Экологическая оценка загрязнения почв тяжелыми металлами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вологодский государственный университет

г. Вологда, Россия

Экологическая оценка загрязнения почв тяжелыми металлами

Снетилова Валерия Сергеевна

Магистрант

кафедра геоэкологии и инженерной геологии

факультет экологии

Аннотация

загрязнение почва тяжелый металл

Почва является важнейшим элементом экосистемы, включает в себя разные загрязняющие компоненты химического происхождения, такие как тяжелые металлы, связывающиеся с органической и минеральной средой почвы, повышающие показатели ее токсичности. Превышение содержания тяжелых металлов в почвенном покрове негативно сказывается на выращиваемой сельскохозяйственной продукции, фитосанитарных показателях растений, которое, в свою очередь, является важным маркером экологического качества продукции растениеводства агропромышленного комплекса страны. Исследованиями были охвачены пахотные дерново-подзолистые почвы Вологодской области, подвергающиеся интенсивному антропогенному воздействию.

Борьба с загрязнением различных природных сред является важнейшей задачей экологической безопасности России [1-9].

Существует множество исследований в направлении изучения характера загрязнения экосистем [10-15], охватывающих различные отдельные аспекты загрязнения водной, почвенной, воздушной сред [15-22].

Почва является важнейшим элементом биогеоценоза [23-27], включает в себя разные загрязняющие компоненты химического происхождения, такие как тяжелые металлы, связывающиеся с органической и минеральной средой почвы, повышающие показатели ее токсичности [23, 28, 29]. Превышение содержания тяжелых металлов в почвенном покрове негативно сказывается на выращиваемой сельскохозяйственной продукции, фитосанитарных показателях растений [30], которое, в свою очередь, является важным маркером экологического качества продукции растениеводства агропромышленного комплекса страны [31-37].

Цель наших исследований -- оценка загрязнения тяжелыми металлами пахотных дерново-подзолистых почв Вологодской области.

Для достижения цели необходимо решить задачи:

1. Анализ типов почв и факторов почвообразования;

2. Анализ содержания тяжелых металлов в почвах;

3. Анализ влияния тяжелых металлов на жизнедеятельность растительных организмов.

На территории Вологодской области сформировался достаточно разнообразный почвенный покров. Большая часть сельскохозяйственных угодий расположена на почвах дерново-подзолистого типа.

Исследованиями были охвачены пахотные дерново-подзолистые почвы Вологодской области, подвергающиеся интенсивному антропогенному воздействию. ПДК определены с помощью гигиенических нормативов [38].

Содержание меди в суглинистых почвах колеблется в пределах от 76 до 41, супесчаных - от 60 до 26, в песчаных -- 13 мг/кг.

В суглинистых почвах ПДК по меди превышено.

Медь -- это составной элемент комплекса окислительных ферментов. Медь оказывает положительное влияние на процессы фотосинтеза, хлорофилла, процессы синтез в растительных организмах.

Содержание цинка в суглинистых почвах колеблется в пределах от 209 до 110, в супесчаных - от 171 до 86, в песчаных -- 57 мг/кг.

В суглинистых и супесчаных почвах ПДК превышено по содержанию цинка. В песчаных почвах ПДК не превышено.

Цинк принимает активное участие в окислительно-восстановительных реакциях, дыхательных процессах, превращении различных соединений, важен для фосфорного и углеводного обмена, синтеза нуклеиновых кислот и белков, крахмала, контролирует процесс плодоношения. При недостатке цинка уменьшается активность ферментов, проявляются различные болезни листовой пластинки.

Содержание марганца в суглинистых почвах колеблется в пределах от 1980 до 1168, в супесчаных - от 1840 до 1046, в песчаных -- 975 мг/кг.

В суглинистых почвах наблюдается превышение ПДК по содержанию марганца. В супесчаных и песчаных ПДК не превышено.

Марганец принимает участие в фотосинтетических и дыхательных процессах, является регулятором окислительно-восстановительных реакций растений. При азотном питании марганец выступает в качестве восстановителя, при аммиачном питании -- служит сильным окислителем. Марганец располагается в основном в хлоропластах, ускоряет фиксацию азота, повышает аминокислотный ряд, форсирует брожение спиртов и аэробное окисление углеводов, приводит к активизации ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции.

Содержание кобальта в суглинистых почвах колеблется в пределах от 53 до 28, в супесчаных - от 43 до 19, в песчаных -- 10 мг/кг.

В обследованных образцах почвы ПДК по кобальту не превышено.

Физиологическое значение кобальта для жизнедеятельности растений очень велико и разнообразно. Кобальт увеличивает урожаи культуры картофеля, а также содержание в нем соединений крахмала. Усиливает процесс биосинтез белков, повышает содержание аскорбиновых кислот, ускоряет процесс цветения культуры клевера и приводит к увеличению урожайности многих овощных агрокультур.

Содержание кадмия в суглинистых почвах колеблется в пределах от 4 до 2, в супесчаных - от 6 до 10, в песчаных -- 1 мг/кг.

В обследованных образцах почвы ПДК по кадмию не превышено.

Кадмий является очень токсичным металлом. Кадмий активно поглощается растениями, но не нужен им для нормальной жизнедеятельности. Стагнация кадмия происходит в корневых системах, в меньшей степени в стебле и листьях. С помощью хлорофилла кадмий концентрируется в тканях растений. При повышении содержания кадмия в растениях происходит хлороз листовых пластинок, листья приобретают красно-бурую окраску по краям и прожилкам, кроме того, наблюдается торможение ростовых процессов и повреждение корней растений.

Содержание свинца в суглинистых почвах колеблется в пределах от 56 до 26, в супесчаных - от 43до 26, в песчаных -- 15 мг/кг.

В суглинистых и супесчаных почвах превышение ПДК наблюдается по среднему содержанию свинца, в песчаных -- ПДК не превышено.

Свинец в незначительных количествах (от 5 до 10 мг/кг) увеличивает содержание крахмала, ускоряет процесс прорастания всходов растений.

Содержание никеля в суглинистых почвах колеблется в пределах от 130 до 70, в супесчаных - от 88 до 36, в песчаных -- 23 мг/кг.

В суглинистых почвах превышение ПДК наблюдается по содержанию никеля. В супесчаных и песчаных ПДК не превышено.

Биологическое значение никеля на данный момент изучено недостаточно, однако он встречается в различных растительных организмах. Никель влияет на урожайность агрокультур.

Содержание хрома в суглинистых почвах колеблется в пределах от 164 до 59, в супесчаных - от 97 до 37, в песчаных -- 26 мг/кг.

В суглинистых почвах превышение ПДК наблюдается по среднему содержанию хрома. В супесчаных и песчаных ПДК не превышено.

Хром необходим растениям в небольших дозах, однако его физиологическое значение слабо изучено.

Содержание ртути в суглинистых почвах колеблется в пределах от 0,2 до 0,1, в супесчаных - от 0,3 до 0,1, в песчаных -- 0,03 мг/кг.

Содержание ртути во всех исследуемых почвах не превышает ПДК.

Содержание мышьяка в суглинистых почвах колеблется в пределах от 19 до 2, в супесчаных - от 15 до 5.

Во всех исследуемых почвах происходит превышение ПДК. Наибольшее превышение в дерново-подзолистых суглинистых почвах.

Содержание тяжелых металлов находится в зависимости от дисперсности почвы, т.е. снижается от суглинистых к песчаным почвам, однако для ртути и кадмия такая тенденция не характерна.

В почвах, где наблюдается превышение ПДК необходимо проведение фитосанитарных мероприятий, заключающихся в подсеве травостоев (в рамках севооборотов), аккумулирующих тяжелые металлы из почвы.

Список литературы

1. Уханов В.П., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Экологический мониторинг состояния особо охраняемых природных территорий//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 10 (121). С. 66-71.

2. Рувинова Л.Г., Сверчкова А.Н., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Биологический мониторинг загрязнения почвенной и водной среды в условиях урбанизации // Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 6 (117). С. 14-20.

3. Ахмедов А.Э., Ахмедова О.И., Шаталов М.А. Формирование системы управления отходами в Российской Федерации // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства. IV международная научная экологическая конференция (с участием экологов Азербайджана, Армении, Беларуси, Германии, Грузии, Казахстана, Киргизии, Латвии, Ливана, Молдовы, Приднестровья, России, Словакии, Узбекистана и Украины). Краснодар, 2015. С. 718-721.

4. Корчагов С.А., Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Глинина Ю.В., Енальский А.П. Экологическая и генетическая оценка свойств деревьев ели различных экотипов в условиях Вологодской области//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 5 (116). С. 65-72.

5. Avdeev Y.M. The influence of the crown on the formation of the tree // Уральский научный вестник. 2016. Т. 11. № 2. С. 129-130.

6. Avdeev Y.M. The environmental performance of wood in forest ecosystems // Уральский научный вестник. 2016. Т. 11. № 2. С. 131-132.

7. Белый А.В., Заварин Д.А., Протопопова Е.В. Методология подготовки бакалавров землеустройства ВоГТУ в свете внедрения геодезических приборов нового поколения//В сборнике: Вузовская наука -- региону Материалы Десятой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Ответственный редактор: Плеханов А.А.. Вологда, 2012. С. 190-192.

8. Тесаловский А.А. Методика кадастровой оценки земель, резервируемых в целях строительства водохранилищ комплексного назначения//Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2011. № 23. С. 337-341.

9. Белый А.В., Крутов Г.Г., Протопопова Е.В. Оптимизация учебной подготовки бакалавров-землеустроителей и пути ее достижения//В сборнике: Вузовская наука -- региону Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. 2014. С. 368-370.

10. Тесаловский А.А. Методика кадастровой оценки земель, резервируемых в целях строительства водохранилищ комплексного назначения // Вестник МГСУ. 2010. № 2. С. 31-36.

11. Шаталов М.А., Мычка С.Ю. Механизм управления бытовыми отходами в рамках системы экологически безопасных технологий утилизации // Экономика. Инновации. Управление качеством. 2015. № 3 (12). С. 181.

12. Попов Ю.П., Белый А.В. Особенности разработки территориальной схемы обращения с отходами на основе региональной ГИС//Вузовская наука -- региону материалы XIV Всероссийской научной конференции. 2016. С. 117-119.

13. Белый А.В., Попов Ю.П. К вопросу загрязнения окружающей среды при обращении с твердыми коммунальными отходами // NovaUm.Ru. 2017. № 5. С. 186-188.

14. Белый А.В., Попов Ю.П. Результаты комплексного исследования загрязнения окружающей среды от свалок ТБО сельских поселений вологодской области//В сборнике: Вузовская наука -- региону Материалы Десятой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Ответственный редактор: Плеханов А.А. Вологда, 2012. С. 192-195.

15. Попов Ю.П., Белый А.В. Управление системой обращения с земельными участками, используемыми для захоронения твердых бытовых отходов в вологодской области на основе географической информационной системы//Экология промышленного производства. 2012. № 3. С. 80-84.

16. Попов Ю.П., Белый А.В. Особенности управления выбором площадок строительства полигонов твердых бытовых отходов//В сборнике: Вузовская наука -- региону Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. 2014. С. 245-247.

17. Асаул А.Н., Асаул М.А., Заварин Д.А. Особенности постановки на государственный кадастровый учет земельного участка // Таврический научный обозреватель. 2015. № 5-1. С. 107-115.

18. Asaul A.N., Zavarin D.A., Ivanov S.N. Organizational mechanismsof stimulating innovative activity of regional investment constructionclusters // Вестник гражданских инженеров. 2015. № 5 (52). С. 273-282.

19. Белый А.В., Попов Ю.П. К вопросу обоснования системы обращения с твердыми бытовыми отходами на базе муниципальной ГИС // В сборнике: Вузовская наука -- региону материалы Седьмой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Вологда, 2009. С. 252-254.

20. Тесаловский А.А. Особенности кадастрового обеспечения разработки схемы размещения объектов переработки и хранения отходов при планировании развития территорий//Евразийский юридический журнал. 2017. № 1 (104). С. 371-374.

21. Попов Ю.П., Белый А.В. Управление системой обращения с земельными участками, используемыми для захоронения твердых бытовых отходов в вологодской области на основе ГИС // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель. 2012. № 9 (93). С. 56-61.

22. Белый А.В., Попов Ю.П. О Возможности экологического обоснования территориальных строительных норм обращения с твердыми бытовыми отходами на региональном уровне // В сборнике: Вузовская наука -- региону Материалы девятой всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Вологда, 2011. С. 203-206.

23. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Селищева О.А. Исследования почвенной микрофлоры дендропарка имени Николая Клюева // В сборнике: Сборник материалов III Молодежного Экологического Форума 2015. С. 78.

24. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Микробиологические исследования почв в зеленых городских насаждениях Вологодской области//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2016. № 10 (121). С. 29-35

25. Рудаков В.О., Картабаева Б.Б., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Микроорганизмы почвы дендропарка Николая Клюева // Биотика. 2015. Т. 7. № 6. С. 172-175.

26. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Снетилова В.С. Исследование микрофлоры почв в лесных питомниках Вологодской области//Самарский научный вестник. 2016. № 3 (16). С. 53-56.

27. Зайдельман Ф.Р., Плавинский В.А., Белый А.В. Влияние глубокого мелиоративного рыхления на физические свойства почв на тяжелых покровных породах и урожай // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение. 1986. № 2. С. 10-16.

28. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Снетилова В.С. Исследование патогенной ризосферной нематодфауны дендропарка имени Николая Клюева // В сборнике: Актуальные проблемы развития лесного комплекса материалы Международной научно-технической конференции. 2017. С. 49-52.

29. Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Конашенко Ю.И., Климовская А.Р., Селякова Н.С., Снетилова В.С. Исследования почвенной микрофлоры кедровой рощи Грязовца Вологодской области // В сборнике: Сборник материалов III Молодежного Экологического Форума 2015. С. 80.

30. Дурягина Н.В., Андреева Т.В., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Организация и состояние фитосанитарного контроля в Вологодской области // В сборнике: Ростки науки Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященный 70-летию факультета агрономии и лесного хозяйства. 2013. С. 17-18.

31. Авдеев Ю.М. Энергетическая оценка агроэкосистем//NovaUm.Ru. 2017. № 6. С. 47-51.

32. Шаталов М.А., Мычка С.Ю. Формирование системы глубокой переработки отходов пищевых производств АПК // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства. IV Международная научная экологическая конференция (с участием экологов Азербайджана, Армении, Беларуси, Германии, Грузии, Казахстана, Киргизии, Латвии, Ливана, Молдовы, Приднестровья, России, Словакии, Узбекистана и Украины). 2015. С. 402-404.

33. Филиппова А.Б., Авдеев Ю.М. Формирование побегов и устойчивость многолетних трав в сеяных травостоях Крайнего Севера//Вестник Красноярского государственного аграрного университета. 2015. № 7. С. 130-134.

34. Мычка С.Ю., Шаталов М.А. Формирование системы глубокой переработки отходов промышленно-производственных подсистем АПК // Агротехника и энергообеспечение. 2015. № 3 (7). С. 185-190.

35. Авдеев Ю.М., Костин А.Е., Литонина А.С. Влияние растительных кормовых добавок на переваримость сухого вещества и расщепляемость протеина в зерне ячменя, хранившегося в герметичных условиях // Кормопроизводство. 2011. № 7. С. 37-38.

36. Зорин Д.П., Старковский Б.Н., Авдеев Ю.М., Костин А.Е. Эффективность использования инсектицидов на семенных посадках кипрея узколистного // Кормопроизводство. 2012. № 1. С. 28-29.

37. Баутин В.М., Шаталов М.А. Направления развития системы глубокой переработки отходов промышленно-производственных подсистем АПК // Экономика. Инновации. Управление качеством. 2015. № 3 (12). С. 72-73.

38. Авдеев Ю.М., Костин А.Е. Растительные кормовые добавки: влияние на зерно в герметичных условиях // Кормопроизводство. 2011. № 8. С. 33-34.

39. Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2511-09. Ориентировочно допустимые концентрации химических веществ в почве [Электронный ресурс]. - Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 18 мая 2009г. № 32 // Портал нормативных документов. - Режим доступа: hptt: // OpenGost.ru.

Размещено на Allbest.ru