
Черноземы
Чернозём — богатый гумусом, тёмноокрашенный тип почвы, сформировавшийся на лессовидных суглинках или глинах в условиях суббореального и умеренно-континентального климата при периодически промывном или непромывном водном режиме под многолетней травянистой растительностью.
Климатический пояс умеренный, сектор — умеренно континентальный, характерно чередование увлажнения и иссушения и господство положительных температур. Среднегодовая температура +3 — +7 °C. Годовая сумма осадков 300—600 мм.
Рельеф волнисто-равнинный (периодически изрезан западинами, балками, оврагами, речными террасами).
Растительность многолетняя травянистая лугово-степной и степной подзоны, ежегодно оставляющей в почве значительное количество растительных остатков. В соответствующих гидротермических условиях идёт их разложение с образованием гумусовых соединений (гумификация), накапливаемых в верхних слоях почвы. Вместе с гумусом в почве в виде сложных органоминеральных соединений закрепляются такие элементы питания растений, как азот, фосфор, сера, железо и т. д.
Почвообразующие породы — лёссы и лессовидные суглинки.
Подтипы
оподзоленные чернозёмы
выщелоченные чернозёмы
типичные чернозёмы
обыкновенные чернозёмы
южные чернозёмы
Бурые лесные
Бурые лесные почвы - формируются под широколиственными, смешанными, реже хвойными лесами на различных по гранулометрическому составу почвообразующих породах в условиях умеренного тёплого влажного климата при промывном водном режиме. Характеризуются бурой окраской, комковатой или ореховатой структурой, слабым передвижением продуктов почвообразования по профилю, быстрым разложением первичных минералов и образованием глинистых минералов, значит. гумусностью (5—10% в верхнем горизонте), обычно слабокислой реакцией. Почвенный профиль мощностью до 100 см не чётко дифференцирован на горизонты. Основные подтипы:
типичные
оподзоленные
глеевые
оподзоленные глеевые.
Плодородны. Используются под посевы зерновых и овощных культур, сои и др.
Рис.2. Фрагмент карты почв РФ
Выделение родов ландшафта проводится по физико-географической и геоморфологической картам. Согласно геоморфологической карте (рис. 3), данный водосбор на 50% расположен на наклонной аккумулятивной равнине, созданной преимущественно новейшими опусканиями на рыхлых неоген – четвертичных отложениях; на 50% - на денудационно-тектонических и структурно-денудационных горных сооружениях, возрожденных и перестроенных новейшими сводово-блоковыми поднятиями на допалеозойских и палеозойских складчатых комплексах. Из физико-географической карты (рис.4) видно, что 50% рассматриваемой территории относится к степной возвышенной равнине; 45% территории – таежные равнины; 5% - лесостепные равнины. Согласно таблице 1 и Таксономическим категориям [Требования…, 2002 г], выделены 2 рода ландшафта – аккумулятивно-денудационные равнины и горы: денудационные.
Рис.3. Фрагмент геоморфологической карты РФ
Рис.4. Фрагмент физико-географической карты РФ
Табл.1. Речные воды, мг/дм3
элемент |
С |
K |
Cф |
ПДК |
С/K |
С/Сф |
С/ПДК |
Ca |
22,3 |
14,2 |
28,6 |
- |
1,5704225 |
0,7797203 |
- |
Mg |
3,9 |
3,73 |
7,69 |
50 |
1,0455764 |
0,5071521 |
0,078 |
Na+K |
4,1 |
7,53 |
8,79 |
200 |
0,5444887 |
0,4664391 |
0,0205 |
HCO3 |
80,6 |
55,2 |
147,1 |
- |
1,4601449 |
0,5479266 |
- |
SO4 |
11 |
9,7 |
12,16 |
500 |
1,1340206 |
0,9046053 |
0,022 |
Cl |
1,7 |
6,78 |
5,29 |
- |
0,2507375 |
0,3213611 |
- |
∑и |
123,6 |
110 |
219,34 |
- |
1,1236364 |
0,5635087 |
- |
pH |
7,16 |
- |
7,03 |
- |
- |
1,0184922 |
- |
Al |
- |
0,45 |
0,085 |
- |
- |
- |
- |
Mn |
- |
0,015 |
0,036 |
- |
- |
- |
- |
Cu |
0,0012 |
0,007 |
0,0028 |
1 |
0,1714286 |
0,4285714 |
0,0012 |
Zn |
0,0031 |
0,02 |
0,0167 |
1 |
0,155 |
0,1856287 |
0,0031 |
Pb |
0,0006 |
0,003 |
0,002 |
0,01 |
0,2 |
0,3 |
0,06 |
Hg |
- |
0 |
0,000005 |
- |
- |
- |
- |
Cr |
0,0007 |
0,001 |
0,0012 |
0,05 |
0,7 |
0,5833333 |
0,014 |
F |
0,108 |
0,1 |
0,169 |
1,5 |
1,08 |
0,6390533 |
0,072 |
NO3 |
1,508 |
0,72 |
1,17 |
45 |
2,0944444 |
1,2888889 |
0,0335111 |
NO2 |
0,037 |
0,03 |
0,052 |
3,3 |
1,2333333 |
0,7115385 |
0,0112121 |
NH4 |
0,321 |
0,02 |
1,02 |
- |
16,05 |
0,3147059 |
- |
P(PO4) |
0,014 |
0,015 |
0,069 |
- |
0,9333333 |
0,2028986 |
- |
Si |
3,55 |
6 |
4,18 |
10 |
0,5916667 |
0,8492823 |
0,355 |
Fe общ |
0,058 |
0,355 |
0,43 |
0,3 |
0,1633803 |
0,1348837 |
0,1933333 |
ХПК |
14,47 |
- |
41,47 |
- |
- |
0,3489269 |
- |
БПК5 |
3,31 |
- |
3,08 |
- |
- |
1,0746753 |
- |
Нефтепрод. |
0,351 |
- |
0,49 |
0,3 |
- |
0,7163265 |
1,17 |
Смолист. в-ва |
0,133 |
- |
0,15 |
- |
- |
0,8866667 |
- |
Фенолы |
0,008 |
- |
0,02 |
0,1 |
- |
0,4 |
0,08 |
СПАВ |
0,033 |
- |
0,03 |
- |
- |
1,1 |
- |
Табл.2. Подземные воды, мг/дм3
элемент |
С |
K |
Cф |
ПДК |
С/K |
С/Сф |
С/ПДК |
Ca |
- |
44 |
44,98 |
- |
- |
- |
- |
Mg |
- |
18,6 |
37,46 |
- |
- |
- |
- |
Na+K |
- |
72,8 |
22,2 |
- |
- |
- |
- |
HCO3 |
- |
174 |
217,72 |
- |
- |
- |
- |
SO4 |
4,15 |
75,1 |
3,4 |
500 |
0,0552597 |
1,2205882 |
0,0083 |
Cl |
4,79 |
47 |
26,93 |
- |
0,1019149 |
0,1778685 |
- |
∑и |
243 |
431 |
377,6 |
100 |
0,5638051 |
0,6435381 |
2,43 |
pH |
- |
6,9 |
5,46 |
- |
- |
- |
- |
Cu |
0,0035 |
0,0056 |
0,00274 |
1 |
0,625 |
1,2773723 |
0,0035 |
Zn |
0,0127 |
0,0034 |
0,0143 |
5 |
3,7352941 |
0,8881119 |
0,00254 |
Pb |
0,0025 |
0,0022 |
0,00136 |
0,03 |
1,1363636 |
1,8382353 |
0,0833333 |
Mn |
0,53 |
0,049 |
0,309 |
0,1 |
10,816327 |
1,7152104 |
5,3 |
F |
0,2 |
0,45 |
0,197 |
1,5 |
0,4444444 |
1,0152284 |
0,1333333 |
Al |
- |
0,279 |
0,165 |
- |
- |
- |
- |
Hg |
- |
0,183 |
0,00007 |
- |
- |
- |
- |
NO3 |
2,88 |
2,4 |
0,98 |
45 |
1,2 |
2,9387755 |
0,064 |
NO2 |
<0,01 |
0,19 |
0,05 |
3 |
0,0526316 |
- |
- |
NH4 |
1,2 |
0,59 |
1,41 |
2 |
2,0338983 |
0,8510638 |
0,6 |
Fe общ |
7,85 |
6 |
4,22 |
- |
1,3083333 |
1,8601896 |
- |
Si |
- |
0,355 |
5 |
0,3 |
- |
- |
- |
Сорг |
- |
5,9 |
15,33 |
- |
- |
- |
- |
Перм. окисл. |
11,2 |
- |
5,11 |
5 |
- |
2,1917808 |
2,24 |
Фенолы |
0,003 |
- |
0,005 |
0,25 |
- |
0,6 |
0,012 |
СО2 |
- |
26 |
7,7 |
- |
- |
- |
- |
Табл.3. Снеговые воды, мг/дм3
элемент |
С |
K |
Сф |
ПДК |
С/К |
С/Сф |
С/ПДК |
pH |
6,1 |
- |
6,44 |
6 |
- |
0,947205 |
1,0166667 |
Ca |
3,1 |
14,2 |
3,96 |
- |
0,2183099 |
0,7828283 |
- |
Mg |
0,7 |
3,73 |
0,925 |
- |
0,1876676 |
0,7567568 |
- |
Na+K |
2,6 |
7,53 |
5,08 |
- |
0,3452855 |
0,511811 |
- |
HCO3 |
12,1 |
55,2 |
20,385 |
- |
0,2192029 |
0,5935737 |
- |
CO3 |
- |
- |
6 |
- |
- |
- |
- |
SO4 |
2,3 |
9,7 |
4,31 |
500 |
0,2371134 |
0,5336427 |
0,0046 |
Cl |
2,4 |
6,78 |
4,23 |
350 |
0,3539823 |
0,5673759 |
0,0068571 |
∑и |
23,1 |
110 |
39,76 |
- |
0,21 |
0,5809859 |
- |
CO2 |
14,1 |
- |
10,5 |
- |
- |
1,3428571 |
- |
NH4 |
0,74 |
0,02 |
1,31 |
- |
37 |
0,5648855 |
- |
NO3 |
0,98 |
0,72 |
0,67 |
- |
1,3611111 |
1,4626866 |
- |
NO2 |
0,03 |
0,03 |
0,33 |
- |
1 |
0,0909091 |
- |
PO4 |
0,14 |
0,015 |
0,14 |
- |
9,3333333 |
1 |
- |
Fe |
0,09 |
0,355 |
0,1 |
0,3 |
0,2535211 |
0,9 |
0,3 |
Сорг |
1,5 |
6,99 |
1,5 |
- |
0,2145923 |
1 |
- |
Нефтепродукты |
0,05 |
- |
0,5 |
- |
- |
0,1 |
- |
Cu |
0,005 |
0,007 |
0,0037 |
- |
0,7142857 |
1,3513514 |
- |
Zn |
0,013 |
0,02 |
0,068 |
- |
0,65 |
0,1911765 |
- |
Pb |
0,004 |
0,003 |
0,0033 |
- |
1,3333333 |
1,2121212 |
- |
Ni |
0,001 |
0 |
0,00072 |
- |
- |
1,3888889 |
- |
Sr |
0,003 |
0,055 |
0,00515 |
- |
0,0545455 |
0,5825243 |
- |
Mn |
0,017 |
0,015 |
0,0165 |
- |
1,1333333 |
1,030303 |
- |
Ba |
0,003 |
0,01 |
0,0042 |
- |
0,3 |
0,7142857 |
- |
Табл.4. Донные отложения, мг/дм3
элемент |
С |
K |
Cф |
ПДК |
С/K |
С/Сф |
С/ПДК |
нефтепродукты |
72,1 |
- |
114,7 |
- |
- |
0,6285963 |
- |
Fe |
– |
38 |
22063,33 |
- |
- |
- |
- |
Mn |
590 |
0,85 |
520,25 |
1,5 |
694,11765 |
1,1340702 |
393,333 |
Cu |
18,7 |
0,02 |
21,55 |
0,003 |
935 |
0,8677494 |
6233,33 |
Pb |
8,5 |
0,01 |
12,325 |
- |
850 |
0,6896552 |
- |
Zn |
31,6 |
0,05 |
46,05 |
0,023 |
632 |
0,6862106 |
1373,91 |
Ni |
31 |
0,04 |
30,45 |
0,004 |
775 |
1,0180624 |
7750 |
Ti |
3440 |
- |
4006 |
- |
- |
0,8587119 |
- |
Cr |
72 |
0,2 |
141,525 |
0,05 |
360 |
0,508744 |
1440 |
Co |
21 |
- |
13,85 |
- |
- |
1,5162455 |
- |
V |
81 |
- |
68,175 |
- |
- |
1,1881188 |
- |
Ba |
560 |
0,5 |
575,25 |
|
1120 |
0,9734898 |
- |
Табл.5. Почвы, кг/т
элемент |
подзолистые |
серые лесные |
черноземы |
К кг/т |
Сф |
ПДК |
С/К |
|
|
С/Сф |
|
|
С/ПДК |
|
|
Ca |
1,5 |
3,2 |
4,4 |
32,9 |
6,82 |
- |
0,05 |
0,09 |
0,13 |
0,22 |
0,47 |
0,66 |
- |
- |
- |
Mg |
0,2 |
0,5 |
0,7 |
19,4 |
0,84 |
- |
0,01 |
0,03 |
0,04 |
0,24 |
0,59 |
0,83 |
- |
- |
- |
Na |
- |
- |
- |
- |
1,89 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
K |
0,034 |
0,046 |
0,039 |
24 |
0,0535 |
- |
0,001 |
0,002 |
0,001 |
0,64 |
0,86 |
0,73 |
- |
- |
- |
Si |
369,087 |
333,89 |
- |
30 |
236,7 |
- |
12,3 |
11,13 |
- |
1,56 |
1,41 |
- |
- |
- |
- |
Nобщ. |
1,79 |
3,181 |
2,79 |
- |
8,08 |
- |
- |
- |
- |
0,22 |
0,39 |
0,35 |
- |
- |
- |
Nнеорг. |
0,027 |
0,04 |
0,031 |
- |
0,15 |
- |
- |
- |
- |
0,18 |
0,27 |
0,21 |
- |
- |
- |
P |
0,028 |
0,033 |
0,032 |
1,2 |
0,28 |
- |
0,02 |
0,028 |
0,03 |
0,1 |
0,12 |
0,11 |
- |
- |
- |
Fe |
12,205 |
13,534 |
- |
0,1 |
9,83 |
- |
122,05 |
135,34 |
- |
1,24 |
1,38 |
- |
- |
- |
- |
Al |
30,326 |
41,784 |
- |
75,1 |
25,08 |
- |
0,4 |
0,56 |
- |
1,21 |
1,67 |
- |
- |
- |
- |
Li |
0,031 |
0,028 |
0,026 |
0,04 |
0,0285 |
- |
0,78 |
0,7 |
0,65 |
1,09 |
0,98 |
0,91 |
- |
- |
- |
Cr |
0,097 |
0,093 |
0,08 |
0,33 |
0,063 |
0,05 |
0,29 |
0,28 |
0,24 |
1,54 |
1,48 |
1,27 |
1,94 |
1,86 |
1,6 |
Mn |
0,783 |
0,945 |
0,733 |
0,8 |
0,67 |
1,5 |
0,98 |
1,18 |
0,92 |
1,17 |
1,41 |
1,09 |
0,52 |
0,63 |
0,49 |
Ni |
0,04 |
0,009 |
0,033 |
0,18 |
0,036 |
0,004 |
0,2 |
0,05 |
0,18 |
1,11 |
0,25 |
0,92 |
10 |
2,25 |
8,25 |
Cu |
0,048 |
0,026 |
0,025 |
0,1 |
0,022 |
0,003 |
0,48 |
0,26 |
0,25 |
2,18 |
1,18 |
1,134 |
16 |
8,67 |
8,33 |
Zn |
0,053 |
0,073 |
0,081 |
0,04 |
0,053 |
0,023 |
1,325 |
1,83 |
2,025 |
1 |
1,38 |
1,53 |
2,30 |
3,17 |
3,52 |
As |
0,009 |
0,028 |
0,019 |
- |
0,02 |
0,002 |
- |
- |
- |
0,45 |
1,4 |
0,95 |
4,5 |
14 |
9,5 |
Sr |
0,179 |
0,182 |
0,178 |
0,17 |
0,193 |
- |
1,05 |
1,07 |
1,05 |
0,93 |
0,94 |
0,92 |
- |
- |
- |
Cd |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Cs |
0,005 |
0,004 |
0,004 |
32,9 |
0,0028 |
- |
0,0001 |
0,0001 |
0,0001 |
1,79 |
1,43 |
1,43 |
- |
- |
- |
Ba |
0,391 |
0,444 |
0,412 |
- |
0,269 |
- |
- |
- |
- |
1,45 |
1,65 |
1,53 |
- |
- |
- |
Hg |
- |
- |
- |
- |
0,0015 |
0,002 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Pb |
0,02 |
0,02 |
0,019 |
0,01 |
0,02 |
- |
2 |
2 |
1,9 |
1 |
1 |
0,95 |
- |
- |
- |
U |
0,001 |
- |
0,002 |
0,001 |
0,17 |
- |
1 |
- |
2 |
0,01 |
- |
0,01 |
- |
- |
- |
Th |
0,01 |
- |
0,009 |
0,006 |
0,01 |
- |
1,67 |
- |
1,5 |
1 |
- |
0,9 |
- |
- |
- |
Cорг |
19,229 |
75,533 |
57,025 |
0,87 |
215,25 |
- |
22,1 |
86,82 |
65,55 |
0,09 |
0,35 |
0,26 |
- |
- |
- |
С(ГК) |
5,969 |
24,515 |
22,24 |
0,87 |
38,37 |
- |
6,86 |
28,18 |
25,56 |
0,16 |
0,64 |
0,58 |
- |
- |
- |
С(ГК-2) |
1,621 |
10,457 |
14,442 |
0,87 |
9,583 |
- |
1,86 |
12,02 |
16,6 |
0,17 |
1,09 |
1,51 |
- |
- |
- |
С(ФК) |
7,28 |
19,832 |
13,073 |
0,87 |
32,34 |
- |
8,37 |
22,79 |
15,03 |
0,23 |
0,61 |
0,4 |
- |
- |
- |
Геохимическая дифференциация (в данной работе – по средним концентрациям в почвах, донных отложениях, речных, подземных и атмосферных водах) проводится по результатам расчёта показателя потенциальной экологической опасности ПЭО, суммарного показателя загрязненности Zc и показателя отклонения от ПДК ZПДК:
ПЭО= Σ(Сл/К) – (Nэ1 –1),
Zc = Σ(Сл/Сф) – (Nэ2 –1),
ZПДК = Σ(Сл/ПДК) – (Nэ3 –1).
где Cл – среднее содержание в компоненте ландшафта; К – кларк (среднее содержание в аналогичных объектах мира); Nэ1 – количество веществ, для которых Сл/К >1,5; Nэ2 – количество веществ, для которых Сл/Сф≥2; Nэ3 – количество веществ, для которых Сл/ПДК>1; значение Сф может быть получено как среднее для значений, полученных для всех ландшафтов на рассматриваемой (и прилегающих) территории. Расчёты занесены в таблицы 1-3.
Табл. 6. Геохимическое состояние компонентов ПТК по величине ПЭО
№ |
Объект исследования и его наименование |
ПЭО |
Ассоциация веществ с С/К>1,5 |
1. Почвенный покров |
|||
1.1. |
Подзолистые |
177,826 |
Si, Fe, Pb, Th, Cорг, С(ГК), С(ГК-2), С(ФК) |
1.2. |
Серые лесные |
298,36 |
Si, Fe, Zn, Pb, Cорг, С(ГК), С(ГК-2) С(ФК) |
1.3 |
Черноземы |
127,648 |
Zn, Pb, U, Th, Cорг, С(ГК), С(ГК-2), С(ФК) |
2. Снеговые воды |
|||
2.1. |
Луга, болота, кустарники и леса в поймах рек |
54,12 |
NH4, PO4 |
2.2. |
Кедрово-елово-пихтовые, местами с липой, южнотаежные леса |
||
3. Речные воды |
|||
3.1. |
Луга, болота, кустарники и леса в поймах рек |
27,5 |
Ca, HCO3, NO3, NH4 |
3.2. |
Кедрово-елово-пихтовые, местами с липой, южнотаежные леса |
||
4. Подземные воды |
|||
4.1. |
Денудационные горные сооружения |
20,07 |
Zn, Mn, NH4 |
4.2. |
Аккумулятивные равнины |
||
5. Донные отложения |
|||
5.1. |
Подзолистые |
5360,12 |
Mn, Cu, Pb, Zn, Ni, Cr, Ba |
5.2. |
Серые лесные |
||
5.3 |
Черноземы |
Табл. 7. Геохимическое состояние компонентов ПТК по величине Zc
№ |
Объект исследования и его наименование |
Zc |
Ассоциация веществ с С/Сф≥2 |
Уровень отклонения от "фона" |
1. Почвенный покров |
||||
1.1. |
Подзолистые |
20,96 |
Cu |
слабый |
1.2. |
Серые лесные |
22,95 |
|
|
1.3 |
Черноземы |
19,18 |
|
|
2. Снеговые воды |
||||
2.1. |
Луга, болота, кустарники и леса в поймах рек |
18,2 |
|
|
2.2. |
Кедрово-елово-пихтовые, местами с липой, южнотаежные леса |
|||
3. Речные воды |
||||
3.1. |
Луга, болота, кустарники и леса в поймах рек |
15,27 |
|
|
3.2. |
Кедрово-елово-пихтовые, местами с липой, южнотаежные леса |
|||
4. Подземные воды |
||||
4.1. |
Денудационные горные сооружения |
16,21 |
NO3 |
средний |
4.2. |
Аккумулятивные равнины |
|||
5. Донные отложения |
||||
5.1. |
Подзолистые |
10,7 |
|
|
5.2. |
Серые лесные |
|||
5.3 |
Черноземы |
Табл.8. Геохимическое состояние компонентов ПТК по величине Zпдк
№ |
Объект исследования и его наименование |
Zпдк |
Ассоциация веществ с С/Спдк>1 |
Суммарный уровень отклонения от ПДК и "фона" |
1. Почвенный покров |
||||
1.1. |
Подзолистые |
31,27 |
Cr, Ni, Cu, Zn, As |
|
1.2. |
Серые лесные |
26,58 |
|
|
1.3 |
Черноземы |
27,69 |
|
|
2. Снеговые воды |
||||
2.1. |
Луга, болота, кустарники и леса в поймах рек |
1,33 |
pH |
|
2.2. |
Кедрово-елово-пихтовые, местами с липой, южнотаежные леса |
|||
3. Речные воды |
||||
3.1. |
Луга, болота, кустарники и леса в поймах рек |
2,11 |
Нефтепродукты |
слабый |
3.2. |
Кедрово-елово-пихтовые, местами с липой, южнотаежные леса |
|||
4. Подземные воды |
||||
4.1. |
Денудационные горные сооружения |
8,88 |
∑и, перм. окисляемоть |
|
4.2. |
Аккумулятивные равнины |
|||
5. Донные отложения |
||||
5.1. |
Подзолистые |
17186,573 |
Mn, Cu, Zn, Ni, Cr |
По Cr максимальное; по Ni, Cu сильное; по Co среднее; по Zn слабое. |
5.2. |
Серые лесные |
|||
5.3 |
Черноземы |
Выводы: На территории водосбора р. Кия встречены ландшафты таёжных лесов, степной и лесостепной растительности, по классу почв подзолистые, серые лесные и черноземы. Уровень отклонения от фона минимальный, уровень отклонения от ПДК колеблется от слабого до максимального, в зависимости от класса опасности химического элемента и его концентрации в элементах ландшафта (речных водах, подземных водах, снеговых водах, почвах, донных отложениях). Исходя из отношения концентрации химических элементов в районе изучаемого створа (г. Мариинск) к их фоновым концентрациям по водосбору р. Кия (суммарный показатель загрязнения Zc) ландшафт можно отнести к слабо нарушенному. С другой стороны при сравнении концентраций элементов изучаемой территории с ПДК (ZПДК) отклонение получается значительное, в особенности для веществ I и II классов опасности, в связи с чем целесообразно отнести ландшафт по степени нарушенности к сильно нарушенным. Кроме того это подтверждается значительными отклонениями от кларковых содержаний для данной территории, в особенности для типа ландшафта луговой растительности, где величина показателя потенциальной экологической опасности (ПЭО) достигает 177,826, наблюдаются превышения по Si, Fe, Pb, Th, Cорг, С(ГК), С(ГК-2), С(ФК).