Состояние почвенно-растительного покрова в зоне влияния золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3
УДК 662.613.11/12 (571.62)
Состояние почвенно-растительного покрова в зоне влияния золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3
Черенцова А. А., anna_cherencova@mail.ru
Тихоокеанский государственный университет
Рассмотрено влияние золоотвала на почвенно-растительный покров (на примере золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3) и проведены исследования содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве и валовых форм тяжелых металлов в растениях в районе воздействия золоотвала. Рассчитаны коэффициенты биологического поглощения растений.
Ключевые слова: золоотвал, тяжелые металлы, почва, растение, влияние
Status of land cover in the zone of influence ash dump of Khabarovsk CHP-3
Cherencova A. A., anna_cherencova@mail.ru
Pacific State University
The influence of ash disposal on land cover (for example, the ash dump of KhabarovskCHP-3) and investigated the contents of mobile forms of heavy metals in soil and total forms of heavy metals in plants in the vicinity of the impact of ash disposal. The coefficients of biological absorption of plants.
Keywords: fly ash dump, heavy metals, soil, plants, influence
Почвенный покров представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под
влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение тяжелыми металлами.
Почва выступает в качестве мощного аккумулятора тяжёлых металлов и исходного звена в миграции токсикантов по наземным трофическим цепям. Она, в отличие от других природных сред, обладает трансформирующими свойствами по отношению ко многим классам загрязнителей. В ней одновременно протекает ряд процессов, приводящих к перераспределению и изменению физико-химического состояния поллютантов.
Одним из источников загрязнения почвенно-растительного покрова являются золоотвалы. В зонах воздействия золоотвалов формируются неблагоприятные экологические ситуации из-за пылеобразования, а также вымывания компонентов золы, попадания их в почву.
Целью исследования стало изучение техногенного загрязнения тяжелыми металлами почвенно-растительного покрова в зоне влияния золоотвала (на примере золоотвала ТЭЦ-3 г. Хабаровска).
Золоотвал Хабаровской ТЭЦ-3 размещен на пойменной террасе Амура между протокой Хохлатская и левым берегом реки Березовой, в районе с. Федоровка на расстоянии 5 км севернее площадки ТЭЦ-3. Урез пр. Хохлатской отстоит от северной дамбы золоотвала на 900 м. Общая площадь отведенной территории 58,23 га. Примыкающий к ТЭЦ район – населенная равнина и пахотные земли Хабаровского района. В регионе преобладают ветры югозападных и северо-восточных направлений. Район исследования принадлежит к Восточной буроземно-лесной области бурых и подзолисто-бурых лесных почв /1/.
Объектом исследования явился почвенно-растительный покров, приуроченный к золоотвалу. Определение валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почве и растениях проводилось методом пламенной атомноабсорбционной спектрометрии согласно ПНД Ф16.1:2.2:2.3:3.36-02 /2/.
Извлечение кислоторастворимой формы тяжелых металлов из почвы выполнено согласно РД 52.18.191-89 /3/.
Для проведения работы были заложены точки отбора проб почвы на расстоянии 30-100 м от источника загрязнения (рис. 1). Отбор проб осуществлялся послойно с глубины 0-20 см и 21-40 см согласно ГОСТ 17.4.4.02 – 84 /4/. Учитывалась роза ветров и рассеивание взвешенных веществ в данном районе. Пробы растений отбирались на тех же участках, что и пробы почв.
Рис. 1. Точки отбора проб почвенно-растительного покрова
В табл. 1-2 представлены результаты исследований по содержанию тяжелых металлов в почвах и в растениях.
В почвенном покрове превышение содержания подвижных форм ПДК обнаружено только по марганцу (1,85-0,144 ПДК).
По результатам исследований для характеристики биологической активности растительности рассчитан коэффициент биологического поглощения (КБП) по формуле:
КБП=Ix./nx, Ix - содержание элемента в золе растений; nx – содержание элемента в почвенном покрове. Полученные результаты отражены в табл. 3.
Табл. 3. Коэффициент биологического поглощения химических элементов и биогеохимическая активность растительности
Химический элемент
Mg Al K Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn Sr Pb
Район исследования
в районе золоотвала
в наиболее загрязненной
(среднее значение)
точке золоотвала
КБП
0,43 0,83
0,52 2,45
16,49
38,97
1,50 4,06
1,11 2,21
0,05 0,21
0,10 0,20
0,88 0,78
0,38 0,00
1,53 1,25
10,18
9,34
0,20 0,55
БХА
33,36
60,86
Точка отбора пробы
1 (0-20 см) 1(21-40 см) 2 (0-20 см) 2 (21-40 см) 3 (0-20 см) 3 (21-40 см) 4 (0-20 см) 4 (21-40 см) 5 (0-20 см) 5 (21-40 см) 6 (0-20 см) 6 (21-40 см) 7 (0-20 см) 7 (21-40 см) 8 (0-20 см) 8 (21-40 см) 9 (0-20 см) 9 (21-40 см) 10 (0-20 см) 10 (21-40 см) 11 (0-20 см) 11 (21-40 см) 12 (0-20 см) 12 (21-40 см) 13 (0-20 см)
Табл. 1. Подвижные формы тяжелых металлов почвенного покрова в зоне золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3
Mg 3925,516 3869,248 4387,531 4196,337 3382,102 3794,098 4240,741 4275,427 701,2256 786,937 3056,878 2369,968 2106,636 689,2947 2362,972 2715,215
4125 4304,286 3656,948 926,7608 3017,39 3466,117 3744,605 3625,7334 3088,124
-
Мn 722,194 472,333 931,075 1112,665 166,5998 238,842 541,236 231,273 86,812 92,123 451,015 339,653 191,854 120,813 171,284 252,752
302,5 296,155 479,661 103,446 488,94 486,009 516,628 454,157 488,325
600
Ni 18,747 17,599 20,662 18,311 16,534 17,166 18,465 18,377 4,421 4,367 10,423 10,975 2,808 0,247 2,150 10,598 15,75 17,192 15,404 2,88 13,178 13,563 14,597 15,18 15,064
36
Pb 14,972 14,881 14,922 14,877 13,277 14,927 16,81 15,751 4,3842 4,468 12,139 14,067 3,423 1,455 2,688 13,513
13 13,803 15,779 4,909 15,148 16,200 19,167 16,434 12,678
60
Содержание элементов, мг/кг
Sr Zn Al Ca
4,831
58,379 24408,66 1484,65
0,672
55,127 22775,51 1070,19
5,140
55,226 26274,17 1951,431
4,959
51,882 20091,56 1805,697
1,027
47,475 21419,98 1083,525
1,159
50,505 23759,77 997,661
3,782
61,382 21267,38 1604,605
5,963
61,756 24502,45 1525,153
2,989
13,327 3425,169 611,548
2,660
14,308 3602,088 636,327
39,589 27,311 16036,08 4460,035
1,926
33,838 15081,62 1117,814
71,22
7,26 7812,108 7423,384
20,40
3,098 3048,325 3234,957
79,765
3,926 8526,705 7926,585
1,088
34,534 17267,27 748,248
10,987 44,875 24250
2325
8,395
46,807 21835,16 2208,614
11,772 41,203 20413,79 2166,617
1,628
11,271 5635,708 492,185
15,518 31,405 15148,53 2586,334
6,844
37,675 25619,13 1758,176
5,674
42,65 21959,89 1675,552
4,742
43,032 20951,47 1505,495
9,704
34,27 13808,69 1770,023
ПДК
- 60 -
-
Co 6,253 7,337 7,346 8,697 4,722 5,287 7,157 6,175 2,927 3,376 6,765 6,311 1,342 0,558 1,313 5,818 5,462 5,873 7,602 1,916 7,414 8,037 8,441 7,427 7,808
12
Cu 15,475 14,881 16,198 14,369 13,904 14,305 15,536 17,126 3,263 3,363 10,486 9,277 13,668 3,533 7,088 8,308 11,65 12,273 11,096 3,732 10,53 10,486 11,005 11,743 8,687
Fe 21389,03 22646,1 26656,8 23397,76 18789,46 22018,21 23304,98 19626,96 4446,493 4568,502 15409,67 14194,46 7473,542 4105,91 8351,67 15640,64
20625 22839,07 20664,26 5510,47 16749,59 21600,44 22213,76 20449,64 11511,42
50 -
K 2164,066 1889,332 2334,065 1665,819 1816,314 1990,347 1821,099 2125,213 376,1459 391,5859 1591,08 1048,109 1121,031 350,8685 1237,748 1127,377
2100 1957,635 1753,331 350,6663 1330,115 1682,825 1586,697 1643,499 1581,722
-
Химический элемент
Mg Al K Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn As Sr Cd Hg Pb
Табл. 2. Валовые формы тяжелых металлов растительного покрова в зоне золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3
1
431,82 1880,40 4994,65 1873,13 312,55 472,87
0,43 2,72 0,25 22,77 0,00 27,81 0,31 0,075 1,50
2
928,74 1524,69 6945,00 2445,78 178,46 431,94
0,25 2,60 0,15 22,52 0,00 31,68 0,16 0,040 1,09
3
1390,48 368,74 5814,25 2819,08 1064,38 250,96
0,23 3,92 0,00 67,37 0,00 48,47 0,16 0,026 1,48
4
1338,76 166,56 31110,40 1666,39 192,49 179,23
0,13 3,35 0,43 23,80 0,00 21,48 0,02 0,017 0,24
5
579,12 8408,35 14658,40 2480,44 192,09 951,60
0,60 3,44 0,00 16,71 0,13 27,92 0,10 0,017 2,41
Точки отбора пробы
678
Содержание элементов, мг/кг 1741,53 1684,97 961,06
9353,35 10246,35 1074,53
21817,40 33634,90 23841,15
2938,52 3328,06 2912,46
114,46
60,38
386,08
442,14 805,05 631,74
0,24 0,30 0,51
1,36 2,03 4,13
0,00 2,33 0,70
8,33
18,36
38,39
0,00 0,00 0,00
67,96
57,47
36,69
0,07 0,07 0,27
0,010
0,010
0,008
1,58 1,59 1,72
9
1753,44 802,92 27402,65 4115,27 55,92 453,00 0,24 1,92 0,37 22,58 0,00 73,81 0,10 0,009 1,63
10
1260,15 652,87 26301,40 2777,01 67,49 416,38 0,19 1,85 0,00 15,48 0,00 40,95 0,07 0,005 1,20
11
1824,29 7400,44 38968,8 4012,94 69,95 321,74
0,23 1,46 5,15 24,44 0,00 509,15 0,05 0,005 1,01
12
949,04 10977,69 22435,3 2659,62 279,96 753,99
0,34 2,16 5,01 48,07 0,09 45,36 0,45 0,006 2,77
13
868,74 14522,19 24373,1 2785,80 472,11 960,09
0,63 3,37 2,60 22,28 0,01 40,91 0,14 0,007 2,03
Согласно шкалы И.А. Авессаломова /5/, к элементам сильного накопления (10>КБП≥1) относится цинк, кальций и марганец, к элементам слабого накопления (1>КБП≥0,1) – никель, алюминий, магний, медь, свинец, кобальт и железо.
На основании данных о КБП для количественного выражения общей способности вида к концентрации химических элементов рассчитан специальный показатель – биогеохимическая активность (БХА) исследуемой растительности, который показывает суммарную степень поглощения всех определяемых в растении химических элементов, т.е. насколько активно растение поглощает химические элементы из почвы. Из табличных данных видно, что в среднем биогеохимическая активность составляет 33,36.
Согласно данным /6/, золоотвал Хабаровской ТЭЦ-3 вносит максималь-
ный вклад в загрязнение почв по меди, никелю и свинцу, особенно в северо-
восточном направлении, что соответствует розе ветров. При полевых исследо-
ваниях в этом направлении отмечен сильный сдув золы с золоотвала на близ-
лежащую территорию. Именно в этом районе изучены особенности кумуляции
металлов в различных органах наиболее распространенных видов растений –
полыни обыкновенной и бодяка полевого (табл. 4-5).
Табл. 4. Элементный состав полыни обыкновенной и бодяка полевого в органах растений
Исследуемое сырье
Листья полыни обыкновенной
Листья бодяка полевого
Стебель полыни обыкновенной
Стебель бодяка полевого
Корень полыни обыкновенной
Корень бодяка полевого
Mg
3481,10
2201,69 1037,67
1062,52 1259,79
1492,06
Al Pb
18423,54 2,07
849,41 0,79 118,72 0,08
139,99 0,14 18271,69 0,82
923,71 1,27
Содержание элементов, мг/кг Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn
Sr
6039,09 86,03 2158,76 0,70 4,43 9,21 19,21 82,67
8768,29 51,67 640,77 0,26 1,99 7,16 25,58 123,77 2245,71 13,71 124,09 0,08 1,05 2,54 10,31 43,30
3052,72 15,34 218,48 0,04 0,89 5,72 13,26 68,77 2107,23 37,95 1779,20 0,51 10,99 5,31 12,73 47,55
2278,72 18,97 473,17 0,16 3,41 5,37 23,59 52,12
Наибольшая концентрация кальция, марганца, кобальта, меди, цинка, железа и стронция отмечалась в листьях обоих растений, алюминия и свинца – в
листьях полыни и в корнях бодяка, никеля – в корнях полыни и бодяка, а наименьшая: кальция, магния, свинца, марганца, железа, кобальта, никеля, алюминия и цинка – в стеблях полыни и бодяка, меди и стронция – в стеблях полыни и корнях бодяка.
КБП показывает, что в листьях полыни обыкновенной сильно накапливаются магний, алюминий, кальций и стронций, в стебле – стронций, а в корнях – алюминий, никель и стронций. У бодяка полевого сильно накапливается стронций во всех частях растения и кальций в листьях.
Табл. 5. Коэффициент биологического поглощения химических элементов полыни обыкновенной и бодяка полевого
Исследуемое сырье
КБП Mg Al Pb Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn
Sr
Листья полыни 1,14 1,15 0,17 1,35 0,191 0,14 0,104 0,42 0,88 0,56 2,088 обыкновенной
Листья бодяка 0,72 0,053 0,065 1,96 0,11 0,041 0,038 0,19 0,68 0,93 3,13 полевого
Стебель полыни 0,34 0,007 0,006 0,503 0,03 0,008 0,011 0,101 0,242 0,377 1,093 обыкновенной
Стебель бодяка 0,35 0,009 0,012 0,68 0,034 0,014 0,006 0,085 0,545 0,48 1,74 полевого
Корень полыни 0,41 1,14 0,067 0,472 0,084 0,115 0,075 1,054 0,506 0,466 1,201 обыкновенной
Корень бодяка 0,49 0,058 0,105 0,511 0,042 0,031 0,025 0,33 0,511 0,86 1,32 полевого
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве в зоне влияния золоотвала превышает ПДК только по марганцу, который сильно накапливается в растительности прилегающей территории.
2. Полынь обыкновенная обладает высокой способностью кумулировать определенные тяжелые металлы, что делает возможным использовать данный вид растений в качестве маркера почвенного загрязнения территории этими элементами.
3. Полученные данные свидетельствуют о высоком воздействии золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3 на состояние почвенно-растительного покрова.
Список литературы
1. Добровольский Г. В. География почв : учебник / Г. В. Добровольский, И. С. Урусевская. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1984. – 416 с. 2. Измерение массовой доли элементов (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, V, Zn) в пробах почв, грунтов и донных отложений : Методика М 03-07-2009 ПНД Ф 16.1:2:2.2.63-09.
3. Методические указания «Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы атомно-абсорбционным способом» : РД 52.18.191-89. 4. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа : ГОСТ 17.4.4.02 – 84. – М. : ИПК Издательство стандартов, 1985. – 45 с. 5. Авессаломов И.А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов: Учебно-методическое пособие/ И.А. Авессаломов. – М.: Изд-во Московского университета, 1987. – 108 с. 6. Черенцова А. А. К вопросу об оценке воздействия золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3 на почвенный покров // Экономика и экологический менеджмент (электронный научный журнал). – Выпуск №2 (сентябрь) – 2011. – 6 с. – Режим доступа : economics.open-mechanics.com
Состояние почвенно-растительного покрова в зоне влияния золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3
Черенцова А. А., anna_cherencova@mail.ru
Тихоокеанский государственный университет
Рассмотрено влияние золоотвала на почвенно-растительный покров (на примере золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3) и проведены исследования содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве и валовых форм тяжелых металлов в растениях в районе воздействия золоотвала. Рассчитаны коэффициенты биологического поглощения растений.
Ключевые слова: золоотвал, тяжелые металлы, почва, растение, влияние
Status of land cover in the zone of influence ash dump of Khabarovsk CHP-3
Cherencova A. A., anna_cherencova@mail.ru
Pacific State University
The influence of ash disposal on land cover (for example, the ash dump of KhabarovskCHP-3) and investigated the contents of mobile forms of heavy metals in soil and total forms of heavy metals in plants in the vicinity of the impact of ash disposal. The coefficients of biological absorption of plants.
Keywords: fly ash dump, heavy metals, soil, plants, influence
Почвенный покров представляет собой важнейший компонент биосферы Земли. Именно почвенная оболочка определяет многие процессы, происходящие в биосфере. Важнейшее значение почв состоит в аккумулировании органического вещества, различных химических элементов, а также энергии. Почвенный покров выполняет функции биологического поглотителя, разрушителя и нейтрализатора различных загрязнений. Если это звено биосферы будет разрушено, то сложившееся функционирование биосферы необратимо нарушится. Именно поэтому чрезвычайно важно изучение глобального биохимического значения почвенного покрова, его современного состояния и изменения под
влиянием антропогенной деятельности. Одним из видов антропогенного воздействия является загрязнение тяжелыми металлами.
Почва выступает в качестве мощного аккумулятора тяжёлых металлов и исходного звена в миграции токсикантов по наземным трофическим цепям. Она, в отличие от других природных сред, обладает трансформирующими свойствами по отношению ко многим классам загрязнителей. В ней одновременно протекает ряд процессов, приводящих к перераспределению и изменению физико-химического состояния поллютантов.
Одним из источников загрязнения почвенно-растительного покрова являются золоотвалы. В зонах воздействия золоотвалов формируются неблагоприятные экологические ситуации из-за пылеобразования, а также вымывания компонентов золы, попадания их в почву.
Целью исследования стало изучение техногенного загрязнения тяжелыми металлами почвенно-растительного покрова в зоне влияния золоотвала (на примере золоотвала ТЭЦ-3 г. Хабаровска).
Золоотвал Хабаровской ТЭЦ-3 размещен на пойменной террасе Амура между протокой Хохлатская и левым берегом реки Березовой, в районе с. Федоровка на расстоянии 5 км севернее площадки ТЭЦ-3. Урез пр. Хохлатской отстоит от северной дамбы золоотвала на 900 м. Общая площадь отведенной территории 58,23 га. Примыкающий к ТЭЦ район – населенная равнина и пахотные земли Хабаровского района. В регионе преобладают ветры югозападных и северо-восточных направлений. Район исследования принадлежит к Восточной буроземно-лесной области бурых и подзолисто-бурых лесных почв /1/.
Объектом исследования явился почвенно-растительный покров, приуроченный к золоотвалу. Определение валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почве и растениях проводилось методом пламенной атомноабсорбционной спектрометрии согласно ПНД Ф16.1:2.2:2.3:3.36-02 /2/.
Извлечение кислоторастворимой формы тяжелых металлов из почвы выполнено согласно РД 52.18.191-89 /3/.
Для проведения работы были заложены точки отбора проб почвы на расстоянии 30-100 м от источника загрязнения (рис. 1). Отбор проб осуществлялся послойно с глубины 0-20 см и 21-40 см согласно ГОСТ 17.4.4.02 – 84 /4/. Учитывалась роза ветров и рассеивание взвешенных веществ в данном районе. Пробы растений отбирались на тех же участках, что и пробы почв.
Рис. 1. Точки отбора проб почвенно-растительного покрова
В табл. 1-2 представлены результаты исследований по содержанию тяжелых металлов в почвах и в растениях.
В почвенном покрове превышение содержания подвижных форм ПДК обнаружено только по марганцу (1,85-0,144 ПДК).
По результатам исследований для характеристики биологической активности растительности рассчитан коэффициент биологического поглощения (КБП) по формуле:
КБП=Ix./nx, Ix - содержание элемента в золе растений; nx – содержание элемента в почвенном покрове. Полученные результаты отражены в табл. 3.
Табл. 3. Коэффициент биологического поглощения химических элементов и биогеохимическая активность растительности
Химический элемент
Mg Al K Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn Sr Pb
Район исследования
в районе золоотвала
в наиболее загрязненной
(среднее значение)
точке золоотвала
КБП
0,43 0,83
0,52 2,45
16,49
38,97
1,50 4,06
1,11 2,21
0,05 0,21
0,10 0,20
0,88 0,78
0,38 0,00
1,53 1,25
10,18
9,34
0,20 0,55
БХА
33,36
60,86
Точка отбора пробы
1 (0-20 см) 1(21-40 см) 2 (0-20 см) 2 (21-40 см) 3 (0-20 см) 3 (21-40 см) 4 (0-20 см) 4 (21-40 см) 5 (0-20 см) 5 (21-40 см) 6 (0-20 см) 6 (21-40 см) 7 (0-20 см) 7 (21-40 см) 8 (0-20 см) 8 (21-40 см) 9 (0-20 см) 9 (21-40 см) 10 (0-20 см) 10 (21-40 см) 11 (0-20 см) 11 (21-40 см) 12 (0-20 см) 12 (21-40 см) 13 (0-20 см)
Табл. 1. Подвижные формы тяжелых металлов почвенного покрова в зоне золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3
Mg 3925,516 3869,248 4387,531 4196,337 3382,102 3794,098 4240,741 4275,427 701,2256 786,937 3056,878 2369,968 2106,636 689,2947 2362,972 2715,215
4125 4304,286 3656,948 926,7608 3017,39 3466,117 3744,605 3625,7334 3088,124
-
Мn 722,194 472,333 931,075 1112,665 166,5998 238,842 541,236 231,273 86,812 92,123 451,015 339,653 191,854 120,813 171,284 252,752
302,5 296,155 479,661 103,446 488,94 486,009 516,628 454,157 488,325
600
Ni 18,747 17,599 20,662 18,311 16,534 17,166 18,465 18,377 4,421 4,367 10,423 10,975 2,808 0,247 2,150 10,598 15,75 17,192 15,404 2,88 13,178 13,563 14,597 15,18 15,064
36
Pb 14,972 14,881 14,922 14,877 13,277 14,927 16,81 15,751 4,3842 4,468 12,139 14,067 3,423 1,455 2,688 13,513
13 13,803 15,779 4,909 15,148 16,200 19,167 16,434 12,678
60
Содержание элементов, мг/кг
Sr Zn Al Ca
4,831
58,379 24408,66 1484,65
0,672
55,127 22775,51 1070,19
5,140
55,226 26274,17 1951,431
4,959
51,882 20091,56 1805,697
1,027
47,475 21419,98 1083,525
1,159
50,505 23759,77 997,661
3,782
61,382 21267,38 1604,605
5,963
61,756 24502,45 1525,153
2,989
13,327 3425,169 611,548
2,660
14,308 3602,088 636,327
39,589 27,311 16036,08 4460,035
1,926
33,838 15081,62 1117,814
71,22
7,26 7812,108 7423,384
20,40
3,098 3048,325 3234,957
79,765
3,926 8526,705 7926,585
1,088
34,534 17267,27 748,248
10,987 44,875 24250
2325
8,395
46,807 21835,16 2208,614
11,772 41,203 20413,79 2166,617
1,628
11,271 5635,708 492,185
15,518 31,405 15148,53 2586,334
6,844
37,675 25619,13 1758,176
5,674
42,65 21959,89 1675,552
4,742
43,032 20951,47 1505,495
9,704
34,27 13808,69 1770,023
ПДК
- 60 -
-
Co 6,253 7,337 7,346 8,697 4,722 5,287 7,157 6,175 2,927 3,376 6,765 6,311 1,342 0,558 1,313 5,818 5,462 5,873 7,602 1,916 7,414 8,037 8,441 7,427 7,808
12
Cu 15,475 14,881 16,198 14,369 13,904 14,305 15,536 17,126 3,263 3,363 10,486 9,277 13,668 3,533 7,088 8,308 11,65 12,273 11,096 3,732 10,53 10,486 11,005 11,743 8,687
Fe 21389,03 22646,1 26656,8 23397,76 18789,46 22018,21 23304,98 19626,96 4446,493 4568,502 15409,67 14194,46 7473,542 4105,91 8351,67 15640,64
20625 22839,07 20664,26 5510,47 16749,59 21600,44 22213,76 20449,64 11511,42
50 -
K 2164,066 1889,332 2334,065 1665,819 1816,314 1990,347 1821,099 2125,213 376,1459 391,5859 1591,08 1048,109 1121,031 350,8685 1237,748 1127,377
2100 1957,635 1753,331 350,6663 1330,115 1682,825 1586,697 1643,499 1581,722
-
Химический элемент
Mg Al K Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn As Sr Cd Hg Pb
Табл. 2. Валовые формы тяжелых металлов растительного покрова в зоне золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3
1
431,82 1880,40 4994,65 1873,13 312,55 472,87
0,43 2,72 0,25 22,77 0,00 27,81 0,31 0,075 1,50
2
928,74 1524,69 6945,00 2445,78 178,46 431,94
0,25 2,60 0,15 22,52 0,00 31,68 0,16 0,040 1,09
3
1390,48 368,74 5814,25 2819,08 1064,38 250,96
0,23 3,92 0,00 67,37 0,00 48,47 0,16 0,026 1,48
4
1338,76 166,56 31110,40 1666,39 192,49 179,23
0,13 3,35 0,43 23,80 0,00 21,48 0,02 0,017 0,24
5
579,12 8408,35 14658,40 2480,44 192,09 951,60
0,60 3,44 0,00 16,71 0,13 27,92 0,10 0,017 2,41
Точки отбора пробы
678
Содержание элементов, мг/кг 1741,53 1684,97 961,06
9353,35 10246,35 1074,53
21817,40 33634,90 23841,15
2938,52 3328,06 2912,46
114,46
60,38
386,08
442,14 805,05 631,74
0,24 0,30 0,51
1,36 2,03 4,13
0,00 2,33 0,70
8,33
18,36
38,39
0,00 0,00 0,00
67,96
57,47
36,69
0,07 0,07 0,27
0,010
0,010
0,008
1,58 1,59 1,72
9
1753,44 802,92 27402,65 4115,27 55,92 453,00 0,24 1,92 0,37 22,58 0,00 73,81 0,10 0,009 1,63
10
1260,15 652,87 26301,40 2777,01 67,49 416,38 0,19 1,85 0,00 15,48 0,00 40,95 0,07 0,005 1,20
11
1824,29 7400,44 38968,8 4012,94 69,95 321,74
0,23 1,46 5,15 24,44 0,00 509,15 0,05 0,005 1,01
12
949,04 10977,69 22435,3 2659,62 279,96 753,99
0,34 2,16 5,01 48,07 0,09 45,36 0,45 0,006 2,77
13
868,74 14522,19 24373,1 2785,80 472,11 960,09
0,63 3,37 2,60 22,28 0,01 40,91 0,14 0,007 2,03
Согласно шкалы И.А. Авессаломова /5/, к элементам сильного накопления (10>КБП≥1) относится цинк, кальций и марганец, к элементам слабого накопления (1>КБП≥0,1) – никель, алюминий, магний, медь, свинец, кобальт и железо.
На основании данных о КБП для количественного выражения общей способности вида к концентрации химических элементов рассчитан специальный показатель – биогеохимическая активность (БХА) исследуемой растительности, который показывает суммарную степень поглощения всех определяемых в растении химических элементов, т.е. насколько активно растение поглощает химические элементы из почвы. Из табличных данных видно, что в среднем биогеохимическая активность составляет 33,36.
Согласно данным /6/, золоотвал Хабаровской ТЭЦ-3 вносит максималь-
ный вклад в загрязнение почв по меди, никелю и свинцу, особенно в северо-
восточном направлении, что соответствует розе ветров. При полевых исследо-
ваниях в этом направлении отмечен сильный сдув золы с золоотвала на близ-
лежащую территорию. Именно в этом районе изучены особенности кумуляции
металлов в различных органах наиболее распространенных видов растений –
полыни обыкновенной и бодяка полевого (табл. 4-5).
Табл. 4. Элементный состав полыни обыкновенной и бодяка полевого в органах растений
Исследуемое сырье
Листья полыни обыкновенной
Листья бодяка полевого
Стебель полыни обыкновенной
Стебель бодяка полевого
Корень полыни обыкновенной
Корень бодяка полевого
Mg
3481,10
2201,69 1037,67
1062,52 1259,79
1492,06
Al Pb
18423,54 2,07
849,41 0,79 118,72 0,08
139,99 0,14 18271,69 0,82
923,71 1,27
Содержание элементов, мг/кг Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn
Sr
6039,09 86,03 2158,76 0,70 4,43 9,21 19,21 82,67
8768,29 51,67 640,77 0,26 1,99 7,16 25,58 123,77 2245,71 13,71 124,09 0,08 1,05 2,54 10,31 43,30
3052,72 15,34 218,48 0,04 0,89 5,72 13,26 68,77 2107,23 37,95 1779,20 0,51 10,99 5,31 12,73 47,55
2278,72 18,97 473,17 0,16 3,41 5,37 23,59 52,12
Наибольшая концентрация кальция, марганца, кобальта, меди, цинка, железа и стронция отмечалась в листьях обоих растений, алюминия и свинца – в
листьях полыни и в корнях бодяка, никеля – в корнях полыни и бодяка, а наименьшая: кальция, магния, свинца, марганца, железа, кобальта, никеля, алюминия и цинка – в стеблях полыни и бодяка, меди и стронция – в стеблях полыни и корнях бодяка.
КБП показывает, что в листьях полыни обыкновенной сильно накапливаются магний, алюминий, кальций и стронций, в стебле – стронций, а в корнях – алюминий, никель и стронций. У бодяка полевого сильно накапливается стронций во всех частях растения и кальций в листьях.
Табл. 5. Коэффициент биологического поглощения химических элементов полыни обыкновенной и бодяка полевого
Исследуемое сырье
КБП Mg Al Pb Ca Mn Fe Co Ni Cu Zn
Sr
Листья полыни 1,14 1,15 0,17 1,35 0,191 0,14 0,104 0,42 0,88 0,56 2,088 обыкновенной
Листья бодяка 0,72 0,053 0,065 1,96 0,11 0,041 0,038 0,19 0,68 0,93 3,13 полевого
Стебель полыни 0,34 0,007 0,006 0,503 0,03 0,008 0,011 0,101 0,242 0,377 1,093 обыкновенной
Стебель бодяка 0,35 0,009 0,012 0,68 0,034 0,014 0,006 0,085 0,545 0,48 1,74 полевого
Корень полыни 0,41 1,14 0,067 0,472 0,084 0,115 0,075 1,054 0,506 0,466 1,201 обыкновенной
Корень бодяка 0,49 0,058 0,105 0,511 0,042 0,031 0,025 0,33 0,511 0,86 1,32 полевого
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве в зоне влияния золоотвала превышает ПДК только по марганцу, который сильно накапливается в растительности прилегающей территории.
2. Полынь обыкновенная обладает высокой способностью кумулировать определенные тяжелые металлы, что делает возможным использовать данный вид растений в качестве маркера почвенного загрязнения территории этими элементами.
3. Полученные данные свидетельствуют о высоком воздействии золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3 на состояние почвенно-растительного покрова.
Список литературы
1. Добровольский Г. В. География почв : учебник / Г. В. Добровольский, И. С. Урусевская. – М. : Изд-во Моск. ун-та, 1984. – 416 с. 2. Измерение массовой доли элементов (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, V, Zn) в пробах почв, грунтов и донных отложений : Методика М 03-07-2009 ПНД Ф 16.1:2:2.2.63-09.
3. Методические указания «Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы атомно-абсорбционным способом» : РД 52.18.191-89. 4. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа : ГОСТ 17.4.4.02 – 84. – М. : ИПК Издательство стандартов, 1985. – 45 с. 5. Авессаломов И.А. Геохимические показатели при изучении ландшафтов: Учебно-методическое пособие/ И.А. Авессаломов. – М.: Изд-во Московского университета, 1987. – 108 с. 6. Черенцова А. А. К вопросу об оценке воздействия золоотвала Хабаровской ТЭЦ-3 на почвенный покров // Экономика и экологический менеджмент (электронный научный журнал). – Выпуск №2 (сентябрь) – 2011. – 6 с. – Режим доступа : economics.open-mechanics.com