2.3 Результати дослідження

Результати лабораторних аналізів зразків ґрунту показані в таблиці 2.1. як видно з даних, наведених в таблиці 2.1, перевищення ГДК спостерігається в хромі на глибині 0 - 10 см, у всіх інших варіантах вміст жодного із металів не перевищує ГДК.

Таблиця 2.1 – Вміст важких металів та алюмінію у ґрунті, мг/кг [за автором]

Елемент	Шар ґрунту:		ГДК	Фон
	0- 10 см	10-20 см
Fe	4,98	3,87	-	2,00
Mn	37,6	19,6	50,00	43,00
Zn	10,6	2,44	23,00	0,10
Cu	1,0	0,88	3,00	0,50
Ni	1,2	1,26	4,00	1,00
Pb	2,38	2,31	6,00	0,50
Аl	3,2	3,16	-	-
Co	1,06	0,96	5,00	0,50
Cr	8,45	2,46	6,00	0,10
Cd	0,08	0,14	-	0,10

Перевищення ГДК за даними результатами спостерігалося в шарі грунту 0-10см для хрому в 1,4 рази. Рівень вмісту хрому в грунтах більше залежить від їхніх типів. Унаслідок антропогенного забруднення вміст хрому в поверхневому горизонті ґрунту збільшується. Головними його джерелами є деякі промислові відходи та осад стічних вод. Хром, що потрапляє з техногенних джерел, зазвичай накопичується в тонкому поверхневому горизонті ґрунтів.

Метали, для яких не встановлено ГДК порівнювалися із фоновим вмістом для данного типу ґрунтів. Як бачимо, вміст кадмію в шарі ґрунту 0 – 10 см перевищує фон у 0,8 рази, а в шарі ґрунту 10 -20 см – у 1,4 рази. Вміст заліза перевищує фонові значення відповідно у 2,49 та 1,9 рази.

Для усіх інших варіантів також спостерігається незначне перевищення фонових значень для даного типу ґрунту, що свідчить про незначну забрудненість ґрунтів (рис. 2.2 – 2.4).

Рисунок 2.2 - Вміст ВМ та алюмінію в шарі ґрунту 0 – 10 см [за автором]

Рисунок 2.4 – Вміст ВМ та алюмінію в шарі грунту 10 – 20 см [за автором]

Просторовий розподіл металів у грунті наступний: пік концентрація у верхніх горизонтах грунту (у данному випадку в шарі грунту 0 – 10 см), потім спостерігається зниженя важких металів у шарі грунту 10 – 20 см., проте коливання вмісту більшості металів у грунті незначне (рис.2.5).

Рисунок 2.5 - Вміст ВМ в шарах ґрунту 0-10 см та 10-20 см [за автором]

Як видно із рисунку 2.5, виняток у загальному просторовому розподілі металів у ґрунті становить для Fe, Mn, Zn, Cr, концентрація яких найбільша, для відібраних зразків на різній глибині.

Відношення концентрації елементу до його фоновому вмісту визначається коефіцієнтом концентрації елемента:

К_СІ = С_І/С_Ф,

де, С_І – концентрація елементу в ландшафтному компоненті, що досліджується;

С_Ф – його природний фон [10].

Ґрунти прийнято вважати забрудненими важкими металами, якщо вміст токсичного елемента перевищує фонове в 2-3 рази [27].

Якісний склад полютантів показав, що домінуючими джерелами забруднення є промислові викиди міста й ґрунти знаходяться під антропогенним тиском, рівень якого можливо оцінити за допомогою сумарного показника забруднення ґрунту Z_CJ.

Таблиця 2.2 – Коефіцієнти концентрацій металів для шару ґрунту 0 -10 та 10 -20 см

Шар ґрунту	Fe	Mn	Zn	Cu	Ni	Pb	Al	Co	Cr	Cd	ZCJ
0-10	2,5	0,9	10,6	2,0	1,2	4,8	1,0	2,1	84,5	0,8	101,7
10-20	1,9	0,5	2,4	1,8	1,3	4,6	1,0	1,9	24,6	1,4	32,9

Сумарний показник забруднення природного компоненту Z_CJрозраховується за формулою:

Z_CJ= ∑ К_СІ– (n – 1)

де, К_СІ‑коефіцієнт концентрації ВМ;

j – компонент ландшафту (в наших дослідженнях це ґрунт);

n – загальна кількість врахованих хімічних елементів (підсумовується значення К_СІ>1) [10].

Поліелементне забруднення ґрунту заказника «Кочетоцький» виявилося за цинком, свинцем, хромом (див. табл. 2.2). Такі високі значення коефіцієнтів концентрації Cr – 84, 5 для шару ґрунту 0 – 10 см та 24, 6 для шару 10 ‑20 см можна пояснити наступним. Одним з головних антропогенних джерел викидів цього метала являються підприємства, які спалюють бурий і кам'яне вугілля. Так при спалюванні вугілля за 1 рік в довкілля потрапляє 2,11 т Cr [11].

У ґрунтах техногенних ландшафтів забруднення солями хрому зберігається до горизонту понад 100 см. Максимальною утримуючою здатністю як в суглинку, так і в піску володіє горизонт 10 см. З горизонту 50 см до горизонту 100 см відбувається різке зниження змісту хрому [18].

Спалювання кам'яного вугілля також є одним з основних антропогенних джерел свинцю, що поступає в атмосферне повітря в вигляді оксиду.

Отже, таке локальне перевищення вмісту рухомого хрому та свинцю в ґрунті заповідника має техногенний характер.

Результати хімічного аналізу дикорослих рослин, а саме лісної підстилки, коріння та кори сосни, а також кропиви наведені в таблиці 2.3. За даними результатів хімічного аналізу можна спостерігати значне накопичення таких металів як: ферум, манган, нікель, хром,а також цинк. Для лісової підстилки характерним є інтенсивніше накопичення марганцю та цинку, що є абсолютно нормальним. Mn відноситься до мікроелементів і є необхідним для нормального розвитку живих організмів. Опад хвої розкладається в 2 – 3 рази повільніше за опад листя, що призводить до затримки в ньому деяких хімічних елементів. Вміст всіх інших металів незначний, для даних зразків проб (рис 2.6).

Пріоритетними металами для кропиви дводомної є Fe, Mn, Cu (табл. 2.3). Лісова підстилка, коріння та кора сосни звичайної містять дуже велику кількість хрому – 12,5, 92,98 та 3,55 мг /кг повітряно-сухої маси відповідно

Таблиця 2.3 – Вміст хімічних елементів у лісовій підстилці дикорослих рослинах заказника "Кочетоцький", мг /кг повітряно-сухої маси [за автором]

Елемент	Визначена концентрація:
	Лісова підстилка	Коріння дерев (сосни)	Кора дерев (сосна)	Кропива дводомна
Fe	5,72	576,03	602,52	14,9
Mn	112,9	29,15	15,97	9,4
Zn	12,6	8,45	10,26	1,4
Cu	1,02	3,85	3,37	2,0
Ni	1,29	40,16	0,47	0,44
Pb	2,4	0,52	5,11	0,31
Аl	3,3	0,44	1,62	0,9
Co	1,1	0,92	3,51	0,17
Cr	12,5	92,98	3,55	0,12
Cd	0,02	0,33	0,298	0,14

Згідно отриманих даних, що зображено графічно на рис. 2.7 – 2.10, відмічаємо, що в корінні сосни та в лісовій підстилці відбувається найбільше накопичення важких металів порівняно з іншими зразками проб. Це можно пояснити тим, що лісова підстилка і коріння сосни є головними накопичувачами усіх елементів, наявних у біогеоценозі. Лісова підстилка виступає основним джерелом повернення в грунт органічних та зональних речовин. Власне лісова підстилка – це верхній генетичний горизонт лісових грунтів. Вона утворюється протягом років із опадаючого листя, хвої, гілок, квіток, плодів, шишок тощо.

Вміст хімічних металів в корінні сосни порівнюючи з лісовою підстилкою можно сказати, що перевищення хімічних металів становить для феруму у 100,03 рази, для купруму у 3,77 рази, для нікелю у 31,13 рази, для хрому у 7,4 рази. Значне перевищення мангану спостерігається в лісовій підстилці у 3,84, для цинку у 1,49 рази, для плюмбуму у 4,6 рази, для алюмінію у 7,5 (рис 2.7).

Рисунок 2.6 – Вміст металів у відібраних зразках рослинного походження [за автором]

Порівнюючи вміст хімічних металів в системі коріння сосни - кора сосни, можно сказати за даними результатами, що накопичення важких металів відбувається нерівномірно. Перевищення вмісту металів у корінні сосни, становить для маргану у 1,82 рази, для нікелю у 85,4 рази, для хрому у 26,19 рази. Перевищення вмісту металів у корі сосни становить для феруму у 1,04 рази, для цинку у 1,2 рази,для плюмбуму у 9,82 рази, для алюмінію у 3,68 рази, для кобальту у 3,8 рази.

Рисунок 2.7 – Концентрація визначених хімічних елементів в лісовій підстилці та корінні сосни [за автором]

Рисунок 2.8 - Концентрація визначених хімічних елементів у корінні та корі сосни [за автором]

Рисунок 2.9 - Визначена концентрація хімічних елементів в кропиві та корі сосни [за автором]

Рисунок 2.10 - Визначена концентрація хімічних елементів в кропиві та лісовій підстилці [за автором]

Розглянувши всі інші зразки проб можно сказати, що накопичення важких металів відбувається нерівномірно і перш за все це залежить від здатності рослин накопичувати ті чи інші елементи, наявних у біогеоценозі. Вміст металів у кропиві незначний порівняно з іншими зразками проб, що свідчить про провернення хімічних елементів, наявних у біогеоценозі, до грунту.