Аккумуляция тяжелых металлов в почвах Свердловской области

Abstract

Актуальность исследования продиктована необходимостью проведения постоянного экологического мониторинга объектов окружающей среды в Свердловской области, в частности, почв в связи с высоким уровнем антропогенной нагрузки на территории. Цель работы заключается в оценке степени загрязнения селитебных ландшафтов и сельскохозяйственных угодий в Свердловской области тяжелыми металлами путем определения концентрации валовых форм тяжелых металлов и вычисления количественных критериев загрязнения тяжелыми металлами. Объекты: пробы почв из нескольких пунктов Свердловской области, представляющих урбанизированные территории и сельскохозяйственные угодья. Методы: механическая и химическая пробоподготовка почв; потенциометрический метод для определения характера среды почв; метод инверсионной вольтамперометрии для определения концентрации валовых форм тяжелых металлов. Результаты. Установлено соответствие точек отбора проб почвенным провинциям, приведена краткая характеристика гранулометрического и геохимического состава исследуемых почв. Обнаружено, что анализируемые почвы загрязнены никелем, цинком, свинцом и медью; имеет место многократное превышение ориентировочно-допустимых концентраций никеля в почвах Екатеринбурга и Первоуральска. Перечислены основные источники техногенного загрязнения почв Свердловской области тяжелыми металлами. Рассмотрены природные факторы, способствующие аккумуляции металлов; описаны возможные механизмы закрепления тяжелых металлов в почвах области. Проведено ранжирование металлов-загрязнителей по их содержанию в исследуемых почвах. Рассчитаны количественные критерии степени загрязнения почв: суммарный показатель загрязнения и индекс геоаккмуляции. На основании полученных значений указанных параметров показано, что почвы селитебных ландшафтов характеризуются умеренно опасным уровнем загрязнения, почвы сельскохозяйственного назначения - допустимым уровнем загрязнения. Установлено, что наибольший вклад в суммарный показатель загрязнения вносит кадмий.

The relevance of the study is dictated by the need for constant environmental monitoring of environmental objects in the Sverdlovsk region, in particular soils, due to the high level of anthropogenic load on the territory. The purpose of the work is to assess the degree of contamination of residential landscapes and agricultural lands in the Sverdlovsk region with heavy metals by determining the concentration of gross forms of heavy metals and calculating quantitative criteria for contamination with heavy metals Objects: soil samples from several points of the Sverdlovsk region, representing urbanized territories and agricultural land. Methods: mechanical and chemical sample preparation of soils; potentiometric method for determining the nature of the soil environment; inversion voltammetry method for determining the concentration of gross forms of heavy metals. Results. The correspondence of sampling points to soil provinces is established, a brief description of the granulometric and geochemical composition of the studied soils is given. It was found that the analyzed soils are contaminated with nickel, zinc, lead and copper; there is a multiple excess of the approximate permissible concentrations of nickel in the soils of Ekaterinburg and Pervouralsk. The main sources of technogenic soil pollution of the Sverdlovsk region with heavy metals are listed. Natural factors contributing to the accumulation of metals are considered; possible mechanisms of fixing heavy metals in the soils of the region are described. The ranking of metal pollutants by their content in the studied soils was carried out. Quantitative criteria for the degree of soil pollution are calculated: the total pollution index and the geoaccumulation index. Based on the obtained values of the specified parameters, it is shown that the soils of residential landscapes are characterized by a moderately dangerous level of pollution, agricultural soils - an acceptable level of pollution. It was found that the greatest contribution to the total pollution index is made by cadmium.