научная статья по теме ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В УРБАНОЗЕМАХ ПАРКОВО-РЕКРЕАЦИОННЫХ ЛАНДШАФТОВ Г. ЖИТОМИР Сельское и лесное хозяйство

Текст научной статьи на тему «ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В УРБАНОЗЕМАХ ПАРКОВО-РЕКРЕАЦИОННЫХ ЛАНДШАФТОВ Г. ЖИТОМИР»

АГРОХИМИЯ, 2011, № 1, с. 67-74

УДК 631.45:581.5(477.42)

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В УРБАНОЗЕМАХ ПАРКОВО-РЕКРЕАЦИОННЫХ ЛАНДШАФТОВ г. ЖИТОМИР

© 2011 г. Т.Н. Мыслыва

Житомирский национальный агроэкологический университет 10008 Житомир, Старый бульвар, 7, Украина E-mail: byrty41@yahoo.com

Поступила в редакцию 28.12.2010 г.

Урбаноземы парково-рекреационных ландшафтов г. Житомир характеризуются благоприятными физико-химическими и агрохимическими свойствами, однако загрязнены свинцом, валовое содержание которого превышает ПДК в 1.7-2.9 раза, подвижных форм - в 5.4-12.5 раза. Древесная и травянистая растительность на территории парковых зон не накапливает избыточное количество поллютантов. Вид растения и его биологические особенности достоверно не влияют на величину накопления тяжелых металлов фитомассой однолетних декоративных травянистых растений.

Ключевые слова: тяжелые металлы, урбаноземы, парково-реркеационные ландшафты, г. Житомир.

ВВЕДЕНИЕ

Почва является наиболее чувствительным индикатором эколого-геохимической обстановки на территории урбоэкосистем, поскольку в ней пересекаются пути миграции химических элементов, в частности токсикантов. В литературе представлен значительный фактический материал, касающийся закономерностей распределения токсичных элементов в почвах техногенных ландшафтов [1, 2, 3-5]. Подавляющее большинство проведенных исследований посвящено оценке уровня загрязнения ур-баноземов в больших мегаполисах (Киев, Львов, Харьков, Днепропетровск) [2, 6, 7] и в городах регионов с высокой концентрацией промышленных, химических, энергетических и других производств (Алчевск, Макеевка, Кривой Рог, Марганец, Черкассы) [8, 9]. В то же время исследований по оценке экологического состояния урболандшафтов в аграрных регионах Украины, в частности в Житомирской обл., проведено недостаточно: имеются лишь фрагментарные сведения о загрязнении тяжелыми металлами почв сельскохозяйственных предприятий [10] и заповедных территорий [11].

Одним из типов урболандшафтов являются пар-ково-рекреационные ландшафты, которые являются аллохтонными по техногенно-геохимической специализации, испытывают значительное антропогенное воздействие как со стороны рекреантов, интенсивно их использующих, так и в силу того, что находятся в условиях неблагоприятной экологической среды, характерной для урбоэкосис-тем [12, 13]. Исследований по оценке экологичес-

кой ситуации на таких территориях, в частности уровня загрязнения их почвенного и растительного покрова тяжелыми металлами, очень мало.

Изучение форм нахождения и миграции химических элементов в урбоэдафотопах позволяет оценить степень их загрязнения и возможность накопления поллютантов фитоценозами [20]. Цель работы - оценка уровня загрязнения тяжелыми металлами (ТМ) (медью, свинцом, кадмием, цинком) почвенного покрова и фитоценозов на территории парково-рекреационных ландшафтов г. Житомир и исследование особенностей их накопления.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Аналитические исследования были выполнены в Житомирском национальном агроэкологическом университете и Житомирском областном государственном проектно-технологическом центре охраны плодородия почв и качества продукции.

Исследования проводили на протяжении 20062009 гг. в пределах центральной, юго-восточной и юго-западной частей г. Житомир на площади свыше 25 га. Исходные почвы, на которых были сформированы парково-рекреационные зоны, -дерново-подзолистые и светло-серые оподзолен-ные легкосуглинистые, их профиль частично или полностью нарушен в результате антропогенного воздействия, а свойства изменены. Для исследования были отобраны 51 образец почвы из верхнего слоя 0-20 см, 32 образца древесной и 43 образца травянистой растительности. На территории цен-

67

5*

трального парка культуры и отдыха им. Ю.А. Гагарина, расположенного в юго-западной части г. Житомир на левом берегу р. Тетерев, были отдельно отобраны 30 образцов декоративных травянистых растений.

В образцах почвы определяли: содержание лег-когидролизируемого азота - по Корнфильду согласно ГОСТу 26211-84; подвижные формы фосфора и обменного калия - по методу Кирсанова в модификации ННЦИПА (ГСТУ 4405:2005); содержание гумуса - согласно ГСТУ 4289:2004; рНКС1 - согласно ГОСТу 26483-85, сумму обменных оснований - по методу Каппена согласно ГОСТу 27821-88; гидролитическую кислотность - по Каппену в модификации ЦИНАО согласно ГОСТу 26212-91, обменный кальций и магний - согласно ГОСТу 26487-85.

Валовое содержание тяжелых металлов и их подвижных форм в почве определяли в вытяжке 1М НК03, в фитомассе растений - в зольных растворах методом атомно-абсорбционной спектрометрии на приборе С 115-1М [14].

Оценку экологического состояния почвы проводили путем сравнения фактического содержания валовых тяжелых металлов и их подвижных форм с величиной предельно допустимой концентрации (ПДК) и геохимическим фоном [15, 16].

Подвижность тяжелых металлов определяли как отношение содержания их подвижных форм в почве к валовому содержанию.

Долю техногенности тяжелых металлов (ДТМ) устанавливали согласно методике [17]. Расчет ДТМ производили по формуле 1:

ДТМ = 100 • [(КОМ - 1)/КОМ],

(1)

где КОМ - коэффициент обогащенности почвы тяжелыми металлами, который определяют по формуле 2:

КОМ =

[(М-еверх.гор /А1верх.гор)/(М-енижн.гор /A1нижн.гор)], (2)

где Меверх.гор и Менижн.ГОр - содержание валовых форм тяжелых металлов соответственно в верхнем и нижнем генетическом горизонте; А1верх гор и А1нижн гор - содержание алюминия соответственно в верхнем и нижнем генетическом горизонте.

Высокой считается техногенность при ДТМ > 75%; средней - при 50% < ДТМ < 75%; низкой и недостоверной - при ДТМ < 50%.

Статистическая обработка экспериментальных данных проведена с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel и Statistica 6.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При оценке экологического состояния урбанозе-мов важное значение имеют не только сведения о содержании в них химических элементов-загрязнителей, но и учет их физико-химических и агрохимических свойств, которые могут значительно изменяться в результате антропогенного воздействия (табл. 1).

Средняя обеспеченность гумусом (за исключением почвы в районе Путятинской площади, где его содержание не превысило 1.6%) свидетельствовала о том, что почвы парково-рекреационных ландшафтов подвергались положительному антропогенному воздействию, а именно: при создании зеленых насаждений они были обогащены органическим веществом, в первую очередь торфом, а в отдельных случаях производилась замена слоя на более плодородную почву с высоким содержанием гумуса.

Общей особенностью урбаноземов является наличие щелочной или нейтральной реакции почвенного раствора [18]. Это положение подтверждают и результаты данного исследования: в большинстве случаев рНкс1 почвенного раствора составило 6.57.0 (исключением были урбаноземы на территории сквера на Замковой горе, рНкс1 которых находилось на уровне 4.5). Это можно объяснить следующими причинами: повышенной естественной кислотностью зональных дерново-подзолистых почв, которая нейтрализовала щелочное техногенное загрязнение урбаноземов. Сумма обменных оснований в исследуемых почвах была близка к показателям, характерным для серых лесных почв, они обладали достаточно большой степенью насыщения основаниями - 84% и высоким содержанием подвижного фосфора и обменного калия - 240-640 и 250380 мг/кг соответственно.

Урбаноземы на территории парково-рекреаци-онных ландшафтов были антропогенно изменены в результате перемешивания и создания верхних насыпных слоев, поэтому достаточно трудным оказалось установить исходный тип почвы, которая им предшествовала. Судя по показателям суммы обменных оснований и содержанию обменного кальция и магния, можно предположить, что исходными почвами были преимущественно светло-серые оподзоленные, в меньшей мере - дерново-подзолистые почвы легкосуглинистого гранулометрического состава.

В результате проведенных исследований было зафиксировано превышение предельно допустимой концентрации тяжелых металлов: в 1.7-2.9 раза для валового свинца (табл. 2).

Таблица 1. Статистические характеристики агрохимических и физико-химических свойств урбаноземов парково-рекреационных ландшафтов г. Житомир, слой 0-20 см, п = 51

Статистические характеристики Гумус, % рНКС1 Нг Сумма обменных оснований Са2+ Mg2+ N Р2О5 К2О

мэкв/100 г почвы мг/кг почвы

М 4.0 6.5 1.97 10.1 7.9 1.6 103 392 251

1.40 1.07 0.61 0.38 0.56 0.21 37 146 105

v,% 35 17 31 4 7 13 36 37 42

Р095 2.9-5.1 5.5-7.3 1.47-2.47 9.8-10.4 7.4-8.4 1.4-1.8 28-177 272-512 165-337

Таблица 2. Статистические характеристики показателей валового содержания ТМ в урбаноземах парково-рекреационных ландшафтов г. Житомир

Место отбора образцов почвы (количество образцов, п) Си РЬ Cd Zn

М М V М М V М М V М М V

ПДК ПДК ПДК ПДК

Центральный парк культуры 13.3 0.24 22 41.4 2.07 42 0.56 0.19 35 26.0 0.26 20

и отдыха им. Ю.А. Гагарина

(п = 12)

Парк им. 30-летия Победы 20.7 0.38 18 52.3 2.62 48 1.18 0.39 32 45.7 0.46 19

(п = 6)

Сквер, ул. Московская - 10.2 0.18 20 41.8 2.09 36 0.76 0.25 22 32.4 0.32 20

ул. Б. Лятошинского

(п = 6)

Сквер, ул. В. Бердичевская - 10.5 0.19 10 29.1 1.45 39 0.52 0.17 26 31.6 0.32 23

ул. Шевченко

(п = 4)

Сквер, Путятинская площадь 15.6 0.28 18 40.8 2.04 24 0.87 0.29 30 39.5 0.40 21

(п = 4)

Сквер, Полевая площадь 13.5 0.25 16 57.8 2.89 34 1.04 0.35 23 42.4 0.42 22

(п = 4)

Сквер на Замковой Горе, 18.2 0.33 22 34.4 1.72 41 0.53 0.18 33 25.8 0.26 26

ул. Кафедральная - Замко-

вая площадь

(п = 8)

Сквер муз. училища 14.7 0.27 20 36.4 1.82 43 0.69 0.23 32 30.7 0.31 25

им. В.С. Косенко, ул. Пуш-

кинская

(п = 7)

Региональный кларк [15] 8.0 11.4 - 42.0

Фоновое содержание 20.0 10.0 0.5 50.0

ПДК 55.0 20.0 3.0 100.0

Примечание: М - среднее содержание элемента, мг/кг; V - коэффициент вариации,

Сложилась

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Сельское и лесное хозяйство»