Определение содержания тяжелых металлов в почвах города Советска
ART 970941
Авторы:
А.
С. Клепцов, Т.
А. Адамович
А.
С. Клепцов, Т.
А. Адамович Библиографическое описание статьи для цитирования:
Клепцов
А.
С.,
Адамович
Т.
А. Определение содержания тяжелых металлов в почвах города Советска // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2017. – Т. 39. – С.
3071–3075. – URL:
http://e-koncept.ru/2017/970941.htm.
Аннотация. В работе проведено изучение почв вблизи г. Советска Кировской области на содержание тяжёлых металлов. Было отмечено превышение ПДК для трёх металлов (Pb, Zn, Mn) в подвижной форме и превышение ОДК для одного металла (Zn) в валовой форме. Установлено, что наиболее загрязненной тяжёлыми металлами является проба почвы, отобранная на берегу реки Немда около д. Родыгино.
Текст статьи
Клепцов Александр Сергеевич, магистрант 1 курса, кафедра фундаментальной химии и методики обучения химии, ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. КировAleklepcov@yandex.ru
Адамович Татьяна Анатольевна,кандидат географических наук, доценткафедры фундаментальной химии и методики обучения химии, ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. Кировttjnadamvich@rambler.ru
Определение содержания тяжелых металлов в почвах города Советска
Аннотация.В работе проведено изучение почв вблизи г. Советска Кировской области на содержание тяжёлых металлов. Было отмечено превышение ПДК для трёх металлов (Pb, Zn, Mn) в подвижной форме и превышение ОДК для одного металла (Zn) в валовой форме. Установлено, что наиболее загрязненной тяжёлыми металлами является проба почвы, отобранная на берегу реки Немда около д. Родыгино.Ключевые слова:почва, загрязнение, тяжёлые металлы, химический анализ почвы.
Почвы занимают уникальное, но вполне закономерное положение в ландшафте. Каждый из компонентов природы накладывает свой отпечаток на «внешность» почв и «физиологию» протекающих в них процессов, поэтому почву справедливо считают детищем ландшафта.Одним из ведущих факторов почвообразования в последнее время становится человек. Он может оказывать двоякое, как положительное, так и отрицательное воздействие на почвы. К сожалению, пока приходится констатировать гораздо больше случаев его негативного влияния на педосферу [3].Для исследования почвенного покрова были выбраны точки, расположенные вблизи г. Советска, который расположен в 137 км к югу от г. Кирова, по берегам рек в районе узкого перешейка разделяющего реки Пижму и Вятку, в устье р. Кукарки (народное название местности: Трёхречье). К границам города также примыкают реки Немда и Чернушка [5].Отбор проб почвы был проведён в осенний период 2016 года (сентябрь –октябрь) в трёх точках вблизи г. Советска.
Рис. 1 Картасхема точек отбора проб почвы вблизи г. СоветскаПримечание: 1 –автомобильный мост через реку Немда около с. Ильинск;2 –правый берег реки Немда около д. Родыгино; 3 –правый берег реки Пижма около г. Советска.
В отобранных пробах воды определяли содержание тяжёлых металлов (свинец, кадмий, медь, цинк, железо, марганец), находящихся в подвижной и валовой формах, а так же водородный показатель.Анализ почвы на содержание тяжёлых металлов проведён по методике измерений массовых концентраций элементов атомноабсорбционным методом ФР.1.31.2012.13573.Водородный показатель измеряли на рНметреиономере «Эксперт001».Величина показателя кислотности в точке №1 составляет 6,8±0,1; в точке №2 –6,9±0,1; в точке №3 –4,8±0,1. В точках №№ 1 и 2 почва соответствует нейтральной реакции среды, а в точке № 3 –кислой.В экогеохимии для оценки экологической опасности загрязнения компонентов ландшафтов используют три основных эталона сравнения: гигиенические нормативы (предельно допустимые концентрации –ПДК, ориентировочно допустимые концентрации –ОДК), фоновые геохимические уровни и кларки химических элементов. Каждый из этих эталонов имеет свои достоинства и недостатки [4].В данной работе для оценки степени загрязнения используются гигиенические нормативы: предельно допустимые концентрации –ПДК, ориентировочно допустимые концентрации –ОДК.Для почвы предельно допустимые концентрации приведены в гигиенических нормативах ГН 2.1.7.204106 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Ориентировочно допустимые концентрации приведены в гигиенических нормативах ГН 2.1.7.251109 Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве, при этом величины ОДК обоснованы для трёх ассоциаций основных почв России по их устойчивости к химическому загрязнению и уровню кислотности [2].В ходе анализа почвы были получены следующие данные (табл. 1, табл. 2).Таблица 1Содержание тяжелых металлов (подвижная форма) в почве вблизи г. Советска
Точки отбора пробСодержание тяжелых металлов, мг/кгPbCdCuZnFeMn11,79±0,380,060±0,0180,29±0,082,7±0,9132±33550±126234±70,28±0,071,13±0,26170±601180±290115±2731,16±0,240,080±0,0240,080±0,02229±1042±11139±32ПДК[1]6,0
3,023,0
100Примечание: жирным шрифтом выделены значения, превышающие ПДК.
Анализируя данные таблицы 1, можно отметить, что преобладающим металлом в составе почвы является марганец Mn, наибольшее содержание которого наблюдается в точке отбора проб № 1 (550 мг/кг). Исключение составляет точка № 2, в которой преобладает железо Fe(1180 мг/кг). Вторым и третьим по значениям массовой концентрации являются марганец Feи цинк Znсоответственно. Максимальная концентрация этих металлов отмечена в точке №2: железо Fe(1180 мг/кг), цинк Zn(170 мг/кг).Наибольшая концентрация свинца Pbотмечена в точке № 2 (34 мг/кг). Аналогичная ситуация наблюдается в отношении меди Cu, наибольшая концентрация которойтак же отмечена в точке №2 (1,13 мг/кг). Концентрация кадмия Cdне превышает 1 мг/кг.При сравнении полученных результатов анализа почвы на содержание тяжёлых металлов подвижной формы со значениями предельно допустимых концентраций определяемых показателей можно заключить, что единственный металл, концентрация которого превышает ПДК во всех трёх точках отбора проб, это марганец Mn. В точке №1 концентрация марганца Mnпревышает ПДК в 5,5 раз (550мг/кг), в точке №2 –в 1,15 раз (115мг/кг), в точке №3 –в 1,39 раз (139мг/кг). Содержание цинка Znпревышает ПДК в точке №2 (170мг/кг) в 7,4 раза и в точке №3 (29 мг/кг) в 1,3 раза. Концентрация свинца Pbпревышает ПДК в точке №2 (34мг/кг) в 5,7 раз. Содержание меди Cuнаходится в допустимых пределах. Максимальные содержания железа и кадмия также отмечены для точки №2, отобранной на правом берегу реки Немда около д. Родыгино.Таблица 2Содержание тяжелых металлов (валовая форма) в почве вблизи г. Советска
Точки отбора пробСодержание тяжелых металлов, мг/кгPbCdCuZnFeMn18,1±1,70,24±0,0616,8±3,940±1310500±2600935±1232129±270,4±0132±7430±14015000±3700234±54ОДК[2]1302132220
150039,0±1,90,28±0,0711,5±2,786±297500±1900732±168ОДК[2]65166110
1500Примечание: жирным шрифтом выделены значения, превышающие ПДК.
Анализируя данные таблицы 2, можно отметить, что гораздо выше всех компонентов концентрация железа Fe, которая имеет большой диапазон от наибольшей концентрации (15000 мг/кг) в точке №2, и наименьшей в точке № 3 (7500 мг/кг).Вторым и третьим по значениям массовой концентрации являются марганец Mnи цинк Znсоответственно. Максимальная концентрация марганца Mnотмечена в точке № 3 (732 мг/кг), минимальная (234 мг/кг) в точке № 2. Содержание цинка Znимеет большой диапазон с наибольшим значением (430 мг/кг) в точке № 3 и наименьшим в точке №1 (40 мг/кг).
Медь Cu, свинец Pbи кадмий Cdсодержатся в значительноменьших количествах. Концентрация меди Cuимеет небольшой диапазон с наибольшими значениями в точках № 2 (32 мг/кг) и № 1 (16,8 мг/л). Аналогичная ситуация наблюдается в отношении кадмия Cd.Концентрация свинца имеет большой диапазон с наибольшим значениемв точке № 2 (129 мг/кг). При сравнении полученных результатов анализа почвы на содержание тяжёлых металлов валовой формы со значениями ориентировочно допустимых концентраций определяемых показателей можно заключить, что превышение ОДК отмечено только в точке №2 для цинка Zn(430мг/кг) в 2 раза. Содержание остальных металлов во всех трёх точках отбора проб находится в допустимых пределах.Таким образом, наиболее богатой тяжёлыми металлами является проба почвы № 2, отобранная на берегу реки Немда около д. Родыгино. В ней отмечены высокие концентрации как валовых, так и подвижных форм определяемых тяжёлых металлов, что может быть связано с близостью расположения автомобильной дороги и ОАО фирма «Валенки».
Ссылки на источники1.Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 23.01.2006 N 1 "О введении в действие гигиенических нормативов ГН 2.1.7.204106" (вместе с "ГН 2.1.7.204106. 2.1.7. Почва, очистка населенных мест, отходы производства и потребления, санитарная охрана почвы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы", утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 19.01.2006) (Зарегистрировано в Минюсте РФ 07.02.2006 N 7470)2.Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 18.05.2009 N 32 "Об утверждении гигиенических нормативов ГН 2.1.7.251109" (вместе с "ГН 2.1.7.251109. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы") (Зарегистрировано в Минюсте РФ 23.06.2009 N 14121)3.Природа, хозяйство, экология Кировской области: Сборник статей / Ответственный редактор В.И. Колчанов, А.М. Прокашев. Киров,1996. 592с.4.Касимов Н.С., Власов Д.В. КЛАРКИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КАК ЭТАЛОНЫ СРАВНЕНИЯ В ЭКОГЕОХИМИИ. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2015;(2):717.5.Советск (Кировская область) [Электронный ресурс] : Материал из Википедии —свободной энциклопедии : Версия 84768373, сохранённая в 22:41 UTC 9 апреля 2017 / Авторы Википедии // Википедия, свободная энциклопедия. —Электрон. дан. —СанФранциско: Фонд Викимедиа, 2017. —Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/?oldid=84768373
Адамович Татьяна Анатольевна,кандидат географических наук, доценткафедры фундаментальной химии и методики обучения химии, ФГБОУ ВО «Вятский государственный университет», г. Кировttjnadamvich@rambler.ru
Определение содержания тяжелых металлов в почвах города Советска
Аннотация.В работе проведено изучение почв вблизи г. Советска Кировской области на содержание тяжёлых металлов. Было отмечено превышение ПДК для трёх металлов (Pb, Zn, Mn) в подвижной форме и превышение ОДК для одного металла (Zn) в валовой форме. Установлено, что наиболее загрязненной тяжёлыми металлами является проба почвы, отобранная на берегу реки Немда около д. Родыгино.Ключевые слова:почва, загрязнение, тяжёлые металлы, химический анализ почвы.
Почвы занимают уникальное, но вполне закономерное положение в ландшафте. Каждый из компонентов природы накладывает свой отпечаток на «внешность» почв и «физиологию» протекающих в них процессов, поэтому почву справедливо считают детищем ландшафта.Одним из ведущих факторов почвообразования в последнее время становится человек. Он может оказывать двоякое, как положительное, так и отрицательное воздействие на почвы. К сожалению, пока приходится констатировать гораздо больше случаев его негативного влияния на педосферу [3].Для исследования почвенного покрова были выбраны точки, расположенные вблизи г. Советска, который расположен в 137 км к югу от г. Кирова, по берегам рек в районе узкого перешейка разделяющего реки Пижму и Вятку, в устье р. Кукарки (народное название местности: Трёхречье). К границам города также примыкают реки Немда и Чернушка [5].Отбор проб почвы был проведён в осенний период 2016 года (сентябрь –октябрь) в трёх точках вблизи г. Советска.
Рис. 1 Картасхема точек отбора проб почвы вблизи г. СоветскаПримечание: 1 –автомобильный мост через реку Немда около с. Ильинск;2 –правый берег реки Немда около д. Родыгино; 3 –правый берег реки Пижма около г. Советска.
В отобранных пробах воды определяли содержание тяжёлых металлов (свинец, кадмий, медь, цинк, железо, марганец), находящихся в подвижной и валовой формах, а так же водородный показатель.Анализ почвы на содержание тяжёлых металлов проведён по методике измерений массовых концентраций элементов атомноабсорбционным методом ФР.1.31.2012.13573.Водородный показатель измеряли на рНметреиономере «Эксперт001».Величина показателя кислотности в точке №1 составляет 6,8±0,1; в точке №2 –6,9±0,1; в точке №3 –4,8±0,1. В точках №№ 1 и 2 почва соответствует нейтральной реакции среды, а в точке № 3 –кислой.В экогеохимии для оценки экологической опасности загрязнения компонентов ландшафтов используют три основных эталона сравнения: гигиенические нормативы (предельно допустимые концентрации –ПДК, ориентировочно допустимые концентрации –ОДК), фоновые геохимические уровни и кларки химических элементов. Каждый из этих эталонов имеет свои достоинства и недостатки [4].В данной работе для оценки степени загрязнения используются гигиенические нормативы: предельно допустимые концентрации –ПДК, ориентировочно допустимые концентрации –ОДК.Для почвы предельно допустимые концентрации приведены в гигиенических нормативах ГН 2.1.7.204106 Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Ориентировочно допустимые концентрации приведены в гигиенических нормативах ГН 2.1.7.251109 Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве, при этом величины ОДК обоснованы для трёх ассоциаций основных почв России по их устойчивости к химическому загрязнению и уровню кислотности [2].В ходе анализа почвы были получены следующие данные (табл. 1, табл. 2).Таблица 1Содержание тяжелых металлов (подвижная форма) в почве вблизи г. Советска
Точки отбора пробСодержание тяжелых металлов, мг/кгPbCdCuZnFeMn11,79±0,380,060±0,0180,29±0,082,7±0,9132±33550±126234±70,28±0,071,13±0,26170±601180±290115±2731,16±0,240,080±0,0240,080±0,02229±1042±11139±32ПДК[1]6,0
3,023,0
100Примечание: жирным шрифтом выделены значения, превышающие ПДК.
Анализируя данные таблицы 1, можно отметить, что преобладающим металлом в составе почвы является марганец Mn, наибольшее содержание которого наблюдается в точке отбора проб № 1 (550 мг/кг). Исключение составляет точка № 2, в которой преобладает железо Fe(1180 мг/кг). Вторым и третьим по значениям массовой концентрации являются марганец Feи цинк Znсоответственно. Максимальная концентрация этих металлов отмечена в точке №2: железо Fe(1180 мг/кг), цинк Zn(170 мг/кг).Наибольшая концентрация свинца Pbотмечена в точке № 2 (34 мг/кг). Аналогичная ситуация наблюдается в отношении меди Cu, наибольшая концентрация которойтак же отмечена в точке №2 (1,13 мг/кг). Концентрация кадмия Cdне превышает 1 мг/кг.При сравнении полученных результатов анализа почвы на содержание тяжёлых металлов подвижной формы со значениями предельно допустимых концентраций определяемых показателей можно заключить, что единственный металл, концентрация которого превышает ПДК во всех трёх точках отбора проб, это марганец Mn. В точке №1 концентрация марганца Mnпревышает ПДК в 5,5 раз (550мг/кг), в точке №2 –в 1,15 раз (115мг/кг), в точке №3 –в 1,39 раз (139мг/кг). Содержание цинка Znпревышает ПДК в точке №2 (170мг/кг) в 7,4 раза и в точке №3 (29 мг/кг) в 1,3 раза. Концентрация свинца Pbпревышает ПДК в точке №2 (34мг/кг) в 5,7 раз. Содержание меди Cuнаходится в допустимых пределах. Максимальные содержания железа и кадмия также отмечены для точки №2, отобранной на правом берегу реки Немда около д. Родыгино.Таблица 2Содержание тяжелых металлов (валовая форма) в почве вблизи г. Советска
Точки отбора пробСодержание тяжелых металлов, мг/кгPbCdCuZnFeMn18,1±1,70,24±0,0616,8±3,940±1310500±2600935±1232129±270,4±0132±7430±14015000±3700234±54ОДК[2]1302132220
150039,0±1,90,28±0,0711,5±2,786±297500±1900732±168ОДК[2]65166110
1500Примечание: жирным шрифтом выделены значения, превышающие ПДК.
Анализируя данные таблицы 2, можно отметить, что гораздо выше всех компонентов концентрация железа Fe, которая имеет большой диапазон от наибольшей концентрации (15000 мг/кг) в точке №2, и наименьшей в точке № 3 (7500 мг/кг).Вторым и третьим по значениям массовой концентрации являются марганец Mnи цинк Znсоответственно. Максимальная концентрация марганца Mnотмечена в точке № 3 (732 мг/кг), минимальная (234 мг/кг) в точке № 2. Содержание цинка Znимеет большой диапазон с наибольшим значением (430 мг/кг) в точке № 3 и наименьшим в точке №1 (40 мг/кг).
Медь Cu, свинец Pbи кадмий Cdсодержатся в значительноменьших количествах. Концентрация меди Cuимеет небольшой диапазон с наибольшими значениями в точках № 2 (32 мг/кг) и № 1 (16,8 мг/л). Аналогичная ситуация наблюдается в отношении кадмия Cd.Концентрация свинца имеет большой диапазон с наибольшим значениемв точке № 2 (129 мг/кг). При сравнении полученных результатов анализа почвы на содержание тяжёлых металлов валовой формы со значениями ориентировочно допустимых концентраций определяемых показателей можно заключить, что превышение ОДК отмечено только в точке №2 для цинка Zn(430мг/кг) в 2 раза. Содержание остальных металлов во всех трёх точках отбора проб находится в допустимых пределах.Таким образом, наиболее богатой тяжёлыми металлами является проба почвы № 2, отобранная на берегу реки Немда около д. Родыгино. В ней отмечены высокие концентрации как валовых, так и подвижных форм определяемых тяжёлых металлов, что может быть связано с близостью расположения автомобильной дороги и ОАО фирма «Валенки».
Ссылки на источники1.Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 23.01.2006 N 1 "О введении в действие гигиенических нормативов ГН 2.1.7.204106" (вместе с "ГН 2.1.7.204106. 2.1.7. Почва, очистка населенных мест, отходы производства и потребления, санитарная охрана почвы. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы", утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 19.01.2006) (Зарегистрировано в Минюсте РФ 07.02.2006 N 7470)2.Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 18.05.2009 N 32 "Об утверждении гигиенических нормативов ГН 2.1.7.251109" (вместе с "ГН 2.1.7.251109. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы") (Зарегистрировано в Минюсте РФ 23.06.2009 N 14121)3.Природа, хозяйство, экология Кировской области: Сборник статей / Ответственный редактор В.И. Колчанов, А.М. Прокашев. Киров,1996. 592с.4.Касимов Н.С., Власов Д.В. КЛАРКИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КАК ЭТАЛОНЫ СРАВНЕНИЯ В ЭКОГЕОХИМИИ. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2015;(2):717.5.Советск (Кировская область) [Электронный ресурс] : Материал из Википедии —свободной энциклопедии : Версия 84768373, сохранённая в 22:41 UTC 9 апреля 2017 / Авторы Википедии // Википедия, свободная энциклопедия. —Электрон. дан. —СанФранциско: Фонд Викимедиа, 2017. —Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/?oldid=84768373
