Ni, Cr, Pb в гидроморфных почвах Терско-Сулакской подпровинции Дагестана
Исследование гидроморфных почв Терско-Сулакской подпровинции Дагестана. Определение содержания гумуса, никеля, хрома, свинца по генетическим горизонтам исследованных почв. Незначительное превышение в почве предельно-допустимой концентрации никеля и хрома.
Рубрика | Экология и охрана природы |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 28.04.2017 |
Размер файла | 27,1 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//
Размещено на http://www.allbest.ru//
Почвенный покров является основной составляющей биосферы, поскольку является субстратом для обитания подавляющего большинства живых существ. Важнейшее значение почв заключается в аккумулировании энергии, гумуса, химических элементов. Выполняя средообразующие функции, почва влияет на химический состав воздуха, атмосферных осадков и подземных вод, определяет макро- и микроэлементный химический состав произрастающих на ней растений, выступает универсальным физико-химическим и биологическим адсорбентом, поставщиком и регулятором содержания углекислого газа, кислорода и азота в воздухе [3, 10].
Если почва как важнейшая составляющая биосферы будет деградирована, вследствие небрежного отношения к ней, то сформировавшееся устойчивое функционирование биосферы будет необратимо нарушено [4,5]. почва гумус никель свинец
Химические элементы поступают в живые организмы по трофической цепи: почва - растение - животное - человек. Человек в данной ситуации получает их как с животной, так и с растительной пищей.
Почвы по-разному концентрируют химические элементы и их соединения. Среди них одни необходимы для живых существ (биофильные элементы и физиологически-активные вещества), а другие являются токсичными или вредными (тяжелые металлы, токсичные соединения, галогены и др.), и те и другие влияют на биохимические и физиологические процессы населяющих их растений, животных, человека [1, 6, 9, 14].
Многие заболевания животных и человека - сердечно-сосудистые, костно-суставные, эндокринные и другие, обусловленные нарушением обмена веществ, вследствие дисбаланса макро- и микроэлементов, избытка тяжелых металлов также зависимы от геохимических факторов среды. В некоторых случаях эти болезни обусловлены избытком, а в других недостатком одного, либо нескольких химических элементов в одном объекте или во всей трофической цепи [15].
Почва является мощным адсорбентом и депонентом тяжелых металлов, вместе с тем она обладает слабой самоочищающей способностью, в отличие от воздуха и воды. Вследствие этого, загрязнение почв тяжелыми металлами устраняются с большим трудом, и поэтому разработка мероприятий по снижению негативных последствий, связанных с повышенной концентрацией тяжелых металлов в почвах с целью получения чистой растениеводческой продукции и экологически чистых продуктов животноводства является актуальной проблемой на современном этапе. Практически все тяжелые металлы, при превышении определенных концентраций в среде обитания характеризуются четко выраженным кумулятивным действием по отношению к почве и населяющей ее биоте. Передаваясь по биогеохимическим цепям, они загрязняют воду, растения и воздух. Опасность загрязнения почв тяжелыми металлами связана и с тем, что она не так очевидна, как, к примеру, такие виды деградации почв как засоление, уплотнение, дефляция, эрозия.
Целью нашего исследования было определение содержания тяжелых металлов - никеля, хрома и свинца в гидроморфных почвах (луговые, лугово-аллювиальные, лугово-болотные, лугово-лесные, лугово-каштановые) Терско-Сулакской подпровинции Дагестана.
Актуальность данного исследования обусловлена интенсивным использованием изучаемой территории под сельскохозяйственное производство.
Объекты и методы
Были исследованы гидроморфные почвы одной из подпровинций равнинной зоны Дагестана, территория которой интенсивно используется для нужд сельского хозяйства республики.
Почвенный покров Терско-Сулакской подпровинции Дагестана представлен следующими гидроморфными почвами, которые имеют широкое распространение: луговыми, лугово-аллювиальными, лугово-болотными, лугово-лесными, лугово-каштановыми [7, 11].
Тип луговые почвы в Дагестане широко распространен. Общая площадь луговых почв 583 тыс.га или 23,6% общей площади равнинной зоны. Обязательным сопутствующим фактором лугового почвообразовательного процесса является избыточное увлажнение, связанное с близко залегающими грунтовыми водами. Характеризуются четким проявлением окислительно-восстановительных процессов в профиле, а также биогенной и гидрогенной аккумуляции веществ. Для луговых почв характерны: ясная дифференциация горизонтов, значительная мощность гумусового горизонта, карбонатность, хорошо выраженная мелкокомковато-зернистая структура, избыточное увлажнение нижних горизонтов, оглеение ниже полуметровой толщи. Эти почвы отличаются гидрогенной аккумуляцией карбонатов, гипса, солей и горизонтальной слоистостью. Содержание гумуса в луговых почвах 4-7%. Луговые почвы используются в сельском хозяйстве как естественные сенокосы, под посевы зерновых и овощных культур.
Тип аллювиальные луговые почвы распространены в дельтовых районах, обычно в прирусловой части поймы рек и на прилегающих к ним участках временных водотоков. Общая площадь 175,5 тыс. га. Характеризуется постоянным влиянием кольматационного режима рек, в результате которого откладывается значительное количество мелкоземлистого материала. Наряду с влиянием поверхностных вод описываемые почвы испытывают дополнительное грунтовое увлажнение. Широко используются в сельском хозяйстве под зерновые, овощные культуры и в качестве кормовых угодий.
Лугово-болотные почвы в Дагестане занимают площадь 76,3тыс. га. Формируются эти почвы в условиях длительного поверхностного и грунтового увлажнения. Почвообразующие породы представлены преимущественно карбонатными супесчаными и тяжелыми суглинками. Лугово-болотные почвы характеризуются высоким содержанием гумуса (3-6%) в верхних горизонтах, резко падающим с глубиной. Часто засолены легкорастворимыми солями. Характеризуются низкой водопроницаемостью. В равнинном Дагестане почвы используются преимущественно под пастбища и сенокосы.
Лугово-лесные почвы формируются на повышенных элементах пойменных террас современных действующих рек под лесной и кустарниковой растительностью. Занимают площадь около 40 тыс.га. Леса представлены тополевыми, дубовыми, лоховыми, ивовыми зарослями. В равнинном Дагестане обнаруживаются в дельтах рек Терека, Сулака, Акташа, Улучая, Рубаса, Гюльгеречая, Самура. Развивается на дельтово-аллювиальных отложениях, слоистость которых выражена в различной степени. Кратковременно заливаются паводковыми водами с большим количеством взвешенного материала. Гумусонакопление проявляется ясно до глубины 30-40 см. Вскипает с поверхности по всему профилю. Почвообразующие породы: дельто-аллювиальные отложения тяжелосуглинистого и глинистого механического состава, карбонатные. На лугово-лесных почвах произрастают основные массивы лесов равнинного Дагестана выполняющих важную роль в охране биосферных условий.
Лугово-каштановые почвы являются переходным типом, сформиро-
вавщимся в результате остепнения луговых почв. В равнинном Дагестане распространены на площади около 400 тыс. га. Что составляет около 16% площади зоны. Водный режим этих почв большей частью периодически промывной. Почвенно-грунтовые воды залегают от 2,5 до 5(7) метров. По механическому составу преобладают глинистые и суглинистые, с наличием прослоек более легкого состава. Характеризуются сравнительно высоким содержанием гумуса (3-6%), постепенно снижающимся с глубиной. Следует отметить, что лугово-каштановые почвы являются одними из наиболее плодородных почв равнинного Дагестана. В сельском хозяйстве в условиях орошения используются для выращивания почти всех зерновых и плодово-ягодных культур.
Нами были исследованы почвы Кизлярского, Кизилюртовского, Хасавюртовского и Бабаюртовского административных районов Дагестана, приуроченных к Терско-Сулакской подпровинции республики.
На изучаемых типах почв были заложены разрезы, отобраны образцы по генетическим горизонтам почв, проведен химический анализ. Участки для обследования выбирали с таким расчетом, чтобы были охвачены все типы гидроморфных почв. Отбор почвенных проб проводился в соответствии с методикой крупномасштабного агрохимического исследования почв сельскохозяйственных угодий [13]. Определение содержания гумуса в почве проводилось по Тюрину в модификации Никитина. Определение концентрации никеля, хрома и свинца в почвах исследуемой территории было произведено методом атомно-абсорбционной спектроскопии на ААС ЭТА Hitachi 170-70 [12] в лаборатории биогеохимии ПИБР ДНЦ РАН и в Аналитическом центре коллективного пользования ДНЦ РАН.
Обсуждение результатов
Почвы изучаемого региона подвергаются влиянию тяжелых металлов, поступающих с атмосферными осадками, с оросительными водами, минеральными удобрениями, в составе пестицидов.
Полученные результаты (табл.) указывают на то, что содержание гумуса и тяжелых металлов в исследованных почвах Дагестана различается как по типам почв, так и по генетическим горизонтам.
Таблица. Содержание гумуса, Pb, Ni, Cr в луговых почвах Терско-Сулакской подпровинции Дагестана по генетическим горизонтам
Почвы |
Гумус, % |
Ni, мг/кг |
|||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||
Луговые |
3,65±0,05 |
3,34±0,05 |
0,67±0,01 |
118,9±2,7 |
144,6±3,0 |
145,8±2,6 |
|
Лугово-аллювиальные |
2,74±0,04 |
2,46±0,04 |
0,79±0,02 |
47,1±1,5 |
51,0±1,2 |
74,7±1,3 |
|
Лугово-болотные |
4,46±0,03 |
3,96±0,04 |
0,38±0,01 |
35,6±1,3 |
34,2±1,2 |
28,8±0,9 |
|
Лугово-лесные |
6,26±0,07 |
4,46±0,03 |
0,90±0,02 |
47,1±2,3 |
52,4±1,8 |
44,8±1,3 |
|
Лугово-каштановые |
3,35±0,05 |
2,87±0,04 |
0,68±0,01 |
72,4±1,8 |
90,2±1,9 |
95,14±1,5 |
|
Почвы |
Cr, мг/кг |
Pb, мг/кг |
|||||
А |
В |
С |
А |
В |
С |
||
Луговые |
162,9±1,4 |
133,7±1,2 |
153,4±1,0 |
23,36±0,5 |
29,18±0,3 |
22,31±0,2 |
|
Лугово- аллювиальные |
140,9±1,7 |
142,6±1,5 |
139,9±1,2 |
11,56±0,4 |
12,14±0,3 |
20,53±0,2 |
|
Лугово-болотные |
152,0±1,5 |
130,1±1,3 |
248,2±1,1 |
20,85±0,3 |
9,17±0,2 |
8,48±0,2 |
|
Лугово-лесные |
125,7±2,2 |
108,2±1,7 |
161,2±1,3 |
10,24±0,4 |
26,03±0,3 |
13,59±0,2 |
|
Лугово-каштановые |
133,9±1,8 |
161,1±1,5 |
118,3±1,1 |
16,84±0,3 |
11,52±0,2 |
22,48±0,3 |
Содержание гумуса во всех типах исследованных почв было больше в верхнем горизонте А с постепенным снижением в горизонте В и резким снижением в горизонте С. Важное значение имеет содержание гумуса в верхнем пахотном слое почв. По содержанию гумуса в порядке его возрастания в горизонте А изученные почвы располагались в следующий
ряд: лугово-аллювиальные > лугово-каштановые > луговые > лугово-болотные > лугово-лесные почвы.
Содержание и распределение элементов в почвах зависят от направления и степени развития почвообразовательного процесса и особенностей поведения микроэлементов в ландшафте. Характер распределения элементов в почвенном покрове определяется гумусностью, гранулометрическим составом, реакцией среды, окислительно-восстановительными условиями, емкостью поглощения, содержанием CO2.
Содержание свинца в почвах, обусловленное как антропогенной деятельностью, так и содержанием его в породах на которых сформировались почвы также было различным, и возрастало в горизонте А в следующем ряду: лугово-лесные > лугово-аллювиальные > лугово-каштановые > лугово-болотные > луговые почвы. В содержании свинца по горизонтам не всегда прослеживалась зависимость его накопления в верхнем горизонте А, что свидетельствует об отсутствии положительной связи его накопления с содержанием гумуса и влияния антропогенного фактора.
Уровень содержания никеля в верхнем слое почвенного покрова Терско-Сулакской низменности Дагестана возрастало в ряду: лугово-болотные > лугово-лесные > лугово-аллювиальные > лугово-каштановые > луговые почвы. Не была обнаружена положительная коррелятивная связь, как и в случаях со свинцом и хромом с количеством гумуса в почвах. Содержание никеля по генетическим горизонтам указывало на то, что концентрация его в гидроморфных почвах изученной территории не была связана с антропогенной деятельностью.
Концентрация хрома в пахотном слое почв возрастала в ряду: лугово-лесные > лугово-каштановые > лугово-аллювиальные > лугово-болотные > луговые почвы. Как и в случае свинца здесь прослеживалась связь его содержания с содержанием в почвообразующей породе и влиянием хозяйственной деятельности человека.
Таким образом, результаты исследования (табл.) позволяют судить о характере не только верхнего перегнойно-аккумулятивного слоя, но и нижележащих горизонтов, так по содержанию Ni, Cr, Pb в нижних слоях почвы можно судить о загрязненности поверхностного слоя почвы.
В целом Ni, Cr, Pb больше концентрировали луговые, лугово-каштановые, лугово-аллювиальные почвы, и меньше всего лугово-лесные. По-видимому, данная ситуация, связана с отсутствием большого антропогенного пресса на лугово-лесные почвы и широким использованием остальных почв под сельскохозяйственные угодья.
Характер распределения никеля, хрома и свинца по почвенным горизонтам исследуемой территории указывал на равномерное увеличение концентрации тяжелых металлов вниз по профилю почв. В среднем, в гидроморфных почвах региона, наблюдалось изменение концентрации никеля - от 35,6 (горизонт А) до 145,8 мг/кг (горизонт С); концентрация хрома возрастала от 125,7 (горизонт А) до 248,2 мг/кг (горизонт С). По свинцу как было указано выше, наблюдалась двойственная картина - в одних случаях наблюдалось антропогенное влияние на характер его накопления, в других была выявлена связь концентрации элемента в горизонте А с содержанием его в почвообразующей породе.
В работах исследователей отмечается высокое содержание тяжелых металлов в гумусе [8], однако нами данной закономерности в содержании никеля, хрома и свинца в исследованных почвах не обнаружено, что вероятно связано с влиянием гидрологического режима рек и уровенного режима Каспийского моря, засоленностью и карбонатностью почв и т.д.
ПДК тяжелых металлов составляет, в мг/кг: для никеля - 85; для хрома - 90; для свинца - 32 [2]. По данным нашего исследования, концентрация никеля и хрома в среднем превышала ПДК, и составляла для никеля - 0,4-1,4 ПДК; хрома - 1,4-1,8 ПДК. По свинцу не наблюдалось превышение ПДК ни в одном горизонте пяти типов исследованных почв. Результаты исследования указывают на отсутствие антропогенного загрязнения данной территории исследуемыми нами тяжелыми металлами.
Список литературы
Ашинов Ю.Н., Зубкова Т.А., Карпачевский Л.О. Заболеваемость в республике Адыгея и качество почвенного покрова // Научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2006. № 24(8). С. 157-167.
Башкин В.Н. Биогеохимия. М.: Научный мир, 2004. 584 с.
Воронков Н.А. Экология. М.: Агар, 2000. 431 с.
Добровольский Г.В. Структурно-функциональная роль почвы в биосфере. М.: ГЕОС, 1999. 278 с.
Добровольский Г.В. Экологическая роль почвы в биосфере и в жизни человека // Доклады по экологическому почвоведению. 2007. Т. 2. № 6. С. 1-16.
Ермаков В.В. Геохимическая экология животных. М.: Наука, 2008. 315 с.
Залибеков З.Г. Почвы Дагестана. М. 2010. 243 с.
Ильин В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири // Почвоведение. 1987. № 11. С. 87-94.
Кабыш А.А. Нарушение фосфорно-кальциевого обмена у животных на почве недостатка и избытка микроэлементов в зоне Южного Урала. Челябинск: Челябинский Дом печати, 2006. 408 с.
Карпачевский Л.О. Экологическое почвоведение. М.: ГЕОС, 2005. 336 с.
Классификация и диагностика почв Дагестана. Махачкала, 1982. 84 с.
Крысанова Т.А., Котова Д.Л., Бабенко Н.К. и др. Атомно-абсорбционная спектроскопия. Воронеж, 2005. 31 с.
Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства. М.: ЦИНАО, 1992. 61с.
Покатилов Ю.Г. Биогеохимия биосферы и медико-биологические проблемы. Новосибирск: Наука, 1993. 168 с.
Протасова Н.А. Микроэлементы: биологическая роль, распределение в почвах, влияние на распространение заболеваний человека и животных // СОЖ. 1998. № 12. С. 32-37
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Мониторинг 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 19.04.2013Химическая характеристика почвы. Показатели для определения санитарного состояния почв. Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве, степень их опасности. Методы отбора и подготовки проб, определения содержания микроэлементов в почве.
курсовая работа [53,9 K], добавлен 24.09.2012Биологический 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 19.04.2013Гигиенические 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 10.12.2010Загрязнение 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 23.02.2011Основные экологические нормативы качества окружающей среды. Определение величины предельно допустимой концентрации вредных веществ в воздухе, воде, почве, продуктах питания. Характеристика предельно допустимого уровня радиации, шума, вибрации, излучения.
курсовая работа [39,3 K], добавлен 18.12.2011Определение предельно допустимой концентрации вредных веществ. Основные методы мониторинга и очистки атмосферного воздуха, почв, гидросферы. Влияние экологических факторов на здоровье населения. Воздействие промышленного загрязнения на экологию города.
курсовая работа [955,7 K], добавлен 18.02.2012Структура конденсационной паротурбинной электростанции. Конструкция и принцип действия градирни. Способы извлечения хрома из сточных вод теплоэлектростанции. Анализ воздействия аэрозолей на окружающую среду. Методы очистки сточных вод от ионов хрома.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 11.10.2010Источники, 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 02.10.2015Основные пути поступления загрязняющих веществ в водоемы и водотоки. Анализ факторов, определяющих степень накопления хрома в донных отложениях водоемов города Гомеля. Оценка миграционной способности хрома в различные компоненты водных экосистем.
дипломная работа [191,4 K], добавлен 26.08.2013Особенности почвы как объекта химического исследования и показатели химического состояния почв. Подготовка проб почвы с исследуемых участков. Составление аналитической пробы. Определение молибдена в вытяжках из почв, в растворах золы кормов и растений.
презентация [248,8 K], добавлен 01.06.2014Общая характеристика токсиканта (хрома). Физические и химические свойства. Определение тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий, продукции растениеводства и кормах. Токсикологические методы оценки воздействия токсиканта на компоненты биоты.
курсовая работа [122,3 K], добавлен 28.03.2010Виды антропогенного воздействия на экосистемы и их реакция. Деградация почв - процессы, ухудшающие плодородие: разрушение структуры, потеря гумуса и обменных оснований. Особенности физической, химической и биологической деградации, факторы эрозии.
доклад [555,6 K], добавлен 25.11.2012Техногенные примеси почв. Экологическое состояние почв Беларуси. Содержание органических загрязняющих веществ, тяжелых металлов и минеральных загрязняющих веществ в пробах почв промплощадок и динамика их изменений. Оценка экологического состояния почв.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 14.02.2023Содержание в почвах естественных радионуклидов урана, радия и тория. Естественная радиоактивность глинистых и песчаных почв и дозы облучения населения в регионах Хиит и Иншас (Египет). Закономерности распределения радионуклидов среди растений и грибов.
курсовая работа [175,2 K], добавлен 03.11.2011Особенности использования порошкообразных флокулянтов для очистки сточных вод гальванического производства. Преимущества применения метода ионного обмена для очистки канализационных вод. Способы выделения хрома из осадков цветных металлов и промывных вод.
курсовая работа [212,5 K], добавлен 11.10.2010Физические свойства почв и их основные типы в районе уничтожения химического оружия. Проведение экспериментов по исследованию физических характеристик почв. Защитные мероприятия по предупреждению миграции загрязнителей в поверхностные и подземные воды.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 19.06.2011Значение математических моделей процессов, происходящих в почвах. Математическая модель теплового и температурного режимов почв, водного режима почв. Особенности модели процессов гумусонакопления и специфика моделирования продуктивности агроэкосистем.
курсовая работа [303,1 K], добавлен 31.05.2012Исследование 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 25.12.2010Общая характеристика основных экотоксикантов. Анализ современной ситуации глобального антропогенного загрязнения окружающей среды и пищи. Влияние экотоксиканта никеля на возникновение и прогрессирование аутоиммунных и других заболеваний живых организмов.
курсовая работа [618,5 K], добавлен 20.07.2010