CC BY
23
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АНТРОПОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ПОЧВУ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ФЕРРОСПЛАВОВ
Яковишина Татьяна Федоровна
канд. сель.-хоз. наук, доцент, доцент кафедры экологии и охраны окружающей среды, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», Украина,
г. Днепропетровск E-mail: t yakovyshyna@ukr.net Щербак Ольга Святославовна ассистент кафедры экологии и охраны окружающей среды, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», Украина, г. Днепропетровск
E-mail: scherbak28@mail. ru
ECOLOGICAL ESTIMATION OF THE ANTHROPOGENIC LOAD TO THE SOIL IN THE RESULT OF THE FERROALLOYS PRODUCTION
Tatyana Yakovyshyna
associate Professor of Ecology and Environmental Protection Department, Doctor of Philosophy (Ecology), Associate Professor State Higher Educational Establishment "Pridneprovska Statе Academy of Civil Engineering and Architecture ", Ukraine
Dnipropetrovsk Olga Scherbak
assistant of Ecology and Environmental Protection Department, State Higher Educational Establishment "Pridneprovska Statе Academy of Civil
Engineering and Architecture ", Ukraine Dnipropetrovsk
АННОТАЦИЯ
Проведена экологическая оценка антропогенной нагрузки на почву при производстве ферросплавов по показателям техногенности, коэффициенту аномальности, миграционной способности и химической деградации. Установлено, что по приоритетному загрязнителю — Mn доля техногенности — высокая; коэффициент аномальности свидетельствует о слабом и умеренном загрязнении; миграционная способность — низкая; химическая деградация почвы отвечает начальной степени.
ABSTRACT
The ecological estimation of the anthropogenic load to the soil in the result of the ferroalloys production has been conducted in technogenic index, anomalous coefficient, migratory ability and chemical degradation. Determined, that priority
pollutants — Mn share of the technogenic index — high; anomalous coefficient indicates a weak to moderate pollution; migration capacity — low; chemical degradation of soil corresponds the initial degree.
Ключевые слова: марганец; загрязнение; почва; экологическая оценка.
Keywords: manganese; contamination; soil; ecological estimation.
Производство ферросплавов оказывает значительную антропогенную нагрузку на компоненты окружающей среды, особенно на почву, во-первых, за счет дополнительного техногенного вовлечения Mn в природный биогеохимический цикл; а, во-вторых, путем осаждения выбросов, содержащих в своем составе такие вещества, как SO2, NO2, HF, CO, MnO, неорганическая пыль, утечки при сбросе сточных вод, загрязненных сульфатами, хлоридами, фторидами, цианидами, роданидами, соединениями Mn и Fe, кроме того образуется большое количество промышленных отходов, представленных шлаком силикомарганца. Поэтому целью данного исследования являлась экологическая оценка антропогенной нагрузки на почву при производстве ферросплавов на примере гиганта металлургического комплекса Приднепровья — ПАО «Никопольский завод ферросплавов».
Экологическую оценку антропогенной нагрузки в результате загрязнения почвы Mn проводили, руководствуясь комплексной методикой, по показателям техногенности [5, с. 5320], коэффициенту аномальности [1, с. 641],
миграционной способности и химической деградации почвы [4, с. 44—52]. Образцы почвы отбирались методом конверта непосредственно на глубину 0,20 см возле отвала шлака силикомарганца и на расстоянии 500 м. Почва представлена хемоземом, который сформировался на основе чернозема обыкновенного малогумусного тяжелосуглинистого на лессе в результате осаждения на его поверхность выбросов ПАО «Никопольский завод ферросплавов», консервирования снятой почвы и вскрышных пород, миграции токсикантов из отвала гранулированных шлаков силикомарганца. В почвенных
образцах определяли подвижные формы Mn (вытяжка ААБ, pH 4,8) и его валовое содержание путем мокрого озоления на атомно-абсорбционном спектрофотометре.
По валовому содержанию Mn наблюдалось превышение ПДК в 3,4 раза — почва, отобранная непосредственно возле отвала и в 2,6 раза — на расстоянии 500 м от отвала, что соответствует среднему уровню загрязнения по В.Б. Ильину (1995). Однако обращает на себя внимание высокая подвижность элемента — 364,8—548,1 мг/кг при фоновых значениях в черноземе обыкновенном малогумусном тяжелосуглинистом 37,0 мг/кг. Соотношение подвижных форм Mn к его валовому содержанию в нативных условиях составляет 4,35 %, однако в нашем случае этот показатель значительно выше 9,35—10,74 %. Взяв за основу нормативные оценки экологического состояния почв загрязненных ТМ [3, с. 42], следует отметить, что сложившаяся ситуация является кризисной: превышение кларка по валовому содержанию более 5 раз, ПДК по подвижным формам в 7,3—11,0 раз, накопление в растениях (разнотравно-ковыльно-типчаковая растительная ассоциация) на уровне 1,1— 1,2 ПДК.
Для оценки накопления металлов в почве техногеохимической аномалии, которую создает вокруг себя любое действующее промышленное предприятие S. Baron (2006) предложил использовать понятие «техногенности» элемента, а именно - долю вклада элемента, привнесенного в почву за счет хозяйственной деятельности человека, в процентах от валового содержания. Техногенность Mn была определена согласно профильному подходу по степени аккумуляции элемента относительно содержания в материнской породе, представленной, в нашем случае, лессом. Кроме того, была введена поправка на содержание СаО, так как изучаемый чернозем обыкновенный малогумусный тяжелосуглинистый относится к высококарбонатным почвам. Значения показателя обогащенности почвы Mn стремились к 100 %, что свидетельствует о высокой доли техногенности этого элемента (табл. 1).
Таблица 1.
Экологическая оценка загрязнения почвы Мп в районе ПАО _«Никопольский завод ферросплавов»_
Показатель Участок отбора проб № 1 Участок отбора проб № 2
Обогащенность почвы Mn по S. Baron (2006) 89,18 % 91,73 %
высокая высокая
Коэффициент аномальности по В.В. Добровольскому (1999) 8,25 10,78
слабое загрязнение умеренное загрязнение
Миграционная способность 7,8 10,2
низкая низкая
Химическая деградация почвы по В.В. Снаткину (1992) 2,6 3,4
начальная степень деградации начальная степень деградации
Мерой интенсивности загрязнения согласно В.В. Добровольскому (1999) выступает коэффициент аномальности, который равняется отношению среднего значения металла в загрязненной почве к его природной норме, геохимическому фону. По мере удаления от шлакового отвала значение коэффициента аномальности существенно уменьшалось, и если на первом участке отбора проб почвы интенсивность оценивалась как умеренное загрязнение, то через 500 м — соответствовала слабому загрязнению (табл. 1).
Высокий уровень подвижности Мп2+ вызывает опасность миграции его катионов по почвенному профилю. Однако в условиях непромывного водного
режима и значительного количества карбонатов в почве — 0,4 % вымывание
2+
Мп2+ в нижние горизонты почвенного профиля не происходит, что подтверждает значение миграционной способности, а, следовательно, нет опасности вторичного загрязнения грунтовых вод.
Химическую деградацию почвы оценивали по В.В. Снатнику (1992), как значение соотношения содержания металла в почве к его ПДК, по которому затем устанавливали балл деградации согласно 5-ти бальной шкалы. На обоих участках наблюдается начальная степень деградации почвы в результате загрязнения соединениями марганца.
Подытожив выше изложенное, следует отметить, что производство ферросплавов способствует увеличению антропогенной нагрузки на верхний слой почвы близлежащих территорий в результате их загрязнения Mn, о чем свидетельствуют высокая доля техногенности и коэффициент аномальности этого элемента, низкая миграционная способность, что, в свою очередь, приводит к деградации почвы.
Список литературы:
1. Водяницкий Ю.Н. Тяжелые и сверхтяжелые металлы и металлоиды в загрязненных почвах. М: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2009. — 96 с.
2. Добровольский В.В. Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами // Почвоведение. — 1999. — № 5. — С. 639—645.
3. Кисшь В.1. Вплив забруднення на стан земельних ресуршв // Земельш ресурси Украши. К.: Аграрна наука, 1998. — С. 36—65.
4. Яковишина Т.Ф. Еколопчний мошторинг: контроль i детоксикащя важких металiв в грунтах урбоекосистем. Дншропетровськ: Нова щеолопя, 2013. — 101 с.
5. Baron S., Carignan J., Ploquin A. Dispersion of heavy metals (metalloids) in soil frorn 800-years-old pollution (Mont-Lozere, France) // Environ. Sci. Technol. — 2006. — V. 40. — P. 5319—5326.
