CC BY
121
УДК 504.54:550.4
ПОР1ВНЯЛЬНИЙ АНАЛ1З П1ДХОД1В ДО ЕКОЛОГ1ЧНО1 ОЦ1НКИ ПОЛ1ЕЛЕМЕНТНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ГРУНТ1В УРБОЕКОСИСТЕМИ
ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ
*
ЯКОВИШИНА Т. Ф. , к. с.-г. н., доц.
Кафедра екологй та охорони навколишнього середовища, Державний вищий навчальний заклад «Придтпровська державна академш будiвництвa та архиектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дншропетровськ, Укра!на, тел. +38 (0562) 469371, e-mail: t_yakovyshyna@ukr.net, ORCIDID: 0000-0002-5924-7847
Анотащя. Постановка проблеми. У сучасних умовах антропогенный вплив на грунти урбоекосистем мае досить стiйкий характер у час та просторi, проявляеться у рiзних формах, як то трaнсформaцiя грунтового профiлю, змiнa напряму грунтотвiрних процесiв, забруднення рiзномaнiтними полютантами i, насамперед, важкими металами (ВМ) - елементами здебшьшого першого класу небезпеки, джерелами надходження яких в урбашзоване середовище е промисловi тдприемства, автотранспорт, житлово-комунальне господарство. Визначення антропогенного пресингу на мiськi грунти здшснюеться шляхом екологiчного оцiнювaння полiелементного забруднення ВМ, що дае можливють не ильки констатувати сам факт забруднення, а й визначити меж1 можливого навантаження з урахуванням регiонaльного фону або саштарно-ппешчного нормативу - ГДК. Проте й досi виникають дискусп щодо показника, за яким буде проводитись нормування -нар1жного каменя будь-якого методологiчного пiдходу до еколопчно! оцiнки полiелементного забруднення грунтiв урбоекосистем ВМ, що, у свою чергу, й зумовило необхвдшсть проведення !х порiвняльно! оцiнки. Мета cmammi - обгрунтування вибору покaзникiв щодо еколопчно! оцшки полiелементного забруднення грунтiв урбоекосистем ВМ шляхом порiвняльного aнaлiзу юнуючих пiдходiв, як то визначення сумарного показника забруднення (СПЗ), вдексу забруднення грунпв (1ЗГ), коефiцiентa дисбалансу (Сд) з урахуванням норм еколопчно! безпеки та прив'язкою до умов конкретно! територп. Висновок. Для одержання всебiчно! екологiчно! оцiнки полiелементного забруднення грунпв ВМ урбоекосистем слад застосовувати комплекс штегрованих покaзникiв, серед яких СПЗ дае можливють визначити порушення вмюту метaлiв вiдносно геохiмiчного фону зонального грунту, 1ЗГ - пов'язати рiвень забруднення iз сaнiтaрно-гiгiенiчними показниками еколопчно! безпеки територп, а Сд - врахувати деструктивну дио на грунт, котру спричиняе процес будiвництвa. Статистичний aнaлiз св1дчить про !х високу спорвднешсть, що вiдбивaеться через коефiцiенти кореляци. За результатами оцiнки, проведено! ввдповщно до зазначених показник1в, грунти урбоекосистеми м. Дншропетровськ, бшьше зaбрудненi Pb i Zn, нiж Ni, рiвень забруднення здебiльшого слабкий до помiрного за СПЗ, а грунт переважно проблемний та забруднений за 1ЗГ, хоча спостерiгaються окремi hot spots у промислових зонах мiстa.
Ключовi слова: урбоекосистема, Грунт, важт метали, забруднення, екологiчна оцтка
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ПОЛИЭЛЕМЕНТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ
УРБОЭКОСИСТЕМЫ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ
*
ЯКОВИШИНА Т. Ф. , к. с.-х. н., доц.
Кафедра экологии и охраны окружающей среды, Государственное высшее учебное заведение «Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днепропетровск, Украина, тел. +38 (0562) 469371, e-mail: t_yakovyshyna@ukr.net, ORCIDID: 0000-0002-5924-7847
Аннотация. Постановка проблемы. В современных условиях антропогенное воздействие на почвы урбоэкосистем имеет достаточно устойчивый характер во времени и пространстве, проявляется в различных формах, а именно, как трансформация почвенного профиля, изменение направления почвообразующих процессов, загрязнения различными полютантами, и, в первую очередь, тяжелыми металлами (ТМ) -элементами первого класса опасности, источниками поступления которых в урбанизированную среду являются промышленные предприятия, автотранспорт, жилищно-коммунальное хозяйство. Определение антропогенного прессинга на городские почвы осуществляется путем экологической оценки полиэлементного загрязнения ТМ, что позволяет констатировать не только сам факт загрязнения, но и пределы возможной нагрузки с учетом регионального фона или санитарно-гигиенического норматива - ПДК. Однако до сих пор возникают дискуссии относительно показателя, по которому будет проводиться нормирование - краеугольного камня любого методологического подхода к экологической оценке полиэлементного загрязнения почв урбоэкосистем ТМ, что, в свою очередь, и обусловило необходимость проведения их сравнительной оценки. Цель статьи -обоснование выбора показателей экологической оценки поэлементного загрязнения почв урбоэкосистем ТМ путем сравнительного анализа существующих подходов, таких как определение суммарного показателя загрязнения (СПЗ), индекса загрязнения почв (ИЗП), коэффициента дисбаланса (Сд) с учетом норм экологической безопасности и привязкой к условиям конкретной территории. Вывод. Для получения
всесторонней экологической оценки полиэлементного загрязнения почв ТМ урбоэкосистем следует использовать комплекс интегрированных показателей, среди которых СПЗ позволяет определить нарушение содержания металлов относительно геохимического фона зональной почвы, ИЗП - связать уровень загрязнения с санитарно-гигиеническими показателями экологической безопасности территории, а Сд - учесть деструктивное воздействие на почву, которое вызывает процесс строительства. Статистический анализ свидетельствует об их высоком сродстве, что отражается через коэффициенты корреляции. По результатам оценки, проведенной в соответствии с указанными показателями, почвы урбоэкосистемы г. Днепропетровск, в большей степени загрязнены Pb и Zn, чем Ni, уровень загрязнения в основном слабый до умеренного по СПЗ, а почвы преимущественно проблемные и загрязненные по ИЗП, хотя наблюдаются отдельные hot spots в промышленных зонах города.
Ключевые слова: урбоэкосистема, почва, тяжелые металлы, загрязнение, экологическая оценка
COMPARATIVE ANALYSIS OF APPROACHES TO ECOLOGICAL ASSESSMENT OF POLYELEMENT CONTAMINATION SOIL OF URBAN
ECOSYSTEM BY HEAVY METALS
YAKOVYSHYNA T. F.*, Ph.D., Associate Professor
Department of Ecology and Environmental Protection, State Higher Educational Establishment «Pridneprovs'ka State Academy of Civil Engineering and Architecture», 24-A, Chernishevskogo str., Dnipropetrovsk, 49600, Ukraine, tel. +38 (0562) 469371, e-mail: t_yakovyshyna@ukr.net, ORCIDID: 0000-0002-5924-7847
Summary. Raising of problem. In modern conditions, anthropogenic impact to the soil urban ecosystems is fairly stable over time and space, is manifested in various forms, as the transformation of the soil profile, the change in direction of the soil-forming processes, contamination of the various pollutants, and, above all, heavy metals (HM) -elements of the first class of the danger. Their sources of the income to the urban environment are industrial enterprises, transport, housing and communal services. Determination of the anthropogenic pressure to the urban soil is carried out by the environmental assessment of the HM polyelement contamination, which allows to establish not only the fact of pollution, but also limits of the possible load with considering regional background or sanitary standards - MPC. However, until now discussions arise regarding the index which will be carried out the valuation - the cornerstone of any methodological approach to the environmental assessment of the soil polyelement contamination by the HM of the urban ecosystems, which allows to establish not only the fact of contamination, but also limits the possible load, taking into account the regional background or sanitary norm - MPC. Purpose. Lies in the grounded selection of the environmental assessment indexes of the soil contamination by the HM of the urban ecosystems through a comparative analysis of the existing approaches, such as the determination of the summary contamination index (SCI), the index of the soil contamination (ISC), factor imbalance (Sd), taking into account environmental safety standards and binding to the specific conditions territory. Conclusion. In summary it should be noted that it is necessary to use a set of integrated indexes, including the SCI to determine the violation of the metals content with respect to the geochemical background of zonal soil, ISC - link the contamination level with health indexes of the environmental safety territory, and Sd -consider a soil destruction, which is caused the construction process. Statistical analysis indicates their high affinity, which is reflected by the correlation coefficients. According to the assessment of these indexes the soil of Dnipropetrovsk urban ecosystem is increasingly polluted by Pb and Zn than Ni, the contamination level is mainly low to moderate, and soil is mostly problematic and polluted by ISC, although there are some hot spots in industrial zones of the city.
Keywords: urban ecosystem, soil, heavy metals, contamination, ecological assessment
Постановка проблеми. У сучасних умовах антропогенний вплив на грунти урбоекосистем мае досить стшкий характер у час та простор^ проявляеться у рiзних формах, як то трансформащя грунтового профшю, змша напрямку грушогарних процеав, забруднення рiзноманiтними полютантами, серед яких найбшьшу небезпеку становлять важю метали (ВМ), джерелами надходження яких в урбашзоване середовище е промисловi тдприемства, автотранспорт, житлово-комунальне господарство. Визначення
антропогенного пресингу на мюью грунти здшснюеться шляхом еколопчного ощнювання полiелементного забруднення ВМ, що надае можливють не тшьки констатувати сам факт забруднення, а й установить межi можливого навантаження з урахуванням регионального фону або саштарно-гшешчного нормативу - ГДК. Проте й дос виникають дискусп щодо показника, за яким буде проводитись нормування - нарiжного каменя будь-якого методолопчного тдходу до еколопчного ощнювання полiелементного забруднення
группв урбоекосистем ВМ, що, у свою чергу, й зумовило необхщшсть проведения !х пор1вняльно! оцшки.
Анал1з публ1кац1й. Традицшно
еколопчну оцшку якост группв
урбоекосистем через пол1елементне
забруднення ВМ проводять за формулою
Ю.В. Саета (1990) [3]: №
t=l
де n - число сумарних елемеппв;
Кс - коефщент концентрацп (або аномальности за В. В. Добровольським, 1999) х1м1чного елемента, який розраховують як вiдиошеиия Ср - реального вмюту елемента в rруитi (мг/кг) до Сф - його фонового вмюту в rруитi (мг/кг) [2, 6, 9, 10]:
Однак широке застосування протягом останшх 20 роюв показника СПЗ дало змогу виявити цiлу низку недолiкiв, що здебшьшого притаманнi результатам оцiнок, пов'язаних iз фоновими характеристиками, якi М. А. Богданов (2013) згрупував таким чином: по-перше, застосування атомно-емiсiйного наближено-натвкшьюсного методу не дозволяе включати в розрахунок речовини, що визначаються кшьюсно, примiром, рухомi форми ВМ; по-друге, невизначешсть iз поняттям фону - мюцевий, регiональний, забруднення, урбанiзованого середовища, для даного типу грунтiв тощо; по-трете, залежнiсть об'ективностi фонових характеристик вщ суб'ективних факторiв, як то правильшсть вiдбору фонових дiлянок, 1х репрезентативнiсть вiдповiдно до зональних грунтiв, чiтке дотримання методики вiдбору проб, 1х усереднення, достатня маса проби грунту для хiмiчного аналiзу, атестування лабораторш, наявнiсть сучасного обладнання, межi визначення хiмiчного елемента, метод розрахунку фонового вмюту - просте осереднення або обчислення генерального середнього, квалiфiкацiя спещашспв; по-четверте, неможливiсть визначення фону через складшсть геолого-
геоморфологiчиих та rрунтово-геохiмiчних умов, примiром, для группв урбоекосистем iз порушеним грунтовим профшем; по-п'яте, суб'eктивiзм у виборi розрахункового спектра ВМ для вiдобрaжеиия особливостей забруднення територп (як правило, ва метали не визначають, а перевагу вщдають прiоритетиим забруднювачам); по-шосте, не враховуються змiни фонових концентрaцiй полютанпв у чaсi [1].
Проте з деякими з них не можна погодитися, а саме визначення фоново! концентрацп ВМ В. В. Добровольський (1999) пропонуе брати вщповщно до зонального грунту, адже фоновий вмют елемента (речовини) зпдно з ГОСТ 2759388 - це такий вмют елемента (речовини) в груш!, що вiдповiдaе його природному складу [2]. I хоча в умовах урбашзованого середовища вщбуваеться трaнсформaцiя верхньо! частини грунтового профiлю, слiд зазначити, що грунт наслщуе риси т1е! материнсько! породи, на якiй вiн у свiй час сформувався, отже, й вщбивае притаманний т1льки !й фоновий вмiст хiмiчних елементiв, котрий може бути тдвищений через аерогенне забруднення ВМ, що е складовими викидiв промислових тдприемств в атмосферне пов^ря, або, навпаки, знижений за рахунок умовного розбавлення шляхом привнесення будiвельного см^я.
Визначення коефiцiентa концентрацп вщповщно до урбашзованого фону, тобто середнього вмюту хiмiчного елемента у грунтах урбашзованих територш, який складаеться з природного фону та накладеного на нього загального забруднення дано! територп, можна визнати додатковим показником для встановлення так званих hot spots, але вш не може замшити класичне визначення показника за В. В. Добровольським (1999), що е мiрою штенсивносп забруднення територп в цшому. Крiм того, цша низка зауважень вщносно правильности вщбору проб, !х усереднення та пщготовки до aнaлiзу, стосуеться передусiм якосп проведення дослiджень i так само може бути поширена на отримаш результати пiд час проведення
нормування за допомогою ГДК, яку пропонуе використовувати М. О. Богданов (2013).
1ндекс забруднення грунту (1ЗГ) розраховуеться на основ1 нормативных л1м1туючих саштарно-гшешчних показниюв - ГДК або ОДК елемент1в (шкщливих речовин) у грунт! за формулою [1]:
де С; - концентращя ВМ у грунт конкретно взято! дшянки (мг/кг); Сгдк -ГДК ВМ в грунт! (мг/кг).
Серед переваг такого тдходу слщ вщм1тити можливють гшешчно-обгрунтовано диференщювати територ1ю за ступенем небезпеки, проте також виникають деяю питання, а саме: по-перше, щодо обмежень включення токсиканпв до розрахункового спектра, адже деяю елементи (токсичш речовини) здшснюють самопригшчувальний вплив, прим1ром, ВМ та сполуки сульфуру, проте може бути й навпаки - збшьшення небезпеки забруднення (^ та вуглеводш); по-друге, врахування явищ антагошзму та синерпзму х1м1чних елементгв за взаемодп з1 складовими грунту та поглинання рослинами, що досить повно розкрито у пращ В.В. Степанка [5]; по-трете, строкатосп грунтового покриву 1 вщповщно властивостей грунпв вщносно !х буферно! здатносп до конкретного забруднювача, що бшьшою м1рою вщображае фонова концентращя, шж ГДК. Кр1м того, в умовах функщонування урбоекосистеми виникае проблема деградацп грунту шляхом розбавлення його буд1вельним см1ттям 1 вщповвдно зменшення концентрацп деяких елемешгв, як пор1вняно до значень геох1м1чного фону, так 1 до ГДК, що вщбиваеться через майже повну вщсутшсть рослинносп, проте не позначаеться на значеннях СПЗ та 1ЗГ.
Коеф1щент дисбалансу елеменпв розраховуеться як сума коеф1щенпв забруднення та недостатност [7]:
На думку М. П. Грицана (1998), вш бшьш реально ввдображае стутнь деградацп мюьких грунпв через !х порушення внаслщок буд1вельно! д1яльносп та штенсивного аерогенного забруднення ВМ, адже враховуе як надлишок, так 1 нестачу х1м1чних елеменпв, проте виникае питання щодо нормування та ф1зюлопчно! рол1 цих токсиканпв для живих оргашзм1в.
Як показав анал1з юнуючих тдход1в до екологгчно! ощнки пол1елементного забруднення грунпв урбоекосистем ВМ, ус вони мають недолши, отже, виникае потреба в !х пор1вняльнш характеристик.
Мета статт1 - обгрунтування вибору показниюв екологгчно! ощнки
пол1елементного забруднення грунпв урбоекосистем ВМ шляхом пор1вняльного анал1зу юнуючих тдход1в, як то визначення СПЗ, 1ЗГ, Сд з урахуванням норм екологгчно! безпеки та прив'язкою до умов конкретно! територп.
Методика проведення досл1джень. Для
еколопчного ощнювання пол1елементного забруднення грунпв урбоекосистеми м. Дншропетровськ ВМ була сформована мережа екомошторингу шляхом нанесення с1тки (2 х 2 км) на його територп, що, у свою чергу, дало можливють видшити 65 ключових дшянок вщбору проб 1з таким розподшом: Л1вобережжя - 21, Правобережжя - 44; по районах: Амур-Нижньодншровський - 13, 1ндустр1альний -5, Новокодацький - 12, Самарський - 8, Соборний - 8, Центральний - 3, Чечел1вський - 9, Шевченювський - 7; за характером функщонального призначення -промислова зона - 9, висотна забудова - 13, приватний сектор - 26, зелена (рекреацшна) зона - 17 (табл. 1). У ход1 проведення польового грунтово-геох1м1чного
дослщження обрано ключов1 дшянки, як найменш1 геоморфолопчш одинищ ландшафту, котр1 достатньою м1рою
вщображали генезис 1 властивосп грунту, грунтотв1рно! породи, рельефу, рослинносп, гщрологп територп та !! використання. Дослщжуваш грунти були представлеш хемоземом - безпосередньо, територ1я промислових пщприемств та урбаноземом, який вщр1знявся типом порушення грунтового профшю, а саме: зм1шаний -
Розподгл дглянок по територИ м
сан1тарно-захисна зона промислових пщприемств, насипний - висотна забудова, аерогенний - присадибш дшянки приватного сектора. Проби грунту вщбирали методом конверт з глибини 0-10 см, репрезентативна проба складалася з 25 шдивщуальних проб [8].
Таблиця 1
вгдбору проб Грунту Дн1пропетровськ
Район Усього дiлянок вiдбору Характеристика дшянок ввдбору п] роб
промислова зона висотна забудова приватний сектор зелена зона
Амур-Нижньодншровський 13 1 - 9 3
Iндустрiальний 5 2 2 1 -
Новокодацький 12 - 4 4 4
Самарський 8 1 - 4 3
Соборний 8 - 3 1 4
Центральний 3 - 2 - 1
Чечелiвський 9 4 - 5 -
Шевченшвський 7 1 2 2 2
У вщ1браних зразках визначали валовий вмют Cd, РЬ, Zn, Си 1 № атомно-абсорбцшним методом тсля кислотно! обробки грунту за стандартними методиками. Комплексний пор1вняльний анал1з еколопчно! ощнки пол1елементного забруднення мюьких грунпв ВМ здшснювали за показниками: СПЗ Ю. В. Саета (1998) в модифкацп А.В. Мороза (2001) [3; 4], 1ЗГ М. О. Богданова (2013) [1], Сд [7] та !х спорщненосп з застосуванням метод1в математично! статистики.
Результати дослщжень. Анал1з експериментальних даних щодо валового вмюту ВМ дозволив провести всеб1чне еколопчне ощнювання забруднення грунпв м. Дншропетровськ за показниками СПЗ, 1ЗГ та Сд по п'яти х1м1чних елементах: Cd, РЬ, Zn, Си та Ni. У процес розрахунку СПЗ та 1ЗГ було вщм1чено, що найбшьший внесок у забруднення мюьких грунпв давали РЬ, Zn та Си, так, на окремих дшянках перевищення зазначених елеменпв сягали до 191,82; 24,22; 27,23 раза вщносно фону та 143,22; 9,59; 6,61 раза вщносно ГДК, що за критер1ями ощнки х1м1чно! деградацп грунпв залежно вщ груп токсичносп
забруднювач1в В.В. Снаткша (1992) вщповщало найвищому ступеню.
СПЗ, в основ1 якого лежить розрахунок Кс, свщчив про перевищення вмюту ВМ в грунтах урбоекосистеми вщносно !х фонових значень у чорнозем1 звичайному. Розрахунок середнього для Кс дав змогу визначити величину урбашзованого фону, який був вищим за геох1м1чний по Cd в 1,5; Си - 2,2; РЬ - 5,6 Zn - 7,4 раза, 1, навпаки, стосовно № спостер1галась деконцентращя - 0,95, що зумовлювалось швелюванням процеав надходження незначних кшькостей цього елемента з викидами промислових пщприемств за рахунок домшування сильного розбавлення його концентрацп через порушення грунтового профшю шляхом перем1шування генетичних горизонпв, привнесення тщано! та глинисто! фракщй, буд1вельного см1ття тощо. Розподш СПЗ вщносно категорш градацп Ю. В. Саета (1998) дав змогу класиф1кувати ступшь забруднення вщ дуже слабкого - 27, слабкого - 17, пом1рного - 17, до сильного - 4 дшянки вщбору проб вщповщно.
Для визначення 1ЗГ розрахунок Ко дав можливють установити невщповщнють вмюту ВМ у грунтах урбоекосистеми
значенням саштарно-гшешчного показника - ГДК. Р1зниця м1ж ГДК та природним геох1м1чним фоном, урбашзованим фоном або концентращею, меншою за ГДК, яка притаманна конкретнш дшянщ ввдбору проб, е м1рою допустимого антропогенного навантаження на грунт, що в першому випадку перебував в нативних умовах природно! екосистеми, в другому - виступае базовою складовою урбоекосистеми 1 здатен, завдяки сво!й буферносп, депонувати забруднювач! на тривалий час.
Екологiчна оцiнка забрудненн
Понад третина дшянок дослщжуваного грунту здатна прийняти додаткове антропогенне навантаження вщ забруднення ВМ в умовах наявного тдвищеного урбашзованого фону, проте таю дшянки розташоваш на перифери м. Дншропетровськ. При розподшенш значень шдексу забруднення вщносно категорш, запропонованих М. О. Богдановим (2013), грунт 30 дшянок було визнано як чистий, 5 -проблемний та 30 - забруднений.
Таблиця 2 ВМ tрунтiв м. Днiпропетровськ
СПЗ 1З Характеристика забруднення Змши показнишв здоров'я населення в осередках забруднення
Категорш Кшьшсть усереднених проб Категорiя Юльшсть усереднених проб
< 8 дуже слабкий 27 < 0,75 чистий 30 Перевищення фону Досить низький рiвень захворюваносп дггей, мiнiмальна частота зустрiчальностi функцiональних ввдхилень
8-16 слабкий 17 Перевищення в 1-2 ГДК Пiдвищення захворюваностi дiтей
16-32 по]Шрний 17 0,75-1,00 проблемний 5 Перевищення в 2-4 ГДК Пвдвищення загально! захворюваностi
32-64 сильний 4 > 1,00 забруднений 30 Перевищення в понад 4 ГДК Збiльшення загально! захворюваностi, числа хворих дней з хронiчними захворюваннями, порушення функцюнального стану серцево-судинно! системи
Нормування антропогенного
навантаження на навколишне середовище дае змогу зв'язати пол1елементне забруднення грунт1в ВМ з1 змшами показниюв здоров'я населення конкретно! територп. Опрацювання отриманих даних та наукових доробок р1зних автор1в [1; 3; 6] щодо градацп грунпв за ступенем забруднення з наступною оцшкою небезпеки, а також вщповщносп категорш штегрованих показниюв СПЗ та 1ЗГ дало можливють сумютити останш та прив'язати !х до показниюв здоров'я ввдносно саштарно-гшешчних норматив1в, що й було зроблено на приклад! м. Дншропетровськ (табл. 2). 1ЗГ дещо спрощуе оцшку забруднення грунту ВМ ! зводить !! тшьки до трьох категорш, в той час як через СПЗ вщбиваються нав1ть незначн! змши
проещювання порушення геох1м1чного фону на здоров'я в процес функцюнування екосистем, у межах кожно! з яких смертшсть та захворювашсть дитячого ! дорослого населення досить сильно вар1юе, що, у свою чергу, дае можливють своечасно впровадити заходи з санаци забрудненого грунту та привести стан ще! складово! навколишнього середовища у вщповщнють й нормами еколопчно! безпеки.
Застосування СПЗ ! 1ЗГ доцшьное тшьки за умов сильного забруднення, на жаль, вони не вщображають деградацп грунту через дефщит метал1в, яю в невеликих кшькостях потр1бш живим оргашзмам, ! насамперед рослинам - початковш ланщ будь-якого троф1чного ланцюга наземного бюгеоценозу. На вщмшу вщ проанал1зованих показниюв, Сд враховуе як
надлишок, так 1 нестачу елемента, що досить важливо для територш, порушених унаслщок буд1вельно! д!яльносп в умовах аерогенного забруднення викидами промислових тдприемств та
автотранспорту. Нестача Ni вщносно геох1м1чного фону спостершалась на 35; Си - 22; Cd - 16; РЬ - 11; Zn - на трьох дшянках вщбору проб. Найбшьш! значення Сд характеризувались тшьки надлишком ВМ 1 були притаманш промисловим зонам, а найменш! - нестачею (приватний сектор Л1вобережжя). Використання Сд, на жаль, обмежуеться вщсутшстю нормування, кр1м того, здаеться доцшьним прив'язати його до показниюв токсичносп грунту, що визначаються методом бютесту, зокрема, шдексу токсичносп фактора Р. Р. Каб1рова (1995).
Як показав статистичний анал1з, перевищення середшм значенням мед1ани свщчить про несиметричний розподш по виб1рщ, отже, поступове зростання забруднення ВМ грунпв урбоекосистеми м. Дншропетровська (табл. 3). За умов додатного коефщ1ента ексцесу крива розподшу значень СПЗ, 1ЗГ та Сд мае вищу та гостр1шу вершину, шж крива нормального розпод1лу. Згщно з1 значеннями коефщента асиметрп переважна частина виб1рки бшьша за математичне спод1вання. Дисперая е м1рою вар1ац1! забруднення ВМ м1ського грунту за впливу природних та антропогенних фактор1в в урбоекосистем1. Згщно з1 значеннями стандартного в1дхилення, бшьш широко розкидан1 дан1 в1дносно середнього по СПЗ 1 меншою м1рою по 1ЗГ та Сд. У процес1 статистичного анал1зу були встановлеш так1 кореляц1йн1 зв'язки м1ж СПЗ 1 1ЗГ: 0,968; СПЗ 1 Сд - 0,934; 1ЗГ 1 Сд -0,929, що, у свою чергу, св1дчить про !х взаемодоповнення в характеристиц1 еколог1чно! ситуаци стосовно забруднення ВМ та деградацп грунтового покриву урбоекосистем.
Таблиця 3 Статистичний аналiз показникiв забруднення tрунтiв урбоекосистеми м. Днiпропетровськ
Статистична СПЗ 1ЗГ Сд
характеристика
Мшмум 0,56 0,13 0,34
Максимум 45,99 4,56 8,50
Розмах 45,43 4,43 8,16
Середне 13,42 1,19 2,68
Медiана 9,53 0,88 2,13
Ексцес 1,06 2,74 0,74
Асимет^я 1,19 1,67 1,14
Дисперая 107,56 0,94 4,00
Стандартне ввдхилення 10,45 0,98 2,01
Висновок. Для одержання всеб1чно! еколопчно! оцшки пол1елементного забруднення грунт1в ВМ урбоекосистем слщ застосовувати комплекс 1нтегрованих показник1в, серед яких СПЗ дае можливють визначити порушення вм1сту метал1в в1дносно геох1м1чного фону зонального грунту, 1ЗГ - пов'язати р1вень забруднення 1з саштарно-гшешчними показниками
еколог1чно! безпеки територ1!, а Сд -врахувати деструктивну д1ю на грунт, котру спричиняе процес буд1вництва.
Статистичний анал1з св1дчить про !х високу спорщнешсть, що в1дбиваеться через коефщенти кореляц1!. За результатами оц1нки, проведено! вщповщно до зазначених показник1в, грунти урбоекосистеми м. Дн1пропетровськ б1льше забруднеш РЬ ! Zn, н1ж №, р1вень забруднення здеб1льшого слабкий до пом1рного за СПЗ, а грунт переважно проблемний та забруднений за 1ЗГ, хоча спостер1гаються окрем! hot spots у промислових зонах мюта.
Перспективи подальших досл1джень потр1бно зосередити на розроблення заход1в до усунення забруднення ВМ та в1дновлення еколопчних функц1й грунт1в урбоекосистем з урахуванням !х деградац!! в1дносно Сд, а також техногенного навантаження за показниками СПЗ та 1ЗГ.
ВИКОРИСТАН1 ДЖЕРЕЛА
1. Богданов Н. А. Метод оценки состояния земель по индексу загрязнения почв / Н. А. Богданов, Ю. С. Чуйков. В. С. Рыбкин // Астраханский вестник экологического образования. - 2013. - № 1(23). - С. 102-112.
2. Добровольский В. В. Ландшафтно-геохимические критерии оценки загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами / В. В. Добровольский // Почвоведение. - 1999. - № 5. - С. 639-645.
3. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве : МР 5174-90 : утв. Гл. гос. санитар. врачом СССР 15.05.1990 г. № 5174-90 / Ин-т минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов Мингео СССР, АН СССР. - Москва : ИМГРЭ, 1990. - 15 с.
4. Мороз А. В. Расчет суммарного показателя загрязнения почвы тяжелыми металлами / А. В. Мороз // Аграрная наука. - 2001. - № 8. - С. 6-7.
5. Степанок В. В. Влияние комплексов техногенных элементов на химический состав сельскохозяйственных культур / В. В. Степанок // Агрохимия. - 2003. - № 1. - С. 50-60.
6. Тилекова Ж. Т. Оценка загрязнения почв Прибалхашья тяжелыми металлами / Ж. Т. Тилекова, М. С. Тонкопий, Б. Е. Тастанова // Фундаментальные исследования. - 2015. - № 2(17). - С. 3723-3726.
7. Экологические основы природопользования / под ред. Н. П. Грицан ; Н. П. Грицан, Н. В. Шпак, Г. Г. Шматков, А. Г. Шапарь, А. П. Бабий, Т. Н. Долгова, В. Л. Нестеренко, В. В. Федотов ; Нац. акад. наук Украины, ин-т проблем природопользования и экологии, гос. упр. эколог. безопасности в Днепропетр. обл., Днепропетр. регион. центр устойчивого развития. - Днепропетровск : [б.и.], 1998. - 409 с.
8. Яковишина Т. Ф. Еколопчний мониторинг: контроль i детоксикащя важких металiв в грунтах урбоекосистем / Т. Ф. Яковишина. - Дшпропетровськ : Нова 1деалопя, 2013. - 101 с.
9. Krzysztof L. Metal contamination of farming soils affected by industry / L. Krzysztof, D. Wiechula, I. Korns // Environment international. - 2004. - Vol. 30, iss. 2. - Р. 159-165.
10. Assessment of heavy metal contamination of agricultural soil around Dhaka Export Processing Zone (DEPZ), Bangladesh: implication of seasonal variation and indices / S. H. Rahman, D. Khanam, T. M. Adyel, M. S. Islam, M. A. Ahsan, M. A. Akbor // Applied sciences. - 2012. - № 2. - P. 584-601.
REFERENCES
1. Bogdanov N.A., Chujkov Yu.S. and Rybkin V.S. Metod otsenki sostoyaniya zemel po indeksu zagryazneniya pochv [Assessment method of soil condition by the soil polution index]. Astrakhanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniya [Astrakhan Bulletin of Ecology Studies]. 2013, no. 1(23), pp. 102-112. (in Russian).
2. Dobrovolskij V.V. Landshaftno-geokhimicheskie kriterii otsenki zagryazneniya pochvennogo pokrova tyazhelymi metallami [Landscape-geochemical assessment criteria of soil contamination by heavy metals]. Pochvovedenie [Pedology]. 1999, no. 5, pp. 639-645. (in Russian).
3. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke stepeni zagryazneniya atmosfernogo vozduha naselennykh punktov metallami po ikh soderzhaniyu v snezhnom pokrove i pochve: МР 5174-90 [Guidelines for the air pollution degree assessment of settlements by metals in their snow cover content and in soil: Guidelines no. 5174-90]. In-t mineralogii, geokhimii i kristallokhimii redkikh elementov Mingeo SSSR, AN SSSR [Institute of Mineralogy, Geochemistry and Crystal Chemistry of Rare Elements Ministry of Geology of SSSR, Academy of Sciences of SSSR]. Moskva: IMGRE, 1990, 15 p. (in Russian).
4. Moroz A.V. Raschet summarnogo pokazatelya zagryazneniya pochvy tyazhelyimi metallami [Calculation of the total soil pollution index by heavy metals]. Agrarnaya nauka [Agricultural science]. 2001, no. 1, pp. 6-7. (in Russian).
5. Stepanok V.V. Vliyanie kompleksov tekhnogennykh elementov na khimicheskij sostav selskokhozyajstvennykh kultur [Influence of technological elements complexes on the chemical composition of crops]. Agrokhimiya [Agrochemistry]. 2003, no. 1, pp. 50-60. (in Russian).
6. Tilekova Zh.T., Tonkopij M.S. and Tastanova B.I. Otsenka zagryazneniya pochv Pribalkhash'ya tyazhelymi metallami [Soils pollution assessment by heavy metals in Bribalkhashya]. Fundamentalnye issledovaniya [Fundamental research]. 2015, no. 2, pp. 3723-3726. (in Russian).
7. Gritsan N.P., Shpak N.V., Shmatkov G.G., Shapar' A.G., Babij A.P., Dolgova T.N., Nesterenko V.L. and Fedotov V.V. Ekologicheskie osnovyprirodopolzovaniya [Ecological basis of ecosystem exploitation]. Nats. akad. nauk Ukrainy, in-t problem prirodopol'zovaniya i ekologii, gos. upr. ekolog. bezopasnosti v Dnepropetr. obl., Dnepropetr. region. centr ustojchivogo razvitiya [The National Academy of Sciences of Ukraine, Institute of Ecosystem Exploitation and Ecology, Public Administration of Environmental Safety in Dnipropetrovsk region, Dnipropetrovsk Regional Centre for Sustainable Development]. Dnepropetrovsk, 1998, 409 p. (in Russian).
8. Yakovyshyna T.F. Ekologichnyi monitoryng: kontrol i detoksykatsiia vazhkykh metaliv v gruntakh urboekosystem [Ecological monitoring, control and detoxification of heavy metals in urban ecosystems soils]. Dnipropetrovsk: Nova Ideologiia, 2013, 101 p. (in Ukrainian).
9. Krzysztof L., Wiechula D. and Korns I. Metal contamination of farming soils affected by industry. Environment international. 2004, no. 30, pp. 159-165.
10. Rahman S.H., Khanam D., Adyel T.M., Islam M.S., Ahsan M.A. and Akbor M.A. Assessment of heavy metal contamination of agricultural soil around Dhaka Export Processing Zone (DEPZ). Applied sciences. 2012, no. 2, pp. 584-601.
Рецензент: д-р бюл. н., проф. Шматков Г. Г.
Надшшла до редколеги: 25. 04. 2016 р. Прийнята до друку: 30. 04. 2016 р.
