Исследование химического состава почвы природно-техногенной территории Айдаркен

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

Исследуемая территория является биогеохимической провинцией. Основными источниками загрязнения данной территории являются металлургический завод и отходы.

Изучение химического состава почвы является одним из приоритетных направлений в исследовании окружающей среды. Почва — это весьма специфический компонент биосферы, выступает как природный буфер, контролирующий перенос химических элементов в атмосферу, гидросферу и живое существо. Знание природных концентраций тяжелых металлов в почвах дает возможность судить о состоянии чистоты или загрязненности и принимать соответствующие меры, на сохранение почвенного плодородия [1-3].

Материалы и методы исследования

Исследования проведены в 3 участках биогеохимической провинции Айдаркен. Отбор проб почв проводили в соответствии со стандартами из горизонтов А с глубины 0-20 см, учитывая расстояния от загрязненного участка. С помощью GPS установили высоты над уровнем моря и координаты. Пробы почв доводили до воздушно-сухого состояния. Подготовка проб почвы на анализ проведена в лаборатории химии. Химические анализы на элементы плодородия (валовое содержание азота, фосфора и калия, гумус, емкость поглощения, содержание карбонатов, рН) и анализ на механический состав выполнены в лаборатории Республиканской почвенно-агрохимической станции ГПИ «Кыргызгипрозем» при МСХ и М КР.

Результаты и обсуждение

Для Южного Кыргызстана зональными почвенными типами являются туранские сероземы, горные коричневые почвы, горно-лесные, темно-бурые почвы ореховых лесов. Сероземы Южного Кыргызстана содержат меньше гумуса и слабо обеспечены элементами питания растений [4].

Темные сероземы содержат в верхнем горизонте 2-4,5% гумуса и азота по данным А. Н. Розанова 0,39% в верхнем горизонте (0-10 см) и 0,19% — на глубине 22-27 см. Отношение углерода к азоту в этих горизонтах колеблется в пределах 6,1-7,6. Незначительное содержание СО 2 (2-4%) в верхнем и максимальное (10-11%) — в карбонатно-иллювиальном горизонте на глубине 60-100 см. У темных сероземов в связи с повышенной гумусностью емкость поглощения увеличивается до 10-18 м-экв на 100 г почвы [5, 6].

Сероземы темные имеют щелочную реакцию (рН= 8,3-8,7) почвенной среды по всему профилю. В горных коричневых почвах содержание гумуса в верхнем слое от 4,5% до 6%, а содержание карбонатов доходит до 0,5-1,5%. С глубиной почвы уменьшением гумуса, увеличивается карбонатность до 10-15%. Реакция почвенной среды колеблется в пределах щелочного интервала (рН = 8,3-8,7). Содержание азота в них составляет в гумусовом горизонте 0,3-0,4%. Валовое содержание К 2 О составляет 2,3-2,5%, Р 2 О 5 — 0,16-0,28% [5-7].

На исследуемой территории определены типы почв: сероземы туранские темные и горные коричневые сухостепные. По нашим исследованиям содержание гумуса варьирует в пределе 1,46-4,58%, низкая концентрация в точке №1 (1,46%) (Таблица 1).

Таблица 1

ПОЧВЕННО-АГРОХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПОЧВ РТУТНОЙ ТЕРРИТОРИИ АЙДАРКЕН

Место отбора проб	0	\o o\ o' и	\o o\	л 3: s g	50	o\ И ^ о	^3 О o O\ e g	'S 3 50
Территория хвостохранилища	8,45	10,1	1,46	9,6		0,070	0,123	0,66
Территория металлургического завода	8,10	12,3	4,58	16,4		0,120	0,120	0,90
Территория границы Айдаркен	8,10	5,28	3,48	15,2		0,111	0,153	1,74

Содержание общего азота — пониженное, варьирует в пределе — 0,070-0,125%. Содержание валового фосфора — 0,120-0,170%, что во всех случаях меньше характерным значениям почв. Валовое содержание калия очень низкое в сероземах (точки № 1, 2, 3) — 0,66-0,90%.

Почвы карбонатны —  5,28-12,3%; особенно в районе хвостохранилища и металлургического комбината [6, 7].

Результаты спектрального анализа почвенного покрова (0-20 см) приведены в Таблице 2. Проанализировано 15 микроэлементов.

Таблица 2

РЕЗУЛЬТАТЫ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА

ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ТЕХНОГЕННОЙ ТЕРРИТОРИИ АЙДАРКЕН (мг/кг)

№	Mn	Ni	Co	Ti	V	Cr	Zr	Cu	Pb	Sb	Zn	Sn	Y	Sr	Ba
1	200	30	5	3000	50	40	40	70	200	4000	120	7	15	300	400
2	900	20	-	4000	40	70	90	50	40	500	50	3	15	300	400
3	900	70	20	4000	40	70	120	40	12	120	-	2	40	400	400
и се	1000	58	18	4500	90	83	170	47	16	0,5	83	2,5	29	340	650

По результатам видно, на территории хвостохранилища (участок №1) марганца в 5 раз меньше кларка земной коры, а на остальных участках на уровне кларка. Кобальта на территории металлургического завода (участок №2) — не обнаружено. Титан не превышает кларк. Ванадия и хрома во всех точках меньше кларка. Меди в точках №1 и №2 в 1,5-2 раза выше ПДК. Свинца в точке №1 (хвостохранилище) в 6 раз больше ПДК. Самый высокий показатель сурьмы в точке №1 (4000 мг/кг), что составляет 888 раз больше ПДК, в остальных точках (120 до 500 мг/кг) от 26 до 111 раз выше ПДК (ПДК=4,5 мг/кг). Цинка в точке №1 в 2,4 раза больше кларка. Бериллий в пределах кларка. Стронция в 1,7 раз больше на территории границы Айдаркен.

Таким образом, во всех точках максимальную концентрацию в верхнем слое почвенного покрова имеет сурьма, поскольку в данной ртутной провинции сурьма является основным сопутствующим элементом, поэтому геохимики называют данную провинцию ртутно-сурьмяной.

Вывод

Таким образом, можно предполагать, что основным источником загрязнения в данной провинции является горнорудный комбинат, оно происходит при переработке руды и технологическом процессе. Почвы исследуемых точек относятся к типам: сероземы туранские темные и горные коричневые сухостепные. Сурьма, как сопутствующий элемент ртути во всех точках почвенного покрова выше ПДК. Высокие концентрации отдельных тяжелых металлов (Pb, Cu, Zn) установлены в районе хвостохранилища.