Бычинский В.А., Вашукевич Н.В. Тяжелые металлы в почвах в зоне влияния промышленного города

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 28. Степень подвижности химических элементов в основных типах почв

Тип,

горизонт

Актуальная

подвижность, >20% от ∑

подвижных фракций

Потенциальная подвижность,

>80% от ∑ подвижных фракций

О б щ а я п о д в и ж н о с т ь ,

>20% от валового

содержания

Дл

Ca(59), Mg(21), Sr(62)

Mn(97), Fe(99), Co(100), Ni(89),

Cr(91), Pb(98), Zn(86), Cu(93)

Mn(43), Co(35), Pb(22),

Zn(26)

Ca(93), Mg(34), Sr(78)

Mn(87), Fe(98), Co(100), Ni(88),

Cr(96), Pb(96), Zn(85), Cu(92)

Ca(23), Co(30), Pb(23)

Ca(73), Mg(54), Sr(75),

Mn(65), Zn(27)

Fe(96), Co(84), Ni(98), Cr(91),

Pb(89), Cu(91)

Ca(29), Mn(42), Zn(29),

Cu(33)

Ca(80), Mg(46), Sr(75),

Mn(41), Cu(30)

Fe(92), Co(100), Ni(100), Cr(91),

Pb(100), Zn(81)

Mn(40)

Ca(70), Mg(37), Sr(75),

Cu(28)

Mn(83), Fe(97), Co(99), Ni(100),

Cr(96), Pb(96), Zn(93)

Mn(22)

Ca(51), Sr(56), Pb(35)

Mg(81), Mn(83), Fe(97), Co(99),

Ni(100), Cr(98), Zn(96), Cu(92)

Mn(22)

Дк

Ca(26), Mg(98), Sr(74),

Mn(23), Ni(25), Zn(26)

Fe(99), Co(100), Cr(92), Pb(97),

Cu(98)

Mn(22), Fe(21), Co(64),

Pb(34), Zn(21), Cu(35)

Ca(83), Mg(49), Sr(75)

Mn(87), Fe(98), Co(96), Ni(92),

Cr(97), Pb(94), Zn(100), Cu(96)

Ca(49), Mn(62), Co(25),

Ni(22), Zn(38)

Ca(79), Mg(53), Zn(57)

Sr(86), Mn(97), Fe(98), Co(98),

Ni(90), Cr(95), Pb(95), Cu(94)

Ca(48), Mn(44), Co(21),

Zn(28)

Ca(81), Mg(54), Sr(72)

Mn(83), Fe(98), Co(98), Ni(93),

Cr(94), Pb(95), Zn(92), Cu(93)

Ca(50), Mn(53), Co(33)

Ca(72), Mg(65), Sr(66),

Mn(31)

Fe(97), Co(93), Ni(100), Cr(94),

Pb(100), Zn(87), Cu(91)

Ca(56), Mn(70), Co(35),

Zn(37), Cu(21)

Ca(69), Mg(48), Sr(64),

Cu(30)

Mn(81), Fe(88), Co(97), Ni(84),

Cr(88), Pb(100), Zn(85)

Ca(39), Mn(62), Co(50),

Cu(38)

Ca(76), Mg(39), Sr(72),

Cu(36)

Mn(93), Fe(93), Co(100), Ni(93),

Cr(89), Pb(100), Zn(89)

Ca(31), Mn(55), Co(25),

Cu(33)

Ca(92), Mg(61), Sr(92),

Co(21), Ni(29), Cr(37),

Zn(21)

Mn(86), Fe(98), Pb(100), Cu(83)

Ca(83), Mn(49), Co(31),

Cu(22)

Основные выводы данного раздела. Общей тенденцией распределения

породообразующих элементов по генетическим горизонтам почв является уменьшение

вниз по профилю концентрации Ti, Al, Fe, Mn, C, P, S и увеличение Ca, Mg, Na.

Изменение концентрации элементов обусловлено составом и распределением частиц

различного размера: с более крупными фракциями связаны Si, Na, K, Ca, Mg, с

уменьшением размера частиц увеличивается концентрация Ti, Al, Fe, Mn, C, P, S.

Каждому изученному типу почв присущ определенный «концентрационный

ряд» химических элементов. В ряду типов от дерновых лесных до черноземов,

отчетливо проявляется тенденция возрастания концентрации Ti, Al, Fe, Mn, P, S и

уменьшения – Si, Na; максимум же Ca, Mg фиксируется в дерново-карбонатных почвах.

Среднее содержание микроэлементов в исследованных почвах изменяется в

значительных пределах. В целом для почв Верхнего Приангарья по сравнению с

кларками почв характерно повышенное содержание B, Ni, Co, V, Pb, Cu, Zn и

пониженное – Cr, Mo, Sn, Be, Ag.

Для распределения подвижных форм в генетических горизонтах основных типов

почв Верхнего Приангарья характерны более высокая подвижность Mn, Fe, Co, Cr, Zn,

Cu, Pb в верхней части профиля почв, а Ca, Mg, Sr в нижней части, что согласуется с

распределением среднего валового содержания химических элементов. По мере

увеличения степени зрелости почв величина общей подвижности в них Ca, Mg, Sr, Mn,

Ni, Cr, Cu возрастает. Высокая актуальная подвижность (>20% от суммы подвижных

фракций) характерна для Ca, Mg, Sr, Mn, Cu, Zn; высокая потенциальная (>80% от

суммы подвижных фракций) для Fe, Co, Ni, Cr, Pb и высокая общая (>20% от валового

содержания) для Са, Mn, Со, Cu, Zn.

Результаты изучения подвижных форм химических элементов дают обоснование

второму защищаемому положению работы: «Почвам Верхнего Приангарья присуща

высокая актуальная подвижность Ca, Mg, Sr, Mn, Cu, Zn и потенциальная подвижность

– Fe, Co, Ni, Cr и Pb; в ряду типов почв, от дерновых лесных к черноземам, происходит

возрастание общей подвижности Ca, Mg, Sr, Mn, Cr, Ni и Cu».

4.6. Антропогенная трансформация почв Усольского Агропромышленного Района (На

примере воздействия техногенной эмиссии рту ти ) .

Одним из основных источников загрязнения почв ртутью является комбинат

«Усольехимпром». Поступление соединений ртути в природные объекты приводит к

деградации биогеохимической системы почвенного покрова, пойм и островов

Братского водохранилища. Характер концентрирования и распределения ртути в

почвах зоны влияния комбината «Усольехимпром неоднороден. Содержание ртути в

поверхностных горизонтах почв и грунтах меняется в пределах 4.2 – 10 мг/кг, на

отдельных участках отмечены аномалии с концентрациями ртути до 125 мг/кг, а

непосредственно вблизи цеха ртутного электролиза концентрация достигает 900 мг/кг.

За пределами промплощадки комбината, наиболее высокой концентрацией

ртути характеризуются техногенные горизонты почв на участках, где проложены стоки

производственных жидких отходов; в гумусовых горизонтах этих почв она составляет

0.35 – 2.5 мг/кг. В удаленных на 7 – 8 км от промплощадки ненарушенных почвах

содержание ртути значительно ниже и не превышает 0.1 мг/кг. В пахотных же почвах

бывшего подсобного хозяйства «Усольехимпрома» – совхоза «Заря», расположенного в

3 км от основного источника загрязнения, содержание ртути составляет около 0.05

мг/кг, при региональном фоне порядка 0.017 – 0.030.

На основе данных по содержанию ртути в почвах всей площади междуречья р. р.

Ангары и Белой подсчитаны средневзвешенные содержания ртути на глубину 25 см и

составлена карта распределения ртути в верхних гумусовых горизонтах почв и

техногенных грунтах, масштаба 1:100 000. Наиболее интенсивный ореол ртути

приурочен к промплощадке; самая крупная аномалия находится в юго-западной части,

где расположены цех ртутного электролиза и технологически связанные с ним

производства. Другая аномалия находится в зоне дренажа шламоотстойников и

выпусков сточных вод Усольской промзоны. Ореолы загрязнения вытянуты также в

северо-западном, северном и юго-восточном направлениях, совпадающих с

направлениями преобладающих ветров. Общий уклон рельефа в сторону русла создает

условия для постепенной миграции ртути в Братское водохранилище.

Для оценки особенностей транспорта ртути изучено ее распределение в

поверхностных горизонтах почв, расположенных на различном удалении от

промплощадки комбината «Усольехимпром». С этой целью были выбраны разрезы

дерновых лесных почв, расположенные вдоль преобладающего направления ветров (и,

соответственно, наиболее вероятного пути аэрального переноса ртути), что позволяло

минимизировать влияние других потенциальных источников техногенного

воздействия. Содержание ртути и органического вещества в почвах представлено в

таблице 25. Полученные данные свидетельствуют о том, что по мере удаления от

промплощадки комбината в северном и северо-западном направлениях к реке Белой

происходит уменьшение концентрации ртути в поверхностных горизонтах дерновых

лесных почв. Установлена строгая зависимость между содержанием ртути и

органического вещества, что указывает на аэральный источник ртути в этой части

территории. Данные по содержанию ртути и органического вещества в этих почвах

представлены в таблице 29. Наряду с аэральным переносом ртути от промышленной

зоны, загрязнение серых лесных почв происходит и из других локальных источников,

таких как выпусков сточных вод, шламохранилищ, трубопроводов, автодорог, свалок и

др.

Изучение распределения ртути в генетических горизонтах почв показало, что

концентрирование ртути происходит, в основном, в верхних гумусовых горизонтах

почв. Внутрипрофильное вертикальное распределение ртути в различных типах почв

неодинаково. Легкий гранулометрический состав и резкий переход от дернового

горизонта к минеральным нижележащим слоям в дерновых лесных почвах

обуславливают и резкое уменьшение концентрации ртути с глубиной. Большая

мощность суглинистых органических горизонтов серых лесных почв приводит к тому,

что концентрация ртути постепенно уменьшается с глубиной. Характер распределения

ртути в почвенных профилях серых лесных и дерновых лесных почв вблизи промзоны

и на удалении в каждом типе идентичен. Отличие заключается, главным образом, в

содержании ртути: в разрезах, расположенных вблизи промзоны, она намного выше.

Таблица 29. Содержание ртути и органического углерода в поверхностных горизонтах

почв Усольского агропромышленного района

№ раз-

реза

Горизонт,

глубина, (см)

Местоположение почвенных разрезов, (км от

эпицентра загрязнения)

Hg, мг/кг

орг.

, %

Дерновые лесные почвы

Ad (0-3)

Район шламохранилищ (3.9)

2.00

5.15

Ad (0-4)

Район дренажной канавы (5.4)

0.22

7.14

Ad (0-3)

Район реки Белой (7.9)

0.05

3.51

Ad (0-7)

Район реки Белой (9.8)

0.02

3.81

Серые лесные почвы

Ad (0-4)

Район выпуска № 1 (3.7)

2.30

0.95

Ad (0-10)

Дорога с трубопроводом (4.0)

0.20

7.86

Ad (0-3)

Район выпуска № 2 (4.9)

0.21

1.92

Ad (0-6)

Район дренажной канавы (5.4)

0.03

2.10

Ad (0-4)

Район реки Белой (7.8)

0.05

6.24

Серые лесные пахотные почвы

Aпах (0-22)

Между шламохранилищем и дренажной канавой (3.1)

0.08

0.79

021

A (0-21)

Район дренажной канавы (3.6)

0.18

1.25

Aпах (0-37)

Район дренажной канавы (3.8)

0.028

0.86

Aпах (0-30)

Район реки Белой (7.3)

0.025

0.66

Корреляционный анализ показывает, что между содержанием ртути и физико-

химических параметров почв (табл. 30) существует строгая взаимосвязь. Выделяется

положительная корреляция содержаний ртути и органического вещества, «физической

глины» (ФЗГ Σ<0,01 мм) и отрицательная с фракцией «физического песка» (ФЗП

Σ>0,01 мм). Отметим корреляционные связи концентраций ртути и физико-химических

параметров серых лесных почв, приуроченных к зоне интенсивного техногенного

воздействия. В них фиксируется положительная корреляционная связь ртути с

алюминием, пылеватыми и песчаными фракциями и отрицательная, с органическим

веществом, что свидетельствует об интенсивном механическом перемешивании

верхней части почвенного профиля.

В целом, содержание и распределение ртути в автоморфных почвах

описываемой территории зависит от удаленности от источника техногенной эмиссии,

степени гранулометрического нарушения почв, содержания органического вещества и

гранулометрического состава.

Значительное число разрезов было выполнено специально для определения

«следа» ртутного загрязнения. Основная часть разрезов сосредоточена на левобережье

Братского водохранилища. На правобережье они расположены в южной части площади

– на Усольском детальном участке (в районе с. Олонки) и в крайней северной части –

на Балаганском участке (с. Игжей). Параметры распределения ртути в почвенных

разрезах Верхнего Приангарья представлены в табл. 31.

Таблица 30. Коэффициенты корреляции ртути и физико-химических параметров почв

Сорг.

ФЗП

ФЗГ

Серые лесные техногенные (n=51; r 0.05 ≥ 0.27)

-0.01

0.13

-0.13

-0.08

-0.32

0.37

Сорг.

-0.42

0.43

-0.32

-0.13

0.04

ФЗП

-1.0

-0.13

0.56

-0.29

ФЗГ

0.13

-0.56

0.29

-0.14

-0.46

-0.65

Дерновые лесные техногенные (n=14; r 0.05 ≥ 0.50)

0.92

-0.54

0.54

0.61

-0.59

-0.39

Сорг.

-0.68

0.68

0.62

-0.76

-0.26

ФЗП

-1.0

-0.05

0.74

-0.14

ФЗГ

0.05

-0.74

0.14

0.30

0.40

-0.41

Серые лесные целинные (n=11; r 0.05 ≥ 0.55)

0.19

-0.47

0.47

0.24

-0.60

-0.22

Сорг.

-0.60

0.60

-0.20

-0.51

0.01

ФЗП

-1.0

-0.52

0.91

0.64

ФЗГ

0.52

-0.91

-0.64

-0.57

-0.96

0.61

Дерновые лесные целинные (n=4; r 0.05 ≥ 0.81)

0.97

-0.67

0.67

0.10

-0.74

-0.12

Сорг.

-0.48

0.48

0.32

-0.37

-0.34

ФЗП

-1.0

0.67

0.99

-0.65

ФЗГ

-0.67

-0.99

0.65

0.60

-0.99

-0.57

Серые лесные пахотные (n=15; r 0.05 ≥ 0.48)

0.57

0.17

-0.17

-0.41

0.29

0.38

Сорг.

-0.32

0.32

-0.14

-0.10

0.35

ФЗП

-1.0

-0.61

0.76

-0.06

ФЗГ

0.61

-0.76

0.06

-0.49

-0.64

0.18

Примечание. Жирным выделены значимые положительные и отрицательные корреляционные связи.

Изучение распределения ртути в почвах Верхнего Приангарья показало, что ее

средняя концентрация даже в гумусовых горизонтах обычно не превышает 0.057 мг/кг,

при фоновой концентрации ртути в регионе 0.017 – 0.030. Содержание ртути

закономерно уменьшается по мере удаления от Усольской промзоны: наиболее низкая

– 0.013 мг/кг фиксируется в почвах, развивающихся в пределах Балаганском района.

Исключение составляет отрезок правобережья, протягивающийся от г. Свирска до п.

Каменно-Ангарского, что связано с влиянием эмиссии ртути от Свирской промзоны.

Содержание ртути в пахотных почвах, в целом, ниже, чем в ненарушенных целинных.

Таблица 31. Распределение ртути в почвах бассейна верхней части Братского

водохранилища

Участок, расстояние от промзоны г.Усолье-

Сибирского, в км

Концентрация ртути, мг/кг

Гумусовые горизонты

горизонт (В)

min-m a x

среднее

min-m a x

среднее

Левобережная часть

р. Белая– г.Свирск, 10–35

Целинные почвы

0.005-0.016

0.010

<0.005

г. Свирск – п. Каменно-

Ангарский, 35-58

Целинные почвы

0.02-0.30

0.12

0.022-0.048

0.034

Пахотные почвы

0.045-0.048

0.047

0.035-0.035

0.035

п. Каменно-Ангарский – п.

Ангарский, 58-78

Целинные почвы

0.035-0.14

0.057

0.011-0.023

0.019

Пахотные п о ч в ы

0.025-0.045

0.035

0.035-0.035

0.035

П. Ангарский–р. Унга, 78–105

Целинные почвы

0.023-0.048

0.041

0.016-0.033

0.023

Пахотные п о ч в ы

0.025-0.045

0.035

0.035-0.035

0.035

Р.Унга– п. Балаганск, 105–145

Целинные почвы

<0.005-0.05

0.012

<0.005-0.01

<0.005

Пахотные п о ч в ы

<0.005-0.02

0.013

<0.005-0.01

<0.005

Правобережная часть

С. Олонки, 15

Целинные почвы

0.015-0.20

0.081

<0.005

С. Игжей, 150

Целинные почвы

0.008-0.024

0.013

<0.005

Влияние техногенной нагрузки на гумусную систему почв. Почвенный покров

территорий, находящихся в зоне влияния крупных промышленных предприятий,

испытывает значительное техногенное воздействие, сопровождающееся

трансформацией свойств почв. Для ее оценки в зоне влияния химкомбината

«Усольехимпром», проведено изучение фракционного состава гумуса почв, изменение

которого может быть использовано в качестве одного из критериев трансформации

свойств почв.

В условиях интенсивного загрязнения почв тяжелыми металлами

перспективным подходом к изучению антропогеннной трансформации почвы является

изучение соотношений углерода и элементов-загрязнителей в гумусовых кислотах. При

ртутном загрязнении почв близкая к линейной зависимость между содержанием ртути

и органического углерода, позволяет прогнозировать общую миграционную

способность металла в определенных концентрационных условиях.

Изменения в гумусной системе почв, в частности, в его фракционном составе, в

значительной степени обусловлены образованием органическим веществом и

техногенными элементами трудно растворимых органоминеральных соединений.

Изучение распределения углерода и ртути по фракциям гумусовых кислот проводилось

в целинных и пахотных почвах Усольского агропромышленного района в области

развития серых лесных остаточно-карбонатных и дерновых лесных почв. В качестве

участков сравнения (фоновых) были выбраны районы, удаленные от источника

загрязнения на 80 км (п. Тугутуй) и на 65 км (п. Ангарский), где на доломитах

ангарской свиты развиваются дерново-карбонатные почвы Верхнего Приангарья.

Выбор почв с повышенной, «фоновой», концентрацией ртути в верхних горизонтах

обусловлен необходимостью «уловить» ртуть в вытяжках фракций гумуса. В

нижележащих горизонтах данных почв концентрация ртути не превышает 0.01 мг/кг.

Общее содержание гуминовых кислот и соотношение различных фракций

является важным показателем интенсивности процессов гумусообразования и

гумусонакопления, стабильности или подвижности гумуса. В гумусовых горизонтах

лесных почв Приангарья в составе гуминовых кислот преобладает ГК 2. Доля фракции

ГК 2 может достигать 30 – 35 % от общего содержания ГК, а содержание фракций ГК 1

и ГК 3 при этом редко превышает 10 % от величины органического углерода. Подобное

распределение по фракциям присуще и фульвокислотам, генетически связанным с ГК.

Преобладающей фракцией гумусовых кислот почв участков сравнения является

фракция 2, предположительно связанная с кальцием. Эти почвы характеризуются

гуматно-фульватным типом гумуса, средним и высоким содержанием общего

органического углерода. В соответствующих горизонтах почв Усольского участка

содержание ГК 2 намного ниже, при высоком содержании гумусовых кислот ФК 2,

связанных с кальцием. Здесь в составе гуминовых кислот отмечается аномально

высокая концентрация фракции ГК 3, предположительно связанной с глинистыми

минералами.

Увеличение концентрации органического углерода гуминовых кислот третьей

фракции гумуса наблюдается в почвах, развивающихся на Усольском участке. На

некотором удалении от него в почвах заметно уменьшается доля фракции ГК 3 и

увеличивается доля 1-ой и 2-ой фракций кислот. В почвах участков сравнения

преобладает фракция ГК 2, что является наиболее типичным соотношением

концентрации углерода во фракциях гумуса.

В почвах обоих участков преобладающей является фракция ГК 2. Однако, в

почвах Усольского участка наблюдается увеличение содержания ГК 3, по сравнению с

почвами «фоновых» участков исследования. Сходство соотношений углерода

различных гумусовых фракций в почвах обоих районов, по всей вероятности,

обусловлено перепашкой почв, т.е. перемешиванием поверхностных и более глубоких

почвенных горизонтов.

Содержание ртути в выделенных фракциях гумусовых кислот почв Усольского

участка представлено в таблице 28. Максимальная концентрация ртути установлена в

нерастворимом остатке и третьей фракции гумусовых кислот. В других же фракциях

гумуса содержание ртути изменяется в зависимости от генезиса и степени загрязнения

почвы. Подвижные формы ртути, связанные с гумусовыми кислотами 1а и 1 фракций,

преобладают в гумусоаккумулятивных горизонтах, пахотных и поверхностных

дерновых горизонтах почв. В гумусовых же горизонтах аллювиально-луговых почв

содержание мобильной ртути возрастает с глубиной, по-видимому, из-за миграции ее в

растворенной форме.

Закрепление ртути в гумусовых кислотах, прочно связанных с минеральной

частью почвы, служит строгим критерием деструкции почв. Взаимодействие ртути с

кальциево-гумусовыми комплексами (фракция 2) и органоминеральными

соединениями (фракция 3) наиболее четко фиксируется в загрязненных разрезах F1, F2,

F4, F5 на территории, расположенной вблизи промзоны. В ненарушенных почвах,

удаленных от источника загрязнения, и пахотных почвах наблюдаются незначительные

отличия в количестве ртути 2 и 3 фракций гумусовых кислот. В почвах гидроморфного

генезиса основное количество ртути связано с наиболее прочно закрепленными

фракциями гумуса, а в поверхностных горизонтах основное количество ртути связано с

нерастворимым остатком. В средней части профиля данных почв ртуть присутствует в

органоминеральных комплексах, а в погребенных слоях, наблюдается увеличение ее

концентрации в гумусовых кислотах, связанных с кальцием (табл. 32, 33).

Закономерности антропогенной трансформации гумусного состояния

исследованных почв достаточно четко выявляются при анализе пространственных

полей отношений содержания органического углерода и ртути. При рассмотрении

пространственного расположения полей концентрации содержания углерода и ртути

для почв различного генезиса обнаруживаются заметные различия в соотношении

кластеров различных фракций гумусовых кислот. В почвах, удаленных от Усольской

промзоны и «фоновых» участков, наблюдается линейный характер расположения

кластеров, от первой фракции до нерастворимого остатка.

Таблица 32. Содержание ртути в гумусовых кислотах почв Усольского участка

№ раз-

резов

Горизонт,

глубина, см

Концентрация Hg

Валовая

1а

Остаток

А[h] (100-125)

0.20

0.000425

0.29

0.015

10.3

0.0125

8.61

0.018

12.3

0.1

68.5

Ad (0-3)

0.21

0.00055

0.14

0.00675

1.77

0.0875

22.85

0.0875

22.84

0.2

52.4

Aпах1 (0-21)

0.18

0.0036

7.00

0.0153

29.8

0.0025

4.86

0.0011

2.14

0.029

56.2

Aпах2 (21-40)

0.045

0.0058

10.9

0.0167

31.6

0.0023

4.32

0.0011

2.08

0.027

51.1

A (3-12)

0.20

0.00055

0.32

0.015

8.67

0.01625

9.39

0.02125

12.3

0.12

69.4

Ad (0-6)

0.20

0.0005

0.13

0.01125

2.94

0.0285

7.45

0.0625

16.30

0.28

73.18

A[h] (80-100)

0.25

0.00085

0.32

0.015

5.57

0.019

7.05

0.0145

5.38

0.22

81.68

Ad (0-4)

0.00105

0.01

0.1

0.55

0.025

0.14

1.14

6.20

17.0

93.1

A (4-15)

2.8

0.0005

0.02

0.125

4.61

0.0375

1.38

0.75

27.64

1.8

66.35

Ad (0-3)

0.38

0.0007

0.25

0.01125

4.08

0.0105

3.80

0.01375

4.97

0.24

86.9

AB (3-11)

0.25

0.0035

1.12

0.0035

1.12

0.01125

3.55

0.015

4.75

0.28

89.46

Aпах1 (0-16)

0.038

0.005

7.53

0.0084

12.6

0.0026

3.92

0.0004

0.65

0.05

75.3

Примечание: В числителе концентрация Hg в мг/кг, в знаменателе - % от суммы Hg во фракциях гумуса.

Таблица 33. Содержание ртути в гумусовых кислотах почв «фоновых» участков

№ раз-

реза

Горизонт,

глубина, см

Концентрация Hg

Валовая

1а

Остаток

Т1

Апах1 (0-20)

0.18

0.0006

0.23

0.006

2.17

0.0008

0.289

0.0003

0.111

0.26

97.2

Т1

Aпах2 (20-42)

0.044

0.0005

0.34

0.0012

0.71

0.0001

0.059

0.0003

0.191

0.167

98.7

Т2

Ad (0-5)

0.17

0.0001

0.042

0.0002

0.084

0.0002

0.084

0.0011

0.49

0.24

99.3

Т3

Ad (0-7)

0.14

0.0001

0.078

0.0002

0.156

0.0002

0.156

0.0007

0.51

0.125

99.1

Т4

Aпах1 (0-14)

0.045

0.0065

0.48

0.002

1.18

0.0001

0.07

0.0018

1.07

0.16

97.2

Т5

Ad (0-5)

0.17

0.0001

0.068

0.0002

0.136

0.0002

0.136

0.001

0.66

0.15

99.0

Примечание. В числителе концентрация Hg в мг/кг, в знаменателе - % от суммы Hg во фракциях гумуса.

Общим для гумусовых горизонтов изученных почв является увеличение в них

концентрации ртути при соответственном увеличении концентрации органического

углерода, что согласуется с квазилинейной зависимостью, отражающей соотношения

распределения ртути и углерода в почвах. Аномально высокое содержание углерода и

ртути в гуминовых кислотах фракции 3 (ГК3) свидетельствует о том, что

антропогенная трансформация гумусной системы почв затрагивает фракции гумуса,

наиболее прочно связанные с минеральной частью почв.

По-видимому, в гумусной системе почв Усольского агропромышленного района

происходит перегруппировка основных частей гумуса, выражающаяся в увеличении

доли фракций гумусовых кислот, связанных с частями минерального субстрата,

которые характеризуются повышенной сорбционной емкостью в отношении

техногенной ртути.

Выводы Наиболее интенсивные аномалии ртути примыкают к промзоне, вытянуты в

направлении преобладающих ветров и смещены из-за общего уклона рельефа в

направлении к р. Ангаре. Вертикальное распределение ртути в почвах определяется

типом и, соответственно, их физико-химическими параметрами: в дерновых и серых

лесных почвах максимальная концентрация ртути совпадает с верхними

гумусосодержащими горизонтами с резким – для супесчаных минеральных горизонтов

дерновых лесных и постепенным – для суглинистых горизонтов серых лесных почв

уменьшением концентраций ртути с глубиной.

Для состава гумуса фоновых лесных почв типично преобладание фракции ГК 2,

вероятнее всего, связанной с кальцием, тогда как в почвах района деятельности

комбината «Усольехимпром» отмечается аномально высокая концентрация фракции

ГК 3, предположительно связанной с глинистыми минералами. Максимальная

концентрация ртути установлена в нерастворимом остатке и третьей фракции

гумусовых кислот. В других фракциях гумуса содержание ртути изменяется в

зависимости от генезиса и степени загрязнения почвы. Закономерности антропогенной

трансформации гумусного состава почв в зоне влияния Усольской промзоны четко

проявляются при кластеризации отношений содержания С

орг

и Hg: характерный для

«фоновых» почв линейный характер расположения кластеров от первой фракции до

нерастворимого остатка, нарушается в загрязненных ртутью почвах.

Следовательно, геохимические изменения почвы в зонах интенсивного

техногенного загрязнения вызывают трансформацию гумусовой системы почвы,

фиксирующейся по аномальному преобладанию концентрации гуминовых кислот

фракции 3 над фракцией 2 и изменению характера зависимости между содержанием в

них органического углерода и ртути.

Глава VII. ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ПОЧВ ГОРОДА ИРКУТСКА

(ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ)

Материалы для исследований были отобраны весной 2008 г. на 2-х наиболее

оживленных транспортных магистралях города - улицах Байкальская и 1 Советская.

Образцы отбирались с ключевых участков, которые были заложены в 2003-2004 г.г. на

остановках Байкальская, Лисиха, Цимлянская, Волжская (катена Байкальская) и

Омулевского, з-д 403 ГА, Аэропорт (катена 1 Советская).

Азимут катены Байкальская- запад- юго-восток, катены 1 Советская-запад-

восток-юг. Остановки находятся на разновысотных отметках рельефа: от вершины к

подножию склона.

Ключевые площадки представляют собой узкие полосы длиной 200 м на

расстоянии 10 м от полотна дороги в рядовых посадках (тополь бальзамический

(Populus balsamifera) и осина (Populus tremula). Отбирался смешанный образец,

состоящий из 25 точечных проб из верхнего горизонта почвы.

В почвенных пробах методом атомно-абсорбционного анализа были

определены подвижные формы ТМ (Zn, Cd, Ni, Pb, Cu) в ацетатно-аммонийной

вытяжке с рН 4,8 (Аринушкина, 1970). Определение проведено в аналитической

лаборатории Госземкадастра, аналитик- зав. лаб. Ю. А. Козеровская.

В лаборатории каф. почвоведения были выполнены определения рН водной

суспензии (потенциометрически), содержание общего органического углерода (метод

Тюрина), ускоренный гранулометрический состав почвы (пирофосфатным методом)

(Практикум по агрохимии, 1988). Д ля р а сч е т ов б ы ли и с по л ь зо ва н ы д а нн ы е

м о н и т о р и н г о в ы х н а б л ю д е н и й по вышеназванным ключевым участкам за 2003-2004

г.г.

7.1. Оценка степени загрязнения почв города Иркутска

По ч вы га з он о в на у л и ц е Б а й к а ль с ка я , и с сл е до в ан н ые в 20 0 3 г. , им е л и

среднесуглинистый гранулометрический состав, слабощелочную реакцию среды (рН 7,5-

7,7), содержание гумуса - 5-6 % . В с е э т о с о з д а в а л о п р е д п о с ы л к и д л я з а к р е п л е н и я и

н а к о п л е н и я в н и х т я ж е л ы х м е т а л л о в .

По данным 2008 г. (таблица 34, 35) за 5 лет изменений в

гранулометрическом составе не произошло, почвы остаются

среднесуглинистыми, можно лишь отметить некоторые колебания в составе фракции

ила. Изменилась актуальная кислотность почв, произошло незначительное

подкисление среды (пределы колебаний рН в настоящее время- 5,9-7,1). В

содержании гумуса отмечена тенденция к его уменьшению, в с р е д н е м н а 1 % .

По результатам 2003 г. превышение ПДК по подвижным формам ТМ

отмечалось для Zn - в 1,3 раза, для РЬ- в 2 раза, остальные элементы не достигали

значений ПДК. Данная тенденция сохраняется, можно лишь отметить возрастание

содержания цинка, превышение ПДК в настоящий момент составляет на ост.

Волжская и Цимлянская 3-х кратных значений.

Значительные количества Zn предположительно можно связать с

повышенным содержанием этого элемента в песчаниках нижней подсвиты кудинской

свиты- почвообразущих породах на изучаемой городской территории, а также

довольно большим его содержанием в составе углей, которые используются при

работе ТЭЦ города.

Почвы газонов на улице 1-я Советская, исследованные в 2004 г., имели

легкосуглинистый гранулометрический состав, нейтральную реакцию среды (рН 6,9-

7,0), невысокое содержание гумуса - 1-2.6% .