Геохимический подход в оценке воздействия техногенных объектов на почвы
- д-р хим. наук профессор Иркутский национальный исследовательский технический университет
Аннотация
На основе геохимического подхода, как ключевого метода в геоэкологии, с привлечением физико-химических методов анализа и экодиагностики проведена оценка почв Иркутской области в зоне техногенных объектов. Выявлены диагностические признаки нарушения естественных свойств почвы до глубины 40 см по профилю на основе макро- и микроморфометрических параметров. Определены содержания тяжелых металлов (ТМ) Pb, Zn, Hg, Сu с превышением нормативов, получены эмпирические корреляционные зависимости ТМ – рН, которые статистически выявили кластеризацию массива данных. Исследованы вклады дополнительных факторов, влияющих на характер такого распределения химических элементов в почвенном слое. Выявлено существенное загрязнение почв сульфатами и возможность реализации ионно-обменного процесса с участием ТМ и с иммобилизацией элементов. Показано, что реакции с сульфатами и влияние pH, обменные процессы ТМ с вовлечением подвижных К и P могут обусловливать характер обнаруженного распределения химических элементов в техногенной почве при многофакторном загрязнении. Однако, для каждого металла эффективность таких видов взаимодействия различна и зависит также от количественного соотношения веществ и характеристик почвенного субстрата, даже в пределах незначительного изменения рН. Двухпараметровые корреляции распределения ТМ в загрязненных сульфатами почвах подтвердили разную степень вовлечения химических элементов в указанные виды взаимодействий. Полученные результаты и выявленные факторы имеют практическое значение и могут быть положены в основу почвенной геоэкологической дифференциации загрязненной территории, а также для определения локальных геохимических полей в зоне техногенеза. Направления перспективных исследований связаны с трехмерным моделированием для более полного изучения причинно-следственных связей геохимических параметров.
Литература
- Akhtimankina A.V. Air Pollution Caused by Emissions of Industrial Enterprises of Irkutsk Region. Izvestiya IGU. Seriya Nauki o Zemle. 2017. Vol. 21, p. 15-27 (in Russian).
- Glazovskaya M.A. Problems and methods of assessment of the ecogeochemical resistance of soils and the soil cover towards technogenic impacts. Eurasian Soil Science. 1999. N 1, p. 99-108.
- State report “On the state of Lake Baikal and measures for its protection in 2017”. Irkutsk: ANO «KTs Ekspert», 2018, p. 340 (in Russian)
- State report “Assessment and protection of the environment of the Russian Federation in 2018”. Moscow: NPP Kadastr. 2019. 844 p. (in Russian).
- Zavaltseva O.A., Avanesyan N.M., Antonova J.A. Ecological and Geochemical Condition of the Upper Stratum of the Soils of Park Territories of the City of Ulyanovsk in the Conditions of Increasing Anthropogenic Loading. Contemporary Problems of Ecology. 2014. N 2, p. 319-327.
- Perelman A.I., Kasimov A.S. Landscape geochemistry. Moscow: Astreya, 2000, p. 763 (in Russian).
- Sarapulova G.I. Need to Сonsider Sulfates Transformation in Surface Water Under Environmental Control. Ecology and Industry of Russia. 2017. Vol. 21. N 11, p. 47-51 (in Russian).
- Sarapulova G.I. Environmental geochemical assessment of technogenic soils. Journal of Mining Institute. 2018. Vol. 234, p. 658-662. DOI: 10.25515/PMI.2018.6.658
- Siromlya T.I. About the Mobile Forms of the Compounds of Chemical Elements in Soils. Contemporary Problems of Ecology. 2009. Iss. 2, p. 307-318..
- Khalbaev V.L., Grebenshchikova V.I. Content of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Hg) in soil cover of Irkutsk and its environs. Vestnik Irkutskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2012. N 7(66), p. 71-80 (in Russian).
- Shibaeva I.N., Yapenga Ya. Soil quality criteria as a tool for calculating critical loads. Vestnik MGU. Ser. 17. Pochvovedenie. 2001. N 1, p. 7-13 (in Russian).
- Kasimov N.S., Kosheleva N.E., Sorokina O.I., Bazha S.N., Gunin P.D., Enkh-Amgalan S. Ecological-Geochemical State of Soils in Ulaanbaatar (Mongolia). Eurasian Soil Science. 2011. N 7, p. 709-721.
- Belogolova G.A., Koval P.V. Environmental geochemical mapping and assessment of anthropogenic chemical changes in the Irkutsk-Shelekhov region, southern Siberia, Russia. Journal of Geochemical Exploration. 1995. Vol. 55. Iss. 1-3, р. 193-201.
- Sanderson J., Harris L.D. Landscape Ecology: A top-down approach. Boca Raton, Florida, USA: Lewis Publishers, 2000, p. 246.
- Gambrell R.P., Wiesepape J.B., Patrick W.H., Duff M.C. The effects of pH, redox and salinity on metal release from a contaminated sediment. Water, Air and Soil Pollut. 1991. Vol. 57, p. 359-367.
- Wu J. Landscape ecology, cross-disciplinarity, and sustainability science. Landscape Ecology. 2006. Vol. 21. Iss. 1, p. 1-4.