БУФЕРНАЯ СПОСОБНОСТЬ АНТРОПОГЕННО-ПРЕОБРАЗОВАННЫХ ПОЧВ ЛЕСОСТЕПНОЙ ЗОНЫ ЗАУРАЛЬЯ К ХИМИЧЕСКОМУ ЗАГРЯЗНЕНИЮ

BUFFER POWER OF ANTHROPOGENICALLY REFORMED SOILS TO BE CHEMICAL POLLUTED IN THE FOREST-STEPPE AREA OF TRANS-URALS

 

Л.М.Маркова, Н.С. Сальникова, Р.Г.Халилова

L.M. Markova, N.S.Salnikova, R.G.Khalilova

ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный университет»

(454001, г. Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129)

Chelyabinsk State University

(454001, c.Chelyabinsk, st. Bratev Kashirinych, 129)

e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 

В статье приводятся результаты оценки буферности антропогенно-преобразованных почв лесостепной зоны Зауралья, находящихся под воздействием выбросов промышленных предприятий. Буферность определена с помощью методики В.Б.Ильина. Произведено сравнение физико-химических свойств исследуемых почв с зональными черноземами. Сделаны выводы об устойчивости почв к химическому загрязнению.

The article is based on results of analyzing the buffer state of anthropogenically reformed soils in the forest-steppe area of Trans-Urals, which is under the influence of industrial enterprises, emissions. The buffer state is defined by V.B. Ilyin, s method. Authors drew an analogy between physical-chemical characteristics of examinimg soils with zonal chernozems and made conclusions about soil stability to be chemical polluted. 

Почва является ключевым звеном в функционировании ландшафта. От ее свойств во многом зависит скорость и величина вещественно-энергетических потоков внутри геосистемы, способность к нейтрализации жидких, твердых и газообразных отходов. В одних почвенно-геохимических условиях продукты техногенеза способны накапливаться в количествах, превышающих устойчивость ландшафта, и включаться в биологический круговорот, в других, напротив, легко перерабатываться и преобразовываться в инертные формы.

Почвы культурных ландшафтов формируются под воздействием как природных, так и антропогенных факторов, долевое участие которых сильно варьирует в зависимости от характера хозяйственной деятельности. Одним из видов подобных ландшафтов являются коллективные сады, находящиеся в пределах урбанизированных территорий. Отличительные признаки данных природно-антропогенных систем ‒ отсутствие биологического круговорота, мозаичность почвенных условий на небольшой территории, вызванная дополнительным внесением минеральных и органических веществ. Кроме того, определенное влияние оказывают техногенные потоки в виде пылевых выпадений, загрязненных атмосферных осадков и талых вод.

В пределах городской черты г. Челябинска (лесостепная зона Зауралья) насчитывается несколько десятков садовых товариществ. Часть из них находится в жилых микрорайонах, другие – вблизи промышленных предприятий. Комплексной оценки буферности (потенциальной устойчивости) почв садовых ландшафтов на территории г. Челябинска не производилось.

Целью данной работы является определение устойчивости почв садовых товариществ, расположенных в различных частях города, к химическому загрязнению.

Исходными данными послужили результаты почвенно-геохимических исследований на территории СТ «Любитель-2» (северо-западный район г.Челябинска, менее подверженный влиянию промышленных предприятий) и СТ «Хлебосад» (северо-восточная часть города, вблизи промышленных зон Челябинского металлургического и электрометаллургического комбинатов, а также городской теплоэлектроцентрали №3). Всего было отобрано 62 пробы почвы с шагом сети 30x100 м. Отбор производился между садовыми участками и на неиспользуемых в настоящее время участках, где почва менее трансформирована, не подвергается перекопке, рыхлению, орошению и внесению минеральных удобрений, в соответствии с общепринятой методикой [1].

В лабораториях факультета экологии ЧелГУ определялись физико-химические показатели, участвующие в инактивации и влияющие на подвижность избыточных ионов в почве: рН водной и солевой вытяжки потенциометрическим методом, ранулометрический состав по Качинскому методом пипетки, гумус методом мокрого озоления по Тюрину, общие карбонаты  ацидиметрическим методом, полуторные оксиды по Тамму. Анализ рН водной и солевой вытяжки производился для всех проб; гранулометрический состав, гумус и общие карбонаты – выборочно, в 5-8 повторностях для каждой исследуемой территории; полуторные оксиды – в 2 повторностях.

В таблице 1 представлены результаты  исследований почв садовых ландшафтов. Как видно из таблицы, почвы обоих участков характеризуются широким диапазоном по значению рН водной вытяжки, содержанию гумуса и физической глины.

Актуальная кислотность почв садовых ландшафтов существенно отличается от аналогичного показателя зональных автоморфных почв, для которых характерна слабокислая и нейтральная реакция в верхней части гумусового горизонта (рНводн- 5,49 – 6,55) [4, 6]. В исследуемых почвах значение рН меняется от 7,24 до 8,31 (СТ «Хлебосад») и от 6,51 до 8,20   (СТ «Любитель-2»). Среднее значение рН почвы СТ «Хлебосад», граничащего с промзоной, выше, чем у СТ «Любитель-2», расположенного в жилом микрорайоне. По содержанию общих карбонатов прослеживается та же закономерность.  Изменение актуальной кислотности, по нашему мнению, связано с влиянием атмосферных осадков, имеющих в крупных промышленных городах щелочную реакцию [2].

По содержанию гумуса почвы близки к зональным черноземам выщелоченным, в пахотном слое которых содержится в среднем 6,62%. Почвы садовых товариществ имеют легкосуглинистый механический состав, что определяется их положением в рельефе. Оба участка находятся на вершинах и верхних частях склонов плоских возвышенностей; почвы сформированы на глинисто-щебнистом элювии коренных пород.

Доля подвижных полуторных оксидов составляет 0,45-0,52%, что характерно для Южного Зауралья, где в условиях хорошего дренажа и небольшого количества осадков отсутствуют сезонные и внутрисезонные изменения окислительно-восстановительных режимов, способствующие новообразованию различных видов соединений элементов переменной валентности.

Таблица 1

Физико-химические показатели почв садовых ландшафтов

Садовое товарищест-во

рН вод.

Гумус, %

Физ. глина, %

Карбона-ты общие, %

Fe2O3 по Тамму ,%

Al2O3 по Тамму,%

xср (n)/ lim

Хлебосад

7,72 (32)

7,24-8,31

7,04 (5)

3,30-8,59

21,30 (5)

18,89-25,19

2,48 (5)

2,16-2,94

0,29 (2)

0,26-0,32

0,23(2)

0,22-0,23

Любитель-2

7,30 (30)

6,51-8,20

7,14 (7)

5,05-11,67

26,62 (8)

17,58-33,52

1,99 (5)

1,84-2,06

0,19 (2)

0,18-0,19

0,26 (2)

0,24-0,28

Для оценки защитных возможностей почвы была выбрана методика В.Б.Ильина, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с другими шкалами балльной оценки почвенно-ландшафтных характеристик [5]. Во-первых, она основана на экспериментальных данных по инактивирующему влиянию на тяжелые металлы различных физико-химических показателей. В соответствии с этим введена прогрессивная шкала, отражающая защитные возможности каждого свойства почвы. Во-вторых, предусмотрена различная система баллов для химических элементов, повышающих свою подвижность в кислой и щелочной среде [3].

Как видно из таблицы 2, основной вклад в потенциальную устойчивость почв к химическому загрязнению вносит содержание физической глины и реакция среды. Почвы обеих исследуемых площадей отличаются повышенной буферностью к элементам, подвижным в кислой среде, и более низкими значениями к элементам, подвижность которых возрастает при подщелачивании. Особенно велика эта разница для почвы СТ «Хлебосад», где степень буферности к элементам, подвижным в щелочной среде, характеризуется как средняя. В целом, буферная способность почв садовых ландшафтов близка к черноземам выщелоченным Новосибирской области, рассмотренных в статье В.Б.Ильина [3].

Таблица 2

Ранжирование свойств, определяющих буферность почв, по В.Б.Ильину

Садовое товарищество

Количество баллов, полученных за счет

Сумма

рН

Гумуса

Физ. глины

Карбонатов

R2O3

Хлебосад

15 (2,5)*

6,5

10

6,5 (9,5)*

1

39 (29,5)*

Любитель-2

12,5 (5) *

6,5

10

6,5 (9,5)*

1

36,5 (32)*

*В скобках указано количество баллов для элементов, подвижных в щелочной среде

Таким образом, почвы садовых ландшафтов по некоторым показателям отличаются от природных аналогов. Наиболее существенно различается реакция среды, во-многом определяющая скорость миграции химических элементов. В данном случае более опасным является загрязнение элементами, подвижными в щелочной среде (Cr6+, Mo, As и др.). В целом почвы характеризуются повышенной устойчивостью к химическому загрязнению. 

Список литературы:

  1. ГОСТ 17.4.4.02-84. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. URL: http://gost.info/ (дата обращения: 15.09.2011)
  2. Грачева И.В., Маркова Л.М., Захарова У.С., Сальникова Н.С., Абакумова Т.Н. К вопросу о влиянии щелочных осадков на актуальную и обменную кислотность почв // Геология, геоэкология, эволюционная география: Сб. научных трудов. СПб: Изд-во РГПУ им. А.И.Герцена, 2011. С. 134-140
  3. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия. 1995. №10. С. 109-113.
  4. Козаченко А.П. Обоснование приемов рационального использования, обработки и мелиорации земель сельскохозяйственного назначения Челябинской области. Челябинск: ЧГАУ, 1999. 145 с.
  5. Кочуров Б.И. Оценка устойчивости почв к загрязнению // География и природные ресурсы. 1983. №4. С. 55-60
  6. Синявский И.В. Агрохимические и экологические аспекты плодородия черноземов лесостепного Зауралья. Челябинск: ЧГАУ, 2001. 275 с.

Для того чтобы оставить комментарий вы должны авторизоваться на сайте! Вы также можете воспользоваться своим аккаунтом вКонтакте для входа!