы агроландшафта. Начи ная с 2001 года, помимо подвижных форм кадмия, в программу исследований НИИ экологии было включено определение содержания валовой формы этого элемента в верхнем слое почвы обоих полигонов, различающихся технологией возделывания сельскохозяйственных культур: на втором полигоне до 1999 года проводилось сжи гание стерни (сжигаемый участок), а на первом полигоне сжигание стерни не прово дилось уже 15 лет (несжигаемый участок).

На несжигаемом полигоне во все сроки исследований было отобрано 44 пробы в полях севооборота и 15 в лесополосах;

на сжигаемом полигоне - в севообороте 29 и в лесополосе 17 проб. Оценивая в общем показатели валового кадмия в почвах сево оборота и в лесных полосах, можно подчеркнуть, что во всех точках и во все сроки исследований доля этого элемента, по сравнению с подвижными формами, была почти на порядок выше (табл. 33, 34).

Таблица 33. Содержание валовой формы кадмия в почвах севооборота, мг/кг Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,139 0,102 0, Лето 0,133 0,108 0, Осень 0,121 0,097 0, Среднее 0,131 0,115 0, Весна 0,123 0,057 0, Лето 0,145 0,127 0, Осень 0,138 0,108 0, Зима 0,135 0,099 0, Весна 0,134 0,113 0, Лето 0,133 0,112 0, Осень 0,139 0,109 0, Среднее 0,135 0,117 0, Оценивая полученные данные по содержанию валовой формы кадмия в кон кретных точках изучаемого севооборота, можно отметить, что содержание металла колебалось между 0,1 и 0,2 мг/кг почвы.

Весной 2001 года показатели валовой формы кадмия варьировали в севообо роте от 0,10 до 0,18 мг/кг, что указывает на достаточно значительный разброс этого элемента в различных точках несжигаемого участка. Обращает на себя внимание тот факт, что в почвах лесополос разрывы между верхними и нижними показателями оказались весьма незначимыми: самый низкий показатель - 0,12, а самый высокий 0,15 мг/кг. В севообороте этот разрыв составил уже 0,08 мг/кг, или почти в 3 раза больше по сравнению с лесополосами.

Таблица 34. Содержание валовой формы кадмия в почвах лесополосах, мг/кг Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,145 0,119 0, Лето 0,140 0,109 0, Осень 0,133 0,104 0, Среднее 0,139 0,121 0, Весна 0,130 0,102 0, Лето 0,154 0,130 0, Осень 0,147 0,117 0, Среднее 0,144 0,126 0, Весна 0,152 0,073 0, Лето 0,148 0,123 0, Осень 0,152 0,126 0, Среднее 0,151 0,128 0, Определение кадмия в летний период в тех же точках показало, что мини мальное его содержание (0,11 мг/кг) отмечено в четырех точках, а максимальное не превышало 0,15 мг/кг. В лесополосах диапазон пороговых уровней содержания кад мия составил 0,11-0,17, что, очевидно, связано с поступлением его в верхние слои почвы с опадом листовой массы (в опаде трав и древесных пород отмечено значи тельное содержание кадмия).

Уровень кадмия в почвах севооборота и в лесополосах несколько варьирует по сезонам года: в полевых пробах летнего периода его содержание снижается, что мо жет быть связано с потерями этого элемента в процессе ветровой и водной эрозии, а также в связи с отчуждением урожая;

уровень его содержания повышается в лесопо лосах, что можно объяснить спецификой пополнения органики с опадом листьев и плодов, незначительным выносом элемента с урожаем трав, а также ослаблением эрозионных процессов.

Первая половина осени 2001 года характеризовалась сухостью, и содержание валового кадмия по сравнению с весной и летом имело тенденцию к снижению, хотя его нижний порог был на уровне 0,10 мг/кг, а верхний - 0,17 мг/кг. Основная масса почвенных проб характеризовалась показателями содержания кадмия ниже 0, мг/кг. Следует отметить тот факт, что в почвах лесных полос нижние показатели бы ли на уровне 0,12, а верхние - 0,15 мг/кг и колебания между пороговыми данными были в два раза ниже, чем в почвах севооборота.

В 2002 году динамика валовой формы кадмия по сезонам года значительно от личалась от 2001 года. В весенний период 2002 года колебания в содержании кадмия составили от 0,10 до 0,14 мг/кг. Некоторое снижение валового кадмия осенью года можно объяснить тем, что вторая половина осени была дождливая, достаточно теплая, окислительно-восстановительные процессы протекали активно и часть кад мия перешла в подвижную форму и была вымыта инфильтрационными водами. Вто рая половина весны и первая половина лета характеризовались определенной сухо стью, ветреной погодой и недостатком влаги, что обусловило снижение интенсивно сти окислительно-восстановительных процессов в почве. Внесенные удобрения в по севах оказались малорастворимы, рост растений из–за нехватки влаги был ограни чен, и такие условия не могли не сказаться на поведении валового кадмия, хотя су щественного его накопления в верхних слоях почвы в полях севооборота и в лесопо лосах не наблюдалось.

В летний период минимальные показатели содержания в почве кадмия оказа лись на уровне 0,13 мг/кг, а максимальные повысились до 0,17 в почвах полей сево оборота, а в почвах лесополос - от 0,14 до 0,18 мг/кг. Разрывы между максимальны ми и минимальными показателями в обоих случаях были значительно ниже, чем в весенний период. Осень 2002 года характеризовалась достаточно высокой влажно стью, но была ветреная. Некоторое повышение содержания кадмия в осенний период как в полевых образцах, так и в образцах, отобранных в лесополсах по сравнению с летними можно связать с переносом его воздушными массами выбросов предпри ятий из восточных районов, прежде всего из Волгоградской области и Ставрополь ского края, и осаждением с пылеватыми частицами и атмосферными осадками. Рас тительный покров в этот период был недостаточно развит для активного использо вания питательных веществ и в то же время он снижал водную эрозию и тем самым сокращал смыв кадмия.

2003 год был достаточно специфичным, особенно весна и лето, которые харак теризовались высокой засушливостью, а также тем, что удобрения на исследуемые поля практически не вносились, техника работала мало и содержание кадмия и вес ной, и летом по сравнению с предыдущим годом в целом снизилось. Несколько иная картина сложилась в почвах лесополос, где отмечено повышение содержания вало вой формы кадмия. Это связано с большим количеством опада листьев и плодов, а также с обогащением кадмием верхних слоев почвы за счет внесенных фосфорных удобрений. Погода оказалась также достаточно благоприятной для осенних посевов, развития всходов и внесения удобрений, что в целом сказалось на повышении вало вого кадмия в почвах севооборота. Содержание кадмия в почвах лесополос в целом осталось на прежнем уровне.

Анализ данных по содержанию валового кадмия в верхнем слое почвы полигона со сжиганием стерни показывает, что тенденция варьирования показателей содержа ния кадмия характерна и для этого участка. Статистический анализ, выполненный по этому полигону, также показал колебание в содержании валового кадмия по сезонам и годам как в почвах полей севооборота, так и в почвах лесополос.

Осенью 2001 года в почвах полей севооборота и в почвах лесополос концентра ция валовой формы кадмия несколько снизилась по сравнению с весной и летом при незначительных уровнях ошибки и стандартного отклонения и низких коэффициен тах вариации.

Различия в содержании валового кадмия в почве по сезонам года указывает на его нестабильность, что связано с постоянными выбросами работающей техники, внесением удобрений, трансграничным переносом, выпадением с осадками. Можно подчеркнуть, что значительная доля поступления кадмия обусловлена антропоген ным фактором (прежде всего внесением с фосфорными удобрениями), хотя нельзя исключать вынос его с корнями растений из нижних горизонтов (из зоны материн ской породы), в которых его содержание весьма существенное. В почвах лесополос в летний период максимальное содержание кадмия отмечено летом - 0,142 мг/кг при очень низких показателях стандартной ошибки и стандартного отклонения.

Различия в годичной динамике показателей валовой формы кадмия в почвах ле сополос и полей севооборота связаны с определенной спецификой условий каждого участка. Почти половина года почвы полей севооборота открыты для выветривания, тогда как почвы лесополос заняты травянистой и древесной растительностью и эро зионные процессы в них снижены. Кроме того, корни древесных растений нередко достигают материнской породы и, отличаясь большой поглотительной способно стью, выносят кадмий на поверхность из глубинных слоев.

В 2002 году динамика содержания валовой формы кадмия несколько меняется и максимальное содержание этого элемента в верхних слоях почвы отмечается в лет ний и осенний периоды, а минимальное установлено весной в почвах севооборота и в почвах лесополос. Максимальные показатели в обоих случаях приходятся на лет ний период.

В 2003 году погодные условия существенно отличаются от таковых 2001 и годов, что сказалось на содержании кадмия в верхних слоях почвы как полей сево оборота, так и лесополос. В почвах полей севооборота максимальное содержание ва ловой формы кадмия отмечено осенью - 0,145, а в почвах лесополос одинаково во все периоды года - от 0,145 мг/кг до 0,149 мг/кг.

Средние показатели и статистический их анализ как в почвах севооборота, так и в почвах лесных полос указывают на достаточно надежную выборку: низкие показа тели стандартной ошибки и стандартного отклонения подчеркивают правильность схемы отбора проб, их количества, а также их размещения на всей территории поли гона.

На втором полигоне при сжигании стерни содержание кадмия в почвах полей севооборота и лесополос несколько отличалось от первого полигона, хотя общая тенденция и по сезонам, и по годам сохранилась. В верхнем слое почв полей сево оборота весной отмечено максимальное количество валовой формы кадмия, летом его доля была несколько ниже, а осенью – еще ниже. Наибольшие вариации в содер жании валовой формы кадмия отмечены весной, когда в почвах севооборота его доля в среднем на 0,024 мг/кг больше (табл. 35), чем на первом полигоне.

В почвах лесных полос при сохранении максимума весной и минимума осе нью содержание кадмия в целом было выше, чем в почвах полей севооборота и ле сополос второго сжигаемого полигона.

Таблица 35. Содержание валовой формы кадмия (мг/кг почвы) на полях севооборота сжигаемого полигона Год Сезон Среднее Минимум Максимум значение Весна 0,154 0,122 0, Лето 0,139 0,124 0, Осень 0,122 0,097 0, Среднее 0,138 0,125 0, Весна 0,122 0,057 0, Лето 0,151 0,131 0, Осень 0,135 0,108 0, Среднее 0,135 0,099 0, Весна 0,137 0,121 0, Лето 0,139 0,116 0, Осень 0,141 0,119 0, Среднее 0,139 0,124 0, В 2001 году тенденция динамики кадмия в этом блоке мониторинга в общем сохраняется, но содержание кадмия было выше примерно на 0,01 мг/кг. Большая концентрация этого элемента отмечена в почвах полей севооборота второго полиго на по сравнению с первым (табл. 36) при максимуме показателей летом и минимуме весной и осенью.

Таблица 36. Содержание валовой формы кадмия по почвах севооборота несжигаемого полигона, мг/кг Год Сезон Среднее Минимум Максимум значение Весна 0,134 0,119 0, Лето 0,133 0,109 0, Осень 0,129 0,116 0, Среднее 0,131 0,121 0, Весна 0,127 0,102 0, Лето 0,153 0,130 0, Осень 0,144 0,117 0, Среднее 0,142 0,128 0, Весна 0,149 0,135 0, Лето 0,145 0,132 0, Осень 0,149 0,126 0, Среднее 0,147 0,137 0, В почвах сжигаемого полигона в 2002 г. эта тенденция сохраняется, но показа тели кадмия выше в почвах лесополос по сравнению с почвами полей севооборота и выше по сравнению с почвами лесополос несжигаемого полигона (табл. 37).

Таблица 37. Содержание валовой формы кадмия в почвах лесополос несжигаемого полигона, мг/кг Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,130 0,102 0, Лето 0,129 0,108 0, Осень 0,121 0,102 0, Среднее 0,127 0,115 0, Весна 0,123 0,097 0, Лето 0,142 0,127 0, Осень 0,139 0,122 0, Среднее 0,135 0,124 0, Весна 0,133 0,113 0, Лето 0,129 0,112 0, Осень 0,138 0,109 0, Среднее 0,133 0,117 0, В почвах полей севооборота в 2003 году содержание валового кадмия было примерно одинаково (на уровне 0,14 мг/кг), а в весенний период в почвах лесополос содержание кадмия было существенно выше. В почвенных пробах лесополос в году отмечен больший разброс по сравнению с почвами полей севооборота (от 0, до 155 мг/кг). В целом содержание валовой формы кадмия в почвах лесных полос выше, чем в почвах севооборота сжигаемого полигона и в образцах лесополос и по лей севооборота несжигаемого полигона.

Обобщая статистический анализ данных по содержанию валового кадмия во всех пробах в почвах лесополос и полей севооборота сжигаемого полигона, следует подчеркнуть, что этот показатель существенно варьирует (от 0,128 до 0,155 мг/кг) и он значительно выше, чем на первом несжигаемом полигоне (табл. 38, 39).

Таблица 38. Содержание валовой формы кадмия (мг/кг), в почвах лесополос и полей севооборота сжигаемого полигона Год Сезон Среднее значение Минимум Максимум Весна 0,155 0,122 0, Лето 0,141 0,124 0, Осень 0,128 0,097 0, Среднее 0,141 0,122 0, Весна 0,126 0,057 0, Лето 0,152 0,131 0, Осень 0,140 0,108 0, Зима 0,139 0,099 0, Весна 0,144 0,073 0, Лето 0,144 0,116 0, Осень 0,147 0,119 0, Среднее 0,145 0,124 0, В 2002 году обобщенные значения содержания в почвах валового кадмия сжи гаемого полигона близки по величине показателям несжигаемого полигона. Доста точно близкие показатели характерны и для лета 2003 года.

Некоторые различия в содержании валового кадмия в образцах почв лесопо лос и полей севооборота по полигонам, на наш взгляд, связаны со следующими при чинами: несжигаемый полигон (где стерня не сжигалась около 15 лет), характеризу ется большей выравненностью мезорельефа, тогда как на сжигаемом полигоне (где сжигание стерни проводилось до 1999 года) разница между верхней и нижней точ ками доходит до 8 метров. Для сжигаемого полигона характерны два пологих незна чительных уклона к югу и к северу от весьма обширной равнинной верхней границы.


Таблица 39. Содержание валовой формы кадмия (мг/кг) в почвах лесополос и полей севооборота несжигаемого полигона Ггод Сезон Среднее Минимум Максимум Весна 0,131 0,102 0, Лето 0,129 0,108 0, Осень 0,123 0,102 0, Среднее 0,128 0,115 0, Весна 0,124 0,097 0, Лето 0,145 0,127 0, Осень 0,141 0,117 0, Зима 0,137 0,124 0, Весна 0,137 0,113 0, Лето 0,133 0,112 0, Осень 0,141 0,109 0, Среднее 0,136 0,117 0, Для несжигаемого полигона характерно, помимо изрезанности рельефа, и весьма четкий угол наклона к юго-западу практически всей территории. Разница в рельефе вносит определенные различия в концентрации валового кадмия в почвен ных образцах. Тем не менее, несмотря на заметные различия показателей стандарт ной ошибки и стандартного отклонения, содержание валового кадмия показывает, что рассчитанная нами выборка количества отбора проб достаточна для высокой на дежности полученных результатов исследований.

Обобщенный статистический анализ содержания валовой формы кадмия в об разцах верхнего слоя почвы как по полям севооборота, так и по лесным полосам в целом указывает на общую динамику этого элемента по отдельным составляющим обоих полигонов. В целом полученные данные дают оценку всей территории хозяй ства по содержанию валового кадмия как в полях севооборота, так и в лесных поло сах, а обобщенный вариант по всем зонам характеризует достаточно объективно весь агроландшафт по концентрации кадмия в верхнем слое почвы. Следует обратить внимание на следующее обстоятельство: содержание валового кадмия варьирует по периодам года и это связано с сезонным изменением климата и разной сезонной ин тенсивностью работы техники в полях севооборота. Концентрация валовой формы кадмия варьирует в целом по годам, но годичные различия в показателях значитель но ниже, чем варьирование этого элемента по сезонам года.

Особенности распределения подвижной формы кадмия в почвах ландшафта.

Основной объем работы по оценке поведения подвижной и валовой форм кадмия пришелся на достаточно длительный период времени (с 1998 по 2003 год) и прово дился на выбранном участке мониторинга общей площадью около 500 га. Выбор этого участка был осуществлен на основе сравнения ландшафтов, их рельефа, харак теристики почв, технологии выращивания сельскохозяйственных культур, уровней антропогенного давления и агрономического состояния почв. С учетом результатов сравнительного анализа этих показателей была выбрана площадь для организации комплексного мониторинга, которая по общим оценкам представляет усредненный вариант всей территории хозяйства.

Оценка динамики различных форм кадмия по сезонам и годам вегетации пока зал определенные колебания данных загрязнения почв в разные периоды года, что можно объяснить различием погодных условий, спецификой технологии отдельных сельскохозяйственных культур и т.д. В июле 2001 года институтом была проведена съемка всей территории хозяйства на площади около 8000 га с учетом специфики всех составляющих агроландшафтных систем: полей севооборотов, придорожных территорий, поймы реки, лесных полос, прифермерских участков, промышленной зоны хозяйства и т.д. Было проанализировано свыше 300 образцов почвы, 40 проб воды, 15 проб ила, а также свыше 50 проб растений. Отбор образцов почв проводил ся по схеме 500 х 500 м..

Анализируя характер разброса уровней подвижных форм кадмия по земельной площади всего хозяйства следует обратить внимание на следующие особенности.

Небольшие территории, где концентрация подвижных форм кадмия меньше 0, мг/кг,. отдельными вкраплениями разбросаны по всей площади хозяйства., Большая часть таких участков размещается в левобережной части бассейна реки Средний Челбас, представляя собой северный или северо-восточный склон, или выровненную плакорную территорию автономного ландшафта. На южном склоне в правобережной части поймы реки таких участков значительно меньше, хотя в этой части ландшафта, кроме птицефермы и одного механизированного двора, других промышленных объ ектов нет. Южный склон в отличие от северного испытывает более сильное влияние воздушных масс, с которыми, по всей вероятности, и перемещаются определенные количества кадмия из промышленных районов Ростовской области, что, естественно, не могло не сказаться на более высокой концентрации кадмия в этой части ландшаф та.

Основная территория хозяйства характеризуется содержанием подвижных форм кадмия в пределах от 0,025 до 0,05 мг/кг (табл.40).

Таблица 40. Результаты площадной съемки (подвижная форма кадмия) Диапазон концен- Количество % от общего числа Среднее, траций, мг/кг почвы образцов, шт. мг/кг в целом по хозяйству До 0,025 9 2,84 0, 0,025 – 0,05 230 72,56 0, 0,05 – 0,075 76 23,97 0, 0,075 - 0,100 2 0,63 0, по полям мониторинга До 0,025 0 0 0,025 – 0,05 15 88,24 0, 0,05 – 0,075 2 11,76 0, 0,075 - 0,100 0 0 Площадь хозяйства, в почвах которой содержание подвижной формы кадмия колеблется от 0,05 до 0,075 мг/кг, относительно небольшая. Оценивая соотношение отобранных образцов почвы в отдельных точках, можно отметить, что наибольшее количество образцов (230 из 317 - 72,56 %) содержит подвижного кадмия от 0,025 до 0,05 мг/кг;

в три раза меньше точек (76 из 317 - 23,97%) занято почвами с содержа нием кадмия от 0,05 до 0,075 мг/кг. Содержание подвижной формы кадмия с высо кой концентрацией (до 1 ПДК) отмечено всего в двух точках, а с концентрацией ме нее 0,025 мг/кг - в девяти точках. В целом почвы хозяйства умеренно загрязнены подвижными формами кадмия, и его давление на растения, по всей видимости, не значительное.

Сравнивая соотношение участков с различной степенью загрязнения на полях мониторинга и в целом по хозяйству, можно сделать заключение, что по уровням за грязнения выделенных участков всей системы агроландшафта больших различий нет. Это означает, что результаты, получаемые нами при изучении полигонов мони торинга, объективно отражают характер загрязнения всей территории ландшафта.

Распределение валовой формы кадмия в почвах агроландшафта заметно варь ирует. Наряду с изучением поведения подвижных форм кадмия в пределах исследо ванных ландшафтных систем, определялись валовые формы кадмия во всех элемен тах ландшафта. Итоговые результаты представлены в картографическом материале.

Полученные данные по характеру количественного размещения валовой формы кад мия дают основание разделить всю территорию хозяйства на четыре группы в соот ветствии с концентрациями подвижных форм кадмия: 0,1, 0,1-0,15, 0,15-0,2, 0,2-0, мг/кг (табл.41). Как концентрации подвижных, так и валовых форм кадмия выделя ются широким разбросом показателей содержания элемента в разных частях ланд шафта при относительно небольшой земельной площади с низким уровнем кадмия (0,1 мг/кг) в нескольких точках. Основная площадь хозяйства занята почвами, в ко торых содержание кадмия находится на уровне от 0,1 до 0,15 мг/кг, причем больших различий между правобережной и левобережной частями бассейна реки Средний Челбас практически нет.

Таблица 41. Результаты площадной съемки валового кадмия в почвах агроландшафта Диапазон концен- Количество % от общего числа Среднее, траций, мг/кг образцов мг/кг в целом по хозяйству До 0,1 1 0,32 0, 0,1 –0,15 290 91,48 0, 0,15 – 0,2 20 6,31 0, 0,2 – 0,3 60 1,89 0, по полям мониторинга До 0,1 0 0,00 0,1 –0,15 16 94,12 0, 0,15 – 0,2 1 5,88 0, 0,2 – 0,3 0 0 Сравнительно небольшая площадь ландшафта занята почвами, содержащими кадмий от 0,15 до 0,20 мг/кг. Всего в нескольких точках отмечено содержание вало вых форм кадмия больше 0,2 мг/кг (Приложение 2, рис. 3). Оценивая результаты площадной съемки валовых форм кадмия, необходимо подчеркнуть, что 91,48 % то чек от общего числа взятых образцов характеризуются содержанием кадмия в преде лах 0,10–0,15 мг/кг и только 6,3% (всего 20 точек) содержат кадмия от 0,15 до 0, мг/кг. В целом загрязненность почв всей площади хозяйства валовой формой кадмия относительно выровнена и пропорционально соответствует показателям на изучае мых полигонах мониторинга.

На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что динамика валовых и подвижных форм кадмия на выбранной для многолетнего мониторинга территории является реальным отражением содержания этого элемента по всему аг роландшафту.

Содержание кадмия в воде. Содержание кадмия в разных видах источников воды изучалось НИИ в течение пяти лет с отбором проб как в реке, так и на фермах, в балках и в других объектах. Например, в колхозе «Заветы Ильича» Ленинградского района при ПДК кадмия в питьевой воде 0,001 мг/ дм3, отмечено всего несколько случаев, когда уровень содержания кадмия доходил до уровня ПДК (например, в 2003 году в летний период в поилках телятника, в речной воде перед поселком и ни же поселка);

в балках и в стоках животноводческих ферм содержание этого элемента доходило до 0,0005 мг/л) (табл.42).

Таблица 42. Содержание кадмия в воде различных источников, мг/ дм Место отбора проб Среднее Минимум Максимум значение Питьевая вода Следы 0,00034 0, Река:

1км выше поселка 0,00031 0,0001 0, 1 км ниже поселка 0,00066 0,00021 0, В поселке 0,00066 0,00009 0, Балка 0,00042 0,00018 0, Оценивая в целом качество поверхностных вод в агроландшафте этого хозяй ства, можно утверждать, что используемые в хозяйстве воды достаточно чистые. По вышение содержания кадмия в отдельные периоды, очевидно, связано с внесением химических удобрений или пестицидов в отдельных частях бассейна реки Средний Челбас. Таким образом, состояние поверхностных вод агроландшафта в хозяйстве можно считать достаточно благоприятным, но, тем не менее, необходимо его перио дически отслеживать.

Содержание кадмия в донных отложениях. Оценку содержания обеих форм кадмия в донных отложениях мы проводили в различные сезоны года в реке Сред ний Челбас с отбором проб по течению реки на расстоянии одного километра перед поселком, в поселке и через один километр после поселка.


Определение валовой формы кадмия в илах в разных точках по сезонам года показало, что содержание этого элемента достаточно сильно колеблется. Наиболь шее количество кадмия илы содержат в середине лета. До поселка и после поселка содержание валового кадмия в пробах ила превышает 0,1 мг/кг. Достаточно высоким содержанием кадмия характеризовались пробы ила у дамбы перед поселком (табл.

43), куда попадают основные стоки СТФ.

Таблица 43. Содержание кадмия (мг/кг) в донных отложениях реки Средний Челбас Время Место отбора Cd_V Cd_M отбора проб 1 км перед поселком 0,108 0, сточные воды стф 0,087 0, Весна в поселке 0,084 0, 1км после поселка 0,095 0, 1 км перед поселком 0,118 0, Лето в поселке 0,107 0, 1км после поселка 0,122 0, 1 км перед поселком 0,087 0, сточные воды стф 0,038 0, Осень в поселке 0,102 0, 1 км перед поселком 0,127 0, Общая оценка уровня кадмия в иловых отложениях стока от корпуса СТФ пока зала весьма низкое его содержание. Четкой связи в содержании кадмия в илах перед поселком, после поселка и в самом поселке не прослеживается.

При изучении подвижной формы кадмия в илах сточных вод СТФ установле но, что наибольшее количество токсиканта отмечается в летний период, а весной и осенью его доля снижается. Перед поселком, где протекают стоки от СТФ, содержа ние подвижной формы кадмия в осенний период находится на уровне летнего сезо на.

Давая оценку содержания кадмия в разных точках отбора проб ила в реке Средний Чельбас в отдельные периоды года, можно подчеркнуть, что для летнего периода отмечены самые высокие показатели валового кадмия. Это можно связать с внесением удобрений на поля и поступлением этого элемента в реку с поверхност ными и грунтовыми стоками.

Содержание кадмия в крови животных. Концентрация кадмия в крови живот ных изучалась рядом исследователей. В условиях Татарстана содержание кадмия в крови коров колебалось от 0,02 до 0,07 мг/ дм3, что заметно превышает ПДК (Яппа ров, 2003). Исследования многих других авторов и в других районах страны также указывают на активное освоение кадмием пищевых цепей, включая и млекопитаю щих.

В НИИ экологии определялось содержание кадмия в крови группы коров кол хоза «Заветы Ильича» Ленинградского района в течение 2002-2005 годов. Исследо вания показали, что уровень содержания этого элемента в крови коров по годам за метно варьирует (табл. 44).

Таблица 44. Содержание кадмия (мг/ дм3) в крови коров Годы исследования Среднее Максимум Минимум Следы 2002 0,0044 0, Следы 2003 0,0053 0, Следы 2004 0,0049 0, Следы 2005 0,0057 0, Так, в относительно влажном 2002 году среднее содержание кадмия в крови коров составило 0,0045 мг/ дм3, а в более сухом 2003 году увеличилось до 0,0053 мг/ дм3 при весьма невысоких показателях стандартной ошибки. Довольно большой раз брос показателей кадмия по группе коров (30 голов) отмечен и в 2004-2005 гг. Одна ко больших различий в варьировании уровней содержания кадмия в крови по годам не отмечено. Небольшие различия, выражаемые в тысячных долях мг/ дм3, сущест венного влияния, безусловно, на данную характеристику крови по годам оказать не могут.

Содержание кадмия в молоке коров. Определенный интерес представляет ко личественная оценка концентрации кадмия в молочных продуктах. За последние два десятилетия опубликована большая сводка работ в этом направлении, как по отдель ным большим территориям, так и по областям (Карташов, 1997;

Печуркова, Новико ва, 1997;

Осикина, Тезиев, 1999;

Мусаев, 2003;

Вяйзинен и др., 2002). Многие авторы оценивают не только содержание кадмия в молоке, но и определяют его источники поступления в организмы животных. Например, М.А. Веротченко с соавторами (2003) в ряде районов Тульской области установили, что большое влияние на уровни загрязнения молока оказывает питьевая вода, в которой этого элемента в отдельных хозяйствах содержалось до 2,5 ПДК.

В исследованиях НИИ (опытное хозяйство “Заветы Ильича”) содержание кад мия в воде животноводческих поилок не превышало 0,0002 мг/ дм3. Иными словами вода в этом хозяйстве не является столь важным источником поступления в орга низмы животных кадмия. На высокое содержание кадмия в питьевой воде в Подоль ском районе Московской области указывают Е.А. Печуркова и О.Н. Новикова (1997) - на уровне двух ПДК, особенно в образцах воды в летний период. На заметное при сутствие кадмия в молоке указывает А.Х. Яппаров, А.М. Ежкова, Р.Ф. Набиев (2003).

В условиях Новгородской области содержание кадмия в цельном молоке сравни тельно невысокое и максимальный показатель доходит до 0,004 мг/л (Вяйзенен и др., 2002). Невысокими концентрациями кадмия характеризуются также молочные про дукты вообще и молоко цельное, в частности, в условиях Рязанской области при ПДК для молока 0,0003 мг/л (Мусаев, 2003).

В колхозе «Заветы Ильича» по данным НИИ экологии среднее содержание кадмия в цельном молоке составило 0,0004 мг/л, а в сыворотке - 0,0006 мг/л, что зна чительно ниже уровня ПДК;

коэффициент вариации этих показателей достаточно высокий (табл. 45).

Таблица 45. Содержание кадмия (мг/ дм3) в молоке и сыворотке коров Вид пробы Среднее Минимум Максимум значение Сыворотка следы 0,0004 0, Цельное молоко следы 0,0006 0, Минимальное содержание этого элемента оценивается на следовом уровне.

Оценивая содержание кадмия в молоке коров в исследуемом хозяйстве, можно под черкнуть, что этот элемент содержится в молочных продуктах практически всех жи вотных. Его источником поступления в организмы являются корма, меньше вода и воздух. Однако конкретизация источников загрязнения требует проведения отдель ных исследований.

Содержание кадмия в экскрементах и моче животных. Определенный инте рес представляют данные по содержанию кадмия в выделениях животных (табл. 46).

Таблица 46. Содержание кадмия в экскрементах и в моче КРС Годы исследований Среднее значение Минимум Максимум 2001 0,051 0,019 0, 2002 0,031 0,016 0, следы 2003 0,00035 0, Выведение кадмия из организма с экскрементами изучалось в течение двух лет, а его содержание в моче - один год. Обращает на себя внимание весьма низкое содержание кадмия в моче - от следового значения до 0,0007 мг/ дм3 до среднего его значения 0,00035 мг/ дм3. Что касается навоза, то в 2002 году, когда корма были дос таточно сочными, среднее содержание кадмия в экскрементах составляло 0,05 мг/кг при значительном варьировании между максимальными и минимальными показате лями (от 0,02 до 0,11 мг/кг). В более засушливом 2003 году, когда корма отличались большей сухостью, среднее содержание кадмия составляло 0,03 мг/кг при значи тельно меньшем варьировании между максимальными и минимальными показателя ми - от 0,016 до 0,047 мг/кг.

Предварительная оценка соотношения путей поступления кадмия в организм животного и его выведения выглядит следующим образом: основная часть (около %) выводится из организма с экскрементами, мочой и молоком и только 7-8 % оста ется в организме животных;

основная масса кадмия выносится из организма с экс крементами.

В результате исследований динамики кадмия в почве по сезонам и годам, в воде, в илах, в кормах, зерне пшеницы, в крови, молоке, моче и экскрементах коров были выявлены некоторые различия в закономерностях содержания этого элемента в различных объектах. Анализ полученных результатов перемещения кадмия по основным элементам и биотическим блокам агроландшафта позволяет сделать сле дующие выводы.

1. Изучение динамики кадмия в почвах агроландшафта в течение шести лет по казывает, что содержание этого элемента колеблется, особенно в почвах, по годам (максимальное содержание кадмия отмечено в сухом 2003 году, а наименьшее - в 2000 году) и по сезонам года (наибольшим его накоплением выделяется весенний период и наименьшим – осенний), что можно связать с изменением климатических условий (в частности, влажности), внесением удобрений, транзитным переносом и т.д.;

весьма четко прослеживается повышение содержания подвижного кадмия в почвах лесополос по сезонам во все годы исследований.

2. Результаты содержания кадмия в почвах агроландшафтов при площадной съемке дают существенный разброс показателей как подвижной формы (от 0,025 до 0,1 мг/кг), так и валовой (от 0,1 до 0,3 мг/кг);

однако превышений ПДК не отмечено, и почвы хозяйства можно считать умеренно загрязненными различными формами изучаемого загрязнителя.

3. Результаты анализа проб биологических жидкостей показали невысокий уро вень концентрации кадмия в крови (0,0044 мг/кг) и молоке (0,0004 мг/кг) коров;

ос новная часть (свыше 90 %) кадмия выводится из организма с экскрементами, мочой и молоком (особенно с экскрементами) и только 7-8 % остается в организме живот ных.

Содержание кадмия в почвах и водных системах степной зоны края. Большой практический интерес представляют результаты исследований концентрации кадмия в ландшафтах степных рек края (в почве, речной воде и речном иле), где сконцен трировано производство основных зерновых культур. Исследования проводились во время экспедиций путем отбора проб почв, воды и донных отложений практически всех основных речных бассейнов этой зоны. Анализируя пробы воды, можно отме тить невысокое содержание кадмия в степных реках Кубани (табл. 47). Средние кон центрации растворенной формы этого элемента не превышают ПДК (для водоемов хозяйственно-бытового назначения 0,001 мг/ дм3), значения колеблются в диапазоне от 0,00008 до 0,0006 мг/л. Высокой концентрацией кадмия отличалась вода реки Бейсуг, где максимальное значение элемента-загрязнителя достигает 0,004 мг/л, что составляет 4 ПДК. Но такая ситуация выявлена только в одном пункте отбора проб, что говорит о наличии в этом месте повышенного антропогенного воздействия (сброс сточных вод, свалка бытовых отходов, близость автотрассы и т.д.). Наимень шее содержание элемента–токсиканта выявлено в воде реки Кирпили, где среднее значение кадмия составляет 0,08 ПДК (для водоемов хозяйственно-бытового назна чения) при коэффициенте вариации 76 %.

Таблица 47. Содержание кадмия в воде степных рек Кубани (мг/ дм3) Среднее Река Минимум Максимум арифметическое Ея н/п 0,00030 0, Сосыка 0,00040 0,00010 0, Кавалерка 0,00037 0,00022 0, Куго-Ея 0,00049 0,00020 0, Калалы 0,00030 0,00015 0, Меклета 0,00030 0,00010 0, Челбас 0,00020 0,00010 0, Средняя Челбаска 0,00020 0,00004 0, Кирпили 0,00008 0,00003 0, Кочеты 0,00030 0,00016 0, Бейсуг 0,00060 0,00021 0, Левый Бейсужек 0,00020 0,00003 0, Правый Бейсужек 0,00030 0,00010 0, Понура 0,00040 0,00017 0, Анализ проб воды степных рек показал, что превышений ПДК для рыбохозяй ственного направления (0,005 мг/ дм3) отмечено не было, то есть все исследуемые реки по содержанию кадмия в воде пригодны для этого вида использования.

Содержание кадмия в донных отложениях рек Азово-Кубанской низменности прямо пропорционально его уровню в воде (табл. 48). Средние концентрации под вижной формы кадмия не превышают ПДК (0,1 мг/кг), их значения колеблются в диапазоне от 0,05 до 0,1 мг/кг. В устье реки Бейсуг максимальное значение подвиж ной формы кадмия достигает 0,121 мг/кг, что составляет 1,2 ПДК. Высок также уро вень загрязнения донных отложений реки Понура, где средний показатель концен трации подвижной формы кадмия составляет 1 ПДК, а максимальное его значение достигает 0,681 мг/кг, что составляет 6,8 ПДК. Наименьшее содержание элемента– токсиканта выявлено в реке Кирпили, где среднее значение кадмия составляет 0,05 ± 0,001 мг/кг при коэффициенте вариации 37 %.

Таблица 48. Содержание подвижной формы кадмия (мг/кг) в донных отложениях степных рек Среднее Река Минимум Максимум арифметическое Ея 0,042 0,113 0, Сосыка 0,050 0,080 0, Кавалерка 0,058 0,077 0, Куго-Ея 0,054 0,138 0, Челбас 0,040 0,120 0, Средняя Челбаска 0,052 0,067 0, Кирпили 0,011 0,079 0, Кочеты 0,046 0,081 0, Бейсуг 0,018 0,121 0, Устье Бейсуг 0,077 0,121 0, Лев.Бейсужек 0,026 0,072 0, Пр.Бейсужек 0,067 0,076 0, Понура 0,016 0,681 0, Показатели содержания валового кадмия в донных отложениях также не пре вышают ПДК (табл. 49). Больше всего валового кадмия накоплено в донных отложе ниях в реке Понура - 0,28±0,16 мг/кг и в устье реки Бейсуг - 0,24±0,04 мг/кг, меньше всего - в донных отложениях реки Кирпили (0,10±0,01 мг/кг).

Таблица 49. Содержание валовой формы кадмия (мг/кг) в донных отложениях Среднее Река Минимум Максимум арифметическое Ея 0,105 0,245 0, Сосыка 0,130 0,190 0, Кавалерка 0,150 0,200 0, Куго-Ея 0,122 0,345 0, Челбас 0,090 0,230 0, Средняя Челбаска 0,117 0,143 0, Кирпили 0,030 0,210 0, Кочеты 0,115 0,202 0, Бейсуг 0,089 0,273 0, Устье Бейсуга 0,202 0,273 0, Левый Бейсужек 0,083 0,175 0, Правый Бейсужек 0,152 0,183 0, Понура 0,064 1,700 0, Анализ почвенных образцов в поймах исследуемых рек на содержание подвиж ной формы кадмия выявил сильное варьирование этого показателя: в среднем он ко леблется от 0,05 до 0,37 мг/кг (табл. 50).

Таблица 50. Содержание подвижной формы кадмия в пойменной почве степных рек, мг/кг Среднее Река Минимум Максимум арифметическое Ея 0,042 0,113 0, Ея (ст.Кущевская) 0,151 0,582 0, Ея (устье) 0,014 0,021 0, Сосыка 0,060 0,100 0, Кавалерка 0,059 0,086 0, Куго-Ея 0,063 0,087 0, Калалы 0,130 0,190 0, Челбас 0,040 0,220 0, Средняя Челбаска 0,045 0,085 0, Кирпили 0,030 0,160 0, Кочеты 0,048 0,151 0, Бейсуг, исток 0,033 0,084 0, Бейсуг, устье 0,082 0,104 0, Левый Бейсужек 0,050 0,197 0, Правый Бейсужек 0,054 0,087 0, Понура 0,031 0,086 0, Превышения ПДК отмечены в пробах пойменных почв реки Калалы, где сред ний показатель содержания подвижной формы кадмия составляет 0,15 при макси мальном значении 0,19 мг/кг (2 ПДК). Превышения ПДК отмечены также в поймен ных почвах реки Ея, особенно в пробах, отобранных у станицы Кущевской, где мак симальное значение составляет 0,582 мг/кг (6 ПДК), а также в устье реки (чуть ниже ст. Старощербиновской), где среднее значение концентрации подвижной формы кадмия превышает ПДК в 1,7 раза, а максимальное значение - в 2 раза. На столь вы сокие показатели содержания кадмия в почвах пойм рек оказывают влияние поверх ностный сток с водоразделов станиц, а также то, что в непосредственной близости от мест отбора проб проходят автотрассы краевого значения.

Наименьшее содержание кадмия выявлено в поименных почвах реки Кирпили, где среднее значение этого элемента составило 0,06 мг/кг при коэффициенте вариа ции 40 %. На основании анализа полученных результатов можно сделать вывод о том, что водные системы Приазово–Кубанской низменности умеренно загрязнены подвижной формой кадмия. Следует отметить, что меньше всего загрязнены систе мы реки Кирпили. Вероятно, это связано с тем, что на сельскохозяйственных угодь ях, расположенных вдоль русла реки, низка интенсивность возделывания пропашных культур. В реках Бейсуг и Ея отмечены более высокие показатели концентрации кадмия, а в некоторых пробах отмечается и превышение ПДК (табл. 51). Эти реки, имея достаточно большую протяженность, встречают на своем пути много источни ков загрязнения: сельскохозяйственные угодья, поселки, автотрассы, несанкциони рованные свалки и т.д. Особое внимание следует обратить на количество и качество средств химизации, применяемых на сельскохозяйственных полях, так как они яв ляются важнейшим источником загрязнения степных рек.

Таблица 51. Содержание валовой формы кадмия в пойменной почве степных рек, мг/кг Река Минимум Максимум Среднее арифме тическое Ея 0,105 0,245 0, Ея (ст.Кущевская) 0,384 1,480 0, Ея (устье) 0,139 0,210 0, Сосыка 0,120 0,230 0, Кавалерка 0,139 0,209 0, Куго-Ея 0,143 0,189 0, Калалы 0,140 0,220 0, Понура 0,095 0,920 0, Челбас 0,110 0,710 0, Средняя Челбаска 0,070 0,240 0, Кирпили 0,090 0,280 0, Кочеты 0,095 0,377 0, Бейсуг (исток) 0,085 0,264 0, Бейсуг (устье) 0,208 0,264 0, Лев. Бейсужек 0,117 0,493 0, Правый Бейсужек 0,143 0,205 0, Динамика различных форм кадмия по слоям чернозема обыкновенного. Вопросы вертикального перемещения кадмия по профилю почвы давно интересовали иссле дователей как в нашей стране, так и за рубежом, и их изучение в основном относится к 90-м годам прошлого столетия (Shuman, 1998;

Veitiene, 1998;

Baran, 1999;

Iskandar, 2001). Поскольку кадмий относится к весьма опасным токсикантам, то такой интерес оправдан, т.к. помимо загрязнения верхнего пахотного горизонта кадмий поступает с инфильтрационными в грунтовые воды (Ильин, 1991;

Бреус, Садриева, 1997). Вслед ствие того, что кадмий достаточно свободно перемещается по различным элементам ландшафта и, прежде всего, в гидросфере, он оказывает активное влияние на сани тарное состояние почв, воды, растений и далее по цепям питания доходит до челове ка. Загрязнение почвы кадмием способствует загрязнению поверхностных и грунто вых вод, используемых для питьевого водоснабжения, так как грунтовые слои доста точно свободно пропускают вместе с инфильтрационными водами растворенный кадмий, а основное скопление кадмия, характерное для пахотного горизонта почвы, легко мигрирует по почвенным горизонтам и доходит до грунтовой воды.

По данным Мура и Рамамурти (1987), содержание кадмия в подземных водах нередко превышает 10 мкг/л (ПДК – 0,01 мкг/л), что представляет опасность загряз нения источников водоснабжения для населения.

Безусловно, что изучение содержания кадмия в различных почвенных слоях весьма важно с точки зрения определения закономерностей его динамики в агро ландшафте и для расчета его баланса. Это направление исследований достаточно широко развивается на западе (Schirado et al., 1986;

Mansell et al., 1990;

). В последние десятилетия ХХ века это направление освещается и в отечественной литературе (Бреус, Садриева, 1997;

Шильников и др., 1997;

1998;

Потатуева и др., 2001;

Минеев и др., 2003).

При проведении исследований в Казанском университете (Бреус, Садриева, 1997) на дерново-подзолистой, серой лесной почвах и черноземе выщелоченном бы ло установлено, что потоки кадмия с инфильтрационными водами по сравнению с медью и свинцом относительно невысокие. Установлено, что на разных типах почв миграция кадмия по почвенным слоям варьирует, наиболее интенсивно он перено сится в черноземе выщелоченном. Выращивание культур снижает миграцию кадмия с инфильтрационными водами во всех типах почв.

Опыты, проведенные институтом почвоведения (г. Москва), показали, что в очищенных почвах с инфильтрационными водами кадмий перемещается относи тельно медленно. При определенных условиях, в связи с переходом кадмия в менее подвижные соединения, его миграция по почвенным горизонтам резко сокращается (Шильников, 1997, 1998), что было подтверждено и в дальнейших исследованиях В опытах Долгопрудной опытной станции (Потатуева и др., 2001) было уста новлено, что внесение удобрений на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве благоприятствовало увеличению в ней концентрации подвижной формы кадмия. Из весткование почв сдерживало активность перемещения кадмия и переход его в под вижные формы. Допускается возможность перемещения тяжелых металлов, в том числе и кадмия, связанных с органикой в растворенных соединениях (Shumman, 1998).

Опыты на дерново-подзолистой супесчаной почве во Владимирской области показали, что основная масса общего кадмия концентрируется в горизонте 0–40 см, а основная часть обменнопоглощенного и кислоторастворимого кадмия концентриру ется в слое 0-20 см (Минеев и др., 2003).

В своих исследованиях на черноземе обыкновенном в Ленинградском районе Краснодарского края сотрудники НИИ экологии изучали состояние подвижных и ва ловых форм кадмия в почвенных слоях в различных частях рельефа по сезонам года.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 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.