Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

920

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
09.01.2024
Размер:
16.73 Mб
Скачать

Следует отметить, что среднее содержаниеCr в верхнем горизонте почв превышает кларк и ПДК для элемента примерно в 1,5 раза. Возможно, что данный факт указывает также и на специфику лессовидных суглинков, являющихся почвообразующими породами почв исследуемой территории. Таким образом, Cr является загрязнителем почвенного покрова территории НчГРЭС, но загрязнение им обусловлено главным образом литогенным обогащением, хотя частично не исключено и антропогенное загрязнение почв хромом аэротехногенным пут м. Содержание свинца, меди и цинка в почвах НчГРЭС превышает кларковые значения для Pb в 3,8 раза, Cu в 2,6 раза, Zn в 2,1 раза. В отдельных наиболее загрязненных площадках мониторинга эти превышения достигают следующих значений: Pb – в 7,2 раза, Cu

– в 4,0 раза и Zn – в 3,8 раза.

Расчет коэффициента техногенной концентрации (Кс) позволил определить последовательность техногенного накопления металлов в почвах исследуемойтерритории.

В почвах исследуемой территории максимальные значения Кс характерны для Zn (192,0 мг/кг), Pb (72,0 мг/кг) и Cd (1,4 мг/кг) и составляют 4,8. Следует отметить, что полностью отсутствуют площадки с содержанием ТМ, превышающих фоновое содержание в 5-10 раз и более (табл. 4). Основное количество площадок содержат металлы (от 48 до 88%) в интервале превышения фона в 1,5-3 раза. Количество проб с содержанием Cr в интервале превышения фона менее чем в 1,5 раза составляет 40%, Mn иCd – 32%; в 3–5 раза - Cu (32%), Pb (28%), Cd и Zn (20%) и Ni (12%).

Таблица 4

Коэффициент техногенной концентрации (Кc) тяж лых металлов в почвах территории НчГРЭС (n=75)

Ме-

Количество площадок с различными уровнями за-

 

 

 

 

 

грязнения

 

 

Med*

Min

Max

талл

 

 

 

 

<1,5

1,5–3

3–5

5–10

>10

 

 

 

 

 

 

 

Mn

32

68

-

-

-

1,7

1,1

2,0

(8)

(17)

 

 

 

 

 

 

 

Cr

40

60

-

-

-

1,5

1,0

2,1

(10)

(15)

 

 

 

 

 

 

 

Ni

-

88

12

-

-

2,3

1,5

3,7

(22)

(3)

 

 

 

 

 

 

 

Cu

-

68

32

-

-

2,5

1,5

4

(17)

(8)

 

 

 

 

 

 

 

Zn

-

80

20

-

-

2,5

1,8

4,8

(20)

(5)

 

 

 

 

 

 

 

Pb

-

72

28

-

-

2,3

1,1

4,8

(18)

(7)

 

 

 

 

 

 

 

Cd

32

48

20

-

-

1,7

0,7

4,8

(8)

(12)

(5)

 

 

 

 

 

 

* Med, Min и Max –медиана, минимальное и максимальные значения; **% от выборки; *** значения в круглых скобках указывают на количество площадок (n)

По результатам выполненных исследований значения суммарного показателя загрязнения (Zc) почв территории НчГРЭС варьирует от 5,1 до 19,1 (медиана

– 8,3). Согласно принятой шкале уровней химического загрязнения почв и грунтов ТМ по суммарному показателю загрязнения Zc (СанПиН 2.1.7.1287-03, 2003), почвыбольшинства площадок мониторинга (92% от общего количества) имеют допустимую категорию загрязнения с возможным использованием под любые культуры (Zc< 16) и всего в почвах двух площадокотмечается умеренно опасный уровень техногенного загрязнения почв (Zc =16-32).

240

Таким образом, изучено влияние выбросов промышленного предприятия энергетического комплекса на содержание тяжелых металлов в почвахимпактной зоны. Дана оценка степени загрязнения почв тяжелыми металлами с использованием геохимических показателей – коэффициента техногенной концентрации Кс и суммарного показателя загрязнения Zc. Приоритетными загрязняющими веществами почв исследуемой территории являются Cu, Zn иPb.В соответствии с показателем Zcпочвыбольшинства площадок мониторинга имеют допустимую категорию загрязнения.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда в рамках научного проекта № 19-74-00085.

Литература

1.Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. Москва: Агропромиздат.1986. 416 с.

2.Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Москва: АНСССР. 1957. 237 с.

3.Воробьева Л.А. Теория и практика химического анализа почв. Москва: ГЕОС. 2006. 400 с.

4.ГН 2.1.7.2041-06 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Москва: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. 2006. 15 с.

5.ГН 2.1.7.2511-09 Ориентировочно допустимые концентрации химических веществ в почве.Москва: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. 2009. 10 с.

6.Сает Ю.С., Ревич Б.А., Янин Е.П. Геохимия окружающей среды. Москва: Недра. 1990. 335 с.

7.Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпиде- миологические требования к качеству почвы». Москва: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора. 2005. 19 с.

8.Шаймухаметов М.Ш. К методике определения поглощенных Са и Mg в черноземных почвах // Почвоведение. 1993. № 12.С. 105-111.

9.BowenH.J.M. Environmentalchemistryofelements. NewYork: Acad. Press. 1979. 333p.

10.Canadiansoilqualityguidelinesfor the protection of environmental and human health // Canadian environmental quality guidelines. Winnipeg: Canadian Council of Ministers of the Environment. 1999. 10p.

11.Minkina T.M., Nevidomskaya D.G., Pol’shina T.N., FedorovYu.A., Mandzhieva S.S., Chaplygin V.A.,

Bauer T.V., Burachevskaya M.V. Heavy metals in the soil-plant system of the Don River estuarine region and the TaganrogBay coast // Journal of Soils and Sediments.2017. V. 17.P. 1474-1491.

T.V. Bauer, T.M. Minkina, M.V. Burachevskaya, S.S. Mandzhieva Southern Federal University, Rostov-on- Don, Russia

ENVIRONMENTAL AND GEOCHEMICAL INVESTIGATIONS OF SOILS

JOINT TO NOVOCHERKASSK(IN THE IMPACT ZONE

OF THE «OGK-2» NOVOCHERKASSK STATE DISTRICT POWER STATION)

Abstract. Ecological and geochemical studies of soils were carried out in the 20-km monitoring zone of the Novocherkassk State District Power Station. The factors of technogenic elements concentration (Ks) and the total indicator of soil pollution (Zc) were calculated. According to the Zc values, the studied soils are assigned to the permissible and moderately hazardous pollution category.

Keywords: soil, heavy metals,technogenic pollution, ecological-geochemical assessment, impact zone.

References

1.VadyuninaA.F., KorchaginaZ.A. Research methods of physical properties of soils and grounds. Moscow: Agropromizdat. 1986.416 p.

2.VinogradovA.P. Geochemistry of rare and trace elements in soils. Moscow: AN SSSR. 1957. 237 p.

3.VorobevaL.A. Theory and practice of chemical analysis ofsoils. Moscow:GEOS. 2006. 400 p.

4.GN 2.1.7.2041-06 Maximum permissibleconcentration of chemical matters in soil. Moscow:Federal center of Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor. 2006. 15 p.

5.GN 2.1.7.2511-09 Approximatepermissible concentration of chemical matters in soil. Moscow:Federal center of Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor. 2009. 10 p.

241

6.SaetYu.E., RevichB.A., YaninE.P. Environmental Geochemistry. Moscow:Nedra. 1990. 335 p.

7.SanPiN 2.1.7.1287–03 Sanitary-epidemiological requirements tosoil quality. Moscow:Federal center of Hygiene and Epidemiology of Rospotrebnadzor. 2005. 19 p.

8.Shaimukhametov M.Sh.On determination technique of absorbed Ca and Mg in chernozem soils // Eurasian Soil Science. 1993. V. 12. P. 105-111.

9.BowenH.J.M. Environmentalchemistryofelements. NewYork: Acad. Press. 1979. 333p.

10.Canadiansoilqualityguidelinesfor the protection of environmental and human health // Canadian environmental quality guidelines. Winnipeg: Canadian Council of Ministers of the Environment. 1999. 10p.

11.Minkina T.M., Nevidomskaya D.G., Polshina T.N., FedorovYu.A., Mandzhieva S.S., Chaplygin V.A., Bauer T.V., Burachevskaya M.V. Heavy metals in the soil-plant system of the Don River estuarine region and the TaganrogBay coast // Journal of Soils and Sediments.2017. V. 17.P. 1474-1491.

УДК 631.42

А.В. Боброва, Е.В. Пименова ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, Пермь, Россия e-mail: pet508nas@mail.ru

ПОЧВЫ НА ТЕРРИТОРИИ ООПТ ЧЕРНЯЕВСКИЙ ЛЕС Г. ПЕРМИ

Аннотация. В работе представлены результаты химического анализа почвенного покрова юго-восточной части ООПТ Черняевский лес. Проведены исследования основных химических показателей почвы, а также определено содержание ионов металлов Pb, Сd, Cu, Zn.

Ключевые слова: почвы, тяжелые металлы, Черняевский лес, Пермь

Черняевский лес – охраняемый природный ландшафт местного значения, расположенный на территории Индустриального и Дзержинского районов г. Перми. Промышленный комплекс районов представлен предприятиями, которые характеризуется такими отраслями, как химия и нефтехимия, машиностроение, электроэнергетика, полиграфия, производство строительных конструкций. Со всех сторон Черняевский лес окружен автомагистралями [2].

Для оценки состояния почвенного покрова в 2018 г. были отобраны пробы почвы в юго-восточной части леса. Для лучшего ориентирования были выбраны 9 точек на удалении вглубь леса на 20, 90, 180 м от ул. Шоссе Космонавтов вблизи остановочных пунктов и перекрестков (перекресток ул. Подлесной и ул. Шоссе Космонавтов; остановка «9 Мая»; остановка «Больничный городок»).

Для исследования состояния почвенного покрова был произведен химический анализ почвы по нескольким показателям (таблица 1). Биохимические исследования и расчеты выполнялись согласно утвержденным методикам [4, 5, 6].

Результаты измерения рН водной вытяжки показывают, что почвы на точках 2-3 обладают сильнокислой реакцией среды. Показатели кислотности почв на точках 1, 4-8 соответствуют кислой реакции. Слабокислая реакция почвы отмечена на точке 9. Такие показатели характерны для дерново-подзолистых почв. Актуальная кислотность, измеряемая с помощью рН водной вытяжки, зависит от концентрации свободных ионов водорода в почвенном растворе. Их источником являются органические кислоты, образующиеся при разложении растительных остатков, и угольная кислота, появляющаяся в почве при растворении СО2 в воде. Таким образом, актуальная кислотность создается при недостатке в почве нейтрализующих веществ.

Обменная кислотность определяется с помощью измерения рН солевой вытяжки. Результаты определения рН солевой вытяжки характеризуют исследуемую почву как сильнокислую (на точках 1-8). Почва на точке 9 имеет реакцию среды, близкую к нейтральной.

242

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

 

Результаты химического анализа почвы

 

 

 

 

 

рН

рН

Сорг,

Р2О5,

Нг,

S,

ЕКО,

 

V,

 

Точка

солевой

водной

мг-

мг-

мг-

 

 

%

мг/кг

 

%

 

 

вытяжки

вытяжки

экв/100г

экв/100г

экв/100г

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3,96

4,68

2,24

44,08

10,10

15,60

25,70

 

60,70

 

2

3,78

4,47

2,46

67,63

9,84

12,40

22,24

 

55,76

 

3

3,76

4,39

2,69

103,26

12,20

14,40

26,60

 

54,14

 

4

3,74

4,58

2,03

124,19

9,23

11,50

20,73

 

55,48

 

5

3,85

4,70

2,70

46,90

11,20

14,70

25,90

 

56,76

 

6

4,19

4,51

2,09

43,28

7,28

13,40

20,68

 

64,80

 

7

4,32

4,74

1,48

48,51

8,11

19,20

27,31

 

70,30

 

8

4,41

5,07

1,47

68,04

6,53

17,30

23,83

 

72,60

 

9

5,82

6,40

3,18

98,23

2,57

20,90

23,47

 

89,05

 

Кислая реакция среды вредна для растений, она угнетает их и не позволяет нормально расти и развиваться. Влияние кислотности оказывает не только прямое воздействие, но и косвенное. Основные элементы питания (азот, фосфор, калий) становятся недоступными для растений. Кроме того, подобные почвы характеризуются накоплением вредных для растений веществ, в т.ч. и тяжелых металлов. Кислые почвы весной долго не просыхают, а летом очень быстро пересыхают и формируют корку.

Реакция почвенного раствора зависит также от степени насыщенности почвы основаниями. Сумма поглощенных оснований показывает общее содержание катионов оснований в почвенном поглощающем комплексе (ППК). Исследуемые точки характеризуются средней (точки 2-6), повышенной (точки 1, 7, 8) и высокой (точка 9) суммой поглощенных оснований. Увеличение емкости катионного обмена может свидетельствовать об увеличении адсорбции загрязняющих веществ в почве. Согласно полученным данным, величина показателя степени насыщенности почв основаниями характерна для дерново-подзолистых почв. В ППК насыщенных основаниями почв находятся только катионы Са2+, Mg2+, Na+ (черноземы, каштановые почвы, сероземы). Ненасыщенные основаниями почвы (подзолистые, дерново-подзолистые, серые лесные, болотные) наряду с катионами Са2+ и Mg2+ содержат катионы Н+ и Аl3+, как в случае с образцами, которые были взяты для проведения анализа.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

Содержание меди и цинка в валовой и подвижной форме в почве

 

Удаление

 

Cu

 

 

Zn

 

 

Точка

от ул. Шоссе

Валовая,

Подвижная

Валовая,

Подвижная

 

Космонавтов, м

мг/кг

мг/кг

% *

мг/кг

мг/кг

 

% *

1

20

7,9

0,50

6,33

31,4

1,95

 

6,21

2

90

11,9

0,63

5,29

33,1

3,83

 

11,57

3

180

12,8

0,60

4,69

32,6

4,28

 

13,13

4

20

10,0

0,64

6,40

27,2

2,29

 

8,42

5

90

8,5

0,52

6,12

30,1

2,40

 

7,97

6

180

7,2

0,44

6,11

28,6

2,08

 

7,27

7

20

5,9

0,37

6,27

24,0

2,02

 

8,42

8

90

9,8

0,37

3,78

23,7

2,50

 

10,55

9

180

14,2

0,37

2,61

39,9

3,17

 

7,94

Фоновое содержание для

50

 

 

70

 

 

 

почв Пермского края

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДК для песчаных

33

 

 

55

 

 

 

и супесчаных почв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДК для суглинистых

66

 

 

110

 

 

 

и глинистых, рН KCl˂5,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДК (буфер с рН 4,8)

 

3

 

 

23

 

 

*от валового

 

 

 

 

 

 

 

243

Эффективное плодородие почв в отношении фосфатов определяется запасом подвижных форм фосфора, степень доступности которых зависит от физикохимических свойств почв, сезонной динамики водного, воздушного и теплового режимов, биологической активности почв. Согласно группировке почв по содержанию подвижного фосфора [3] низкое содержание Р2О5 в почвах отмечено на точках 1, 5-7; почва в точках 2, 8, 9 характеризуются средним содержанием; повышенное содержание Р2О5 наблюдается в почвах в точках 3, 4.

Согласно системе показателей гумусного состояния почв [1] содержание углерода в пересчете на гумус характеризуется как низкое (точки 1, 4, 6-8) и среднее (точки 2, 3, 5, 8). Самый высокий показатель (3,18%) наблюдается на точке 9. Таким образом, тип почвы соответствует дерново-подзолистым легкосуглинистым почвам.

Результаты определения содержания ионов металлов Pb, Сd, Cu, Zn представлены в таблицах 2 и 3.

Таблица 3

Содержание свинца и кадмия в валовой и подвижной форме в почве

 

 

Удаление от ул.

 

Pb

 

 

Cd

 

Точка

 

Шоссе Космонав-

Валовое,

Подвижная

Валовое,

Подвижная

 

 

тов, м

мг/кг

мг/кг

% *

мг/кг

мг/кг

% *

1

 

20

8,8

2,80

31,82

0,11

0,05

45,45

2

 

90

15,0

4,29

28,60

0,14

0,03

21,43

3

 

180

17,6

5,44

30,91

0,13

0,03

23,08

4

 

20

11,1

3,33

30,00

0,10

0,07

70,00

5

 

90

10,5

2,48

23,62

0,09

0,06

66,67

6

 

180

7,2

1,36

18,89

0,09

0,02

22,22

7

 

20

5,3

1,22

23,02

0,08

0,02

25,00

8

 

90

7,2

1,54

21,39

0,09

0,04

44,44

9

 

180

10,2

0,90

8,82

0,2

0,02

10,00

Фоновое содержание для почв

22

 

 

0

 

 

 

Пермского края

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДК для песчаных

32

 

 

0,5

 

 

и супесчаных почв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДК для суглинистых

65

 

 

1,0

 

 

и глинистых, рН KCl˂5,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПДК (буфер с рН 4,8)

 

6

 

 

 

На всех точках содержание Cu, Zn не превышает ПДК. Точка 9 характеризуется повышенным содержанием Cu, Zn, несмотря на удаленность от автодороги. Можно предположить влияние дополнительных источников загрязнения.

Отрицательные экологические последствия загрязнения почв связаны с подвижными соединениями металлов. Часть высокотоксичных элементов может переходить в труднодоступные для растений соединения, другие элементы могут мигрировать в почвенной толще, представляя потенциальную опасность для биоты. Подвижность элементов зависит от кислотно-основных и окислительно-восстановительных условий в почвах. Накопление подвижных, особо опасных для организмов соединений элементов зависит от водного и воздушного режимов почв: наименьшая аккумуляция их наблюдается в водопроницаемых почвах промывного режима, увеличивается она в почвах с непромывным режимом и максимальна в почвах с выпотным режимом. В кислых почвах такие тяжелые металлы, как Cd и Hg, образуют легкоподвижные формы. Напротив, Pb, As, Se образуют малоподвижные соединения, способные накапливаться в гумусовых и иллювиальных горизонтах и негативно влиять на состояние почвенной биоты. На всех точках содержание Pb, Cd не превышает ПДК.

244

Литература

1.Гришина Л.А., Орлов Д.С. Система показателей гумусного состояния почв. М.: Наука, 1978. С. 42-47.

2.Двинских С.А. Экология лесопарковой зоны города / С.А. Двинских, Н.Г. Максимович, К.И. Малеев, О.В. Ларченко. СПб: Наука, 2011. 154 с.

3.Методические указания по проведению комплексного агрохимического обследования почв сельскохозяйственных угодий. М.: Центр научно-технической информации, пропаганды и рекламы, 1994. 96 с.

4.Мудрых Н.М., Ал шин М.А. Пособие к лабораторным занятиям по агрохимии. Пермь: Изд-во ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2011. 51 с.

5.Пименова Е.В., Леснов А.Е. Химические методы в агроэкологическом мониторинге почвы. Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО Пермская ГСХА, 2008.145 с.

6.Практикум по агрохимии: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 2001. 689 с.

A.V. Bobrova, E.V. Pimenova

FSBEI HE Perm GATU, Perm, Russia e-mail: pet508nas@mail.ru

SOILS ON THE TERRITORY OF SPECIALLY PROTECTED NATURAL

AREAS CHERNYAEVSKY FOREST, PERM

Abstract. The paper presents the results of a chemical analysis of the soil cover of the south-eastern part of the protected areas Chernyaevsky forest. Studies of the basic chemical parameters of the soil were carried out, and the content of metal ions Pb, Сd, Cu, Zn was determined.

Key words: soil, heavy metals, Chernyaevsky forest, Perm

References

1.Grishina L.A., Orlov D.S. The system of indicators of the humus state of soils. M.: Nauka, 1978. P. 42-47.

2.Dvinskikh S.A. Ecology of the forest-park zone of the city / S.A. Dvinsky, N.G. Maksimovich, K.I. Maleev, O.V. Larchenko. St. Petersburg: Nauka, 2011. 154 p.

3.Guidelines for a comprehensive agrochemical survey of soils of agricultural land. M.: Center for scientific and technical information, propaganda and advertising, 1994. 96 р.

4.The Wise N.M., Alyoshin M.A. A manual for laboratory studies in agrochemistry. Perm: Publishing house of FSBEI HPE Perm State Agricultural Academy, 2011.51 p.

5.Pimenova E.V., Lesnov A.E. Chemical methods in agroecological monitoring of the soil. Perm: Publishing House FSEI HPE Perm State Agricultural Academy, 2008.145 p.

6.Workshop on agrochemistry. M.: Publishing House of Moscow State University, 2001. 689 p.

УДК 502.1

Л.Б. Каренгина, Ю.Л. Байкин, А.А. Беличев, А.С.Гусев ФГБОУ ВО Уральский ГАУ, Екатеринбург, Россия e-mail: ubaikin@rambler.ru, aabel@list.ru

ФТОРИДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ В ОКРЕСТНОСТИ КРИОЛИТОВОГО ЗАВОДА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА РАСТЕНИЯ

Аннотация. Отмечена прямая зависимость между рНсол., суммой обменных оснований, содержанием гумуса в почве и количеством в ней водорастворимого фтора. В растениях фториды снижали размеры и фертильность пыльцы. Угнетение растений снижалось на фоне повышенного минерального питания.

Ключевые слова: загрязнение, фтор, почвы, реакция растений.

Загрязнение почв соединениями фтора, хотя и связано как с природными, так и антропогенными источниками, но обычно носит локальный характер. Очевидно, что это одна из причин недостаточной изученности влияния фтора на почву и растения.

245

Характер изменения содержания фтора в почве изучали в пахотных почвах, расположенных в окрестности Полевского криолитового завода (Свердловская область).

Почвенные образцы для агрохимического анализа почвы отобраны с глубины пахотного слоя. Почти во всех образцах (табл. 1) содержание водорастворимого фтора превышает ПДК, равное 3 мг/кг, что свидетельствует о значительном загрязнении пахотных земель фтором.

Таблица 1

Содержание водорастворимого фтора в пахотном слое почвы в зависимости от удаленности от источника загрязнения (среднее за 2 года)

 

Направление от

Расстояние от

Содержание фтора,

 

источника эмиссии

источника эмиссии, км

мг/кг

 

 

 

 

1

Северо-восточное

3

4,1

2

Северо-восточное

5

10,0

3

Северо-восточное

10

5,7

4

Восточное

7

7,0

5

Восточное

9

4,1

6

Южное

5

4,3

7

Южное

7

4,5

8

Южное

10

4,0

9

Южное

20

2,6

 

 

 

 

Внашем исследовании максимальные содержания водорастворимого фтора

впахотном слое почвы отмечено в восточном направлении (преобладающем по розе ветров) на расстоянии 7 км и в северо-восточном направлении на расстоянии 5 км. В южном направлении почвы менее загрязнены, содержание фтора на расстоянии до 10 км составляет 4,0 - 4,5 мг/кг.

Основная масса фторидов, попадая в почву, переходит в нерастворимое или труднорастворимое состояние и только небольшое количество остается в подвижном состоянии. Размер и интенсивность этой трансформации зависит от многих факторов, но, прежде всего, от химического состава почвы.

Агрохимический анализ почвенных образцов, отобранных в зоне фторидного загрязнения, показал, что существует корреляционная зависимость между содержанием водорастворимого фтора и химическими показателями почвы (табл.2).

Таким образом, наши данные подтверждают выводы о положительной корреляции между содержанием фтора и органического вещества, содержанием фтора и кислотностью, высказанные рядом авторов [1,2].

Анализ растений на содержание фтора в зоне техногенного загрязнения показал, что даже в радиусе до 20 км от источника загрязнений накопление фтора может быть выше 5 мг/кг сухого вещества (табл.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2

Агрохимические показатели почвы и активный фтор

 

 

 

Фтор, мг/кг

Гумус,%

рНсол.

ммоль/100г почвы

 

мг/кг почвы

 

Нг

S

N

 

Р2О5

 

К2О

 

 

 

 

 

 

 

2,0

4,8

4,9

9,0

23,1

200

 

67

 

195

 

2,5

3,4

4,6

7,0

17,7

150

 

94

 

178

 

4,5

3,4

5,1

9,2

12,2

180

 

59

 

87

 

5,0

5,1

4,8

8,9

26,0

210

 

67

 

178

 

5,0

3,4

5,3

4,6

34,1

205

 

54

 

160

 

5,5

2,7

6,0

1,8

29,9

124

 

98

 

224

 

6,0

4,7

5,3

6,3

24,4

184

 

45

 

178

 

8,0

6,4

6,4

2,0

41,7

210

 

170

 

249

 

8,5

4,3

4,7

9,1

17,2

180

 

37

 

128

 

(Коэффициент

0,33

0,39

-0,39

0,.37

0,16

 

0,09

 

-0,08

 

корреляции, r)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Прим. Нг – гидролитическая кислотность; S – сумма обменных оснований

246

Как видно из данных, приведенных в таблице, содержание водорастворимого фтора в растениях зависит не только от расстояния до очага загрязнения, но и культуры. Так, на равных расстояниях от завода подсолнечник накапливал в листьях больше фтора по сравнению с морковью и турнепсом; на его листовых пластинках визуально были видны некротические повреждения [3].

Таблица 3

Содержание фтора в биомассе растений в зоне техногенного загрязнения

Удаленность от источника

Культура

Содержание фтора, мг/кг

загрязнения по розе ветров, км

сухого вещества

 

 

 

 

3

Однолетние травы

17

 

 

 

5

Капуста

5

 

 

 

5

Картофель

6

 

 

 

7

Морковь

8

 

 

 

7

Подсолнечник

11

 

 

 

9

Турнепс

6

 

 

 

10

Подсолнечник

14

 

 

 

20

Озимая рожь

5

 

 

 

25

Ячмень

4

 

 

 

Для уточнения действия фтора на биомассу растений и показатели состояния их пыльцы была проведена серия опытов с ячменем, который подвергали аэрозольному загрязнению фтористым водородом. В опытах вносили аммиачную селитру, двойной суперфосфат, хлористый калий из расчета по 100 мг действующего вещества азота, фосфора и калия на 1 кг почвы.

Усиленное минеральное питание способствует активному сопротивлению растений угнетению, вызванному фторидным загрязнением. Минеральные удобрения существенно повышают урожай независимо от степени загрязнения фторидами

(табл.4).

В варианте без удобрений, напротив, урожай снижался тем интенсивнее, чем выше была концентрация фтора в аэрозоле. При этом увеличивается доля соломы в общей биомассе.

Таблица 4

Влияние удобрений на биомассу ячменя при обработке растений фтористым водородом в фазу кущения (г/сосуд сухого вещества, среднее за 2 года)

Фон питания

Концентрация

Общая

Зерно

Отношение

HF,%

биомасса

зерно: солома

 

 

 

0

3,5

1,8

1:0,96

Без

0,05

2,8

1,4

1:0,98

удобрений

0,1

2,3

1,0

1:1,26

 

0,5

2,2

0,8

1:1,28

 

0

6,3

3,4

1:0,85

NPK

0,05

6,2

3,4

1:0,79

0,1

6,3

3,2

1:0,95

 

 

0,5

4,1

2,9

1:0,92

Размеры пыльцы и е фертильность могут служить критерием адаптивности растений к окружающим условиям и могут изменяться под влиянием экстремальных факторов.

При определении степени фертильности пыльцы, т.е. способности спермиев производить оплодотворение, важно определить размеры пыльцевых зерен (крупные, нормальные мелкие), так как жизнеспособность их неодинакова.

247

Действие фторидного загрязнения на качество пыльцы ячменя демонстрируют данные таблицы 5.

 

 

 

 

Таблица 5

Влияние фторидного загрязнения на качество пыльцы

Удобрение

Защитный фон

Концентрация

Размер пыльцы,

Фертильность,%

 

HF,%

мкм

 

 

 

 

 

 

 

0

2,20

95

 

Без удобрений

0

0,05

1,80

35

 

0,1

1,60

30

 

 

 

 

 

 

0,5

1,15

21

 

 

 

0

2,50

95

 

N60P60K60

0

0,05

1,66

45

 

0,1

1,65

40

 

 

 

 

 

 

0,5

1,20

25

 

С увеличением концентрации фтора снижались размеры и фертильность пыльцы. При этом повышенный фон минерального питания снижал токсическое действие фтора на растения ячменя.

Выводы

1.Отмечено значительное загрязнение почв фтором на расстоянии до 10 километров от криолитового завода даже против направления господствующего ветра.

2.Наблюдается прямая корреляционная зависимость между количеством водорастворимого фтора и рНсол., суммой обменных оснований, а также содержанием гумуса.

3.Содержание водорастворимого фтора в растениях зависело не только от расстояния до очага загрязнения, но и от сельскохозяйственной культуры.

4.С увеличением концентрации фтора снижались размеры и фертильность пыльцы.

5.Усиленное минеральное питание способствует активному сопротивлению растений угнетению, вызванному фторидным загрязнением.

Литература

1.Моршина Т.Н., Фанаскава Т.П. Изменение свойств почв под влиянием фтора // Почвоведение. 1985. №2. С.21-26.

2.Полонский В.И., Полонская Д.Е. Фторидное загрязнение почвы и фиторемедитация // Сельскохозяйственная биология. 2013. №1. С.3-14.

3.Селевцев В.Ф., Каренгина Л.Б. Влияние фтора на плодородие почвы и продуктивность растений // Тезисы докл. 12-й конф. почвоведов, агрохимиков, земледелов Ср. Поволжья и Урала. Ч.2. Казань. 1991. С.170-173.

L.B. Karengina, Yu.L. Baikin, A.A. Belichev, A.S. Gusev Urals State Agrarian University, Yekaterinburg, Russia

FLUORIDE POLLUTION OF SOILS IN THE VICINITY OF CRYOLITE

PLANT AND ITS IMPACT ON PLANTS

Abstract. A direct correlation between pHKCl, the sum of exchange cations, humus content in soil and the amount of water-soluble fluorine in soil was identified. Fluorides reduced pollen size and fertility in plants. Plants’ inhibition decreased due to increase in mineral nutrition.

Keywords: pollution, fluoride, soils, plants response.

References

1.Morshina T.N., Phanaskava T.P. Changing of soil properties under fluorine impact // Soil science. 1985. No 2. P. 21 - 26.

2.Polonskii V.I., Polonskaya D.E. Fluoride soil pollution and phytoremediation// Agricultural biology. 2013. No 1. P. 3-14.

3.Selevtsev V.F., Karengina L.B. The effect of fluoride on soil fertility and productivity of plants. Part

2.Kazan. 1991. P. 170-173.

248

УДК 631.618

М.А. Кондратьева ФГБОУ ВО «Пермский ГАТУ», Пермь, Россия e-mail: pochva@pgsha.ru

ПОЧВООБРАЗОВАНИЕ НА УГОЛЬНЫХ ОТВАЛАХ КИЗЕЛОВСКОГО БАССЕЙНА

Аннотация. Основные почвообразовательные процессы, развивающиеся на поверхности отвалов Кизеловского угольного бассейна, – подстилкообразование и грубо- гумусово-аккумулятивный процесс. Почвы отвалов диагностированы как эмбриоземы инициальные, органо-аккумулятивные и грубогумусово-аккумулятивные.

Ключевые слова: эмбриоземы, угольные отвалы, техногенные ландшафты, процессы почвообразования.

Изучение процессов посттехногенного восстановления ландшафтов является актуальной проблемой районов разработки месторождений. Эксплуатация Кизеловского угольного бассейна на территории Пермского края велась с 1797 по 1997 годы. За время его эксплуатации общая площадь техногенных ландшафтов, утративших природные характеристики под влиянием угледобычи, составила 456 га[3]. Нарушенные ландшафты на сегодняшний день предоставлены процессам естественного самовосстановления. Образующиеся на поверхности отвалов молодые примитивные почвы определяются в научной литературе как эмбриоземы [4]. Развитие эмбриоземов включает в себя процессы: гумусонакопление или торфонакопление, выщелачивание карбонатов и вынос легкорастворимых солей, структурную переорганизацию твердой фазы, выветривание первичных минералов [1]. Начальным стадиям почвообразования соответствуют процессы преобразования минерального субстрата, включающие дезинтеграцию каменистых обломков и перераспределение фракций мелкозема. В дальнейшем ведущая роль в формировании профиля переходит к процессам накопления и трансформации органического вещества [1, 7]. Скорость формирования гумусовых горизонтов зависит от биоклиматических и литологических условий[1, 2, 7].

Цель исследования – изучить почвообразовательные процессы, состави свойства молодых техногенных почв, формирующихся на угольных отвалах Кизеловского бассейна.

Исследования проводились на территории городского округаГубаха, расположенного в подзоне южной тайги на западном склоне Среднего Урала. Коренной тип растительности –темнохвойные елово-пихтовые и пихтово-еловые леса[5]. Значительную часть территории занимают вторичные березняки и смешанные леса. Почвенно-геоботанические исследования проводились в течение 2014-2019 гг. на отвалах шахт «1 Мая», «Крупская» и «Центральная» (№15). Площади отвалов 5-7 га, слагающие их породы состоят преимущественно из обломков кварцитов, кварцевых песчаников с включениями каменного угля. Присутствие угля определяет степень фитотоксичности отложений, обусловленную высоким содержанием серы 6-8% [3].

Время прекращения отсыпки пород определялось временем закрытия шахт: 1972 год была закрыта шахта «1 Мая», 1993 год – «Крупская», 1996 год – «Центральная». Таким образом, отвалы образуют соответствующий хронологический ряд. Современные площади зарастания поверхности растительностью, выявленные

249

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]