Фракционно-групповой состав соединений Cr, Ni и Mn в основных типах почв фоновых и загрязненных территорий лесостепной зоны Новосибирской области

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведены исследования 23 площадок, заложенных на почвах фоновых и загрязненных территорий, подверженных воздействию Новосибирского оловянного комбината, ТЭЦ, автомобильных дорог, лесостепной зоны Новосибирской области. Почвы представлены аллювиальными, дерново-подзолистыми, серыми лесными, черноземами выщелоченными, урбаноземами, агроземами. Валовое содержание Cr и Mn в исследуемых почвах не превышает ориентировочно-допустимой концентрации металлов. В песчаных и супесчаных почвах Новосибирской агломерации установлено превышение нормативов для Ni. Выявлено увеличение подвижности тяжелых металлов в почвах, подверженных техногенным выбросам. Анализ фракционно-группового состава соединений Ni, Mn и Cr в почвах при помощи авторской комбинированной схемы фракционирования позволил детально проследить трансформацию соединений металлов в почвах, подверженных антропогенному влиянию. Группа непрочносвязанных соединений Mn, характеризующих биодоступность металла, составляет до 38% от суммы фракций, преимущественно за счет его активного взаимодействия с оксидами Fe–Mn и карбонатами. Группа прочносвязанных соединений Cr составляет до 98% от суммы фракций при этом большая часть металла сосредоточена в остаточной фракции (до 89% от группы). В случае Ni большую роль в прочном удерживании играют оксиды Fe–Mn (до 20%), а также органическое вещество (до 12%). С использованием показателя буферности почв по отношению к тяжелым металлам дана оценка влияния свойств почв на накопление и прочность закрепления элементов. Установлено активное участие несиликатных соединений Fe в аллювиальной супесчаной и песчаной почвах в удерживании исследуемых металлов.

Об авторах

Т. И. Сиромля

Институт почвоведения и агрохимии СО РАН

Email: chaplygin@sfedu.ru
Россия, пр-т Акад. Лаврентьева, 8/2, Новосибирск, 630090

М. В. Бурачевская

Южный федеральный университет

Email: chaplygin@sfedu.ru
Россия, ул. Б. Садовая, 105, Ростов-на-Дону, 344006

С. С. Манджиева

Южный федеральный университет

Email: chaplygin@sfedu.ru
Россия, ул. Б. Садовая, 105, Ростов-на-Дону, 344006

Т. М. Минкина

Южный федеральный университет

Email: chaplygin@sfedu.ru
Россия, ул. Б. Садовая, 105, Ростов-на-Дону, 344006

Н. П. Черникова

Южный федеральный университет

Email: chaplygin@sfedu.ru
Россия, ул. Б. Садовая, 105, Ростов-на-Дону, 344006

А. В. Барахов

Южный федеральный университет

Email: chaplygin@sfedu.ru
Россия, ул. Б. Садовая, 105, Ростов-на-Дону, 344006

В. А. Чаплыгин

Южный федеральный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: chaplygin@sfedu.ru
Россия, ул. Б. Садовая, 105, Ростов-на-Дону, 344006

Список литературы

  1. Андриевский В.С., Сысо А.И. Влияние различных типов антропогенного изменения почв на сообщества панцирных клещей в городских экосистемах // Сибирский экологический журнал. 2012. № 6. С. 811–818.
  2. Анисимов В.С., Кочетков И.В., Дикарев Д.В., Анисимова Л.Н., Корнеев Ю.Н., Фригидова Л.М. Влияние физико-химических характеристик почв на биологическую доступность природного и радиоактивного цинка // Почвоведение. 2016. № 8. С. 942–954.
  3. Артамонова В.С., Бортникова С.Б., Оплеухин А.В. Техногенное загрязнение почв под отвальными водами в районе угледобычи // Известия Коми научного центра УрО РАН. 2016. № 4. С. 38–45.
  4. Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А. Методы исследования физических свойств почв и грунтов. М.: Агропромиздат, 1986. 416 с.
  5. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М., 1957.
  6. Водяницкий Ю.Н. Индекс Шеннона-Уивера как интегральный показатель дифференциации металлов в образцах почв и растений. // Вестник Моск. ун-та. Сер. 17, почвоведение. 2017. № 4. С. 35–39.
  7. Воробьева Л.А. Теория и практика химического анализа почв. М.: ГЕОС, 2006. 400 с.
  8. Григорьев Н.А. Распределение химических элементов в верхней части континентальной коры. Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 382 с.
  9. Даувальтер В.А. Оценка токсичности металлов, накопленных в донных отложениях озер // Водные ресурсы. 2000. Т. 27. № 4. С. 469–476.
  10. Кошелева Н.Е., Касимов Н.С., Власов Д.В. Факторы накопления тяжелых металлов и металлоидов на геохимических барьерах в городских почвах // Почвоведение. 2015. № 5. С. 536–536.
  11. Ермаков В.В., Тютиков С.Ф., Дегтярев А.П., Сафонов В.А., Данилова В.Н., Хушвахтова, С.Д., Кречетова Е.В. Биогеохимическая дифференциация живого вещества и биоразнообразия в условиях Ардонского полиметаллического субрегиона биосферы // Геохимия. 2018. № 4. С. 336–350.
  12. Ильин В.Б. Буферные свойства почвы и допустимый уровень ее загрязнения тяжелыми металлами // Агрохимия. 1997. 11. С. 65–70.
  13. Ильин В.Б. Оценка буферности почв по отношению к тяжелым металлам // Агрохимия. 1995. № 10. С. 109–113.
  14. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение // Почвоведение. 2007. № 9. С. 1112–1119.
  15. Ильин В.Б. Тяжелые металлы и неметаллы в системе почва-растение. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2012. 218 с.
  16. Ильин В.Б., Сысо А.И. Микроэлементы и тяжелые металлы в почвах и растениях Новосибирской области. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2001. 229 с.
  17. Иовчева А.Д., Кречетов П.П., Семенков И.Н. Засоление как фактор дифференциации подвижных форм тяжелых металлов в почвах Барабинской лесостепи // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5, география. 2022. № 3. С. 108–118.
  18. Минкина Т.М., Мотузова Г.В., Назаренко О.Г., Крыщенко В.С., Манджиева С.С. Комбинированный прием фракционирования соединений металлов в почвах // Почвоведение. 2008. № 11. С. 1324–1333.
  19. Сиромля Т.И., Худяев С.А., Сысо А.И. Использование метода РФА-СИ в почвенно-экологических исследованиях на территории г. Новосибирска // Известия РАН. Сер. физическая. 2015. Т. 79. № 1. С. 101. https://doi.org/10.7868/S0367676515010287
  20. Сысо А.И., Сиромля Т.И., Мяделец М.А., Черевко А.С. Эколого-биогеохимическая оценка элементного и биохимического состава растительности антропогенно нарушенных экосистем (на примере Achillea Millefolium L.) // Сибирский экологический журнал. 2016. Т. 23. № 5. С. 782–792.
  21. Шабанов М.В., Маричев М.С., Минкина Т.М., Раджпут В.Д., Бауэр Т.В. Изменение эколого-геохимического состояния донных отложений в районе медно-колчеданных месторождений (на примере Карабашских месторождений меди) // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2023. № 5. С. 117–134. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2023_51_0_117
  22. Шаймухаметов М.Ш. К методике определения поглощенных Са и Мg в черноземных почвах // Почвоведение. 1993. № 12. С. 105–111.
  23. Ahmad W., Alharthy R.D., Zubair M., Ahmed M., Hameed A., Rafique S. Toxic and heavy metals contamination assessment in soil and water to evaluate human health risk // Sci. Rep. 2021. V. 11. https://doi.org/10.1038/s41598-021-94616-4
  24. Berti W.R., Jacobs L.W. Chemistry and phytotoxicity of soil trace elements from repeated sewage sludge applications // American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, and Soil Science Society of America. 1996. V. 25. P. 1025–1032.
  25. Decker D.J., Organ J.F, Jacobson C.A. Why should all Americans care about the North American model of wildlife conservation? // Trans. 78th North Am. Wildl. Nat. Resour. Conf. 2009. P. 32–36.
  26. Li G., Sun G.X., Ren Y., Luo X.S., Zhu Y.G. Urban soil and human health: a review // Eur. J. Soil Sci. 2018.V. 69. P. 196–215. https://doi.org/10.1111/ejss.12518
  27. McLaren R.G., Crawford D.V. Studies on soil copper: II. the specific adsorption of copper by soils // J. Soil Sci. 1973. V. 24. P. 443–452.
  28. Minkina T.M., Mandzhieva S.S., Burachevskaya M.V., Bauer T.V., Sushkova S.N. Method of determining loosely bound compounds of heavy metals in the soil // Methods X. 2018. V. 5. P. 217–226.
  29. Semenkov I., Sharapova A., Lednev S., Yudina N., Karpachevskiy A., Klink G., Koroleva T. Geochemical partitioning of heavy metals and metalloids in the ecosystems of abandoned mine sites: a case study within the Moscow Brown Coal Basin // Water. 2022. V. 14. P. 113.
  30. Slukovskaya M.V., Kremenetskaya I.P., Drogobuzhskaya S.V., Novikov A.I. Sequential extraction of potentially toxic metals: Alteration of method for Cu-Ni polluted peat soil of industrial barren // Toxics. V. 8. P. 39.
  31. Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals // Anal. Chem. 1979. V. 51. P. 844–851.
  32. Ure A.M., Quevauviller P.H., Muntau H., Griepink B. Speciation of heavy metals in soils and sediments. An account of the improvement and harmonization of extraction techniques undertaken under the auspices of the BCR of the Commission of the European Communities // Int. J. Environ. Analyt. Chem. 1993. V. 51. P. 135–151.
  33. Zhong X., Chen Z., Li Y., Ding K., Liu W., Liu Y., Yuan Y., Zhang M., Baker A.J.M., Yang W., Fei Y., Wang Y., Chao Y., Qiu R. Factors influencing heavy metal availability and risk assessment of soils at typical metal mines in Eastern China // J. Hazardous Mater. 2020. V. 400. P. 123289. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123289

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Карта-схема расположения площадок на фоновых и антропогенно-преобразованных почвах Новосибирской области.

Скачать (378KB)
3. Рис. 2. Фракционно-групповой состав соединений Cr в почве в фоновых и антропогенно-преобразованных почвах Новосибирской области, % от суммы фракций.

Скачать (487KB)
4. Рис. 3. Фракционно-групповой состав соединений Mn в почве в фоновых и антропогенно-преобразованных почвах Новосибирской области, % от суммы фракций.

Скачать (525KB)
5. Рис. 4. Фракционно-групповой состав соединений Ni в почве в фоновых и антропогенно-преобразованных почвах Новосибирской области, % от суммы фракций.

Скачать (560KB)

© Российская академия наук, 2025