Забруднення важкими металами дерново-підзолистих ґрунтів лісоаграрних ландшафтів Полісся

Abstract

Дисертація присвячена вивченню параметрів забруднення важкими металами дерново-підзолистих ґрунтів і елементів агроландшафту та закономірностей їх міграції в ландшафтній сфері із урахуванням впливу полезахисних лісових смуг. Встановлено, що вміст Zn і Cu в ґрунтах досліджуваного регіону знаходився на рівні місцевого геохімічного фону, а вміст Pb, Ni, Co і Cd перевищує фонові значення. Проведені дослідження показали, що полезахисні лісові смуги в ландшафтах Полісся є потужними природними бар’єрами на шляху територіальної міграції важких металів. Закономірність у розподілі важких металів в облісненому полі полягає в тому, що вони максимально накопичувалися безпосередньо у лісосмузі та в зоні 2Н від лісосмуги. Із збільшенням відстані від лісосмуги в бік відкритого поля валовий вміст металів зменшувався. Дослідження залежності величини вмісту важких металів у дерново-підзолистих ґрунтах Полісся від фізико-хімічних показників показали пряму пропорційну залежність їх рухомості від величини вмісту гумусу, рН сольової витяжки, гранулометричного складу. Встановлено, що найвищий відсоток клітковиноруйнуючих організмів спостерігався в ґрунті, який має найменшу ступінь забруднення важким металами. Характер накопичення важких металів рослинами залежить від їх біологічних особливостей. Максимальне накопичення важких металів рослинами спостерігалось у злакових культур. Екологічна ситуація забруднення важкими металами дерново-підзолистих ґрунтів агроландшафтів досліджуваної території характеризується як небезпечна.

The thesis studies the parameters of the process of contamination of different types of soils and agrolandscape element with heavy metals. It also investigates the regularities of their migration in landscape sphere and natural systems in view of the influence of shelterbelt forests. The concentration of zinc and copper in the investigated soils of the region are at the level of the local geochemical background. The concentrations of lead, nickel, cobalt and cadmium exceed the background concentration and their concentration. Forest shelterbelts in agroforest landscapes of Polissya are a powerful barrier on the way of territorial migration of heavy metals. The regularity in distribution of heavy metals in an afforested field is that their maximum content is observed in the zone of up to 2H from the forest shelterbeet where gross content of contaminants is within permissible level limits (PLL) or exceeds them. The maximum amount of the investigated elements is found in humus and illuvial horizons of soil. The pattern of heavy metal accumulation by plants depends on their biological features. The maximum accumulation of heavy metals is observed in cereal crops. It has been pointed out that the highest percentage of organisms destroying cellulose is found in the soil having the least contamination level which testifies to the fact that the degree of soil contamination with toxic elements, especially with lead and nickel affects its biological activity. Correlation dependence of heavy metal content in soddy podzolic soils of Polissia on physical and chemical indicators of soil such as humus content, pH of soil medium and physical clay has been established. The ecological situation concerning landscape soddy podzolic soil contamination with heavy metals in the investigated area is characterized as unfavourable.

Диссертация посвящена изучению параметров процесса загрязнения тяжелыми металлами разных типов почв и элементов агроландшафта, а также исследованию закономерностей их миграции в ландшафтной сфере и природных системах с учетом влияния защитных лесных насаждений. Концентрации цинка и меди в почвах региона, в котором проводились исследования, находится на уровне местного геохимического фона – коэффициенты концентрации этих элементов составляют соответственно 0,92 – 0,95 и 0,92 – 0,98, а концентрации свинца, никеля, кобальта и кадмия превышают фоновую концентрацию и их коэффициенты концентрации составляют соответственно 1,22 – 2,01; 2,63 – 4,70; 1,05 – 2,43; 1,13 – 5,40. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в агроландшафтах было меньше значений ПДК, за исключением Pb, содержание которого превышало ПДК у 2,2 – 2,9 раза. Полезащитные лесные полосы в ландшафтах Полесья являются мощным природным барьером на пути территориальной миграции тяжелых металлов. Закономерность в распределении тяжелых металлов в облесненном поле состоит в том, что максимальное их содержание в почве наблюдается в зоне до 2Н от лесной полосы, где валовое содержание загрязнителей находится на уровне ГДК или превышает его. Содержание подвижных форм тяжелых металлов в почве под лесополосой, в защищенном поле (2-20Н) и в открытом поле (25-30Н) не превышало ГДК. Максимальное количество исследуемых элементов обнаруживается в гумусном и иллювиальном горизонтах почвы. Подвижность тяжелых металлов по почвенному профилю распределялась следующим образом: Cu>Zn>Ni>Co>Cd>Pb. Установлены корелляционные зависимости содержания тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах Полесья от физико-химических показателей почвы, таких как содержание почвенного гумуса, рН почвенной среды, физической глины. При увеличении в почве содержания гумуса и физической глины увеличивалось накопление валового содержания тяжелых металлов, а накопление подвижных форм уменьшалось. Процент подвижных форм тяжелых металлов уменьшался при изменении рНсол от 4,6 до 5,9. Отмечено, что наивысший процент организмов, разрушающих клетчатку, обнаруживается в почве, имеющей наименьшую степень загрязнения, что свидетельствует о том, что степень загрязненности почвы токсическими элементами, особенно свинцом и никелем, влияет на ее биологическую активность. Разложение целлюлозы увеличивалось при уменьшении содержания подвижных форм тяжелых металлов в почве. Характер накопления тяжелых металлов растениями зависит от их биологических особенностей. Экологическая ситуация по загрязнению тяжелыми металлами дерново-подзолистых почв агроландшафтов исследуемой территории характеризуется как неблагоприятная.