Влияние температуры на содержание кадмия, свинца и урана в поровой влаге переувлажненной дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы

Установлено содержание Cd, Pb и U в поровых водах дерново-подзолистой среднесуглинистой почвы повышенной влажности при различных температурных условиях. В температурном диапазоне 15-40 °С доли тяжелых металлов (ТМ) в почвенном растворе от общего содержания соответствующего элемента в почве соотносятся следующим образом: α_Cd (0,2-0,3 %) >> α_Pb (0,08-0,10 %) ≥ α_U (0,03-0,08 %). Повышение температуры приводит к изменению физико-химического состояния ТМ в почве, и, как следствие, - изменению их содержания в почвенной поровой влаге, где сосредоточены элементы в наиболее подвижных и биологически доступных миграционноактивных формах. Характер и степень изменения содержания каждого из ТМ в почвенной влаге в зависимости от температуры определяются химической природой элемента и особенностями почвы. В среднесуглинистой почве с нейтральной или слабощелочной реакцией среды при повышении температуры на 5 °С в диапазоне от 15 до 40 °С содержание Pb в почвенной влаге возрастает в среднем на 4,5 %, а Cd и U сокращается соответственно на 4,4 и 13 %. Повышение температуры способствует переходу железа из твердой фазы почвы в почвенную влагу и приводит к снижению сорбционной способности гидроксидов железа, существенно влияющих на закрепление Pb в почве. В соответствии с величинами коэффициентов межфазного распределения K_d в системе «твердая фаза почвы-поч-венный раствор» закрепление ТМ в переувлажненной почве изменяется в следующей последовательности: Cd (180230) << Pb (480-590) ≤ U (570-1 620). В условиях переувлажнения степень закрепления свинца в почве уменьшается при повышении температуры, а кадмия и урана - при снижении температуры почвенной среды, причем урана в большей степени, чем кадмия. Уменьшение степени закрепления ТМ в почве способствует увеличению их подвижности и биологической доступности и ухудшает экологическое состояние наземных экосистем.

1. Логинов, В. Ф. Опасные гидрометеорологические явления на территории Беларуси / В. Ф. Логинов, А. А. Волчек, И. Н. Шпока. - Минск: Белорус. наука, 2010. - 170 с.

2. Овчаренко, М. М. Подвижность тяжелых металлов в почве и доступность их растениям / М. М. Овчаренко // Аграрная наука. - 1996. - № 3. - С. 39-40.

3. Мансуров, В. В. Влияние погоды на урожай / В. В. Мансуров, А. А. Мелешин // Картофель и овощи. - 2000. -№ 5. - С. 21-24.

4. Васильцова, А. В. Тяжелые металлы в компонентах экосистем / А. В. Васильцова [и др.] // Вузовская наука -региону: материалы IV Всерос. науч.-техн. конф., Вологда, 21 февр. 2006 г.: в 2 т. / Вологод. гос. техн. ун-т; редкол.: B. А. Шорин (отв. ред.) [и др.]. - Вологда, ВГТУ, 2006. - Т. 1. - С. 395-397.

5. Водяницкий, Ю. Н. Загрязнение почв тяжелыми металлами / Ю. Н. Водяницкий, А. Т. Ладонин. - М.: Почвенный ин-т им. В. В. Докучаева РАСХН, 2012. - 304 с.

6. Cadmium in the Human Environment: Toxicity and Carcinogenicity. Lyon: IARC, 1992. - 469 p.

7. Рудь, А. В. Загрязнение тяжелыми металлами почв и растительности придорожных полос автодорог Минской области / А. В. Рудь // Вестн. БГУ Сер. 2. Химия. Биология. География. - 2007. - № 1. - C. 111-115.

8. Бекман, И. Н. Уран / И. Н. Бекман. - М.: МГУ, 2009. - 305 с.

9. Черных, Н. А. Экологический мониторинг токсикантов в биосфере / Н. А. Черных, С. Н. Сидоренко. - М.: Изд-во РУДН, 2003. - 430 с. - (Серия «Библиотека эколога»).

10. Сидоров, Н. Ф. Проблемы тяжелых металлов в сельском хозяйстве (биологические аспекты): учебное пособие / Н. Ф. Сидоров. - Иваново, 1995. - 48 с.

11. Тяжелые металлы в системе элемент-почва-зерновые культуры / О. Я. Соколова [и др.] // Вестник ОГУ. -2006. - № 4. С. 106-110.

12. Головатый, С. Е. Тяжелые металлы в агроэкосистемах / С. Е. Головатый. - Минск: Ин-т почвовед. и агрохимии, 2002. - 240 с.

13. Почвенные растворы в процессах миграции 137Cs, 90Sr, 239,240Pu и 241 Am // С. В. Овсянникова [и др.] // Геохимия. - 2000. - № 2. - С. 222-234.

14. Минкина, Т. М. Состав соединений тяжелых металлов в почвах / Т. М. Минкина, Г. М. Мотузова, О. Г. Назаренко. - Ростов-на-Дону: Эверест, 2009. - 208 с.

15. Тезисы докладов II съезда Общества почвоведов (27-30 июня 1996 г., Санкт-Петербург): в 2 т. / Рос. акад. наук, О-во почвоведов. - СПб.: изд-во СпбГУ, 1996. - Т. 1. - 453 с.

16. Логинов, В. Ф. Изменения климата и их влияние на различные отрасли экономики: Аналитический доклад НАН Беларуси / В. Ф. Логинов, В. С. Микутский. - Минск: Ин-т природопользования, 2013. - 46 с.

17. Ермолаев, С. В. Влияние почвенных и погодных условий на формирование урожая и качество клубней картофеля разных сроков созревания в Чувашской Республике: автореф. дис. ... канд. сельскохоз. наук: 06.01.09 / С. В. Ермолаев. - Чебоксары, 2009. - 21 с.

18. Черных, Н. А. Трансформация соединений свинца и кадмия в разных типах почв / Н. А. Черных, Прасанна Джагат // Вестн. РУДН. Сер. Экология и безопасность жизнедеятельности. - 2000. - № 4. - С. 82-88.

19. Изменение подвижности тяжелых металлов в дерново-подзолистых почвах в зависимости от степени гуму-сированности и применения высоких доз органических удобрений / В. А. Седых [и др.] // Изв. ТСХА. - 2011. - Вып. 3. - C. 17-25.

20. МВИ. МН1497-2001. Методики определения урана в почвах и аэрозольных фильтрах. - Минск: БелГИМ, 2001.

21. Measurement of radionuclides in food and the environment [Electronic Resource]: Technical reports series no 295 / International Atomic Energy Agency. -Vienna, 1989. - Mode of access: https://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/trs295_web.pdf.

22. Практикум по агрохимии: учеб. пособие / В. В. Кидин [и др.] / под ред. В. В. Кидина / М.: Колос-с, 2008. -599 с.

23. ГН 2.1.7.12-1-2004. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) химических веществ в почве: Утв. Постановление глав. гос. сан. врача Респ. Беларусь № 28 от 25.02.2004. - Минск, 2004. - 20 с.

24. Greenwood, N. N. Chemistry of the Elements / N. N. Greenwood, A. Earnshaw. - Oxford: Butterworth, 1997. - 1600 p. https://doi.org/10.1016/C2009-0-30414-6

25. Информационная оценка состояния тяжелых металлов в почвах / В. Н. Гукалов [и др.] // Вестн. Алтай. гос. аграр. ун-та. - 2015. - № 5 (127). - С. 58-64.

26. Mench, M. Cadmium availability to wheat in five soil series from the Yonne district, Burgundy, France / M. Mench, D. Baize, B. Mocquot // Environ. Pollut. - 1997. - Vol. 95. - P. 93-103. https://doi.org/10.1016/s0269-7491(96)00078-4_

27. Ильин, В. Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение / В. Б. Ильин / Новосибирск: Наука, 1991. - 151 с.

28. Головатый, С. Е. Содержание миграционно-активных форм свинца в дерново-подзолистых и торфяных почвах / С. Е. Головатый, Н. К. Лукашенко, З. С. Ковалевич // Экологический вестник. - 2010. - № 3 (13). - С. 15-22.

29. Химия актиноидов: в 3 т.: пер. с англ. / под ред. Дж. Каца [и др.]. - М.: Мир, 1991. - Т. 3. - 525 с.