Введение к работе
Актуальность темы. Загрязнение, окружающей- среды * тяжелыми
металлами являются одной из актуальных проблем современности. По
токсичности и опасности тяжелые металлы занимают третье место среди
загрязнителей после радионуклидов и пестицидов. Среди тяжелых элементов
приоритетными загрязнителями по. степени их опасности являются ртуть,
свинец, кадмий,' мышьяк, главным образом потому, что техногенное их
накопление в окружающей среде идет высокими темпами. :
Прогрессирующее загрязнение флоры тяжелыми металлами, и: их
соединениями, являющимися продуктами хозяйственной деятельности
человека, приводит к снижению экологической и экономической ценности
почвенного покрова. -/
Хотя удобрения, как источник питания растения и фактор урожайности изучаются много лет, их значение как фактора, влияющего на содержание тяжелых металлов в почве и растениях, изучено недостаточно и является противоречивым. С одной стороны, в составе удобрений имеются тяжелые металлы, которые могут загрязнять почву, растения и грунтовые воды. С другой стороны, удобрения, активно изменяя агрохимические свойства почвы (реакцию среды, содержание гумуса, концентрацию и ионный состав почвенного раствора, соотношение поглощенных катионов и содержание питательных элементов), влияют на подвижность тяжелых металлов в почве, которая определяет потенциальную опасность загрязнения ими растительной продукции и грунтовых вод. Следовательно, удобрения могут стать фактором детоксикации загрязненных тяжелыми металлами почв.
Цель исследований. Целью работы является изучение' фонового
содержания и фракционного состава соединений кадмия и меди в дерново-
подзолистых и серых лесных почвах Европейской части России.
В связи с поставленной целью были поставлены следующие задачи исследования:
- установить распределение кадмия и меди в профиле дерново-
подзолистых почв различного гранулометрического состава " по
данным локального мониторинга на реперных участках; .
- установить распределение кадмия и меди в профиле серых лесных
. почв по данным локального мониторинга на реперных участках; '
- изучить фракционный состав подвижных соединений кадмия и меди
в дерново-подзолистой почве на примере длительного полевого
.. опыта им. Д.Н. Прянишникова МСХА; ''.
- изучить фракционный состав подвижных соединений кадмия и
меди в серой лесной почве на примере длительного полевого опыта
МСХА в учхозе «Дружба» Ярославской области. . . :. *''
Научная новизна работы заключается в следующем: впервые изучено фоновое содержание кадмия и меди в дерново-подзолистых и серых лесных
і ЦЕНТРАЛЬНАЯ
НАУЧНАЯ ЬиБЛИОТі: :д
Моск. сельскохсз. а:п "оі/ии
им. К. Д. Тимирязева.
MH..№_^;flL.g^9
почвах Европейской части России и фракционный состав подвижных соединений кадмия и меди в данных почвах
Практическая значимость. Практическая значимость результатов исследований состоит в установлении величин фонового содержания кадмия и меди в дерново-подзолистых и серых лесных почвах, которые могут использоваться для выявления площади антропогенного загрязнения почв данными элементами Полученные результаты могут быть использованы для прогностических расчетов и позволяют рассматривать важный процесс химической мелиорации и удобрения дерново-подзолистой и серо-лесной почв с биогеохимнческих позиций.
Апробация работы. Результаты работы были доложены на трех конференциях молодых ученых МСХА (декабрь 1999 г.), в Санкт-Петербурге (март 1999 г.) и Суздале (июль 2000 г.) По теме диссертации опубликовано 3 работы.
Объём и структура работы. Диссертация изложена на 101 страницах, содержит 43 таблицы, 4 рисунка и приложение. Работа состоит из введения, обзора литературы, 5 глав экспериментальной части, выводов и предложений производству. Список использованной литературы включает 109 наименования, в том числе 25 - иностранных.
Объекты исследований. Для проведения исследований были отобра-ны почвенные образцы в длительном полевом опыте ТСХА, заложенном в 1912 г по инициативе академика ДН Прянишникова. Почва дерново-среднеподзолистая, по гранулометрическому составу - легкий крупнопы-левато-песчаный суглинок. Были взяты образцы из пахотного и подпахотного слоев (0-20 и 20-40 см), следующих вариантов опыта с ячменем 1. Без удобрений, 2. NPK без извести, 3 NPK + навоз + известь, 4. Навоз без
извести
Для сравнения с предыдущим опытом была также исследована темно-серая среднесуглинистая почва, из таких же слоев (0-20, 20-40 см) Опыт расположен на опытном поле учхоза ТСХА «Дружба» Ярославской области в 8-польном полевом севообороте Почвенные образцы отбиралась из первого, второго и четвертого варианта с 5-го поля (под ячменем) Соответственно контроль, NPK, NPK + навоз. При определении фоновых концентраций кадмия и меди в дерново-подзолистых почвах различного гранулометрического состава и серых лесных почвах пробы отбирались по слоям 0-20, 20-40, 40-60, 60-80, 80-100 см на реперних участках локального мониторинга.
Методы исследования. Отбор проб почвы для анализов проводился в соответствии с требованиями к отбору почв при общих и локальных загрязнениях, изложенными в ГОСТ 17 4 3 01-83, ГОСТ 17 4 4 02-84, ГОСТ 28168-89, а также в "Методических указаниях комплексного агро-
химического обследования почв сельскохозяйственных угодий" и "Методических указаниях по проведению полевых и лабораторных исследований при контроле загрязнения окружающей среды металлами". .
Анализ для определения тяжелых металлов проводился следующим образом: 10 г воздушно-сухой почвы, измельченной и пропущенной через сито с отверстиями 2 мм, взвешивали на технических весах, помещали навеску в химический стакан, вместимостью 250 см и приливали 50 см HNO3 (1:1).-Вращательным движением - колбы осторожно перемешивали содержимое. Стакан закрывали часовым стеклом и помещали на электрическую плитку, доводили до кипения и кипятили 15 минут. Затем к пробе по каплям приливали 10 см3 концентрированной перекиси водорода при перемешивании и вновь помещали стакан на электроплитку, доводил до кипения и кипятили 15 минут. После охлаждения до комнатной температуры суспензию отфильтровывали через складчатый фильтр "синяя < лента" в мерную колбу вместимостью 100 см3, фильтр с осадком помещали в стакан, в котором осталась почва. Приливали в стакан 50 см3 1 М азотной кислоты и помещали его на плитку, нагревали и кипятили еще 30 минут: После охлаждения до комнатной температуры жидкость в стакане отфильтровывали в ту же мерную колбу. Осадок на фильтре промывали горячей азотной кислотой концентрации с (HNO3) = 1 моль/дм3 и после охлаждения доводили объем фильтрата в,мерной колбе до метки бидистиллировакной водой. Одновременно проводили "холостой" анализ, включая все его стадии, кроме взятия пробы почвы. Определение тяжелых металлов в фильтрате проводили на атомно-абсорбционном спектрофотометре типа С-115. ,.
' Гумус определялся по ГОСТ 26213-91, определение рН проводилось по ГОСТ 26483-85, гидролитическая кислотность - по ГОСТ 26212-91, обменные формы кальция и магния - по ГОСТ 26487-85.
Для изучения фракционного состава подвижных соединений кадмия и
меди почва на колонке последовательно обрабатывалась водой; 0,1 М
Ca(NOj)2; CH3COONH4 с рН=4,8 (ААБ раствор); 0,1М NaOH и, наконец, 0,1
М Ca(N03)2 после обработки почвы 10% НгОг при соотношении почва:
раствор как 1:5. Определение кадмия и меди в фильтрате проводилось на
атомном абсорбционном спектрофотометре. " '.
Результаты исследований были обработаны по статистической
программе STRAZ. '' '
