CC BY
6ФУНДАМЕНТАЛЬНАЯ И ПРИКЛАДНАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 615.9.
АНАЛИЗ ЭКОЛОГО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЧВ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ НА СОДЕРЖАНИЕ КАДМИЯ
А.М. Дроздова, В.В. Степкина, Е.В. Ноздрачева
Брянский государственный университет имени академика И. Г. Петровского
Загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами является актуальной проблемой, это объясняется, прежде всего, широким спектром их действия на организм человека. ТМ влияют практически на все системы организма, оказывая токсическое, канцерогенное, аллергическое, гонадотропное действие. В статье произведён анализ данных по содержанию кадмия в почвах Брянской области.
Ключевые слова: тяжелые металлы, экотоксиканты, атомно-адсорбционная спектроскопия, фитотоксичность.
Введение. К тяжелым металлам относятся: РЬ, Си, Zn, №, Cd, Со, Sb, Sn, В^ При избыточном попадании в объекты окружающей среды ведут себя как токсиканты и экотоксиканты. При этом токсиканты оказывают вредное воздействие на отдельный организм или группу организмов, а экотоксикантами негативным образом воздействуют не только на отдельные организмы, но и на экосистему в целом. Специалистами по охране окружающей среды среди металлов-токсикантов выделена приоритетная группа. В нее входят кадмий, медь, мышьяк, никель, ртуть, свинец, цинк и хром как наиболее опасные для здоровья человека и животных. Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны[4].
Поступление тяжелых металлов в окружающую среду связано с активной деятельностью человека. Основные источники — промышленность, автотранспорт, котельные, мусоросжигающие установки и сельскохозяйственное производство. В сельскохозяйственном производстве загрязнение почвы ТМ связано с использованием удобрений и пестицидов[3].
Для ТМ почва - емкий акцептор, занимающий место в круговороте химических загрязнителей. Она находится в постоянном взаимодействии с атмосферной, гидросферой, растительным миром. Поступившие в почву ТМ могут накапливаться в сельскохозяйственных культурах, а при вымывании поверхностными водами концентрируется в водных организмах, донных отложениях. Установлено, что металлы сравнительно быстро накапливается в почве и крайне медленно из нее удаляются.
Существует три способа загрязнения почв тяжелыми металлами:
- аэробный, является наиболее масштабным и непрерывным способом воздействия (газообразные и палевые выбросы промышленности и автотранспорта в атмосферу);
- гидрогенный (грунтовые и паводковые воды рек, протекающие через промышленные районы);
- агрогенный (внесение органических и минеральных удобрений,известковых материалов,пестицидов и регуляторов роста).
Подвижность ТМ в почвах обусловлена рядом факторов: рН почвы, содержанием в ней органических и минеральных веществ, водно - тепловым режимом и геохимическим фоном региона[2].
Изучая экологические основы применения органических и минеральных удобрений следует помнить, что любая дальновидность и степень «экологической чистота» фактора не устраняет опасности ухудшения окружающей среды. Но из этого не следует, что развитие общества должно идти по пути свертывания применения удобрений. В своей деятельности
человечество должно иметь целью разработку и соблюдение принципов научного управления эволюцией биосферы [1].
Методика исследования. Отбор почвенных проб поводился с участков 5 гектаров, на глубину пахотного слоя. Пробы почвы, отобранные в пределах одного контура или участка, смешивались и, из полученного почвенного материала формировался объединенный смешанный образец. Лабораторные анализы проводились по методике рекомендованной и утвержденной ЦИНАО от 01.01.1993 г. Подвижные соединения кадмия извлекались из почвы ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8. Отношение почвы к раствору 1:10 для минеральных и органических 1:20. В вытяжках из почвы тяжелые металлы определялись методом атомно-адсорбционной спектроскопии[5].
Результаты и обсуждение. В ходе исследования определялось содержание в почве подвижных форм кадмия. В почвы кадмий поступает в составе отходов, образующихся, при добыче и переработке цинковых, свинцово-цинковых, медно-цинковых руд, а также в виде примесей оксидов, сульфидов и иных галогенидов, содержащихся в выхлопных газах автомобилей, попадает с суперфосфатом, как примесь, и входит в состав фунгицидов[4].
Высокая степень фитотоксичности кадмия объясняется его близостью по химическим свойствам с цинком. Поэтом кадмий может замещать его во многих биохимических процессах.
Замещение цинка кадмием в растительном организме приводит к цинковой недостаточности, что в свою очередь вызывает угнетение и даже гибель растений. Избыточное содержание кадмия в почве задерживает поглощение корнями растений кобальта, необходимого для синтеза витамина В12. Растения легко поглощают кадмий из почвы и воздуха, поэтому его концентрация в растительной продукции может превышаться.
Так как кадмий в питании человека и животных представляет кумулятивный яд, он должен обязательно контролироваться в пищевой и кормовой продукции [5].
Средневзвешанное содержание кадмия в почвах пашни 0,04 мг/кг, сенокосов и пастбищ 0,05 мг/кг почвы. Повышенное содержание кадмия отмечено на небольших площадях почв Карачевского, Клинцовского, Навлинского и Новозыбковского районах. В целом, как видно по полученным результатам, почвы области не загрязнены кадмием.
Список литературы
1. Авцын, А.П. Микроэлементозы человека / А.П. Авцын, А.А. Жаворонков, М.А. Риш, Л.С. Строчкова // М.: Медицина. 1991. 496 с.
2. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев // Л: Агропромиздат, 1987. С.189.
3. Кузнецов, А.В. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства / А.В. Кузнецов, С.Г. Самохвалов. М.: ЦИНАО, 1992, С.58-62.
4. Митрохин, О.В. Оценка транслокального загрязнения как составная часть социально - гигиенического мониторинга / О.В. Митрохин // Здоровье населения и среда обитания. 2001. № 9. С. 11- 14.
5. Ревич, Б.А. Проблемы прогнозирования, «горячие точки» химического загрязнения окружающей среды и здоровье населения России / Б.А. Ревич, под ред. В.М. Захарова. 2007. С.165-172.
Таблица
Распределение почв Брянской области по содержанию подвижных форм кадмия
№ Наименование районов Площадь Группа по содержанию кадмия, мг/кг Средневзвешанное содержание, мг/кг (ПДК-0,5)
I менее 0,25' II (0,25-0,5) III (0,6-1,0)
всего га пашня луг очень низкое, менее 0,05 низкое 0,05-0,1 Ниже среднего 0,11-0,24 среднее 0,25-0,39 повышенное 0,4-0,5 высокое более 0,5
1 Брасовский 39140 39140 26825 8878 3267 - - - 0,04
2 Брянский 55299 55299 36605 17458 1174 62 - - 0,05
3 Выгоничский 15815 15815 13274 1389 1094 58 - - 0,04
4 Гордеевский 30153 21228 18426 2802 - - - - 0,03
8925 8102 774 49 - - - 0,03
5 Дубровский 26372 26372 22574 3798 - - - - 0,03
6 Дятьковский 23466 23466 11638 8726 2948 154 - - 0,06
7 Жирятинский 30406 30336 22663 7462 211 - - - 0,04
70 51 19 - - - - 0,04
8 Жуковский 19639 19639 12660 6494 461 24 - - 0,05
9 Злынковский 24714 22817 19523 3000 279 15 - - 0,04
1897 1793 104 - - - - 0,03
10 Карачевский 45337 39473 22195 8809 7974 420 75 - 0,06
5864 2709 1823 1265 67 - - 0,05
11 Клетнянский 3233 3233 1897 978 340 18 - - 0,06
12 Климовский 53794 53794 43491 6972 3171 160 - - 0,04
13 Клинцовский 47210 36470 25118 6790 4265 225 72 - 0,03
10740 5728 2682 2214 116 - - 0,04
14 Комаричский 38144 38144 31650 5974 496 24 - - 0,03
15 Красногорский 33728 26565 21711 3858 941 55 - - 0,04
7163 5383 1780 - - - - 0,04
16 Мглинский 21871 21871 12937 8018 870 46 - - 0,05
17 Навлинский 10524 10524 7458 2396 230 12 428 - 0,09
18 Новозыбковский 51790 46627 38341 6123 2030 105 28 - 0,06
5163 1028 991 2953 155 36 - 0,11
19 Погарский 35508 35508 27354 6978 1118 58 - - 0,04
20 Почепский 36838 36838 33087 3751 - - - - 0.03
21 Рогнединский 19852 19852 14147 4956 717 32 - - 0,05
22 Севский 66250 66250 58013 8049 188 - - - 0,04
23 Стародубский 73171 70896 58004 11015 1786 91 - - 0,04
2275 1414 589 258 14 - - 0,04
24 Суземский 12068 12068 9027 2086 907 48 - - 0,02
25 Суражский 13992 13992 9218 4653 121 - - - 0,05
26 Трубчевский 25725 25725 21557 4168 - - - - 0,03
27 Унечский 8649 8649 6988 1454 207 - - - 0,04
по области 862688 820591 626381 157035 34795 1777 603 - 0,05
42097 26208 8762 6739 352 36 - 0,05
Сведения об авторах
Дроздова А.М. - магистрант направления подготовки «Биология», Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского, e-mail: droz.2007@yandex.ru
Степкина В.В. - магистрант направления подготовки «Биология», Брянский государственный университет имени академика И.Г. Петровского, e-mail: stepkina.varvara@yandex.ru
Ноздрачева Е.В. - кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, e-mail: nozd-ev@ mail.ru
THE ANALYSIS OF ECOLOGICAL AND TOXICOLOGICAL CHARACTERISTICS OF THE SOILS OF THE BRYANSK REGION ON THE CADMIUM CONTENT
M.A. Drozdova, V.V. Stepkina, E.V. Nozdracheva
Bryansk State University named after Academician I. G. Petrovsky
Environmental pollution by heavy metals is an actual problem, this is primarily due to the wide spectrum of their action on the human body. TM affect virtually every system of the body, producing toxic, carcinogenic, allergic, gonadotropic effect. The article made the analysis of data on the cadmium content in the soils of the Bryansk region.
Keywords: heavy metals, ecotoxicants, atomic adsorption spectroscopy, phytotoxicity.
References
1. Avtsyn, A.P. Microelementoses person / A.P. Avtsyn, A. A. Zhavoronkov, M. A. Rish, L. C. Strochkova / / M.: Medicine. 1991. 496 p
2. Alekseev, Yu.V. Heavy metals in soils and plants / Yu.V. Alekseev. Leningrad: Agropromizdat, 1987. Р.189
3. Kuznetsov, V. A. Methodical instructions on determination of heavy metals in farmland soils and crop products. М.: Tsinao, 1992, Р.58-62
4. Mitrokhin, O. V. the Assessment of translocal pollution as an integral part of the socio -hygienic monitoring / O. V. Mitrokhin // population Health and habitat. 2001. No. 9. Р. 11 - 14.
5. Revich, B. A. To the problem of predicting "hot spots" of chemical pollution of the environment and the health of the population of Russia / B.A. Revich ed. by V. M. Zakharov. 2007. Р. С.165-172
About authors
Drozdova A.M. - graduate student, Department of Biology, Bryansk State University named after Academician I. G. Petrovsky, e-mail: droz.2007@yandex.ru.
Stepkina V.V. - graduate student, Department of Biology, Bryansk State University named after Academician I. G. Petrovsky, e-mail: stepkina.varvara@yandex.ru.
Nozdracheva E.V. - Candidate of Biology, Associate Professor, Department of Biology, Bryansk State University named after Academician I. G. Petrovsky, e-mail: nozd-ev@ mail.ru.
