Оцінювання екологічного стану прибережних ґрунтів річки Росава за фізико-хімічними параметрами

Размещено на http: //www. allbest. ru/

Оцінювання екологічного стану прибережних ґрунтів річки Росава за фізико-хімічними параметрами

Лейтенант сл. цив. захисту В.В. Рубан;

доц. Л.В. Сиса, канд. хім. наук Львівський ДУ БЖД

Анотація

Визначено типи та підтипи ґрунтів у заплаві р. Росава (Київська обл., басейн р. Рось), окремі їх фізико-хімічні параметри та наявність у них забруднювальних речовин. Встановлено, що для всіх Ґрунтів дослідженої ділянки характерний процес вирівнювання натрій-кальцієвого потенціалу Ґрунтового розчину і твердої фази Ґрунтів. Тут поширені Ґрунти із підвищеною за профілем часткою увібраного натрію, яка має високий ступінь залежності від вмісту натрієвих легкорозчинних солей і розвитку глейового процесу. Водночас елювіально-ілювіальна будова є рідкісною, але проявляється у легких за гранулометричним складом ґрунтах, переважно із сульфатно-хлоридним типом засолення. Загалом, екологічний стан ґрунтів на досліджених ділянках заплави р. Росава можна вважати задовільним, за винятком процесів засолювання на початкових стадіях. На основі отриманих даних вироблено рекомендації щодо покращення екологічного стану заплавних ґрунтів дослідженої ділянки річки.

Ключові слова: екологія, ґрунти, заплава, фізико-хімічні показники, засолення.

Заплавні ґрунти одні з найцінніших складових земельного фонду будь-якої країни. Особливою родючістю відрізняються алювіальні лугові ґрунти. У природному стані вони зайняті продуктивними луками, пасовищами. Окремі ділянки розорюються для вирощування коренеплодів, картоплі, овочевих культур. Класифікація цих ґрунтів ускладнюється тим, що розвиток і властивості алювіальних ґрунтів залежать як від зональних, так і азональних факторів. Найпоширеніші три типи алювіальних ґрунтів: дернові, лугові та болотні, а їх поділ на підтипи залежить від зони [1]. Кількісний склад солей у заплавних ґрунтах залежить від наявності повені, гідротермічних умов року, рельєфу заплави, рослинності й від інших факторів.

Мета роботи визначення типу та підтипу ґрунтів у заплаві р. Росава (Київська обл., басейн р. Рось), їх фізико-хімічних параметрів, наявності у них забруднювальних речовин та вироблення на основі отриманих даних рекомендацій щодо покращення екологічного стану цих ґрунтів.

Визначення типу та підтипу ґрунтів

Алювіальні дернові ґрунти формуються під луговою, чагарниковою та лісовою рослинністю у прирусловій заплаві [2]. Ґрунтові води, хоча й не знаходяться дуже глибоко, більшу частину року не впливають на ґрунтовий профіль, тому ці ґрунти сухі. Ознаки оглеєння слабкі або відсутні. Ґрунти слабо гумусовані (1-3 %), у більшості сильношаруваті, що за старою номенклатурою дозволило їх називати " заплавними шаруватими"; переважно малопотужні з невеликою ЄП (10-15 мг-екв/ 100 г ґрунту).

Профіль типового алювіального дернового ґрунту:

Нд дернина, сіра або бурувато-сіра, потужністю 5-7 см;

Н потужністю 3-20 см, гумусовий, сірий, шаруватий, найчастіше піщаний;

НР перехідний, шаруватий;

Р алювій різного гранскладу, шаруватий.

Підтипи:

опідзолені, в них виділяється освітлений Не-горизонт та горизонт НРі, характерний Е-І перерозподіл (Но+Не+НРі+Р);

примітивні, в яких горизонти не розвинені, являють собою шари алювію різного гранскладу та гумусованості (Рй+Р1й1+Р2Ь2+.. ,+Рпйп);

буроземні, які трапляються в зоні Карпат, мають бурувате забарвлення, перехідний горизонт ущільнений, Е-І диференціації нема.

Алювіальні лугові ґрунти утворились під трав'яною луговою рослинністю в центральній заплаві. Будова профілю типового ґрунту: Нд+Н+HPgl+PGl.

Коренева система лугової рослинності інтенсивно оструктурює ґрунтову масу, тому стара назва цих ґрунтів "заплавні зернисті". Гумусу в них багато, до 8-10 %, ЄП до 20-30 мг-екв/100 г ґрунту.

Алювіальні болотні ґрунти утворились у притерасних або старичних зниженнях. Для їх генезису характерна спільна дія болотного й алювіального ґрунтоутворення. Залежно від їх співвідношення, алювіальні болотні ґрунти діляться на лугово-болотні (сильноглейові, не мають Т) та оторфовані (мають шар Т). Оторфовані поділяють за потужністю та ступенем розкладу торфу. Типовий профіль: Н (Т)+НРС1+РС1. Болота, зазвичай, низинного типу, гумусу від 5 до 20 %, реакція кисла або слабокисла, ЄП різноманітна, містять мало Р і К, торф сильно замулений, у мінеральній частині профілю іржаво-вохристі плями.

Експериментальна частина

Методи дослідження. Зразки для визначення сольового складу ґрунтів заплави відбирали в три терміни: навесні (після закінчення повені), влітку та восени 2014 р. Аналіз зразків проводили за загальноприйнятими методиками ([3, 4] та відповідні КНД на окремі показники) частково на місці відбору проб (органолептичні показники, температура, кислотність), частково у НДЛ екологічної безпеки ЛДУ БЖД (м. Львів; свідоцтво про атестацію № РЛ 097/14 від 28.07.2014 р.). Зокрема:

іон С1титруванням 0,02 н. розчином AgNO3 з хромовокислим калієм;

Б042ваговим методом з використанням ВаС12;

НС03титруванням 0,01 н. розчином Н2Б04 в присутності метилоранжу;

Са+ і М^2+ титруванням 0,05 н. розчином трилону Б;

К+ і №+ іон-селективними електродами.

Зразки відбирали в трикратному повторенні, один із розрізу, а два з бурових свердловин біля розрізу в межах майданчика розміром 10x10 м.

Результати дослідження. Дослідження динаміки сольового складу водної витяжки алювіальних ґрунтів показали, що в усіх ґрунтах заплави як під лісом, так і під луками склад водної витяжки однотипний. Серед аніонів переважають гідрокарбонати та сульфати. Кількість хлоридів була незначною (0,0020,006 %). Серед катіонів переважають іони Са2+. Кількість іонів Mg2+ становить 0,03-0,07 %. Вміст одновалентних катіонів К+ і №+ у сумі не перевищує 0,010 %.

За класифікацією НІ. Базилевич та Є.І. Панкової [5], у назву типу засолення за аніонним складом включають ті аніони, вміст яких перевищує 20 % від суми аніонів у мг-екв. Для алювіальних ґрунтів заплави р. Росава переважними аніонами у витяжці є НСО3" і 8042", тому тип засолення заплавних ґрунтів визначається як сульфатно-гідрокарбонатний (для верхньої частини профілю) і гідрокарбонатно-сульфатний (для нижньої його частини).

При цих типах засолення переважним катіоном є Са2+. Його вміст перевищує інші катіони більше, ніж у два рази. Тому тип засолення за катіонним складом буде кальцієвий. Якщо до уваги брати не один, а два катіони, то для верхніх горизонтів профілю хімізм засолення за катіонним складом можна вважати магнієво-кальцієвим, а для нижньої частини більш характерний натрієвокальцієвий. Найменшу частку сухого залишку (0,15 %), легкорозчинних солей (0,06-0,08 %) виявлено в лучних ґрунтах прируслової частини заплави. У верхніх горизонтах профілю сухого залишку більше під лісом (0,09-0,11 %); униз по профілю його менше. Під трав'яною рослинністю, навпаки, вміст сухого залишку більший у нижній частині профілю. У лучних ґрунтах центральної частини заплави вміст солей був дещо більшим.

Порівнявши отримані результати з матеріалами попередніх робіт [6], можна стверджувати, що в середньому за роки досліджень гідрокарбонатів у гумусовому горизонті цих ґрунтів було більше під запоною лісу (залежно від сезону року їх вміст становив 0,46-1,19 мг-екв) порівняно з лучним фітоценозом (0,41-0,79 мг-екв). Вміст сульфатів, відповідно, становив 0,34-0,75 мг-екв та 0,39-0,68 мг-екв. Профільний розподіл аніонів був такий: вміст гідрокарбонатів зменшувався вниз по профілю, а сульфатів збільшувався. Кількість хлоридів не перевищувала 0,006 %. За вмістом легкорозчинних солей (не більше 0,16 %) і сухого залишку (до 0,26 %) лучні ґрунти центральної заплави незасолені.

Розподіл солей у профілі лучно-болотних ґрунтів притерасся більш рівномірний. У середньому за два роки гідрокарбонати у водній витяжці переважали у весняний період. У літньо-осінній період було більше сульфатів. Серед катіонів домінує кальцій, але збільшується і вміст натрію. Тому в динаміці хімізм засолення за аніонним складом змінювався від сульфатно-гідрокарбонатного до карбонатно-сульфатного, який більш виражений під трав'яною рослинністю. За катіонним складом хімізм засолення переважно кальцієвий, але його можна характеризувати і як магнієво-кальцієвий (для верхніх горизонтів), і як натрієво-кальцієвий (для нижніх горизонтів профілю). За вмістом солей сухого залишку лучно-болотні ґрунти не засолені, оскільки сума розчинних солей менша за 0,2 %.

Треба враховувати також наявність токсичних іонів і солей. За результатами досліджень багатьох авторів [7, 8 та ін] встановлено, що за вмісту в ґрунті аніонів СО32-, СІ", 8042вище, відповідно, 0,005-0,01 %, 0,01-0,02 % і 0,1 -0,3 % пригнічуються ріст і розвиток дуба і ясеня, що зростають у заплавах. Вміст токсичних іонів і солей в алювіальних ґрунтах заплави р. Росава не перевищує поріг токсичності. У водній витяжці іони СО32відсутні, а вміст іонів НСО3не перевищує поріг токсичності, тому з катіоном Са2+ зв'язуються всі аніони НСО3-, утворюючи середовище, безпечне для росту згаданих вище порід дерев.

Основою виділення типів заплавних ґрунтів у запропонованій класифікації були такі основні діагностичні горизонти: зернистий (ИИ) темноколірний гумусово-акумулятивний горизонт із зернистою або грудкуватою структурою; ясногумусовий (НУ) гумусово-акумулятивний, що характеризується світлим забарвленням через низький вміст гумусу (переважно менше 2 %) у піщано-середньосуглинистому профілі, а також слабооформленою структурою; шаруватий (ясногумусовий НУ: Р, зернистий ИИ: Р); злитий (V); глейовий (типовий І, крипто глейовий Q, гідротроілитовий ОБ, рудяковий ОР); солончаковий (8); агрогенний (зернистий ИИ: А, ясногумусовий НУ: А).

Найпоширенішою і моногенетичною формою соленакопичення є утворення солончакуватих ґрунтів із сезонно-пульсуючим солевмістом і диференційованим за співвідношенням 804/СІ елювіально-ілювіальним сольовим профілем. Основними мінеральними формами солей, що знаходяться у твердій фазі ґрунтів, є мірабіліт, тенардит, галіт, гіпс, кальцит. Типи і роди досліджених ґрунтів мають індивідуальні особливості морфології сольових новоутворень, будови ґрунтово-сольової маси, будови сольового профілю, складу і динаміки солей.

Основним типом соленакопичення для найбільш поширеного діапазону мінералізації підґрунтових вод (3-22 г/л) і звичайних для заплав засолених ґрунтів є хлоридно-сульфатний. При цьому для підґрунтових вод характерний магнієво-натрієвий склад, а для ґрунтів кальцієво-натрієвий. Мінералізація підґрунтових вод і відносний вміст хлорі натрій-іонів збільшується вниз за течією рік. У ґрунтах відносна кількість цих іонів збільшується у зворотному напрямку вверх за течією.

Пропозиції щодо покращення екологічного стану заплавних ґрунтів.

Для захисту від берегової водної ерозії не допускається розорювання алювіальних ґрунтів за швидкості течії, що перевищує 0,2 м/с, а також ділянок, близьких до русла, місць виходу та входу повеневих вод у заплаву, грив, тальвегів; рекомендується насадження дерев'янисто-чагарникової рослинності вздовж берегів.

Також для ефективного використання алювіальних ґрунтів на досліджених ділянках рекомендуються такі заходи: агрокультурне поліпшення природних лугів і пасовищ та науково-обґрунтоване внесення мінеральних добрив на розораних ділянках.

річка екологічний кальцієвий забруднювальний

Висновки

Екологічний стан ґрунтів на досліджених ділянках заплави р. Росава можна вважати задовільним, за винятком процесів засолювання (на початкових стадіях). Сольовий склад проб є типовим для цієї місцевості.

У долині р. Росава поширені ґрунти із підвищеною за профілем часткою увібраного натрію, яка має високий ступінь залежності від вмісту натрієвих легкорозчинних солей і розвитку глейового процесу. Водночас елювіальноілювіальна будова є рідкісною, але проявляється у легких за гранулометричним складом ґрунтах, переважно із сульфатно-хлоридним типом засолення.

Для всіх ґрунтів характерний процес вирівнювання натрій-кальцієвого потенціалу ґрунтового розчину і твердої фази ґрунтів. Відсутність содопрояву в умовах глибокого анаеробіозису дає підстави зробити висновок про неістотність ролі чинника біохімічного утворення соди в осолонцюванні глейоземів.

Солонцево-ілювіальний процес у ґрунтах із сприятливими умовами лесиважу забезпечується сезонно-пульсуючим соленакопиченням і відбувається циклічно, разом із сезонними осолонцюванням та самомеліорацією ґрунтів.

Для ефективного використання алювіальних ґрунтів на досліджених ділянках рекомендовано такі заходи: агрокультурне поліпшення природних лугів і пасовищ та науково обґрунтоване внесення мінеральних добрив на розораних ділянках.

Література

1. Назаренко І.І. Ґрунтознавство : підручник / І.І. Назаренко, С.М. Польчина, В.А. Нікорич. Чернівці : Изд-во "Книги XXI", 2004. 40о с.

2. Хабаров А.В. Ґрунтознавство / А.В. Хабаров, А.А. Яскини. М. : Изд-во "Колос", 2001. 232 с.

3. Дмитриев М.Т. Санитарно-химический анализ загрязняющих веществ в окружающей среде : справочник / М.Т. Дмитриев, Н.И. Казнина, И. А. Пинигина. М. : Изд-во "Химия", 1989. 348 с.

4. ГОСТ 17.4.1.02-83 Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.

5. Базилевич Н.И. Методические указания по учету засоленных почв. Изд. 2-ое, [перераб. и доп.] / Н.И. Базилевич, Е.И. Панкова М. : Изд-во "Гипроводхоз", 1998. 130 с.

6. Звіт Державної екологічної інспекції Київської області за 2012 р. // Інформаційний бюлетень. К., 2013 р. 128 с.

7. Голдовський, Л.Ф. Хімія навколишнього середовища / Л.Ф. Голдовський. К. : Вид-во "Світ", 2007. 294 с.

8. Мірошніченко М.М. Ґрунтово-екологічне нормування забруднення важкими металами / М.М. Мірошниченко // Вісник аграрної науки : наук.-теор. журнал НААН України. 2002. № С. 62-66.

Размещено на Аllbеst.ru