Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации

Проанализировано валовое содержание тяжелых металлов (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, Fe) в почвах г. Николаева с позиции дифференциации зон загрязнения в пределах городской застройки. Проведена оценка состояния почвенного покрова по эколого-геохимическим и санитарно-гигиеническим критериям....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2009
Автори:	Смирнова, С.М., Долин, В.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України 2009
Назва видання:	Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/140320
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации / С.М. Смирнова, В.В. Долин // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2009. — Вип. 17. — С. 36-44. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-140320
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1403202018-07-07T18:11:28Z Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации Смирнова, С.М. Долин, В.В. Проанализировано валовое содержание тяжелых металлов (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, Fe) в почвах г. Николаева с позиции дифференциации зон загрязнения в пределах городской застройки. Проведена оценка состояния почвенного покрова по эколого-геохимическим и санитарно-гигиеническим критериям. Проаналізовано валовий вміст важких металів (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, Fe) у грунтах м. Миколаєва з позиції диференціації зон забруднення у межах міської забудови. Проведена оцінка стану грунтового покриву за еколого-геохімічними та санітарно-гігієнічними критеріями. Heavy metal (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, and Fe) contamination of soils within Mykolayiv city limits have been studied. The differentiation of areas of contamination has been established. The ecological assessment of soil contamination of Mykolayiv city has been made utilizing geochemical and sanitary gygienic criteria. 2009 Article Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации / С.М. Смирнова, В.В. Долин // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2009. — Вип. 17. — С. 36-44. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 2616-7735 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/140320 550.424.4 ru Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Проанализировано валовое содержание тяжелых металлов (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, Fe) в почвах г. Николаева с позиции дифференциации зон загрязнения в пределах городской застройки. Проведена оценка состояния почвенного покрова по эколого-геохимическим и санитарно-гигиеническим критериям.
format	Article
author	Смирнова, С.М. Долин, В.В.
spellingShingle	Смирнова, С.М. Долин, В.В. Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
author_facet	Смирнова, С.М. Долин, В.В.
author_sort	Смирнова, С.М.
title	Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации
title_short	Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации
title_full	Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации
title_fullStr	Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации
title_full_unstemmed	Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации
title_sort	содержание тяжелых металлов в почвах николаевской городской агломерации
publisher	Інститут геохімії навколишнього середовища НАН України та МНС України
publishDate	2009
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/140320
citation_txt	Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации / С.М. Смирнова, В.В. Долин // Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища. — К. : ІГНС, 2009. — Вип. 17. — С. 36-44. — Бібліогр.: 16 назв. — рос.
series	Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища
work_keys_str_mv	AT smirnovasm soderžanietâželyhmetallovvpočvahnikolaevskojgorodskojaglomeracii AT dolinvv soderžanietâželyhmetallovvpočvahnikolaevskojgorodskojaglomeracii
first_indexed	2025-07-10T10:16:55Z
last_indexed	2025-07-10T10:16:55Z
_version_	1837254700610617344
fulltext	36 УДК 550.424.4 Смирнова C.М., Долин В.В. Институт геохимии окружающей среды СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ НИКОЛАЕВСКОЙ ГОРОДСКОЙ АГЛОМЕРАЦИИ Проанализировано валовое содержание тяжелых металлов (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, Fe) в почвах г. Николаева с позиции дифференциации зон загрязнения в пределах городской застройки. Проведена оценка состояния почвенного покрова по эколого-геохимическим и санитарно- гигиеническим критериям. Введение Промышленные предприятия являются структурными элементами урболандшафта г. Николаева. В структуре промышленного комплекса основное место занимают отрасли машиностроения и металлообработки, среди которых выделяются такие области, как су- достроение и энергетическое машиностроение. Промышленные объекты города обеспе- чивают до 50% объёмов продукции судостроения Украины, свыше 90% государственного производства газовых турбин, 80% глинозема. Одной из ведущих отраслей региона является судостроение. Самыми большими пред- приятиями этой отрасли являются три судостроительных предприятия, выполняющие заказы на постройку судов различного типа: судостроительный завод «Вадан Ярдс Оке- ан», Черноморский судостроительный завод и завод «им. 61 коммунара». Портовая инфраструктура является ключевым фактором экономического развития города. В настоящее время в Николаеве функционируют четыре близко расположенных друг к другу порта в устье Южного Буга: Николаевский морской порт (крупнейший), Реч- ной порт, Днепр — Бугский порт и порт Октябрьский. Выбросы промышленных предприятий различного профиля, транспортная инф- раструктура существенно изменяют природный геохимический фон городской террито- рии. Техногенное загрязнение почвы обуславливает особый тип распределения металлов в поверхностных горизонтах [2]. Специфика производственной деятельности, развитая транспортная инфраструктура определяют элементный состав загрязнения окружающей среды г. Николаева и прилегающих территорий тяжелыми металлами, среди которых большая часть выбросов приходится на Fe, Zn, Cr, Pb, Mn, Cu, Ni, (рис. 1). Рис. 1. Динамика выбросов тяжелых металлов в атмосферу г. Николаева (по данным прямых атмосферных измерений): в скобках указан суммарный выброс за период наблюдений 37 При экологической оценке городской территории одним из наиболее информа- тивных объектов изучения является почвенный покров, аккумулирующий загрязнения, которые поступают на протяжении продолжительного периода. Почва является наиболее чувствительным индикатором загрязнения ландшафтов в силу своего вещественного со- става и физико-химических параметров [2]. Важнейшее значение почв состоит в аккуму- лировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений [5]. Также почве отведена важнейшая роль в жиз- ни общества, поскольку она представляет собой источник продовольствия, обеспечива- ющий 95–97% продовольственных ресурсов для населения. Находясь на пересечении путей миграции загрязнителей, почвы поглощают боль- шую часть аэрозолей, пыли, взвешенных частиц атмосферного воздуха, поэтому харак- теризуют экологическое состояние урболандшафта [1,2]. Опасность загрязнения почв тяжелыми металлами определяется [3]: ролью загрязненной почвы как источника вторичного загрязнения приземного – слоя атмосферного воздуха и при ее непосредственном контакте с человеком; значимостью степени загрязнения почвы в качестве индикатора загрязнения ат- – мосферного воздуха; эпидемиологической значимостью загрязненной почвы тяжелыми металлами. – Валовое содержание тяжелых металлов является фактором емкости, отражающим в первую очередь потенциальную опасность загрязнения почв, инфильтрационных и поверхностных вод [12]. Данный показатель характеризует общую загрязненность почвы, но не отражает в полной мере миграционной способности загрязнителей. Валовое фоно- вое содержание тяжелых металлов зависит от физико-химических свойств почвы (физи- ческая глина, гумус, сумма поглощенных оснований и др.), ближнего и дальнего переноса загрязняющих веществ [10, 11]. Принцип нормирования химических веществ в почве значительно отличается от принципов, положенных в основу нормирования их в водоемах, атмосферном воздухе, пищевых продуктах. Металлы достаточно легко накапливаются в почве, вовлекаются в биогеохимические циклы, но крайне медленно выводятся из нее. Например, период полувыведения цинка из почвенных горизонтов составляет 500 лет, меди — до 1500 лет, свинца — несколько тысяч лет [6]. Контрастность ландшафтно-геохимических условий, интенсивность и политипность загрязнения городской застройки усложняют проведение экологической оценки, что определяет необходимость использования интегральных по- казателей загрязнения. С гигиенической позиций опасность загрязнения почвы определяется уровнем воз- можного ее отрицательного влияния на контактирующие среды, пищевые продукты и не- посредственно на человека, а также на биологическую активность почвы и способность к самоочищению. С учетом данного положения при нормировании химических веществ в почве учитывается опасность, которую представляет почва при непосредственном кон- такте с ней и последствия вторичного загрязнения контактирующих с почвой сред. До настоящего времени в Украине отсутствуют санитарно-гигиенические нормативы относительно содержания химических веществ в почвах. При оценке экологического со- стояния почвенного покрова используются показатели принятые и рекомендованные разными ведомствами. Одним из нормативов, позволяющих оценивать степень загрязне- ния почвы химическим веществом, является предельно допустимая концентрация (ПДК) химических веществ в почве [7]. Нормативы утверждены для валового содержания, подвижных и водорастворимых форм некоторых химических элементов и соединений. Методы исследований Пробоотбор. Район исследования представляет собой городскую агломерацию с насе- лением около 500 тыс. чел., расположенную на стыке с природным сельскохозяйственным агрокомплексом, естественными природными ландшафтами загородной застройки. Полевые исследования территории проводились с учетом планировки жилых массивов, 38 климатических особенностей (розы ветров), расположения промышленных зон, уклона рельефа, автомагистральных дорог, что дало возможность выявить специфику загрязне- ния городской территории. Фактическим материалом для аналитического исследования послужили данные эколого-геохимического опробования почв городской застройки г. Николаева. Для ис- следования отобраны почвы в наиболее распространенных видах геохимических урбо- ландшафтов вблизи промышленных зон, транспортных магистралей, жилых массивов и зеленых зон (парки, сады и т.д.). Произведен отбор 48 образцов почвенного покрова с поверхностных горизонтов в июне-июле 2009 г. по нерегулярной сети отбора по стан- дартной методике [4]. При контроле загрязнения почвы вблизи промышленных предпри- ятий пробные площадки намечались вдоль векторов «розы ветров». Точечные пробы отбирались на пробных площадках методом конверта по диагонали с учетом гомогенной однородности грунтового покрова. Отбор анализируемых образцов проводился пластмассовым шпателем с глубины 0–5 см массой не более 200 г каждый. Крупные включения (>2 мм) удалялись вручную: камни, стекла, корни растений и др. Все образцы высушивали при температуре не выше 40±5° С. Непосредственно перед ана- лизом пробы измельчали в ступке и просеивали через сито с диаметром отверстий 1 мм. Для определения валового содержания тяжелых металлов (Mn, Cu, Zn, Ni, Cr, Pb, Fe) исследуемые образцы обработали концентрированной азотной кислотой в соотношении твердой и жидкой фаз 1:5 при нагревании и периодическом перемешивании в течение суток. После выщелачивания пробы фильтровали на бумажном фильтре «синяя лента». Содержание тяжелых металлов определяли методом атомной абсорбционной спектрофо- тометрии на приборе ААС-115М1. Эколого-геохимические критерии оценки состояния почвенного покрова. Оценка уровня химического загрязнения почв как индикаторов неблагоприятного воздействия на здоро- вье населения проводилась по показателям, разработанным для сопряженных эколого- геохимических и санитарно-гигиенических исследований окружающей среды городов. Согласно методическим рекомендациям [3,7] оценка опасности загрязнения почв хими- ческими веществами проводилась с использованием ряда геохимических и санитарно- гигиенических показателей: коэффициента опасности контролируемых веществ (Ко), коэффициента концентрации (Кc), суммарного показателя загрязнения (Zc). Коэффициент опасности исследуемых веществ (Ко) определяется отношением фак- тического уровня содержания контролируемых веществ в почве (С) к предельно допусти- мой концентрации (ПДК): (1) При оценке опасности загрязнения почв химическими веществами учитывалось, что опасность загрязнения нормируется по фактическим уровням превышения содержания контролируемых веществ в почве (С) по отношению к ПДК. То есть опасность загрязне- ния почвы тем выше, чем больше значение коэффициента опасности (Ко) превышает 1. Интегральный показатель опасности (∑ К (1+2)) дифференцируется по ПДК элементов 1 и 2 класса опасности, формула расчета имеет вид: (2) Из рассмотренных в настоящей работе к 1 классу опасности (чрезвычайно опасные) относятся цинк и свинец, ко 2 классу (высокоопасные) — медь, никель, хром. Следует принять во внимание, что опасность загрязнения почв тем выше, чем выше класс опас- ности контролируемых веществ. При изучении важнейшей характеристики техногенных геохимических аномалий — степени концентрирования — широкое распространение приобрел такой параметр, как коэффициент концентрации химического элемента Кс, рассчитываемый по отношению 39 реального (аномального) содержания загрязнителя в природном объекте (С) к его фоно- вому уровню (Сф) в аналогичном объекте: (3) Показатель Кс (коэффициент концентрации) разработан для эколого-геохимических исследований. Он отражает распространенность химического элемента в окружающей среде [8]. Фоновые значения Сф принимались на основании содержания микроэлементов в пределах однородного в геологическом и ландшафтном отношении участка. В настоящее время геохимический фоновый уровень содержания тяжелых металлов в почве представ- лен суммой естественного содержания определяемого ингредиента с тем техногенным добавлением его, которое является следствием глобального переноса загрязнений от ис- точников их выбросов в окружающую среду. Суммарный показатель загрязнения Zc, введенный в практику эколого-геохими- ческих исследований Ю.Е. Саетом [9], применяется для характеристики полиэлементных аномалий. Он равен сумме коэффициентов концентраций химических элементов, содер- жание которых превышает фоновые значения, и выражен следующей формулой: (4) где n — число учитываемых аномальных элементов. Оценка опасности загрязнения почв комплексом металлов по показателю Zс, отра- жающему дифференциацию загрязнения почвенного покрова городов металлами, прово- дилась по оценочной шкале (табл. 1). Градации оценочной шкалы разработаны на осно- ве изучения показателей состояния здоровья населения, проживающего на территории с различным уровнем загрязнения почв. Данный показатель является одним из немногих эколого-геохимических параме- тров, утвержденных для санитарно-гигиенической оценки, и применяется при мелко- и среднемасштабном картировании [1]. Таблица 1. Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарно- му показателю загрязнения Zс [7] Категория загрязнения почв Значение Zс Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения Допустимая Менее 16 Наиболее низкий уровень заболевания детей и мини- мальная частота встречаемости функциональных откло- нений Умеренно опасная 16 … 32 Увеличение уровня общей заболеваемости Опасная 32 … 128 Увеличения уровня общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно- сосудистой системы Чрезвычайно опасная Более 128 Увеличения уровня общей заболеваемости детского на- селения, женщин с нарушением репродуктивной функ- ции (увеличение числа преждевременных родов и др.). Однако имеется несколько существенных недостатков — показатель Zс не учитывает различий в потенциальной опасности элементов, а также, что наиболее важно, синерге- тические эффекты полиметаллического загрязнения. Расчеты суммарного показателя загрязнения (Zc) почвенного покрова и выбор ли- митирующего норматива является научно-обоснованным так, как Кc зависит от особен- ностей выбранного нами лимита, т.е. регионального геохимического фона, задающего 40 первичный масштаб уровня соотношений между элементами и их группами, с учетом специфики изучаемого нами объекта [8]. Приведенный методический подход к оценке загрязнения урболандшафтов города Николаева в достаточной мере характеризует качественные и количественные преобра- зования почв под влиянием антропогенной деятельности. Результаты и обсуждение Согласно методических рекомендаций по оценке загрязнения химическими веще- ствами почв для сравнительной оценки уровня загрязнения использовались региональные фоновые значения. Для этого, учитывая расположение промышленных предприятий, климатичес- кие условия, ландшафтно-геохимические факторы, на расстоянии 35,5 км от городской черты была отобрана «фоновая» проба (табл. 2). Содержание Zn, Pb, Ni, Cu в почвах фоно- вой площадки соответствует содержанию в почвах биосферного заповедника «Аскания- Нова», расположенного в 150 км на юго-восток от г. Николаева, что подтверждает ре- презентативность выбора фонового участка. Из данных, приведенных в табл. 2, явно прослеживаются недостатки существующей системы нормирования: ПДК, для Zn и Ni они значительно ниже, чем фоновые значения концентраций этих элементов в почвах. Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в почве фоновой площадки Элемент Класс опасности Сф, мг кг-1 ПДК, мг кг-1[16] Zn 1 80 (80) 55 Pb 1 20 (15) 32 Ni 2 30 (36–40) 20 Cu 2 25 (25) 33 Cr 2 60 100 Mn 3 670 1500 Примечание: в скобках указаны концентрации металлов в каштановых солонцеватых почвах биосферного заповедника «Аскания-Нова» [2]. Анализ геохимических показателей дает представление об уровнях и масштабах депонирования тяжелых металлов в почвенном покрове в пределах города (табл. 3). По средним значениям коэффициента концентрации тяжелых металлов в почвах горо- да выделена техногенная ассоциация: Pb (5,0), Zn (2,6), Cu (1,6), Cr (1,3). Суммарный коэффициент загрязнения варьирует в пределах 2,3–20,7 при среднем значении 7,8, что позволяет отнести городскую территорию к допустимой категории загрязнения. По санитарно-гигиеническим критериям (Ко) опасность загрязнения почв уменьшается в ряду: Zn (3,8), Pb (3,1), Ni (1,4), Cu (1,2). Интегральный показатель опасности загрязне- ния почв для элементов 1 и 2 класса опасности достигает 26,4 при среднем значении 10,3 (табл. 3). Применение зональной дифференциации урболандшафтов в пределах Николаев- ской агломерации позволило установить градацию уровней загрязнения (табл. 4, 5). 41 Таблица 3. Диапазон загрязнения почвенного покрова г. Николаева Показатель Содержание, мг кг-1 Ко ∑ Ко (1+2) Кс Zс Zn 118–320_______ 211 2,1–5,8______ 3,8 26,4____ 10,3 1,5–4,0______ 2,6 2,3–20,7_______ 7,8 Pb 30,2–360_______ 100 0,94–11,2________ 3,1 1,5–18,0_______ 5,0 Ni 11–95_____ 28 0,5–4,8______ 1,4 0,4–3,2______ 0,9 Cu 13,4–90______ 39 0,4–2,7______ 1,2 0,5–3,6______ 1,6 Cr 21,1–190_______ 81 0,2–1,9______ 0,8 0,4–3,2______ 1,3 Mn 64,2–375_______ 230 0,04–0,3_______ 0,14 0,1–0,6______ 0,3 Fe 3200–13390_________ 7490 Примечание: в числителе представлены предельные значения, в знаменателе — среднее арифмети- ческое; по показателю ∑ Ко (1+2) — в числителе приведено максимальное значение, в знаменате- ле — среднее арифметическое. Таблица 4. Зональное распределение концентраций тяжелых металлов в городской агло- мерации, мг кг-1 Элемент Зоны города Промышленная Транспортная Жилая Зеленая Pb 146–360_______ 210 50,2–163_______ 100 35,3–85,3________ 55,6 29,4–77,2_______ 40 Zn 200–320_______ 250 146–287_______ 215 140–272_______ 206 118–216_______ 171 Cu 30,3–88,8________ 54,5 21,9–59,3_______ 38 21,7–56,4_______ 33,7 13,4–49______ 31,5 Cr 63,3–190_______ 102 29,3–174_______ 86,8 36,4–126_______ 72,4 21,1–129_______ 63,3 Ni 22,5–95,2_______ 38,5 12,5–60______ 27,8 12,5–40______ 24,8 10,9–50,8________ 20,5 Fe 3860–11700_________ 7525 4263–13390_________ 8026 3200–11580_________ 7544 3790–9820_________ 6700 Mn 126–290______ 196 112–375_______ 225 112–312_______ 205 64,12–316________ 193 42 Элементы 1 класса опасности Свинец и его соединения очень токсичны и вызывают хронические отравления [14]. Действие на организм человека — политропное (сердечно-сосудистые, аллергенные, психо-неврологические отклонения и др.) [2]. По состоянию на 2008 г. ни одно пред- приятие в пределах области не получило разрешение на использование свинца в про- изводственной деятельности [15]. Сбор и хранение отработанных батарей свинцовых аккумуляторов осуществляются предприятиями ООО завод «Промснаб-Николаев» и ООО НПП «Земля и жизнь». Широкое применение в минувшие годы тетраэтилсвинца в автотранспортной промышленности обусловило накопление свинца в почвах придо- рожной полосы до 163 мг кг-1 (табл. 3). В промышленной зоне показания варьируют в пределах 146– 360 мг кг-1. В жилой и зеленой зонах валовое содержание свинца в поверх- ностном слое почвы составляет, в среднем, 40–55,6 мг кг-1, значительных вариаций не обнаружено (табл. 4). Усредненные значения коэффициента концентрации свинца в по- чвах г. Николаева уменьшаются от 10 до 2 в ряду промышленная, транспортная, жилая, зеленая зоны города. Значения коэффициента опасности уменьшаются в этом же ряду от 6,5 до 1,3 (табл. 5). Цинк. На территориях, прилегающих к промышленным зонам, отмечено интен- сивное техногенное воздействие, валовое содержание цинковых загрязнений в почвах значительно превышает фоновые значения (см. табл. 2). В среднем по городу диапазон концентраций цинка в поверхностном слое почвы составляет 171–250 мг кг-1 (табл. 3). Во всех пробах фиксируется превышение элемента на уровне 2–4 ПДК. Высокие уровни варьирования загрязнителя связаны с широким использованием процессов цинкования металлических изделий на многих промышленных предприятиях города: ГП Научно- производственный комплекс газотурбостроения «Зоря-Машпроект», Акционерное об- щество «Кристалл», Акционерное общество «Экватор», на судостроительных заводах. Значительное загрязнение цинком в пределах жилой и зеленой зон, возможно, связаны с планировочной застройкой города, которая характеризуется мозаичным чередованием элементов городских ландшафтов. Усредненные значения Кс Zn в почвах города состав- ляют 2,1–3,1, Ко — 3,1–4,6 с тенденцией к снижению в зеленой зоне города (табл. 5). Таблица 5. Зональная дифференциация эколого-геохимических и санитарно-гигиеничес- ких показателей загрязнения почв г. Николаева Металлы Промышленная зона (11 точек) Транспортная зона (12 точек) Жилая зона (14 точек) Зеленая зона (10 точек) Кс Ко Кс Ко Кс Ко Кс Ко Pb 7,3–18,0______ 10,4 4,5–11,2______ 6,5 2,5–8,2______ 5,0 1,6–5,1______ 3,1 1,8–4,3______ 2,8 1,1–2,7______ 1,7 1,5–3,9______ 2,1 0,9–2,4______ 1,3 Zn 2,5–4,0______ 3,1 3,7–5,8______ 4,6 1,8–3,6______ 2,7 2,7–5,2______ 3,9 1,8–3,4______ 2,6 2,6–4,9______ 3,6 1,5–2,7______ 2,1 2,1–3,9______ 3,1 Cu 1,2–3,6______ 2,2 0,9–2,7______ 1,7 0,9–2,4______ 1,5 0,7–1,8______ 1,2 0,9–2,3______ 1,3 0,7–1,7______ 1,0 0,5–2,3______ 1,3 0,4–1,8______ 1,0 Cr 1,1–3,2______ 1,7 0,6–1,9______ 1,0 0,5–2,9______ 1,4 0,3–1,7______ 0,9 0,6–2,1______ 1,2 0,4–1,3______ 0,7 0,4–2,1______ 1,1 0,2–1,3______ 0,6 Ni 0,7–3,2______ 1,3 1,1–4,8______ 1,9 0,4–2,0______ 0,9 0,6–3,0______ 1,4 0,4–1,3______ 0,8 0,6–2,0______ 1,2 0,4–1,7______ 0,7 0,5–2,5______ 1,0 Mn 0,2–0,4______ 0,3 0,1–0,2______ 0,1 0,2–0,6______ 0,3 0,1–0,3______ 0,1 0,2–0,5______ 0,3 0,1–0,2______ 0,1 0,1–0,5______ 0,3 0,04–0,2______ 0,1 Zс 10,0–20,7______ 14,8 4,3–10,4______ 7,9 2,9–7,3______ 5,1 2,3–6,0______ 3,8 43 Элементы 2 класса опасности Медь. В жилой и зеленой зонах соединения меди практически содержатся в коли- чествах, соответствующих предельно допустимым нормам (табл. 5). Отдельные значе- ния достигают превышения 1,5–2 раза. Содержание меди в почвах транспортной зоны варьирует в тех же пределах со средним значением 38 мг кг-1 (табл. 4). В промышленной зоне концентрации достигают 88,8 мг кг-1, флуктуации значений составляют ±50 мг кг-1. Среднегородские значения Ко и Кс Cu в почвах составляют 1,2 и 1,6 (табл. 3) с тенденцией к возрастанию в промышленной зоне (1,7 и 2,2 (табл. 5) соответственно). Хром. хром широко применяется в промышленном комплексе предприятий горо- да для покрытия стальных изделий с целью защиты от коррозии, а также как защитно- декоративные хромовые покрытия. Высокие валовые содержания микроэлемента характерны для промышленной и транспортной зон с максимальными концентрациями 190 и 174 мг кг-1 соответственно (табл. 4). По средним показателям концентрации загряз- нителя не превышают ПДК и находятся на уровне 63,3–102 мг кг-1(табл. 4). Усредненные значения Кс для Cr (1,1–1,7) и Ко (0,6–1,0) свидетельствуют о незначительном загрязне- ния почв города этим элементом, которое возрастает в промышленной зоне (табл. 5). Никель. В промышленном назначении используются жаропрочные никельсодержа- щие сплавы с особыми физико-химическими свойствами [14]. По данным Государствен- ного управления охраны окружающей природной среды в Николаевской области разре- шение на использование данного элемента получило только три предприятия в пределах области [15]. В пределах жилой зоны загрязнитель представлен в относительно узком ди- апазоне 12,5–40 мг кг-1 (табл. 4). В повышенном количестве микроэлемент зафиксирован (до 2–3 раз выше фонового) в отдельно взятых пробах в промышленной зоне (табл. 5). Зе- леная и жилая зоны характеризуются относительно небольшим разбросом аналитических данных со средними значениями 20,5 и 24,8 мг кг-1 соответственно. Элементы 3 класса опасности Марганец — 14-й элемент по распространённости на Земле. Считается, что мар- ганец не является элементом, загрязняющим почву, но известно, что в кислой сре- де наблюдаются эффекты фитотоксичности Mn [13], что определяет необходимость нормирования его содержания в почвах (табл. 2). В промышленной инфраструктуре города в судостроении широко применяются обычные и легированные стали для по- стройки корпусов кораблей, в состав которых входят марганцевые соединения. На предприятии ГП НПКГ «Зоря-Машпроект» в турбиностроении используют латунные сплавы. Содержание марганца в почвах г. Николаева ниже фоновых значений (193–225 мг кг-1 (табл. 3)) и практически не дифференцировано по зонам; Ко в пределах городской черты составляет 0,1–0,3 (табл. 5). Небольшое повышение концентраций мар- ганца в почвах города характерно для транспортной и жилой зон. Железо. Распространённость железа в земной коре — 4,65% (4-е место после O, Si, Al). Соединения железа, выбросы которого на 1–2 порядка превышают другие металлы (см. рис. 1), являются основным загрязнителем атмосферы города. Данный элемент нор- мируется в атмосфере и воде по токсико-экологическим показателям на высоком уров- не вследствие широкого биологического потенциала использования живым веществом и распространенности в промышленном и бытовом использовании. В почвах содержание железа не нормируется. Для почв транспортной зоны Николаевской городской агломера- ции характерно повышенное содержание железа. Транспортные магистрали несут значи- тельную нагрузку вследствие интенсификации движения в последние годы. Содержание Fe в почвах промышленной и жилой зон варьируют в одном интервале со средними по- казателями 7525 и 7544 мг кг-1 соответственно (табл. 4). Зональное распределение валово- го содержания соединений железа является неспецифичным в ряду убывания, поскольку характеризуется малой динамичностью данных в пределах выделенных зон. Суммарный показатель загрязнения почв города, в среднем, составляет 7–8, что относится к допустимой категории загрязнения. Средние значения ZC в транспортной и промышленной зонах составляют 8 и 15, в жилой и зеленой — 4 и 5 соответственно. Свыше 80% весового значения Zс относится к загрязнению свинцом и цинком. 44 Наиболее высокие уровни загрязнения тяжелыми металлами характерны для промышленной зоны. В ряду загрязняющих веществ преобладающее место занимают элементы 1 класса опасности. Так значения Ко в почве по элементам 1 класса достигает 5,8 (Zn), 11,2 (Pb). Как видно из табл.5 превышение ПДК в целом достигает для Ni — 4,8; Cu — 2,7; Cr — 1,9 раз. Выводы Вследствие техногенной деятельности в почвах Николаевской городской агло- мерации сформировалась техногенная аномалия загрязнения свинцом и цинком с коэффициентом концентрации 5,0 и 2,6 соответственно. Коэффициент концентрации Pb в почвах промышленной зоны (свыше 10) вдвое превышает среднегородской уровень, что свидетельствует о ведущем влиянии производственной деятельности на формирование загрязнения тяжелыми металлами 1 класса опасности. Влияние транспортных потоков играет второстепенную роль. Загрязнение почв городской застройки по уровню загряз- нению тяжелыми металлами 1 класса опасности можно отнести к «умеренно опасному», 2 класса опасности — к «допустимому». По суммарному коэффициенту загрязнения почв территория города относится к допустимой категории. 1 Буренков Э. К. Эколого-геохимические исследования в ИМГРЭ — прошлое, настоящее, будущее / Э. К. Буренков, Е. П. Янин // Прикладная геохимия. Вып. 2. Экологическая геохимия : сб. статей / гл. ред. Э. К. Буренков. — М. : ИМГРЭ, 2001. — С. 5–24. 2 Жовинский Э.Я., Геохимия тяжелых металлов в почвах Украины // Э.Я. Жовинский, И.В. Кураева — К.: Наукова думка, 2002. — 213 с. 3 Методические рекомендации по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почвах. — М., 1982. — 57 с. 4 Методические рекомендации по проведению полевых и лабораторных исследований почв и расте- ний при контроле загрязнения окружающей среды металлами / Под ред. д-ра биол. наук Н.Г. Зырина, С.Т. Малахова. — М. : Гидрометеоиздат,1981. — 109 с. 5 Почвоведение: Учеб. Пособие / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розан6ова. — М.: Высш. Шк., 1988. — 368 с. 6 Рэуце К., Кырстя С. Борьба с загрязнением почвы: Пер. с рум. — М.: Агропромиздат, 1986. — 222 с. 7 Методические указания по оценке степени опасности загрязнения почвы химическими веществами № 4266–87 от 13 марта 1987 г. 8 Долин В.В., Смирнов В.Н., Смирнова С.М. Методические подходы к оценке степени техногенной за- грузки на донные отложения (на примере Южно-Бугского лимана) // Пошукова та екологічна геохі- мія. — К., 2007. — №1(6). — С. 36–42. 9 Сает Ю. Е. Геохимия окружающей среды / Ю. Е. Сает, Б. А. Ревич, Е. П. Янин. — М. : Недра, 1990. — 335 с. 10 Ковда В. А. Биогеохимия почвенного покрова. — М.: Наука, 1985. — 264 с. 11 Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва — растение. — Новосибирск: Наука, 1991. — 151 с. 12 Топчиев А.Г. Геоэкология: Географические основы природопользования / А.Г. Топчиев. — Одесса: Астропринт, 1996. — 392 с. 13 Алексеев Ю. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. — Л.: Агропромиздат, 1987. — 142 с. 14 химия биогенных элементов: Учеб. Пособие / В.Г. хухрянский, А.Я. Цыганенко, Н.В. Павленко. — 2-е изд., перераб. и доп. — К. Вища шк., 1990. — 207 с. 15 Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Миколаївській області в 2007 році. — Миколаїв, 2008. — 195 с. 16 Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде: справочник / М.Т. Дми- триев, Н.И. Казнина, И.О. Пинигина. — М. : химия, 1989. — 368 с. Смирнова C.М., Долін В.В. ВМІСТ ВАЖКИх МЕТАЛІВ У ГРУНТАх МИКОЛАЇВСЬКОЇ МІСЬКОЇ АГЛОМЕРАЦІЇ Проаналізовано валовий вміст важких металів (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, Fe) у грун- тах м. Миколаєва з позиції диференціації зон забруднення у межах міської забудови. Про- ведена оцінка стану грунтового покриву за еколого-геохімічними та санітарно-гігієнічними критеріями. Smirnovа S.M., Dolin V.V. HEAVY METAL CONTENT IN SOILS WITHIN MYKOLAYIV CITY AGGLOMERATION Heavy metal (Zn, Pb, Mn, Cu, Ni, Cr, and Fe) contamination of soils within Mykolayiv city limits have been studied. The differentiation of areas of contamination has been established. The ecological assessment of soil contamination of Mykolayiv city has been made utilizing geochemical and sanitary gygienic criteria.

Содержание тяжелых металлов в почвах Николаевской городской агломерации

Репозитарії

Схожі ресурси