Бесплатно скачать, заказать диплом, курсовую, диссертацию Экологическое обоснование комплексный приемов реабилитации дерново-подзолистык почв загрязненный тяжелыми металлами

У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ

Сделать закладку на сайт

Заказать диплом, курсовую, диссертацию

Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Книга жалоб
и предложений

Название	Экологическое обоснование комплексный приемов реабилитации дерново-подзолистык почв загрязненный тяжелыми металлами

Количество страниц	161

ВУЗ	МГИУ

Год сдачи	2010

Бесплатно Скачать	24691.doc

Содержание	Содержание Введение... 4 Глава 1. Экологическая роль почвы в условиях возрастающей техногенной нагрузки (обзор литературы)... 9 1.1. Источники поступления тяжелых металлов... 10 1.2. Миграционная способность тяжелых металлов в почвах... 15 1.3. Фитотоксичностъ тяжелых металлов... 23 1.4. Приемы снижения фитотоксичности металлов в почве... 30 Глава 2. Характеристика объектов, методов и условий проведения '¦• ~ *>с исследовании... 35 2.1. Современная и прогнозная характеристика экологического состояния агроландшафта Рязанской области... 35 2.2. Почвенные условия района проведения исследований... 43 2.3. Методы проведения исследований... 51 2.4. Метеорологические условия... 59 Глава 3. Влияние техногенного загрязнения на продуктивные функции растений... 62 3.1. Экологическая оценка экополигона «Мещера», характерного ландшафта левобережья Окского бассейна... 62 3.2. Продуктивность сельскохозяйственных культур в условиях смоделированного загрязнения дерново-подзолистой почвы тяжелыми металлами... 69 3.3. Оценка влияния уровня загрязнения почвы тяжелыми металлами на ее плодородие, экологическое состояние сельскохозяйственной продукции и лизиметрических вод... 79 Глава 4. Приемы реабилитации дерново-подзолистых почв загрязненных тяжелыми металлами... 89 4.1. Влияние систем удобрений на фитотоксичность растений в условиях искусственного загрязнения дерново-подзолистой почвы... 90 3 4.2. Оценка системы «почва -растение - лизиметрические воды» по содержанию и транслокации тяжелых металлов... 105 Глава 5. Балансовый анализ содержания тяжелых металлов в 120 загрязненных агроценозах... 5. /. Влияние разной степени загрязнения тяжелыми металлами 120 на подвижность их в дерново-подзолистой почве... 5.2. Баланс тяжелых металлов в почве... 125 Глава 6. Эколого-экономическая эффективность применения различных приемов реабилитации загрязненных тяжелыми металлами почв... 132 6.1. Эффективность инвестиционных проектов мелиорации сельскохозяйственных земель... 132 6.2. Эколого-экономическая оценка предотвращенного экологического ущерба... 135 Выводы... 138 Предложения производству... 140 Список литературы... 141 Приложения... 161 Введение 4 Введение Актуальность исследований. В последние десятилетия техногенное воздействие стало ведущим по значимости и масштабу экологическим фактором, влияющим на эколого-экономическое состояние территории. Интенсивное промышленное и сельскохозяйственное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения биохимических циклов большинства химических элементов. В первую очередь это относится к тяжелым металлам (ТМ), накопление которых в природной среде в высоких концентрациях связано с антропогенной деятельностью. Значительная часть тяжелых металлов, загрязняющих природную среду, попадает в почву, которая является важнейшим биохимическим барьером и основной жизнеобеспечивающей сферой. Она в наибольшей степени испытывает негативные воздействия, обусловленные многообразной производственной деятельностью человека, и аккумулирует продукты техногенеза. В Российской Федерации площадь загрязненных ТМ земель достигла более 70 млн. га, из них около 1 млн. га имеют чрезвычайно опасный уровень загрязнения. Рязанская область входит в Нечерноземную зону Российской Федерации. Общий земельный фонд области составляет 3,96 млн. га, в том числе площадь земель сельскохозяйственного назначения - 2,9 млн. га. Большая часть территории Рязанской области (97%) входит в Окский бассейн. По данным Управления Росприроднадзора по Рязанской области в почвах районов, подвергающихся воздействию выбросов промышленных предприятий, транспорта, тепловых электростанций, количество ТМ (Pb, Cd, Zn, Си и др.) значительно превышает фоновый уровень, и насыщение этими элементами на отдельных площадях уже сегодня достигло критического значения [Государственный доклад..., 2002-2004]. Поступая в почвы и водные источники, загрязняющие вещества накапливаются и переходят от звена к звену трофической цепи: «вода - почва - растение - животное — человек». 5 При увеличивающемся загрязнении биосферы важное практическое значение имеет, с одной стороны, познание механизмов и закономерностей поведения и распределения ТМ в экосистеме, с другой, к числу наиболее актуальных проблем относится разработка технологий и реабилитация уже загрязненных почв и получение экологически чистой продукции. Цель и задачи исследований. Цель настоящей работы заключается в исследовании и оценке воздействия тяжелых металлов на почвы агроландшафта и разработке экологически обоснованных приемов f реабилитации загрязненных тяжелыми металлами дерново-подзолистых почв левобережья р. Оки при их сельскохозяйственном использовании. Поставленная цель определила необходимость решения следующих задач: • охарактеризовать источники и пути поступления тяжелых металлов в почву; • выявить основные химические загрязнители, закономерности и особенности их поглощения сельскохозяйственными культурами; • проанализировать современные методы снижения фитотоксичности тяжелых металлов в почве; • оценить современное экологическое состояние дерново-подзолистых почв в условиях критической антропогенной нагрузки; • изучить закономерности миграции и аккумуляции тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах; • исследовать влияние комплексных приемов реабилитации загрязненной тяжелыми металлами дерново-подзолистой почвы на повышение экологической безопасности агросистемы; • выполнить эколого-экономическую оценку использования приемов Ф реабилитации загрязненных тяжелыми металлами почв. Методика проведения исследований. В качестве методологической основы использованы анализ и аналитическое обобщение результатов собственных полевых, лизиметрических и вегетационных экспериментов, б проведенных на опытном экополигоне «Мещера», расположенном на землях ОПХ «Полково» Рязанского района Рязанской области, с привлечением исследований других авторов в сходных почвенно-климатических условиях. Расчетные балансовые методики положены в основу разработанных комплексных приемов реабилитации почв и улучшения их агрохимических показателей. При проведении экспериментов и закладке опытов применялись стандартные методики, обеспечивающие достоверность научных результатов, выводов и практических рекомендаций производству. Научная новизна выполненных автором исследований заключается в том, что впервые проведено агроэкологическое и экономическое обоснование комплексных приемов реабилитации дерново-подзолистых почв загрязненных тяжелыми металлами, на основании выявленных критериальных закономерностей их накопления, миграции и аккумуляции в системе «источник загрязнения — почва - вода - растение». В процессе исследований получены следующие результаты, которые выносятся на защиту: • продуктивные особенности различных сельскохозяйственных культур в зависимости от степени загрязнения дерново-подзолистой почвы тяжелыми металлами; • оценка закономерностей поглощения тяжелых металлов сельскохозяйственными культурами на дерново-подзолистых почвах; • комплексные приемы реабилитации загрязненных тяжелыми металлами дерново-подзолистых почв; • эколого-экономическая целесообразность реабилитации загрязненных тяжелыми металлами дерново-подзолистых почв для их эффективного использования в практике сельскохозяйственного производства. ^ Практическая ценность. Практическое значение предложенных комплексных приемов реабилитации дерново-подзолистых почв, загрязненных тяжелыми металлами заключается в возможностях самостоятельного 7 применения их сельскохозяйственными предприятиями, фермерами и другими землепользователями. Основы оптимизации загрязненных тяжелыми металлами дерново-подзолистых почв могут также использоваться для обоснования параметров и технологий улучшения эффективного плодородия малопродуктивных почв. Предложенные приемы реабилитации загрязненных почв тяжелыми металлами, технические решения по повышению их экологической устойчивости обеспечивают гарантированную продуктивность при их использовании, увеличение урожайности сельскохозяйственных культур на 88-203% и получение экологически чистой продукции. Результаты исследований включены в практические научно-обоснованные нормативные документы: «Рекомендации по проведению эколого-мелиоративных мероприятий рекультивации техногенно загрязненных и деградированных культурных ландшафтов» (2002), «Научно обоснованные рекомендации по регулированию водного режима антропогенно загрязненных почв с применением усовершенствованных конструкций водооборотных гидромелиоративных систем» (2002), а также использовались при составлении ежегодных научных отчетов МФ ГНУ ВНИИГиМ по программе РАСХН тема 12.03.04. «Разработать научно-методические основы экологически безопасного и экономически эффективного функционирования систем водопользования в АПК с обоснованием экологического аудирования». Рекомендации широко используются Управлением «Рязаньмелиоводхоз» при планировании и проведении проектных и эксплуатационных работ, а также хозяйствами региона при производстве сельскохозяйственной продукции. Апробация работы. Материалы исследований обсуждались на заседаниях кафедры «ГиМПСХП» Технологического факультета РГСХА (2002, 2003) и секциях Ученого Совета МФ ГНУ ВНИИГиМ (2002-2004). Основные результаты работы доложены на научно-производственных конференциях Рязанской государственной сельскохозяйственной академии (2002, 2003), Международной научной конференции «Экологические проблемы мелиорации» (Москва, 2002), Международной научной конференции посвященной 50-летнему юбилею Мещерского филиала ГНУ ВНИИГиМ им. А.Н. Костикова (Рязань, 2004). Публикации. Основные положения диссертационной работы опубликованы в II печатных работах, в том числе две работы представлены научно-практическими рекомендациями производству. Структура и объем диссертация. Диссертация состоит из введения, 6 глав, выводов и предложений производству, изложена на 190 страницах машинописного текста, иллюстрирована 11 рисунками, содержит 45 таблиц и 16 приложений. Библиографический список включает 204 наименования. Автор настоящей работы выражает благодарность за помощь в проведении исследований, научные консультации и ценные советы: первому научному руководителю члену корреспонденту РАСХН и НАНКР, академику МАЭП и РАВН, д.т.н., профессору \|Я.В. Бочкареву]; научному консультанту заведующему лабораторией экологии природообустройства МФ ГНУ ВНИИГиМ, к.с.х.н., доценту В.Ф. Евтюхину; сотруднику РУДН, д.б.н., профессору Н.А. Черных; сотрудникам МФ ГНУ ВНИИГиМ: к.с.х.н., доценту Т.К. Никушиной, к.с.х.н. Ю.А.Томину, н.с. В.А. Игнатенок; сотрудникам кафедры общей гигиены с курсом экологии РГМУ: к.с.х.н. Т.М. Гусевой, к.б.н., доценту СВ. Гальченко. 9 Глава 1. Экологическая роль почвы в условиях возрастающей техногенной нагрузки (обзор литературы) В настоящее время стал очевидным тот факт, что геохимические циклы химических элементов в биосфере определяются не столько "работой" живого вещества, сколько антропогенной деятельностью биосферы [Большаков, 1991; Добровольский, 1997; Ягодин, 1996]. В качестве важнейших загрязняющих веществ, до недавнего времени рассматривались, главным образом, пыль, оксид и диоксид углерода, оксиды серы и азота, углеводороды; в меньшей степени - тяжелые металлы. В настоящее время интерес к ним повысился в связи с появлением острых токсичных эффектов, вызванных промышленным загрязнением Hg, Cd, Se, РЬ в системе: воздух - почва - вода - растение - человек [Геохимия, 1990; Минеев, 1984]. По степени опасности и токсичности многие ТМ относятся к первому (Cd, As, Mg, Pb, Se, Zn) и второму классу (Co, Cu, Mo, Ni, Cr) опасности. Кроме того, кадмий, мышьяк, хром, никель обладают канцерогенными свойствами, поэтому они представляют наибольшую опасность для населения, особенно детей. Также опасны ТМ, которые аккумулируются в верхних, плодородных слоях почвы и в растительной продукции. Поскольку техногенные выбросы через атмосферный воздух представляют собой многокомпонентную смесь, в которой кроме ТМ присутствуют химические соединения как кислотного, так и щелочного происхождения, то поступление ТМ в природную среду имеет сложный характер. Тяжелые металлы прочно сорбируются почвами. При этом изменяется не только подвижность, но и свойства поверхности почвенных частиц, адсорбировавших металл. В работе Г.Н. Курочкиной и Д.Л. Пинского [2004] ф отмечено, что катионы свинца влияют на гидратацию и структурно- сорбционные свойства серой лесной почвы. При высоких концентрациях РЬ в почвенном поглощающем комплексе (ППК) выявлено необратимое связывание паров воды поверхностью почвенных частиц в области малых 10 относительных давлений. С увеличением содержания адсорбированного РЬ2+ суммарный объем и размеры пор увеличиваются. 1.1. Источники поступления тяжелых металлов Источники поступления тяжелых металлов и пути их проникновения в экосистему весьма разнообразны. Заметное воздействие на экосистему оказывают предприятия по переработке черных и цветных металлов, тепловые электростанции, транспорт, машиностроительная и химическая промышленность, сельскохозяйственное производство. Природные источники - пыль, местные пожары, вулканическая деятельность и др. [Черных, 1999]. Атмосферные осадки - мощный, постоянно действующий фактор миграции и круговорота веществ в природе. Главные источники поступления в атмосферу ТМ - выбросы промышленных предприятий [Влияние..., 1990; Добровольский, 1985]. В.В. Добровольский [1983а] считает, что каждый литр атмосферной воды при падении капель средней величины на протяжении 1 км омывает около 300 м3 воздуха, при очень мелких каплях - значительно больший объем. При этом в осадках растворяется значительная часть газообразных веществ и аэрозольных элементов. Средняя годовая минерализация атмосферных осадков составляет от 5-10 до 30-60 мг/л [Цыганенко, 1968; Шатилов, 1990]. В загрязненных районах общее количество выпадающих солей может составлять 30-80 т/км2, в отдельных районах Англии 480-969 т/км2, в Подмосковье 50 кг/га и более [Шатилов, 1990; 1996]. Поскольку техногенная геохимическая нагрузка на ландшафт в значительной степени обусловлена поступлением металлосодержащих аэрозолей [Елтатьевский, 1985], то В.В. Добровольский [1983] отмечает, что над крупными городами и индустриальными центрами обширные участки тропосферы высотой до 3-4 км загрязнены аэрозолями. Предприятия нефтеперерабатывающей промышленности, черной и цветной металлургии, производящие искусственное волокно, цемент, сжигающие топливо и другие 11 загрязняют почву Pb, Cd, Zn, Ni, Си чаще всего аэральным путем [Большаков, 1991; Геохимия..., 1990; Глазовская, 1964; Добровольский, 1983; Попова, 1991]. Одни авторы [Шишов, 1991] установили, что пылегазовые выбросы привели к формированию биохимических провинций со сверхнормативным содержанием в почве тяжелых металлов и токсических элементов в радиусе 5-6 км, а другие [Махонько, 1985], что 1-3% от их количества в выбросах оседают в радиусе 1 км от эпицентра загрязнителей. Н.Г. Зырин [1983] указывает, что влияние их распространяется на 50-100 км, однако интенсивность загрязнения разными металлами неодинакова. Воздействия атмосферных выбросов ГМК «Печенганикель» были на площади более 3000 км , где в подстилках подзолов валовое содержание Ni и Си составило 2000-2600 мг/кг [Копцик, 1998]. Выбросы цветной и черной металлургии переносятся до 20-40 км от источника [Ильин, 1991]. Г.А. Гармаш [1985] отмечает, что черная металлургия рассеивает меньше ТМ, чем цветная. М.А. Глазовская [1964] уточняет, что только 20-30% массы выбросов фиксируются выпадениями, В.А. Аникеев с соавторами [1982] приводят 40-50%, Pb, Cu, Zn, и до 10% Hg, а остальная часть рассеивается в региональных и глобальных миграционных циклах, создавая "фоновые" концентрации. С летучей золой от ГРЭС, сжигающей бурый уголь, на поверхность почвы поступает в течение года (т): Zn - 8,68; Pb - 2,6; Си - 1,16; Ni - 1,55. Углям разных бассейнов свойственны свои ассоциации элементов. Уголь Подмосковного бассейна обладает более высокими концентрациями тяжелых металлов [Геохимия..., 1991; Мажайский, 2003]. (щ, В Московской и Ленинградской областях в 1994 году обнаружены максимальные выпадения свинца до 7,8 кг/км2 из аэрозолей; в Ленинградской, Тверской, Волгоградской кадмия - от 39 до 500 г/км ; в Предкавказье и на Урале цинка — более 2 кг/км2 [Лучинская, 1997]. По 12 другим данным [Белицина, 1983], центральная часть Московской области получает с антропогенной пылью от 40 до 200 г/га свинца в год. Большое количество свинца попадает в окружающую среду от автотранспорта. Каждая автомашина выделяет в год 1 кг свинца [Амосова, 1985]. Выхлопные газы привносят его на поверхность земли 250-260 тыс. т ежегодно [Г.В. Добровольский, 1985; Овчаренко, 1995]. А по данным С.С. Patterson [1971], с атмосферными осадками в мировой океан возвращается примерно 250 тыс. т свинца в год, а 100 тыс. т рассеивается над континентами. При поступлении свинца от автотранспорта загрязняется полоса шириной 50-100, редко 300 м. Основное же его количество концентрируется в 0-10 см слое почвы. По некоторым данным [Добровольский, 19836], в почве вблизи дорог содержание свинца достигает 600-700 мг/кг, по другим - 190 мг/кг около шоссе Москва-Ленинград . [Никифорова, 1975], 70 мг/кг в районе г. Курска [Савельева, 1980]. В связи с истиранием шин, в почве в непосредственной близости от автодорог обнаружено кадмия в 2-3 раза и цинка в 4-10 раз больше по сравнению с местным фоном [Добровольский, 19886]. По данным одних авторов [Овчаренко, 1995] от металлургических предприятий на поверхность земли ежегодно поступает (т): РЬ - 89000; Hg -30,5; Ni - 1200; Си - 154650; Zn - 121500; Со - 765; Mo - 1500, по другим [Мур, 1987; Ушакова, 1978] Си - 75000; РЬ - 449000. А вследствие сжигания угля и нефти выпадает (т): РЬ - 3600; Hg - 1600; Ni - 3700; Си - 2100; Zn -7000 [Овчаренко, 1995], Cd- 87 [Большаков, 1978]. Многие исследователи [Важенина, 1983; Гармаш, 1985; Геохимия..., 1990] считают, что основное количество ТМ (более 95%) от предприятий черной и цветной металлургии поступает в почву в виде техногенной пыли. По данным Р.П. Первуниной с соавторами [1989], в пыли завода по выплавке свинца и цинка содержалось 51% РЬ, 12% Zn и 1,5% Cd. Исследования ВИУА [Черных, 1994] показывают, что 60% меди, 57% свинца в основном поступает с жидкими осадками, а 60% никеля - с сухими потоками. 13 Таблица 1. Индекс загрязнения атмосферы ТМ в крупных промышленных центрах [Экологические аспекты..., 2003]. Города Значения ИЗА ТМ, по которым наблюдается повышение g над G Саранск 1,33 Марганец, медь, свинец, цинк Иваново 1,04 Марганец, свинец, хром, цинк Рязань 0,90 Кадмий, медь, свинец, цинк Н. Новгород 0,53 Кадмий, свинец Кострома 0,53 Свинец, хром Владимир 0,50 Медь, никель, цинк Ижевск 0,42 Цинк Ярославль 0,21 Хром Киров 0,13 Кобальт g - среднегодовая концентрация металла в атмосфере крупного промышленного центра. G — среднегодовая концентрация металла в атмосфере региона. Ландшафты крупных промышленных центров испытывают техногенную химическую нагрузку, в которых отмечается такие токсиканты, как Cd, Pb, а Рязань в таблице 1 находится на третьем месте по значению ИЗА. Конфигурация распределения содержания металлов в биосфере вокруг источника выбросов в основном соответствует климатической розе ветров [Гармаш, 1985; Малахов, 1989], зависит от высоты выбросов, рельефа местности, усугубляется неоднородностью геохимической обстановки [Добровольский, 1983а; 19836; 1985; Геохимия..., 1990]. Ю.А. Мажайский с соавторами [2003] утверждают, что атмосферный поток ТМ достигает максимальной интенсивности не по направлению преобладающих ветров, а там, где условия для рассеивания выброса в атмосфере наихудшие, сопровождающиеся приподнятыми инверсиями, характерные для зимних антициклонов. Агроландшафты подвергаются техногенному загрязнению за счет механического износа сельскохозяйственных машин и механизмов, выхлопов транспортных средств, в которых содержатся: Mn, Ni, Cr, Fe, Co, V [Геохимия..., 1990]. 14 Ряд исследователей [Минеев, 1984; 1988а; 1990; Овчаренко, 1995; 1996; Попова, 1991; Потатуева, 1994; Рамад, 1981; Ганжара, 1993; Говорина, 1991; Геохимия..., 1990; Ефремова, 1988; Карпова, 1990; Соловьев, 1992; Шильников, 1995] отмечают, что используемые в сельском хозяйстве минеральные, органические, известковые удобрения наряду с биофильными элементами содержат в своем составе As, Cd, Co, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn, Sr, Hg, F, Cl и др. Внесение туков в почву в количествах, обеспечивающих примерно 50% прибавки урожая, не могут не оказывать существенного влияния на микроэлементарный состав почв и режим питания, а также на изменение подвижности элемента и повышения его доступности растениям. Г.А Соловьев с соавторами [1992] отмечает, что при внесении минеральных удобрений в дозе N50P45K45 в почву поступает: Си - 2,07 г/га; Zn - 2,21; Мп - 5,56; Ni - 0,7; Со - 1,71; Cd - 0,13; Pb - 0,22 г/га, а с 60 т/га компоста вносится 56,4 г Си; 3,85 кг Zn; 1,63 кг Ni; 2,24 кг Мп. На душу населения промышленные и твердые бытовые отходы составляют 0,15-0,3 т/год. Они очень разнообразны по химическому составу. В отходах черной, цветной металлургии и машиностроения имеются: Мп, Сг, V, В, Sr, Zn, Pb, Cu, Ni, Co, W, Mo, Cd. Химическая промышленность и полиграфия поставляют Cr, Sn, Zn, Cu, Ni, Sb, Pb; зола и шлак ТЭС содержат Pb, Mo, Be, V, Ni, Cu, Zn, W [Геохимия..., 1990]. В работах многих исследователей отмечается положительное влияние орошения сточными водами животноводческих комплексов на урожайность сельскохозяйственных культур, потенциальное плодородие почвы, но в то же время высокие нормы сточных вод представляют опасность накопления в пахотном слое меди, цинка, кадмия, свинца [Гальченко, 1999; Захарова, 1998; 1999; 1999а; Ковалева, 1983; 1995; Мажайский, 1994; Менц, 1991; Марымов, ^, 1991; 1990; 1993; Микроэлементы..., 1980; Мудрый, 1997]. Таким образом, возрастающий "металлический пресс" на биосферу становится постоянно действующим экологическим фактором. Антропогенные источники обуславливают загрязнение обширных 15 территорий за счет трансграничного атмосферного переноса тяжелых металлов. Техногенные химические ареалы формируются в более короткие сроки, чем природные. На земле не остается территорий, которые в той или иной степени не подвергались бы загрязнению химическими элементами и их соединениями. Поэтому основное мероприятие по защите почв от загрязнения ТМ -это предотвращение загрязнения за счет совершенствования технологий производства, создания замкнутых технологических процессов. 1.2. Миграционная способность тяжелых металлов в почвах В.А. Ковда [1985] сравнил почвенный покров с озоновым экраном по биогеохимическим функциям в биосфере. Почва - открытая подсистема в геохимическом ландшафте. Она способна активно трансформировать соединения, поступающие в нее, повышать или понижать их миграционную способность [Перельман, 1975; Зырин, 1983; 1985]. Педосфера регулирует массопотоки элементов посредством системы равновесия и взаимопереходов между различными формами нахождения металлов в почве [Добровольский, 1997а; 1999]. 'т Содержание рассеянных элементов в земной коре, в первую очередь металлов, менее 0,1%. Они прочно связаны в минералах почвы и освобождаются только при их разрушении [Добровольский, 1983а]. Поступающие при техногенезе металлы в той или иной степени фиксируются почвой. Процесс фиксации включает адсорбцию, осаждение, коагуляцию, поглощение глинистыми минералами. В процессе почвообразования металлы сорбируются гидроксидами железа, глинистыми минералами и гумусом почвы [Степанова, 1976; Ковда, 1985; Горбатов, 1988]. Гидроксиды железа ^, поглощают ТМ более активно, чем глинистые минералы и почвенное органическое вещество. Так, 50% всех металлов связано оксидами железа [Добровольский, 1997], с органическим веществом в черноземах - от 25 (цинк) до 30% (медь) [Ильин, 1991], по другим данным 2/3 - 3/4 [Шильников, 16 1995]. Л.Н. Александрова [1980] подробно показала образование адсорбционных комплексов металлов с нерастворимыми компонентами почвенного гумуса. Гуминовые кислоты фиксируют металлы более прочно, чем фульвокислоты. По степени прочности связи с органическим веществом почвы ТМ располагаются в убывающий ряд: Pb >Cu > Zn >Cd [Ладонин, 1997; Пинский, 1983]. Однако поведение металлов при одинаковом значении рН и емкости поглощения может быть различным. Так, для Zn характерны процессы ионного обмена и сорбция гумусовыми веществами, а для Си -последняя. РЬ и Cd также связываются органическими веществами в гумусных, а в минеральных горизонтах почв - глинистыми минералами и полуторными оксидами [Горбатов, 1988; Добровольский, 1997]. Как правило, выпадающие на поверхность почвы ТМ, концентрируются в слое 2-5 см [Ягодин, 1989а] или 0-10 (20 см) [Ильин, 1991]. П.В. Елпатьевский, B.C. Аржанова [1985] отмечают, что в верхнем двухсантиметровом слое почвы задерживалось 419,3 мг/м2 в год свинца и 38,2 мг/м2 в год цинка, а в слое мощностью 38 см закрепилось 42,8 и 50 мг/м2 соответственно. В почвах пашни большинство ТМ фиксируется в пахотном слое. Однако при подкислении малобуферной почвы значительная доля металлов (Mn, Al, Fe) из обменно-поглощенного состояния переходит в почвенный раствор [Соколов, 1994]. При внесении только азотных и калийных удобрений увеличивается коэффициент подвижности металлов: Zn - с 13,4 до 19%, Си - с 2,6 до 4,7%, РЬ - с 5 до 7,4, Cd - с 19,6 до 28,3 [Алиева, 1995]. Из вышесказанного видно, что почва активно трансформирует поступающие в нее соединения, при этом водорастворимые переходят в ^ ионообменные и труднорастворимые. Органическое вещество образует с металлами комплексные, хелатные и металлоорганические соединения. Ионы РЬ более прочно адсорбируются почвой, чем Zn и Cd. 17 Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в почвообразующих породах Рязанской области, мг/кг. Элементы Тяжелые суглинки Покровные суглинки, глины Древнеаллювиальные, современные отложения Морена Лессовидные Карбонатные Бескарбонатные Глинистые Песчаные Zn 41±10 33±8 42±3 38±5 46±7 7±2 Си 27±7 27±10 23±8 23±8 20±9 1,2±0,3 РЬ 16±4 14±1 8±1 14±2 13±3 3±0,7 Cd 0,23±0,08 0,29±0,09 0,15±0,02 0,22±0,05 0,22±0,07 0,05±0,01 Сг 77±8 87±15 43±6 84±10 77±7 15±3 Со 10±1 10±0 7±1 12±2 10±1 2,3±0,4 В 23±8 27±8 28±3 32±3 38±6 12±2 Мп 433±77 433±54 333±2 469±50 557±10 220±6 V 125±57 80±26 90±10 105±1 100±1 21±6 Ni 17±7 23±7 10±0 27±6 28±2 8±1 Sn 2,3±0,8 33±0,8 2,0±0,6 3,1±0,3 3,2±0,2 1,3±0,2 Mo 0,8±0,1 0,9±0,2 0,6±0,1 0,8±0,1 0,8±0,1 0,5±0,1 Содержание тяжелых металлов в почве во многом определяется способностями почвообразующих пород и процессом педогенеза, вызывающими перераспределение элементов в профиле, изменение соотношения форм соединений микроэлементов [Зырин, 1979]. Элементный состав почвообразующих пород зависит от гранулометрического состава и миграционной способности [Протасова, 1996]. Максимальное количество тяжелых металлов в почвообразующих породах Окско-Донской равнины и Среднерусской возвышенности найдено в тяжелых покровных лессовидных суглинках и глинах, а минимальное в древнеаллювиальных и флювиогляциальных супесях и песках [Протасова, 1992; 1996]. Из исследований проведенных в Мещерском филиале ГНУ ВНИИГиМ [Мажайский, 2002] видно (табл. 2), что почвообразующие породы, на которых сформировались почвы Рязанской области, обладают высокой степенью вариабельности. Содержание большинства ТМ в песчаных породах в 2-7 раз меньше, чем в суглинистых и глинистых. Они обеднены всеми

Список литературы

Цена, в рублях: (при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)	1425

Скачать бесплатно	24691.doc

Найти готовую работу

ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:

Связаться

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ

15.04.24 Задачи, условия и этапы организации экспериментальной работы

15.04.24 Критерии качества преподавания

15.04.24 Категория нормы в обучающей деятельности

Архив материала для курсовых и дипломных работ

Ссылки:

Счетчики:

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.