Особенности миграции тяжелых металлов в системе «почва-растения» в природно-техногенных условиях южного прибайкалья Гордеева о.Н., Белоголова г.А. (Институт геохимии со ран, г. Иркутск)

Изменение физико-химических свойств почв под воздействием техногенеза во многом определяет качество жизни современного человека. Сельскохозяйственная продукция, выращенная на загрязненной почве, представляет потенциальную опасность для здоровья людей. Результатом увеличения содержаний токсичных элементов в продуктах питания становятся микроэлементозы, а в более тяжелых случаях – острые пищевые отравления.

Исследования проводились в г. Свирске, где расположены отвалы бывшего Ангарского металлургического завода по производству мышьяка. Условно-фоновым участком послужил сельскохозяйственный Усть-Ордынский район, в котором нет особо опасных промышленных производств. Здесь следует учитывать влияние используемых удобрений, ядохимикатов, сжигание топлива техникой. Были отобраны техноземы вблизи мышьяковистых отвалов, почвы дачных участков (А_пах) в г. Свирске, выщелоченные черноземы (А_пах) в Усть-Ордынском районе, картофель и капуста в период их полного созревания. Химический анализ овощей осуществлялся методом ISP-MS. В почвах г. Свирска были изучены формы нахождения As, Pb, Cd, Cu, Zn и др. по методике постадийных вытяжек [1]. Содержания химических элементов в выделенных фракциях и валовые концентрации металлов определялись методом атомной абсорбции на спектрометре модели Perkin-Elmer-503 (представлены в таблице).

Таблица. Распределение тяжелых металлов в почвах и овощах Южного Прибайкалья.

Сравниваемый параметр1		As	Cd	Pb	Cu	Zn	Ni	Cr	Cu	Со	V
Валовые содержания в почвах, Апах (мг/кг)		260 4,4	0,2 0,08	196 19	63 31	116 80	62 56	115 106	63 31	16 18	115 127
Содержание в овощах, мг/кг	картофель	0,236 0,133	0,026 0,027	0,055 0,104	3,55 2,19	13,6 8,92	0,404 0,183	0,108 0,075	0,054 0,027	0,054 0,027	0,038 0,027
	капуста	0,175 0,027	0,025 0,023	0,255 0,15	2,88 2,32	29,3 24,7	0,395 0,32	0,165 0,127	0,025 0,057	0,025 0,057	0,020 0,013
Коэффи­циент био­логического поглощения	картофель	9,07 0,03	0,13 0,34	0,0003 0,005	0,06 0,07	0,12 0,11	0,006 0,003	9,40 7,10	0,056 0,070	0,003 0,001	3,30 2,12
	капуста	9,73 0,006	0,125 0,29	0,001 0,007	0,04 0,07	0,25 0,31	0,006 0,005	0,001 0,001	0,046 0,075	0,001 0,003	1,74 1,02

¹В числителе – г. Свирск, в знаменателе – пос. Усть-Орда.

Сопоставление содержаний тяжелых металлов в сельскохозяйственных почвах показало повышенные их концентрации, кроме Co и V, в пробах г. Свирска относительно агроландшафтов Усть-Ордынского района. Некоторое повышение содержаний Со и V, возможно, отражает особенности их естественного распределения в почвах Усть-Ордынского района. В целом, концентрации Ni, Cr, V и Co в почвах обеих территорий отличаются незначительно. Такая же тенденция прослеживается и по овощам. Исключением стали содержания Pb и Cd в картофеле Усть-Ордынского района. Увеличение количества Pb в картофеле может быть связано с его формами нахождения, а также естественным распределением в породах и почвах этого района. Возможно, что Pb имеет более сложные, не изученные до конца, пути миграции. Несмотря на значительную долю подвижных форм в почве (до 20% в техногенных почвах), Pb выделяется самым низким уровнем биологического поглощения в растениях обоих районов. Близкие содержания Cd в овощах техногенной и условно-фоновой территорий могут быть связаны с его высокой подвижностью в окружающей среде, отмеченной многими исследователями [2, 3]. Накапливаясь в почвах в ионообменной форме Cd способен легко поступать в растения даже при низких валовых концентрациях в почве.

Одним из приоритетных загрязнителей свирской техногенной зоны является мышьяк. Установлена прямая зависимость между валовой концентрацией As в почве, его подвижностью и накоплением в овощах. Этот элемент имеет самые высокие коэффициенты биологического поглощения (Кб). Достаточно высокий уровень биоаккумуляции присущ и цинку, доля подвижных форм которого значительна во всех опробованных почвах г. Свирска. Медь находится в почвах преимущественно в связанной форме и имеет относительно невысокие Кб. Концентрации тяжелых металлов в почвах, за исключением As и Pb, находятся в пределах ПДК.

Таким образом, накопление химических элементов в пищевых продуктах в зоне влияния техногенного загрязнения зависит от форм нахождения этих элементов и особенностей их миграции в окружающей среде. В условиях техногенного загрязнения, при общем повышении содержаний тяжелых металлов в овощах, Кб элементов, по-видимому, уменьшаются. Различные виды растений обладают разными барьерными свойствами в отношении тяжелых металлов. Изучение этого вопроса приобретает важное значение для выбора сельскохозяйственных культур, выращиваемых на загрязненных почвах.

Литература:

1. Кузнецов В.А., Шимко Г.А. Метод постадийных вытяжек при геохимических исследованиях. - Минск: Наука и техника, 1990. – 88 с.

2. Башкин В.Н., Касимов Н.С. Биогеохимия. - М.: Научный мир, 2004. – 648 с.

3. Волков С.Н., Иванов В.В. Новая информация по экологической геохимии металлов и изменению их свойств в техногенезе // Прикладная геохимия. Вып.2. Экологическая геохимия. - М.: ИМГРЭ, 2001. – 516 с.