Почвы являются важнейшим объектом экологических исследований, поскольку это ценное звено биогеохимического круговорота веществ в экосистемах, источник поступления этих веществ в растительность и по трофическим цепям в организм человека [1].
В наибольших количествах из щелочных и щелочноземельных элементов в породах присутствуют Na, K, Mg, Ca. Из анионов преобладают СО32-, Сl—, SO42-; присутствуют – НСО3— которые поступают в почвенный раствор в результате биологических процессов [5].
Загрязнение почвы — это процесс изменения ее физико-химических и биологических характеристик, которые вызывают снижение плодородия и представляют опасность для здоровья населения, животных и растительных организмов [7].
Сельскохозяйственные земли загрязняются не только через атмосферу, но и при применении пестицидов, минеральных и органических удобрений, известковании, использовании сточных вод [11].
Актуальность проблемы исследования определило цель работы – оценить экологическое состояние почвенного покрова на территориях Оренбургского Предуралья.
В связи с поставленной целью необходимо решить следующие задачи:
1) провести работу с литературными и научными данными по оценке степени загрязнения почв;
2) определить содержание гидрокарбонат-, хлорид-, сульфат-ионов и ионов кальция, магния, натрия, калия в целинных и пахотных почвах Оренбургского Предуралья;
3) определить интегральную степень загрязнения почвенного покрова;
4) оценить показатель химического загрязнения.
Объектами исследования являлись типичные и выщелоченные черноземы южной лесостепи, южные черноземы засушливой степи, аридные темно-каштановые почвы Предуралья, расположенные под хорошо сохранившейся естественной растительностью (целина) и на участках интенсивного сельскохозяйственного использования (пашня).
По гранулометрическому составу данные почвы представляют собой тяжелый, редко средний, суглинок.
Перед началом определения ионов для каждого подтипа почвы Оренбургского Предуралья, необходимо установить рН водных вытяжек. Для каждой из проб почвы нами была установлена нейтральная реакция среды, как на целинном, так и на пахотном участке (рисунок 1).
Рисунок 1 – Реакция среды водной вытяжки почв Урала
Определение содержания катионов и анионов в почвах Урала методом титрования показало, что у чернозема выщелоченного (рисунок 2а) при глубине 0-10 см преобладают катионы натрия и калия на целинных территориях и сульфат-ионы на целинных и пахотных территориях, а дефицит испытывает почва в отношении катионов магния. При глубине 10-20 см на целинных участках содержание катионов натрия и калия выше, чем на пахотных, в то время как на пахотных территориях преобладают сульфат-ионы, но оба участка претерпевают недостаток в отношении катионов кальция и магния. Для глубины 20-30 см на целинных и пахотных территориях увеличивается содержание сульфат-иона.
При определении ионов у чернозема типичного (рисунок 2б), наблюдается уменьшение загрязняющих катионов и анионов при увеличении глубины. Так на глубине 0-10, 10-20, 20-30 см преобладают катионы натрия и калия как для целинных, так и для пахотных территорий, но с увеличением глубины их концентрация заметно уменьшается.
Таблица1 — Критерии качества территории
| Показатели качества |
Параметры состояния |
|||
| Экологическое бедствие | Чрезвычайная Экологическая ситуация | Критическая экологическая ситуация | Относительно удовлетворительная ситуация | |
| рН | <5.6 | 5.7-6.5 | 6.6-7.0 | >7.0 |
| ПХЗ почвы | <128 | 32-128 | 16-32 | >16 |
Таблица 2 – Содержание Ki загрязняющих веществ в почве
| Место отбора пробы |
Ki |
ПХЗ | рН | |||||
| HCO3— | Cl— | SO42- | Ca2+ | Mg2+ | Na+K | |||
| Чернозем выщелоченный | 0,37 | 0,42 | 1,27 | 0,64 | 1,87 | 0,53 | 5,1 |
6,30-7,49 |
| Чернозем типичный | 1,04 | 1,36 | 1,26 | 0,99 | 1,65 | 1,20 | 7,5 | |
| Чернозем южный | 1,53
|
1,31 | 1,76 | 0,63 | 1,44 | 1,36 | 8,03 | |
| Темно-каштановые почвы | 0,44 | 0,68 | 1,20 | 0,65 | 0,82 | 0,65 | 4,44 | |
Кi – коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества.
Исходя из экспериментальных данных, можно заметить, что для чернозема выщелоченного и темно-каштанового коэффициент концентрации загрязняющих веществ ниже, чем у чернозема типичного и чернозема южного. Наименее загрязняющим компонентом для исследованных почв является катион кальция.
Сравнивая полученные результаты с табличными данными можно заметить, что рН среды варьируется в широких пределах экологической ситуации, от чрезвычайной до относительно удовлетворительной. Анализируя полученные результаты, мы наблюдаем неравномерное распределение ионов для каждого подтипа почв. Наибольшее количество гидрокарбонат-иона и катионов натрия и калия содержит чернозем типичный и чернозем южный. Большая концентрация ионов хлора наблюдается у чернозема типичного, в то время как содержание сульфат-иона сосредоточено в почвах чернозема южного. Концентрация катионов кальция и магния для каждого подтипа почв практически одинакова. Среди загрязняющих веществ приоритетными являются катион магния и сульфат-ион. Показатель химического загрязнения находится в пределах относительно удовлетворительной экологической ситуации.
Проведенные исследования позволяют сделать заключение об удовлетворительной экологической обстановке почвенного покрова целинных и пахотных почв Оренбургского Предуралья.
Список литературы
- Абрамян, С. А. Изменение ферментативной активности почв под влиянием естественных и антропогенных факторов / С. А. Абрамян / / Почвоведение. — 2001. – С. 70-82.
- Авдонин, Н.С. Свойства почв и урожай / Н.С. Авдонин / / М., Колос, 2001. — 215 с.
- Барсукова М.Ю., Дудкин Ю.И. О допустимых уровнях загрязнения почв металлами / М.Ю Барсукова / /— Тула, 2003. — С.534-536.
- Беланов, И. П. Почвенно-экологическая оценка территорий подверженных антропогенному воздействию / И. П. Беланов / / Статья. — 2011. – 2 с.
- Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды Оренбургской области в 2001 году. — Оренбург: ИНК «Газпромпечать», 2002. 180 с.
- Грошев, И.В. Мониторинг почв и земель Оренбургской области по загрязнению тяжелыми металлами // Охрана окружающей среды Оренбургской области: Информационно-аналитический ежегодник / Под ред. В.Ф. Куксанова. Оренбург: ИПК ОГУ, 2000. — С. 145-166.
- Карпачевский, Л.О. Экологическое почвоведение / Л.О. Карпачевский / / М.: Изд-во ГЕОС, 2005. – 336 с.
- Макаров, О.А. Интегральный показатель экологического состояния земель на примере сельскохозяйственных угодий Московской области / О.А. Макаров / / М., Журнал, 2012. – 128-131 с.
- Опекунова М. Г., Алексеева-Попова Н. В., Арестова, И. Ю. Металлы в почвах и растениях Южного Урала: экологическое состояние фоновых территорий / М.Г. Опекунова // Вестн. СПбГУ. Сер. 7. 2001. Вып. 4. № 31. С. 45–53.
- Ряховский, А.В. Агрономическая химия / А.В. Ряховский // -Оренбург: «Южный Урал», 2004. — 283 с.
- Суханов, П.А. Оценка экологического состояния почв сельскохозяйственных угодий / П.А. Суханов / / П., Статья, 2010. – 1 с.[schema type=»book» name=»ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА НА ТЕРРИТОРИЯХ ОРЕНБУРГСКОГО ПРЕДУРАЛЬЯ» author=»Тарасова В.Е.» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-04-04″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_30.04.2015_4(13)» ebook=»yes» ]