Оценка барьерной функции чернозема и серой почвы в рамках экспериментального загрязнения ионами меди

Оценка барьерной функции чернозема и серой почвы в рамках экспериментального загрязнения ионами меди

Автор: Иовчева А. Д., Семенков И. Н.

Журнал: Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева @byulleten-esoil

Рубрика: Статьи

Статья в выпуске: 116, 2023 года.

Бесплатный доступ

Целью работы была сравнительная оценка устойчивости гумусовых горизонтов чернозема квазиглееватого и серой почвы к смоделированному загрязнению медью. Для оценки сорбционной емкости почв и создания необходимых уровней загрязнения в почвы внесена Cu в виде растворов ацетатов с концентрацией от 2 до 200 мг/л (что соответствует внесению 20-2 000 мг/кг Cu). Показано, что изотермы адсорбции Cu достоверно аппроксимируются уравнением Лэнгмюра. При этом полученные значения максимальной адсорбции (Cmax) и константы Ленгмюра (KL) для чернозема выше, чем для серой почвы. Это свидетельствует о более высокой поглотительной способности и более прочном удержании сорбированной черноземом Cu по сравнению с серой почвой, что связано, по-видимому, с более высоким содержанием и составом органического вещества, тяжелосуглинистым гранулометрическим составом и нейтральным значением рН чернозема. Методом последовательных селективных экстракций установлено, что в незагрязненных почвах более 50% Cu находится в прочно связанном состоянии. Оценка распределения Cu по фракциям при уровне загрязнения > 200 мг/кг свидетельствует о слабом увеличении содержания биодоступных (обменных и кислоторастворимых) форм металла для чернозема, значительном - для серой почвы при 200 мг/кг. При загрязнении около 2 000 мг/кг Cu в обеих почвах преобладают пулы биодоступных и связанных с (гидр)оксидами Fe и Mn форм. Фактор подвижности не превышает 10% для чернозема и 25% для серой почвы в исходном и загрязненном (200 мг/кг) состояниях, что указывает, соответственно, на малую и среднюю биодоступность Cu в них. При загрязнении в 2 000 мг/кг фактор подвижности достигает 25% в черноземе и более 40% в серой почве, что свидетельствует о среднем и высоком риске миграции Сu в сопредельные среды.

Еще

Поглотительная способность почв, ацетаты меди, последовательное экстрагирование, геохимический барьер, фактор подвижности

Короткий адрес: https://sciup.org/143180770

IDR: 143180770   |   DOI: 10.19047/0136-1694-2023-116-76-108

Список литературы Оценка барьерной функции чернозема и серой почвы в рамках экспериментального загрязнения ионами меди

  • Борисочкина Т.И., Колчанова К.А. Геохимия тяжелых металлов почв урбанизированных ландшафтов зон воздействия металлургических предприятий. // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 10. С. 50-56.
  • Горбунов Н.И. Методика подготовки почв к минералогическим анализам. // Методы минералогического и микроморфологического изучения почв. М.: Наука, 1971. С. 5-15.
  • Ильин В.Б. Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск: Издательство СО РАН, 2001. 229 с.
  • Иовчева А.Д., Кречетов П.П., Семенков И.Н. Засоление как фактор дифференциации подвижных форм тяжелых металлов в почвах Барабинской лесостепи // Вестник Московского университета. 2022. Серия 5. География. № 3. С. 108-118.
  • Ладонин Д.В. Формы соединений тяжелых металлов в техногенно-загрязненных почвах: Автореф. дис. … докт. биол. наук. М., 2016. 42 с.
  • Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с.
  • Опекунова М.Г., Сомов В.В., Папян Э.Э. Загрязнение почв в районе воздействия горнорудных предприятий Башкирского Зауралья // Почвоведение. 2017. № 6. С. 744-758.
  • Пинский Д.Л. К вопросу о механизмах ионообменой адсорбции тяжелых металлов почвами // Почвоведение. 1998. № 11. С. 1348-1355.
  • Пинский Д.Л. Современные представления о механизмах поглощения тяжелых металлов почвами // Эволюция, функционирование и экологическая роль почв как компонента биосферы. Пущино: Товарищество научных изданий КМК, 2020. С. 55-64.
  • Полевой определитель почв России. М.: Почвенный ин-т им. В.В. Докучаева, 2008. 182 с.
  • СанПиН 1.2.3685-21. “Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания”. 2021. 469 c.
  • Семенков И.Н., Королева Т.В. Международные системы нормирования содержания химических элементов в почвах: принципы и методы (обзор) // Почвоведение. 2019. № 10. С. 1259-1268.
  • Юдина А.В., Фомин Д.С., Валдес-Коровкинa И.А, Чурилинa Н.А., Александрова М.С., Головлева Ю.А., Филиппов Н.В., Ковда И.В., Дымов А.А., Милановский Е.Ю. Пути создания классификации почв по гранулометрическому составу на основе метода лазерной дифракции // Почвоведение. 2020. № 11. С. 1353-1371.
  • Barsova N., Yakimenko O., Tolpeshta I., Motuzova G. Current state and dynamics of heavy metal soil pollution in Russian Federation - A review // Environmental Pollution. 2019. Vol. 249. P. 200-207. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.03.020.
  • Burachevskaya M., Minkina T., Bauer T., Mandzhieva S., Gülser C., Kızılkaya R., Sushkova S., Rajput V. Assessment of extraction methods for studying the fractional composition of Cu and Zn in uncontaminated and contaminated soils // Eurasian Journal of Soil Science. 2020. Vol. 9. Iss. 3. P. 231-241. https://doi.org/10.18393/ejss.734601.
  • Ghrefat H.A., Yusuf N., Jamarh A., Nazzal J. Fractionation and Risk Assessment of Heavy Metals in Soil Samples Collected along Zerqa River, Jordan // Environ. Earth Sci. 2012. Vol. 66. P. 199-208. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2019.03.020.
  • Gleyzes C., Tellier S., Astruc M. Fractionation studies of trace elements in contaminated soils and sediments: a review of sequential extraction procedures // Trends Anal. Chem. 2002. Vol. 21. P. 451-467. https://doi.org/10.1016/S0165-9936(02)00603-9.
  • Kabala C., Singh B.R. Fractionation and mobility of copper, lead, and zinc in soil profiles in the vicinity of a copper smelter // Journal of Environmental Quality. 2001. Vol. 30. P. 485-492. https://doi.org/10.2134/jeq2001.302485x.
  • Kabata-Pendias A. Trace Elements in soils and plants. Y.: CRC Press, 2011. 505 p.
  • Kidd P.S., Domínguez-Rodríguez M.J., Díez J., Monterroso C. Bioavailability and plant accumulation of heavy metals and phosphorus in agricultural soils amended by long-term application of sewage sludge // Chemosphere. 2007. Vol. 66. P. 1458-1467. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2006.09.007.
  • Narwal R.P., Singh B.R., Salbu B. Association of cadmium, zinc, copper, and nickel with components in naturally heavy metal‐rich soils studied by parallel and sequential extractions // Communications in Soil Science and Plant Analysis. 1999. Vol. 30. Iss. 7-8. P. 1209-1230. https://doi.org/10.1080/00103629909370279.
  • Salbu B., Krekling T., Oughton D.H. Characterization of radioactive particles in the environment // Analyst. 1998. Vol. 123. P. 843-849. https://doi.org/10.1039/A800314I.
  • Sipos P. Distribution and sorption of potentially toxic metals in four forest soils from Hungary // Cent. Eur. J. Geoscience. 2009. Vol. 1. Iss. 2. P. 183-192. https://doi.org/10.2478/v10085-009-0009-4.
  • Semenkov I.N., Koroleva T.V. Heavy metals content in soils of Western Siberia in relation to international soil quality standards // Geoderma regional. 2020. Vol. 21. P. e00283. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2020.e00283.
  • Tatsiy Yu.G. Ecological and Geochemical Evaluation of Environmental Pollution within the Operating Area of the Karabash Copper-Smelting Plant // Tyumen State University Herald. 2012. Vol. 12. P. 81-86.
  • Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals // Anal. Chem. 1979. Vol 51. P. 844-851. https://doi.org/10.1021/ac50043a017.
  • Walkley A., Black I.A. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method // Soil Sci. Journal. 1934. Vol. 27. P. 29-37. https://doi.org/10.1097/00010694-193401000-00003.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp