Научная статья на тему 'Способы трансформации тяжелых металлов в почвах агломерации Волгоград-Волжский'

Способы трансформации тяжелых металлов в почвах агломерации Волгоград-Волжский Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
226
32
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
СВЕТЛО-КАШТАНОВАЯ И АЛЛЮВИАЛЬНАЯ ПОЧВА / ВАЛОВАЯ / ПОДВИЖНАЯ / ВОДОРАСТОРИМАЯ И СОРБИРОВАННАЯ ФОРМЫ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (ТМ) / ВОДНАЯ ВЫТЯЖКА / ТЕРМОДЕСОРБЦИЯ / LIGHT-BROWN AND ALLUVIAL SOIL / GROSS / MOBILE / WATER-SOLUBLE AND SORBATE FORMS OF HEAVY METALS (HM) / WATER EXTRACTION / THERMAL DESORPTION

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Заикина Вероника Николаевна, Околелова Алла Ароновна, Корчагина Мария Павловна

Актуальность и цели. Основной причиной значительного потока поллютантов (тяжелых металлов и др.), поступающего в почвы агломерации Волгоград-Волжский является огромное количество антропогенных источников загрязнения окружающей среды (промышленные предприятия, транспортные магистрали, АЗС и др.). Поэтому научный и практический интерес представляет проведение мониторинга содержания тяжелых металлов (ТМ) различных форм в почвах вблизи источников антропогенного воздействия на экосистемы, необходимого для разработки эффективных и экологически безопасных мероприятий для снижения так называемого «металлического пресса». Материалы и методы. Отбор образцов светло-каштановых и аллювиальных почв для анализа проводили на территории г. Волжского Волгоградской области (АЗС № 1 и 3, Речпорт) в 2015-2017 гг. В исследуемых образцах были определены концентрации валовой, подвижной и впервые водорастворимой и сорбированной форм тяжелых металлов (ТМ). Концентрации водорастворимой формы ТМ были определены в водных вытяжках из почв, а их сорбированной формы в почвенных образцах, подвергшихся воздействию повышенных температур и давления в автоклаве. Результаты и выводы. В работе приведен сравнительный анализ концентраций валовых, подвижных, водорастворимых и сорбированных форм тяжелых металлов (Cu, Zn и Ni) и их процентное содержание по отношению к валовым формам. При анализе исследуемых данных видно, что в почвах преобладает цинк, меньше всего меди. В почве Речпорта максимальны концентрации валовых форм Cu и Ni и сорбированной формы Ni и минимальны концентрации валовой формы Zn, подвижных форм Ni, сорбированных форм Cu и Zn. В почве АЗС № 3 выявлено большее содержание валовой формы Zn и подвижных форм Cu и Zn и меньшее содержание валовых форм Cu и Ni, водорастворимой формы Cu и сорбированной формы Ni. В почве АЗС № 1 обнаружена наибольшая концентрация водорастворимой формы Cu, сорбированной формы Zn и подвижной формы Ni. Количество ТМ, закрепленных в минералах, во всех почвах больше, чем содержание подвижных и водорастворимых, это подтверждает высокие протекторные свойства почв. Подвижных фракций ТМ в 3-13 раз меньше, чем их валовых форм, водорастворимых в 2-10 раз меньше, чем подвижных. Фракций, выделенных после термодесорбции, в 2-4 раза меньше валового содержания ТМ.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Заикина Вероника Николаевна, Околелова Алла Ароновна, Корчагина Мария Павловна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

METHODS OF TRANSFORMATION OF HEAVY METALS IN THE SOILS OF THE AGGLOMERATION OF VOLGOGRAD-VOLZHSKY

Background. The main reason of substantial flow of pollutants (heavy metals, etc.), entering the soil agglomeration of Volgograd-Volzhskiy is a huge amount of anthropogenic sources of environmental pollution (industrial plants, highways, gas stations, etc.). Therefore, scientific and practical interest is the monitoring of content of heavy metals (HM) of various forms in soils of various genesis in close proximity to sources of anthropogenic impact on ecosystems, required to develop efficient and environmentally friendly measures to reduce the “metal press”. Material and methods. The samples are light brown and alluvial soils for analysis was carried out on the territory of Volzhsky of the Volgograd region (the gas station number 1 and number 3, the river port) in 2015-2017. In the samples was determined the concentration of gross, mobile, water-soluble and sorbate forms of heavy metals. The concentration of water soluble forms of TM were determined in water extracts from soils, and their sorbate forms in soil samples exposed to elevated temperature and pressure in an autoclave... Background. The main reason of substantial flow of pollutants (heavy metals, etc.), entering the soil agglomeration of Volgograd-Volzhskiy is a huge amount of anthropogenic sources of environmental pollution (industrial plants, highways, gas stations, etc.). Therefore, scientific and practical interest is the monitoring of content of heavy metals (HM) of various forms in soils of various genesis in close proximity to sources of anthropogenic impact on ecosystems, required to develop efficient and environmentally friendly measures to reduce the “metal press”. Material and methods. The samples are light brown and alluvial soils for analysis was carried out on the territory of Volzhsky of the Volgograd region (the gas station number 1 and number 3, the river port) in 2015-2017. In the samples was determined the concentration of gross, mobile, water-soluble and sorbate forms of heavy metals. The concentration of water soluble forms of TM were determined in water extracts from soils, and their sorbate forms in soil samples exposed to elevated temperature and pressure in an autoclave. Results and conclusions. In work the comparative analysis of concentrations of gross, mobile, water-soluble and sorbate forms of heavy metals (Cu, Zn and Ni) and their percentage in relation to their gross forms. When analyzing the test data it is obvious that in soils dominated by zinc, less copper. In the soil of river port detected maximum concentrations of total forms of Cu and Ni and sorbing form of Ni and minimum concentrations of the gross forms of Zn, the mobile forms of Ni, sorbing forms of Cu and Zn. The number of TM enshrined in the minerals in all soils more than the maintenance of mobile and water-soluble. Motile fractions of HM in 3-13 times less than their total forms. Water-soluble fractions of HM 2-10 times less than moving. Fractions isolated after thermal desorption 2-4 times less than the total content of TM. function show_eabstract() { $('#eabstract1').hide(); $('#eabstract2').show(); $('#eabstract_expand').hide(); } ▼Показать полностью

Текст научной работы на тему «Способы трансформации тяжелых металлов в почвах агломерации Волгоград-Волжский»

УДК 631.4

Б01 10.21685/2307-9150-2018-2-5

В. Н. Заикина, А. А. Околелова, М. П. Корчагина

СПОСОБЫ ТРАНСФОРМАЦИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ АГЛОМЕРАЦИИ ВОЛГОГРАД-ВОЛЖСКИЙ

Аннотация.

Актуальность и цели. Основной причиной значительного потока поллю-тантов (тяжелых металлов и др.), поступающего в почвы агломерации Волгоград-Волжский является огромное количество антропогенных источников загрязнения окружающей среды (промышленные предприятия, транспортные магистрали, АЗС и др.). Поэтому научный и практический интерес представляет проведение мониторинга содержания тяжелых металлов (ТМ) различных форм в почвах вблизи источников антропогенного воздействия на экосистемы, необходимого для разработки эффективных и экологически безопасных мероприятий для снижения так называемого «металлического пресса».

Материалы и методы. Отбор образцов светло-каштановых и аллювиальных почв для анализа проводили на территории г. Волжского Волгоградской области (АЗС № 1 и 3, Речпорт) в 2015-2017 гг. В исследуемых образцах были определены концентрации валовой, подвижной и впервые - водорастворимой и сорбированной форм тяжелых металлов (ТМ). Концентрации водорастворимой формы ТМ были определены в водных вытяжках из почв, а их сорбированной формы - в почвенных образцах, подвергшихся воздействию повышенных температур и давления в автоклаве.

Результаты и выводы. В работе приведен сравнительный анализ концентраций валовых, подвижных, водорастворимых и сорбированных форм тяжелых металлов (Си, 2п и N1) и их процентное содержание по отношению к валовым формам. При анализе исследуемых данных видно, что в почвах преобладает цинк, меньше всего меди. В почве Речпорта максимальны концентрации валовых форм Си и N1 и сорбированной формы N1 и минимальны концентрации валовой формы 2п, подвижных форм N1, сорбированных форм Си и 2п. В почве АЗС № 3 выявлено большее содержание валовой формы 2п и подвижных форм Си и 2п и меньшее содержание валовых форм Си и N1, водорастворимой формы Си и сорбированной формы N1. В почве АЗС № 1 обнаружена наибольшая концентрация водорастворимой формы Си, сорбированной формы 2п и подвижной формы N1. Количество ТМ, закрепленных в минералах, во всех почвах больше, чем содержание подвижных и водорастворимых, это подтверждает высокие протекторные свойства почв. Подвижных фракций ТМ в 3-13 раз меньше, чем их валовых форм, водорастворимых - в 2-10 раз меньше, чем подвижных. Фракций, выделенных после термодесорбции, в 2-4 раза меньше валового содержания ТМ.

Ключевые слова: светло-каштановая и аллювиальная почва; валовая, подвижная, водорасторимая и сорбированная формы тяжелых металлов (ТМ); водная вытяжка; термодесорбция.

© 2018 Заикина В. Н., Околелова А. А., Корчагина М. П. Данная статья доступна по условиям всемирной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License (http://creativecommons.org/licenses/by/ 4.0/), которая дает разрешение на неограниченное использование, копирование на любые носители при условии указания авторства, источника и ссылки на лицензию Creative Commons, а также изменений, если таковые имеют место.

V. N. Zaikina, A. A. Okolelova, M. P. Korchagina

METHODS OF TRANSFORMATION OF HEAVY METALS IN THE SOILS OF THE AGGLOMERATION OF VOLGOGRAD-VOLZHSKY

Abstract.

Background. The main reason of substantial flow of pollutants (heavy metals, etc.), entering the soil agglomeration of Volgograd-Volzhskiy is a huge amount of anthropogenic sources of environmental pollution (industrial plants, highways, gas stations, etc.). Therefore, scientific and practical interest is the monitoring of content of heavy metals (HM) of various forms in soils of various genesis in close proximity to sources of anthropogenic impact on ecosystems, required to develop efficient and environmentally friendly measures to reduce the "metal press".

Material and methods. The samples are light brown and alluvial soils for analysis was carried out on the territory of Volzhsky of the Volgograd region (the gas station number 1 and number 3, the river port) in 2015-2017. In the samples was determined the concentration of gross, mobile, water-soluble and sorbate forms of heavy metals. The concentration of water soluble forms of TM were determined in water extracts from soils, and their sorbate forms in soil samples exposed to elevated temperature and pressure in an autoclave.

Results and conclusions. In work the comparative analysis of concentrations of gross, mobile, water-soluble and sorbate forms of heavy metals (Cu, Zn and Ni) and their percentage in relation to their gross forms. When analyzing the test data it is obvious that in soils dominated by zinc, less copper. In the soil of river port detected maximum concentrations of total forms of Cu and Ni and sorbing form of Ni and minimum concentrations of the gross forms of Zn, the mobile forms of Ni, sorbing forms of Cu and Zn. The number of TM enshrined in the minerals in all soils more than the maintenance of mobile and water-soluble. Motile fractions of HM in 3-13 times less than their total forms. Water-soluble fractions of HM 2-10 times less than moving. Fractions isolated after thermal desorption 2-4 times less than the total content of TM.

Key words: light-brown and alluvial soil; gross, mobile, water-soluble and sorbate forms of heavy metals (HM); water extraction; thermal desorption.

На почвенный покров городов оказывается сильнейшее антропогенное воздействие. Большие площади урболандшафтов запечатаны и экранированы асфальтовыми покрытиями, а их открытые участки неуклонно деградируют. При этом наблюдается ежегодное накопление поллютантов, доминирующими среди которых являются тяжелые металлы, обладающие явным канцерогенным действием [1].

Тяжелые металлы в почвах могут содержаться в водорастворимом, ионообменном и непрочно адсорбированном состоянии. В водорастворимую фракцию переходят свободные ионы металлов и их растворимые комплексы с неорганическими анионами или органическими лигандами различной прочности. Они, как правило, представлены хлоридами, нитратами, сульфатами и органическими комплексными соединениями, которые могут составлять до 99 % от общего их количества [2]. Обменная фракция представлена обменно-сорбируемыми соединениями ТМ, связанными с различными составляющими почвы: глинистыми минералами, гидроксидами Fe, Al, Mn, Sn, органическим

веществом. Во фракцию, связанную с Fe, Mn, входят металлы, образующие прочные поверхностные комплексы. К фракциям, связанным с органическим веществом, относятся металлы, образующие с ними прочные металооргани-ческие соединения. К адсорбированной фракции относят прочносвязанные ТМ, входящие в кристаллическую решетку первичных и вторичных минералов почвы и неспособные переходить в раствор в природных условиях. К ионообменной фракции относят часть микроэлементов в составе карбонатов, органических и аморфных веществ в виде гидроксидов Fe и Mn [3].

Цель работы - изучение особенностей закрепления тяжелых металлов в почвах агломерации, изменения их концентрации в почве под воздействием кислот (подвижная форма), дистиллированной воды (водорастворимая форма), повышенных температур и давления в ходе автоклавирования - термодесорбции (сорбированная форма).

Материалы и методы исследования

Объекты исследования расположены на территории агломерации Волгоград-Волжский. Их можно разделить по типу почв: светло-каштановая песчаная почва: АЗС № 3 г. Волжского, автодорога № 7/13, в 300 м от сталеплавильного цеха ОАО «Волжский трубный завод»; светло-каштановая глинистая почва: АЗС № 1, г. Волжского, автодорога № 7/11, в 800 м от ОАО «Волжский трубный завод»; аллювиальная дерновая песчаная почва: Речпорт г. Волжского, в 3 км от Волжской ГЭС. Отбор проб и подготовку почв к анализу проводили по ГОСТу 17.4.3.01-83.

Анализ валового состава тяжелых металлов (Zn, Ni и Cu) в почвенных образцах проводили рентгенофлуоресцентным методом на приборе «Спект-роскан МАКС-GV» согласно ГОСТ 33850-2016, погрешность прибора - 0,5 %.

Также проводили анализ подвижных форм элементов: Zn, Ni, Cu методом атомно-абсорбционной спектрометрии по МУ ЦИНАО 1992 в лаборатории «Агрохимия» Волгограда, погрешность - 15-20 %.

Сорбированные формы. Процесс термической десорбции тяжелых металлов изучали при проведении автоклавирования в автоклаве MLS - 3020 U (SANVO, Япония) при 1,5 атм (122 °С) и прогревали в сухожаровом шкафу ШС-80-01 при 170 °С в течение 40 мин в соответствии с ГОСТ 9586-75 (ИУС 8-88) [4]. Валовые формы Zn, Ni и Cu после термодесорбции определили методом атомно-абсорбционной спектрометрии на атомно-абсорбционном спектрометре «МГА-915» по МУ ЦИНАО 1992, погрешность - 15-20 %.

Водорастворимые формы. Водную вытяжку получали согласно ГОСТ 26423-85 [5]: 50 г воздушно-сухой почвы количественно переносили в колбу, добавляли 250 мл дистиллированной воды. Емкость энергично встряхивали 3 мин. По окончании взбалтывания всю суспензию почвы фильтровали. Содержание водорастворимых форм тяжелых металлов: Cu -на приборе «Спектрофотометр UNICO 2100» фотометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:48-96 (изд. 2011 г.), погрешность - 20-30 %, Zn - на анализаторе жидкости «Флюорат-02-3М» флуориметрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:4.183-2002 (изд. 2014 г.), погрешность - 20-30 %, Ni - на приборе «Спектрофотометр UNICO 2100», фотометрическим методом по ПНД Ф 14.1:2:4.202-03 (изд. 2011 г.), погрешность - 20-30 %.

Результаты и обсуждение

Ученые выделяют пять механизмов закрепления тяжелых металлов в комплексах почв: образование внешнесферных поверхностных и многоядерных, внутрисферных изолированных, а также гомогенное осаждение и диффузия в решетку почвенного минерала [6-18].

Концентрации валовой, подвижной и водорастворимой и сорбированных форм ТМ в почвах агломерации Волгоград-Волжский представлены в табл. 1 и 2 и на рис. 1.

Таблица 1

Концентрация валовой, подвижной и водорастворимой форм ТМ в почвах агломерации Волгоград-Волжский, мг/кг

Содержание ТМ, мг/кг

Объекты и тип почвы Валовая форма Подвижная форма Водорастворимая форма

Cu Zn Ni Cu Zn Ni Cu Zn Ni

ПДК 33 100 20 3 23 4 - - -

АЗС № 1, светло-каштановая 55,34 77,06 55,79 10,11 13,13 5,80 2,26 3,73 2,00

глинистая почва

АЗС № 3, светло-каштановая 43,32 162,09 37,33 15,90 56,30 5,11 1,59 5,93 2,00

песчаная почва

Речпорт, аллювиальная 64,13 73,77 65,12 7,04 7,80 5,10 2,08 3,70 2,00

песчаная почва

Среднее 54,26 104,31 52,75 11,02 25,74 5,34 1,98 4,45 2,00

Таблица 2

Концентрация (мг/кг) валовых и сорбированных форм ТМ в почвах агломерации Волгоград-Волжский

Объект Cu Zn Ni

валовая форма сорбированная форма валовая форма сорбированная форма валовая форма сорбированная форма

ПДК 33 100 20

АЗС № 1, светло-каштановая глинистая почва 55,34 28,40 77,06 77,06 55,79 29,60

АЗС № 3, светло-каштановая песчаная почва 43,32 20,40 162,09 75,80 37,33 25,60

Речпорт, аллювиальная песчаная почва 64,13 16,40 73,77 42,40 65,12 40,80

Среднее 54,26 21,73 104,31 65,09 52,75 32,00

Примечание. Сорбированная форма ТМ - валовая форма ТМ после термодесорбции.

Из анализа данных, представленных в табл. 1, видно, что превышение ПДК валовых и подвижных форм Си (в 1,31-1,94 и 2,35-5,30 раза соответственно) и N1 (в 1,87-3,26 и 1,27-1,45 раза соответственно) выявлено в почвах всех исследуемых объектов, а валовой и подвижной форм 2п - только в светло-каштановой почве АЗС № 3 (в 1,62 и 2,45 раза соответственно).

Рис. 1. Концентрации разных форм тяжелых металлов в светло-каштановых и аллювиальных почвах агломерации Волгоград-Волжский.

Обозначения: вал, под, вод, сорб - валовая, подвижная, водорастворимая и сорбированная формы тяжелого металла в почве

Медь. Максимальная концентрация ее валовой формы характерна для аллювиальной песчаной почвы Речпорта (64,13 мг/кг), минимальная - в светло-каштановой песчаной почве АЗС № 3 (43,32 мг/кг). Наибольшая концентрация ее подвижной формы обнаружена в почве АЗС № 3 (15,90 мг/кг), наименьшая - в почве Речпорта (7,04 мг/кг). Водорастворимые формы преобладают в светло-каштановой глинистой почве АЗС № 1 (2,26 мг/кг), меньше всего их в почве АЗС № 3 (1,59 мг/кг).

Цинк. Наибольшая концентрация его валовой формы отмечена в почве АЗС № 3 (162,09 мг/кг), наименьшая - в почве Речпорта (73,77 мг/кг). Максимальное содержание его подвижной формы обнаружено в почве АЗС № 3 (56,30 мг/кг), минимальное - в почве Речпорта (7,80 мг/кг). Водорастворимых форм больше всего в почве АЗС № 3 (5,93 мг/кг), наименьшее их количество выявлено в почве Речпорта (3,70 мг/кг).

Никель. Этот тяжелый металл в большей степени сосредоточен в почве Речпорта (65,12 мг/кг), в меньшей - в почве АЗС № 3 (37,33 мг/кг),

подвижные формы - соответственно в почве АЗС № 1 и почве Речпорта. Содержание водорастворимых форм никеля в почвах всех объектов одинаково и равно 2 мг/кг, не зависит от типа почв, гранулометрического состава и общего накопления элемента.

В целом концентрации меди и цинка не превышают ПДК на всех проанализированных объектах. Исключение составляет только сорбированная форма N1, концентрация которого превышает ПДК в 1,28-2,04 раза на всех объектах.

Закрепленная минералами фракция Си превалирует в почве АЗС № 3 (20,40 мг/кг), несколько обеднена ими почва Речпорта (16,40 мг/кг). Концентрация меди после термодесорбции уменьшилась на 22,92-47,73 мг/кг.

Максимальное количество форм цинка, связанных в комплексы с минералами, обнаружено в почве АЗС № 1 (77,06 мг/кг), минимальное - в почве Речпорта (42,40 мг/кг). Концентрация цинка после термодесорбции ниже его валовой концентрации на 31,37 и 86,29 мг/кг для почвы Речпорта и АЗС № 3.

Наибольшее количество форм никеля, связанных в комплексы с минералами, выявлено в почве Речпорта (40,80 мг/кг), наименьшее - в почве АЗС № 3 (25,60 мг/кг). Концентрация никеля после термодесорбции ниже на 11,73-26,19 мг/кг.

Концентрация ТМ после термодесорбции практически вдвое меньше, чем у валовых форм. Предполагаем, что подвижные фракции (кислото- и водорастворимые) при заданных температуре и давлении испаряются, а в результате десорбции элементы высвобождаются из комплексов.

Процентное содержание валовой, подвижной и сорбированной форм ТМ по отношению к их валовой форме приведены в табл. 3 и на рис. 2.

Таблица 3

Процентное содержание подвижной, водорастворимой и сорбированной форм ТМ по отношению к их валовой форме

Объект Подвижная форма Водорастворимая форма Сорбированная форма Суммарный процент, %

Cu Zn Ni Cu Zn Ni Cu Zn Ni Cu Zn Ni

АЗС № 1 18,27 17,04 10,40 4,08 4,84 3,58 51,32 100,00 53,06 73,67 121,88 67,04

АЗС № 3 36,70 34,73 13,69 3,67 3,66 5,36 47,09 46,76 68,58 87,47 85,16 87,62

Реч-порт 10,98 10,57 7,83 3,24 5,02 3,07 25,57 57,48 62,65 39,79 73,06 73,56

Примечание. Сорбированная форма - валовая форма ТМ после термодесорбции, т.е. форма ТМ, закрепленная в минералах.

При анализе данных табл. 3 очевидно, что в почвах преобладает цинк, меньше всего меди. Также выявлена тенденция большего процентного содержания подвижных фракций всех ТМ. Например, водорастворимой фракции N1 и сорбированной фракции N1 - в почве АЗС № 3, водорастворимой фракции Си, сорбированной фракции Си и 2п - в почве АЗС № 1, водорастворимой фракции 2п - в почве Речпорта и меньшего процентного содержа-

ния подвижных фракций всех ТМ, водорастворимой фракции Си и N1 и сорбированной фракции Си в почве Речпорта, водорастворимых и сорбированных форм 2п - в почве АЗС № 3, сорбированной фракции N1 - в почве АЗС № 1.

Рис. 2. Формы нахождения тяжелых металлов в почвах агломерации Волгоград-Волжский

Количество ТМ, закрепленных в минералах, во всех почвах больше, чем содержание подвижных и водорастворимых их форм. Концентрации подвижных фракций ТМ в 3-13 раз меньше, чем у валовых форм. Водорастворимых фракций ТМ в 2-10 раз меньше, чем подвижных. Фракций, выделенных после термодесорбции в 2-4 раза меньше валового содержания ТМ. На АЗС № 1 сорбированных форм Си в 1,95 раз меньше, чем валовой концентрации, 2п - столько же, сколько валовых, N1 - в 1,88 раза меньше. На АЗС № 3 сорбированных форм Си - в 2,12 раза меньше их валовых форм, 2п -

в 2,14, N1 в 1,4. В почве Речпорта Си сорбированных форм в 3,91 раза меньше, 2п - в 1,74, N1 - в 1,6. В целом концентрация форм ТМ, закрепленных минералами в почвах, в 2-4 раза меньше, чем показатели валового их содержания.

Накоплению тяжелых металлов способствуют органические вещества. Их высокая катионнообменная способность связана с наличием в органических соединениях функциональных групп. Тяжелые металлы вступают с органическими соединениями в реакции ионного обмена, комплексообразова-ния, хемосорбции. В кислой и нейтральной средах в реакцию вступает водород карбоксильных групп, в щелочной - водород фенольных и спиртовых групп [19].

Заключение

1. Превышение ПДК валовых и подвижных форм Си и N1 выявлено в почвах всех исследуемых объектов. Концентрация сорбированной формы N1 превышает ПДК на всех объектах. В целом в исследуемых почвах по концентрации преобладает 2п, меньше всего по концентрации выявлено Си.

2. Во всех иследованных почвах отмечается большее процентное содержание подвижных фракций всех исследованных ТМ. Концентрация ТМ после термодесорбции уменьшается почти вдвое по сравнению с показателями их валовых форм. Предполагаем, что подвижные фракция (кислото- и водорастворимые) при заданных температуре и давлении испаряются, а в результате десорбции элементы высвобождаются из комплексов.

3. Количество ТМ, закрепленных в минералах во всех почвах больше, чем содержание подвижных и водорастворимых фракций ТМ. В то же время концентрация подвижных фракций ТМ в 3-13 раз меньше, чем показатели их валовых форм, а водорастворимых фракций ТМ в 2-10 раз меньше, чем подвижных. Фракций, выделенных после термодесорбции, в 2-4 раза меньше по концентрации в сравнении с валовым содержанием ТМ.

Библиографический список

1. Неведров, Н. П. Экологические аспекты пространственного распределения тяжелых металлов в городских почвах / Н. П. Неведров, Е. П. Проценко // Проблемы природопользования и экологическая ситуация в Европейской России и на сопредельных территориях : материалы VII Междунар. науч. конф. (памяти профессора Петина А. Н.) 24-26 октября 2017. - Белгород : Политерра, 2017. -С. 211-213.

2. Вальков, В. Ф. Почвоведение / В. Ф. Вальков, К. Ш. Казеев, С. И. Колесников. - М. ; Ростов н/Д : МарТ, 2006. - 496 с.

3. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв / под ред. Д. С. Орлова, В. Д. Васильевской. - М. : Изд-во МГУ, 1994. - 272 с.

4. ГОСТ 14106-80 Автоклавы вулканизационные. Общие технические условия. -М. : Стандартинформ, 1982. - 13 с.

5. ГОСТ 26423-85 Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки. - М. : Стандартинформ, 2011. - 7 с.

6. Пинский, Д. Л. Ионообменные процессы в почвах / Д. Л. Пинский. - Пущино, 1997. - 166 с.

7. Пинский, Д. Л. Тяжелые металлы в окружающей среде / Д. Л. Пинский, В. Н. Орешкина // Экспериментальная экология. - М. : Наука, 1991. - С. 201-212.

8. Brown, G. E. Mineral surface and bioavailability of heavy metals: A molecular-scale perspective / G. E. Brown, A. L. Foster, J. D. Ostergren // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1999. - Vol. 96. - P. 3388-3395.

9. Otavite-calcine solid-solution formation at the calcite-water interface in situ by synchrotron X-ray scattering / R. P. Chiarello, N. C. Sturchio, J. D. Grace, P. Geissbuhler, L. B. Sorensen, L. Cheng, S. Xu // Geochim. Cosmochim. Acta. - 1997. - Vol. 61. -Р. 1467-1474.

10. Neoformation of Ni phyllosilicate upon Ni uptake on montmorillonite. A kinetic study by powder and polarized EXAFS / R. Dahn, A. M. Scheidegger, A. Manceau, M. Schlegel, B. Baeyens, H. Bradbary, M. Morales // Geochim. Cosmochim. Acta. -2002. - Vol. 66. - P. 2335-2347.

11. Ford, R. G. Frontiers in metal/precipitation mechanisms on soil mineral sufaces / R. G. Ford, A. C. Scheinost, D. L. Sparks // Adv. Agron. - 2001. - Vol. 74. - P. 41-62.

12. Grelach, R. Die Schwermttallverteilung in Stadtboden / R. Grelach, U. Radtsse, M. Thonnessen // Geogr. Rdsch. - 1997. - № 10. - Р. 556-561.

13. Molecular-scale speciation of Zn and Ni soil ferromanganese nodules from loess soils of the Mississippi Basin / A. Manceau, N. Tamura, R. S. Celestre, A. A. Macdowell, N. Geofroy, G. Sposito, H. A. Padmore // Environ. Sci. Technol. - 2003. - Vol. 37. -Р. 75-80.

14. McBride, M. B. Reactions controlling heave metal solubility in soils / M. B. McBri-de // Adv. Soil Sci. - 1989. - Vol. 10. - Р. 1-47.

15. Robin, D. Metaux lourds dans la sol au voisinage d'une usine d'incineration. Bilan apres 10 annees de prelevement / D. Robin, M. Martin, W. Haerdi // Arch. Sci. - 1995. -Vol. 48, № 1. - P. 19-28.

16. Scheckel, K. G. Stability of layered Ni hydroxide surface precipitates - A dissolution kinetuks study / K. G. Scheckel, A. C. Scheinost, R. G. Ford, D. L. Sparks // Geochim. Cosmochim. Acta. - 2000. - Vol. 64. - Р. 2727-2735.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

17. Sorption of metal ions on clay minerals. III. Nucleation and epitaxial grown of Zn phyl-losilicate on the edges of hectorite / M. L. Schlegel, A. Manceau, L. Charlet, D. Chateigner, J. I. Hazemann // Geochim. Cosmochim. Acta. - 2001. - Vol. 65. - Р. 4155-4170.

18. Watson, E. B. Surfase enrichment and trace-element uptake during crystal growth precipitation of Co(II)(aq) on Al2O3 / E. B. Watson // Geochim. Cosmochim. Acta. -1996. - Vol. 60. - P. 5013-5020.

19. Справочник по оценке почв / В. Ф. Вальков, Н. Н. Елисеева, И. И. Имгрунт, К. Ш. Казеев, С. И. Колесников. - Ростов-н/Д, 2004. - 236 с.

References

1. Nevedrov N. P., Protsenko E. P. Problemy prirodopol'zovaniya i ekologicheskaya si-tuatsiya v Evropeyskoy Rossii i na sopredel'nykh territoriyakh: materialy VII Mezhdu-nar. nauch. konf. (pamyati professora Petina A. N.) 24-26 oktyabrya 2017 [Problems of environmental management and the environmental situation in European Russia and adjacent territories: proceedings of VII International scientific and practical conference (in memory of professor A. N. Petin) 24-26th of October 2017]. Belgorod: Politerra, 2017, pp. 211-213.

2. Val'kov V. F., Kazeev K. Sh., Kolesnikov S. I. Pochvovedenie [Soil science]. Moscow; Rostov-on-Don: MarT, 2006, 496 p.

3. Pochvenno-ekologicheskiy monitoring i okhrana pochv [Soil-ecological monitoring and soil protection]. Eds. D. S. Orlov, V. D. Vasil'evskaya. Moscow: Izd-vo MGU, 1994, 272 p.

4. GOST 14106-80 Avtoklavy vulkanizatsionnye. Obshchie tekhnicheskie usloviya [State Standart 14106-80 Autoclaves vulcanization. General technical conditions]. Moscow: Standartinform, 1982, 13 p.

5. GOST 26423-85 Metody opredeleniya udel'noy elektricheskoy provodimosti, rN i plot-nogo ostatka vodnoy vytyazhki [State Standart 26423-85 Methods for determining the electrical conductivity, pH and dense residue of the aqueous extract]. Moscow: Stan-dartinform, 2011, 7 p.

6. Pinskiy D. L. Ionoobmennye protsessy v pochvakh [Ion exchange processes in soils]. Pushchino, 1997, 166 p.

7. Pinskiy D. L., Oreshkina V. N. Eksperimental'naya ekologiya [Experimental ecology]. Moscow: Nauka, 1991, pp. 201-212.

8. Brown G. E., Foster A. L., Ostergren J. D. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1999, vol. 96, pp. 3388-3395.

9. Chiarello R. P., Sturchio N. C., Grace J. D., Geissbuhler P., Sorensen L. B., Cheng L., Xu S. Geochim. Cosmochim. Acta. 1997, vol. 61, pp. 1467-1474.

10. Dahn R., Scheidegger A. M., Manceau A., Schlegel M., Baeyens B., Bradbary H., Morales M. Geochim. Cosmochim. Acta. 2002, vol. 66, pp. 2335-2347.

11. Ford R. G., Scheinost A. C., Sparks D. L. Adv. Agron. 2001, vol. 74, pp. 41-62.

12. Grelach R., Radtsse U., Thonnessen M. Geogr. Rdsch. 1997, no. 10, pp. 556-561.

13. Manceau A., Tamura N., Celestre R. S., Macdowell A. A., Geofroy N., Sposito G., Padmore H. A. Environ. Sci. Technol. 2003, vol. 37, pp. 75-80.

14. McBride M. B. Adv. Soil Sci. 1989, vol. 10, pp. 1-47.

15. Robin D., Martin M., Haerdi W. Arch. Sci. 1995, vol. 48, no. 1, pp. 19-28.

16. Scheckel K. G., Scheinost A. C., Ford R. G., Sparks D. L. Geochim. Cosmochim. Acta. 2000, vol. 64, pp. 2727-2735.

17. Schlegel M. L., Manceau A., Charlet L., Chateigner D., Hazemann J. I. Geochim. Cosmochim. Acta. 2001, vol. 65, pp. 4155-4170.

18. Watson E. B. Geochim. Cosmochim. Acta. 1996, vol. 60, pp. 5013-5020.

19. Val'kov V. F., Eliseeva N. N., Imgrunt I. I., Kazeev K. Sh., Kolesnikov S. I. Spravoch-nikpo otsenkepochv [Soil assessment handbook]. Rostov-on-Don, 2004, 236 p.

Заикина Вероника Николаевна аспирант, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, проспект Ленина, 28)

E-mail: [email protected]

Zaikina Veronika Nikolaevna Postgraduate student, Volgograd State Technical University (28 Lenin avenue, Volgograd, Russia)

Околелова Алла Ароновна доктор биологических наук, профессор, кафедра промышленной экологии и безопасности жизнедеятельности, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, проспект Ленина, 28)

E-mail: [email protected]

Okolelova Alla Aronovna

Doctor of biological sciences, professor,

sub-department of industrial ecology

and safety, Volgograd State Technical

University (28 Lenin avenue, Volgograd,

Russia)

Корчагина Мария Павловна

магистрант, Волгоградский государственный технический университет (Россия, г. Волгоград, проспект Ленина, 28)

E-mail: maria.korchagina96@gmail. com

Korchagina Mariya Pavlovna Master's degree student, Volgograd State Technical University (28 Lenin avenue, Volgograd, Russia)

УДК 631.4 Заикина, В. Н.

Способы трансформации тяжелых металлов в почвах агломерации Волгоград-Волжский / В. Н. Заикина, А. А. Околелова, М. П. Корчагина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2018. - № 2 (22). - С. 52-62. - БО! 10.21685/2307-9150-2018-2-5.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.