Ляшенко Г.М. Загрязнение почв и растений свинцом в придорожных агроценозах чернозема обыкновенного приазовской зоны ростовской области

Подождите немного. Документ загружается.

4) оказались благоприятными для роста и развития растений.

-10

100

сентябрь октябрь ноябрь декабрь январь февраль март апрель май июнь июль август

Температура воздуха,0С Количество осадков, мм Относительная влажность, %

Рис.3. Погодные условия за 2003-2004 с.-х. год (по данным

метеостанции «Персиановка»)

За период от уборки предшественника до посева озимой пшеницы

накопилось достаточное количество влаги, хотя в сентябре выпало

всего 6,9; 14,9 мм осадков. Зима была мягкой, без резких колебаний

температуры, а весна ранней. Дефицит осадков в апреле был

компенсирован запасами влаги, накопившимися в почве за зимний

период, а осадки мая и июня способствовали формированию высокого

урожая.

-20

100

120

140

сентябрь октябрь ноябрь декабрь январь февраль март апрель май июнь июль август

Температура воздуха,0С Количество осадков, мм Относительная влажность, %

Рис.4. Погодные условия за 2003-2004 с.-х. год (по данным

метеостанции «Таганрогская»)

В 2004-2005 с.-х. году метеорологические условия (рис.5, 6)

характеризовались резкими контрастами климатических факторов,

неравномерным распределением осадков по месяцам вегетации,

которые существенно влияли на рост и развитие растений в

агробиоценозе озимой пшеницы и ярового ячменя.

-20

100

сентябрь октябрь ноябрь декабрь январь февраль март апрель май июнь июль август

Температура воздуха,0С Количество осадков, мм Относительная влажность, %

Рис. 5. Погодные условия за 2004-2005 с.-х. год (по данным

метеостанции «Персиановка»)

-50

100

150

200

сентябрь октябрь ноябрь декабрь январь февраль март апрель май июнь июль август

Температура воздуха,0С Количество осадков, мм Относительная влажность, %

Рис. 6. Погодные условия за 2004-2005 с.-х. год (по данным

метеостанции «Таганрогская»)

Недостаточное количество осадков наблюдалось в осенний период

(сентябрь 25,9-28,8; октябрь 22,7-60,3; ноябрь 12,1 по данным

метеостанции «Персиановка», а в конце месяца по данным

метеостанции «Таганрогская» 71,2 мм).

В зимний период происходило чередование заморозков и

оттепелей с осадками в виде дождя и снега. Что привело к образованию

ледяной корки на посевах озимой пшеницы.

Март характеризуется отрицательной температурой, выпадением снега

с 1 по 13 марта (высота снежного покрова колеблется от 13 до 0,3см).

Повышенный температурный режим в апреле – мае с недостаточным

количеством осадков (избыток в июне-июле) негативно отразились на уровне

и качестве урожая зерновых.

Таким образом, погодные условия за годы исследований были

различными, что возможно оказало влияние на накопление

техногенного свинца и формирование элементов продуктивности

озимой пшеницы и ярового ячменя.

3. ВОЗДЕЙСТВИЕ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ИССЛЕДУЕМЫЕ

ПОЧВЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ МОЩНОСТИ ГРУЗОПОТОКА И

УДАЛЕННОСТИ АВТОМАГИСТРАЛЕЙ

3.1. Динамика накопления свинца в почве в зависимости от

мощности грузопотока и удаленности автомагистралей

В крупных административных центрах основным источником

загрязнения воздуха является автомобильный транспорт. Такая ситуация

сложилась в Москве, Санкт-Петербурге, Новгороде, Краснодаре, Ростове-на-

Дону и других городах. Только в Ростовской области в 1997 г. на долю

автотранспорта приходилось 69,1% общего объема выбросов (561,039 тыс. т),

а для большинства городов этот показатель еще выше: Азов-94,1%, Батайск

– 90,2%, Ростов-на–Дону – 93,7%, Таганрог – 76,6%, Шахты – 82,4%. В

Новочеркасске общий выброс в атмосферу от АО «Нч ГРЭС», превысил

выбросы от стационарных источников в 4,7 раз и составил 23 тыс. т (Шкура

В.Н., 2002).

Загрязнение воздуха подвижными источниками автотранспорта

происходит в результате сжигания топлива, технологии производства,

способа сжигания в двигателе и его технического состояния.

Наиболее неблагоприятными режимами работы являются малые

скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выбрасываются

загрязняющие вещества в количествах, значительно превышающих выброс

на нагрузочных режимах.

Бензин с добавлением этиловой жидкости становится этилированным.

В состав этиловой жидкости входят антидетонатор – тетраэтилсвинец

Pb(С

)

, выноситель – бромистый этил

(BrC

)

и др. При сгорании

этилированного бензина выноситель способствует удалению свинца и его

оксидов из камеры сгорания, превращая их в парообразное состояние. Они

вместе с отработавшими газами выбрасываются в окружающее пространство

и оседают вблизи дорог.

В придорожном пространстве примерно 50% выбросов Pb в виде

микрочастиц сразу распределяются на прилегающей поверхности. Остальное

количество в течение нескольких часов находится в воздухе в виде

аэрозолей, а затем также осаждается на землю вблизи дорог. Накопление Pb

в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает

близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному

использованию. Добавление к бензину присадки Р-9 делает его

высокотоксичным. Разные марки бензина имеют различное процентное

содержание присадки (таблица 3), а тип автотранспорта определенный

выброс Pb (таблица 4).

Таблица 3- Некоторые показатели физико-химических свойств

автомобильных бензинов по ГОСТ 2084-77 и ОСТ 38.01.9 – 75

Показатели качества А - 76 Аи – 93 Аи - 95 Аи – 98

Октановое число, не менее:

по моторному методу

по исследовательскому

методу

Содержание (масса) Pb, г/кг

бензина, не более

0,24 0,50 - 0,50

Содержание (массовая

доля) серы %, не более

0,10 0,10 0,05 0,10

Цвет этилированного

бензина

желтый оранжевый - синий

(Павлова Е.И., 2000)

Таблица 4 - Выбросы загрязняющих веществ от подвижного состава при

движении в населенных пунктах

Тип подвижного состава Двигатель

Пробеговый выброс,

г/км Pb

Грузовые а/м

грузоподъемность

2 – 5т

5 – 8т

Карбюраторный

0,023

0,029

Автобусы длиной:

8 - 9,5м

10,5 – 12м

Карбюраторный

0,037

0,047

Легковые а/м объем

двигателя:

1,3 – 1,8л

1,9 – 3,5л

Карбюраторный

0,02 – 0,017

0,014 – 0,031

(Методика определения массы выбросов …, 1993)

Изменения содержания свинца в почве в зависимости от удаленности

от автострады были изучены при мощности грузопотока 4,0 и более 6,0 тыс.

авт./сут. за контроль приняли пробы почвы, взятые на расстоянии 300 м от

автострады. Соотношение валовых и подвижных форм свинца в почве с

удалением от автострады изображено графически (рис.7-10).

Концентрация валовых форм Pb в почве при мощности грузопотока

более 6 тыс. авт./сут. варьирует от 49,5 мг/кг сухой почвы в пятиметровой

зоне до 24,3 мг/кг свинца в почве на расстоянии 300 м от автострады (рис. 7).

Существующие ПДК по валовому содержанию свинца составляют 30

мг/кг (СанПиН 42-128-4433-87), по подвижным формам ПДК=6,0 мг/кг.

24,3

49,5

45,5

35,1

24,7

30,3

35,9

y = 43,349e

-0,0024x

= 0,7648

0 50 100 150 200 250 300 350

Удаленность от автомагистрали, м

Pb, мг/кг

Валовое содержание свинца в почве в слое 0-20 см

Экспоненциальная линия тренда

Рис.7. Тенденция содержания валовых форм свинца в почве от удаленности

автомагистрали при мощности грузопотока более 6 тыс. авт./сут.

При мощности грузопотока более 6 тыс. авт./сут. на расстоянии от 50

до 100 м от автомагистрали обнаружены валовые количества свинца,

превышающие существующие нормативы 30,3-35,1 мг/кг. С удалением от

магистрали на 150-300 м содержание валового Pb находится на уровне

фонового (21 мг/кг) и составляет 24,7-24,3 мг/кг.

Содержание подвижных форм Pb в почве при мощности грузопотока

более 6 тыс. авт./сут. при удалении от 5 до 300 м от автомагистрали

составляет 4,5-8,3 мг/кг сухой почвы (рис. 8). Основная часть Pb оседает на

расстоянии до 40 м от дороги. В десятиметровой зоне происходит

постепенное снижение подвижных форм свинца в почве на 7,2%. С

удалением на 20 м от автомагистрали по отношению к пятиметровой зоне

происходит существенное снижение количества подвижных форм свинца на

13,3% а, с удалением на 150 м оно снижается в два раза. На расстоянии до 40

м от автомагистрали содержание подвижных форм свинца выше ПДК,

составляет 6,8-5,9 мг/кг.

7,2

5,9

4,5

8,3

7,7

6,8

5,5

4,7

y = 7,0221e

-0,0019x

= 0,6705

0 50 100 150 200 250 300 350

Удаленность от автомагистрали, м

Pb, мг/кг

Валовое содержание свинца в почве в слое 0-20 см

Экспоненциальная линия тренда

Рис.8. Тенденция содержания подвижных форм свинца в почве от

удаленности от автомагистрали при мощности грузопотока более 6 тыс. авт./

сут.

Зависимость содержания валовых и подвижных форм свинца от

удаленности автомагистрали не имеет прямой корреляционной зависимости

= -0,839; -0,783), связь сильная обратная (t

). Это говорит о том, что с

увеличением расстояния от источника загрязнения (автомагистрали),

происходит существенное уменьшение содержания количеств Pb в почве.

При мощности грузопотока около 4,0 тыс. авт./сут. концентрация

валовых форм Pb в почве варьирует от 39,0 мг/кг сухой почвы в

пятиметровой зоне до 22,8 мг/кг свинца в почве на расстоянии 300 м от

автострады (рис. 9). На расстоянии 40 м от автомагистрали содержание

валового количества свинца 35,5 мг/кг, что превышает существующие ПДК.

С удалением от магистрали на 100-300 м содержание валового Pb находится

на уровне фонового и составляет 22,8-25,0 мг/кг.

22,8

35,5

36,3

37,5

35,7

24,1

y = 36,268e

-0,0019x

= 0,7643

0 50 100 150 200 250 300 350

Удаленность от автомагистрали, м

Pb, мг/кг

Валовое содержание свинца в почве в слое 0-20 см

Экспоненциальная линия тренда

Рис. 9. Тенденция содержания валовых форм свинца в почве от удаленности

от автомагистрали при мощности грузопотока 4,0 тыс. авт./сут.

Содержание подвижных форм Pb в почве при удалении 5-300 м от

автомагистрали составляет 3,7-6,7 мг/кг сухой почвы (рис. 10). На

расстоянии до 10 м от автомагистрали содержание подвижных форм свинца

составляет 6,3 мг/кг, что выше установленных нормативов. Поэтому

основная часть подвижных форм Pb оседает в десятиметровой зоне от

дороги. С увеличением расстояния от 20 до 300 м содержание подвижных

форм свинца составляет 3,7-6,0 мг/кг, что соответствует показателям ПДК.

Зависимость содержания валовых и подвижных форм свинца от

удаленности автомагистрали не имеет прямой корреляционной зависимости

= -0,856; -0,908), связь сильная обратная, t

- существенна.

Это говорит о том, что с увеличением расстояния от источника

загрязнения (автомагистрали), происходит существенное уменьшение

содержания количеств Pb в почве.

6,7

6,3

5,8

4,8

4,4

3,7

5,6

y = 6,1186e

-0,0019x

= 0,8839

3,4

3,8

4,2

4,6

5,4

5,8

6,2

6,6

7,4

0 50 100 150 200 250 300 350

Удаленность от автомагистрали, м

Pb, мг/кг

Содержание подвижных форм свинца в почве в слое 0-20 см

Экспоненциальная линия тренда