CC BY
170
5. Кучма В.Р., Степанова М.И. Стресс у школьников: причины, последствия, профилактика. Медицина труда и промышленная экология. 2001; 8: 32-7.
6. Савкина Т.О., Слободская Е.Р. Интернет и психическое здоровье подростков. Бюл. СО РАМН. 2010; 6: 29-34.
7. Мухина С.Н. Профилактика, диагностика и коррекция недостатков двигательной сферы дошкольников на этапе подготовки к школе. Корекционно-развивающее образование. 2011; 3: 49-59.
8. Попова Е.В. Особенности развития структуры интеллекта школьников 11-18 лет. Вестник северного (арктического) федерального университета. Серия: естественные науки. 2012; 1: 77-86.
9. Гафурова Н.В. Информатизация образования как педагогическая проблема. Современные проблемы науки и образования. 2012; 3. Available at: www.science-education.ru/103-6199 (дата обращения: 11.10.2013).
10. Мазаева Д. Россия отказывается от участия в международном тестировании школьников. 18 октября 2012 года. Available at: http://izvestia.ru/news/537919#ixzz2VuDo9s4o.
11. Осипова С.И., Баранова И.А., Игнатова В.А. Информатизация образования как объект педагогического анализа. Фундаментальные исследования. 2011; 12 (3): 506-10.
12. Власова И.Н. Методы комплексной оценки состояния здоровья детей раннего возраста: Методические рекомендации. Нижний Новгород: Нижненовгородская государственная медицинская академия ; 1998.
13. Рогов Е.И. Настольная книга практического психолога в образовании: Учебное пособие. М.: Просвещение: ВЛАДОС; 1996.
14. Прихожан А.М. Тревожность у детей и подростков: психология тревожности и возрастная динамика. М.; 2000.
15. Кондрашенко В.Н., ред. Руководство к лабораторным занятиям по гигиене детей и подростков. М.; 1983.
16. Дерманова И.Б. Шкала личностной тревожности (А.М. Прихожан). В кн.: Дерманова И.Б., ред. Диагностика эмоцио-нально-нравственногоразвития. СПб.; 2002: 64-71.
References
1. Goncharov V.N. Informatization of education modern society: socio-anthropological aspect . Fundamental'nye issledovaniya. 2009; 1: 87-8. (in Russian)
2. Goncharov V.N. Informatization of the Russian education as a form of social and cultural activities. Fundamental'nye issledovaniya. 2011; 8: 17-21. (in Russian)
3. Boeva A.V., Leshhenko Ja.A., Safonova M.V. Features of physical development of preschool children of Angarsk. Byull. VSNTs SO RAMN. 2004, 2 (1): 47-54. (in Russian)
4. Kolmagorova A.V. Screening assessment of mental health at an early age. Psikhoterapiya. 2007; 2: 13-4. (in Russian)
5. Kuchma V.R., Stepanova M.I. Stress in schoolchildren: causes, consequences and prevention. Meditsina truda ipromyshlennaya ekologiya. 2001; 8: 32-37. (in Russian)
6. Savkina T.O., Slobodskaya E.R. Internet and mental health of adolescents . Byull. VSNTs SO RAMN. 2010; 6: 29-34. (in Russian)
7. Mukhina S.N. Prevention, diagnosis and correction of deficiencies motor areas of preschoolers in preparation for school. Korektsionno-razvivayushchee obrazovanie. 2011; 3: 49-59. (in Russian)
8. Popova E.V. Features of development of the structure of intelligence pupils aged 11-18. Vestniksevernogo (arkticheskogo) federal'nogo universiteta. Series: Science. 2012; 1: 77-86. (in Russian)
9. Gafurova N.V. Informatization of education as a pedagogical problem. Sovremennyе problemy nauki i obrazovaniya. 2012; 3. Available at: www.science-education.ru/103-6199 (data obrashcheniya: 11.10.2013). (in Russian)
10. Mazaeva D. Russia refuses to participate in the international testing of students. October 18, 2012. Available at: http://izvestia. ru/news/537919#ixzz2VuDo9s4o. (in Russian)
11. Osipova S.I., Baranova I.A., Ignatova V.A. Informatization of education as an object of pedagogical analysis. Fundamental'nye issledovaniya. 2011; 12 (3): 506-10. (in Russian)
12. Vlasova I.N. Methods for integrated assessment of the health of young children: Method. recommendations. Nizhny Novgorod: Nizhnenovgorodskaya gosudarstvennaya meditsinskaya akademiya; 1998. (in Russian)
13. Rogov E.I. Handbook of Practical Psychology in Education: Textbook. Moscow: Education: VLADOS; 1996. (in Russian)
14. Prikhozhan A.M. Anxiety in children and adolescents: the psychology of anxiety and age dynamics. Moscow; 2000. (in Russian)
15. Kondrashenko V.N., ed. Guide to laboratory studies on hygiene of children and adolescents. Moscow; 1983. (in Russian)
16. Dermanova I.B. Trait anxiety scale (A.M. Prihozhan). In: Dermanovа I.B., ed. Diagnosis emotional and moral development. St. Petersburg; 2002: 64-71. (in Russian)
Поступила 29.01.14 Received 29.01.14
О ТОМАШУНАС В.М., АБАКУМОВ Е.В., 2014 УДК 613.771 (571.121)
Томашунас В.М.12,3, Абакумов Е.В.1
СОДЕРЖАНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ ПОЛУОСТРОВА ЯМАЛ И ОСТРОВА БЕЛЫЙ
1Санкт-Петербургский государственный университет, 199034, Санкт-Петербург; 2Арктический и антарктический научно-исследовательский институт, 199397, г. Санкт-Петербург; 3Ленинградский научно-исследовательский институт сельского хозяйства РАСХН, 188338, С.-Петербург и Ленинградская обл., д. Белогорка
В 2012 г. правительство Ямало-Ненецкого округа совместно с НИИ Арктики и Антарктики Росгидромета провело первую комплексную экспедицию по обследованию полуострова Ямал (КАЭМБ Ямал-Арктика 2012). Ключевыми участками наблюдений стали пос. Новый Порт, пос. Усть Юрибей и о-в Белый. К последнему участку сейчас привлечено максимальное внимание общественности, поскольку он выбран для начала осуществления программы по очистке Арктики от мусора и отходов, накопившихся в процессе функционирования полярной инфраструктуры. Пробы почв были отобраны из шурфов в августе 2012 г. Тяжелые металлы, а также содержание оксидов кремния, алюминия, железа, титана, марганца определялись на рентгенфлуоресцентном анализаторе «Спектроскан-МАКС». Полученные значения сопоставлялись с ОДК и ПДК принятыми в РФ. Так как накопление тяжелых металлов связано с их фиксацией органическим веществом почв, параллельно производилась оценка содержания органического углерода и азота на приборе VARIO EL III. Применение профильного подхода к изучению химического состава почв помогло установить среднеглубинные и глубокие надмерзлотные максимумы накопления приоритетных неорганических токсикантов и других тяжелых металлов. Это связано, скорее всего, с развитием двух групп почвенных процессов:
элювиально-иллювиальных и криогенного массообмена. В результате элювиально-иллювиальных процессов некоторые тяжелые металлы перераспределяются по профилю, аккумулируясь в средней части профиля. Между тем в тундровых почвах доминирующими являются процессы криогенного массобмена, приводящие к сильному перемешиванию почвенной толщи и накоплению некоторых компонентов химического состава в надмерзлотном или надмерзлотно-глеевом горизонте. Это главная причина второго максимума содержания тяжелых металлов в нижней части профилей почв. Проведенные исследования показывают, что, хотя чаще всего тяжелые металлы аккумулируются в верхних горизонтах почв, в случае тундровых почв процессы профильного перераспределения приводят к тому, что при поверхностном отборе проб происходит недооценка общих запасов веществ в почвенном профиле.
Ключевые слова: тяжелые металлы; почвы полуострова Ямал; тундровые биомы и их загрязнение.
Tomashunas V.M.1-3, Abakumov E.V.1 - THE CONTENT OF HEAVY METALS IN SOILS OF THE YAMAL PENINSULA AND THE BELY ISLAND
1Saint Petersburg state university, Saint Petersburg, Russian Federation, 199034; 2Arctic and Antarctic Reserch Institute, Saint Petersburg, Russian Federation, 199397; 3Leningrad Research Institute of Agriculture, settlement Belogorka, Leningrad region, Russian Federation, 188338
In 2012, for the first time the Government of the Yamal-Nenets region in conjunction with the Arctic and Antarctic Research Institute of RosHydromet, performed the first comprehensive expedition for the examination of the Yamal Peninsula (KAEMB Arctic Yamal-2012). As key observation plots there were selected: settlement Novy Port, Ust Yuribey and the Island Bely. To the last section now there is attracted the maximum attention of the public, because it is selected for the starting of the program for the cleaning up Arctic from the debris and the wastes accumulated during the process of the functioning ofpolar infrastructure. Soil samples were selected from the prospecting pits in August, 2012. Heavy metals, as well as the content of oxides of silicon, aluminum, iron, titanium, manganese were detected with X-ray fluorescent analyzer «Spectroscan-MAX. The values obtained were compared with the Approxible Permissible Concentrations and Maximum Allowable Concentrations adopted in Russia. Since the accumulation of heavy metals is related with their fixation by soil organic matter, concomitantly there was evaluated the content of organic carbon and nitrogen with the use of the device VARIO EL III. The application of the profile approach to the study of the chemical composition of soils helped to establish mid-ground and deep supra permafrost accumulation maximums of priority inorganic toxicants and other heavy metals. This is most likely related to the development of two groups of soil processes: eluvial-illuvial and cryogenic mass exchange. As a result of the eluvial-illuvial processes, some heavy metals are redistributed along the profile, and accumulating in the middle part of the profile. Meanwhile, in the tundra soils dominant processes are cryogenic mass exchange, leading to a strong mixing of the soil column and the accumulation of certain components in the chemical composition in the supra permafrost or suprapermafrost-gley horizon. This is the main reason for the second peak of the content of heavy metals in the bottom of the soil profiles. Performed studies show that although most heavy metals are accumulated in the upper soil horizons, in the case of tundra, soil profile redistribution processes lead to the fact that in the case of the surface sampling, there is underestimation of the total reserves of substances in the soil profile.
Key words: heavy metals; soils of the Yamal Peninsula; tundra biomes and their pollution.
Введение
Расширение антропогенного воздействия на ландшафты Ямала требует заблаговременного изучения компонентов естественных ландшафтов, еще незатронутых мощным промышленным освоением, но уже испытывающих косвенное негативное воздействие деятельности человека. Одним из таких компонентов является почвенный покров. Почва выполняет важнейшие функции перераспределения, аккумуляции и трансформации химических элементов, их форм и соединений в ландшафте [1]. Частным проявлением этих функций является взаимодействие почвенных компонентов с такой группой загрязняющих веществ, как тяжелые металлы [2]. Во многом характер этого взаимодействия (аккумуляция или вынос) зависит от свойств почвы и ее генетических горизонтов. Так, органическое вещество почв и глинистые минералы сорбируют такие металлы, как свинец, цинк, медь и другие, реакция среды определяет характер миграции (аккумуляции) элементов по профилю, свойства самого органического вещества определяет прочность связей с тяжелыми металлами [3, 4].
Большое влияние на распространение микроэлементов по профилю почвы играют почвообразующие процессы. В арктических почвах наиболее сильные процес-
Для корреспонденции: Абакумов Евгений Васильевич; [email protected]
For correspondence: AbakumovE.V., [email protected].
сы криогенного массообмена и процессы формирования надмерзлотного горизонта аккумуляции вещества [5]. Не менее важны процессы характерные почти для всех почв мира - процесс элювиально-иллювиальной дифференциации и глеевый [6]. В связи с этим наибольшее внимание в работе уделено профильному распределению наиболее токсичных и распространенных элементов. Из них наиболее значимы металлы первого класса опасности, а также ванадий, влияние которого в российских нормативных документах недооценено [7, 8].
Материалы и методы
Изучены пробы почв из различных районов северной части Ямало-Ненецкого автономного округа, представляющих почвы и почвенно-мерзлотный комплекс участка в районе пос. Усть-Юрибей (западная часть полуострова Ямал), участка на восточном берегу о-ва Белый и участка в окрестностях поселка Новый Порт (Восточный берег полуострова Ямал). Рассмотренные почвенные профили представляют почвы автоморф-ных участков на водоразделах, что позволяет снизить влияние латеральных процессов переноса вещества и рассмотреть исходные фоновые концентрации тяжелых металлов. По классификации и диагностике почв России 2004 г. данные профили относятся к кри-оземам оподзоленным (Усть-Юрибей, N 68°53,998, Е 69°29,261), псамоземам стратифицированным (о-в Белый, N 73°16,257, Е 71°32,872) и к торфяно-криоземам
Районы исследований.
1 - Новый порт; 2 - Усть-Юрибей; 3 - о-в Белый.
(Новый Порт, N 67°42,561, Е 72°56,218). Формулы профилей соотвественно представлены последовательностями горизонтов: Аое, CRh, FC, С1, С2,С3, С4 (Усть-Юрибей), W, АСг, С1, С2, С3, С4 (о-в Белый), О, Н, ACg, АСг, Cf, С (Новый Порт).
Эти почвы находятся на значительном расстоянии от крупных источников антропогенного загрязнения (промышленные порты, предприятия, газо- и нефтедобывающие комплексы), а также испытывают слабое воздействие ближайших населенных пунктов. Поэтому можно считать, что концентрации тяжелых металлов в этих почвах должны соответствовать фоновым для данного региона.
Пробы почв отбирались В.М. Томашунасом в ходе комплексной экспедиции морского базирования «Ямал-Арктика 2012» (КАЭМБ «Ямал-Арктика 2012»). Расположение ключевых участков показано на рисунке. Предварительная камеральная обработка проб (этике-тирование, сушка и упаковка) проводились в полевых лагерях и судовой лаборатории научно-исследовательского судна (НИС) «Профессор Молчанов».
Лабораторно-аналитические работы проводились в лаборатории кафедры почвоведения и экологии почв, кафедры прикладной экологии Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), в российско-немецкой лаборатории им. Отто Юльевича Шмидта (ОШЛ) [9] и лаборатории Центра лабораторных анализов и технических измерений (ЦЛАТИ) по Северо-За-
падному федеральному округу. После доставки образцов в лабораторию, они были повторно этикетированы и размещены для просушки в специально отведенном для этого помещении. Из высушенных до воздушно-сухого состояния образцов методом квартования была отобрана навеска около 200 г для последующих анализов. Для элементного анализа образцы растирали на вибрационной мельнице Retsch ММ внутри 2 корундовых камер с циркониевыми шариками до состояния пудры, на прочие виды анализов - в керамической ступке керамическим пестиком (ГОСТ 17.4.4.02-84) [12]. Влажность образцов измеряли на инфракрасном термогравиметрическом влагомере Sartorius МА-35 в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84. Значения реакции среды водной суспензии и солевой вытяжки (KCl) измерялись на стандартном рН-метре в соответствии с требованиями ГОСТ 26483-85 [14].
Тяжелые металлы, а также содержание оксидов SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, MnO определяли на рентгенфлуорес-центном анализаторе «Спектроскан-МАКС» в аккредитованной лаборатории ЦЛАТИ Росприроднадзора по Северо-Западному федеральному округу в соответствии с методикой изложенной в ПНД Ф 16.1.42-04 [15] и общими требованиями Г0СТ17.4.3.03-85 [12]. Полученные значения сравнивали с ОДК и ПДК, указанными в ГН 2.1.7.2511-09 [11], ГН 2.1.7.2041-06 [10] и СанПиН 42-128-4433-87 [16].
Таблица 1
Валовые формы элементов, в том числе и тяжелых металлов в криотурбированной оподзоленной почве (окрестности пос. Усть-Юрибей, разрез Y2)
Глубина, см Si, % А1, % Fe2Oз, % ТЮ2, % Гумус, % Е, % С,% N,»/0 МпО, мг/кг Sг, мг/кг РЬ, мг/кг А«, мг/кг Zn, мг/кг Си, мг/кг мг/кг Со, мг/кг Сг, мг/кг V, мг/кг
6-10 85,3 7,3 1,3 0,6 5,9 100,4 3,4 0,17 210 114 0 0 21 22 17 5 79 38
10-29 58,8 5,5 2,0 0,6 19,5 86,4 11,3 0,73 192 142 0 5 22 13 15 0 82 48
29-50 67,5 7,2 1,5 0,7 1,9 78,8 1,1 0,06 255 180 8 4 20 17 13 4 97 55
50-64 79,6 7,9 1,2 0,6 0,7 90,0 0,4 0,01 245 163 1 3 21 15 13 5 73 44
64-77 67,5 10,6 3,0 0,9 0,5 82,5 0,3 0,02 464 209 0 3 45 26 24 10 91 95
77-85 71,7 9,8 2,4 0,8 0,9 85,6 0,5 0,02 369 190 2 4 30 24 20 5 84 76
85-150 90,5 4,4 0,7 0,3 0,2 96,1 0,1 0,00 157 109 0 2 16 17 10 5 63 17
ПДК* 1500 150
ОДК** 32 2 55 33 20
Примечание. Здесь и в табл. 2, 3: * - предельно допустимые концентрации по ГН 2.1.7.2041-06; ** центрации по ГН 2.1.7.2511-09.
- ориентировочно допустимые кон-
Используемый метод определения валового состава почв основан на зависимости интенсивности рентгеновского флуоресцентного (характеристического) излучения от содержания элемента в подготовленной пробе. Флуоресцентное излучение возбуждается первичным излучением рентгеновской трубки (РТ). Массовую долю компонентов определяют с помощью предварительно построенных градуировочных характеристик (ГХ), представляющих собой экспериментальную зависимость массовой доли определяемого компонента от аналитического сигнала. Аналитический сигнал представляет собой скорость счета электрических импульсов датчика на линии флуоресцентного излучения, откорректированную на дрейф. Взаимное влияние элементов и матричные эффекты учитываются нормировкой аналитического сигнала на линиях флуоресцентного излучения определяемых компонентов на интенсивность характеристического излучения анода рентгеновской трубки, а также подбором (с помощью программного обеспечения) соответствующего аналитического вида ГХ. Каждый анализ включает два параллельных определения, выполняемых с двумя образцами подготовленной пробы.
Содержание биогенных элементов (С и К), а также их соотношение определяли на Анализаторе VARЮELIII в ОШЛ Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ). Анализатор
VARЮELШ работает по принципу сжигания образца в каталитической колонке в обогащенной кислородом атмосфере при высокой температуре. Получаемые в процессе сжигания газы освобождаются от примесей, в частности от летучих галогенов. Измеряемые компоненты отделяются друг от друга с помощью абсорбционных колонок и определяются последовательно с помощью детектора термосопротивления. Подробная методика измерения изложена в рабочей инструкции [8].
Результаты и обсуждение
Данные о валовом элементном составе рассмотренных почв представлены в табл. 1, 2, 3. Анализ валового состава почв показывает слабо выраженную элювиально-иллювиальную дифференциацию почвенных профилей, что подтверждается более ранними данными (Василевская, 1980). Из этой группы процессов в изученных почвах преобладает иллювиирование соединений железа и алюминия, способствующее формированию горизонтов с повышенным содержанием этих элементов. Еще одним мощным фактором перераспределения элементов по профилю являются процесс торфонакопле-ния, доминирующий на Ямале, и процессы, приводящие к образованию погребенных оторфованных горизонтов. Торф является мощным сорбентом микроэлементов и, как видно из табл. 1, 2, пики содержания большинства тяжелых металлов совпадают с максимумами содержа-
Таблица 2
Валовые формы элементов, в том числе и тяжелых металлов в псамоземе стратифицированном (о. Белый, разрез BEL1)
Глубина, см Si, % А1, % Fe2Oз, % тю2, % Гумус, % Е, % С,% К,% МпО, мг/кг Sг, мг/кг РЬ, мг/кг А«, мг/кг Zn, мг/кг Си, мг/кг мг/кг Со, мг/кг Сг, мг/кг V, мг/кг
0-5 88,7 3,2 0,9 0,5 1,7 95,0 1,0 0,0 198 109 0 4 29 20 16 8 75 25
5-10 92,4 2,8 0,6 0,2 0,9 96,9 0,5 0,0 105 92 0 2 12 11 8 5 57 11
15-20 75,5 3,9 0,7 0,3 1,3 81,7 0,8 0,0 103 128 1 4 12 12 10 5 64 15
20-45 82,7 6,1 0,9 0,4 0,2 90,3 0,1 0,0 170 178 0 2 14 15 12 6 67 20
45-54 60,1 8,4 2,0 0,7 9,3 80,5 5,4 0,3 216 152 0 3 32 33 38 0 109 80
54-110 58,6 3,6 0,9 0,5 0,1 63,7 0,1 0,0 191 157 14 5 18 21 15 6 66 30
110-290 95,8 6,4 0,9 0,4 0,1 103,6 0,1 0,0 245 149 0 2 16 19 14 11 65 25
ПДК* 1500 15
ОДК** 32 2 55 33 20 0
Таблица 3
Валовые формы элементов, в том числе и тяжелых металлов в почве района пос. Новый Порт (разрез NPORT1)
Глубина, см Si, % А1, % Fe2Oз, % ТЮ2, % Гумус, % Е, % С,% N,»/0 МпО, мг/кг Sг, мг/кг РЬ, мг/кг А«, мг/кг Zn, мг/кг Си, мг/кг мг/кг Со, мг/кг Сг, мг/кг V, мг/кг
0-10 10-17 17-20 20-30 30-50 50-60 60-75 ПДК* ОДК**
38,8 38,8 38,4 55,1 66,7
71.1
80.2
0,6 0,6 3,8 8,5 10,3 11,5 6,4
1,4 2,2
0,3 0,4
23,9 28,9 16,0 4,7 2,4 0,4 0,6
65,0 70,9
58.2
68.3
79.4 83,0 87,2
13,9 16,8
9.3 2,7
1.4 0,2 0,4
0,37 0,76 0,44 0,08 0,05 0,01 0,02
99 125
109 129
23 23
6 12
12 20
65 74
13 41
1500
150
32
2
55
33
20
ния органического вещества. Особенно выражена эта связь в песчаных почвах о. Белый (см. табл. 2), где практически отсутствует другой сорбент тяжелых металлов - глинистые минералы. В профиле псамозема имеются два гумусовых горизонта - поверхностный (0-5 см) и надмерзлотный (45-54 см) с содержанием гумуса около 2% и более 9% соответственно. На эти горизонты приходятся максимумы накопления железа, титана, марганца, цинка, меди, никеля, хрома и ванадия с наибольшими концентрациями в нижнем горизонте. Так, для меди и никеля на глубине 45-54 см обнаружены концентрации, превышающие ОДК для этих элементов в песчаных почвах. Отсутствие локальных антропогенных источников тяжелых металлов и невозможность аэрального происхождения загрязнения на такой глубине, позволяет сделать вывод о литогенном происхождении этих элементов с дальнейшим перераспределением концентраций в результате почвенных процессов. Наибольшее влияние на динамику элементов в этих условиях оказывают элювиально-иллювиальный процесс и процесс подтягивания почвенного раствора мерзлотным горизонтом. Распределение свинца и мышьяка в профиле не связано с органическим веществом и имеет только литогенную обусловленность. Превышение концентраций мышьяка следует отнести к региональным особенностям почво-образующих пород.
В профиле супесчаной почвы на водоразделе реки Юрибей явной связи распределения тяжелых металлов и органического вещества не наблюдается (см. табл. 1). Значения концентраций микроэлементов в верхней тол-
Оценка загрязнения почв тяжелыми металлами
ще (до 64 см) для каждого отдельного элемента находятся в узких диапазонах без очевидной дифференциации. На глубине 64-77 см происходит резкое увеличение содержания практически всех микроэлементов (кроме свинца и мышьяка), а также резкое уменьшение содержания кремнезема наряду с относительным возрастанием концентраций полуторных оксидов. Приведенные данные позволяют диагностировать на глубине 64-77 см иллювиальный горизонт накопления элементов из верхней части профиля. Морфологическое описание данного горизонта, а именно наличие железистых стяжений свидетельствует о сезонном застое влаги на данной глубине, наличии горизонта верховодки и формировании временного геохимического (окислительно-восстановительного) барьера, что также является фактором накопления элементов. На этих глубинах и в следующем интервале (77-85 см) обнаружены концентрации никеля, превышающие значения ОДК, что, как и в случае с разрезом на о-ве Белый, не является фактом антропогенного загрязнения местности. Повышенные концентрации мышьяка имеют тот же генезис, что в профиле псамозема на о-ве Белый. Отсутствие дифференциации микроэлементного состава в верхней части профиля является причиной активных процессов криотурбации, диагностируемых по морфологическим особенностям (вихреватый рисунок почвенной массы, наличие фрагментарных горизонтов).
Разрез супесчаной почвы в районе пос. Новый Порт не рассмотрен по профильному принципу, однако анализ верхних горизонтов позволяет выделить связанное с увеличением содержания органического углерода повы-
Таблица 4
Химическое вещество Пос. Усть-Юрибей О-в Белый Пос. Новый Порт
Класс опасности Кратность превышения ПДК Мощность загрязненного слоя, см Уровень загрязнения Кратность превышения ПДК Мощность загрязненного слоя, см Уровень загрязнения Кратность превышения ПДК Мощность загрязненного слоя, см Уровень загрязнения
1-й А« 1-2,5 140 2-й низкий 1-2,5 290 2-й низкий 2-2,5 17 2-й низкий
РЬ <ПДК 0 1-й допустимый <ПДК 0 1-й допустимый <ПДК 0 1-й допустимый
гп <ПДК 0 То же <ПДК 0 То же <ПДК 0 То же
2-й N1 1-1,25 19 2-й низкий 1,9 9 2-й низкий 1 7 2-й низкий
Си <ПДК 0 1-й допустимый 1 9 То же <ПДК 0
3-й V <ПДК 0 То же <ПДК 0 1-й допустимый <ПДК 0 1-й допустимый
Мп <ПДК 0 <ПДК 0 То же <ПДК 0 То же
шение концентраций микроэлементов. Так же как и для предыдущих разрезов, отмечены повышенные концентрации мышьяка и никеля (см. табл. 3).
Оценка загрязнения почв показала наличие загрязнения мышьяком (как правило, по всему профилю), медью и никелем (отдельные слои). Уровень загрязнения не превышает второй с качественной характеристикой низкий, кратность превышения ПДК не более 2,5 (табл. 4).
Заключение
На основе проведенных исследований выявлены особенности распределения тяжелых металлов в почвах Ямала, определены процессы, обусловливающие миграцию и аккумуляцию элементов в почвенном профиле. Главной общей чертой рассмотренных почв является повышенное содержание мышьяка и никеля, свидетельствующее о повышенном региональном фоне.
Основные почвенные процессы влияющие на профильное распределение тяжелых металлов, можно разделить на две группы: неспецифические (процессы происходящие в почвах любых природных зон) и специфические (процессы обусловленные характером географического района). К неспецифическим процессам относятся процессы сорбции элементов гумусовым веществом и торфом, элювиально-иллювиальные процессы, к специфическим - процессы мерзлотного массообмена (криотурбация) и процесс подтягивания почвенного раствора к нижнему фронту промерзания с формированием надмерзлотного горизонта.
Проведенное исследование показывает преимущество профильного подхода к оценке загрязнения почв над исследованием исключительно поверхностной толщи (до 20 см). Такой подход позволяет более адекватно оценить глубину загрязнения, причину, генезис, а также дать прогноз о поведении загрязнителя в почве.
Работа выполнена при поддержке РФФИ № 13-04-00843-а и СПбГУ, мероприятие 1, Проведение фундаментальных исследований по актуальной междисциплинарной тематике (комплексные проекты) грант № 1.37.151.2014. Работа осуществлялась в рамках КАЭМБ Ямал-Арктика-2012 (Правительство Ямало-Ненецкого автономного округа и ГУ ААНИИ Росгидромета)
Литература (пп. 2-4, 7 - см. References)
I. Абакумов Е.В., Лодыгин Е.Д., Габов Д.А., Томашунас В.М. Содержание полициклических ароматических углеводородов в почвах Антарктиды на примере российских полярных станций. Гигиена и санитария. 2014, 1: 30-4.
5. Горячкин С.В. Почвенный покров Севера (структура, генезис, экология, эволюция). М.: ГЕОС; 2010.
6. Васильевская В.Д. Почвообразование в тундрах Средней Сибири. М.: Наука; 1980.
8. Водяницкий Ю.Н., Ладонин Д.В., Савичев А.Т. Загрязнение почв тяжелыми металлами. М.: Изд-во МГУ; 2012.
9. Чурун В.Н. Пособие по определению органического углерода и азота на анализаторе VarioELIII, Elementar, Германия. СПб.; 2012.
10. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве.
II. ГН 2.1.7.2511-09. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве.
12. ГОСТ 17.4.3.03-85. Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ.
13. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбо-
ра и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.
14. ГОСТ 26483-85. Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее рН по методу ЦИНАО.
15. ПНД Ф 16.1.42-04. Методика выполнений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв рентгенофлуоресцентным методом. М-049-П/10.
16. СанПиН 42-128-4433-87. Санитарные нормы допустимых концентраций химических веществ в почве.
References
1. Abakumov E.V., Lodygin E.D., Gabov D.A., Tomashunas V.M. Soderzhanie politsiklicheskikh aromaticheskikh uglevodorodov v pochvakh Antarktidy na primere rossiyskikh polyarnykh stantsiy. Gigiena i sanitariya. 2014; 1: 30-4. (in Russian)
2. Gulinska J., Rachlewicz G., Szczucinski W. et al. Soil Contamination in High Arctic Areas of Human Impact, Central Spitsbergen, Svalbard. Pol. J. Environ. Stud. 2003; 12 (6): 701-7.
3. Pokrovsky O.S., Schott J., Dupre B. Basalt weathering and trace elements migration in the boreal Arctic zone. J. Geochem. Explor. 2003; 88: 304-7.
4. Antcibor I., Eschenbach A., Zubrzycki S., Kutzbach L. et al. Trace metal distribution in pristine permafrost-affected soils of the Lena River delta and its hinterland, Northern Siberia, Russia. Biogeosciences. 2014; 11: 1-15.
5. Goryachkin S.V Soil cover of the North (structure, genesis, ecology, evolution. [Pochvennyy pokrov Severa (struktura, genezis, ekologiya, evolyutsiya]. Moscow: GEOS; 2010. (in Russian)
6. Vasil'evskaya V.D. Soil formation in the Western Siberian tundras. [Pochvoobrazovanie v tundrakh Sredney Sibiri]. Moscow: Nauka; 1980. (in Russian)
7. Selim H.M., Sparks D.L. Heavy metals release in soils. Boca Raton, Florida, USA: Lewiss Publishers; 2001.
8. Vodyanitskiy Yu.N., Ladonin D.V., Savichev A.T. Soil contamination by heavy metals. [Zagryaznenie pochv tyazhelymi metallami]. Moscow: Izd. MGU; 2012. (in Russian)
9. Churun VN. The manual on determination of carbon and nitrogen on VarioELIII, Elementar Cerman analyzer [Posobie po opredeleniyu organicheskogo ugleroda i azota na analizatore VarioELIII, Elementar, Germaniya]. St. Petersburg; 2012. (in Russian)
10. GN 2.1.7.2041-06. Maximum allowable concentrations of chemical substances in soils. [Predel'no dopustimye kontsentratsii (PDK) khimicheskikh veshchestv v pochve]. (in Russian)
11. GN 2.1.7.2511-09. Approximate allowable concentrations of chemical substances in soils. [Orientirovochno dopustimye kontsentratsii (ODK) khimicheskikh veshchestv v pochve]. (in Russian)
12. GOST 17.4.3.03-85. Nature protection. Soils. General requirements to methods of determination of pollutants. [Okhrana prirody. Pochvy. Obshchie trebovaniya k metodam opredeleniya zagryaznyayushchikh veshchestv]. (in Russian)
13. GOST 17.4.4.02-84. Nature protection. Methods of sampling for chemical, bacteriological and gelmintological analyses. [Okhrana prirody. Pochvy. Metody otbora i podgotovki prob dlya khimicheskogo, bakteriologicheskogo, gel'mintologicheskogo analiza]. (in Russian)
14. GOST 26483-85. Pochvy. Prigotovlenie solevoy vytyazhki i opredelenie ee pH po metodu CINAO. (in Russian)
15. PND F 16.1.42-04. Methods of identification of mettalls content in powdred samples on the base of X-ray fluorescent method. [Metodika vypolneniy massovoy doli metallov i oksidov metallov v poroshkovykh probakh pochv rentgenofluorestsentnym metodom. M-049-P/10]. (in Russian)
16. SanPiN 42-128-4433-87. Sanitary norms for available concentrations of chemical compounds in soils. [Sanitarnye normy dopustimykh kontsentratsiy khimicheskikh veshchestv v pochve]. (in Russian)
Поступила 20.02.14 Received 20.92.12
