Абіотичні фактори впливу на ґрунтовий покрив (сел. Покотилівка Харківського району)

Вивчення вмісту важких металів у компонентах навколишнього середовища має величезну історію. Вивчення вмісту важких металів (ВМ) у ґрунті відбувалося з пошуково-геохімічних та ґрунтово-агрохімічних позицій. Тобто вивчалися запаси та рухомість мікроелементів як джерела збалансованого живлення рослин [1]. Головним завданням цих напрямків було вивчення природних та антропогенних потоків ВМ у різних природних середовищах, у тому числі в ґрунтах і нормування цих елементів у ґрунтах і рослинах [2].

Багато відомих науковців проводили свої дослідження з визначення особливостей надходження ВМ до рослинної продукції та визначення найбільш стійких сільськогосподарських рослин до забруднення. L.J. Miles, G.R. Parker [10] вивчали дію підвищеного вмісту кадмію в ґрунтах на різні види рослин, додаючи його у ґрунт в різних кількостях. Г.А. Гармаш [11] вивчав надходження плюмбуму та кадмію з ґрунту до овочевих культур, для цього в ґрунт додатково вносили плюмбум та кадмій в різних кількостях. Алексєєв Ю.В. [6] вивчав здатність різних сортів пшениці поглинати ВМ, при цьому до ґрунту вносили осад стічних вод.

Зважаючи за необхідне комплексно проаналізувати і вивчити стан чорноземів в межах Харківського району смт. Покотилівка, що межують з автомагістраллю та знаходяться під безпосереднім локальним впливом викидів автотранспорту. А також визначити вміст ВМ у рослинній продукції, що вирощується на цих ґрунтах.

Проблема забруднення і деградації ґрунтів та забруднення ґрунтів важкими металами (ВМ) була актуальна завжди. Вміст важких металів і мікроелементів у ґрунті має безпосереднє відношення до його якості, оскільки як дефіцит, так і надлишок металів порушують реалізацію ним екологічних функцій. Залишки пестицидів також впливають на якість ґрунтів і сільськогосподарської продукції та, відповідно, життєдіяльність мікроорганізмів ґрунту, здоров'я людей і тварин. Отож вміст важких металів у ґрунті, як і залишки пестицидів, є важливими індикаторами його як і залишки пестицидів, є важливими індикаторами його якості.

3.2 Методи дослідження

Д ля визначення вмісту важких металів у ґрунті та рослинній продукції використовувався метод атомної абсорбції.

Атомно - абсорбційний метод аналізу.

Метод атомно-абсорбційного спектрального аналізу (ААСА) як правило, застосовується при дослідженні ґрунтів, рослин та добрив

Атомно-абсорбційна спектроскопія. Атомна абсорбція (АА) підпорядкована тим же основним законам, що і молекулярне поглинання.

Щоб спостерігати оптичні властивості вільних атомів, необхідно пробу перевести в газоподібний стан - атомізувати. В агрохімічному аналізі, процес атомізації пов'язаний з випаровуванням рідини або твердої речовини і подальшої дисоціації молекул на вільні атоми. При дуже високій температурі частина атомів іонізується і, отже, не поглинає при очікуваних довжинах хвиль, але, з другого боку, висока температура сприяє зниженню впливу матриці. Тому, завжди на початку вимірювань підбирається оптимальна температура атомізації для певного елементу і певного типу зразків.

Відповідно до ДСТу 17.4.3.03-85 (СТ СЕВ 4469-84) метод визначення речовини, що забруднює ґрунт чи біологічні об'єкти, повинен забезпечувати:

- визначення кількості забруднювача (елемента) на порядок нижче ГДК;

- відтворюваність методу не більше 30%;

- селективність відносно компоненту, що підлягає аналізу;

- використовування реактивів із зазначенням їх чистоти, приборів та апаратури, які дають потрібне відтворення методу.

використовування реактивів із зазначенням їх чистоти, приборів та апаратури, які дають потрібне відтворення методу.

Методика лабораторних досліджень

Аналітичні дослідження ґрунтових проб включають:

1) підготовку проб до аналізу;

2) хімічний аналіз водних витяжок ґрунтів на зміст основних іонів методами атомної абсорбції і полум'яної фотометрії, а також визначення рН потенціометричним методом;

3) валовий хімічний аналіз проб на 40 елементів методом емісійного спектрального аналізу.

Підготовка ґрунтових проб до аналізу

Дослідження інтенсивності руху на автомагістралі влітку (липень - серпень) 2009 р. показали, що частота руху автотранспорту складає 546 автомобілів за годину, з них 68 % легкових та 32 % вантажних. На рівень забруднення ґрунтів прилеглих до автомагістралі впливає не тільки частота руху автомобілів, а й швидкість їх руху, наявність полезахисної лісосмуги, рельєф місцевості та ін. Вздовж Сімферопольської автомагістралі існує мішаний ліс, що складається з двох ярусів.[за автором]

В результаті досліджень щодо визначення забруднення ґрунту та овочевої продукції важкими металами встановлено, що в ґрунті та моркві вміст ВМ не перевищує загально санітарні норми ГДК, відносно фонового вмісту (табл.1).

Як видно з таблиці вміст усіх вивчаючих ВМ у грунті не перевищує ГДК, але відносно фону, кадмій має перевищення у 2,3 рази на відстані 500 та 3 рази на відстані 1000 м відповідно. Кобальт не має перевищення ГДК, але на відстані 500 та 1000 м спостерігаємо невелике відхилення від фону, а саме 0,59 та 0,52 (мг/кг) відповідно. Мідь рівняється в межах ГДК, на відстані 500 та 1000 м, а спостерігається підвищення 2,6 та 2,3 (мг/кг), відносно фона. Концентрація заліза, характерна лінійною залежністю на відстані 500 м, 1000 м, 1500 м, 2000 м, і становить - 5,9; 5,7; 5,2; 5,2 (мг/кг) відповідно, що перевищує фон. Стосовно марганцю спостерігаємо співвідношення ВМ стосовно фону, яке складає 20 мг/кг. Кількість нікелю не перевищує нормам ГДК та кількість нікелю не перевищує значення фону. Кількість свинцю та цинку була в межах ГДК на різних відстанях від автомагістралі, але спостерігалось перевищення в порівнянні з фоном, 500 м - 2,2 мг/кг та 500 м; 1000 м; 1500 м; 2000 м - 6,19; 6,19; 6,18; 6,15 (мг/кг) відповідно.

Таким чином ми Накопичення важких металів з віддаленням від автомагістралі відбувається нелінійно. Це, скоріш за все, пов'язано з тим, що більша частина ВМ затримується лісом (Бабаївський ), а інша частина, більша їх кількість, з пилом переноситься через дерева і осідає до 500 м, відповідно отриманих даних найбільша концентрація ВМ спостерігається саме в цьому діапазоні (табл. 1).

Таблиця 3.1 - Вміст важких металів у 0-40 см шарі ґрунту у смт Покотилівка

Для більш детального дослідження наявності важких металів на вивчаємій ділянці були відібрані проби дощу, роси (рис. 3.1) та пил з бадилля моркви (рис. 3.2). Отримані данні засвідчують, що перевищення норм ГДК по важким металам не виявлено. Це засвідчує, що ці показники не впливають прямолінійно на накопичення важких металів у городній продукції (морква).

Гранично допустима концентрація важких металів у ґрунтах є загально санітарним показником шкідливості і не визначає небезпеку вмісту того чи іншого хімічного елементу в ґрунті, оцінити небезпеку забруднення ґрунтів комплексом металів можливо за підрахунком сумарного показника поліелементного забруднення. Оцінка ступеню забруднення ґрунтів ВМ проводиться з метою попередження можливого негативного їх впливу на компоненти природного середовища, якість рослинної продукції, здоров'я населення.

За проведеними розрахунками визначено, що на відстані 500 м від автомагістралі ступінь поліелементного забруднення ґрунту становить 4,80 мг/кг, на відстані 1000 м - 4,50 мг/кг, на 1500 м - 4,32 мг/кг та на 2000 м - 4,16. Найвищий сумарний показник забруднення ґрунту ВМ спостерігається на відстані 100 м від автомагістралі. Фон складає 4,57 мг/кг. Відповідно отриманих даних ми спостерігаємо лінійну залежність поліелементного забруднення ґрунту. Найбільша концентрація ВМ спостерігалась на відстані 500 м від автомагістралі, а найменша концентрація ВМ спостерігалась на відстані 2000 м відповідно. Але треба зазначити, що весь вивчаємий поліелементний ряд ВМ не перевищує ГДК, що засвідчують отримані дані.

Така особливість накопичення в ґрунті ВМ відобразилась на накопиченні цих хімічних елементів у рослинній продукції, що досліджувалась.

Аналіз отриманих даних щодо вмісту ВМ у моркви показав, що кількість усіх хімічних елементів, які аналізувалися не перевищує ГДК, окрім нікелю, який у 2 рази завишенні показники відносно ГДК на відстані 2000 м. від автомагістралі. Аналізуючи дані (рис. 3.3) вміст заліза є найбільше на відстані 500 метрів - 16,1 мг/кг, найменшою 14,8 мг/кг на відстані 2000 метрів, але треба зазначити, що концентрація цього ВМ не перевищую ГДК (не > 50 мг/кг).

Вміст марганцю не перевищує зазначених норм ГДК відносно марганцю (не > 20мг/кг). Але концентрація марганцю, виходячи зданих не залежить від відстані від автомагістралі, тому-що розподіл ВМ рівномірний.

Концентрація цинку (Рис. 3.5) не перевищує ГДК (не > 10,0 мг/кг), найменша концентрація спостерігається на відстані 2000 метрів - 9,1 мг/кг, спостерігаємо нелінійну динаміку ВМ.

Вміст міді (Рис. 3.6) відносно ГДК у нормі (не > 5,0 мг/кг), найменша концентрація спостерігається на відстані 2000 м. - 3,3 мг/кг (рис. 3.4), спостерігаємо лінійну залежність, чим далі відстань від автомагістралі тем менша концентрація міді.

Рисунок 3.6 - Вміст міді у плодах моркви, враховуючи відстань до автомагістралі.

Найбільш небезпечним є накопичення у плодах моркви нікелю (Рис. 3.7), вміст якого 1,0 мг/кг (ГДК не > 0,1 мг/кг) значно перевищує ГДК на різних відстанях від автошляху. У цьому випадку ми бачимо нелінійну динаміку, найбільша концентрація спостерігається на відстані 1500м. - 1,4 мг/кг від автомагістралі.

Рисунок 3.7 - Вміст нікелю у плодах моркви, враховуючи відстань до автомагістралі.

Вміст свинцю (рис.3.8) у плодах моркви ми спостерігаємо незначне коливання концентраційного ряду 0,48- 0.49 мг/кг від ГДК (не > 0,5 мг/кг)

Рисунок 3.8 - Вміст свинцю у плодах моркви, враховуючи відстань до автомагістралі.

Концентрація алюмінію не перевищує ГДК (рис. 3.9) и спостерігається лінійна динаміка, найменший вміст ВМ на відстані 2000 м. - 3,6 мг/кг.

Рисунок 3.9 - Вміст алюмінію у плодах моркви, враховуючи відстань до автомагістралі.

Концентрація алюмінію не перевищує ГДК (рис. 3.9) и спостерігається нелінійна динаміка, найбільший вміст ВМ на відстані 500 м. від автомагістралі - 0,17 мг/кг.

Рисунок 3.10 - Вміст кобальту у плодах моркви, враховуючи відстань до автомагістралі.

Вміст хрому (Рис. 3.11) знаходиться на рівні норми, та не перевищує ГДК, відзначаємо відносно рівний концентраційний ряд ВМ 0,19 - 0,2 мг/кг (рис. 3.9) на відстані автомагістралі.

Рисунок 3.11 - Вміст хрому у плодах моркви, враховуючи відстань до автомагістралі.

Концентрація ВМ (кадмій) у пробах (Рис. 3.12) (вміст ГДК не > 0,03 мг/кг) спостерігається лінійна залежність, найменша концентрація на відстані 2000 м. - 0,01 мг/кг.

Рисунок 3.12 - Вміст кадмію у плодах моркви, враховуючи відстань до автомагістралі.

Тобто продукцію, вирощену на такій відстані від автошляху, за характеристиками поліелементного забруднення можна вважати безпечною для вживання, бо не спостерігаємо перевищення норм ГДК.

Размещено на Allbest.ru