За счет антропогенной деятельности в окружающую среду поступает огромное количество различных химических элементов и их соединений - до 5 т органических и минеральных отходов на каждого человека ежегодно. От половины до двух третей этих поступлений остается в шлаках, золе, образуя локальные аномалии в химическом составе почв и вод.

Предприятия, строения, городское хозяйство, промышленные, бытовые и фекальные отходы населенных пунктов и промышленных районов не только отчуждают почву, но на десятки километров вокруг нарушают нормальную биогеохимию и биологию почвенно-экологических систем. В какой-то степени каждый город или индустриальный центр является причиной возникновения крупных биогеохи- мических аномалий, опасных для человека.

Источником тяжелых металлов являются, главным образом, промышленные выбросы. При этом лесные экосистемы страдают значительно больше, чем почвы сельскохозяйственных угодий и сельскохозяйственные культуры. Особо токсичными являются свинец, кадмий, ртуть, мышьяк и хром.

Тяжелые металлы, как правило, накапливаются в почвенной толще, особенно в верхних гумусовых горизонтах. Период полууда- ления тяжелых металлов из почвы (выщелачивание, эрозия, потребление растениями, дефляция) составляет в зависимости от типа почвы для:

• цинка - 70-510 лет;
• кадмия - 13-ПОлет;
• меди - 310-1500 лет;
• свинца - 740-5900 лет.

Сложные и иногда необратимые последствия влияния тяжелых металлов можно понять и предвидеть только на основе ландшафт- но-биогеохимического подхода к проблеме токсикантов в биосфере. Особенно влияют на уровни загрязнения и токсико-экологическую ситуацию следующие показатели:

• биопродуктивность почв и содержание в них гумуса;
• кислотно-основный характер почв и вод;
• окислительно-восстановительные условия;
• концентрация почвенных растворов;
• поглотительная способность почв;
• гранулометрический состав почв;
• тип водного режима.

Роль этих факторов изучена пока недостаточно, хотя именно почвенный покров является конечным приемником большинства техногенных химических веществ, вовлекаемых в биосферу. Почвы являются главным аккумулятором, сорбентом и разрушителем токсикантов.

Значительная часть металлов попадает в почвы от антропогенной деятельности. Рассеивание начинается с момента добычи руды, газа, нефти, угля и других полезных ископаемых. Цепочка рассеивания элементов прослеживается от добывающего рудника, карьера, далее потери происходят при транспортировке сырья на обогатительную фабрику, на самой фабрике рассеивание продолжается по технологической линии обогащения, затем в процессе металлургического передела, изготовления металлов и вплоть до отвалов, промышленных и бытовых свалок.

С выбросами промышленных предприятий в значительных количествах поступает широкий набор элементов, причем ЗВ не всегда связаны с основной продукцией предприятий, а могут входить в состав примесей. Так, вблизи свинцово-плавильного завода приоритетными загрязнителями, кроме свинца и цинка, могут быть кадмий, медь, ртуть, мышьяк, селен, а около предприятий, выплавляющих алюминий, - фтор, мышьяк, бериллий. Значительная часть выбросов предприятий поступает в глобальный круговорот - до 50 % свинца, цинка, меди и до 90 % ртути.

Годовая добыча некоторых металлов превосходит их природную миграцию, особенно значительно для свинца и железа. Очевидно все возрастающее давление техногенных потоков металлов на окружающую среду, в том числе и на почвы.

Близость расположения источника загрязнения сказывается на атмосферном загрязнении почв. Так, два крупных предприятия в Свердловской области - Уральский алюминиевый завод и Красноярская ТЭЦ - оказались источниками техногенного загрязнения атмосферного воздуха с выраженными границами выпадения техногенных металлов с атмосферными осадками.

Опасность загрязнения почв техногенными металлами из аэрозолей воздуха существует для любых видов почв и в любых местах города с той лишь разницей, что почвы, ближе расположенные к источнику техногенеза (металлургический комбинат, ТЭЦ, АЗС или подвижный транспорт) будут больше загрязнены.

Часто интенсивное действие предприятий распространяется на небольшую площадь, что приводит повышению содержания тяжелых металлов, соединений мышьяка, фтора, оксидов серы, серной кислоты, иногда соляной кислоты, цианидов в концентрациях, часто превышающих ПДК (табл. 4.1). Гибнут травяной покров, лесные насаждения, разрушается почвенный покров, развиваются эрозионные процессы. До 30-40 % тяжелых металлов из почвы может поступать в грунтовые воды.

Однако почва также служит мощным геохимическим барьером для потока ЗВ, но лишь до определенного предела. Расчеты показывают, что черноземы способны только в пахотном слое мощностью 0-20 см прочно фиксировать до 40-60 т/га свинца, подзолистые - 2-6 т/га, а почвенные горизонты в целом - до 100 т/га, но при этом в самой почве возникает острая токсикологическая ситуация.

Еше одна особенность почвы - способность активно трансформировать поступающие в нее соединения. В этих реакциях принимают участие минеральные и органические компоненты, возможна трансформация биологическим путем. При этом наиболее распространены процессы перехода водорастворимых соединений тяжелых металлов в труднорастворимые (оксиды, гидроксиды, соли с низким произвеТаблица 4.1. Перечень источников загрязнения и химических элементов, накопление которых возможно в почве в зоне влияния этих источников (Методические указания МУ 2.1.7.730-99 «Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест»)

Источники загрязнения	Тип производства	Коэффициент концентрирования К с
Цветная металлургия	Производство цветных металлов из руд и концентратов	Pb, Zn, Си, Ag	Sn, As, Cd, Sb, Hg, Se, Bi
	Вторичная переработка цветных металлов	Pb, Zn, Sn, Си
	Производство твердых и тугоплавких цветных металлов
	Производство титана	Ag, Zn, Pb, В, Си	Ti, Mn, Mo, Sn, V
Черная металлургия	Производство легированных сталей	Со, Mo, Bi, W, Zn
	Железорудное производство
Машиностроительная и металлообрабатывающая про- мышленность	Предприятия с термической обработкой металлов (без литейных цехов)		Ni, Cr, Hg, Sn, Си
	Производство свинцовых аккумуляторов
	Производство приборов для электронной и электротехнической промышленности
Химическая промышленность	Производство суперфосфата		Редкие земли, Cu, Cr, As, It
	Производство пластмасс
Промышленность стройматериалов	Производство цемента
Полиграфическая промышленность	Шрифтолитейные заводы, типографии
Твердые бытовые отходы		Pb, Cd, Sn, Си, Ag, Sb, Zn
Осадки канализационных сточных вод		Pb, Cd, V, Ni, Sn, Cr, Си, Zn

дением растворимости ПР) в составе почвенного поглощающего комплекса (ППК): органическое вещество образует с ионами тяжелых металлов комплексные соединения. Взаимодействие ионов металлов с компонентами почвы происходит по типу реакций сорбции, осаждения-растворения, комплексообразования, образования простых солей. Скорость и направление процессов трансформации зависят от pH среды, содержания тонкодисперсных частиц, количества гумуса.

Для экологических последствий загрязнения почв тяжелыми металлами существенное значение приобретают величины концентраций и формы нахождения тяжелых металлов в почвенном растворе. Подвижность тяжелых металлов тесно связана с составом жидкой фазы: низкая растворимость оксидов и гидроксидов тяжелых металлов обычно наблюдается в почвах с нейтральной или щелочной реакцией. Напротив, мобильность тяжелых металлов наиболее высока при сильнокислой реакции почвенного раствора, поэтому токсическое влияние тяжелых металлов в сильнокислых таежно-лесных ландшафтах может быть весьма существенным по сравнению с нейтральными или щелочными почвами. Токсичность элементов для растений и живых организмов непосредственно связана с их подвижностью в почвах. Помимо кислотности на токсичность влияют свойства почв, обусловливающие прочность фиксации поступающих ЗВ; существенное влияние оказывает совместное присутствие различных ионов.

Наибольшую опасность для высших организмов, в том числе и для человека, представляют последствия микробной трансформации неорганических соединений тяжелых металлов в комплексные соединения. Последствиями загрязнения металлами может быть и нарушение почвенных трофических цепей в биогеоценозах. Возможно также изменение целых комплексов, сообществ микроорганизмов и почвенных животных. Тяжелые металлы ингибируют важные микробиологические процессы в почве - трансформацию соединений углерода - так называемое «дыхание» почвы, а также азотфиксацию.

Загрязнение почв тяжелыми металлами имеет разные источники:

1. отходы металлообрабатывающей промышленности;

2. промышленные выбросы;

3. продукты сгорания топлива;

4. автомобильные выхлопы отработанных газов;

5. средства химизации сельского хозяйства.

Металлургические предприятия ежегодно выбрасывают на поверхность земли более 150 тыс. тонн меди, 120 тыс. тонн цинка, около 90 тыс. тонн свинца, 12 тыс. тонн никеля, 1,5 тыс. тонн молибдена, около 800 тонн кобальта и около 30 тонн ртути. На 1 грамм черновой меди отходы медеплавильной промышленности содержат 2,09 тонн пыли, в составе которой содержится до 15% меди, 60% окиси железа и по 4% мышьяка, ртути, цинка и свинца. Отходы машиностроительных и химических производств содержат до 1 г/кг свинца, до 3 г/кг меди, до 10 г/кг хрома и железа, до 100 г/кг фосфора и до 10 г/кг марганца и никеля. В Силезии вокруг цинковых заводов громоздятся отвалы с содержанием цинка от 2 до 12% и свинца от 0,5 до 3%, а в США эксплуатируют руды с содержанием цинка 1,8%.

С выхлопными газами на поверхность почв попадает более 250 тыс. тонн свинца в год; это главный загрязнитель почв свинцом. Тяжелые металлы попадают в почву вместе с удобрениями, в состав которых они входят как примесь.

Хотя тяжелые металлы иногда обнаруживаются в почвах в низких концентрациях, они формируют устойчивые комплексы с органическими соединениями и вступают в специфические реакции адсорбции легче, чем щелочные и щелочноземельные металлы.Вблизи предприятий естественные фитоценозы предприятий становятся более однообразными по видовому составу, так как многие виды не выдерживают повышения концентрации тяжелых металлов в почве. Количество видов может сокращаться до 2-3, а иногда до образования моноценозов.В лесных фитоценозах первыми реагируют на загрязнения лишайники и мхи. Наиболее устойчив древесный ярус. Однако длительное или высокоинтенсивное воздействие вызывает в нем сухостойкие явления.Восстановление нарушенного почвенного покрова требует длительного времени и больших капиталовложений.

Особенно трудной задачей является восста­новление растительного покрова на отвалах вскрышных пород и хвостохранилищах (хвостах) выработок, где добывались руды металлов: такие хвосты обычно бедны элементами питания, бога­ты токсичными металлами и слабо удерживают воду. Серьезной проблемой для окружающей сре­ды является ветровая эрозия рудниковых отва­лов.

Нормирование содержания тяжелых металлов в почве

Нормирование содержания тяжелых металлов в почве и растениях является чрезвычайно сложным из-за невозможности полного учета всех факторов природной среды. Так, изменение только агрохимических свойств почвы (реакции среды, содержания гумуса, степени насыщенности основаниями, гранулометрического состава) может в несколько раз уменьшить или увеличить содержание тяжелых металлов в растениях. Имеются противоречивые данные даже о фоновом содержании некоторых металлов. Приводимые исследователями результаты различаются иногда в 5-10 раз.

Предложено множество шкал экологического нормирования тяжелых металлов. В некоторых случаях за предельно допустимую концентрацию принято самое высокое содержание металлов, наблюдаемое в обычных антропогенных почвах, в других - содержание, являющееся предельным по фитотоксичности. В большинстве случаев для тяжелых металлов предложены ПДК, которые превосходят реально допустимые значения концентраций металлов в несколько раз.

Для характеристики техногенного загрязнения тяжелыми металлами используется коэффициент концентрации, равный отношению концентрации элемента в загрязненной почве к его фоновой концентрации.

В таблице 1 приведены официально утвержденные ПДК и допустимые уровни их содержания по показателям вредности. В соответствие с принятой медиками-гигиенистами схеме нормирование тяжелых металлов в почвах подразделяется на транслокационное (переход элемента в растения), миграционное водное (переход в воду), и общесанитарное (влияние на самоочищающую способность почв и почвенный микробиоценоз).

Главные источники загрязнения окружающей среды - заводы и мусор. Ежедневно человеком вырабатываются тонны отходов. 4% из них идут на переработку. Количество и размеры свалок увеличиваются, что отрицательно сказывается на экологии.

Одна из основных проблем, вызванных такой ситуацией – загрязнение почвы тяжелыми металлами. Ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь - самые опасные металлы, которые оседают на поверхности земли. Предельно-допустимая концентрация этих веществ в плодородном слое - 16 ПДК. Превышение этого показателя ведет к загрязнению почвы. При преодолении отметки в 10 ПДК замечают изменение физических свойств земли.

Пути попадания тяжелых металлов в почву

Загрязнение почвы имеет несколько путей. Основные - промышленность, ТБО и окружающая среда.

Твердые бытовые отходы

Чтобы последствия загрязнения бытовыми отходами на землю сводились к минимуму, необходима правильная организация захоронения.

В деревне Воловичи Московской области в 1990-ом году был вырыт двухметровый котлован. Система захоронения выглядит так: два метра отходов отделяются друг от друга слоем земли в 30 сантиметров. В основании рва расположен глиняный замок. На данный момент котлован использован на 98%. Взятые около него образцы выявили, что показатели кислотности и ПДК тяжелых металлов не превышает оптимальную отметку в 16 ПДК, либо очень близки к ней.

Такие же исследования были проведены вблизи свалки мусора в городе Ульяновске. В образцах были обнаружены свинец, медь, кадмий. Содержание металла в этом образце - 29 ПДК, когда допустимая норма 16. Превышение ПДК кадмия при исследовании обнаружено не было. Но если выпадет кислотный осадок, кадмий окислится и его вредоносное содержание превысит допустимые показатели.

На пересечении Московского проспекта с Обводным каналом в Санкт-Петербурге раньше была свалка мусора. Сейчас эта часть города застраивается - там будет жилой комплекс. Район не был обезврежен или очищен. Проба земли в этих местах показала содержание свинца в 270 ПДК.

Окружающая среда

Тяжелые металлы в окружающей среде сконцентрированы также в воде и воздухе. Все, что сбрасывают в атмосферу заводы, рассеивается и оседает на поверхности земли и воды. Влага, если это не пруд или озеро, проходит естественную фильтрацию через почву. Получается, что плодородный слой оказался наименее защищенной средой. Химические элементы накапливаются и приводят к его истощению.

В 2015-ом году на Уфимском заводе цветных металлов была осуществлена проверка очистительных сооружений. Стало известно, что печь для плавления алюминия работала с недостаточной защитой. В атмосферу были выброшены опасные пары. Образцы вблизи завода показали, что ПДК свинца превысило норму в 20 раз, кадмия - в 16.

Промышленность

Промышленные предприятия, находящиеся в непосредственной близости от населенного пункта, оказывают самое сильное влияние на экологию города. Металлургические заводы загрязняют окружающую среду на 10 - 15 км вокруг.

На Среднем и Южном Урале сосредоточено крупнейшее металлургическое производство страны. При исследовании почв в Ревде, Асбесте, Реже показатели ПДК тяжелых металлов были превышены в 5 - 10 раз. 12% территории Челябинска относится к зоне экологического бедствия: содержание цинка и свинца выше нормы в 25 раз.

Город Сызрань Самарской области известен крупными предприятиями по переработке нефтепродуктов. Почва, взятая на пробу в радиусе 15 км от завода «Тяжмаш», показала превышение ПДК свинца в 2,5 раза.

Индикаторы загрязнения почвы

Самыми распространенными индикаторами загрязнения являются растения и микроорганизмы. У цветов наблюдается отмирание листьев - в почве накопился цинк. Они медленно растут - земля переполнена медью. Ненормальное развитие растения в целом говорит о превышенном показателе кобальта. Самым часто используемым биологическим индикатором загрязнения почвы тяжелыми металлами являются слива и фасоль.

Микроорганизмы в отравленном плодородном слое ведут себя по-разному в зависимости от местонахождения. На лесопарковых территориях микроорганизмы более активны. Это связано с тем, что почва там загрязнена меньше.

В зоне, приближенной к предприятиям и свалкам, наблюдается снижение численности микроорганизмов и почвенных животных. Тяжелые металлы влияют на их жизнедеятельность: микроорганизмы начинают медленно развиваться, плохо растут, наблюдаются изменения на генетическом уровне.

Биота либо погибает, либо выбирает другие места обитания.

Способы очистки почвы от тяжелых металлов

Существует три метода очистки почв от загрязнения тяжелыми металлами: физический, химический и биологический.

Физический и химический методы

Эти два метода, как правило, применяются совместно. Загрязненный слой снимается и проходит электрохимическое выщелачивание. Происходит переход металлов в подвижную форму. Затем обезвреженная земля помещается назад, слои перемешиваются. Полученный образец снова берется на анализ. Если содержание металлов не превышает ПДК, почва пригодна для сельского хозяйства.

Биологический метод

Суть метода в высадке семян растений семейства сложноцветных: мятлик, полынь, тысячелистник, клевер. Семена высеваются в соотношении 1:1:1 в количестве 1, 5 – 2 миллиона штук на гектар земли. Когда растения достигают периода бурного роста, надземную часть скашивают, высушивают и удаляют. Процесс повторяется несколько раз, после чего проводится анализ. Этот метод очистки от загрязнений считается безопасным, так как на почву не воздействует химия.

Тяжелые металлы (ТМ) уже сейчас занимают второе место по степени опасности, уступая пестицидам и значительно опережая такие широко известные загрязнители, как двуокись углерода и серы. В перспективе они могут стать более опасными, чем отходы атомных электростанций и твердые отходы. Загрязнение ТМ связано с их широким использованием в промышленном производстве. В связи с несовершенными системами очистки ТМ попадают в окружающую среду, в том числе и в почву, загрязняя и отравляя ее. ТМ относятся к особым загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах .

Почва является основной средой, в которую попадают ТМ, в том числе из атмосферы и водной среды. Она же служит источником вторичного загрязнения приземного воздуха и вод, попадающих из нее в Мировой океан.

Из почвы ТМ усваиваются растениями, которые затем попадают в пищу.

Термин «тяжелые металлы», характеризующий широкую группу загрязняющих веществ, получил в последнее время значительное распространение. В различных научных и прикладных работах авторы по-разному трактуют значение этого понятия. В связи с этим количество элементов, относимых к группе тяжелых металлов, изменяется в широких пределах. В качестве критериев принадлежности используются многочисленные характеристики: атомная масса, плотность, токсичность, распространенность в природной среде, степень вовлеченности в природные и техногенные циклы.

В работах, посвященных проблемам загрязнения окружающей природной среды и экологического мониторинга, на сегодняшний день к тяжелым металлам относят более 40 элементов периодической системы Д.И. Менделеева с атомной массой свыше 40 атомных единиц: V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. По классификации Н. Реймерса, тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3. При этом немаловажную роль в категорировании тяжелых металлов играют следующие условия: их высокая токсичность для живых организмов в относительно низких концентрациях, а также способность к биоаккумуляции и биомагнификации. Практически все металлы, попадающие под это определение (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута, биологическая роль которых на настоящий момент не ясна), активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов .

Самыми мощными поставщиками отходов, обогащенных металлами, являются предприятия по выплавке цветных металлов (алюминиевые, глиноземные, медно-цинковые, свинцово-плавильные, никелевые, титаномагниевые, ртутные и др.), а также по переработке цветных металлов (радиотехнические, электротехнические, приборостроительные, гальванические и пр.).

В пыли металлургических производств, заводов по переработке руд концентрация Pb, Zn, Bi, Sn может быть повышена по сравнению с литосферой на несколько порядков (до 10-12), концентрация Cd, V, Sb - в десятки тысяч раз, Cd, Mo, Pb, Sn, Zn, Bi, Ag - в сотни раз. Отходы предприятий цветной металлургии, заводов лакокрасочной промышленности и железобетонных конструкций обогащены ртутью. В пыли машиностроительных заводов повышена концентрация W, Cd, Pb (табл. 1).

Таблица 1. Основные техногенные источники тяжелых металлов

Под влиянием обогащенных металлами выбросов формируются ареалы загрязнения ландшафта преимущественно на региональном и локальном уровнях. Влияние предприятий энергетики на загрязнение окружающей среды обусловлено не концентрацией металлов в отходах, а их огромным количеством. Масса отходов, например, в промышленных центрах, превышает их суммарное количество, поступающее от всех других источников загрязнения. С выхлопными газами автомобилей в окружающую среду выбрасывается значительное количество Pb, которое превышает его поступление с отходами металлургических предприятий.

Пахотные почвы загрязняются такими элементами как Hg, As, Pb, Cu, Sn, Bi, которые попадают в почву в составе ядохимикатов, биоцидов, стимуляторов роста растений, структурообразователей. Нетрадиционные удобрения, изготовляемые из различных отходов, часто содержат большой набор загрязняющих веществ с высокими концентрациями. Из традиционных минеральных удобрений фосфорные удобрения содержат примеси Mn, Zn, Ni, Cr, Pb, Cu, Cd .

Распределение в ландшафте металлов, поступивших в атмосферу из техногенных источников, определяется расстоянием от источника загрязнения, климатическими условиями (сила и направление ветров), рельефом местности, технологическими факторами (состояние отходов, способ поступления отходов в окружающую среду, высота труб предприятий).

Рассеивание ТМ зависит от высоты источника выбросов в атмосферу. Согласно расчетам М.Е. Берлянда, при высоких дымовых трубах значительная концентрация выбросов создается в приземном слое атмосферы на расстоянии 10-40 высот трубы. Вокруг таких источников загрязнения выделяются 6 зон (табл. 2). Площадь воздействия отдельных промышленных предприятий на прилегающую территорию может достигать 1000 км2 .

Таблица 2. Зоны загрязнения почв вокруг точечных источников загрязнения

		Расстояние от источника загрязнения в км	Превышение содержания ТМ по отношению к фоновому
	Охранная зона предприятия

Зоны загрязнения почв и их размер тесно связаны с векторами господствующих ветров. Рельеф, растительность, городские постройки могут изменять направление и скорость движения приземного слоя воздуха. Аналогично зонам загрязнения почв можно выделить и зоны загрязнения растительного покрова.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЁЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

УДК 631.45.

Снетилова Валерия Сергеевна,
Вологодский государственный университет

магистрант Кафедры геоэкологии и инженерной геологии, факультет экологии

ENVIRONMENTAL ASSESSMENT OF SOIL POLLUTION WITH HEAVY METALS

Shatilova Valeria,

undergraduate of 2 years of training

Department of Geoecology and engineering Geology, faculty of ecology

Vologda state University

АННОТАЦИЯ:

Почва является важнейшим элементом экосистемы, включает в себя разные загрязняющие компоненты химического происхождения, такие как тяжелые металлы, связывающиеся с органической и минеральной средой почвы, повышающие показатели её токсичности. Превышение содержания тяжёлых металлов в почвенном покрове негативно сказывается на выращиваемой сельскохозяйственной продукции, фитосанитарных показателях растений, которое, в свою очередь, является важным маркером экологического качества продукции растениеводства агропромышленного комплекса страны. Исследованиями были охвачены пахотные дерново-подзолистые почвы Вологодской области, подвергающиеся интенсивному антропогенному воздействию.

ABSTRACT:

The soil is the most important element of the ecosystem, includes the different polluting components of chemical origin, such as heavy metals, bind with organic and mineral soil pH, increasing indicators of toxicity. High concentrations of heavy metals in soil negatively affects grown agricultural products, phytosanitary indica plants, which, in turn, is an important marker of ecological quality of crop products agro-industrial complex of the country. The researches covered arable sod-podzolic soil of the Vologda area exposed to intensive anthropogenic impact.

Ключевые слова: почва, тяжёлые металлы, токсичность, фитосанитарное состояние растений, экологическое качество растительной продукции.

Key words: soil, heavy metals, toxicity, phytosanitary condition of plants, ecological quality of vegetable production.

Борьба с загрязнением различных природных сред является важнейшей задачей экологической безопасности России .

Существует множество исследований в направлении изучения характера загрязнения экосистем , охватывающих различные отдельные аспекты загрязнения водной, почвенной, воздушной сред .

Почва является важнейшим элементом биогеоценоза , включает в себя разные загрязняющие компоненты химического происхождения, такие как тяжелые металлы, связывающиеся с органической и минеральной средой почвы, повышающие показатели её токсичности . Превышение содержания тяжёлых металлов в почвенном покрове негативно сказывается на выращиваемой сельскохозяйственной продукции, фитосанитарных показателях растений , которое, в свою очередь, является важным маркером экологического качества продукции растениеводства агропромышленного комплекса страны .

Цель наших исследований — оценка загрязнения тяжёлыми металлами пахотных дерново-подзолистых почв Вологодской области.

Для достижения цели необходимо решить задачи :

1. Анализ типов почв и факторов почвообразования;

3.Анализ влияния тяжелых металлов на жизнедеятельность растительных организмов.

На территории Вологодской области сформировался достаточно разнообразный почвенный покров. Большая часть сельскохозяйственных угодий расположена на почвах дерново-подзолистого типа.

Исследованиями были охвачены пахотные дерново-подзолистые почвы Вологодской области, подвергающиеся интенсивному антропогенному воздействию. ПДК определены с помощью гигиенических нормативов .

В суглинистых почвах ПДК по меди превышено.

Медь — это составной элемент комплекса окислительных ферментов. Медь оказывает положительное влияние на процессы фотосинтеза, хлорофилла, процессы синтез в растительных организмах.

В суглинистых и супесчаных почвах ПДК превышено по содержанию цинка. В песчаных почвах ПДК не превышено.

Цинк принимает активное участие в окислительно-восстановительных реакциях, дыхательных процессах, превращении различных соединений, важен для фосфорного и углеводного обмена, синтеза нуклеиновых кислот и белков, крахмала, контролирует процесс плодоношения. При недостатке цинка уменьшается активность ферментов, проявляются различные болезни листовой пластинки.

В суглинистых почвах наблюдается превышение ПДК по содержанию марганца. В супесчаных и песчаных ПДК не превышено.

Марганец принимает участие в фотосинтетических и дыхательных процессах, является регулятором окислительно-восстановительных реакций растений. При азотном питании марганец выступает в качестве восстановителя, при аммиачном питании — служит сильным окислителем. Марганец располагается в основном в хлоропластах, ускоряет фиксацию азота, повышает аминокислотный ряд, форсирует брожение спиртов и аэробное окисление углеводов, приводит к активизации ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции.

В обследованных образцах почвы ПДК по кобальту не превышено.

Физиологическое значение кобальта для жизнедеятельности растений очень велико и разнообразно. Кобальт увеличивает урожаи культуры картофеля, а также содержание в нём соединений крахмала. Усиливает процесс биосинтез белков, повышает содержание аскорбиновых кислот, ускоряет процесс цветения культуры клевера и приводит к увеличению урожайности многих овощных агрокультур.

В обследованных образцах почвы ПДК по кадмию не превышено.

Кадмий является очень токсичным металлом. Кадмий активно поглощается растениями, но не нужен им для нормальной жизнедеятельности. Стагнация кадмия происходит в корневых системах, в меньшей степени в стебле и листьях. С помощью хлорофилла кадмий концентрируется в тканях растений. При повышении содержания кадмия в растениях происходит хлороз листовых пластинок, листья приобретают красно-бурую окраску по краям и прожилкам, кроме того, наблюдается торможение ростовых процессов и повреждение корней растений.

В суглинистых и супесчаных почвах превышение ПДК наблюдается по среднему содержанию свинца, в песчаных — ПДК не превышено.

Свинец в незначительных количествах (от 5 до 10 мг/кг) увеличивает содержание крахмала, ускоряет процесс прорастания всходов растений.

В суглинистых почвах превышение ПДК наблюдается по содержанию никеля. В супесчаных и песчаных ПДК не превышено.

Биологическое значение никеля на данный момент изучено недостаточно, однако он встречается в различных растительных организмах. Никель влияет на урожайность агрокультур.

В суглинистых почвах превышение ПДК наблюдается по среднему содержанию хрома. В супесчаных и песчаных ПДК не превышено.

Хром необходим растениям в небольших дозах, однако его физиологическое значение слабо изучено.

Во всех исследуемых почвах происходит превышение ПДК. Наибольшее превышение в дерново-подзолистых суглинистых почвах.

В почвах, где наблюдается превышение ПДК необходимо проведение фитосанитарных мероприятий, заключающихся в подсеве травостоев (в рамках севооборотов), аккумулирующих тяжёлые металлы из почвы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

Уханов В.П. , Хамитова С.М. , Авдеев Ю.М. Экологический мониторинг состояния особо охраняемых природных территорий//. 2016. № 10 (121). С. 66-71.

Рувинова Л.Г. , Сверчкова А.Н. , Хамитова С.М. , Авдеев Ю.М. Биологический мониторинг загрязнения почвенной и водной среды в условиях урбанизации // Вестник Красноярского государственного аграрного университета . 2016. № 6 (117). С. 14-20.

Ахмедов А.Э., Ахмедова О.И., Шаталов М.А. Формирование системы управления отходами в Российской Федерации // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства. IV международная научная экологическая конференция (с участием экологов Азербайджана, Армении, Беларуси, Германии, Грузии, Казахстана, Киргизии, Латвии, Ливана, Молдовы, Приднестровья, России, Словакии, Узбекистана и Украины). Краснодар, 2015. С. 718-721.

Корчагов С.А., Авдеев Ю.М., Хамитова С.М., Глинина Ю.В., Енальский А.П. Экологическая и генети ческая оценка свойств деревьев ели различных экотипов в условиях Вологодской области //Вестник Красноярского государственного аграрного университета . 2016. № 5 (116) . С. 65-72

Avdeev Y.M. The influence of the crown on the formation of the tree //
Уральский научный вестник . 2016. Т. 11. № 2 . С. 129-130

Avdeev Y.M. The environmental performance of wood in forest ecosystems // Уральский научный вестник . 2016. Т. 11. № 2 . С. 131-132

Белый А.В., Заварин Д.А., Протопопова Е.В. Методология подготовки бакалавров землеустройства ВоГТУ в свете внедрения геодезических приборов нового поколения //В сборнике: Вузовская наука — региону Материалы Десятой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Ответственный редактор: Плеханов А.А.. Вологда, 2012. С. 190-192

Тесаловский А.А. //Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета . 2011. № 23 . С. 337-341

Белый А.В., Крутов Г.Г., Протопопова Е.В. Оптимизация учебной подготовки бакалавров-землеустроителей и пути её достижения //В сборнике: Вузовская наука — региону Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. 2014. С. 368-370

Тесаловский А.А. Методика кадастровой оценки земель, резервируемых в целях строительства водохранилищ комплексного назначения //
Вестник МГСУ . 2010. № 2 . С. 31-36

Шаталов М.А., Мычка С.Ю. Механизм управления бытовыми отходами в рамках системы экологически безопасных технологий утилизации // Экономика. Инновации. Управление качеством. 2015. № 3 (12). С. 181.

Попов Ю.П., Белый А.В. Особенности разработки территориальной схемы обращения с отходами на основе региональной ГИС //Вузовская наука — региону материалы XIV Всероссийской научной конференции. 2016. С. 117-119

Белый А.В., Попов Ю.П. К вопросу загрязнения окружающей среды при обращении с твердыми коммунальными отходами // NovaUm.Ru . 2017. № 5 . С. 186-188

Белый А.В., Попов Ю.П. Результаты комплексного исследования загрязнения окружающей среды от свалок ТБО сельских поселений вологодской области //В сборнике: Вузовская наука — региону Материалы Десятой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Ответственный редактор: Плеханов А.А.. Вологда, 2012. С. 192-195

Попов Ю.П., Белый А.В. Управление системой обращения с земельными участками, используемыми для захоронения твердых бытовых отходов в вологодской области на основе географической информационной системы //Экология промышленного производства . 2012. № 3 . С. 80-84

Попов Ю.П., Белый А.В. Особенности управления выбором площадок строительства полигонов твердых бытовых отходов //В сборнике: Вузовская наука — региону Материалы XII Всероссийской научно-технической конференции. 2014. С. 245-247

Асаул А.Н., Асаул М.А., Заварин Д.А. Особенности постановки на государственный кадастровый учет земельного участка // Таврический научный обозреватель . 2015. № 5-1 . С. 107-115

Asaul A.N., Zavarin D.A., Ivanov S.N. Organizational mechanismsof stimulating innovative activity of regional investment constructionclusters // Вестник гражданских инженеров . 2015. № 5 (52) . С. 273-282

Белый А.В., Попов Ю.П. К вопросу обоснования системы обращения с твердыми бытовыми отходами на базе муниципальной ГИС //
В сборнике: Вузовская наука — региону материалы Седьмой Всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Вологда, 2009. С. 252-254

Тесаловский А.А. Особенности кадастрового обеспечения разработки схемы размещения объектов переработки и хранения отходов при планировании развития территорий //Евразийский юридический журнал . 2017. № 1 (104) . С. 371-374

Попов Ю.П., Белый А.В. Управление системой обращения с земельными участками, используемыми для захоронения твёрдых бытовых отходов в вологодской области на основе ГИС // Землеустройство, кадастр и мониторинг земель . 2012. № 9 (93) . С. 56-61

Белый А.В., Попов Ю.П. О Возможности экологического обоснования территориальных строительных норм обращения с твёрдыми бытовыми отходами на региональном уровне // В сборнике: Вузовская наука — региону Материалы девятой всероссийской научно-технической конференции в 2 томах. Вологда, 2011. С. 203-206

Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Селищева О.А. Исследования почвенной микрофлоры дендропарка имени Николая Клюева // В сборнике: 2015. С. 78

Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Микробиологические исследования почв в зелёных городских насаждениях Вологодской области //Вестник Красноярского государственного аграрного университета . 2016. № 10 (121) . С. 29-35

Рудаков В.О., Картабаева Б.Б., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Микроорганизмы почвы дендропарка Николая Клюева // Биотика . 2015. Т. 7. № 6 . С. 172-175


Исследование микрофлоры почв в лесных питомниках Вологодской области //Самарский научный вестник . 2016. № 3 (16) . С. 53-56

Зайдельман Ф.Р., Плавинский В.А., Белый А.В. Влияние глубокого мелиоративного рыхления на физические свойства почв на тяжелых покровных породах и урожай // Вестник Московского университета. Серия 17: Почвоведение . 1986. № 2 . С. 10-16

Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Снетилова В.С. Исследование патогенной ризосферной нематодфауны дендропарка имени Николая Клюева // В сборнике: Актуальные проблемы развития лесного комплекса материалы Международной научно-технической конференции. 2017. С. 49-52

Хамитова С.М., Авдеев Ю.М., Конашенко Ю.И., Климовская А.Р., Селякова Н.С., Снетилова В.С. Исследования почвенной микрофлоры кедровой рощи Грязовца Вологодской области // В сборнике: Сборник материалов III Молодежного Экологического Форума 2015. С. 80

Дурягина Н.В., Андреева Т.В., Хамитова С.М., Авдеев Ю.М. Организация и состояние фитосанитарного контроля в Вологодской области // В сборнике: Ростки науки Сборник научных трудов студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященный 70-летию факультета агрономии и лесного хозяйства. 2013. С. 17-18

Авдеев Ю.М. Энергетическая оценка агроэкосистем //NovaUm.Ru . 2017. № 6 . С. 47-51

Шаталов М.А., Мычка С.Ю. Формирование системы глубокой переработки отходов пищевых производств АПК // Проблемы рекультивации отходов быта, промышленного и сельскохозяйственного производства. IV Международная научная экологическая конференция (с участием экологов Азербайджана, Армении, Беларуси, Германии, Грузии, Казахстана, Киргизии, Латвии, Ливана, Молдовы, Приднестровья, России, Словакии, Узбекистана и Украины). 2015. С. 402-404.

Филиппова А.Б., Авдеев Ю.М. Формирование побегов и устойчивость многолетних трав в сеяных травостоях Крайнего Севера //Вестник Красноярского государственного аграрного университета . 2015. № 7 . С. 130-134

Мычка С.Ю., Шаталов М.А. Формирование системы глубокой переработки отходов промышленно-производственных подсистем АПК // Агротехника и энергообеспечение. 2015. № 3 (7). С. 185-190.

Авдеев Ю.М., Костин А.Е., Литонина А.С. Влияние растительных кормовых добавок на переваримость сухого вещества и расщепляемость протеина в зерне ячменя, хранившегося в герметичных условиях //
Кормопроизводство . 2011. № 7 . С. 37-38

Зорин Д.П., Старковский Б.Н., Авдеев Ю.М., Костин А.Е. Эффективность использования инсектицидов на семенных посадках кипрея узколистного //
Кормопроизводство . 2012. № 1 . С. 28-29

Баутин В.М., Шаталов М.А. Направления развития системы глубокой переработки отходов промышленно-производственных подсистем АПК // Экономика. Инновации. Управление качеством. 2015. № 3 (12). С. 72-73.

Авдеев Ю.М., Костин А.Е. Растительные кормовые добавки: влияние на зерно в герметичных условиях // Кормопроизводство . 2011. № 8 . С. 33-34

Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2511-09. Ориентировочно допустимые концентрации химических веществ в почве [Электронный ресурс]. – Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 18 мая 2009г. № 32 // Портал нормативных документов. – Режим доступа: hptt: // OpenGost.ru.