Исследование загрязнения агроценозов Иссык-Кульской области тяжёлыми металлами
Классификация загрязняющих веществ по масштабам загрязнения и воздействию на биологические объекты. Почвенно-климатические условия Иссык-Кульской котловины, Содержание тяжёлых металлов в почвах агроценозов. Значение свинца для зерна злаковых культур.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.05.2018 |
| Размер файла | 18,9 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/
Исследование загрязнения агроценозов Иссык-Кульской области тяжёлыми металлами
Б.К. Калдыбаев
Аннотация
В данной работе приведены результаты исследований загрязнения агроценозов восточной части Иссык-Кульской области тяжёлыми металлами.
Агроэкологические системы ставшие неотъемлемой составной частью современной биотехносферы испытывают, как и естественные экосистемы, постоянные техногенные воздействия, подвергаются влиянию различных загрязнителей локального, регионального и глобального характера. Среди загрязняющих веществ по масштабам загрязнения и воздействию на биологические объекты особое место занимают тяжёлые металлы. На территории СНГ тяжёлыми металлами загрязнены значительные площади. Так, в России загрязнение земель токсичными тяжёлыми металлами в концентрациях от 0,2 до 10,0 т/км2 в начале 90-х гг. ХХ века наблюдалось на 18 млн. га. 1, 2. В некоторых регионах допустимые уровни превышены в сотни раз. Например, содержание одного из наиболее опасных ингредиентов - свинца в почвах города Шымкент (Казахстан) превышало ПДК в 340 раз; в почвах Киргизии содержание ртути оказалось в 100 раз выше ПДК 2.
Сельское хозяйство также как и другая производственная деятельность загрязняет почвы тяжёлыми металлами. По оценкам ЦИНАО, к 1990г. с фосфорными удобрениями в целом по бывшему СССР внесено в почву 16633т свинца, 3200т кадмия и 533т ртути. По данным агрохимических исследований, выявлены сотни тысяч гектаров пахотных земель, загрязнённых тяжёлыми металлами, на которых необходимо проводить специальные профилактические мероприятия, предотвращающие загрязнение растительной продукции токсикантами. Опасность, вызываемая загрязнением тяжёлыми металлами, усугубляется ещё и слабым выведением их из почвы. Так, период полуудаления в условиях различных почвенных зон варьирует в зависимости от вида металлов следующим образом: для Zn 70-510 лет, Cd 113-1100, Cu 310-1500, Pb 740-5900 лет 3, 4. Тяжёлые металлы претерпевают в почве химические превращения, в ходе которых их токсичность изменяется в очень широких пределах. Наибольшую опасность представляют подвижные формы тяжёлых металлов. Подвижность же существенно зависит от почвенно-экологических факторов, основные среди которых содержание органического вещества, кислотность почвы, окислительно-востановительные условия, плотность почвы и др. 5.
Почвенно - климатические условия Иссык-Кульской котловины уникальны и вполне благоприятны для ведения умеренной сельскохозяйственной деятельности в регионе. Однако за последние десятилетия ХХ века данный регион подвергся некоторой антропогенной нагрузке, в том числе, имеет место загрязнение территорий агроценозов тяжёлыми металлами. Исследования по определению количества ТМ (Zn, Cu, Cd, Pb) в почвах и с/х-х культурах агроценозов Иссык-Кульской области осуществлялись лабораторией агрохимии агрономического факультета Кыргызского сельскохозяйственного института. Анализы проводились методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии. Результаты анализов представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Содержание тяжёлых металлов в почвах агроценозов на 1990г.
|
№ проб |
Вытяжка 1N раствора HNO3 |
Вытяжка раствора pH 4,8 |
|||||||
|
Zn |
Cu |
Pb |
Cd |
Zn |
Cu |
Pb |
Cd |
||
|
Жеты-Огузский район |
|||||||||
|
1. |
4,45 |
7,09 |
11,30 |
0,45 |
0,70 |
0,38 |
3,93 |
0,26 |
|
|
2. |
5,65 |
6,92 |
10,50 |
0,34 |
1,21 |
0,35 |
3,42 |
0,21 |
|
|
3. |
5,52 |
6,36 |
9,10 |
0,28 |
0,53 |
0,24 |
2,39 |
0,14 |
|
|
4. |
2,98 |
5,02 |
9,0 |
0,29 |
0,61 |
0,42 |
2,20 |
0,15 |
|
|
5. |
3,30 |
6,79 |
8,55 |
0,24 |
0,38 |
0,19 |
1,85 |
0,13 |
|
|
6. |
6,70 |
8,45 |
11,90 |
0,28 |
1,68 |
0,42 |
2,68 |
0,12 |
|
|
7. |
3,25 |
5,09 |
8,36 |
0,21 |
0,52 |
0,30 |
1,98 |
0,13 |
|
|
8. |
3,25 |
6,90 |
9,11 |
0,17 |
0,36 |
0,28 |
1,42 |
0,08 |
|
|
Тюпский район |
|||||||||
|
1. |
3,39 |
5,57 |
14,32 |
0,61 |
1,12 |
1,63 |
8,20 |
0,51 |
|
|
2. |
4,70 |
7,56 |
15,36 |
0,78 |
1,71 |
2,32 |
8,92 |
0,60 |
|
|
3. |
3,69 |
6,63 |
10,38 |
0,45 |
0,97 |
0,79 |
3,94 |
0,31 |
|
|
4. |
3,66 |
8,23 |
9,35 |
0,35 |
0,61 |
0,30 |
2,91 |
0,18 |
|
|
5. |
6,24 |
8,15 |
10,60 |
0,24 |
1,40 |
0,26 |
2,48 |
0,14 |
|
|
6. |
4,45 |
7,22 |
8,20 |
0,28 |
1,20 |
0,30 |
1,83 |
0,17 |
|
|
7. |
9,57 |
9,06 |
9,75 |
0,36 |
1,10 |
0,31 |
2,34 |
0,19 |
|
|
8. |
4,25 |
8,08 |
12,36 |
0,59 |
1,01 |
0,68 |
4,89 |
0,42 |
Таблица 2. Содержание тяжёлых металлов в сельскохозяйственных культурах агроценозов на 1990г.
|
№ проб |
Вид пробы |
Zn |
Cu |
Pb |
Cd |
|
|
Жеты-Огузский район |
||||||
|
1. |
Многолетние травы |
22,7 |
5,7 |
4,4 |
0,33 |
|
|
2. |
Пшеница (зерно) |
37,2 |
0,52 |
0,85 |
0,10 |
|
|
3. |
Пшеница (солома) |
14,7 |
2,7 |
1,28 |
0,13 |
|
|
4. |
Многолетние травы |
25,7 |
5,6 |
3,82 |
0,30 |
|
|
5. |
Ячмень (зерно) |
21,3 |
3,1 |
1,49 |
0,08 |
|
|
6. |
Ячмень (солома) |
20,6 |
3,4 |
3,3 |
0,14 |
|
|
7. |
Ячмень (зерно) |
29,7 |
5,0 |
0,95 |
0,07 |
|
|
8. |
Ячмень (солома) |
21,5 |
4,4 |
2,7 |
0,11 |
|
|
9. |
Ячмень (зерно) |
21,1 |
2,5 |
0,98 |
0,09 |
|
|
10. |
Ячмень (солома) |
15,7 |
3,8 |
1,83 |
0,14 |
|
|
Тюпский район |
||||||
|
1. |
Эспарцет |
16,9 |
5,8 |
3,84 |
0,28 |
|
|
2. |
Люцерна |
16,9 |
6,9 |
3,9 |
0,27 |
|
|
3. |
Эспарцет |
30,1 |
7,8 |
4,35 |
0,30 |
|
|
4. |
Ячмень (зерно) |
18,0 |
2,1 |
0,91 |
0,12 |
|
|
5. |
Ячмень (солома) |
18,7 |
1,9 |
1,75 |
0,13 |
|
|
6. |
Травосмесь |
22,9 |
3,8 |
2,70 |
0,24 |
|
|
7. |
Травосмесь |
16,4 |
2,7 |
2,79 |
0,35 |
|
|
8. |
Эспарцет |
21,2 |
5,3 |
4,51 |
0,36 |
|
|
9. |
Ячмень (зерно) |
22,0 |
0,72 |
0,91 |
0,11 |
|
|
10. |
Ячмень (солома) |
13,2 |
2,2 |
1,8 |
0,15 |
Цинк. Содержание цинка в почвах изменяется в широких пределах: от 17 до 125 мг/кг. В среднем валовое содержание цинка в поверхностном горизонте каштановых почв составляет 44,7 мг/кг, а для чернозёмов 61,2 мг/кг. ПДК в почве, по данным разных авторов, составляет 100-150 мг/кг. ПДК цинка для растений определена в интервале от 150 до 300 мг/кг сухого вещества. Критической считается концентрация 300 мг/кг. Данные об естественном содержании Zn для трав противоречивы. Приводятся концентрации 33,1 мг/кг, 25-150 мг/кг, 27,0-250 мг/кг. ПДК для семян зерновых культур составляет 50 мг/кг. Однако содержание Zn в зерне из разных стран мира сильно не различаются и колеблются в пределах от 22 до 33 мг/кг 6, 7. загрязняющий металл почва агроценоз
Медь. Наиболее выраженные концентрационные диапазоны меди в почвах Азиатской территории бывшего СССР 14-47 мг/кг. Средние концентрации элемента в почвах и осадочных породах составляют 30 мг/кг. Среднефоновое содержание меди колеблется в пределах 6-60 мг/кг. ПДК меди в почве составляет 23 мг/кг. ПДК меди для растений определена на уровне 15-20 мг/кг сухого вещества. Причём естественный уровень содержания меди для трав считают интервал концентраций от 5 до 30 мг/кг, а критическая концентрация для растений 150 мг/кг. ПДК меди для зерновых культур составляет 10 мг/кг 6, 7.
Кадмий. Содержание кадмия в почвах определяется теми же факторами, что и для цинка. Так как кадмий является химическим аналогом цинка, можно предполагать некоторую однотипность почвенной химии этих элементов. Но химическая аналогичность не означает полной тождественности их поведения в почвах. Установлено, что среднее содержание Cd в почвах находится между 0,07 и 1,1 мг/кг. При этом фоновые уровни Cd в почвах, по видимому, не превосходят 0,5 мг/кг, и всё более высокие значения свидетельствуют об антропогенном вкладе в содержании кадмия в верхнем горизонте почв. ПДК кадмия в почве составляет 0,5-1 мг/кг. Фоновые уровни кадмия в зерне злаков по данным разных авторов весьма низки и удивительно сходны. Так, среднее значение для зерна всех злаков лежит в пределах от 0,013 до 0,22 мг/кг. ПДК кадмия для зерновых культур составляет 0,1 мг/кг. Кадмий представляет собой кумулятивный яд, поэтому накопление его в почве и сельскохозяйственных культурах может оказать негативное воздействие 6, 7.
Свинец. По данным многочисленных исследований концентрация свинца в почвах фоновых районов бывших стран членов СЭВ колеблется в интервале 1-30 мг/кг, а в фоновых районах мира 1-80 мг/кг, при среднем содержании 16 мг/кг. Содержание свинца в верхних горизонтах различного типа почв колеблется в пределах 3-190 мг/кг, при среднем значении 32 мг/кг. ПДК свинца в почве составляет 35 мг/кг. Среднее значение свинца для зерна злаковых культур составляет 0,47 мг/кг при ПДК 0,5 мг/кг. Нормирование химических элементов в почве достаточно сложная задача. Это объясняется несколькими причинами. Отсутствуют, например, единая методология нормирования, имеются трудности в получении объективной информации о состоянии экосистем и др. Тем не менее накопленные материалы могут служить основой для оценки экологического состояния в системе почва-растение 6, 7.
Результаты анализов, проведённых в 1990 году по определению тяжёлых металлов в почве и сельскохозяйственных культурах агроценозов Иссык-Кульской области, не выявили превышение уровня ПДК по меди, цинку и кадмию. Содержание данных металлов находилось на уровне фоновых значений. Несмотря на низкое содержание свинца в почвах агроценозов, в семенах зерновых культур обнаруживались концентрации 1,5-2,0 ПДК. Если ранее основными источниками загрязнения окружающей среды в республике были промышленные предприятия, то в настоящее время большинство из них простаивает или работает не на полную мощность. В 2000 году выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников уменьшились в 5,2 раза по сравнению с 1990 годом. Снижение выбросов связано со спадом производства в республике. В то же время происходит быстрое и неуклонное увеличение количества автотранспорта, ставшего главным источником загрязнения окружающей среды. Так, по состоянию на 01.01.2000 года 86,6% от валового выброса загрязняющих веществ поступает от передвижных источников 8. Результаты анализов проведённых в 2002 году по определению тяжёлых металлов в почве и сельскохозяйственных культурах агроценозов Жеты-Огузского и Тюпского районов Иссык-Кульской области, в целом, не выявили превышение уровня ПДК металлов. Однако на некоторых участках Тюпского района наблюдается тенденция увеличения цинка, меди, свинца и кадмия.
Литература
1. Черников В.А. Агроэкология. - М.: Колос, 2000. - с. 536.
2. Никаноров А.М., Хоружая Т.А. Глобальная экология: Учебное пособие. -М.: ПРИОР, 2001, -с. 53-54.
3. Алексеев Ю.В. Тяжёлые металлы в почвах и растениях. - Л.: Агропромиздат, 1987, -с. 142.
4. Карпова Е.А., Потатуева Ю.А. Кадмий в почвах, растениях, удобрениях // Химия сельского хозяйства. - 2000. - № 2. - С.44-47.
5. Ильин В.Б. Тяжёлые металлы в системе почва - растение. - Новосибирск: Наука, 1991. -С. 142.
6. Кабата-Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях. - М.: Мир, 1989. -С. 439.
7. Дмитрев М.Т., Казнина Н.И., Клименко Г.А. Загрязнение почв и растительности тяжёлыми металлами. - М.: МГУ, 1989. - С. 95.
8. Национальный доклад о состоянии окружающей среды. - Бишкек 2000. - С. 60.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Общая характеристика тяжёлых металлов, формы их нахождения в окружающей среде. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду. Теория и методы биоиндикации. Биологические объекты как индикаторы загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.
курсовая работа [179,0 K], добавлен 27.09.2013Анализ содержания загрязняющих веществ в снежном покрове придорожной территории. Расчет коэффициента концентрации загрязняющих веществ и показателя загрязнения атмосферных осадков. Источники загрязнения, экологические нагрузки загрязняющих веществ.
курсовая работа [188,5 K], добавлен 05.12.2012Источники, характер и степень загрязнения урбанозёмов и почв. Районы г. Челябинска, подверженные наиболее интенсивному загрязнению. Влияние загрязнения почв тяжелыми металлами на растительность. Формы нахождения тяжелых металлов в выбросах и почве.
дипломная работа [183,3 K], добавлен 02.10.2015Биогеохимические свойства тяжелых металлов. Климатические и природные особенности Биробиджанского района Еврейской автономной области, гидрологическая сеть и источники загрязнения вод. Отбор проб и методика определения содержания тяжелых металлов в рыбе.
курсовая работа [434,1 K], добавлен 17.09.2015Определение концентрации загрязняющих веществ детальным методом в зоне начального разбавления. Расчет предотвращенного эколого-экономического ущерба от загрязнения водных объектов. Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха автомобильным транспортом.
контрольная работа [338,7 K], добавлен 18.12.2013Мировой водный баланс и принципы его поддержания, распределение водных масс в гидросфере земли. Природно-климатические условия исследуемого района работ. Основные источники загрязнения подземных вод, место и значение среди них нефтяного загрязнения.
дипломная работа [118,9 K], добавлен 06.06.2015Загрязнения естественного и антропогенного происхождения. Факторы, определяющие тяжесть воздействия загрязняющих веществ. Виды физического, химического, биологического загрязнения природной среды. Действие радиации на живой организм. Заболачивание земель.
курсовая работа [967,5 K], добавлен 28.03.2017Понятие тяжелых металлов, их биогеохимические свойства и формы нахождения в окружающей среде. Подвижность тяжелых металлов в почвах. Виды нормирования тяжелых металлов в почвах и растениях. Аэрогенный и гидрогенный способы загрязнения почв городов.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 10.07.2015Загрязнение городских почв свинцом: источник поступления, накопление, перспективы оздоровления. Техногенное содержание свинца в почвах г. Тюмени; моделирование загрязнения чернозема, определение экологически безопасной концентрации в пахотном слое.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 23.02.2011Воздействие человека на биосферу на нынешнем этапе развития техносферы. Проблема загрязнения и истощения поверхностных и подземных вод. Классификация и свойства веществ, загрязняющих воды. Юридическая ответственность за экологические правонарушения.
реферат [34,1 K], добавлен 20.10.2009
