CC BY
78
УДК 614.76/78 : (543.68:543.9):
https://doi.org/10.32402/dovkil2020.04.071
COMPARATIVE ASSESSMENT OF HEAVY METAL CONTENT IN SOILS OF DIFFERENT URBAN AGGLOMERATIONS: METHODOLOGICAL APPROACHES TO ENVIRONMENTAL MONITORING
Andrusyshyna I.M., Holub I.O., Demchenko V.F., Lampeka O.G.
ПОР!ВНЯЛЬНА ОЦ1НКА ВМ1СТУ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В У ГРУНТАХ Р1ЗНИХ М1СЬКИХ АГЛОМЕРАЦ1Й: МЕТОДОЛОГ1ЧН1 П1ДХОДИ
АНДРУСИШИНА 1.М., ГОЛУБ 1.О., ДЕМЧЕНКО В.Ф., ЛАМПЕКА О.Г.
ДУ «1нститут медицини прац iM. Ю.1. Кунаева НАМН УкраТни», м. КиТв
наш час актуальною е проблема збереження еколопч-ноТ рiвноваги у системi люди-на - довкшля. У багатьох мiстах УкраТни останшм часом спостерiгаеться складна еколопчна ситуацiя, зумовле-на наявнiстю i концентрацiею пiдприемств чорноТ та кольо-ровоТ металургií, теплоенер-гетики, хiмií та нафтохiмií, пр-ничодобувноТ промисловост^ цементних заводiв [1-3]. Такi мюта е безперечними лщера-ми з забруднення пов^ря, водойм та фун^в [4-7].
На думку експертiв ВООЗ [7], стан фун^в слiд розгля-дати як iнтегральний показ-ник багаторiчного процесу
забруднення довкiлля. У нау-ковiй лiтерaтурi е дат, що сполуки ВМ мають низью Mir-рaцiйнi влaстивостi за верти-кальним профiлем фун^в [811]. Вони акумулюються пе-реважно у поверхневому ор-ному шaрi, а з нього перемь щуються у сшьськогосподар-ськi культури, якi у подальшо-му споживаються людиною [3, 4, 8].
Таким чином, фунти яв-ляють собою потрiйний Ыте-рес як початковий харчовий ланцюг, як джерело вторин-ного забруднення атмосфери i як штегральний показник екологiчного стану довкшля [1-3, 8-10].
ПОР1ВНЯЛЬНА ОЦ1НКА ВМ1СТУ ВАЖКИХ
метал1в у Грунтах рзних мських
АГЛОМЕРАЦ1Й: МЕТОДОЛОГ1ЧН1П1ДХОДИ ДО МОН1ТОРИНГУДОВК1ЛЛЯ Андрусишина 1.М., Голуб 1.О., Демченко В.Ф., Лампека О.Г.
ДУ «1нститут медицини пращ
¡м. Ю.1. Кунд1ева НАМН Украни», м. Кив
Мета дослщження: вивчити репональн! особливост забруднення Грунтв важкими металами та ¡ншими х'/м'чними елементами, дати ¡м пор1вняльну еколого-ппен1чну оц1н-ку.
Материали та методи дослщження.
Методом оптико-ем1с1йно'1 спектрометрп визначено вмст 12 елеменлв у фунтах мських агломерац1й: м. Кив (паркова, сел1-тебна та транспортна зони), Донецька обл. (Мар1уполь, Пски та ¡н.) та околиц/ м. Галича (1вано-Франювська обл.). Досл1джено валовий вмст важких метал1в у Грунтах, визначено ¡'хш рухом'1 форми, роз-раховано коеф1ц1енти концентрацп та показник сумарного забруднення Грунтового покриву м1ських агломерац1й, встановле-
но характерн взаемозв'язки мж металами та ¡хн1 техногенн геох/'м/'чн/' асоц1ацп. Результати та Ух обговорення. Серед проанал1зованих х1м1чних елеменлв у Грунтах урбан1зованих територ1й особливу увагу привертае високий вм1ст А1, Мп та Сг, який виявився у деяких випадках вищим за ГДК та фоновий р1вень. Встановлено характерн техногенн1 геох/'м/'чн/' асоц1ацп важких метал1в для дослщжених територ1й: Си > Сг > РЬ > Zn > Ni > Мп. Рухлив'!сть важких метал1в у техногенно забруднених Грунтах збльшуеться пор1вняно з фонови-ми р1внями.
Висновки. Пор1вняльна оц1нка забруднення Грунтв обстежених репон'в Кивсько¡, 1вано-Франювсько'1 та Донецько'1 областей показала, що вони зазнають комплексного еколопчного тиску через антропогенне та техногенне забруднення навколишнього середовища важкими металами.
КлючовI слова: важю метали, форми метал^в, метод ОЕС-1ЗП, сумарний показник забруднення, геох^мЧна асощащя.
© Андрусишина 1.М., Голуб 1.О., Демченко В.Ф., Лампека О. Г. СТАТТЯ, 2020.
71 Environment & Health № 4 2020
19159756
Метою дослiдження було визначення регiональних особ-ливостей забруднення Грун-тiв важкими металами та порiвняльна еколого-ппеыч-на оцiнка стану Грун^в iнтен-сивного техногенного наван-таження.
Матерiали та методи до-слiджень. Для характеристики Грунтового покриву щодо вмюту форм металiв (валовий та рухомий вмют) у кожнiй обранiй локацп вщби-ралися змiшанi зразки Грун^в вiдповiдно до загальноприй-нятих методик. Визначався вмют важких металiв у пробах Грунту мюта Киева та Ки-УвськоУ областi (данi моыто-рингу 2015, 2016, 2018, 2019 роюв - 40 проб), ДонецькоУ областi (данi монiторингу 2018 року - 16 проб) та Галицького району 1вано-ФранювськоУ областi (дат моыторингу 2019 року - 26 проб).
Проби Грунту вщбирали iз
поверхневого шару глиби-ною 0-30 см з урахуванням загальновщомих даних про вщносно бiльше забруднен-ня саме цього горизонту на урбанiзованих та шдустрн альних територiях. Зразки Грунту висушували за юмнат-ноУ температури, тсля чого просiювали. Кислотнiсть Грунту (рН) визначали потен-цiометрично у водшй витяж-цi, використовуючи стввщ-ношення Грунт : розчин як 1 : 2,5. Подготовку зразюв Грунту до аналiзу на валовий вмют металiв здiйснювали послщовною обробкою попередньо висушених до сталоУ ваги зразкiв Грунту (наважка 5 г) сумшшю шт-ратноУ (конц.) та соляноУ кислот (у стввщношены 2:1) [12]. ^сля вологоУ мЫераль зацiУ кшцевий об'ем проби становив 50 мл.
Для визначення рухомих (добре мiгруючих у довкшля та доступних для рослин) форм елемен^в зразки Грунту екстрагували в оцтово-амошйному буферi (рН = 4,8) згщно з затвердженими методиками [13-16], струшую-чи протягом 1 години за ств-вiдношення Грунт : розчин -1 : 10. Розчини з оцтово-амо-нмним буфером пщкислюва-ли 2% HNOз та переносили до мiрного посуду об'емом 50 мл.
Для визначення вмюту 12
хiмiчних елемен^в у пробах Грун^в було застосовано мiкрохвильовий метод мше-ралiзацiï проб за допомогою мiкрохвильовоï печi Mars One (США). Вмют хiмiчних елементiв у пробах визначався методом оптико-емь смно'У спектрометрiï з шдук-тивно зв'язаною плазмою (ОЕС-1ЗП). Математичну обробку отриманих резуль-татiв виконували методами варiацiйноï статистики [17] з використанням програм ста-тистичного аналiзу Microsoft Excel.
Результати дослщжень та Ух обговорення. Прюритет-нiсть визначення валового вмюту полягае у тому, що ця форма перебування важких металiв е найбiльш небезпеч-ною, адже рухомi форми виносяться за межi територiï, враховуючи сприятливу для цього мiграцiйну структуру, тодi як нерухомi чи малорухо-мi елементи становлять за-грозу у разi Ух накопичення та збiльшення концентрацiï у Грунтах.
Аналiз валових форм мета-лiв у Грунтах проводили з урахуванням функцюнальних зон обраних територм. Результати монiторингу забруднення Грун^в важкими металами надано у таблиц 1. Геохiмiчна оцiнка Грун^в за вмiстом важких металiв традицiйно вико-нуеться через порiвняння
Таблиця 1
Bmîct валових форм металiв у Грунтах (на прикладi КиГвськоТ, lвано-Франкiвськоï
та Донецько'Г областей)
Рк спостереження та м1сце Метали, мг/кг (M±m, медiана)
As Cd Cr
м. Кив, 2015, 2016 - 0,28±0,035 3,87±0,89
0,24 3,88
м. Кшв (промислова зона), 2019 0,10±0,07 0,37±0,04 6,78±1,33*
0,19 0,16 7,52
Донецька обл., 2018 0,37±0,14 0,10±0,01 21,26±4,36*
0,51 0,10 19,80
м. Галич (1вано-Франк1вська обл.), 2019 3,91±0,25*# 0,41 ±0,05 14,76±2,29*
1,79 0,16 14,57
ГДК валова /рухома [ДСанП1Н 2.2.7.029-99] 2,0 1,0(0,7) 6,0
Фонов1 концентрацiï [Дмитрук Ю.М. та ш., 2005] 0,03-1,0 (до 5) 0,5-2,0 31-400
№ 4 2020 Environment & Health 72
фактичного вмюту Ух з певни-ми показниками, зокрема, кларюв хiмiчного елемента у лiтосферi чи Грунт (часто за О.П. Виноградовим), гранично допустимою концентраць ею (ГДК) або орieнтовно допустимою концентращею (ОДК), а також з фоновими параметрами [1, 18].
ДСан^Н 2.2.7.029-99 «Пп-eнiчнi вимоги щодо повод-ження з промисловими вщ-ходами та визначення Ухньо-го класу небезпеки для здо-ров'я населення» було вико-ристано як шформацмний [19], оскiльки нинi норматив для Грунтв перебувае на за-твердженн у Мiнекоенерго. Порiвняно з ГДК виявлено за-бруднення ¿п Грунтв Ки-УвськоУ областi у 2016 роцi (вмiст вищий за ГДК в 1,21 рази). Грунти промисловоУ зони м. Киева 2019 року мали перевищення Cd (в 1,6 рази), Сг (в 1,25 рази), Си (в 1,21 рази) та РЬ (в 1,56 рази). Порiвняно з фоновими зна-ченнями (обраховано се-редне) виявлено, що пере-важна кшькють хiмiчних еле-ментiв (As, Сг, Си, Мд, Мп, ¿п) у лока^ях спостереження не перевищувала середньоУ величини фонового дiапазо-ну. Однак у КиУвсьюй областi 2016 року було виявлено вищий вмют А| у 2,37 рази порiвняно з фоном, 2019 року (промислова зона) та-
кож виявлено вищий за фон вмiст А1 (у 2,68 рази), Cd (в 1,28 рази) та РЬ (у 2,38 рази). Грунти ДонецькоУ област (станом на 2018 рк) були забруднен Сг (перевищення порiвняно з ГДК у 3,3 рази). Прюритетними за-
бруднювачами Грунтв в lвано-Франкiвськiй област е As, Cd, РЬ, N та окремi лока-цiУ з пщвищеним вмiстом ¿п. Вмiст цих металiв в окремих пробах значно перевищував фоновий рiвень, а у деяких лока^ях також i рiвень ГДК, зокрема вмiсту As, Cd, РЬ -вiдповiдно в 1,96, 2,46 та 1,47 рази.
Для рухомих форм металiв окремi випадки перевищення Ухнього вмюту було виявлено для Мп (1,06-1,14 рази) та ¿п (1,12-4,2 рази) в окремих лока^ях спостереження (с. Бовшiв, с. Бiльшiвцi та м. Галич). Останне пщтверд-жуе вщомий факт кларкового розподiлу ВМ у Грунтах.
■ ппенА Грунту =
Забрудненiсть Грунтв ВМ визначаеться валовим вмь стом Ух, але доступними для рослин е лише рухомi форми та форми, що можуть легко переходити до сумiжних се-редовищ [23]. У ходi до-слiдження форм вмiсту важ-ких металiв у Грунтах ви-дшено водорозчинну форму металiв. Виявлено високе стввщношення валового вмь сту металiв i Ухнiх рухомих форм для таких металiв, як Сг, Си, Fe, Мд та Мп, що свщчить про дефiцит Ух у розчиншй формi, яка е дуже важливою для живлення рослин (табл. 2). Також виявлене перевищення природного вмюту Са над його валовим вмютом.
Для рухомих форм металiв окремi випадки перевищення Ух вмюту було виявлено для Мп (1,06-1,14 рази) та ¿п (1,12-4,20 рази) у деяких лока^ях спостереження.
Однак враховуючи рiзнi типи Грунтв КиУвщини та
#
Примаки до таблиц 1: * - пор 'вняно з ГДК; пор'вняно з фоновими значеннями (р<0,05).
Метали, мг/кг (М±т, Мед1ана)
Си N11 Мп РЬ ¿п
8,70±1,50 2,50±0,20 132,47± 20,80 11,08± 0,46 251,19± 27,77*#
7,20 2,35 144,20 10,16 252,3
63,61±16,31* 12,07±6,19 116,56±28,94 21,76±12,64# 12,45±2,94
66,42 15,14 134,80 29,98 12,51
16,51±3,40 17,40±3,95 181,03±47,35 5,13±0,58 35,09±6,46
16,07 16,77 224,36 5,45 35,91
15,10± 1,90 24,84±2,04 408,83±65,47 47,03±0,53*# 52,10±16,59
12,91 12,06 326,43 11,0 40,49
55 (3,0) 85(4,0) 700/(2,0) 32 (6,0) 100 (23,0)
10-296 16-58 300-800 10-32 55-220
73 Еоттошиг & Нмгш № 4 2020
великi межi фонового вмюту i ГДК/ОДК для низки хiмiчних елементiв, у даних дослщ-женнях не вiдзначене наван-таження металами. Водночас 2016 року зафксовано висо-кий вмiст А1, Сг, Мп, Fe порiв-няно з Тхыми фоновими рiв-нями.
Тип Грунту мае значення i у мiграцií рухомоТ форми еле-мента. Зi змiною кислотно-лужних властивостей Грунту ВМ поводяться неоднаково: з залуженням у багатьох з них зменшуеться рухливють,
а у деяких збшьшуеться (табл. 3). Дослiдженнями бу-ло показано, що вмiст кожного металу залежить вщ типу Грунту.
Так, для глинозему за вщ-сотком е бшьший вмют рухомоТ форми Zn. Абсолютна величина для Fe була прита-манною чорноземам, але у вщсотковому вiдношеннi ви-щий вмiст його був у глино-земi. Для Си виявлено висо-кий вмют рухомоТ форми для глинозему та чорнозему, i цей вщсоток виявився ви-
щим для чорнозему. У пща-них Грунтах i рН, i рухомий вмют Zn, Fe i Си були дуже низькими.
Для аналiзу концентрацiй хiмiчних речовин у дослщжу-ваних Грунтах нами розрахо-вано коефiцiент концентрацií хiмiчноí сполуки (Кс) як ств-вiдношення ТТ реального вмь сту у Грунт та фонового рiвня. Для оцЫки ступеня забруд-нення згiдно з класифка^ею хiмiчних речовин вiдповiдно до небезпеки бюлопчноТ дií [19] для контролю Грунтв
Таблиця 2
Вмют та сшввщношення валовоГ (М±т, п=40) та рухомоТ (М±т, п=10) форм металiв у Грунтах (за умов екстракцГГ рухомоГ форми ацетатно-амонiйним розчином з рН 4,8)
Х1м1чний елемент, мг/кг Валовий вм1ст Вм1ст рухомоТ форми металу, мг/кг Сп1вв1дношення валовоТ форми та рухомоТ Фонова форма/ (рухома ГДК)
Са, г/кг 37,25±0,24 4,54±1,74 8,20 23,0-51,0
Cd 0,280±0,035 0,071±0,031 3,94 0,25-0,60 (0,70)
Сг 3,87±0,89 0,082±0,026 47,20 31-400
Си 8,70±1,50 0,067±0,017 129,85 10-296 (3,0)
Ре, г/кг 5,58±0,40 0,130±0,005 42,92 2,76-33,90
Мд, г/кг 2,10±0,09 0,190±0,044 11,05 0,31-7,92
Мп 0,130±0,021 0,019±0,005 6,86 0,23-3,0 (2,0)
Ni 2,51±0,20 0,160±0,028 15,69 16-58 (4,0)
РЬ 10,32±0,61 0,170±0,084 60,71 13-130 (6,0)
Zn, г/кг 0,25±0,03 0,010±0,006 24,53 0,23-3,0 (0,023)
Таблиця 3
Валовий та рухомий вмют хiмiчних елеменлв у рiзних типах фунлв (мг/кг)
Тип Грунту рН Валовий вм1ст Рухома форма %
Цинк
П1щаний 6,59±0,49 7,01±2,30 0,08±0,02 1,91
Глинозем 7,26±0,30 12,69±0,73 0,08±0,014 2,52
Чорнозем 7,39±0,19 15,30±0,70 0,14±0,08 1,19
Зал1зо
П1щаний 6,59±0,49 2098,27±452,52 1, 13±0,18 0,06
Глинозем 7,26±0,30 2167,41±478,97 1,31 ±0,29 0,09
Чорнозем 7,39±0,19 4150,82±518,03 1,50±0,16 0,04
М1дь
П1щаний 6,59±0,49 8,78±0,49 0,072±0,03 1,22
Глинозем 7,26±0,30 10,38±3,98 0,10±0,03 1,81
Чорнозем 7,39±0,19 6,32±2,02 0,09±0,01 1,83
№ 4 2020 Еоттошиг & Неамм 74
COMPARATIVE ASSESSMENT OF HEAVY METAL CONTENT IN SOILS OF DIFFERENT URBAN AGGLOMERATIONS: METHODOLOGICAL APPROACHES TO ENVIRONMENTAL MONITORING Andrusyshyna I.M., Holub I.O., Demchenko V.F., Lampeka O.G. SI «Kundiiev Yu. Institute for Occupational Health, NAMSU», Kyiv, Ukraine
Objective: We studied the regional characteristics of soil pollution with heavy metals and other chemical elements, presented their comparative ecological and hygienic assessment.
Materials and methods: We detected the content of 12 elements in the soils of urban agglomerations of the city of Kyiv (park, residential and transport zones), Donetsk oblast (Mariupol, Pisky etc.) and in the vicinity of the city of Halych (Ivano-Frankivsk oblast) with the help of the method of optical emission spectrometry. We studied the gross content of heavy metals in soils, determined their mobile forms, calculated the concentration coefficients and the indicator of the total soil cover
pollution of urban agglomerations, established characteristic relationships between metals and their technogenic geochemical associations.
Results and discussion: Among the analyzed chemical elements in soils of urban areas, the high content of Al, Mn and Crattracts a special attention. In the number of cases, it was higher than the MAC and the background level. The characteristic techno-genic geochemical associations of heavy metals for studied territories were established: Cu > Cr > Pb > Zn > Ni > Mn. The mobility of heavy metals in technologically polluted soils increases in comparison with the background levels. Conclusion: A comparative assessment of soil pollution in the surveyed regions of Kyiv, Ivano-Frankivsk and Donetsk showed that they are under complex environmental pressure because of anthropogenic and technogenic environmental pollution with heavy metals.
Keywords: heavy metals, forms of metals, ОES-ISP method, total pollution index, geochemical association.
взято важю метали уах трьох клаав небезпеки: I клас -дуже небезпечн (Cd, РЬ, N0, II клас - помiрно небезпечн (Сг, ¿п, Си, Со), III клас -малонебезпечн - (Мп, Fe).
ОцЫку внеску кожного важ-кого металу у загальне за-бруднення територм наведено у таблиц 4.
Обстежену територю мюта Киева умовно було подшено на 3 дшянки: паркова, сель-бищна та транспортна, а Донецький регюн представлено окремими населеними пунктами: м. Марiуполь, с. Пю-
ки, м. Волноваха, м. Щастя, м. Павлопшь, м. Широкине станом на 2018 рк. В !вано-Франювськм област коефщ-енти розраховували за спосте-реженнями 2019 року: м. Галич та заповщна зона с. Залуква. За коефщентами забруднення (Кс), розрахованими для кожного елемента, яю були вищи-ми за фоновий вмют у Грунтах (паркова зона), виявлено висок значення для Сг, Мп та ¿п на КиУвщинк Сумарний показник забруднення харак-теризував транспортну зону як небезпечну.
Для аналiзу концентрацм хiмiчних речовин у дослщжу-ваних Грунтах нами розрахо-вано коефщент концентрацп хiмiчноy сполуки (Кс) як ств-вщношення УУ реального вмь сту у Грунт та фонового рiвня. Таким чином, еколого-ппе-ычними дослщженнями Грунту було виявлено рiзний характер розподшу металiв у Грунтах рiзних антропогенних ландшафтв м. Киева та його околиць. Найбшьш забрудне-ною виявилася транспортна частина мюта порiвняно з фоновим вмютом (¿с=8,82)
Таблиця 4
Коефщенти концентрацш хiмiчних речовин та сумарний показник забруднення металами фунлв рiзних населених мюць
М1сто Коеф1ц1ент концентрацп х1м1чно'| речовини (Кс) Сумарний показник забруднення (Zc)
As Cr Cd Mn Pb Zn
м. Ки'|'в, паркова зона 1,09 0,01 0,28 0,03 0,03 0,45 1,89
м. Ки'|'в, сельбищна 1,43 0,74 0,09 0,21 0,35 1,54 4,36
м. Ки'|'в, транспортна 1,09 2,05 1,39 1,60 1,09 1,60 8,82
м. Мар1уполь (Донецька обл.), околиц! 2,06 5,65 1,61 3,63 1,55 2,90 17,40
м. Галич, сельбищна зона 1,49 0,89 1,19 1,01 1,34 1,31 7,23
для 6 елементв, якi за особ-ливостями бюлопчноТ д1Т належать до I та II клаав небезпеки.
Для обраних локацм До-нецькоТ областi (околиц м. Марiуполя) зазначенi еле-менти склали помiрно небез-печний рiвень забруднення за величиною сумарного показ-ника забруднення (Zс= 17,40).
Для м. Галича ступЫь сумарного забруднення Грунтв ста-новив 7,23 (порiвняно з зоною вщпочинку с. Залуква), що характеризуе рiвень забруднення як помiрний, що зумовлене переважно впли-вом транспортних мапстра-лей та частково ТЕС.
Проте для всебiчного аналь зу сумiжних середовищ та виявлення прюритетних мар-керiв впливу, як зазначають науковцi [4, 5, 9, 20-23], слщ враховувати характер багато-компонентноТ взаемодп хiмiч-них елементiв.
За результатами проведе-ного мошторингу (табл. 5) встановлено, що метали у Грунтах дослiджуваних мют характеризувалися певними
закономiрностями сумiсно' присутностi. Для значноТ кшь-костi металiв взаемодiя мала синерпйний характер та була вiрогiдною, що може бути зумовленим здатнютю iонiв металiв до утворення ком-плексних сполук у Грунтi [9, 11, 23]. Виявлено високий позитивний кореляцмний зв'я-зок мiж парами елементв: Pb-Zn, Мп-А1, Са-А1, А1-Р, що свiдчить про Тхню синерпйну дiю.
Дослiдження вмiсту рухо-мих форм металiв у Грунтах на територiях, що перебу-вають пщ впливом техногенного забруднення, показали, що рухомють важких металiв пщвищуеться порiвняно з фоновими дiлянками. Це i е критерiем забруднення Грун-тiв [3, 8, 11, 18].
Вмют фiксованоí форми важких металiв у Грунтах зменшуеться у ряду Cd > Мп > N > Zn > РЬ. У бшьшосл випадкiв спостерiгаеться збiльшення рухомост важких металiв на тш пщвищен-ня валового вмiсту Тх у Грунтах. Пiдвищене техногенне навантаження на Грунт за рахунок виявлених позитив-них асоцацм мiж ксенобiо-тиками е додатковим показ-ником його забруднення та може негативно впливати на подальший розподiл i шляхи мiграцií ВМ.
Таким чином, проведет порiвняльнi дослiдження показали, що об'екти довкiлля у мiстах КиТв, Галич та окремих локацiях ДонецькоТ областi
Взаемозв'язок металiв у Грунтах
Б1нарна система Коеф1ц1ент кореляцп, г Бшарна система Коеф1ц1ент кореляцм, г
Pb-Cd -0,15 А!^п 0,33
Pb-Zn 0,47 Са-А1 0,99
РЬ-А1 0,13 А!-Р 0,95
Мп-А1 0,81 Мп-Мд 0,23
РЬ-Сг 0,93 Си-Ре 0,25
Мп-РЬ 0,44 Мд-К 0,71
Мп-А1 0,81 Сг-А! 0,34
Mn-Zn 0,01 Сг-Мп 0,71
Примтка: показник значимост р<0,05 для видлених пар метал1в.
зазнають комплексного еко-лопчного тиску через його антропогенне та техногенне забруднення. Сформован Грунтово-геохiмiчнi аномалп мають полiелементний характер (переважно за рахунок хiмiчних елементiв I та II клаав небезпеки) та за своТм складом характеризуються кларковим розподшом за окремими елементами, що пщтверджуеться i низкою наукових [1-3, 19-23] та монь торингових дослщжень та пов'язано з особливостями промислових виробництв i метеорологiчних ситуацiй.
Висновки
1. Дослiджено вмiст i форми перебування важких металiв у Грунтах. Найбшьш забрудне-ними е Грунти ДонецькоТ области м. Галича та транс-портноТзони м. Киева.
Серед проаналiзованих хь мiчних елементв у Грунтах урбанiзованих територiй особ-ливу увагу привертае вмiст А1, Мп та Сг, який виявився вищим за ГДК i фоновий рiвень.
2. Порiвняно з ГДК дещо забруднеш Zn Грунти Ки-ТвськоТ областi у 2016 р., Грунти ДонецькоТ област у 2018 р. були забруднен Сг, а Грунти промисловоТ зони м. Киева у 2019 р. мали пере-вищення вмюту Cd, Сг, Си та РЬ. Виявлеш перевищення свiдчать про локальний характер забруднення метала-ми об'ектв довкiлля.
3. Прiоритетними забруд-нювачами Грунту на обстеже-них дшянках Галицького району (2019 р.) е As, Cd, РЬ, 1\П, сполуки яких належать до 1 класу небезпеки, та окремi локацп з пiдвищеним вмiстом Zn, сполуки якого належать до 2 класу небезпеки. 1хнм вмют в окремих пробах знач-но перевищував фоновий рiвень, а для деяких металiв -також i рiвень ГДК, що свщ-чить про техногенний характер забруднення.
4. Встановлено характеры техногенн геохiмiчнi асоцiацií важких металiв для доотдже-них територм: Си > Сг > РЬ > Zn > N > Мп.
№ 4 2020 Еоттошшг & Неамм 76
Таблиця 5
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВЕ РАЗНЫХ ГОРОДСКИХ АГЛОМЕРАЦИЙ: МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ Андрусишина ИГолуб И.А., Демченко В.Ф., Лампека E.Г. ГУ «Институт медицины труда им. Ю.И. Кундиева НАМН Украины», г. Киев, Украина
Цель исследования: изучить региональные особенности загрязнения почв тяжелыми металлами и другими химическими элементами, дать их сравнительную эколого-гигиеническую оценку. Материалы и методы исследования. С помощью метода оптико-эмиссионной спектрометрии определено содержание 12 элементов в почвах городских агломераций: г. Киев (парковая, селитебная и транспортная зоны), Донецкая обл. (г. Мариуполь, с. Пески и др.) и окрестности г. Галича (Ивано-Франковская обл.). Исследовано валовое содержание тяжелых металлов в почвах, определены их подвижные формы, рассчитаны коэффициенты концентрации и показатель суммарного загрязнения почвенного покрова городских
агломераций, установлены характерные взаимосвязи между металлами и их техногенные геохимические ассоциации.
Результаты и их обсуждение. Среди проанализированных химических элементов в почвах урбанизированных территорий особое внимание привлекает высокое содержание А1, Мп и Сг, которое оказалось в ряде случаев выше ГДК и фонового уровня. Установлены характерные техногенные геохимические ассоциации тяжелых металлов для исследуемых территорий: Си > Сг > РЬ > Zn > Ni > Мп. Подвижность тяжелых металлов в техногенно загрязненных почвах увеличивается по сравнению с фоновыми уровнями.
Вывод. Сравнительная оценка загрязнения почв обследованных районов Киевской, Ивано-Франковской и Донецкой областей показала, что они испытывают комплексное экологическое давление вследствие антропогенного и техногенного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.
Ключевые слова: тяжелые металлы, формы металлов, метод ОЭС-ИСП, суммарный показатель загрязнения, геохимическая ассоциация.
Рухомють важких металiв у техногенно забруднених Грунтах збшьшуеться порiвняно з фоновими Грунтами, що при-зводить до Ытенсивно'У мiгра-цп елементв до сумiжних середовищ.
5. Встановлено, що рiвень техногенного забруднення Грунтв за кратнютю переви-щення ГДК характеризуемся як «допустимий», але за кое-фщентом концентрацп - як «небезпечний», що пщтверд-жуе техногеннють Ух поход-ження.
Виявлене техногенне на-вантаження територм важки-ми металами, серед яких присутш метали з високим класом небезпеки (I та II клас для As, Cd, Pb, Ni), вимагае постмного контролю над компонентами навколишньо-го середовища, основними серед яких е атмосферне пов^ря, грунти, водоносш горизонти.
Л1ТЕРАТУРА
1. Дмитрук Ю.М., Назаренко 1.1., Тураш М.М., Назарок П.Г. Особливост вмюту та розподшу важких
металiв у Грунтах ГорГаыв. Грунтознавство. 2005. Т. 6, № 1-2.С. 53-61.
2. Кармазиненко С.П., Кураева !.В., Самчук А.!., Войтюк Ю.Ю., Маычев В.Й. Важю метали у компонентах навколишнього середовища м. Марiуполя (еколого-геохь мiчнi аспекти). К. : Ытерсервю, 2014. 168 с.
3. Сердюк С.Н. Опыт зонирования почвенного покрова урбоэкосистемы по степени загрязнения тяжелыми металлами. Грунтознавство. 2004. Т. 5, № 1-2. С. 79-85.
4. Еколого-геохiмiчнi дослщження об'ектв довкш-ля УкраУни. За ред.
Е.Я. Жовинського, КВ. КураевоУ. К. : Альфа-реклама, 2012. 156 с.
5. Нацюнальна доповщь про стан навколишнього природного середовища в УкраУн у 2014 роцк К. : Мастерство екологп та при-родних ресурав УкраУни, 2016. 350 с.
6. Некос В.Ю., Максименко Н.В., Владимирова О.Г.
Нормування антропогенного навантаження на навколишне середовище: навчальний поабник. Харюв : ХНУ iM. В.Н. КаразЫа, 2005. 184 с.
7. Показатели на основе биомониторинга экспозиции к химическим загрязнителям. Отчет о совещании. Европейское региональное бюро ВОЗ. Катанья, Италия, 2012. 43 с.
8. Андрусишина 1.М., Голуб 1.О., Лампека О.Г. Еколого-ппеычна оцЫка навантаження довкшля важ-кими металами у системi сыг-вода-Грунт. Екологя та природокористування. 2015. № 2 (18). С. 66-75. URL : http://nbuv.gov. ua/UJRN/ebpk_2015_2_10
9. Соколова О.Я., Стряп-ков А.В., Антимонов С.В., Соловых С.Ю. Влияниетех-ногенного воздействия на содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почвах. Вестник ОГУ. 2006. № 2. С. 35-42. URL : https://doi. 10.25198/1814-6457
10. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве : МР 1743-90. Москва : ИМГРЭ, 1990. 112 с.
11. Самохвалова В., Фатеев А., Лучникова 6. Еколого-геохiмiчна оцЫка фонового рiвня вмюту рiзних форм мiкроелементiв Грунту. ВСник Льв'тського унтерси-тету. Сер'я : Бюлопчна. 2011. Вип. 55. С. 125-133.
12. Якють Грунту. Екстракця мiкроелементiв, розчинних у царсьюй горшц : ДСТУ ISO 11466-2001.
13. Якють Грунту. Визначення вмюту рухомих сполук м^ у Грунт у буфер-нм амонмно-ацетатнм витяжц з рН 4,8 методом атомно-абсорбцмноУ спектро-фотометри : ДСТУ 4770.6:2007.
14. Якють Грунту. Визначення вмюту рухомих сполук свинцю в однонор-мальнiй солянокислм витяж-цi методом атомно-абсорб-цмноУ спектрофотометрiУ : ДСТУ 7832:2015.
15. Якють Грунту. Визначення вмюту рухомих сполук хрому в однонор-мальнм солянокислм витяж-цi методом атомно-абсорб-цiйноУ спектрофотометрiУ : ДСТУ 7851:2015.
16. Якють Грунту. Визначення вмюту рухомих сполук нкелю в однонор-мальнм солянокислiй витяж-цi методом атомно-абсорб-цiйноУ спектрофотометрiУ : ДСТУ 7852:2015.
17. Антомонов М.Ю. Математическая обработка и анализ медико-биологических данных. К., 2006. 558 с.
18. Фоновий вмют мiкро-елементв у Грунтах УкраУни. За ред. А.1. Фатеева. Харкiв, 2003. 117 с.
19. Ппеычн вимоги щодо поводження з промисловими вiдходами та визначення Ухнього класу небезпеки для здоров'я населення : ДСанПМ 2.2.7.029-99.
20. Прибилова В.М. ОцЫка впливу техногенного наван-
таження на геолопчне сере-довище та особливостi нако-пичення забруднювачiв у зонi розмщення ЗмiУвськоУ ТЕС (Харкiвська область). Всник Харктського на^онального yHiBep^TeTy iм. В.Н. Кара-зна. Сер. «Геолог'я - геогра-фiя - екологя». 2013. № 1084. С. 237-243. URL : http://nbuv. gov. ua/UJRN/VKh G_2013 108439 42
21. Воробьев А.Е., Сарбаев В.И., Дьяченко В.В., Шилкова О.С. Транспортные магистрали как источник загрязнения окружающей среды. М. : МГИУ, 2000. 52 с.
22. Ковальчук О.П., Снитин-ський В.В., Шкумбатюк Р.С. Моыторинг вмюту важких металiв у грунтах територм, прилеглих до ДобротвiрськоУ ТЕС. Науковий всник НЛТУ. 2017. Т. 27, № 4. С. 87-90. URL : https://doi.org/10. 15421/40270419
23. Самчук А.И., Кураева И.В., Войтюк Ю.Ю., Матвиенко А.В., Вовк К.В. Формы нахождения тяжелых металлов в техногенно загрязненных почвах городских агломераций. Мнера-лопчнийжурнал. 2016. T. 38, № 4. С. 66-74. URL : https://doi.org/10.15407/min-eraljournal.38.04.066.
REFERENCES
1. Dmytruk Yu.M., Nazarenko I.I., Turash M.M. and Nazarok P.H. Osoblyvosti vmistu ta rozpodilu vazhkykh metaliv u gruntakh Gorganiv [Features of the Content and Distribution of Heavy Metals in Gorgan's Soils]. Soil Science. 2005 ; 6(1-2) : 53-61
(in Ukrainian).
2. Karmazynenko S.P., Kuraieva I.V., Samchuk A.I., Voitiuk Yu.Yu. and Manichev V.Y Vazhki metaly u komponentakh navkolyshnoho seredovyshcha m. Mariupol (ekoloho-heokhimichni aspekty) [Heavy Metals in the Components of the Environment of the City of Mariupol (Ecological and Geochemical Aspects)]. Kyiv : Interservis ; 2014 : 168
(in Ukrainian).
3. Serdiuk S.N. Opyt zonirovaniya pochvennogo
pokrova urboekosistemy po stepeni zagryazneniya tyazhe-lymi metallami [The Experience of Zoning of Soil of Urban Ecosystem by the Degree of Pollution with Heavy Metals ]. Soil Science. 2004 ; 5 (1-2) : 79-85 (in Russian).
4. Zhovynskyi E.Ya. and Kuraieva I.V. (eds.). Ekoloho-heokhimichni doslidzhennia obiektiv dovkillia Ukrainy [Ecological and Geochemical Studies of the Environmental Objects of Ukraine]. Kyiv : Alfareklama ; 2012 : 156 p.
(in Ukrainian).
5. Natsionalna dopovid pro stan navkolyshnoho pryrodno-ho seredovyshcha v Ukraini u 2014 rotsi [National Report on the State of the Environment in Ukraine in 2014]. Kyiv : Ministry of Ecology and Natural Resources of Ukraine ; 2016 ; 350 p. (in Ukrainian).
6. Nekos V.Yu., Maksymen-ko N.V. and Vladymyrova O.H. Normuvannia antropohennoho navantazhennia na navkolysh-nie seredovyshche: navchalnyi posibnyk [Standardization of Anthropogenic Load on the Environment: Manual]. Kharkiv ; 2005 : 184 p.
(in Ukrainian).
7. WHO Regional Office for Europe. Pokazateli na osnove biomonitoringa ekspozitsii k khimicheskim zagryaznitelyam. Otchet o soveshchanii [Indicators Based on Biomonitoring of Exposure to Chemical Pollutants. Meeting Report]. Catania, Italy; 2012 : 43 p. (in Russian).
8. Andrusyshyna I.M., Holub I.O. and Lampeka O.H. Ekoloho-hihiienichna otsinka navantazhennia dovkillia vazhkymy metalamy v systemi snih-voda-grunt [Ecological and Hygienic Assessment of the Environmenta Load with Heavy Metals in Snow-Water-Soil System]. Ekolohoia ta pry-rodokorystuvannia. 2015 ;
2 (18): 66-75.URL : http://nbuv.gov.ua/UJRN/ebpk _2015_2_10 (in Ukrainian).
9. Sokolova O.Ya., Stryapkov A.V., Antimonov S.V. and Solovykh S.Yu. Vliyaniye tekhnogennogo vozdeystviya
№ 4 2020 Environment & Health 78
na soderzhaniye valovykh i podvizhnykh form tyazhelykh metallov v pochvakh [Influence of Technogenic Effect on the Content of Gross and Mobile Forms of Heavy Metals in Soils]. Vestnik Orenburgskogo gosudarstvennogo universite-ta. 2006; 2: 35-42. doi.10.25198/1814-6457 (in Russian).
10. Metodicheskiye rekomendatsii po otsenke ste-peni zagryazneniya atmos-fernogo vozdukha naselennykh punktov metallami po ikh soderzhaniyu v snezhnom pokrove I pochve : MR 174390 [Methodical Recommendations for the Assessment of the Degree of Air Pollution of the Settlements with Metals by their Content in the Snow Cover and Soil]. Moscow ; 1990 : 112 p.
(in Russian).
11. Samokhvalova V., Fatieiev A. and Luchnykova Ye. Ekoloho-heokhimichna otsinka fonovoho rivnia vmistu riznykh form mikroelementiv gruntu [Ecological and Geochemical Assessment of Different Background Level of the Content of Different Forms of Soil Microelements]. Visnyk Lvivskoho universytetu. Seriia: Biolohichna. 2011 ; 55 : 125133 (in Ukrainian).
12. Yakist gruntu. Ekstraktsiia mikroelementiv, rozchynnykh u tsarskii horiltsi : DSTUISO 11466-2001 [Soil Quality. Extraction of Nitrohydrochloric Acid Soluble Microelements : NSU ISO 11466-2001]
(in Ukrainian).
13. Yakist gruntu. Vyznachen-nia vmistu rukhomykh spoluk midi v hrunti v bufernii amoni-ino-atsetatnii vytiazhtsi z pH 4,8 metodom atomno-absorbt-siinoi spektrofotometrii : DSTU 4770.6:2007 [Soil Quality. Determination of the Content of Mobile Copper Compounds in Soil in Buffer Ammonium Acetate Extract with pH of 4.8 by the Method of Atomic Absorption Spectrophotometry : NSU 4770.6: 2007]
(in Ukrainian).
14. Yakist gruntu. Vyznachennia vmistu
rukhomykh spoluk svyntsiu v odnonormalnii solianokyslii vytiazhtsi metodom atomno-absorbtsiinoi spektrofotometrii : DSTU 7832:2015 [Soil Quality. Determination of the Content of Mobile Compounds of Lead in a Mononormal Hydrochloric Extract by the Method of Atomic Absorption Spectrophotometry : NSU 7832: 2015] (in Ukrainian).
15. Yakist gruntu. Vyznachen-nia vmistu rukhomykh spoluk khromu v odnonormalnii solianokyslii vytiazhtsi metodom atomno-absorbtsi-inoi spektrofotometrii : DSTU 7851:2015 [Soil Quality. Determination of the Content of Mobile Chromium Compounds in Mononormal Hydrochloric Acid Extract by the Method of Atomic Absorption Spectrophotometry : NSU 7851: 2015] (in Ukrainian).
16. Yakist gruntu. Vyznachennia vmistu rukhomykh spoluk nikeliu v odnonormalnii solianokyslii vytiazhtsi metodom atomno-absorbtsiinoi spektrofotometrii : DSTU 7852:2015 [Soil Quality. Determination of the Content of Mobile Nickel Compounds in Mononormal Hydrochloric Acid Extract by the Method of Atomic Absorption Spectrophotometry : NSU 7852: 2015]
(in Ukrainian).
17. Antomonov M.Yu. Matematicheskaya obrabotka i analiz mediko-biologicheskikh dannykh [Mathematical Processing and Analysis of Medico-Biological Data]. Kiev; 2006 : 558 p. (in Russian).
18. FatieievaA.I. (ed.). Fonovyi vmist mikroelementiv u gruntakh Ukrainy [Background Content of Microelements in Soils of Ukraine]. Kharkiv ; 2003 : 117 p. (in Ukrainian).
19. Hihiienichni vymohy shchodo povodzhennia z promyslovymy vidkhodamy ta vyznachennia yikh klasu nebezpeky dlia zdorovia nase-lennia : DSanPiN 2.2.7.029-99 [Hygienic Requirements forHandling with Industrial Waste and Determination of their Hazard Class for Public
Health : NSanRN 2.2.7.02999] (in Ukrainian).
20. Prybylova V.M. Otsinka vplyvu tekhnohennoho navan-tazhennia na heolohichne seredovyshche ta osoblyvosti nakopychennia zabrudniu-vachiv v zoni rozmishchennia Zmiivskoi TES (Kharkivska oblast) [Assessment of the Impact of Man-Made Load on the Geological Environment and the Peculiarities of the Accumulation of Pollutants in the Area of Zmiiv TPP (Kharkiv Oblast)]. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho universytetu im. V.N. Karazina. Ser. Heolohia-heohrafiia-ekolohiia. 2013 ; 1084 : 237-243. URL : http://nbuv. gov. ua/UJRN/VKh G_2013 1084 39 42
(in Ukrainian).
21. Vorobyev A.E., Sar-bayev V.I., Diachenko V.V. and Shilkova O.S. Transportnyye magistrali kak istochnik zagryazneniya okruzha-yushchey sredy [Highways as a Source of Environmental Pollution]. Moscow ; 2000 :
52 p. (in Russian).
22. Kovalchuk O.P., Snytynskyi V.V. and Shkumbatiuk R.S. Monitorynh vmistu vazhkykh metaliv u hruntakh terytorii, prylehlykh do Dobrotvirskoi TES [Monitoring of Heavy Metals Content in Soils of the Areas Adjoining Dobrotvir TPP].
In : Naukovyi visnyk NLTU Ukrainy [The Scientific Bulletin of UNFU]. 2017 ; 27 (4) : 87-90. URL :https://doi. org/10.15421/402 70419 (in Ukrainian).
23. Samchuk A.I.,
Ku rayeva I.V., Voytyu k Yu .Yu., Matviyenko A.V. and Vovk K.V. Formy nakhozhdeniya tyazhelykh metallov v tekhnogen-nozagryaznennykh pochvakh gorodskikh aglomeratsiy [The Forms of Heavy Metals in Technogenically Polluted Soils of Urban Agglomerations]. Mineralohichnyi zhurnal. 2016 ; 38 (4) : 66-74. URL : https://doi. org/10.15407/min-eraljournal. 38.04.066 (in Russian).
Haa'Mwno go pega^H 02.07.2020
