Важкі метали у зрошуваних ґрунтах Донбасу: рівні вмісту, процеси міграції, трансформації і транслокації, прийоми детоксикації

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ ҐРУНТОЗНАВСТВА ТА АГРОХІМІЇ УААН

ІМ. О.Н. СОКОЛОВСЬКОГО

УДК 631.416.8:504.53.06

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

ВАЖКІ МЕТАЛИ У ЗРОШУВАНИХ ҐРУНТАХ ДОНБАСУ: РІВНІ ВМІСТУ, ПРОЦЕСИ МІГРАЦІЇ, ТРАНСФОРМАЦІЇ І ТРАНСЛОКАЦІЇ, ПРИЙОМИ ДЕТОКСИКАЦІЇ

06.01.03 - агроґрунтознавство і агрофізика

МОШНИК ЛЮДМИЛА ІВАНІВНА

Харків - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського Української академії аграрних наук.

Науковий керівник:

Балюк Святослав Антонович, доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського УААН, заступник директора зі стандартизації і метрології.

Офіційні опоненти:

Кізяков Юрій Євгенович, доктор сільськогосподарських наук, професор, Кримський державний аграрний університет, завідувач кафедри ґрунтознавства та охорони природи;

Мірошниченко Микола Миколайович, кандидат сільськогосподарських наук, Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського УААН, провідний науковий співробітник.

Провідна установа: Національний аграрний університет, кафедра ґрунтознавства та охорони ґрунтів, Кабінет Міністрів України, м. Київ.

Захист відбудеться "31" січня 2001 р. о 10-00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.354.01 в Інституті ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського УААН за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського УААН за адресою: 61024, м. Харків, вул. Чайковського, 4.

Автореферат розісланий "30" грудня 2000 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради О.Ф. Павленко.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Складна екологічна ситуація, що склалася в Донбасі, викликає необхідність постійного моніторингу за станом компонентів біосфери. Особливої уваги заслуговують зрошувані землі Донецької області, для поливу більшості яких використовуються забруднені важкими металами (ВМ) мінералізовані води другого та третього класів (відповідно обмежено придатні та непридатні для зрошення). До того ж службами моніторингу навколишнього середовища контроль ґрунтово-меліоративного стану зрошуваних земель проводиться окремо від контролю агроекологічного стану. З цих причин відсутня комплексна оцінка еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель Донецької області, не вивчено закономірності міграції, трансформації та транслокації ВМ у системі "зрошувальна вода - ґрунт - рослина", не розроблено прийоми детоксикації забруднених вод і ґрунтів. Вивчення цих питань є дуже актуальним для умов Донбасу і має велике науково-практичне значення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася в рамках науково-технічної програми на 1996-2000 рр. "Родючість ґрунтів. Розробити екологічно безпечні технології відтворення родючості та охорони ґрунтів", підпрограми "Технологія оптимізації сучасного ґрунтоутворювального процесу" та "Охорона ґрунтів від ерозії та техногенної деградації" (номер держреєстрації 03.04-МВ/30-96), а також за договором № 70 з Державним комітетом України з водного господарства "Розробити та впровадити заходи по забезпеченню охорони зрошуваних земель Донбасу від засолення, осолонцювання, підтоплення та забруднення токсичними сполуками" (1998-2000 рр., номер держреєстрації 0193U032884). Роль дисертанта полягала у проведенні польових, аналітичних і камеральних робіт, у підготовці та написанні наукових звітів.

Мета і задачі дослідження. Основна мета - дати комплексну оцінку еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель Донецької області, встановити закономірності міграції, трансформації та транслокації ВМ у системі "зрошувальна вода - ґрунт - рослина", розробити заходи з детоксикації забруднених вод і ґрунтів.

Досягнення мети здійснювалося вирішенням таких задач:

1) удосконалити існуючу методику ґрунтово-меліоративного обстеження зрошуваних земель і на її основі дати комплексну оцінку еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель Донецької області;

2) встановити закономірності профільного розподілу ВМ у зрошуваних ґрунтах, їх сезонної та багаторічної динаміки, міграції, трансформації та транслокації у системі "вода - ґрунт - рослина";

3) розробити статистичні моделі залежності вмісту ВМ у сільськогосподарській продукції від якості води та рівня забруднення ґрунту;

4) з'ясувати кількісний розподіл ВМ між твердою і рідкою фазами ґрунту та їх компонентами;

5) визначити ефективність різних прийомів детоксикації забруднених ВМ зрошувальних вод і ґрунтів.

Об'єктом дослідження є ВМ у взаємопов'язаній системі "зрошувальна вода - ґрунт - рослина".

Предметом досліджень є рівні вмісту ВМ у зрошуваних ґрунтах, зрошувальних водах і рослинах Донбасу, міграція, трансформація та транслокація, прийоми детоксикації.

Методи дослідження. Розробка проблеми поєднувала теоретичні та експериментальні дослідження на основі системного підходу. Дослідження проводилися в умовах польових, модельно-вегетаційних і модельно-лабораторних дослідів. При еколого-агромеліоративному обстеженні зрошуваних земель використовувався вдосконалений нами метод "ключів-аналогів". Польові та модельно-вегетаційні досліди проводилися згідно з існуючими методиками, фізико-хімічні та хімічні аналізи ґрунтів, вод, рослин і меліорантів - за атестованими та тимчасово допущеними методиками.

Наукова новизна одержаних результатів.

1. За результатами проведеного за вдосконаленою методикою обстеження зрошуваних земель Донецької області та узагальнення фондових матеріалів вперше дано комплексну оцінку еколого-агромеліоративного їх стану з виділенням на картографічній основі трьох груп: із задовільним, небезпечним та дуже небезпечним (кризовим) станом. Встановлено взаємозв'язок між вмістом ВМ у системі "зрошувальна вода - ґрунт - рослина".

2. Виявлено закономірності міграції і транслокації ВМ у системі "зрошувальна вода - ґрунт - рослина", що полягають у впливі рівня забруднення ґрунту та якості води на профільний розподіл металів, їх сезонну й багаторічну динаміку, надходження у рослини.

3. Встановлено особливості трансформації і кількісного розподілу ВМ між фазами та компонентами ґрунту: рідкою (ґрунтовий розчин) і твердою (ґрунтовий вбирний комплекс, мулиста фракція, гумінові і фульвокислоти). При цьому значно більша кількість металів зв'язана з твердою фазою ґрунту.

4. Встановлено можливість використання адсорбентів і промивок ґрунту водами різної якості для детоксикації забруднених металами зрошувальних вод і ґрунтів. Оціночними критеріями ефективності цих прийомів є вміст ВМ у ґрунтовому розчині і водній витяжці та якість продукції.

Практичне значення одержаних результатів.

1. За результатами проведеного еколого-агромеліоративного обстеження складено картосхеми якості зрошувальних вод, вмісту ВМ у ґрунтах, комплексного стану зрошуваних земель Донецької області, які передано Держводгоспу України, Донецькому держуправлінню екологічної безпеки, Донецькій гідрогеолого-меліоративній експедиції (ГГМЕ), обласному управлінню меліорації та водного господарства для практичного використання при розробці меліоративного кадастру, проведенні моніторингу зрошуваних земель, плануванні агромеліоративних заходів, прогнозуванні стану та грошовій оцінці земель, що підтверджується відповідними довідками. Результати досліджень мають значення і для інших промислових регіонів з аналогічними умовами.

2. Запропоновано прийоми детоксикації забруднених ВМ зрошувальних вод і ґрунтів з використанням адсорбентів, у тому числі кальцій- і залізовмісних відходів промислового виробництва Донецької області, а також промивки різними водами.

3. Результати досліджень використані при розробці відомчого нормативного документа "Охорона водних, ґрунтових та рослинних ресурсів від забруднення важкими металами в умовах зрошення" (ВНД 33-5.5-06), введеного в дію наказом Держводгоспу України. Ним слід керуватися при проектуванні та експлуатації зрошувальних систем, при проведенні моніторингу зрошуваних земель, при оцінці та прогнозуванні їх стану.

4. Результати досліджень використані при підготовці "Рекомендацій з охорони та підвищення родючості зрошуваних земель Донецької області" і знайшли відображення в інформаційному бюлетені "Аграрна наука - виробництву".

Особистий внесок здобувача полягає у визначенні мети та задач досліджень, у проведенні польових, лабораторних і модельно-вегетаційних дослідів, у виконанні основного обсягу аналітичних робіт, в ознайомленні та критичному аналізі наукової літератури з досліджуваних питань, в узагальненні, аналізі та математичній обробці експериментального матеріалу, в апробації результатів, у визначенні наукової новизни та практичної цінності роботи. Положення, що виносяться на захист, і висновки сформульовані і обґрунтовані особисто автором.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися й обговорювалися на V з'їзді ґрунтознавців та агрохіміків України (м. Рівне, 1998 р.), на наукових міжвідомчих та науково-практичних конференціях (м. Харків, 1997, 1998, 1999 рр.; м. Щелкіно, 1999 р.; м. Одеса, 1999 р.).

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 12 наукових праць.

Структура дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, шести розділів, висновків, рекомендацій виробництву, списку літератури, який налічує 278 найменувань (20 робіт іноземних авторів), додатків. Робота викладена на 317 сторінках, містить 147 сторінок тексту, 50 таблиць і 32 рисунки, а також 24 таблиці та 15 рисунків додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Важкі метали як фактор дії на стан водних джерел, ґрунтів і рослин. Надано огляд літературних джерел з питань впливу техногенного забруднення на екологічний стан ґрунтів, на хімічний склад зрошувальних вод і на якість продукції, оцінки ступеня їх забруднення, вивчення процесів трансформації та транслокації ВМ, прийомів детоксикації забруднених зрошувальних вод і ґрунтів. Висвітлено недостатньо вирішені проблеми стосовно оцінки стану зрошуваних земель Донбасу, обґрунтовано напрямки та доцільність проведення досліджень.

Об'єкти та методи досліджень. Еколого-агромеліоративне обстеження зрошуваних земель Донецької області проводилося за вдосконаленим нами методом "ключів-аналогів" (були включені еколого-токсикологічні показники); при цьому одночасно вивчалася взаємопов'язана система "вода - ґрунт - рослина". Дослідженнями було охоплено 18 адміністративних районів і 7 місцевих зон області, 46 господарств, в яких закладено 94 ключові площадки.

Питання поліелементного забруднення чорнозему звичайного важкими металами та прийомів його детоксикації вивчали у польових дослідах, закладених на стаціонарі Донецького інституту агропромислового виробництва (с. Піски Ясинуватського району). Схема дрібноділянкового досліду №1 та дози меліорантів (т/га) при його закладці: 1) контроль; 2) гній, 100.0; 3) плантажна оранка на 75 см + гній, 100.0; 4) фосфогіпс, 7.9; 5) крейдяний шлам содового комбінату, розкладений сірчаною кислотою, 7.5; 6) крейдяний шлам фенольного заводу, 4.6; 7) кальцій- і залізовмісний шлам Харцизького сталедротяного заводу (СДЗ), 15.6; 8) залізний купорос, 2.3; 9) забруднення свинцем (Pb) і кадмієм (Cd) до рівня трьох гранично допустимих концентрацій (ГДК); 10) залізо-марганцевий шлам металургійного заводу, 15.0. Площа ділянки - 4 м², повторність варіантів шестиразова. Дози меліорантів при закладці досліду визначалися за показниками солонцюватості ґрунту, а в подальші роки - виходячи із запланованої зрошувальної норми і солонцюючої дії води. Зрошувальна норма в 1998 р. для кукурудзи складала 1200 м³/га, в 1999 р. для кормового буряку - 1600 м³/га. Pb і Cd вносили у формі оцтовокислої та сірчанокислої солей у дозах відповідно 90 і 9 мг/кг.

Схема мікроділянкового досліду № 2:

1) контроль (не забруднений ВМ ґрунт; рекомендований режим поливів мінералізованою водою);

2) фон (ґрунт, забруднений Zn, Pb, Co, Cu, Cr, Cd, Ni; рекомендований режим поливів мінералізованою водою);

3) фон + промивний режим поливів мінералізованою водою;

4) фон + промивний режим поливів мінералізованою та прісною водою;

5) вар. № 4 + торф екраном під шар 0-25 см (100 т/га);

6) вар. № 5 + плантажна оранка на 75 см;

7) вар. № 6 + шлам СДЗ (50 т/га) + залізний купорос (18 т/га). Дози ВМ (мг/кг): Zn - 100, Pb - 100, Co - 50, Cu - 100, Cr - 200, Cd - 24, Ni - 100.

Метали вносили у вигляді солей: сульфатів цинку і міді, ацетату свинцю, хлориду кобальту, калію хромовокислого, нітрату кадмію, ацетату та оксиду нікелю. Площа ділянки - 0,5 м². Повторність досліду чотириразова. При закладці досліду стінки ділянок ізолювали поліетиленовою плівкою.

У модельно-вегетаційному досліді №1 вивчали ефективність промивки чорнозему звичайного від ВМ дистильованою, підкисленою до рН-3 і меліорованою водами, а також зв'язування металів у малодоступні для рослин форми адсорбентами: червоним шламом (3 г/кг ґрунту), керамзитом (3 г/кг), цеолітом (3 г/кг), крейдою (3 г/кг), сапропелем (15 г/кг), криптогуміном (15 г/кг), біомосом (1,5 г/кг), активованим вугіллям (1,5 г/кг). Ґрунт усіх варіантів забруднили Pb і Cd у формі ацетату свинцю та сульфату кадмію до рівнів 2, 7, 10 ГДК їх валового вмісту. Ґрунт промивали подачею води безнапірно зверху, трьома тактами. Загальна норма - 675 мм.

У модельно-вегетаційному досліді № 5 вивчали ефективність зв'язування ВМ у ґрунті різними дозами адсорбентів: цеолітом, вермикулітом, керамзитом - 8, 16, 32 г/кг ґрунту; активованим вугіллям, червоним шламом - 4, 8, 16 г/кг; торфом - 16, 32, 64 г/кг. Ґрунт усіх варіантів забруднили до високого рівня (мг/кг): Pb - 100, Cd - 24, Cr - 200, Co - 50, Ni - 100. Тест-культурами були кукурудза, редиска, озима пшениця.

У модельно-вегетаційному досліді № 2 визначали вплив зрошення водами різної якості на накопичення металів у ґрунті та їх транслокацію у рослини салату. В досліді № 3 вивчали надходження ВМ у зелену масу салату із різних генетичних горизонтів ґрунту: Н/к (0-25 см), Нрк (25-40 см), НРк (40-70 см), Рhк (70-110 см), Рк (110-150 см). У досліді №4 виявляли вплив різних рівнів забруднення ґрунту Pb і Cd на трансформацію металів та транслокацію їх у зелену масу кропу. Ґрунт забруднювали Pb і Cd як окремо, так і сумісно до 3, 5, 10, 15, 20 ГДК. Свинець вносили у формі ацетату, кадмій - сульфату. Дози Pb становили 65, 125, 275, 425, 575 мг/кг, Cd - 10, 20, 45, 75, 90 мг/кг. Повторність варіантів модельно-вегетаційних дослідів триразова.

У модельно-лабораторному досліді № 1 вивчали можливість очищення зрошувальної води від ВМ за допомогою адсорбентів. Вода № 1 - мінералізована, додатково забруднена Pb, Co, Cd, Ni, Cr; доза адсорбентів - 20 г/л (співвідношення вода: адсорбент - 50:1). Вода № 2 - дистильована, забруднена Pb, Cd, Ni; при цьому концентрацію солей металів збільшили у два рази, а дози адсорбентів зменшили у два рази. Адсорбенти змішували з водою і відстоювали протягом доби, а потім фільтрували й аналізували інфільтрат.

У модельно-лабораторному досліді № 2 вивчали розподіл Zn, Pb, Co, Cu, Cr, Cd і Ni між різними фазами та компонентами чорнозему звичайного з мікроділянкового досліду № 2. При цьому використовували метод послідовної екстракції металів: їх визначали у ґрунтовому розчині, у твердій фазі ґрунту: у водній витяжці, у складі катіонів вбирного комплексу, у фракціях гумінових (ГК) і фульвокислот (ФК), у мулистій фракції.

Валовий вміст ВМ у ґрунті визначали рентгено-спектральним (на приладі СРН-25) та інверсійно-спектральним (ДФС-8) методами, рухомі форми - атомно-абсорбційним методом на приладі с-115 в ацетатно-амонійній (СH₃COONH₄ з рН-4.8), солянокислій (1н Hcl) та водній витяжках, у зрошувальних водах і рослинах - атомно-абсорбційним методом.

У ґрунті визначали також сольовий склад, загальний гумус і його груповий та фракційний склад, карбонати, рухомі форми азоту, фосфору та калію, гранулометричний склад згідно атестованих й тимчасово допущених методик. Математичну обробку проводили за допомогою пакета програм "Statistica", дисперсійного та кластерного аналізів.

Природні та антропогенні умови району досліджень. У розділі описуються фізико-географічне положення, клімат, рельєф, геологічна будова, гідрографія, гідрогеологія, рослинний покрив, ґрунтотворні породи, ґрунтовий покрив району досліджень. Як антропогенні умови розглядається вплив викидів промислових підприємств, автотранспорту і стічних вод на стан навколишнього середовища. За ґрунтово-екологічним районуванням України (Полупан, Соловей, 1997) Донецька область відноситься до степової зони, північно-степової підзони чорноземів звичайних, зимово-холодної фації, Донецької провінції. Згідно з районуванням, розробленим Інститутом гідротехніки і меліорації УААН, Донецька область належить до зони недостатнього і нестійкого зволоження (коефіцієнт зволоження 0,45-0,55), дефіцит якого компенсується зрошенням. Зрошення впливає на вміст металів у ґрунтах і рослинах, на міграцію їх в системі "вода - ґрунт - рослина", але в Донбасі значну роль у забрудненні компонентів біосфери відіграють й інші фактори техногенного походження.

Еколого-агромеліоративний стан зрошуваних земель Донецької області.

Хімічний склад та іригаційна оцінка зрошувальних вод. Донецька область має численні водні джерела зрошення (понад 500), склад яких формується за рахунок природних вод і (значною мірою) недоочищених стічних вод промислових підприємств. Мінералізація поливних вод змінюється від 0,3-1,0 до 2,0-4,0 г/л солей. Тип солей прісних вод - гідрокарбонатно-кальцієвий або сульфатно-гідрокарбонатний магнієво-кальцієвий. З підвищенням мінералізації хімізм солей змінюється на більш токсичний хлоридно-сульфатний магнієво-натрієвий або сульфатно-натрієвий. Оцінка зрошувальних вод, згідно з ДСТУ 2730 (за небезпекою засолення, осолонцювання та підлуження ґрунту) показала, що водами першого класу (придатними для зрошення) поливається 15-20 % території, другого (обмежено придатними) - 60-70 %, третього (непридатними) - 15-20 %.

Оцінка вод за вмістом ВМ, згідно з ВНД 33-5.5-06, свідчить, що прісні води, як правило, характеризуються низьким рівнем вмісту металів (сума ВМ 0,09-0,16 мг/л) і належать до першого класу. З підвищенням мінералізації сумарна їх кількість зростає до 0,20-0,62 мг/л, але цей зв'язок може порушуватися викидами промислових підприємств і автотранспорту, стічними водами. Пріоритетними забруднювачами вод виступають Pb, Cd і Co. За результатами досліджень складено картосхему якості води за вмістом ВМ. При цьому водами першого класу зрошується 10 % площі, другого - 65 % і третього - 25 %.

Вміст рухомих форм важких металів у зрошуваних ґрунтах. Проведеними дослідженнями встановлено, що тривалість зрошення та якість води впливають на стан і хімічні властивості ґрунтів. Просторова та профільна неоднорідність розподілу ВМ обумовлена різними джерелами їх надходження - зрошувальними водами, викидами промислових підприємств і автотранспорту. Нами складено картосхему забруднення ґрунтів Донецької області рухомою формою ВМ (шари 0-

50, 0-100 см). Встановлено, що якість води впливає на вміст металів у ґрунті. Площам, зрошуваним водами першого класу, як правило, відповідають площі з допустимою категорією забруднення - сумарний показник забруднення Zc <16,0 (5 % від загальної площі зрошення), водами другого класу - з помірно небезпечною категорією - Zc = 16,1-32,0 (50 %) і водами третього класу - з небезпечною категорією - Zc = 32,1-128,0 (45 %). Цей зв'язок апроксимується відповідними рівняннями регресії з коефіцієнтами кореляції від 0,50 до 0,67. Однак він може порушуватися атмосферним забрудненням через викиди промислових підприємств і транспорту.

Зрошення посилює міграцію ВМ, обумовлює перерозподіл їх по профілю й акумуляцію в нижніх шарах ґрунту. Вміст металів у незрошуваних ґрунтах, як правило, нижчий.

Пріоритетними забруднювачами ґрунтів, як і вод, виступають Pb, Cd, Co, Ni, вміст яких при зрошенні водами третього класу перевищує фон відповідно в 10-23, 4-6, 7-15, 3-6 разів. За вмістом Pb і Cd складено картосхеми, їх контури в основному пристосовані до контурів якості води.

Рівні вмісту важких металів у сільськогосподарських рослинах. Вміст ВМ у зрошувальних водах і зрошуваних ґрунтах впливає на якість сільськогосподарської продукції. При зрошенні водами першого класу вміст металів у рослинах, як правило, не перевищує допустимого рівня, а з погіршенням якості води (другий і третій класи) транслокація посилюється, і кількість ВМ перевищує ГДК і максимально допустимий рівень (МДР) у два-шість разів. Особливої уваги заслуговує якість овочевої продукції та картоплі. При зрошенні водами другого-третього класів накопичення токсичних елементів (Pb, Cd, Cr) перевищувало ГДК у бульбах картоплі, в томатах, моркві, кабачках та столових буряках у 1,2-3,5 рази. Розроблено статистичні моделі залежності вмісту ВМ у рослинах від якості зрошувальної води та рівня забруднення ґрунту з коефіцієнтами кореляції 0,77-0,93, які дозволяють оцінити та прогнозувати забруднення сільськогосподарської продукції в умовах зрошення і техногенного навантаження.

Оцінка еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель. На основі проведеного нами обстеження та узагальнення фондових матеріалів вперше дано комплексну оцінку еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель Донецької області, складено картосхему з виділенням трьох груп земель (рис. 1). Землі першої групи займають площу 21 тис. га (10,5 % від загальної площі зрошення) і характеризуються задовільним станом. Для зрошення використовуються, як правило, води першого класу. Шар ґрунту 0-50 см незасолений і неосолонцьований; забруднення ВМ на рівні допустимої категорії (Zc <16,0). Продукція не забруднена, але в локальних зонах вміст Pb i Cd може перевищувати ГДК через атмосферне забруднення.

Землі другої групи займають площу 123 тис. га (61,5 %) і характеризуються небезпечним станом. Для зрошення використовуються, як правило, води другого класу. Шар 0-50 см засолений нижче слабкого ступеня, осолонцьований на рівні слабкого ступеня; забруднення ВМ на рівні допустимої та помірно небезпечної категорій (Zc =10-30). Продукція забруднена ВМ на рівні ГДК та вище.

Землі третьої групи з дуже небезпечним (кризовим) станом займають площу 56 тис. га (28 %).

Для зрошення використовуються, як правило, води третього класу. Шар 0-50 см засолений до слабкого ступеня, осолонцьований у слабкій та середній мірі; забруднений ВМ на рівні помірно небезпечної та небезпечної категорій (Zc =17-45). Продукція забруднена ВМ на рівні ГДК і значно вище (в 1,5-4,5 рази). Для кожної групи земель запропоновано комплексні заходи з охорони та підвищення їх родючості.

Міграція, трансформація та транслокація важких металів у системі "зрошувальна вода - ґрунт - рослина".

Профільний розподіл і динаміка рухомої форми важких металів у незрошуваному, виведеному зі зрошення та зрошуваному ґрунтах. Вивчено особливості глибокопрофільного розподілу рухомої форми ВМ у незрошуваному чорноземі звичайному і в аналогічному чорноземі, виведеному зі зрошення після 30 років поливів водою другого-третього класів. Зрошення забрудненою водою підвищило вміст рухомої форми металів, обумовило перерозподіл їх по профілю й акумуляцію на глибині промочування ґрунту (250-275 см). У незрошуваному ґрунті метали акумулюються на глибині 125-150 см, а в нижній частині профілю вміст їх дещо знижується. В обох ґрунтах найбільш небезпечними елементами є Pb, cd, Cr, вміст яких перевищує фон у 4-14 разів. У незрошуваному та виведеному зі зрошення ґрунтах сезонна та багаторічна динаміка рухомої форми ВМ характеризується сезонно зворотним типом з тенденцією зниження їх вмісту у два останні посушливі роки (1998-1999). Загальною тенденцією є деяке зменшення вмісту Zn, Fe, Ni, Co, Cd від весни до осені, а до весни наступного року він знову підвищується, але неповністю до вихідного рівня. У зрошуваному ґрунті в шарі 0-50 см від весни до осені внаслідок привнесення з поливною водою вміст рухомої форми металів зростає, а в зимово-весняний період під впливом інфільтрації атмосферних опадів вони мігрують униз і накопичуються у шарі 50-100 см і глибше.

Вплив різних рівнів забруднення ґрунту свинцем і кадмієм на транслокацію їх у біомасу кропу. У модельно-вегетаційному досліді № 4 встановлено залежність вмісту рухомих форм Pb i Cd від рівня забруднення ґрунту. Концентрація рухомих форм, які вилучаються витяжками CH₃COONH₄ і HCl, підвищується прямо пропорційно збільшенню їх валового вмісту (рис. 2). При цьому у витяжку 1н HCl переходить 83-92 % Pb i 87-98 % Cd, а у витяжку CH₃COONH₄ з рН-4,8-27-45 % Cd і 8-14 % Pb від валового вмісту. Cd виявився більш рухомим, ніж Pb, що пов'язано з міцнішим закріпленням останнього в ґрунті.

На накопичення ВМ у кропі впливають рівень забруднення ґрунту та фізіологічні особливості рослини (захисні механізми - бар'єри). При забрудненні ґрунту Pb і Cd до 3-10 ГДК вміст їх у кропі підвищується, а потім спрацьовує захисний бар'єр і транслокація знижується (рис. 3). При високих концентраціях (15 ГДК) бар'єр перестає функціонувати і вміст металів починає збільшуватися. При цьому Сd накопичувався у кропі з більшою інтенсивністю, ніж Pb. Зниження врожаю відмічалося на варіанті з одночасним внесенням Pb i Cd в дозі по 20 ГДК. Спостерігався також вплив забруднення ґрунту Pb i Cd на транслокацію інших металів, що пов'язано з процесами антагонізму та синергізму іонів. Антагонізм відмічався між Pb і Mn, Pb і Zn, Pb і Co, Pb і Cu, Pb і Ni, Pb і Fe; Cd і Zn, Cd і Co, Cd і Ni, Cd і Cu, Cd і Fe. Таким чином, рівень забруднення ґрунту впливає на вміст рухомих форм металів, продуктивність рослин та якість продукції.

Рис. 2 - Залежність вмісту свинцю та кадмію від рівня забруднення ґрунту



Рис. 3 - Вміст свинцю та кадмію в зеленій масі кропу при різних рівнях забруднення ґрунту

Транслокація важких металів у біомасу салату, вирощену на ґрунті різних генетичних горизонтів. Вирощування салату на ґрунті різних генетичних горизонтів довело, що зі збільшенням глибини горизонтів вміст металів у зеленій масі підвищується. Отже, забруднені нижні шари ґрунту можуть бути джерелом ВМ для рослин з глибокою кореневою системою. Це слід враховувати при розробці структури посівних площ, підборі культур, плануванні комплексних заходів, зокрема при проведенні плантажної оранки.

Вплив якості зрошувальної води на вміст металів у ґрунті та рослинах. При поливах чорнозему звичайного водою різної якості (придатною, обмежено придатною та не придатною за вмістом Pb i Cd) підвищення вмісту рухомих форм (витяжка CH₃COONH₄) Pb, Cd і суми металів (Zn, Mn, Fe, Cu, Ni, Co, Pb, Cd) у ґрунті відбувається до певного рівня, а потім вони трансформуються в менш рухомі форми (рис. 4). З погіршенням якості води вміст металів у зеленій масі салату зростає, особливо при зрошенні водою з максимальним рівнем забруднення. При цьому вміст Pb і Cd перевищував ГДК у 2,8-8,7 рази. Встановлено прямий, але нелінійний зв'язок між вмістом ВМ у зрошувальній воді, ґрунті та зеленій масі салату.

Вміст важких металів у різних фазах і компонентах ґрунту. У модельному досліді встановлено кількісний розподіл ВМ між різними фазами та компонентами чорнозему звичайного з високим рівнем забруднення. Більша частина валового вмісту представлена Fe (92 %), Zn, Mn, Cu, Ni - по 1-2 %, Pb, Cd - по 0,3-0,4 %. У ґрунтовому розчині міститься найбільш рухома та доступна рослинам форма металів. Сумарна їх кількість при зволоженні ґрунту до найменшої вологоємності (НВ) дистильованою водою становить лише 0,0001 % від валового вмісту, однак концентрація токсичних Pb, Cd і Со за показниками іригаційної оцінки значно перевищує допустимі значення для вод першого класу. Це свідчить про те, що навіть незначна частина металів, яка переходить у ґрунтовий розчин, може згубно впливати на рослини. Кислотні (1н НCl, CH₃COONH₄ з рН-4,8) та водна витяжки вилучають різну кількість ВМ: 1н НCl - 50-60 % Pb i Cd, CH₃COONH₄ з рН-4,8-13 % Pb і 22 % Cd, водна витяжка - 0,045 % Cu, 0,030 % Pb і 0,020 % Cd, а найменше всіма екстрагентами вилучалося Fe (до 1,3 %).

Рис. 4 - Вплив якості води на вміст металів у ґрунті та зеленій масі салату (модельно-вегетаційний дослід № 2)

Виділення з твердої фази ґрунту ВМ, які входять у вбирний комплекс (витяжка CH₃COONH₄ з рН-6,5), показало, що найбільше в ньому концентрується Cd (30 % від валового вмісту) і Pb (10-15 %). У мулистій фракції міститься 45 % металів від валового вмісту у ґрунті. Валового заліза в 1 кг мулу в 1,5 рази більше, ніж в 1 кг твердої фази ґрунту, а інших металів - значно менше: Mn, Zn, Ni, Pb i Cd - в 3-6 разів, Сu і Со - в 10-12 разів. Вміст рухомої форми Fe, Mn, Cu, Co i Ni в цій фракції значно вищий, а Zn i Cd - нижчий, ніж у всій твердій фазі ґрунту.

У незрошуваному ґрунті та у зрошуваному протягом 30 років забрудненою Pb, Cd i Co водою з гуміновими і фульвокислотами зв'язано менше металів, ніж з мінеральною частиною, за винятком Pb (в розрахунку на одиницю ваги). В обох ґрунтах більша частина ВМ знаходиться в ГК: у незрошуваному ґрунті у 3,2 рази більше, ніж в ФК, а у зрошуваному - тільки у 1,5 рази. При цьому значна їх частина зв'язана з фракціями 2 (ГК, зв'язані з кальцієм) і 3 (ГК, зв'язані з глинними мінералами й нерухомими полуторними окисами) гумінових кислот і фракцією 1а фульвокислот (ФК вільні і пов'язані з рухомими полуторними окисами).

Прийоми детоксикації зрошувальних вод і зрошуваних ґрунтів.

Використання адсорбентів для очищення зрошувальної води від важких металів. У модельно-лабораторному досліді обробка адсорбентами зрошувальної води, поліелементно забрудненої ВМ до високих рівнів, знижувала сумарну кількість металів на 24-87 % (мінералізована вода) і 41-99 % (штучно забруднена дистильована вода). Найбільш ефективними виявилися катіоніт КУ-2, вермикуліт, червоний шлам, сірчанокислий залізо-кальцієвий шлам, залізний купорос, торф, сапропель, криптогумін (табл. 1). Головним чином сорбувалися Co, Ni, Pb, Cd, a Zn, Fe i Mn, навпаки, десорбувалися з речовин, що вивчалися. Більш високий ефект адсорбції металів у забрудненій дистильованій воді пояснюється двома причинами: по-перше, мінералізована вода поліелементно забруднена, по-друге, вона засолена і адсорбція солей натрію, магнію та кальцію знижує ефект поглинання ВМ.

Таблиця 1. Ефективність адсорбції металів у мінералізованій воді

Варіанти	Вміст металів, мг/л
досліду	Zn	Fe	Mn	Cu	Co	Ni	Pb	Cd	Сума
Контроль	0,017	0,082	0,010	0,017	0,610	2,750	0,205	0,100	3,79
Цеоліт-40	0,013	0,120	0,110	0,010	0,570	0,980	0,090	0,030	1,92
Вермикуліт	0,021	0,105	0,017	0,009	0,129	0,229	0,085	0,014	0,60
Червоний шлам	0,012	0,113	0,028	0,013	0,139	0,207	0,086	0,012	0,61
Керамзит	0,338	0,120	0,085	0,016	0,219	1,480	0,096	0,076	2,42
Шлам СДЗ	0,029	0,381	0,015	0,058	0,109	0,095	0,091	0,011	0,79
Залізний купорос	0,128	0,400	0,135	0,022	0,105	0,274	0,111	0,082	1,26
Катіоніт	0,025	0,077	0,011	0,011	0,104	0,190	0,059	0,017	0,49
Крейда + краун-ефір	0,019	0,100	0,008	0,011	0,421	1,473	0,055	0,010	2,10
Сапропель	0,194	0,213	0,365	0,009	0,126	0,120	0,082	0,014	1,12
Торф	0,012	0,119	0,088	0,009	0,129	0,118	0,086	0,012	0,57
Криптогумін	0,040	0,225	0,112	0,029	0,134	0,154	0,095	0,013	0,80
Активоване вугілля	0,023	0,090	0,013	0,008	0,354	2,274	0,074	0,022	2,86

Прийоми детоксикації забруднених ґрунтів. Ефективність прийомів детоксикації забруднених ґрунтів (промивки, адсорбенти, вирощування культур з великою біомасою) вивчали у модельно-вегетаційних і польових дослідах. Моделювання промивок різними водами (дистильованою, підкисленою, меліорованою розкладеною до СаSO₄ крейдою і суспензованою крейдою) в нормі на заміщення 3 НВ ґрунтового розчину (модельно-вегетаційний дослід № 1) показало високий ефект видалення простих токсичних солей, розсолення та розсолонцювання ґрунту, а ефект вимивання ВМ був незначним. При забрудненні ґрунту до 2-10 ГДК вимилося лише 0,10-0,40 % валового вмісту Pb i 0,02-0,10 % Cd (в основному водорозчинна форма металів). При цьому накопичення Pb у продукції знизилося: в листі редиски - на 10-26 %, в коренеплодах - на 34-49 %, в зеленій масі гороху - на 51-71 %. У мікроділянковому досліді № 2 на фоні високого поліелементного забруднення промивні поливи з підвищенням норми поливу на 50 % (на заміщення 1,5 НВ ґрунтового розчину) знизили вміст рухомої форми металів (буферна витяжка) у шарі 0-25 см на 24-38 %, тобто ефект був вищий, ніж у модельно-вегетаційному досліді, що пов'язано зі способом промивки та більш високим рівнем забруднення ґрунту.

У модельно-вегетаційному досліді №1 внесення у ґрунт сапропелю, червоного шламу, крейди, цеоліту, криптогуміну, активованого вугілля та біомосу знизило вміст рухомої форми ВМ всього на 3-21 %. Однак одним з головних критеріїв оцінки ефективності адсорбентів є якість продукції. Так, вміст Pb в коренеплодах редиски знизився на 46-68 %, в зеленій масі гороху - на 38-71 %. Продукція була гігієнічно чистою щодо цього металу. Накопичення Сd на варіантах з адсорбентами зменшилося на 44-73 %.

У модельно-вегетаційному досліді № 5 встановлено, що вміст рухомої форми Pb, Cd, Ni, Cu (буферна витяжка) на варіантах з адсорбентами знизився незначною мірою, а кількість Zn, Co, Fe i Mn навіть підвищилася внаслідок десорбції їх з окремих речовин. Однак адсорбенти активно поглинали метали, які вилучаються водною витяжкою (11-57 %). Внаслідок адсорбції водорозчинної легкодоступної рослинам форми металів вміст їх у зеленій масі кукурудзи та пшениці знизився на 18-44 %. Підвищення доз речовин значно не посилювало ефект адсорбції металів і є економічно недоцільним.

У польовому досліді № 1 при зрошенні чорнозему звичайного мінералізованою водою третього класу кальцієві та залізо-кальцієві меліоранти з відходів промисловості, а також плантажна оранка послабляли розвиток процесу осолонцювання ґрунту, але були малоефективними у зниженні рухомості ВМ (буферна витяжка). Однак на варіантах з гноєм, фосфогіпсом, карбонатно- та залізо-кальцієвими шламами транслокація металів у зелену масу кукурудзи й коренеплоди буряку зменшилася на 16-52 %.

При вирощуванні кормового буряку в польовому досліді № 1 із шару 0-25 см в розрахунку на 1 кг сухого ґрунту при врожаї коренеплодів 500 ц/га і гички 220 ц/га було винесено 0.040 мг Pb, 0.014 мг Co, 0.012 мг Ni, 0.0014 мг Cd. Для детоксикації ґрунту до фонового рівня щодо Pb необхідно 58 таких врожаїв, Cd - 35, Co - 22, Ni - 17. При цьому продукція може використовуватися на корм, якщо вміст ВМ не перевищує МДУ.

Таким чином, проведені дослідження показали, що головними критеріями ефективності заходів, що вивчалися, є вміст ВМ у ґрунтовому розчині, водній витяжці та якість продукції.

ВИСНОВКИ

В дисертації наведено теоретичне обґрунтування й нове вирішення проблеми закономірностей поведінки металів у системі "вода - ґрунт - рослина", що полягає у встановленні рівнів вмісту ВМ у зрошуваних ґрунтах, зрошувальних водах і рослинах Донбасу, в комплексній оцінці еколого-агромеліоративного стану земель, в розробці заходів з детоксикації забруднених вод, ґрунтів та зменшення надходження металів у рослини. Результати досліджень мають значення й для інших промислових регіонів з аналогічними умовами. агромеліоративний детоксикація важкий метал

Удосконалено методику ґрунтово-меліоративного обстеження зрошуваних земель (включено еколого-токсикологічні показники: вміст ВМ у зрошувальних водах, ґрунтах і рослинах). Обґрунтовано необхідність одночасного вивчення взаємопов'язаної системи "зрошувальна вода - ґрунт - рослина", що дозволяє адекватно оцінити еколого-агромеліоративний стан зрошуваних земель.

Встановлено рівні вмісту ВМ у зрошувальних водах, зрошуваних ґрунтах і рослинах Донецької області. Зрошувальні води за концентрацією металів відносяться до трьох класів: придатних, обмежено придатних та непридатних. При цьому водами першого класу поливається 10 % території, 2 класу - 65 %, 3 класу - 25 %. Пріоритетними забруднювачами вод виступають Pb, Cd і Co. Рівень вмісту ВМ у кореневмісному шарі чорноземів звичайних при поливах водою 1 класу, як правило, відповідає допустимій категорії забруднення. Зрошення водами другого-третього класів підвищує вміст металів, і рівень забруднення ґрунту підвищується до помірно небезпечної та небезпечної категорій. Концентрація металів у богарних ґрунтах, як правило, нижче. Розроблено статистичні моделі залежності накопичення ВМ у продукції зернових, кормових та овочевих культур від вмісту їх в зрошувальних водах та ґрунтах з коефіцієнтами кореляції 0,7-0,9.

Дано комплексну оцінку еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель Донецької області з виділенням на картографічній основі трьох груп: із задовільним, небезпечним і дуже небезпечним (кризовим) станом. Для кожної групи земель запропоновано комплексні організаційні, інженерно-меліоративні, агромеліоративні та агротехнічні заходи.

Встановлено закономірності профільного розподілу рухомої форми ВМ у зрошуваних ґрунтах: вимивання з верхнього орного шару ґрунту і накопичення в нижніх шарах при зрошенні водами 1 класу; підвищення вмісту і рівномірний їх розподіл в середній частині 1,5-3,0-метрового профілю й акумуляція в нижній при зрошенні водами 2-3 класів.

Виявлено особливості сезонної та багаторічної динаміки рухомої форми ВМ у ґрунті. Незрошуваному ґрунту та виведеному зі зрошення в річному циклі властивий сезонно зворотний тип режиму металів з тенденцією зниження рівня забруднення у два останні посушливі роки (1998-1999). У ґрунті, зрошуваному водами 2-3 класів, спостерігається режим сезонного (в поливний період) накопичення металів у шарі 0-50 см з наступним вилуговуванням їх у неполивний осіннє-зимово-весняний період в нижні шари. У річному циклі спостерігається незворотний тип накопичення рухомої форми ВМ, особливо при зрошенні водою третього класу.

Встановлено особливості процесів трансформації ВМ у ґрунті в умовах зрошення та транслокації їх у рослини при різних рівнях забруднення води і ґрунту:

при поливах водою 2-3 класів за вмістом Pb, Cd i Co накопичення рухомих форм цих металів в ґрунті відбувається до певного рівня, а потім вони трансформуються й акумулюються в менш рухомих формах. З погіршенням якості води транслокація ВМ у зелену масу салату посилюється. Встановлено прямий, але нелінійний зв'язок між вмістом ВМ у зрошувальній воді, ґрунті та зеленій масі салату. Виявлено, що рослини можуть вилучати метали не тільки з верхніх, але й із нижніх горизонтів ґрунту;

з підвищенням рівня забруднення ґрунту Pb і Cd (в межах 3-20 ГДК за валовим вмістом) концентрація їх рухомих форм зростає, при цьому Pb більшою мірою, ніж Cd зв'язується ґрунтом. На накопичення металів у зеленій масі кропу впливає рівень забруднення ґрунту, процеси синергізму та антагонізму іонів, фізіологічні особливості культури (захисні бар'єри). На чорноземі звичайному достовірне зниження врожаю кропу відмічається тільки на варіанті з сумісним забрудненням ґрунту Pb і Cd в дозі 20 ГДК.

Встановлено особливості кількісного розподілу ВМ між твердою і рідкою фазами та їх компонентами у зрошуваному чорноземі звичайному з високим рівнем забруднення:

у ґрунтовому розчині міститься незначна кількість металів (0,0001 % від валового вмісту в ґрунті). В ньому найбільше концентрується Pb, Cd, Co, Zn і найменше Fe. Абсолютно більша частина ВМ зв'язана з твердою фазою ґрунту. Кислотні та водна витяжки вилучають із твердої фази різну кількість металів: 1н HCl - 9 % Ni, 16-30 % Zn, Mn, Co і Cu, 50-60 % Pb i Cd і тільки 0,2 % Fe; CH₃COONH_4-1,2 % Ni, 2-7 % Zn, Mn, Co і Cu, 15 % Pb, 32 % Cd i 0,005 % Fe. Водною витяжкою вилучається приблизно 0,0015 % металів, менш за все Fe, Mn, Zn;

у ґрунтовому вбирному комплексі найбільше міститься Cd (30 % від загального його вмісту в ґрунті), дещо менше Pb (12 %), на частку інших металів припадає 2-3 %;

у мулистій фракції знаходиться 45 % металів від валового вмісту їх у ґрунті. Мул насичений Fe, а інших металів міститься значно менше. Концентрація рухомих форм Fe, Mn, Cu, Co, Ni в мулистій фракції вища, а Zn і Cd нижча, ніж у твердій фазі;

у складі ГК і ФК гумусу чорнозему звичайного більше Pb і менше інших елементів, ніж у мінеральній компоненті ґрунту (в розрахунку на одиницю ваги гумусу та мінеральної частини). Більша частка ВМ зв'язана з ГК, однак у зрошуваному ґрунті в порівнянні з незрошуваним зростає вміст їх у ФК.

8. Встановлено можливість детоксикації забруднених ВМ вод і ґрунтів адсорбентами:

для очищення мінералізованих вод, поліелементно забруднених ВМ до високого рівня, найбільш ефективними є катіоніт КУ-2, вермикуліт, кальціє- та залізовмісні шлами, торф, сапропель, криптогумін, які адсорбували 67-87 % ВМ, головним чином Pb, Cd, Ni, Co. Менш токсичні Zn, Mn, Fe адсорбувалися в незначній кількості і навіть деякими речовинами десорбувались у розчин. При штучному забрудненні прісної води тільки Pb, Cd, Ni ефективність адсорбентів була більш високою, ніж при очищенні поліелементно забрудненої мінералізованої води;

сапропель, шлам глиноземного заводу, цеоліт, криптогумін, активоване вугілля, біомос, внесені у ґрунт, більшою мірою знижували вміст металів, які вилучаються водною витяжкою (на 11-57 %), ніж ацетатно-амонійним буферним розчином (на 3-21 %). В результаті адсорбції більш доступної рослинам форми ВМ транслокація знизилася на 20-70 %. Найбільш ефективними були цеоліт, торф та активоване вугілля. Підвищення доз вивчаємих речовин практично не посилювало ефект адсорбції металів і є економічно недоцільним;

карбонатно-кальцієві та сірчанокислі кальцій- і залізовмісні меліоранти з відходів промисловості знижували ступінь солонцюватості ґрунту, однак були малоефективними у зменшенні вмісту рухомої форми ВМ (буферна витяжка). Разом з тим накопичення металів у кукурудзі та кормових буряках зменшилося на 16-52 %, що пояснюється в основному зниженням їх вмісту в ґрунтовому розчині;

плантаж у сполученні з внесенням гною є ефективним прийомом проти хімічної та агрофізичної солонцюватості ґрунту. Однак при цьому слід контролювати рівень вмісту ВМ у ґрунті та в рослинах.

9. У польовому досліді виявлено, що промивки ґрунту прісними та мінералізованими водами з розрахунку промивної норми на заміщення 1,5 НВ ґрунтового розчину сприяють розсоленню, розсолонцюванню ґрунту і зниженню вмісту рухомої форми ВМ в шарі 0-50 см на фоні високого поліелементного забруднення ґрунту на 24-38 %.

10. Оціночними критеріями ефективності заходів з детоксикації ґрунтів є вміст ВМ у ґрунтовому розчині, водній витяжці та якість продукції. Водна витяжка і ґрунтовий розчин можуть бути також показниками ступеня забруднення ґрунту ВМ.

Вирощування кормового буряку показало, що при врожаї коренеплодів 500 ц/га та гички 220 ц/га для детоксикації ґрунту до фонового рівня за вмістом Pb необхідно 58 таких врожаїв, Cd - 35, Co - 22, Ni - 17. Якщо вміст ВМ у коренеплодах не перевищує МДР, то їх можна використовувати на корм, у протилежному випадку - в технічних цілях.

Пропозиції виробництву:

Гідрогеолого-меліоративним експедиціям Держводгоспу України та службам обласних управлінь меліорації і водного господарства для оцінки еколого-меліоративного стану зрошуваних земель рекомендується використовувати удосконалену нами методику ключового їх обстеження.

Обласному управлінню сільського господарства, господарствам різних форм власності, службам Донецького обласного управління меліорації і водного господарства при плануванні комплексних заходів на зрошуваних землях пропонується використовувати "Рекомендації з охорони і підвищення родючості зрошуваних земель Донецької області" з додатком картосхем якості зрошувальних вод, забруднення ґрунтів металами, вмісту Pb i Cd, а також еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель області.

Розроблений і введений у дію нормативний документ "Охорона водних, ґрунтових та рослинних ресурсів від забруднення важкими металами в умовах зрошення" (ВНД 33-5.5-06) службам Держводгоспу України використовувати при проведенні моніторингу зрошуваних земель, оцінці та прогнозуванні їх стану, проектуванні, експлуатації та реконструкції зрошувальних систем.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА МАТЕРІАЛАМИ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Балюк С.А., Ладних В.Я., Носоненко О.А., Мошник Л.І. Агроекологічний стан зрошуваних земель Донецької області // Вісник аграрної науки. - 1999. - №3. - С. 51-56.

2. Балюк С. А., Ладнх В.Я., Мошник Л.И. Орошаеме земли Донбасса: состояние, охрана и повшение плодородия // Агрохімія і ґрунтознавство: спец. випуск до V з'їзду УТГА, 6-10 липня 1998 р. - Харків, 1998. - Ч. 3. - С. 153-155.

3. Мошник Л.И. Содержание тяжелх металлов в оросительнх водах, почвах и растительной продукции Донбасса // Агрохімія і ґрунтознавство: спец. випуск до V з'їзду УТГА, 6-10 липня 1998 р. - Харків, 1998. - Ч. 4. - С. 185-190.

4. Мошник Л.И. Трансформация тяжелх металлов в черноземнх почвах Донбасса и транслокация их в растения при различнх уровнях загрязнения вод и почв // Вісник ХДАУ. - 1999. - № 1. - С. 235-240.

5. Ладнх В.Я., Мошник Л.И. Изучение возможности детоксикации чернозема Донбасса, загрязненного свинцом и кадмием // Вісник ХДАУ. - 1999. - №1. - С. 230-235.

6. Мошник Л.І. До питання про вміст важких металів у зрошуваних агроландшафтах Донбасу // Вісник ХДАУ. - 1999. - № 2. - С. 114-120.

7. Мошник Л.И. Детоксикация вод, загрязненных тяжелыми металлами // Вісник ХДАУ. - 2000. - № 1. - С. 98-103.

8. Балюк С., Ладних В., Мошник Л. Стан та родючість земель Донбасу // Водне господарство України. - 1997. - № 6. - С. 17-19.

9. ВНД 33-5.5-06-99. Охорона водних, ґрунтових та рослинних ресурсів від забруднення важкими металами в умовах зрошення / С.А. Балюк, В.Я. Ладних, А.І. Фатєєв, Л.О. Чаусова, О.А. Носоненко, М.А. Захарова, Л.І. Мошник, М.І. Ромащенко, М.Я. Бабіч, О.С. Варницький, Т.О. Грінченко. - К., 1999. - 26 с.

10. Балюк С.А., Ладних В.Я., Фатєєв А.І., Захарова М.А., Мошник Л.І. Рекомендації щодо запобігання забрудненню важкими металами ґрунтів та рослинної продукції в умовах зрошуваного землеробства // Аграрна наука - виробництву. - К., 2000. - С. 5.

11. Балюк С.А., Ладнх В.Я., Абакумов И.Н., Захарова М.А., Мошник Л.И. кологические проблем оросительнх мелиораций в кризиснх зонах и утилизация отходов // Труд науч. - техн. конф. "кология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов", 7-11 июня 1999 г., г. Щелкино. - Харьков, 1999. - С. 136.

12. Балюк С.А., Ладнх В.Я., Захарова М.А., Мошник Л.И. Тяжеле металл в природнх водах Украин // Cб. науч. статей "Качество вод и здоровье человека". - Одесса: ОЦНТЭИ, 1999. - С. 3-7.

АНОТАЦІЯ

Мошник Л.І. Важкі метали у зрошуваних ґрунтах Донбасу: рівні вмісту, процеси міграції, трансформації і транслокації, прийоми детоксикації. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.03 - агроґрунтознавство і агрофізика. - Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського УААН, м. Харків, 2000.

На основі проведеного обстеження земель в системі "зрошувальна вода-ґрунт-рослина" дано комплексну оцінку еколого-агромеліоративного стану зрошуваних земель Донецької області з виділенням трьох груп: із задовільним, небезпечним і дуже небезпечним (кризовим) станом. Для кожної групи земель запропоновано рекомендації з охорони і підвищення їх родючості. Виявлено залежність вмісту ВМ у сільськогосподарській продукції від якості зрошувальної води і рівня забруднення ґрунту. Встановлено закономірності міграції, трансформації та транслокації металів у системі "зрошувальна вода-ґрунт-рослина", визначено кількісний розподіл ВМ між різними фазами і компонентами ґрунту: ґрунтовим розчином, вбирним комплексом, мулистою фракцією, гуміновими та фульвокислотами. Обґрунтовано напрямки детоксикації забруднених зрошувальних вод і ґрунтів.

Ключові слова: важкі метали, зрошувальні води, зрошувані ґрунти, еколого-агромеліоративний стан, трансформація, міграція, транслокація, детоксикація, адсорбент, промивка.

АННОТАЦИЯ

Мошник Л.И. Тяжелые металлы в орошаемых почвах Донбасса: уровни содержания, процессы миграции, трансформации и транслокации, приемы детоксикации. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.03 - агропочвоведение и агрофизика. - Институт почвоведения и агрохимии им. А.Н. Соколовского УААН, г. Харьков, 2000.

Диссертация посвящена актуальным для орошаемых земель Донбасса вопросам содержания подвижных форм ТМ в почвах, их миграции по профилю, сезонной и многолетней динамики, трансформации и транслокации в системе "оросительная вода - почва - растение", разработки методических и практических вопросов комплексной эколого-агромелиоративной оценки состояния орошаемых земель и приемов детоксикации оросительных вод и почв.

Для адекватной оценки состояния орошаемых земель, методика почвенно-мелиоративного обследования была дополнена эколого-токсикологическими показателями. Обоснована необходимость одновременного изучения всех показателей эколого-агромелиоративного состояния в системе "оросительная вода - почва - растение". Изучен химический состав оросительных вод Донецкой области, дана оценка их качества по содержанию легкорастворимых солей и ТМ.

Установлены закономерности профильного распределения ТМ в почве, проявляющиеся в формировании глубинных горизонтов аккумуляции (250-275 см). Составлены картосхемы загрязнения почв подвижной формой ТМ и содержания свинца, кадмия в слоях 0-50 и 0-100 см. Разработаны статистические модели, подтверждающие существование связи между содержанием металлов в воде, почве и растениях и позволяющие прогнозировать накопление ТМ в сельскохозяйственной продукции.

...