Главная Коллекция "Otherreferats" Сельское, лесное хозяйство и землепользование Накопление тяжелых металлов в городских почвах (на примере города Новочеркасска)

Накопление тяжелых металлов в городских почвах (на примере города Новочеркасска)

Результаты лабораторных исследований по накоплению валовых форм тяжелых металлов, их концентраций в почвах под пологом древесных видов растений города Новочеркасска. Промышленные выбросы, их влияние на землю. Суммарный показатель загрязнения почв.

Рубрика Сельское, лесное хозяйство и землепользование
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 29.04.2017
Размер файла 908,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФГБОУ ВПО «Новочеркасская государственная мелиоративная академия», Новочеркасск, Россия

Накопление тяжелых металлов в городских почвах (на примере города Новочеркасска)

Малышева Зинаида Георгиевна

д.с.-х.н., доцент

Павлова Елена Геннадьевна

аспирант

Аннотация

В статье приведены результаты лабораторных исследований по накоплению валовых форм тяжелых металлов, концентраций и суммарных показателей накопления (СПН) их в почвах под пологом древесных видов растений города Новочеркасска

Ключевые слова: тяжелые металлы, концентрация, накопление, парковые ландшафты

Annotation

Accumulation of heavy metals in soils of steppe agglomeration (on example of novocherkassk)

Malysheva Zinaida Georgievna

Dr.Sci.Arg., associate professor

Pavlova Elena Gennadevna

postgraduate student

FGBOU VPO “ Novocherkassk state reclamation Academy”, Novocherkassk, Russia

The results of laboratory studies of accumulation of gross forms of heavy metals, the total rate of accumulation (SPN) in the soil under the canopy of woody landscape parks of the town of Novocherkassk are presented in this article

Keywords: heavy metals, park landscapes, concentration

Городские почвы поддерживают необходимое для сохранения здоровья человека состояние окружающей среды. Они являются основной средой, в которую попадают тяжллые металлы и служат естественным фильтром загрязнений, поступающих на ел поверхность с атмосферными осадками.

Важное значение имеет не только содержание, но и формы тяжллых металлов в почве, так как они различны по степени доступности для растений.

В результате работы ГРЭС и автотранспорта в атмосферу города Новочеркасска выбрасываются большие обълмы загрязняющих веществ, которые поступают в верхние слои городских почв. Даже при относительно невысоких концентрациях в воздухе, в почвах города достаточно быстро накапливается большое количество вредных веществ, осаждающихся из атмосферы.

Целью работы является изучение накопления тяжллых металлов в почвах промышленных, селитебных и зеллных зон города Новочеркасска. В качестве объектов исследования были выбраны древесные насаждения парковых ландшафтов - сквер в микрорайоне «Донской», расположенный в промышленной зоне города, где размещены предприятия и связанные с ними объекты. Эта зона является основным источником загрязнения окружающей среды (рис.1).

Рисунок 1 Сквер в микрорайоне «Донской»

Сквер на площади «Троицкой» размещен в селитебной зоне города и включает как жилой район, так и общественный центр (рис 2).

Детский парк «Казачок» расположен в зеллной зоне центральной части города (рис.3).

В сквере микрорайона «Донской» преобладают Каштан конский, Робиния псевдоакация, Кллн остролистный, Ясень зеллный; в селитебной

Рисунок 2 Сквер на площади «Троицкой»

Рисунок 3 Детский парк «Казачок»

- Кллн остролистный, Липа мелколистная, Каштан конский, Ясень зеллный; в зеллной зоне - Ясень обыкновенный, Каштан конский, Липа мелколистная, Вяз мелколистный.

При исследованиях применяли общепринятые методики: отбор почвы проводили из гумусового горизонта (0-20 см), как наиболее загрязненного токсичными металлами [2].

При анализе образцов определяли валовые формы металлов: цинк (Zn), свинец (Pb), кадмий (Cd), никель (Ni), кобальт (Co), марганец (Mn), медь (Cu) [1]. На основании проведенного элементного анализа, данные по накоплению валовых форм тяжелых металлов в почвах и суммарный показатель накопления (СПН) под пологом древесных видов растений представлены в таблице 1.

Таблица 1 Содержание валовых форм тяжллых металлов и суммарный показатель накопления их в почвах под пологом древесных видов парковых ландшафтов

Порода

Металлы, мг/кг

Суммарный показатель накопления

Zn

Pb

Cd

Ni

Co

Mn

Cu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Сквер микрорайона «Донской»

Каштан конский (Aesculus hippocastanum)

116,25

9,75

0,15

25,23

5,45

310,75

25,08

492,66

Липа мелколистная (Tilia cordata)

123,50

17,43

0,13

11,03

2,38

219,75

13,15

387,37

Кллн остролистный (Acer platanoides)

103,50

12,58

0,35

18,30

3,63

269,25

17,90

425,51

Ясень зеллный (Fraxinus lanceolata Borch)

77,50

9,95

0,18

19,80

4,63

350,75

18,50

481,31

Робиния псевдоакация (Robinia pseudoacacia)

100,50

10,60

0,13

20,60

4,65

293,25

18,78

448,51

Тополь пирамидальный (Populus pyramidalis)

86,25

10,98

0,18

21,23

4,93

352,25

19,18

495,0

Слива растопыренная (Prunus cerasifera)

82,50

27,23

0,23

20,28

5,05

251,25

17,75

404,29

Сквер на площади «Троицкой»

Каштан конский (Aesculus hippocastanum)

88,00

22,15

0,10

23,68

5,60

350,75

21,00

511,28

Липа мелколистная (Tilia cordata)

146,90

65,37

0,22

40,36

5,56

258,42

37,99

554,82

Кллн остролистный (Acer platanoides)

105,35

62,45

0,15

26,50

3,24

156,19

21,14

375,02

Ясень зеллный (Fraxinus lanceolata Borch)

182,63

95,58

0,17

39,98

7,23

239,14

33,71

598,44

Робиния псевдоакация (Robinia pseudoacacia)

127,56

34,63

0,20

30,85

3,59

234,63

18,76

450,22

Вяз гладкий (Ulmus laevis)

109,70

74,63

0,12

40,35

5,72

212,69

29,75

472,96

Кллн полевой (Acer campestre)

136,16

90,13

0,22

42,97

5,13

235,08

32,49

542,18

Детский парк «Казачок»

Тополь канадский (Populus deltoides Marsh)

63,49

20,61

0,17

47,96

7,62

361,29

22,16

523,3

Каштан конский (Aesculus hippocastanum)

60,73

26,64

0,22

46,32

7,50

151,88

24,32

317,61

Липа мелколистная (Tilia cordata)

56,94

15,47

0,12

50,12

4,05

377,88

26,52

531,1

Кллн остролистный (Acer platanoides)

60,17

35,50

0,24

47,33

4,52

259,00

22,18

428,94

Граб обыкновенный (Carpinus betulus)

52,42

28,45

0,20

40,35

6,10

243,12

20,50

391,14

Кллн ясенелистный (Acer negundo L)

56,86

15,20

0,12

47,39

5,94

256,83

25,48

407,82

Вяз мелколистный (Ulmus pumila)

50,39

35,38

0,12

45,97

3,86

308,66

22,97

467,35

Как видно из таблицы, максимальное содержание цинка в почвах под пологом Липы мелколистной составляет - 123,50 мг/кг, среднее - под Робинией псевдоакацией - 100,50 мг/кг, а минимальное его количество определено под Ясенем зеллным - 77,50 мг/кг.

Уровень максимального накопления свинца под Сливой растопыренной - 27,23 мг/кг, среднего - под Кленом остролистным - 12,58 мг/кг, а минимального - под Каштаном конским - 9,75 мг/кг.

Наибольшее количество кадмия зафиксировано под Кллном остролистным - 0,35 мг/кг, среднее - под Ясенем зеллным и тополем пирамидальным - 0,18 мг/кг, а минимальное - под Липой мелколистной - 0,13 мг/кг.

В максимальном количестве никель обнаружен в почвах под Каштаном конским - 25,23 мг/кг, среднем - под Ясенем зеллным - 19,80 мг/кг, минимальном - под Липой мелколистной - 11,03 мг/кг.

Значительное содержание кобальта накапливается под Каштаном конским - 5,45, среднее - под Робинией псевдоакацией и Ясенем зеллным- 4,63 мг/кг, а низкое - под Липой мелколистной - 2,38 мг/кг.

Марганец в максимальном количестве содержится в почвах под Тополем пирамидальным - 352,25 мг/кг, среднем - под Робинией псевдоакацией - 293,25 мг/кг, минимальное количество его зафиксировано под Липой мелколистной - 219,75 мг/кг.

Наибольшее содержание меди находится в почвах под пологом Каштана конского - 25,08 мг/кг, повышенное - под Робинией псевдоакацией - 18,78 мг/кг, а наименьшее его количество обнаружено под Липой мелколистной - 13,15 мг/кг.

Таким образом, наибольшее количество тяжллых металлов содержится в почвах под деревьями Тополя пирамидального - 495,0 мг/кг, Каштана конского - 492,66 мг/кг и Ясеня зеллного - 481,31 мг/кг, что объясняется более поздним сроком листопада для этих древесных видов, т.е. пока листья находятся в кроне, они продолжают аккумулировать пыль с содержанием тяжелых металлов. Суммарный показатель накопления на данном объекте исследования варьирует от 387,37 до 495,0 мг/кг.

Исследования показали, что в сквере на площади «Троицкой» цинк в максимальном накоплении обнаружен в почвах под Ясенем зеллным - 182,63 мг/кг, в среднем - под Робинией псевдоакацией - 127,56 мг/кг, а минимальное количество его зафиксировано под Каштаном конским - 88,00 мг/кг.

Максимальное количество свинца накапливается в почве под Ясенем зеллным - 95,58 мг/кг, среднее количество - под Кллном остролистным - 62,45 мг/кг, а минимальное его содержание определено в почвах под Каштаном конским - 22,15 мг/кг.

Кадмий накапливается в максимальном значении под Липой мелколистной - 0,22 мг/кг, среднем - под Ясенем зеллным - 0,17 мг/кг, а минимальное - под Каштаном конским - 0,10 мг/кг.

Высокое содержание никеля обнаружено в почвах под Кллном полевым - 42,97 мг/кг, среднее - под Робинией псевдоакацией - 30,85 мг/кг, а низкое содержание - под Каштаном конским - 23,68 мг/кг.

Накопление кобальта достигает максимального значения под Ясенем зеллным - 7,23 мг/кг, среднее - под Кллном полевым - 5,13 мг/кг, а минимальное накопление - под Кллном остролистным - 3,24 мг/кг.

Марганец накапливается в больших количествах в почвах под Каштаном конским - 350,75 мг/кг, среднем - под Ясенем зеллным - 239,14 мг/кг, наименьшее его количество зафиксировано - под Кллном остролистным - 156,19 мг/кг.

Наибольшее содержание меди находится в почвах под Липой мелколистной - 37,99 мг/кг, повышенное - под Вязом гладким - 29,75 мг/кг, наименьшее его количество обнаружено под Робинией псевдоакацией - 18,76 мг/кг.

Полученные данные свидетельствуют о том, что наибольшее количество металлов находится в почвах под Ясенем зеллным - 598,44 мг/кг, Липой мелколистной - 554,82 мг/кг и Кллном полевым - 542,18 мг/кг.

Суммарный показатель накопления тяжелых металлов в почвах под зелеными насаждениями сквера на площади «Троицкой» составляет от 375,02 до 598,44 мг/кг.

Большой разницы между промышленной и селитебной зоной не отмечено, в связи с тем, что потоки ветра и основные автомобильные магистрали города проходят по этим территориям.

В детском парке «Казачок» Каштан конский в меньшем количестве накапливает все металлы - 317,61 мг/кг, среднее количество их аккумулируют листья Клена ясенелистного - 407,82 мг/кг, а максимальное содержание всех металлов определено в фитомассе Тополя канадского - 523,3 мг/кг. Поэтому, при подборе пород, отвечающих условиям окружающей (природной) среды и выполняющих роль биологических фильтров, целесообразно выбирать те виды растений, которые обладают сильным мелиоративным воздействием в местах техногенного загрязнения. Для этих целей наиболее пригодны: Липа мелколистная, Ясень зеленый, Клен полевой, Каштан конский, Тополь канадский, фитомасса которых при опаде выводит поллютанты из воздуха и они утилизируются в почвах.

Для определения суммарного показателя загрязнения почв (Zc) на этих объектах, нами определены коэффициенты концентраций этих же металлов под пологом насаждений (таблица2).

По данным таблицы 2, высокие коэффициенты концентраций тяжл-лых металлов в почвах и суммарные показатели их загрязнения снижены в тех ландшафтах, насаждения которых расположены в зеллной зоне цент-ральной части города.

Таблица 2 Коэффициенты концентрации тяжллых металлов и суммарный показатель загрязнения почв под пологом насаждений парковых ландшафтов.

Порода

Коэффициенты концентраций

Суммарный показатель загрязнения

Zn

Pb

Cd

Ni

Co

Mn

Cu

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Сквер микр. «Донской»

Каштан конский (Aesculus hippocastanum)

2,32

0,49

0,3

0,56

1,24

1,06

1,09

7,06

Липа мелколистная (Tilia cordata)

2,46

0,87

0,26

0,24

0,54

0,75

0,57

5,69

Кллн остролистный (Acer platanoides)

2,06

0,63

0,7

0,41

0,83

0,92

0,77

6,32

Ясень зеллный (Fraxinus lanceolata Borch)

1,54

0,50

0,36

0,44

1,05

1,19

0,81

5,89

Робиния псевдоакация (Robinia pseudoacacia)

2,01

0,53

0,26

0,46

1,06

0,35

0,81

5,48

Тополь пирамидальный (Populus pyramidalis)

1,72

0,55

0,36

0,47

1,12

0,42

0,83

5,47

Слива растопыренная (Prunus cerasifera)

1,64

1,37

0,46

0,44

1,15

0,29

0,77

6,13

Сквер на площади «Троицкой»

Каштан конский (Aesculus hippocastanum)

1,75

1,11

0,2

0,52

0,70

0,41

0,91

5,6

Липа мелколистная (Tilia cordata)

2,93

3,29

0,44

0,89

0,69

0,30

1,65

10,19

Клен остролистный (Acer platanoides)

0,02

3,14

0,3

0,58

0,41

0,18

0,92

5,55

Ясень зеллный (Fraxinus lanceolata Borch)

3,64

4,81

0,34

0,88

0,91

0,28

1,46

12,32

Робиния псевдоакация (Robinia pseudoacacia)

2,54

1,74

0,4

0,68

0,44

0,28

0,81

6,89

Вяз гладкий (Ulmus laevis)

2,18

3,75

0,24

0,89

0,71

0,25

1,29

9,31

Кллн полевой (Acer campestre)

2,72

4,53

1,18

0,95

0,64

0,28

1,41

10,97

Детский парк «Казачок»

Тополь канадский (Populus deltoides Marsh)

1,26

1,03

0,34

1,06

0,95

0,42

0,96

6,02

Каштан конский (Aesculus hippocastanum)

1,21

1,34

0,44

1,02

0,94

0,18

1,05

6,18

Липа мелколистная (Tilia cordata)

1,13

0,77

0,24

1,10

0,50

0,44

1,15

5,33

Кллн остролистный (Acer platanoides)

1,19

1,78

0,48

1,04

0,56

0,30

0,96

6,31

Граб обыкновенный (Carpinus betulus)

1,04

1,43

0,40

0,89

0,76

0,28

0,88

5,68

Кллн ясенелистный (Acer negundo L)

1,13

0,76

0,24

1,05

0,74

0,30

1,10

5,32

Вяз мелколистный (Ulmus pumila)

1,00

1,78

0,24

1,01

0,48

0,36

0,99

5,86

На территории сквера в микрорайоне «Донской» эти показатели существенно не отличаются, при этом загрязнение почв в сквере на площади «Троицкой» наиболее высокое, что уже объяснялось его расположением. И, тем не менее, суммарный показатель загрязнения почв на всех объектах исследований относится к категории допустимой.

В почвах тяжллые металлы переводятся в неусвояемые формы (координационные комплексные соединения), безопасные для жизни живых организмов. Органическое вещество выступает в роли адсорбента катионов и анионов. Так связываются промышленные выбросы, повышается буферность почвы и понижается концентрация солей в почвенном растворе.

тяжелый металл накопление почва

Литература

1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях: учебное пособие. Ю.В. Алексеев: Л.: ВО Агропромиздат, 1987. 141 с.

2. ГОСТ-12071. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов. М., 1972. 11 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены