850

Содержание хлоридов, сульфатов, СПАВов, нефтепродуктов находилось в пределах ПДКр.х.

Класс качества воды выявляли методами биоиндикации определялось с помощью зообентоса. Наиболее перспективным, а одновременно простым и широко используемым для анализа является метод Ф. Вудивиса, нами использован также метод Вассмана и Ксиландера [2]. Сводная таблица составлена по результатам оценки состояния зообентоса в исследуемой реке (табл.3).

На участках выявлен второй класс качества речных вод – чистые воды. Участок 2 характеризуется 3 классом – умеренно грязные воды. Видовое разнообразие выше на участке 1 – 14-15 групп.

Протофауна р. Мулянка представлена 15 группами организмов. Наиболее часто встречаемые представители – Volvox и Spirostomum. Организмы Synura, Paramecium и Spirostomum являются индикаторами b-мезо-сапробной зоны. Эта зона характеризуется колебаниями содержания кислорода и углекислоты в зависимости от времени суток: днем избыток кислорода, дефицит углекислоты; ночью

– наоборот. В водоеме происходит полная минерализация органики, идут окислительные процессы, много детрита [2].

Таким образом, исследуемые участки можно отнести к b-мезо-сапробной зоной. Класс качества воды – 2: чистые воды. Наблюдается повышенное содержание растворенного кислорода, нитрит-ионов. В водоеме происходит накопление мертвых органических веществ.

Литература

1. Алимов, А.Ф. Элементы теории функционирования водных экосистем. М.: Наука, 2000.

300 с.

2.Биологический контроль: биоиндикация и биотестирование / под ред. О.П. Мелеховой, Е.И. Сарапульцевой. М.: изд. центр. Академия, 2010. 288 с.

3.Охрана окружающей среды в Пермском крае в 2013 г / под ред. Л.И. Харун. Пермь: Кн.

изд-во, 2014. 58с.

261

УДК 631.437.8 + 631.416

М. В. Разинский – аспирант; Л. Ю. Шелудякова – магистрант;

А. А. Васильев – научный руководитель, канд. с.-х. наук, доцент, ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МАГНИТНОЙ ФАЗЫ ПОЧВ Г. КРАСНОКАМСКА

Аннотация. В верхней части профиля почв г. Краснокамска наблюдается интенсивное накопление разнообразных по форме магнитных частиц. Преобладают сферические (сферулы), полиэдрические магнитные частицы и частицы неправильной формы. Сильномагнитные частицы представлены магнетитом, титаномагнетитом и хромитом.

Ключевые слова: магнетит, сферула, тяжелые металлы, микрозондовый анализ.

Магнитные свойства и эколого-геохимическое состояние городских почв Предуралья напрямую зависят от количества и состава их магнитной фазы [1]. Под магнитной фазой (МФ) понимается минеральная часть почвы, извлекаемая в процессе магнитной сепарации, и состоящая из ферримагнитных минералов железа: магнетита, маггемита, пирротина и др. До настоящего времени морфология и химический состав МФ почв г. Краснокамска остаются неизученными.

Объектом исследований: являются урбаноземы и урбо-дерново- подзолистые почвы г. Краснокамска Пермского края.

Методы исследований. Измерение объемной магнитной восприимчивости (ОМВ) проводилось каппаметром КТ-6. Методом сухой сепарации постоянным магнитом NdFeB (неодим-железо-бор) была выделена МФ в 12 почвенных образцах, отобранных из верхнего слоя (0 – 5 см) городских почв. Снимки магнитных частиц были сделаны с помощью электронного микроскопа TESCAN VEGA методом электронно-зондового микроанализа (ЭЗМА) в геофизической обсерватории «Борок» ИФЗ РАН. Химический состав точек и энергодиссперсионные спектры получены методом дифракции обратно рассеянных электронов. Валовое содержание химических элементов в МФ определено рентгенфлуоресцентным методом (РФА) в Институте аналитической химии РАН г. Москвы.

Цель исследования: Охарактеризовать минералогический и химический составы магнитной фазы почв г. Краснокамска.

Задачи исследования: 1) выделить МФ почв; 2) изучить морфологические особенности частиц МФ почв; 3) определить элементный химический состав магнитных частиц разных морфологических форм по данным электронно-зондового микроанализа; 4) изучить элементный химический состав всей МФ по данным РФА.

Результаты исследования. ОМВ почвенных образцов составила от 2,38 до 13,34 *10-3 СИ, а ОМВ их МФ примерно в 100 раз больше (от 230 до1300 *10-3 СИ). В составе МФ почв г. Краснокамска были выделены сферические магнитные частицы (сферулы), полиэдрические магнитные частицы и частицы неправильной формы [2].

Среди сферул наиболее распространены частицы с шероховатой поверхностью, имеющие силикатно-железистый состав с примесями Al, Cu и Mn. Выявле-

262

ны также сферулы с полигонально-зернистой, бороздчатой и гладкой поверхностями (рис. 1). Размеры варьируют от 0,004 до 0,1 мм. В их составе преобладает Fe с примесями Cu и Mg. Химический состава магнетита (Mt) в точке 8 энергодссперсионного спектра представлен: Fe – 74,66 % и О – 24,37 % от массы. Ионы Fe на спектре имеют три пика (рис. 2). Техногенным источником сферул на территории г. Краснокамска является ТЭЦ-5.

Полиэдрические магнитные частицы встречаются во всех образцах МФ. Размеры этих частиц не превышают 100 мкм. По химическому составу – преобладает Fe с примесями Ti, что характерно для литогенных форм магнетита и титаномагнетита (рис. 3а). Были обнаружены частицы неправильной формы с нечетко выраженными гранями (рис. 3 б-в). Они имеют преимущественно чистый железистый состав, также встречаются частицы с примесями Al, Zn, Cu и Mg. В силикатной части обломков горных пород, на снимке выраженной темно-серым цветом (точка 3), встречаются тонкие прослойки магнетита и титаномагнетита с примесью Cr и Ni. (точки 2 и 7), которые занимают светлые зоны снимка.

Рисунок 1. Электронно-микрзондовый снимок сферических частиц магнитной фазы: а – шероховатая (6, 8 и 10 точки); б – борозчатая; в – сферулы с полигональнозернистой (6 и 8), бороздчатой (4 и 9) и гладкой поверхностями (13, 14 и 15);

г – кратеровидная (1 и 2) и гладкая (4), 1-12 – номера точек проведения спектроскопического анализа в частицах МФ

263

Рисунок 2. Энергодисперсионный спектр точек микрозондового анализа сферулы магнетита, урбаназем г. Краснокамска

а)

б)

в)

Рисунок 3. Электронно-микрзондовй снимок частиц магнитной фазы

иэнерго-дисперсионный спектр точек (1-12) микрозондового анализа:

а– полиэдрических; б и в – частицы неправильной формы

264

В МФ также обнаружены изометричные октаэдрические частицы (рис. 1 г, точка 3) и анизометричные частицы с четко выраженными гранями и ребрами. Они имеют чистый железистый или титано-железистый состав с примесями Al, Zn, Cu, Ni, их размер до 1 мм. Эти частицы выделены в МФ почв, примыкающих к крупным автотрассам, и имеют техногенное происхождение.

Таблица

Валовое содержание ТМ в МФ почв г. Краснокамска

Валовое содержание ТМ в МФ почв существенно превышает их кларковое значение. Превышение кларка в десятки и сотни раз свидетельствует о накоплении Cr, Ni, Cu и Zn в составе МФ.

Выводы: В магнитной фазе почв преобладают железистые сферические (сферулы), полиэдрические магнитные частицы и частицы неправильной формы с примесями Cr, Ni, Cu и Zn. Валовое содержание Cr, Ni, Cu и Zn в МФ почв существенно превышает их кларковое значение. Свинец в почвах г. Краснокамска не ассоциирован с МФ.

Авторы благодарят к. т. н. И. А Рощину и к. ф.-м. н. В. А. Цельмовича за помощь в проведении анализов.

Литература

1.Васильев, А. А. Нестехиометрический магнетит в почвах урбанизированных территорий Пермского края / А. А. Васильев, А. Н. Чащин, Е. С. Лобанова, М. В. Разинский // Пермский аграрный вестник. 2014. №2 (6).С. 43–55.

2.Загурский, А. М. Специфика микростроения и генезиса магнитных соединений железа

впочвах: автореф. дисс. ... канд. биол. наук. Москва, 2008. 25 с.

УДК 504.53+631.437.8

М.В. Разинский – аспирант; Е.А. Гетте – студентка;

А.А. Васильев – научный руководитель, доцент; ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ФОРМЫ СОЕДИНЕНИЙ ЖЕЛЕЗА В ПОЧВАХ ГОРОДА ГУБАХИ ПЕРМСКОГО КРАЯ

Аннотация. В работе рассмотрена одна из актуальных проблем урбопочвоведения – оценка химического состояния городских почв. Почвы города Губахи Пермского края испытывают разнообразное техногенное воздействие. Они характеризуются элементным химическим загрязнением, в том числе в составе соединений железа.

265

Ключевые слова: формы соединений железа, почва, тяжелые металлы, магнитная восприимчивость, парная корреляция.

На урбанизированных территориях с высокой промышленной нагрузкой происходит загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ). Фазами носителями ТМ в почвах являются следующие группы соединений: органические вещества, глинистые минералы, оксиды и гидроксиды железа. Выбросы промышленных предприятий Горнозаводской части Пермского края содержат соединения железа, и поэтомуочень важно установить их роль в фиксации тяжелых ТМ в почвах г. Губахи[1].

Целью данной работы: является изучение форм соединений железа и оценка их роли в аккумуляции ТМ в почвах г. Губахи Пермского края. В задачи входило: определить содержание форм соединений железа; оценить парную взаимосвязь форм соединений железа и концентрации ТМ в почвах; оценить взаимосвязь форм соединений железа и величины объемной магнитной восприимчивости.

Объектами исследований, были урбо-горные недоразвитые дерновоподзолистые почвы города Губахи Пермского края.

В ходе исследований территория города была разделена на четыре функциональные зоны: А. Микрорайон многоэтажной застройки 80-х годов 20 века; В. Центральная часть города с административно – жилой застройкой; С. Микрорайон малоэтажной жилой застройки 40 – 50-х годов 20века; D. Промышленная зона города. В каждой функциональной зоне были отобраны образцы почвы из слоя 0 – 10 см (табл. 1).

Методы исследования включали определение: валового химического состава, несиликатного железа методом Мера – Джексона в модификации по Коффину, аморфных форм железа по Тамму. Формы соединений железа определялись в лаборатории рекультивации почв Института почвоведения и агрохимии СО РАН, валовой химический состав определялся методом рентгенофлуоресцентного анализа в Институте геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского РАН, объемная магнитная восприимчивость определялась на приборе КТ – 6.

Из таблицы 1 видно, что содержание органического углерода в почвах города высокое, и изменяется от 2,53 % до 6,84 %.

Валовое содержание железа в почвах города Губахи колеблется от среднего (4,72 %) до умеренно высокого (16,15 %).

Традиционно выделяют две условные группы соединений железа: силикатное (Fec) и свободное, или, как его называют, несиликатное (Feнс). Содержание силикатного железа в исследуемых почвах варьирует от 0,23 до 13,13 %, и в среднем равно 4,23 % , что составляет чуть больше половины от валового

266

содержания железа – 53 %. В некоторых случаях содержание силикатного железа достигает 84,22 %. Силикатное железо в почвах г. Губахи унаследовано в обломках горных пород и первичных минералов от коренных и материнских пород Предуралья.

Среднее содержание окристаллизованных соединений (Feокр) составляет

3,67 %, максимальное 4,56 %.

Таблица 1

Формы соединений железа и содержание Сорг в почвах г. Губахи Пермского края

* В числителе % от массы почвы, в знаменателе % от валового содержания железа в почвах. ФЗ – функциональная зона города.

В почвах города окристаллизованные формы железа преобладают над аморфными. Городские почвы накапливают техногенные оксиды железа, в том числе из выбросов ОАО «Губахинский кокс», где в результате высокотемпературных воздействий на каменный уголь аморфные формы железа переходят в окристаллизованные. Выбросы городского автотранспорта также содержат техногенный магнетит [2]. Отношение несиликатных соединений железа к валовому (Feнс/Feвал) в почвах города Губахи варьирует от 0,16 до 0,95, что указывает на высокую степень проявления оксидогенеза в большинстве исследуемых образцов [3].

267

Таблица 2

Взаимосвязь содержания тяжелых металлов, форм соединений железа и магнитной восприимчивости в почвах г. Губахи Пермского края, n=10

268

Анализ взаимосвязи валового содержания ТМ и форм железа в почвах города выявил сильную взаимосвязь между содержанием валового железа и концентрацией: Ni (r=0,97), Cu (r=0,99), Zn (r=0,88), Ba (r=0,82) и Pb (r=0,97) (табл. 2).

Средняя взаимосвязь валового железа наблюдается с Cr (r=0,65) и Sr (r=0,60). Коэффициент корреляции по Спирмену показал, что содержание валового железа имеет отрицательную взаимосвязь с V, Co, Rb, Y, Nb и Zr. Формы аморфного железа имеют среднюю положительную связь с валовым содержанием Ni, Cu и Zn. С окристаллизованными формами железа наблюдается средняя положительная взаимосвязь у V, Rb и Zr. Формы несиликатного железа имеют среднюю взаимосвязь с валовым содержанием

V, Rb и Zr.

Корреляция между магнитной восприимчивостью и содержанием ТМ очень слабая положительная для Ni, Cu, Ba, Rb и только для Sr и Zn средняя положительная. Следовательно, основная часть ТМ в почвах г. Губахи концентрируется в слабомагнитном органическом веществе почвы.

Авторы выражают благодарность канд. техн. наук И.А. Рощиной, д-ру. биол. наук В.А. Андроханову за помощь в организации аналитических исследований.

Литература

1.Васильев А.А., Чащин А.Н. Тяжелые металлы в почвах города Чусового: оценка и диагностика загрязнения: монография. Пермь: ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, 2011. 197 с.

2.Васильев А.А., Чащин А.Н., Лобанова Е.С., Разинский М.В. Нестехиометрический магнетит в почвах урбанизированных территорий Пермского края // Пермский аграрный вестник. 2014. № 2 (6). С.

43 – 55.

3.Водяницкий Ю.Н. Соединения железа и их роль в охране почв. М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева Россельхозакадемии, 2010. 156 с.

УДК 631.445.152:629.3:502.1(470.53)

З.О. Романова – магистрант; К.А. Быстрых – старший преподаватель;

ФГБОУ ВПО Пермская ГСХА, г. Пермь, Россия

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ ДЕРНОВО-ГЛЕЕВОЙ ТЯЖЕЛОСУГЛИНИСТОЙ ПОЧВЫ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ АВТОДОРОГИ

НА ТЕРРИТОРИИ ФГУП УОХ «ЛИПОВАЯ ГОРА» ПЕРМСКОГО РАЙОНА ПЕРМСКОГО КРАЯ

Аннотация. Приведены данные агрохимических характеристик дерново-глеевой почвы и изменение ферментативной активности на разном удалении от автодороги. Установлено влияние автодороги на агрохимические показатели почвы несущественное, по мере удаления от дороги характер изменения ферментативной активности неоднозначен.

Ключевые слова: дерново-глеевая почва, агрохимические свойства, ферментативная активность, автодорога.

За последние десятилетия в связи с быстрым развитием автомобильного транспорта существенно обострились проблемы воздействия его на окружающую среду. Транспортно-дорожный комплекс является мощным источником загрязнения природ-

269

ной среды. Из 35 млн.т вредных выбросов 89% приходится на выбросы автомобильного транспорта и предприятий дорожно-строительного комплекса, на долю самого автомобильного транспорта приходится не менее 55% общей массы газообразных загрязнителей воздуха. В состав выхлопных газов карбюраторных и дизельных двигателей входит около 200 химических соединений, из которых наиболее токсичны оксиды углерода, азота, углеводороды, в т.ч. полициклические ароматические углеводороды (бенз[а]пирен и др.). Транспорт является также источником пыли, возникающей от разрушения дорожных покрытий и истирания шин [5].

Непосредственная близость автодороги отрицательно влияет на компоненты естественных и искусственных фитоценозов [7]. Поступление в воздух оксидов серы и азота, пыли, содержащей различные тяжелые металлы, углеводородов, загрязнение ливневых стоков с дороги приводит к изменению свойств почвы [5]. Особенности характера загрязнения почвы определяются интенсивностью движения, особенностями распространения воздушных масс, особенностями рельефа и, конечно же, особенностями почвенного покрова и характером использования территории [4]. Буферное действие почвы является весьма существенным фактором для нейтрализации или иммобилизации поступающих в нее тяжелых металлов. Когда доза поступающих загрязнителей превышает природные буферные способности, то буферная система с течением времени истощается, а рН почвы снижается. Уровень токсичности тяжелых металлов зависит от гранулометрического состава почвы, ее кислотности, содержания гумуса, влажности почвы, соотношения в среде металлов и питательных элементов, вида растения и т.д. [2,3]. Влияние тяжелых элементов на почву прежде всего проявляется в изменении ее биологической активности [1, 6, 8]. С этой точки зрения мониторинг состояния почвы данного поля не проводился.

Цель исследования: проанализировать изменение некоторых почвенных характеристик одного из полей ФГУП УОХ «Липовая гора» Пермского района Пермского края на разном удалении от автодороги.

Методика исследований. Объектом было поле хозяйства вблизи населенного пункта д. Паздерино, которое находится рядом с дорогой местного значения. Поле попадает в зону влияния трассы федерального значения Пермь-Березники. Лесозащитная полоса отсутствует.

Рельеф поля характеризуется небольшим уклоном с северо-запада на юговосток, особенно ярко понижение рельефа выражено на удалении 50 метров. В 2013 году произрастала пшеница яровая.

Пробы почвы были отобраны в сентябре 2013 года методом прикопок, на глубину 15-20 см, на удалении от автодороги 10 м, 50 м, 100 м, 150 м и 200 м в четырехкратной повторности, каждый образец анализировался отдельно. Агрохимические показатели почвы и ферментативная активность определяли по стандартным методикам, целлюлозолитическая активность определяли с использованием стерильной льняной ткани 30 дней в лабораторных условиях.

Агрохимические характеристики дерново-глеевой тяжелосуглинистой почвы представлены в таблице 1.

Существенного отличия в агрохимических показателях почвы по удаленностям не наблюдается, однако на удалении от автодороги 100 м содержание подвижного фосфора и гумуса выше, чем на других удалениях, что может быть обусловлено рельефом

270