Важкі метали у зрошуваних ґрунтах Донбасу: рівні вмісту, процеси міграції, трансформації і транслокації, прийоми детоксикації

Впервые дана комплексная оценка эколого-агромелиоративного состояния орошаемых земель Донецкой области, составлена картосхема, на которой выделены 3 группы земель: с удовлетворительным, опасным и очень опасным (кризисным) состоянием. Для каждой группы земель предложен комплекс мероприятий по охране и повышению плодородия.

Выявлены особенности сезонной и многолетней динамики подвижной формы ТМ в почвах. Неорошаемой и выведенной из орошения почвам присущ сезонно обратимый тип режима ТМ с тенденцией снижения уровня загрязнения в последние два засушливые года. В орошаемой почве наблюдается сезонно необратимый режим металлов: сезонное их накопление в слое 0-50 см в поливной период с последующим выщелачиванием в осенне-зимне-весенний период в нижние горизонты.

Установлены закономерности трансформации ТМ в почвах при орошении пресной и загрязненной минерализованной водой, транслокации их в растения при различных уровнях загрязнения воды и почвы. Исследовано количественное распределение металлов между твердой и жидкой фазами полиэлементно загрязненного чернозема обыкновенного. В жидкой фазе (почвенный раствор) содержание ТМ очень низкое (0,0001 % от валового количества). Преобладающая часть металлов связана с минеральной частью твердой фазы почвы. В составе ГК и ФК гумуса содержание ТМ незначительно.

Обоснованы направления детоксикации загрязненных оросительных вод и почв, включающие применение веществ-адсорбентов, промывки различными по качеству водами и выращивание культур с большой биомассой. Исследования по очистке вод, полиэлементно загрязненных ТМ, показали, что наиболее эффективными адсорбентами являются катионит КУ-2, вермикулит, торф, сапропель, криптогумин, карбонатно-кальциевые и железосодержащие отходы промышленности, адсорбировавшие 67-87 % металлов.

Оценочными критериями эффективности адсорбентов и промывок почвы являются содержание металлов в водной вытяжке, почвенном растворе и качество продукции. Так, изучавшиеся в полевых и модельных опытах вещества в большей степени адсорбировали ТМ, извлекаемые водной вытяжкой, чем ацетатно-аммонийным буферным раствором и соляной кислотой. В результате адсорбции наиболее подвижной формы накопление ТМ в растениях снижалось на 20-70 %. Для детоксикации загрязненных почв можно выращивать кормовую свеклу, однако при этом для очистки почвы до фонового уровня потребуется от 17 до 58 лет.

Ключевые слова: тяжелые металлы, оросительные воды, орошаемые почвы, эколого-агромелиоративное состояние, трансформация, миграция, транслокация, детоксикация, адсорбент, промывка.

SUMMARY

Moshnik L.I. Heavy metals in the irrigated soils of Donbass region: levels of content, migration, transformation and translocation processes, methods of remediation. - Manuscript.

The dissertation for the degree of candidate of agricultural sciences on a specialty 06.01.03 - agricultural soil science and agrophysics. - Institute for Soil Science and Agrochemistry Research named after A.N. Sokolovsky UAAS, Kharkiv, 2000.

On the basis of land investigations in the "irrigation water - soil - plant" system the complex estimation of ecological and ameliorative conditions of irrigated lands of Donbass region was obtained. 3 groups with satisfactory, dangerous and very dangerous condition were distinguished. The recommendations for using of complex methods to conserve and increase irrigated soils fertility for each group were offered. We revealed the dependence between heavy metals (HM) content in the agricultural production, irrigation water quality and level of soil pollution. The conformities of HMs migration, transformation and translocation in the "irrigation water - soil - plant" system; quantitative HMs distribution in the different soil constituents: soil solution, absorbing complex, clay fractions, humus acids and fulvoacids were determined. Remediation methods of polluted waters and soils (washing irrigation, absorbents, plant amelioration) were elaborated.

Key words: heavy metals, irrigation water, irrigated soils, ecology-ameliorative condition, migration, transformation, translocation, methods of remediation, washing irrigation, absorbent.

Размещено на Allbest.ru