Особенности накопления и распределения тяжелых металлов в почвах города Абакана
Автор: Юдина Е.В.
Журнал: Вестник Красноярского государственного аграрного университета @vestnik-kgau
Рубрика: Биологические науки
Статья в выпуске: 9, 2016 года.
Бесплатный доступ
Тяжелые металлы являются индикаторами техногенного загрязнения городской почвы, в связи с чем изучение особенностей их накоп-ления и распределения является приоритет-ным направлением современных исследований почвенного покрова урбоэкосистем. Загрязне-ние городских почв тяжелыми металлами сре-ды в основном связано с их аэрогенным по-ступлением в результате эксплуатации ав-тотранспорта. По сравнению с традицион-ным подходом к изучению загрязнения город-ских почв, подразумевающим анализ содержа-ния тяжелых металлов в верхних почвенных горизонтах до глубины 0-10 см, подход, преду-сматривающий определение содержания тя-желых металлов в почвенном профиле с уче-том факта неравномерного распределения тяжелых металлов и концентрации их на раз-личных геохимических барьерах, представля-ется более целесообразным. При анализе со-держания тяжелых металлов в верхних гори-зонтах почв города Абакана выявлено значи-тельное превышение содержания подвижных форм Zn относительно фонового содержания и ПДК в 680,2 и 10,9 раз соответственно. Установлен факт неравномерного распреде-ления тяжелых металлов в почвенном профи-ле, что подтверждает целесообразность под-хода к оценке загрязнения городских почв пу-тем определения средних концентраций ме-таллов. При анализе средних показателей со-держания валовых и подвижных форм тяжелых металлов (Pb, Cd, Cu, Zn) в почвенных профи-лях на исследуемых участках установлена прямая зависимость их содержания от степе-ни транспортной нагрузки. При рассмотрении почвенных физико-химические свойств отме-чен факт существенного влияния показателей рН, содержания гумуса, емкости катионного обмена, гранулометрического состава на кон-центрацию тяжелых металлов в почвенном профиле, что обуславливает формирование горизонтов с особыми физико-химическими условиями (геохимические барьеры), когда мож-но наблюдать явление аккумуляции тяжелых металлов в отдельных горизонтах почв.
Городская почва, урбано-земы, техногенное загрязнение, автотранс-порт, тяжелые металлы, геохимический ба-рьер
Короткий адрес: https://sciup.org/14084985
IDR: 14084985
Текст научной статьи Особенности накопления и распределения тяжелых металлов в почвах города Абакана
Введение . Интенсификация процессов антропогенного воздействия на экосистемы городов обуславливает необходимость изучения состояния базового компонента урбоэкосистемы – городской почвы. В условиях городской среды антропогенное воздействие становится преобладающим над естественными факторами почвообразования, обуславливая формирование специфических типов почв и почвоподобных тел [1].
Многолетняя антропогенная нагрузка, связанная с развитием промышленных мощностей, ростом площадей, занятых жилой застройкой, увеличением транспортного потока на городских автомагистралях, нарушает способность городских почв выполнять свои экологические функции [2, 3].
Загрязнение почв города Абакана в основном связано с аэрогенным поступлением загрязняющих веществ, в том числе тяжелых металлов, в результате эксплуатации автотранспорта [4].
Тяжелые металлы служат индикаторами техногенного загрязнения городской почвы, которая, являясь основной депонирующей геохимической системой селитебных ландшафтов, сама, в свою очередь, может стать вторичным источником загрязнения атмосферы, вод и городской растительности, в связи с чем изучение особенностей их накопления и трансформации является приоритетным направлением современных исследований почвенного покрова ур-боэкосистем [5, 6].
Цель исследования: изучить особенности накопления и распределения тяжелых металлов в почвах города Абакана.
Задачи исследования: проанализировать зависимость содержания тяжелых металлов в почвенном профиле от интенсивности транспортной нагрузки на исследуемый участок; выявить закономерности накопления и распределения тяжелых металлов в почвенном профиле, в том числе с учетом отдельных почвенных характеристик.
Объект и методы исследования. Объектами исследования явились почвенные разрезы, заложенные в непосредственной близости от автомагистралей на участках с различной интенсивностью транспортной нагрузки. Все почвенные образцы были отобраны и подготовлены согласно стандартным методикам отбора и подготовки проб (ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84, МУ 2.1.7.730-99).
В почвенных образцах были определены следующие показатели: содержание органического вещества по методу Тюрина в модификации ЦИНАО (ГОСТ 26213-91), pH водной вытяжки (ГОСТ 26423-85), емкость катионного обмена (ГОСТ 17.4.4.01-84), гранулометрический состав (ГОСТ 12536-2014). Валовые и подвижные формы тяжелых металлов (Pb, Cd, Cu, Zn) определялись методом атомно-абсорбционной спектрометрии на спектрометре «КВАНТ-АФА».
Результаты исследования. Исследования проводились на территории города Абакана в августе 2015 г. на 4 экспериментальных участках. Выбор участков был обусловлен наличием обнаженных в результате инженерно-строительных работ почвенных профилей глубиной до 1,5–2,0 м, расположенных вблизи автомагистралей, с учетом интенсивности транспортной нагрузки на данный участок дорожной сети.
Интенсивность транспортной нагрузки определялась путем учета количества автотранспорта, проследовавшим по перегону за определенный промежуток времени. Под перегоном следует понимать участок дороги, ограниченный с обеих сторон перекрестками, по которой осуществляется движение автомобильного транспорта [7].
Оценка интенсивности транспортной нагрузки на экспериментальных участках осуществлялась за временной отрезок 20 минут в разные часы в течение суток, в течение недели, с учетом видовой структуры автотранспорта. По результатам оценки интенсивности транспортной нагрузки условно выделены 4 степени нагрузки (I – очень высокая, II – высокая, III – средняя, IV – низкая) (табл. 1).
Таблица 1
Ранжирование экспериментальных участков по интенсивности транспортной нагрузки
Местонахождение/ координаты участка |
Интенсивность транспортного потока за 20 мин в течение суток, ед/ч |
о 1- о s £ К о ГО о IO “ о 5 |
1— £ ч 1 £ го о о “ о |
о х s 1 о £ ° го т 1— |
|||
Время, ч |
Вид автотранспорта |
||||||
Легковой |
Грузовой |
Автобусы |
|||||
Участок № 1, кольцевая развязка ул. Некрасова/ ул. Крылова, 53.7324, 91.4130 |
08-00–09-00 |
708 |
61 |
3 |
2316 |
8583 |
I |
12-00–13-00 |
537 |
70 |
2 |
1827 |
|||
15-00–16-00 |
518 |
30 |
0 |
1644 |
|||
17-00–18-00 |
545 |
28 |
1 |
1722 |
|||
20-00–21-00 |
275 |
4 |
0 |
837 |
|||
24-00–01-00 |
79 |
0 |
0 |
237 |
|||
Участок № 2, перекресток ул. Ярыгина/ ул. Кирова, АЗС, 53.7269, 91.4314 |
08-00–09-00 |
548 |
8 |
2 |
1674 |
6342 |
III |
12-00–13-00 |
571 |
4 |
1 |
1728 |
|||
15-00–16-00 |
302 |
0 |
0 |
906 |
|||
17-00–18-00 |
506 |
2 |
0 |
1524 |
|||
20-00–21-00 |
142 |
0 |
0 |
426 |
|||
24-00–01-00 |
28 |
0 |
0 |
84 |
|||
Участок № 3, перекресток ул. Кирова/ ул. Трудовая, 53.7262, 91.4249 |
08-00–09-00 |
75 |
1 |
0 |
228 |
837 |
IV |
12-00–13-00 |
61 |
0 |
0 |
183 |
|||
15-00–16-00 |
41 |
0 |
0 |
123 |
|||
17-00–18-00 |
64 |
0 |
0 |
192 |
|||
20-00–21-00 |
28 |
0 |
0 |
84 |
|||
24-00–01-00 |
9 |
0 |
0 |
27 |
|||
Участок № 4, ул. Аскизская, 53.6995, 91.4185 |
08-00–09-00 |
656 |
28 |
43 |
2181 |
8097 |
II |
12-00–13-00 |
541 |
24 |
36 |
1803 |
|||
15-00–16-00 |
434 |
12 |
30 |
1428 |
|||
17-00–18-00 |
590 |
16 |
38 |
1932 |
|||
20-00–21-00 |
161 |
1 |
14 |
528 |
|||
24-00–01-00 |
75 |
0 |
0 |
225 |
В видовой структуре автотранспорта на исследуемых участках преобладают легковые автомобили, на их долю приходится 91–99 %, остальную часть составляют автобусы и грузовой транспорт.
Максимальная транспортная нагрузка наблюдается на участке № 1, что обусловлено ее значением в инфраструктуре города как транспортной магистрали, по которой осуществляется основное движение в городе. Ми- нимальная интенсивность на участке № 3 объясняется тем, что эта улица имеет второстепенное значение в городском движении транспорта. Суточный максимум интенсивности транспорта наблюдается в период с 7 до 8 часов на всех участках, что связано с началом рабочего дня.
По морфологическому строению почвы на исследуемых участках можно отнести к группе урбаноземов, представляющих собой антропогенно-глубоко-преобразованные почвы, в которых урбиковый горизонт (U) имеет мощность более 50 см [1].
Традиционные подходы к изучению загрязнения городских почв подразумевают анализ содержания тяжелых металлов в верхних почвенных горизонтах до глубины 0–10 см, однако такой подход позволяет оценить только аэраль- ное поступление поллютантов, без учета факта неравномерного распределения тяжелых металлов, концентрации их на различных геохимических барьерах, в связи с чем более целесообразным представляется подход c определением содержания тяжелых металлов в почвенном профиле [8].
На основе данных анализа содержания тяжелых металлов проведена оценка химического загрязнения почв города Абакана с учетом фоновых значений (для почв сельскохозяйственных угодий, по данным ФГБУ «Государственная станция агрохимической службы “Хакасская”»), установленных ПДК (ГН 2.1.7.2041-06), ОДК (ГН 2.1.7.2511-09) и кларками почв населенных пунктов [6] (табл. 2).
Таблица 2
Номер почвенного горизонта |
Кратность превышения фонового содержания/ПДК/ОДК/кларка |
|||||||
Zn |
Cu |
Pb |
Cd |
|||||
ГО ГО m 2 о о. q О <3 ^ |
К го X го X Q- СП о 5-е-i= |
ГО ГО СП 2 q О tS -8- |
го X го X Q- СП О 5-е-i= |
ГО ГО СП 2 о q О tS -8- |
го X го X Q- СП О 5-8- 1= |
ГО ГО СП 2 q О tS -8- |
К го X го X о. СП о 5-8- 1= |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Профиль № 1 |
||||||||
U 1 |
2,62/3,64 |
680,2/10,9 |
0,16/0,54 |
1,51/1,1 |
0,55/0,13/0,32 |
33,05/5,52 |
0,08/0,19 |
2,72 |
U 2 |
0,90/1,25 |
28,86/0,46 |
0,21/0,72 |
2,00/0,14 |
2,08/0,51/1,21 |
2,42/0,40 |
0,13/0,28 |
1,97 |
U 3 |
0,12/0,17 |
6,56/0,11 |
0,09/0,30 |
1,52/0,10 |
0,08/0,02/0,05 |
1,13/0,19 |
0,08/0,17 |
1,83 |
U 4 |
0,20/0,28 |
1,06/0,02 |
0,15/0,52 |
2,72/0,19 |
0,18/0,04/0,10 |
1,12/0,19 |
0,04/0,09 |
0,17 |
U 5 |
0,18/0,25 |
0,36/0,01 |
0,14/0,48 |
3,93/0,27 |
0,17/0,04/0,10 |
1,44/0,24 |
0,02/0,05 |
0,50 |
Профиль № 2 |
||||||||
U 1 |
0,18/0,25 |
25,47/0,41 |
0,12/0,39 |
3,10/0,21 |
0,23/0,06/0,14 |
1,72/0,29 |
0,07/0,14 |
0,24 |
U 2 |
0,11/0,15 |
2,90/0,05 |
0,06/0,19 |
1,36/0,09 |
0,08/0,02/0,05 |
0,325/0,05 |
0,02/0,04 |
0,52 |
U 3 |
0,77/1,07 |
76,99/1,24 |
0,18/0,61 |
3,93/0,27 |
0,50/0,12/0,28 |
1,69/0,28 |
0,09/0,21 |
1,05 |
U 4 |
0,26/0,36 |
19,02/0,31 |
0,14/0,49 |
3,98/0,27 |
0,75/0,18/0,44 |
2,51/0,42 |
0,05/0,10 |
1,30 |
Профиль № 3 |
||||||||
U 1 |
0,24/0,33 |
32,57/0,52 |
0,11/0,13 |
2,65/0,18 |
0,20/0,05/0,12 |
1,46/0,24 |
0,05/0,1 |
0,98 |
U 2 |
0,25/0,35 |
0,58/0,01 |
0,07/0,22 |
2,20/0,15 |
0,04/0,01/0,03 |
0,22/0,04 |
0,04/0,08 |
0,62 |
U 3 |
0,33/0,46 |
75,88/1,22 |
0,12/0,39 |
3,25/0,22 |
1,06/0,26/0,62 |
14,50/2,42 |
0,08/0,18 |
1,24 |
U 4 |
0,17/0,24 |
3,31/0,05 |
0,10/0,33 |
1,29/0,08 |
0,08/0,02/0,05 |
0,95/0,16 |
0,03/0,08 |
0,62 |
U 5 |
0,23/0,32 |
19,24/0,31 |
0,14/0,49 |
4,15/0,28 |
0,12/0,03/0,07 |
0,67/0,11 |
0,04/0,07 |
0,98 |
U6 |
0,24/0,34 |
25,23/0,40 |
0,12/0,40 |
5,07/0,35 |
0,26/0,06/0,15 |
1,77/0,30 |
0,04/0,09 |
0,45 |
Профиль № 4 |
||||||||
U 1 |
0,53/0,74 |
57,29/0,92 |
0,30/1,00 |
12,29/0,84 |
1,56/0,39/0,92 |
11,62/5,81 |
0,12/0,24 |
1,90 |
U 2 |
0,37/0,51 |
49,24/0,79 |
0,14/0,47 |
12,63/0,86 |
1,13/0,28/0,66 |
10,29/1,72 |
0,07/0,15 |
1,48 |
Окончание табл. 2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
U 3 |
0,14/0,20 |
2,41/0,04 |
0,09/0,31 |
2,77/0,19 |
0,21/0,05/0,12 |
0,353/0,06 |
0,03/0,07 |
0,36 |
U 4 |
0,19/0,26 |
1,50/0,02 |
0,11/0,38 |
1,76/0,12 |
0,14/0,04/0,08 |
0,502/0,08 |
0,05/0,11 |
0,85 |
U 5 |
0,14/0,18 |
0,86/0,01 |
0,10/0,33 |
3,43/0,23 |
0,12/0,03/0,07 |
0,573/0,10 |
0,03/0,06 |
0,55 |
Фон, мг/кг |
– |
0,369 |
– |
0,205 |
– |
1,002 |
– |
0,058 |
ПДК, мг/кг |
– |
23,0 |
– |
3,0 |
32,0 |
6,0 |
– |
– |
ОДК, мг/кг |
220,0 |
– |
132,0 |
– |
130,0 |
– |
2,0 |
– |
Кларк, мг/кг |
158,0 |
– |
39,0 |
– |
54,5 |
– |
0,9 |
– |
Оценка загрязнения тяжелыми металлами почвенных горизонтов
На основе полученных данных можно сделать вывод, что наблюдается превышение валового содержания Zn на одном из участков по сравнению с ОДК в 2,6 раза, посравнению с кларковым содержанием – в 3,6 раз. Можно видеть значительное превышение содержания подвижных форм Zn в верхнем горизонте почв, которое превысило его фоновое содержание и ПДК в 25,47–680,2 и 10,9 раз соответственно. Наблюдается аномальное превышение содержания подвижного Zn в нижележащих горизонтах по сравнению с вышележащими в 2,3–3 раза, что может свидетельствовать о наличии геохимических барьеров, обеспечивающих его аккумуляцию.
Содержание валовых форм Cu не превышает установленные нормативы, значение содержания подвижных форм в разных почвенных горизонтах превысило фон в 1,29–5,07 раз.
Данные, касающиеся валового содержания Pb, показывают превышение ПДК и кларка на участке № 1 в 1,06–2,08 раза соответственно.
Существенно превышено содержание подвижных форм Pb относительно фонового содержания и ПДК, кратность превышения содержания составила 1,46–33,05 для фона и 5,52– 5,81 для ПДК.
Валовое содержание Cd не превышает нормативов ОДК и кларкового содержания на всех исследуемых участках, превышение можно наблюдать для подвижных форм относительно фонового содержания в профилях № 1 и 4 в 2,72 раза и 1,90 соответственно.
Факт неравномерного распределения исследуемых элементов в почвенном профиле можно констатировать для всех тяжелых металлов, что подтверждает целесообразность подхода к оценке загрязнения городских почв путем определения средних концентраций металлов.
Анализируя средние показатели содержания валовых и подвижных форм тяжелых металлов
(Pb, Cd, Cu, Zn) в почвенных профилях на исследуемых участках, можно проследить зависимость их содержания от степени транспортной нагрузки (табл. 3).
При оценке средних концентраций тяжелых металлов можно констатировать незначительное превышение ПДК подвижными формами Zn и Pb на участке с I степенью транспортной нагрузки в 2,3 и 1,3 раза соответственно. Превышение фоновых концентраций наблюдается на всех участках, однако кратность данного превышения в десятки раз меньше аналогичного, установленного при оценке содержания тяжелых металлов в верхних горизонтах почвы.
Корреляционный анализ установил прямую зависимость содержания в почвенном профиле как валовых, так и подвижных форм тяжелых металлов от степени транспортной нагрузки, присвоенной экспериментальным участкам, что подтверждает значимость роли автотранспорта как основного источника загрязнения почв урбо-экосистем.
Однако в данной закономерности выявлены отдельные аномалии, так, например, содержание Zn на участке № 2, которому присвоена III степень транспортной нагрузки, в 1,2–1,4 раза превышает содержание данного элемента на участке № 4 (степень транспортной нагрузки – II), что может быть связано с фактом нахождения участка № 2 в радиусе 10 м от автомобильной заправочной станции и как следствие в зоне продолжительной работы автомобильных двигателей в режиме холостого хода. Кроме того, на участке № 3, с низкой транспортной нагрузкой, можно отметить превышение содержания подвижных форм Pb в 2,1 раза по сравнению с участком с большей транспортной нагрузкой, что может быть обусловлено физикохимическими особенностями строения конкретного почвенного профиля.
Процессы, протекающие в городских почвах, определяются не только источниками поступления загрязняющих веществ и степенью антропогенного воздействия, но и свойствами, присущими самой почве, в связи с чем при оценке уровня загрязнения, анализе механизмов, свя- занных с накоплением и распределением тяжелых металлов, значимым аспектом является установление причинно-следственных связей между содержанием загрязнителей и отдельными почвенными характеристиками [9] (табл. 4).
Таблица 3
Среднее содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почвенном профиле на участках с разной степенью транспортной нагрузки
Степень транспортной нагрузки |
Среднее содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почвенном профиле, мг/кг |
|||||||
Zn |
Cu |
Pb |
Cd |
|||||
Валовая форма |
Подвижная форма |
Валовая форма |
Подвижная форма |
Валовая форма |
Подвижная форма |
Валовая форма |
Подвижная форма |
|
I |
177,36 |
52,92 |
20,06 |
1,89 |
19,56 |
7,85 |
0,14 |
0,08 |
II |
59,94 |
8,21 |
19,40 |
1,35 |
20,24 |
4,67 |
0,12 |
0,06 |
III |
73,13 |
11,48 |
16,47 |
0,63 |
12,44 |
1,56 |
0,11 |
0,05 |
IV |
53,89 |
9,64 |
14,4 |
0,63 |
9,44 |
3,26 |
0,09 |
0,05 |
Коэффициент корреляции (r) |
0,795 |
0,671 |
0,864 |
0,890 |
0,936 |
0,777 |
0,879 |
0,850 |
Таблица 4
Показатель |
Zn |
Cu |
Pb |
Cd |
||||
<0 2 О CL о ® -А-m |
К 05 X 05 ^ S S О. СО О 5-8-1= |
аз 2 О CL |
СК 05 X 05 ^ S О. СО О 5-8 г |
аз 2 О CL ® -Асо |
СК 05 X 05 ^ S О. СО о 5-е- г |
аз ® О CL ® -А-m |
СК 05 X 05 ^ СО о 5-е-г |
|
Профиль № 1 |
||||||||
рН водной вытяжки |
0,310 |
0,175 |
0,843 |
0,336 |
0,330 |
0,223 |
0,647 |
0,512 |
Гумус |
0,770 |
0,748 |
0,333 |
0,703 |
0,233 |
0,751 |
0,692 |
0,954 |
Емкость катионного обмена |
0,661 |
0,475 |
0,845 |
0,500 |
0,708 |
0,493 |
0,955 |
0,847 |
Гранулометрический состав, частицы < 0,01 мм |
-0,047 |
-0,192 |
0,459 |
-0,181 |
0,439 |
-0,117 |
0,759 |
0,515 |
Профиль № 2 |
||||||||
рН водной вытяжки |
0,571 |
0,512 |
0,806 |
0,815 |
0,611 |
0,694 |
0,726 |
0,705 |
Гумус |
0,826 |
0,881 |
0,920 |
0,894 |
0,669 |
0,809 |
0,983 |
0,588 |
Емкость катионного обмена |
0,758 |
0,819 |
0,902 |
0,894 |
0,664 |
0,832 |
0,958 |
0,553 |
Гранулометрический состав, частицы < 0,01 мм |
0,614 |
0,631 |
0,914 |
0,961 |
0,826 |
0,964 |
0,852 |
0,699 |
Окончание табл. 4
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Профиль № 3 |
||||||||
рН водной вытяжки |
0,395 |
-0,037 |
-0,699 |
-0,230 |
0,178 |
0,238 |
0,208 |
-0,036 |
Гумус |
0,569 |
0,786 |
0,831 |
0,748 |
0,660 |
0,582 |
0,581 |
0,505 |
Емкость катионного обмена |
-0,055 |
0,088 |
0,895 |
0,651 |
-0,038 |
-0,091 |
-0,139 |
0,213 |
Гранулометрический состав, частицы < 0,01 мм |
0,019 |
0,365 |
0,966 |
0,634 |
0,226 |
0,158 |
0,118 |
0,259 |
Профиль № 4 |
||||||||
рН водной вытяжки |
0,558 |
0,296 |
0,608 |
0,446 |
0,361 |
0,306 |
0,596 |
0,555 |
Гумус |
0,988 |
0,968 |
0,922 |
0,942 |
0,990 |
0,968 |
0,963 |
0,975 |
Емкость катионного обмена |
0,468 |
0,282 |
0,434 |
0,357 |
0,286 |
0,305 |
0,523 |
0,584 |
Гранулометрический состав, частицы < 0,01 мм |
0,223 |
-0,083 |
0,314 |
0,020 |
-0,028 |
-0,067 |
0,325 |
0,296 |
Коэффициенты корреляции между содержанием тяжелых металлов в почвенном профиле и отдельными почвенными характеристиками
Анализ полученных данных позволяет установить взаимосвязь между показателем рН и содержанием тяжелых металлов. Факт прямой корреляционной зависимости, обусловленный увеличением щелочности почв, может быть следствием привнесения карбонатных щебней при строительстве автомагистралей, применением антигололедных смесей и другими факторами. В наибольшей степени это проявляется в отношении Cu и Cd в профилях № 1, 2, 4, для которых выявлена значительная корреляция валовых и подвижных форм. В профиле № 3 положительная корреляция установлена для валового содержания Zn, валовых и подвижных форм Pb и Cd.
Значительная корреляция с показателем рН обусловлена свойствами тяжелых металлов, так, Cu в нейтральной и щелочной среде малоподвижна и на щелочном барьере осаждается во вторичные минералы. Так как растворимость Cd зависит от рH, то особенно благоприятные условия для его концентрации формируются на щелочных геохимических барьерах карбонатных почв. На миграцию Zn, имеющему постоянную валентность, главное влияние оказывают изменение щелочно-кислотных условий и сорбционные процессы. То же касается и Pb, который в нейтральной и щелочной среде образует малоподвижные комплексные соединения [Pb(OH) 2 ]2, [Pb(OH) 3 ] [5, 6].
Полученные результаты позволяют проследить связь содержания тяжелых металлов с содержанием гумуса, что можно было предвидеть, так как высокое содержание органического вещества свидетельствует о значительной сорб- ционной способности почв, когда гумусовые и низкомолекулярные органические кислоты образуют с тяжелыми металлами сложные комплексные соединения [6, 9, 10]. Положительная корреляция наблюдается во всех профилях, характерна как для валовых, так и подвижных форм всех металлов.
Тяжелые металлы, являясь катионогенными элементами, показывают прямую корреляцию с показателем емкости катионного обмена в профилях № 1, 2, 4. Однако в профиле № 3 данная закономерность характерна только для Cu, которая, являясь одним из лучших комплексооб-разователей, в присутствии органических веществ образует прочные фульватные и гумат-ные органоминеральные комплексы [5].
Факт прямого влияния гранулометрического состава на содержание тяжелых металлов прослеживается не для всех металлов и не на всех исследуемых профилях, однако можно наблюдать высокие показатели корреляции в профилях, где отмечен факт существенной зависимости содержания тяжелых металлов от показателей содержания гумуса и емкости катионного обмена (в профиле 1 – для Cd, в профиле № 3 – для Cu, в профиле № 2 – для всех металлов), что свидетельствует о совокупном влиянии почвенных свойств на концентрацию элементов в каждом конкретном профиле.
Выводы. При анализе содержания тяжелых металлов в верхних горизонтах почв города Абакана выявлено значительное превышение содержания подвижных форм Zn относительно фонового содержанияи ПДК: в 680,2 и 10,9 раз соответственно.
Установлен факт неравномерного распределения тяжелых металлов в почвенном профиле, что подтверждает целесообразность подхода к оценке загрязнения городских почв путем определения средних концентраций металлов.
При анализе средних показателей содержания валовых и подвижных форм тяжелых металлов (Pb, Cd, Cu, Zn) в почвенных профилях на исследуемых участках установлена прямая зависимость их содержания от степени транспортной нагрузки.
Рассматривая отдельные почвенные физикохимические свойства, можно отметить факт существенного влияния показателей рН, содержания гумуса, емкости катионного обмена, гранулометрического состава на концентрацию тяжелых металлов в почвенном профиле, что обуславливает формирование горизонтов с особыми физико-химическими условиями (геохимические барьеры), когда можно наблюдать явление аккумуляции тяжелых металлов в отдельных горизонтах почв.
Список литературы Особенности накопления и распределения тяжелых металлов в почвах города Абакана
- Герасимова М.И. и др. Антропогенные поч-вы: генезис, география, рекультивация: учеб. Пособие/под ред. Г.В. Доброволь-ского. -Смоленск: Ойкумена, 2003. -268 с.
- Строганова М.Н. и др. Экологическое со-стояние городских почв и стоимостная оценка земель//Почвоведение. -2003. -№ 7. -С. 867-875.
- Почва, город, экология/под ред. Г.В. Доб-ровольского. -М., 1997. -320 с.
- Юдина Е.В. Экологическое состояние поч-венного покрова города Абакана//Экология урбанизированных территорий. -2015. -№ 3. -С. 44-49.
- Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. -М.: Астрея-2000, 1999. -610 с.
- Алексеенко В.А., Алексеенко А.В. Химиче-ские элементы в геохимических системах. Кларки почв селитебных ландшафтов. -Ростов н/Д.: Изд-во ЮФУ, 2013. -388 с.
- Трофименко Ю.В., Якимов М.Р. Транспорт-ное планирование эффективных транс-портных систем крупных городов: моно-графия. -М.: Логос, 2013. -464 с.
- Ю.Н. Водяницкий, А.С. Яковлев. Оценка загрязнения почвы по содержанию тяжелых металлов в профиле//Почвоведение. -2011. -№ 3. -С. 329-335.
- Дабахов М.В., Дабахова Е.В., Титова В.И. Экологическая оценка почв урбанизирован-ных ландшафтов/Нижегородская гос. с.-х. акад. -Н. Новгород: Изд-во НИУ РАНХиГС, 2014. -300 с.
- Водяницкий Ю.Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах/ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии. -М., 2009. -95 с.