Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ) является серьезной проблемой и широко изучается. Почва, как один из основных компонентов биосферы, аккумулирует в себе большое количество ТМ. Характер взаимодействия ТМ с почвенными компонентами определяет возможность дальнейшей миграции ТМ в грунтовые воды, их доступность растениям, потенциальную угрозу живым организмам, в т.ч. человеку.
Показателями состояния химических элементов в почвах служат содержание и соотношение их соединений. Исследования состава соединений металлов в почвах и механизмов их трансформации имеют более чем полувековую историю, но актуальность их растет в связи с необходимостью получения адекватной оценки сегодняшнего состояния загрязненных почв, прогноза их изменения, поиска путей их улучшения (Минкина, 2008).
Как известно, при техногенном загрязнении в почву поступают различные соединения ТМ, отличающиеся по химическим свойствам. Это могут быть как легко-, так и труднорастворимые формы соединений. Наиболее часто встречаются исследования, посвященные трансформации в модельных экспериментах легкорастворимых форм - солей тяжелых металлов, источниками которых являются в основном металлургические предприятия. Безусловно, загрязнение почв легко растворимыми соединениями ТМ очень опасно. Однако немалая доля ТМ поступает в почву в форме труднорастворимых соединений – оксидов, исследованию загрязнения которыми посвящено гораздо меньше работ. Оксиды и соли металлов, попавшие в почву, вероятно, представляют различную потенциальную опасность для окружающей среды и живых организмов.
Цель
Изучение влияния формы поступления тяжелых металлов в почву на фракционный состав и трансформацию техногенных соединений Zn, Pb, Ni, Cu.
Задачи
-
Провести модельный опыт по загрязнению почв нитратами и оксидами Ni, Cu, Zn, Pb.
-
Изучить фракционный состав загрязненных почв в зависимости от формы поступления ТМ (легкорастворимые соли или труднорастворимые оксиды). На основе результатов фракционирования выявить особенности трансформации техногенных соединений ТМ.
-
Выявить причины различий в результатах, полученных с использованием двух методик фракционирования:
-
по McLaren & Crawford;
-
по методике BCR.
-
-
Оценить влияние степени загрязнения на фракционный состав металлов.
-
Оценить влияние свойств почв на фракционный состав металлов.
-
Изучить содержание элементов в 1 н. азотнокислой вытяжке в зависимости от степени загрязнения и формы поступления ТМ.
Научная новизна Показано, что при поступлении ТМ в почву в виде легкорастворимых соединений характер их трансформации и особенности закрепления ионов металлов почвенными компонентами определяется в первую очередь сродством элемента к ним. При поступлении ТМ в виде труднорастворимых соединений, таких, как оксиды, трансформация техногенных соединений зависит от совместного действия двух факторов – собственно растворимости труднорастворимого соединения и способности почвы поглощать и прочно удерживать продукты их растворения.
Показаны существенные различия во фракционном составе ТМ в зависимости от применяемого метода исследования. Значительное влияние на фракционную картину оказывает неселективность экстрагентов, различная сила комплексообразователей, вторичная сорбция ТМ на стабильных твердых фазах (особенно по методу BCR).
Практическая значимость
Полученные результаты могут быть использованы при организации мониторинга ТМ в почвах, для оценки потенциальной опасности ТМ, загрязняющих почву, в зависимости от формы их поступления.
Апробация работы
Результаты работы были доложены на 1-й Международной геоэкологической конференции (Тула, 2003), на IV съезде Докучаевского общества почвоведов (Суздаль, 2004), на 3-й Международной конференции «Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде (Семипалатинск, 2004), на Международной конференции EUROSOIL 2004 (Freiburg, 2004), на I и II Международных научных конференциях «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2007), на заседаниях кафедры химии почв факультета почвоведения МГУ (2007, 2008, 2009).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Структура и объем работы
