В настоящее время к существенным факторам, вызывающим деградацию почвы, относится её химическое загрязнение, в частности тяжелыми металлами, которые по степени вредности занимают далеко не последнее место. Почва, обладающая мощной поглотительной способностью, аккумулирует большое количество тяжелых металлов, а характер взаимодействия тяжелых металлов с почвой определяет пути их дальнейшей миграции в грунтовые воды, растения, и следовательно, в организмы животных и людей, особенно детей. Необходимо своевременно выявлять загрязнение почвы городов и их окрестностей для незамедлительного проведения мероприятий по предупреждению неблагоприятных последствий этого грозного явления [1–4].
Материалы и методы исследования
Исследования проводились на отдельных участках территории города Кызылорда. В городе Кызылорда источника, особо загрязняющего ОС тяжелыми металлами, не имеется, так как на территории города нет промышленного производства. Объектами исследования были образцы почвы, взятые из районов ТЭЦ-6 и железнодорожного вокзала, международной трассы Самара-Ташкент и Кызылорда-Джезказган, а также улицы Жибек жолы, которая является одной из центральных улиц города. Пробы были взяты в летний, весенний и осенний сезоны. В зимнее время пробы были взяты из снежного покрова с целью их анализа на состав таких ТМ, как свинец, цинк и кадмий. Отбор проб почвы проводился обычным методом с глубины 5-10 см, методом «конверта».
Химический анализ проб почвы проводились на приборе спектрометр СпектроСкан Макс – GF2E, фирмы «Спектрон». Рентгеновские спектрометры Спектроскан предназначены для определения содержания любых химических элементов в диапазоне от кальция 20Ca до урана 92U и одного элемента для модификации «GF1E» или двух для модификации «GF2E» в диапазоне от 12Mg до 92U. Спектрометры полностью управляются с помощью компьютера. Программное обеспечение работает на платформе Windows.
Результаты исследования и их обсуждение
В ходе исследования обнаружено неравномерное сезонное содержание ТМ, в частности свинца и цинка, в почве города Кызылорда. Кадмий в пробах почвы не был обнаружен.
В работе загрязнение почвы оценивается методом сравнения ОДК, поскольку разница с содержанием ПДК было достаточно велика, в частности в весеннее и летнее время.
В качестве величин ОДК, т.е. ориентировочно-допустимых концентраций, например, для свинца, использовались следующие величины: песчаные и супесчаные почвы – 32 мг/кг, кислые суглинистые и глинистые – 65 мг/кг, близкие к нейтральным и нейтральные суглинистые и глинистые с рН > 5,5 – 130 мг/кг (валовое содержание с учетом фона) [5, 6].
Для цинка гигиенические нормативы имеются как для цинковых соединений, так и для самого цинка. Так, для воздуха рабочей зоны ПДК для магнида цинка составляет 6,0 мг/м3, для оксида цинка – 0,5, для сульфата цинка – 5,0 мг/м3. В воде водоисточников для цинка ПДК составляет 1,0 мг/л, а для водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей, этот показатель составляет 0,01 мг/л. В песчаных и супесчаных почвах ОДК для цинка составляет 55,0 мг/кг, кислые суглинистые и глинистые с pH < 5,5 – 110 мг/кг, близкие к нейтральным, нейтральные суглинистые и глинистые с pH > 5,5 – 220 мг/кг.
Проведенный эксперимент показал, что относительно большее содержание ТМ в пробах почвы обнаружено в зимнее и весеннее время, что можно связать с тем, что зимой и весной обычно трансформация происходит в низком уровне. В летнее и осеннее время наблюдалось незначительное содержание ТМ, как свинца, так и цинка, что можно связать с формированием местной ветреной погоды, разновидностью почвы и густотой растительного покрова.
Результаты исследования показали, что количество свинца и цинка в почве района железнодорожного вокзала превышает норму ОДК, свинец – 155,76 мг/кг и цинк – 317,38 мг/кг, свинец в 1,19 раз, а цинк в 1,44 раза. Это связано с загрязнением почвы вокруг железной дороги ТМ, в частности свинцом и цинком. Отсюда следует, что почва территории района железнодорожного вокзала требует периодического наблюдения на накопление ТМ.
Таблица 1
Результаты количественного анализа проб снега, взятых из различных зон города, на тяжелые металлы (Pb, Zn), зимнее время
|
№ п/п |
Наменования зон города, в которых были взяты пробы почвы |
Содержание свинца, мг/л |
Норма по НД, величина ПДК, валовое содержание свинца, мг/л |
Содержание цинка, мг/л |
Норма по НД, величина ПДК, валовое содержание цинка, мг/л |
|
1 |
ул. Жибек жолы |
0,56 |
0,03 |
0,46 |
1,0 |
|
2 |
Район ТЭЦ-6 |
0,93 |
0,55 |
||
|
3 |
Трасса Самара-Ташкент |
0,24 |
0,45 |
||
|
4 |
Район ж.д. вокзала |
1,76 |
3,80 |
||
|
5 |
Трасса Кызылорда-Джезказган |
0, 75 |
1,06 |
||
|
6 |
КРМЗ |
0,48 |
0,67 |
Таблица 2
Результаты количественного анализа проб почвы, взятых из различных зон города, на тяжелые металлы (Pb, Zn), весеннее время
|
№ п/п |
Наменования зон города, в которых были взяты пробы почвы |
Содержание свинца, мг/кг |
Норма по НД, величина ОДК, валовое содержание свинца, мг/кг |
Содержание цинка, мг/кг |
Норма по НД, величина ОДК, валовое содержание цинка, мг/кг |
|
1 |
ул. Жибек жолы |
57,19 |
130 |
69,46 |
220 |
|
2 |
Район ТЭЦ-6 |
105,93 |
62,55 |
||
|
3 |
Трасса Самара-Ташкент |
83,24 |
47,00 |
||
|
4 |
Район ж.д. вокзала |
155,76 |
317,38 |
||
|
5 |
Трасса Кызылорда-Джезказган |
80,57 |
68,38 |
||
|
6 |
КРМЗ |
17,38 |
66,65 |
Таблица 3
Результаты количественного анализа проб почвы, взятых из различных зон города, на тяжелые металлы (Pb, Zn), летнее время
|
№ п/п |
Наменования зон города, в которых были взяты пробы почвы |
Содержание свинца, мг/кг |
Норма по НД, величина ОДК, валовое содержание свинца, мг/кг |
Содержание цинка, мг/кг |
Норма по НД, величина ОДК, валовое содержание цинка, мг/кг |
|
1 |
ул. Жибек жолы |
42,68 |
130 |
72,05 |
220 |
|
2 |
Район ТЭЦ-6 |
49,01 |
59,09 |
||
|
3 |
Трасса Самара-Ташкент |
90,30 |
71,73 |
||
|
4 |
Район ж.д. вокзала |
131,96 |
238,60 |
||
|
5 |
Трасса Кызылорда-Джезказган |
8,82 |
71,30 |
||
|
6 |
КРМЗ |
92,54 |
61,69 |
Таблица 4
Результаты количественного анализа проб почвы, взятых из различных зон города, на тяжелые металлы (Pb, Zn), осеннее время
|
№ п/п |
Наменования зон города, в которых были взяты пробы почвы |
Содержание свинца, мг/кг |
Норма по НД, величина ОДК, валовое содержание свинца, мг/кг |
Содержание цинка, мг/кг |
Норма по НД, величина ОДК, валовое содержание цинка, мг/кг |
|
1 |
ул. Жибек жолы |
6,13 |
130 |
6,09 |
220 |
|
2 |
Район ТЭЦ-6 |
13,27 |
28,09 |
||
|
3 |
Трасса Самара-Ташкент |
11,00 |
6,68 |
||
|
4 |
Район ж.д. вокзала |
3,52 |
26,78 |
||
|
5 |
Трасса Кызылорда-Джезказган |
4,05 |
5,58 |
||
|
6 |
КРМЗ |
13,49 |
6,17 |
Во всех пробах, кроме пробы, взятой на территории района железнодорожного вокзала, содержание тяжелых металлов не превышает ориентировочно-допустимой концентрации согласно НД ГН 2.1.7.020-94, 1994 г. Однако, превышение содержания названных металлов невелико, что можно связать с тем, что в районе железнодорожного вокзала плотность почвы относительно велика, и тяжелые металлы на таких почвах могут накапливаться.
В составе пробы, взятой из района железнодорожного вокзала в летнее время, содержание свинца и цинка превышает ориентировочно-допустимые концентрации, т.е. составляет соотвественно 131,96 и 238,60 мг/кг. Как видно из табл. 3, содержание свинца и цинка превышает в 1,013 и 1,085 раза. Это означает, что требуется постоянное наблюдение за процессом накопления этих элементов в составе почвы города Кызылорда.
Содержание свинца и цинка в осеннее время в образцах почвы города умеренное, т.е. содержание ТМ можно сравнить с величиной ПДК (Pb = 32 мг/кг и Zn = 23 мг/кг). Из табл. 4 видно, что содержание свинца и цинка в этот период намного меньше по сравнению с другими сезонами, хотя накопление ТМ в верхнем слое почвогрунта придорожных зон зависит от сезона года. Результаты, приведенные в табл. 3, связаны, по нашему мнению, скорее всего с местным ветреным климатом, а также уменьшением зеленых насаждений к осени в придорожном полотне.
Выводы
Результаты исследования показали, что загрязнение почвы ТМ, в частности свинцом и цинком, на территории города Кызылорда имеется, особенно в зимнее и весеннее время. Следовательно, необходимо проводить дальнейшие исследования по проблеме накопления ТМ в почве вообще , и на городской почве в частности.