Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Глазкова Наталья Евгеньевна

Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья
<
Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Глазкова Наталья Евгеньевна. Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья : Дис. ... канд. биол. наук : 03.00.16 : Пенза, 2004 144 c. РГБ ОД, 61:05-3/218

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 7

1. 1 .Тяжелые металлы и их токсичное действие в окружающей среде 7

1.2. Влияние приемов санации на подвижность тяжелых металлов в почве 16

1.3. Пути снижения поступления тяжелых металлов в растениях 26

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 39

2.1. Характеристика природных условий зоны 39

2.2. Погодные условия в годы проведения исследований 42

2.3. Объекты исследований 45

2.4. Методы проведения и схемы опытов 48

2.5. Методы лабораторных исследований 50

ГЛАВА 3. ПОДВИЖНОСТЬ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЕ 52

3.1. Динамика содержания тяжелых металлов в серых лесных почвах лесостепи Среднего Поволжья 52

3.2. Влияние искусственного загрязнения на подвижность тяжелых металлов в серой лесной почве 61

ГЛАВА 4. ОТЗЫВЧИВОСТЬ БИОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРОЙ ЛЕСНОЙ ПОЧВЫ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ 73

4.1. Микробиологическая активность почвы. 73

4.2. Эмиссия С-СОг из загрязненной почвы 78

ГЛАВА 5. УРОЖАЙНОСТЬ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР И ПОСТУПЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В РАСТЕНИЯ НА ЗАГРЯЗНЕННОЙ ПОЧВЕ 82

5.1. Урожайность сельскохозяйственных культур 82

5.2. Содержание тяжелых металлов в продукции 86

ГЛАВА 6. ПРИЕМЫ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧНОСТИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ 91

6.1. Влияние приемов санации на подвижность тяжелых металлов и мышьяка 91

6.2. Поступление тяжелых металлов в растения яровой пшеницы при использовании различных приемов детоксикации почвы 103

Выводы 109

Список использованной литературы 111

ПРИЛОЖЕНИЯ 130

Введение к работе

Актуальность работы. Почва представляет собой сложный, многофункциональный блок биосферы, образованный процессами геологического и биологического круговорота. Проблема загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами (ТМ) в настоящее время приобретает все большую актуальность в связи с резким ухудшением состояния природной среды и негативным воздействием на здоровье людей (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Овчаренко и др., 1997).

Экологические последствия ТМ имеют две отрицательные стороны. Во-первых, поступая в избыточных количествах по пищевым цепям из почвы в живые организмы, ТМ вызывают у них серьезные заболевания. Это ведет к снижению количества и качества урожаев сельскохозяйственных растений и животноводческой продукции, вызывает рост заболеваемости населения и снижение продолжительности жизни. Во-вторых, накапливаясь в почве в больших количествах, ТМ способны изменять многие ее свойства. В первую очередь, изменения затрагивают биологические свойства почвы: снижается численность микроорганизмов, сужается их видовой состав (разнообразие), изменяется структура микробоценозов, падает интенсивность основных микробиологических процессов и активность почвенных ферментов и т.д. Сильное загрязнение ТМ приводит к изменению и более консервативных признаков почвы, таких как гумусное состояние, структура реакции среды и др. Результатом всего этого является частичная, а в ряде случаев и полная утрата почвенного плодородия (Орлов и др., 1991; Ильин, 1995; Колесников, Казеев, Вальков, 2000).

Цели и задачи исследования. Целью настоящих исследований является изучение закономерностей, механизмов и последствий влияния ТМ на комплекс почвенных свойств и режимов, а также разработка мероприятий по снижению токсического действия тяжелых металлов.

Задачи исследований:

Изучить динамику содержания ТМ в почвах лесостепи Среднего Поволжья.

Исследовать подвижность ТМ при разном уровне антропогенного загрязнения.

Определить влияние ТМ на комплекс основных эколого-биологических свойств почвы, урожайность сельскохозяйственных культур и качество растениеводческой продукции.

Разработать мероприятия по снижению подвижности ТМ в серых лесных почвах и их поступления в растения.

Научная новизна. Исследована многолетняя динамика содержания ТМ в серых лесных почвах лесостепи Приволжской возвышенности. Изучена подвижность ТМ в условиях разной интенсивности антропогенного загрязнения. Установлено влияние загрязнения ТМ на комплекс экологических свойств почвы. Показано, что ТМ в первую очередь ингибируют микробиологическую активность почвы.

Разработаны мероприятия по снижению подвижности ТМ и их поступления в растения.

Практическая значимость. Определен возможный период загрязнения серых лесных почв региона ТМ до критического уровня. Разработанные мероприятия по снижению токсичности ТМ могут быть использованы при санации антропогенно загрязненных почв, а также при прогнозировании различной интенсивности хозяйственного воздействия на экосистемы.

Материалы работы используются при преподавании специальных дисциплин в Пензенской ГСХА, ПФ МНЭПУ, ПГПУ им. В.Г. Белинского.

Положения выносимые на защиту. динамика содержания ТМ в серых лесных почвах региона; подвижность ТМ в серой лесной почве различной интенсивности загрязнения; количественная оценка изменения основных почвенных свойств и режимов под влиянием ТМ; мероприятия по снижению подвижности ТМ.

Апробация работы. Результаты исследований были доложены: на международной научно-практической конференции «Экологические аспекты интенсификации сельскохозяйственного производства» Пенза 2002 г.; на Всероссийской научно-практической конференции посвященной 50-летию кафедры почвоведения и агрохимии «Проблемы плодородия почв на современном этапе» Пенза 2002 г.; на международной научно практической конференции «Проблемы аграрной отрасли в начале 21 века», Смоленск 2002 г.; на научных конференциях молодых ученых аспирантов и студентов Пензенской ГСХА (Пенза, 2002-2004 гг.); на научно практической конференции «Проблемы АПК и пути их решения», Пенза 2003 г

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 6 работ.

Личное участие автора в получении научных данных изложенных в диссертации. В предложенной работе обобщены результаты 4-летних исследований самого автора; исследования проводились в соответствии с планами отраслевых и региональных, научно-технических программ.

Влияние приемов санации на подвижность тяжелых металлов в почве

Мероприятия, с помощью которых реализуется стратегия снижения отрицательных последствий распространения ТМ в окружающей среде, включают широкий спектр человеческой деятельности и должны быть направлены прежде всего на предупреждение загрязнения объектов окружающей среды, разработку новых приемов экологически безопасного воздействия на окружающую среду, в том числе на продукцию, потребляемую человеком и сельскохозяйственными животными (Кирейчева, Глазунова, 1995; Демченко, 1997; Андреевская, 1998).

Применяя мелиоранты в условиях техногенного загрязнения, необходимо максимально учитывать свойства почвы как природного тела, находить способы наилучшей мобилизации почвенного потенциала, использовать в комплексе с химической мелиорацией специальную агротехнику. Однако, среди множества приемов и способов, предложенных учеными сельскому хозяйству, универсального метода детоксикации нет (Аканова, 2000; Фатеев, Самохвалов, Мирошниченко, 2000).

Основным мероприятием кардинально решающим проблему и предупреждающим загрязнение почв тяжелыми металлами является совершенствование технологии производства с тем, чтобы отходы его не выделялись в окружающую среду (Колесников, Казеев, Вальков, 2000).

Рекультивация загрязненных ТМ почв обычно основано на применении извести, гипса, фосфатов, органических веществ. Использование извести более эффективно на почвах с кислой реакцией, на высокобуферных почвах. Повышение рН больше 7,5 способствует образованию соединений шестивалентного хрома, которые очень подвижны, мало сорбируются и являются токсичными. Кроме того, известь и фосфоросодержащие соединения снижая поступление в растение металлов - токсикантов, усложняют поглощение и элементов - метаболитов (Си, Zn, Мп), образуя их дефицит, снижая тем самым урожай сельскохозяйственных культур (Большаков, Борисочкина, 2002; Кирейчева, Можайский, Ильинский, 2002).

Использование перегноя, торфа, органо-минеральных удобрений позволяет обогатить почву органическим углеродом и элементами минерального питания растения. Однако, органические соединения при иммобилизации тяжелых металлов специфически адсорбируют Си, приводя к ее дефициту. (Литвинович, Павлова, 1999; Мотузова, 1999).

В промышленных зонах для рекультивации химически загрязнённых почв необходим комплекс мероприятий, включающий химическое связывание токсических веществ в недоступные для растений соединения, биогенное обогащение, агротехнические, мелиоративные и другие приёмы (Минеев, 1990).

Кроме ТМ в последнее время внимание экологов привлекла группа стойких органических загрязнителей (СОЗ). Большинство соединений такого типа сохраняются в окружающей среде десятки и даже сотни лет. Некоторые аккумулируются в ТМ организмов, увеличивая концентрацию по мере следо вания по пищевой цепи. Хлороорганика присутствует теперь и в организме всех людей. Известно, что хлорорганические соединения часто очень токсичны в ничтожных концентрациях. Их действие проявляется в нарушении репродуктивной и гормональной систем, в генетических мутациях, проявлении врожденных дефектов, нарушении развития, снижении иммунного статуса, а так же в возникновении развития снижения иммунного статуса, а так же в возникновении различных раковых и других заболеваний органов и тканей человека (Юфит, 2002).

На территории Пензенской области находится склад по хранению химического оружия, в настоящее время в нем хранится 17,2% запасов отравляющих веществ России. Это зарин, зоман, иприт и другие, снаряженные в корпусе боеприпасов (Живодрова, Панкратов, Антошин, 2000). В 1994 году природоохранными органами были обнаружены три места предполагаемого прежнего уничтожения химического оружия (Панкратов, Мишанин, 1999).

Загрязнение отдельных природных объектов Пензенской области, соединениями мышьяка напрямую связано с проблемой уничтожения химического оружия. Во всех пробах грунта и мест прежнего уничтожения химического оружия наблюдается значительное превышение ПДК по мышьяку. Содержание мышьяка в почве в верхних слоях грунта (0-0,4 м) превышает ПДК в тысячи и десятки тысяч раз, на глубине 5 м - в сотни раз (Панкратов, Мишанин, 1999).

В качестве поглотителей тяжелых металлов представляют интерес природные цеолиты, обладающие высокой емкостью обменного поглощения. В последнее время они все чаще привлекают внимание исследователей для защиты почв и растений от загрязнения ТМ (Байдина, 1991; Ильин, 1995).

Использование природных сорбентов выгодно тем, что они, во-первых, доступны и дешевы, а, во-вторых, являются экологически чистым сырьем. Вместе с тем пока еще не все ясно относительно их роли инактиваторов тяжелых металлов в почве (Аристархов, 2000; Минеев, Кочетавкин, Нгуен Ван Бо, 1989). В вегетационных опытах использовалась почва с приусадебных участков, расположенных в зоне влияния цинкоплавильного завода. Она была сильно загрязнена кадмием, свинцом и цинком (их содержание было в несколько раз выше ПДК). По вариантам опыта в почву вносили цеолит в дозе 5, 10, 35 и 50 г/кг почвы. Внесение цеолитов снижало содержание подвижных форм цинка и свинца. Действия на подвижность кадмия - одного из наиболее токсичных элементов - они не оказали (Байдина, 1991).

Для ведения сельского хозяйства на почвах, загрязненных ТМ, в некоторых случаях приходится осуществлять дорогостоящие работы по их декон-таминации (очистке).

Специалисты университета им. Гумбольдта (Германия) оценивали пригодность растений для деконтаминации почв. Опыты проводили на почвах, в которых создавали различные уровни загрязнения тяжелыми металлами: равные или превышающие ПДК в 5, 10, 20 и 25 раз. На загрязненных почвах выращивали кукурузу (ее убирали в фазе, соответствующей заготовке на силосование), сахалинскую гречиху и тростник. Биомасса этих растений предназначается на энергетические и технические цели.

Установлено, что деконтаминационный эффект, даваемый растениями, зависит от способности растений поглощать металлы из почвы и от их биомассы. Так, кукуруза - растение, способное поглощать большое количество ТМ из почвы и благодаря этому снижать уровень загрязнения почв. Эта культура, устойчивая к загрязнению, может накапливать большую биомассу при высоком содержании ТМ в почве. Вынос (извлечение) кадмия из почв за один вегетационный период составил при низком уровне загрязнения (1 ПДК) - 6% (от исходного количества), умеренном (5 ПДК) - 1,3%, высоком (10 ПДК) - 0,5%, очень высоком (25 ПДК) - 0,3%. Полагают, что если убирать и подземную биомассу, то деконтаминационный эффект возрастет вдвое, так как поглощенные растениями тяжелые металлы в основном задерживаются в корнях (Lester, 1985).

Методы проведения и схемы опытов

Исследования проводились в микрополевых, модельных, вегетационных и лабораторных опытах.

Полевые исследования проводились на расстоянии 9-13 км от города Пензы на территории Пензенского района на окраине поселка Леонидовка, вегетационные опыты - в Пензенской ГСХА, модельные и натурные эксперименты - в ПИЦАС «Пензенский» и Пензенском филиале МНЭПУ.

Микрополевой опыт был заложен в 1996 году на расстоянии 1800-6000 м от мест уничтожения химического оружия и в 100-300 м от железнодорожного полотна, где используется тепловая тяга на мазуте. В нем изучалось влияние искусственного загрязнения ТМ и мышьяком на подвижность ТМ, физико-химические и биологические свойства серой лесной почвы, а также урожай и качество продукции сельскохозяйственных культур.

Схема опыта 1/4 ПФЭ (4х4х4)х4 со следующими факторами и градациями: А- загрязнение почвы свинцом; Б - загрязнение кадмием; В - загрязнение мышьяком. Уровни внесения в почву ТМ и мышьяка составляли: 1- фоновое содержание; 2-5 ПДК; 3-10 ПДК; 4-15 ПДК (по валовым формам).

Опыты закладывались в сосудах без дна размером 0,5 х 0,5м, глубина сосудов - 0,2 м. В качестве подпахотного слоя использовалась естественная серая лесная почва. В сосудах в течение 4-х лет выращивали культуры со следующим чередованием: яровая пшеница - картофель - однолетние травы - озимая рожь.

Загрязнение серой лесной почвы во всех опытах производили РЬ(МЭз)2 , CdSQ4 H(Na)3As03. В вегетационных опытах изучались приемы снижения токсичности ТМ. В них изучалась возможность снижения токсичности ТМ за счет приемов санации: применения органических удобрений (навоза и биогумуса) и известкования (доломитовой мукой).

Схема вегетационного опыта 1: (4х4)х6 со следующими факторами и градациями:

Фактор А - известкование почвы (в долях Нг): 0 - без известкования; 1 -известкование по 0,75 Нг; 2 - известкование по 1,5 Нг; 3 - известкование по 2,25 Нг.

Фактор В - применение навоза (в г/кг почвы): 0 - без удобрений; 1-25; 2-50; 3-75.

Схема вегетационного опыта 2: (4х4)х6 со следующими факторами и градациями:

Фактор А - известкование почвы (в долях Нг): 0 - без известкования; 1 -известкование по 0,75 Нг; 2 - известкование по 1,5 Нг; 3 - известкование по 2,25 Нг.

Фактор В - применение биогумуса (в г/кг почвы): 0 — без удобрений; 1 -3,3; 2-6,6; 3-9,9.

В лабораторных опытах изучалось влияние различных концентраций ТМ и мышьяка в составе питательных сред на развитие основных эколого-трофических групп микроорганизмов и подвижность ТМ в различных экст-рагентах.

В качестве известкового удобрения использовалась доломитовая мука Иссинского карьера, содержащая СаСОз - 77% и MgCCb - 17%. В качестве биогумуса использовался вермикомпост, полученный на основе переработки отходов Кузнецкой обувной фабрики земляными червями (красный калифорнийский гибрид), характеризующийся следующими показателями: рНС0Л 6,9; содержание органического вещества - 33,5% ;Сорг - 11,2%; общего азота - 1,92% ; фосфора - 1,37% ;калия -1,34% ;Zn - 13,2 мг/кг; Мп - 10,2; Си - 6,3 и Сг - 0,68 мг/кг. Из органических удобрений использовался навоз КРС. 2.5. Методы лабораторных исследований

Все наблюдения, анализы и учеты проводили по общепринятым методикам. В почве определяли следующие показатели: содержание органического углерода по методу Тюрина в модификации Симакова; легкогидролизуемый азот - по Тюрину и Кононовой; рНсол - потенциометрически; сумму поглощенных оснований - по Каппену-Гильковицу; гидролитическую кислотность - по Каппену; подвижный фосфор и обменный калий - по Чирикову (Агрохимические методы..., 1975, Методические указания..., 1983).

Валовые формы ТМ определяли в 1,0 н НС1.

Подвижные формы ТМ определяли в ацетатно-аммонийной вытяжке с рН 4,8.

Подвижность мышьяка оценивалась с последовательным извлечением различных по доступности форм.

Первая форма объединяет легкорастворимые соединения элемента, которые извлекаются 1н раствором хлористого аммония с рН 6,9. Этот раствор с почти нейтральным рН и ионами, обычными для любой почвы, не оказывает заметного растворяющего воздействия на нее.

Вторая форма - это сульфиды мышьяка и мышьяк, связанный с гидрооксидами алюминия. Из почвы форма извлекается 0,2н раствором карбоната аммония, имеющим рН 9,0. Таким образом, осуществляется переход в раствор сульфидов (Реми, 1963); активную десорбцию мышьяка из гидрооксидов алюминия определяет специально подобранная величина рН раствора (Лурье, 1979).

Третья форма включает соединения мышьяка, закрепившиеся преимущественно в почвенных карбонатах в результате процессов окклюзии, сооса-ждения, образования смешанных кристаллов. Для извлечения этой формы применен 0,01м раствор трилона Б с рН 4,5. Применение этого экстрагента основано на использовании так называемого солевого эффекта, когда растворимость малорастворимых солей увеличивается в присутствии других рас творимых солей, не имеющих с первыми общих ионов, а также на создании кислотной среды при гидролизе трилона Б, что также способствует растворению карбонатов (Sposito, Lung, Chang, 1982).

К четвертой форме отнесен мышьяк, извлекаемый из органического вещества почвы и гидроксидов железа. В качестве экстрагента использовался 0,1н раствор едкого натра, имеющий рН 14. Применение едкого натра для экстрагирования гумусовых кислот общеизвестно. В извлеченном таким образом органическом веществе можно определить многие химические элементы. Однако раствор помимо мышьяка, связанного с гумусовыми кислотами, способен извлекать также мышьяк, сорбированный гидроксидами железа. Дело в том, что гидроксиды железа Fe 2+ и Fe3+ начинают растворяться соответственно при рН 13,5 и 14. Совместное извлечение мышьяка, связанного как с органическим веществом, так и с гидроксидами железа является, недостатком методики, так как перечисленные компоненты относятся к ведущим депо мышьяка в почве (Реми, 1963). Пятая форма охватывает труднорастворимые соединения мышьяка. Для перевода их в вытяжку использовался 0,5н раствор серной кислоты с рН 0,27.

Влияние искусственного загрязнения на подвижность тяжелых металлов в серой лесной почве

Проблема нормирования содержания ТМ в почве и растениях является чрезвычайно сложной из-за невозможности учета всех факторов природной среды. В большинстве случаев загрязнение сельскохозяйственной продукции тяжелыми металлами находится в прямой (но слабой) корреляционной зависимости ос валовым содержанием их в почве. Это связано с тем, что большая часть соединений металлов накапливается в почвах в нерастворимых или слаборастворимых соединениях. Валовое содержание элементов в естественных незагрязненных почвах обусловлено их содержанием в материнской породе и определяется генезисом их происхождения (Овчаренко, 1997).

В микрополевом опыте, проведенном на серой лесной почве, установлено, что содержание валовых форм ТМ, созданное путем искусственного их внесения в почву было довольно стабильным в течение периода проведения исследований (табл. 6.).

Внесение сульфатов кадмия и нитрата свинца способствовало созданию загрязнения, мало отличающегося от заданного уровня (соответственно 5, 10 и 15 ПДК для валовых форм). При этом, через 4 года после закладки опыта, в среднем по всем вариантам загрязнения содержание валовых форм свинца снизилось на 4,3%, кадмия - на 9,7% от уровня 1997 г (рис. 3). Что касается мышьяка, то количество его изменялось незначительно (-2,3% за анализируемый период).

Уменьшение содержания ТМ произошло, вероятно, как за счет их вымывания из корнеобитаемого слоя с инфильтрационными водами, так и за

Примечание: здесь и далее коды вариантов 0- фон; 1 — 5; 2 — 10; 3- 15 ПДК счет поглощения сельскохозяйственными культурами. В почвенном растворе ТМ находятся в соединениях с различными сопутствующими ионами. При этом в серых лесных почвах наибольшая миграция характерна для соединений ТМ с нитратами и сульфатами (Овчаренко, 1997). При этом растворителем, как правило, служит почвенная влага.

Так как водная миграция ТМ и трансформация их в миграционные форм тесно связана с органическим веществом, то естественно, что закрепление ТМ в почвенном растворе зависит от трансформации органического вещест ва.

Наибольшее распространение при разработке уровней предельно допустимых концентраций (ПДК) ТМ в почвах нашел уровень содержания их валовых форм (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Алексеев, 1987; Ильин, 1985; Соколов, Черников, 1999 и др.)

Нормирование загрязнения почвы по количеству содержащихся в ней ТМ, основанное на экспериментальных материалах позволяет ориентировочно определить уровень экологической опасности в отношении загрязнения растительной продукции. Однако тесной корреляционной зависимости между содержанием в почве валового количества ТМ и накоплением его в растениях в большинстве случаев нет.

Поэтому валовое содержание ТМ в почве является фактором емкости, отражающим в первую очередь потенциальную опасность загрязнения продукции. В связи с этим шкала нормирования по количеству валовых форм ТМ рассматривается как сугубо приблизительная (Овчаренко и др., 1997). До настоящего времени не найдены экстрагенты, демонстрирующие тесную связь между содержанием ТМ в почве и растениях, и, вероятнее всего, для каждого элемента необходимо подбирать свой селективный экстра-гент.

В связи с этим наиболее полная информация о вероятной токсичности ТМ может быть получена при определении нескольких их форм (Важенин, 1982).

Нами изучено содержание подвижных форм свинца, кадмия и мышьяка при использовании различных экстрагентов. Подвижность ТМ определена по мере роста степени жесткости реагента (водная вытяжка; 1н Са(ЫОз)г; аце-татно-аммонийный буфер с рН 4,8; 1 н HN03).

Для анализа отбирали почву с вариантов, характеризующихся различным уровнем содержания валовых форм ТМ. В более мягких вытяжках отмечено существенное превышение выхода подвижных форм кадмия по сравнению со свинцом. Так, в водную вытяжку переходит всего 0,17 - 0,38 % от валового количества свинца и 1,7 - 2,6 % кадмия (табл. 7). Количество этих элементов, извлекаемых 1н Са(1ЧОз)2 составляло соответственно 4,9 - 16,3 и 17,0 - 22,7 %. Аналогичная картина выявлена и для соединений, извлекаемых более жесткими вытяжками (ААБ и 1н ИЧОз).

Искусственно созданное увеличение содержания ТМ в серой лесной почве вызывало рост извлекаемости подвижных форм как в абсолютном, так и в относительном выражении. Так, если из незагрязненной почвы извлекалось водной вытяжкой 0,17-2,0 % свинца и кадмия, то при загрязнении на уровне 15 ПДК количество этой формы ТМ возрастало до 0,37-2,6%.

Использование указанных вытяжек можно использовать для интерпретации загрязнения почвы ТМ с определенной долей вероятности. Так, количество валовых форм характеризует общую загрязненность почвы, но не отражает степень доступности элементов для растений. Концентрация ТМ, извлекаемого кислотной вытяжкой свидетельствует об общем запасе (факторе емкости) подвижной формы тяжелого металла. Содержание ТМ, извлекае мых ацетатно-аммонийным буфером характеризует наиболее мобильную часть подвижных запасов в почве. Водная же вытяжка характеризует степень подвижности элементов в почве и представляет собой самую опасную и «агрессивную» фракцию.

Что касается мышьяка, то, для того, чтобы изучить все основные его формы в почве были использованы реагенты, рекомендованные разными авторами (Ильин, Конарбаева, 1995).

Похожие диссертации на Экологические аспекты регулирования подвижности тяжелых металлов и мышьяка на серой лесной почве лесостепи Среднего Поволжья