Элементы триады железа в почвах г. Архангельска
Ухудшение состояния городских почв, их загрязнение тяжелыми металлами. Источники поступления тяжелых металлов в окружающую среду. Исследование содержания подвижных форм железа, кобальта и никеля в почвах г. Архангельска. Анализ экспериментальных данных.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.07.2013 |
| Размер файла | 17,7 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/
Элементы триады железа в почвах г. Архангельска
Евдокимова В.П., Спиридонова Ю.В.,
Миронова Н.В., Медникова Е.Н.
В городах с развитой химической промышленностью и в регионах Севера наблюдается значительное ухудшение состояния городских почв. Важнейшим фактором загрязнения почв являются тяжелые металлы. Среди них следует выделить естественную группу элементов периодической системы Д.И. Менделеева - элементы триады железа (Fe, Co, Ni).
В связи с тем, что основным источником поступления в почву тяжелых металлов является разрушение материнских пород, содержание их в почвах определяется, прежде всего, содержанием этих металлов в земной коре, о чем явно свидетельствуют данные таблицы 1.
Железо по распространенности в природе занимает четвертое место после кислорода, кремния и алюминия, поэтому его содержание в почвах особенно велико. При окислительном выветривании и почвообразовании образуются и накапливаются в биосфере соединения железа (II) и (III), слаборастворимые и геохимически относительно инертные. В почвах обнаружены многие минералы железа, в том числе: оксиды, гидроксиды, сульфиды, силикаты, фосфаты, арсенаты, органожелезистые соединения. Различные соединения железа играют существенную и весьма сложную роль в почвенных процессах в связи со способностью менять степень окисления, с образованием соединений различной растворимости, окисленности, подвижности.
Кларки кобальта и никеля значительно ниже, что сразу сказывается на их содержании в почвах (Табл.1). В природных условиях кобальт встречается в двух степенях окисления: Со+2 и Со+3, а никель - Ni+2. Значительная часть кобальта и никеля находится в почвах в рассеянном состоянии в решетках силикатов и алюмосиликатов. Кроме того, эти элементы могут образовывать прочные комплексные соединения с гумусовыми веществами и сорбироваться на оксидах железа и марганца. К особенностям следует отнести совместное нахождение элементов триады.
Таблица 1. Содержание и ПДК в почвах подвижных форм элементов триады железа
|
Fe |
Co |
Ni |
||
|
Кларк элемента в земной коре |
4,7 % масс |
4 10-3% масс |
8 10-3% масс |
|
|
Содержание в почве подвижных форм элемента |
5 - 50 г/кг |
0,1 - 13 мг/кг |
0,5 - 5 мг/кг |
|
|
ПДК (подвижных форм) |
- |
5,0 мг/кг |
4,0 мг/кг |
Тяжелые металлы поступают в окружающую среду и вследствие техногенного рассеяния: выброс при высокотемпературных процессах (обжиг цементного сырья, сжигание топлива), с бытовыми сточными водами, при внесении органических и минеральных удобрений. Следует иметь в виду, что металлы триады железа в очень высокой степени вовлечены в антропогенную деятельность. Само железо отличается настолько высокой технофильностью, что нередко говорят о современном "ожелезнении" биосферы. В техносферу в процессе антропогенной деятельности вовлечено более 10 млрд т железа, 60% которого рассеяно в пространстве.
Нами исследовано содержание подвижных форм железа, кобальта и никеля в почвах г. Архангельска. Для химического анализа были взяты пробы почв с 9-ти пробных площадей с различной степенью антропогенной нагрузки (интенсивностью транспортного потока) из 3-х разновозрастных районов в жилой и парковой зонах города. Кроме того, исследуемые почвы могут быть отнесены к трем типам городских почв: урбаноземы, реплантоземы и культуроземы.
В качестве контроля использовали природную дерновую маломощную легкосуглинистую почву, сформировавшуюся на суходольном лугу в районе деревни Бабонегово. Почвенные образцы отбирались из двух горизонтов (0 - 5 см и 5 - 20 см). Содержание элементов определяли фотометрическим методом. Определение железа проводилось роданидным способом, кобальта - с использованием нитрозо-R-соли, никель определялся с использованием диметилглиоксима. Определение проводилось в 3-5 повторностях с последующей математической обработкой данных. Полученные результаты представлены в таблицах 2-5.
Таблица 2. Содержание железа (в г/кг) в образцах почв на пробных площадях в различных районах г. Архангельска.
|
I (Централь- ный район) |
II (Привок- зальный ми- крорайон) |
III (8-Микро- район) |
|||
|
А (Высокая антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
17,2 1,1 |
8,6 0,9 |
3,6 1,1 |
|
|
5 - 20 см |
15,4 1,8 |
7,5 1,8 |
3,5 1,0 |
||
|
Среднее |
16,3 |
8,1 |
3,6 |
||
|
Б (Средняя антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
19,8 1,2 |
9,1 0,6 |
4,8 1,1 |
|
|
5 - 20 см |
12,2 2,1 |
17,7 0,7 |
4,10 1,5 |
||
|
Среднее |
16,0 |
13,4 |
4,9 |
||
|
С (Низкая антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
15,4 1,4 |
11,1 1,8 |
10,8 2,0 |
|
|
5 - 20 см |
20,3 1,6 |
9,1 1,8 |
9,9 1,4 |
||
|
Среднее |
17,9 |
10,1 |
10,4 |
Таблица 3. Содержание кобальта (в мг/кг) в образцах почв на пробных площадях в различных районах г. Архангельска.
|
I (Централь- ный район) |
II (Привок- зальный ми- крорайон) |
III (8-Микро- район) |
|||
|
А (Высокая антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
3,45 0,09 |
2,97 0,09 |
2,16 0,09 |
|
|
5 - 20 см |
4,02 0,12 |
3,26 0,07 |
1,51 0,09 |
||
|
Среднее |
3,74 |
3,12 |
1,84 |
||
|
Б (Средняя антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
2,88 0,09 |
2,15 0,09 |
1,03 0,09 |
|
|
5 - 20 см |
2,98 0,10 |
2,48 0,09 |
0,89 0,07 |
||
|
Среднее |
2,93 |
2,32 |
0,96 |
||
|
С (Низкая антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
2,23 0,09 |
1,21 0,08 |
1,00 0,07 |
|
|
5 - 20 см |
2,26 0,12 |
1,24 0,10 |
0,85 0,07 |
||
|
Среднее |
2,25 |
1,23 |
0,93 |
тяжелый металл почва загрязнение
Таблица 4. Содержание никеля (в мг/кг) в образцах почв на пробных площадях в различных районах г. Архангельска.
|
I (Централь- ный район) |
II (Привок- зальный ми- крорайон) |
III (8-Микро- район) |
|||
|
А (Высокая антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
2,43 0,04 |
1,92 0,03 |
0,94 0,02 |
|
|
5 - 20 см |
1,73 0,02 |
1,43 0,03 |
0,86 0,04 |
||
|
Среднее |
2,08 |
1,68 |
0,90 |
||
|
Б (Средняя антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
1,66 0,03 |
0,82 0,03 |
0,57 0,03 |
|
|
5 - 20 см |
1,62 0,01 |
0,60 0,02 |
0,32 0,03 |
||
|
Среднее |
1,64 |
0,71 |
0,45 |
||
|
С (Низкая антропоген- ная нагрузка) |
0 - 5 см |
1,13 0,03 |
0,39 0,01 |
0,25 0,01 |
|
|
5 - 20 см |
0,88 0,03 |
0,26 0,01 |
0,21 0,01 |
||
|
Среднее |
1,01 |
0,33 |
0,23 |
Таблица 5. Содержание элементов триады железа в контрольных образцах
|
Fe |
Co |
Ni |
|
|
9,2 г/кг |
0,86 мг/кг |
0,12 мг/кг |
Анализ экспериментальных данных показал:
· Содержание элементов триады железа в 19 почвенных образцах не превышает средние показатели, указанные в литературе, а для кобальта и никеля не превышает ПДК (Табл.1);
· Содержание металлов в почвах зависит от возраста района, а следовательно, от длительности процесса почвообразования. Наибольшее содержание всех трех элементов отмечается в наиболее старом Центральном районе;
· Во всех районах города наблюдается снижение содержания кобальта и никеля в почвах вслед за уменьшением антропогенной нагрузки. Для железа такая закономерность строго не проявляется. Видимо, интенсивность транспортного потока не оказывает существенного влияния на поступление железа в окружающую среду;
· Содержание железа, кобальта и никеля в верхних и нижних горизонтах почв старых районов совпадает в пределах погрешности. В более молодом районе содержание металлов в верхних горизонтах несколько выше. Это подтверждает слабую миграционную способность элементов;
· Анализируемые нами почвенные образцы относятся к трем типам городских почв. Сравнение полученных данных указывает на то, что минимальное количество всех трех элементов содержат реплантоземы, содержание элементов в урбаноземах и культуроземах значительно выше и мало отличается между собой.
· Сравнение содержания всех трех элементов в городских почвах с контрольными пробами указывает на то, что в городских почвах (особенно в районах старой застройки) содержание элементов значительно выше, чем в природных почвах, или почвах сельскохозяйственного назначения.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие 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 10.07.2015Источники, 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 02.10.2015Общая 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 27.09.2013Исследование основных экологических и химических аспектов проблемы распространения тяжелых металлов в окружающей среде. Формы содержания тяжелых металлов в поверхностных водах и их токсичность. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Микробный ценоз почв.
реферат [33,2 K], добавлен 25.12.2010Источники поступления тяжелых металлов в водные экосистемы. Токсическое действие тяжелых металлов на человека. Оценка степени загрязнения поверхностных вод водоемов, расположенных на территории г. Гомеля, свинцом, медью, хромом, цинком, никелем.
дипломная работа [160,7 K], добавлен 08.06.2013Одним из сильнейших по действию и наиболее распространенным химическим загрязнением является загрязнение тяжелыми металлами. Эта группа элементов активно участвует в биологических процессах, входя в состав многих ферментов.
реферат [15,4 K], добавлен 19.04.2005Понятие и структура почвы. Источники ее загрязнения. Виды загрязняющих природную среду веществ. Характеристики основных загрязнителей. Методы их контроля Исследование почв территории поселка по содержанию в них кислотности, железа, нитратов и кальция.
курсовая работа [587,8 K], добавлен 27.02.2014Гигиенические требования к почвам сельскохозяйственных угодий. Оценка почв сельскохозяйственного назначения и рекомендации по их использованию. Исследование содержания опасных для человека химических, биологических и радиоактивных веществ в почвах.
реферат [43,1 K], добавлен 10.12.2010Факторы, влияющие на распространение отработавших газов, химический состав и оценка негативного воздействия на окружающую среду. Загрязнения почв придорожных участков тяжелыми металлами, механизм трансформации. Расчет экономического ущерба от выбросов.
дипломная работа [81,2 K], добавлен 09.04.2015Особенности тяжелых металлов и экотоксикантов как наиболее загрязняющих окружающую среду веществ. Значение азота, кальция, магния, бора, цинка в жизни растений. Воздействие ацетатов кобальта и свинца на интенсивность флюоресценции хлорофиллов бархатцев.
курсовая работа [163,1 K], добавлен 10.01.2012Мониторинг состояния окружающей среды. Общие принципы биоиндикации. Биологическая роль и токсикологическое влияние тяжелых металлов. Сравнение влияния концентраций соединения ионов хрома, кобальта, свинца и никеля на контролируемые параметры тест-объекта.
дипломная работа [2,1 M], добавлен 19.04.2013Биологический мониторинг окружающей среды. Преимущества, сферы применение, средства и методы биоиндикации. Роль и токсикологическое влияние тяжелых металлов (хрома, кобальта, никеля, свинца) на паростки вики - род цветковых растений семейства Бобовые.
дипломная работа [820,7 K], добавлен 19.04.2013Физические и химические свойства тяжелых металлов, нормирование их содержания в воде. Загрязнение природных вод в результате антропогенной деятельности, методы их очистки от наличия тяжелых металлов. Определение сорбционных характеристик катионитов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.02.2014Влияние тепловых электростанций на экологическую обстановку прилегающих территорий Новочеркасского района. Структура, химические и физические свойства полициклических ароматических углеводородов. Источники поступления паров в окружающую среду, в почву.
курсовая работа [91,4 K], добавлен 25.01.2011Содержание тяжелых металлов в дикорастущих и декоративных растениях при разном уровне их содержания в почве. Расчет коэффициентов биологического поглощения и транслокационных коэффициентов для амаранта и львиного зева по отношению к Cd, Cu, Ni, Co, Zn.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 23.09.2012Загрязнение 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 23.02.2011Загрязнение тяжелыми металлами. Экологические последствия орошения. Отрицательное влияние отходов животноводства на окружающую среду. Основные экологические проблемы механизации. Экологические последствия применения химических средств защиты растений.
курсовая работа [30,2 K], добавлен 09.05.2013Природа и свойства загрязняющих окружающую среду веществ, особенности их влияния на человека и растительность. Состав выбросов при сжигании твердого топлива. Загрязнения от подвижных источников выбросов. Элементы и виды отработанных газов автомобилей.
контрольная работа [36,4 K], добавлен 07.01.2015Микробиологическая диагностика и индикация почв. Влияние пестицидов на почвенные микроорганизмы и обеззараживание почвы. Минеральные удобрения как фактор воздействия на видовой состав почвенных микроорганизмов. Загрязнение почв тяжелыми металлами.
курсовая работа [45,7 K], добавлен 08.05.2012Трофические цепи как последовательность видов, извлекающих органические вещества и энергию из пищевого вещества. Абиотические факторы наземной среды. Загрязнение почв пестицидами, радионуклидами, тяжелыми металлами. Биологическая очистка сточных вод.
контрольная работа [739,1 K], добавлен 11.07.2011
