Мониторинг пахотных угодий, подверженных техногенным эмиссиям тяжелых металлов в южной пригородной агропромзоне г. Волгограда

НИЖНЕВОЛЖСКОГО АГРОУНИВЕРСИТЕТСКОГО КОМПЛЕКСА

АГРОНОМИЯ И ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

УДК 502/504

МОНИТОРИНГ ПАХОТНЫХ УГОДИЙ, ПОДВЕРЖЕННЫХ ТЕХНОГЕННЫМ ЭМИССИЯМ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ЮЖНОЙ ПРИГОРОДНОЙ АГРОПРОМЗОНЕ Г. ВОЛГОГРАДА

ARABLE CROPLANDS SUBJECTED ТО HEAVY METALS TECHNOGENIC EMISSIONS IN THE SOUTHERN SUBURBAN AGRO INDUSTRIAL ZONE OF VOLGOGRAD MONITORING

Д.С. Кичев, кандидат технических наук Т.А. Трофимова, ассистент кафедры «ТХПСХП»

ФГОУВПО Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия

D.S. Kichev, Т.A. Trofimova

Volgograd state agricultural academy

Волгоград является одним из индустриально развитых центров России. Огромные промышленные комплексы загрязняют тяжелыми металлами большие территории города и области. Улучшение экологии окружающей среды можно решить с помощью постоянного мониторинга.

Volgograd is one of the industrial developed centers of Russia. Large industrial complexes pollute big territories of the city and region with heavy metals. Environmental ecology improvement can be solved by constant monitoring means.

Ключевые слова: мониторинг, тяжелые металлы, пахотные почвы, эмиссии поллютантов, агроэкосистемы.

Key words: monitoring, heavy metals, arable soils, pollutants emission, agroecosystems.

Волгоградская область является одной из промышленно развитых областей России. Проведенные на территории Волгограда и области в разные годы эколого-геохимические исследования выявили неуклонный рост загрязнения почв тяжелыми металлами как в пространственном, так и в количественном отношении, что вызывает риск загрязнения сельскохозяйственной продукции.

Опасность тяжелых металлов обусловлена высокой миграционной и транслокационной способностью по компонентам пищевых цепей, включая человека. В организме человека тяжелые металлы могут аккумулироваться, вызывая разнообразные физиологические нарушения, в том числе на генетическом уровне [1].

Цель данной работы - установление степени влияния эмиссий поллютантов выбросами промышленных предприятий южной пригородной агропромзоны г. Волгограда на накопление, трансформацию и транслокацию тяжелых металлов в пахотных почвах исследуемой территории.

Объект исследования - пахотные поля и садово-огородные участки южной пригородной агропромзоны г. Волгограда.

Южная пригородная агропромзона г. Волгограда - это зона, прилегающая к территории огромного промышленного города, т.е. территория, условно разделяющая город и область, в частности, она

разделяет город Волгоград и Светлоярский район Волгоградской области.

Особенностью южной пригородной агропромзоны г. Волгограда является сочетание высокой концентрации промышленных и энергетических объектов в пределах ее границ с производством и переработкой продукции растениеводства и животноводства. Следовательно, первостепенной задачей для данной территории является обеспечение и получение экологически чистой сельскохозяйственной продукции.

Так, по данным Департамента по охране окружающей среды и природных ресурсов г. Волгограда, основными источниками загрязнения атмосферы и почв южной части города и ее окрестностей различными веществами, в том числе тяжелыми металлами, являются предприятия энергетики (ТЭЦ-2, ТЭЦ-3), предприятия

металлургической промышленности (ЗАО «Северсталь-метиз»), предприятия нефтеперерабатывающей промышленности (ООО «ЛУКойл-Волгограднефтепере-работка) и другие [2].

Также на территории южной пригородной зоны г. Волгограда проходит трасса федерального значения Москва-Астрахань и другие трассы.

За 2009 год выбросы загрязняющих веществ в атмосферу г. Волгограда и Волгоградской области от стационарных источников составили 233,741 тыс. тонн/год (из них 22,710 тыс. тонн твердых и 211,031 тыс. тонн газообразных и жидких) [2; 3].

В соответствии с целью исследований в течение 2006...2008 годов, нами были обследованы почвы пахотных угодий в окрестностях южной пригородной агропромзоны зоны г. Волгограда путем определения содержания трех тяжелых металлов (7,п, РЬ, Сё) (валовых и подвижных форм) в почвах двух садово-огородных участков и шести сельскохозяйственных угодий, расположенных в разных направлениях (в радиусе 1 км) от промышленного потенциала южной пригородной агропромзоны как источника аэротехногенного воздействия, путем отбора усредненных репрезентативных образцов на глубину 0.. .0,20 м.

За точку отсчета приняты южные проходные АООТ «Каустик». Контролем считалось поле ОАО «Червленое», расположенное в 22 км от точки отсчета. Почвы данного поля считались фоновыми.

Таблица 1 - Среднее содержание тяжелых металлов (валовых и подвижных форм) в почвах садово-огородных и сельскохозяйственных угодий по состоянию на 2006.. .2008 гг., находящихся в разных направлениях от южных проходных АООТ «Каустик», мг/кг

Вид участка, направление Расстояние от АООТ «Каустик» Сё РЬ

Поле I (южное) 550 м 115,5/24,6 0,32/0,10 22,1/3,6

Поле П (юго-запад.) 450 м 98,5/21,6 0,41 /0,17 26,7/4,1

Поле III (запад.) 550 м 104,1 /23,4 0,55/0,21 28,8/4,8

Участок IV (северное) 720 м 55,6/15,8 0,33/0,10 14,3/2,6

Поле V (вост.) 750 м 84,3 / 17,8 0,80 / 0,24 20,2/3,1

Поле VI (юго-восг.) 900 м 82,1 / 18,5 0,70/0,15 21,2/2,8

Участок VII (сев. -восточное) 650 м 45,5/14,8 0,44/0,13 12,4/3,2

Поле VIII -контроль (сев,-запад.) 22 км 39,7/4,6 0,22 / 0,08 14,2/3,5

ПДК, мг/кг 100/23 1,00 /- 30,0/6,00

* Примечание. В числителе - содержание валовых форм ТМ, в знаменателе - содержание подвижных форм ТМ.

В результате проведенных исследований было обнаружено, что почвы, согласно шкале экологического нормирования, характеризуются повышенным содержанием цинка. Так, в почвах исследуемых полей I, III, расположенных в южном и западном направлениях и на расстояниях 550 м от источников загрязнения, обнаружено превышение содержания валовых форм цинка в пахотном слое в 1,15 ПДК; 1,04 ПДК для валовых форм и подвижных в 1,06 ПДК и в 1,02 ПДК соответственно.

Также почвы исследуемых полей II, V, VI характеризуются повышенными концентрациями валовых и подвижных форм цинка, значения которых приближаются к значениям ПДК

Концентрации остальных тяжелых металлов хотя и не превышали ПДК, но приближались к границам ПДК и были выше фонового уровня в 1,5...2 раза. Также наблюдалась динамика увеличения показателей содержания тяжелых металлов в почвах за время проведенного трехлетнего мониторинга (2006.. .2008), что свидетельствует об аэротехногенном воздействии промышленного потенциала изучаемой территории.

В почвах поля VIII, являющимся контрольным, так как расположено в 22 км от источника загрязнения, значения валовых и подвижных форм цинка характеризовались как низкие, не превышающие ПДК, и, соответственно, не превышающие фоновых значений для светло-каштановых почв. Так, среднее содержание валовых форм цинка за годы проведения исследований в пахотном слое составляло 39,7 мг/кг, а подвижных форм - 4,62 мг/кг.

Причем, динамики роста показателей содержания как валовых, так и подвижных форм на данном поле практически выявлено не было. В 2006 году концентрация валовых и подвижных форм цинка составляла

соответственно - 39,4 и 4,41 мг/кг, а в 2008 году - 40,1 и 4,87 соответственно.

Выбор данного поля в качестве контрольного поля, где почвы по концентрациям тяжелых металлов близки к фоновым значениям, неслучаен.

Достаточно большое расстояние от источника загрязнения (22 км), а также то, что данное поле расположено не под влиянием доминирующих ветров, практически исключает аэротехногенный перенос поллютантов.

Полученные данные были сопоставлены с розой ветров исследуемой территории, с целью влияния доминирующих направлений ветра на аэротехногенный перенос поллютантов (тяжелых металлов).

В соответствии с преобладающей среднемноголетней розой ветров исследуемые поля I (южное направление) и III (западное направление), где были зафиксированы превышения ПДК по цинку, находятся под влиянием доминирующего направления ветра (восточное направление - 19 % и северо-восточного 15 % направлений ветра), что, возможно, свидетельствует об аэротехногенном перемещении поллютантов.

Также были отмечены более высокие показатели изучаемых тяжелых металлов в почвах исследуемых полей, расположенных в восточном (поле V), юго-западном (поле II), что, по нашему мнению, также связано с преобладанием западного (17 %) и северо-восточного (15 %) направлений ветра.

Таким образом, опасные направления ветра (северо-восточные направления, западные) предопределяют снос поллютантов, в том числе тяжелых металлов от промышленного потенциала южной пригородной зоны на селитебную территорию города (Красноармейский район), на пахотные поля и садово-огородные участки исследуемой зоны.

Для снижения опасности получения сельскохозяйственной продукции с высоким содержанием тяжелых металлов необходимо проводить мониторинг их динамики в основных компонентах агроэкосистем, окружающих промышленный потенциал южной пригородной агропромзоны г. Волгограда, прежде всего в почвах.

Библиографический список

1. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Ю.В. Алексеев. - JL: Агропромиздат, 1987. - 142 с.

2. Доклад о состоянии окружающей среды Волгоградской области в 2008 году: Комитет природных ресурсов и охраны окружающей среды Администрации Волгоградской области. - Волгоград: Панорама, 2009. - 384 с.

3. Перечень предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых количеств (ОДК) химических веществ в почве. - Введ. 1992 - 06- 02. - М.: Изд. спец., 2003. - 15 с.

E-mail: ptit@bk.ru