Подвижность тяжелых металлов в почвах агроландшафтов: факторы, оценка и экологические последствия на примере Садонского свинцово-цинкового комбината
Резюме
Актуальность исследования обусловлена необходимостью экологического нормирования антропогенного воздействия на агроландшафты, так как превышение предельно допустимых концентраций подвижных форм тяжелых металлов в почвах приводит к деградации земель, снижению продуктивности агроценозов и накоплению токсикантов в сельскохозяйственной продукции, создавая угрозу экологической и продовольственной безопасности. Цель исследований. Систематизация данных о факторах, определяющих подвижность тяжелых металлов в почвах, методах ее оценки и региональных особенностях проявления в почвах Садонского свинцово-цинкового комбината. Методы. Рассмотрены методологические подходы к экологическому нормированию — антропоцентрический и биоцентрический, а также система критериев оценки состояния почв (химические, физические показатели, превышение ПДК, потери гумуса). Приведена классификация ТМ по степени опасности и основные источники их поступления: природные (выветривание пород) и техногенные (промышленность, автотранспорт, сельское хозяйство). Особое внимание уделено факторам, определяющим подвижность металлов: формам нахождения (валовые и подвижные), содержанию гумуса, гранулометрическому составу, реакции среды (рН), окислительно-восстановительным условиям и влажности почвы. Результаты работ. Показано, что увеличение влажности с 55–60 % до 80–90 % может повышать подвижность элементов в 1,5–2 раза. Проанализированы методы оценки подвижных форм с использованием различных экстрагентов. На примере Республики Северная Осетия–Алания (РСО–Алания) продемонстрированы региональные особенности накопления тяжелых металлов. По результатам полевых исследований в зоне влияния Садонского свинцово-цинкового комбината установлено, что пиковые концентрации свинца и цинка приурочены к верхним горизонтам почв, что подтверждает техногенную природу загрязнения. Основными источниками выступают хвостохранилища (Унальское – 6,1 га, Фиагдонское – 5,6 га), в отходах которых содержание свинца достигает 0,16 %, цинка – 0,15 %. В биопробах (фрукты, картофель) из населенных пунктов Алагирского ущелья выявлено превышение допустимых уровней: содержание свинца во фруктах оказалось почти вдвое выше фоновых значений, а в картофеле зафиксировано превышение ПДК по цинку в 1,2–1,6 раза. Обоснована необходимость перехода от оценки валового содержания ТМ к определению их подвижных форм.
Литература
Алборов И.Д., Бадтиев Ю.С., Бадтиева Ф.К., Тедеева Ф.Г. Оценка экологической обстановки в районе Унальского хвостохранилища. // Вестник МАНЭБ. – 2011. – Т. 16. № 2. – С. 9–17.
Алборов И.Д., Бурдзиева О.Г., Закс Т.В., Кануков А.С. Геоэкологический мониторинг и ремедиация территории Моздокского нефтепродуктового загрязнения. // Геология и геофизика Юга России. – 2024. – Т. 14. № 1. – С. 127–140. DOI: 10.46698/VNC.2024.10.67.009.
Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Ленинград: Агропромиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. – 140 с.
Джанаев З.Г. Изменение химического состава почв Северного Кавказа. // Агрохимический вестник. – 2008. – № 2. – С. 4–6.
Заалишвили В.Б., Кануков А.С., Корбесова К.В. Оценка влияния автомобильного движения транспорта на загрязнение урбанизированных территорий. // Геология и геофизика Юга России. – 2021. – Т. 11. № 4. – С. 135–146. DOI: 10.46698/VNC.2021.53.63.011.
Кануков А.С., Бурдзиева О.Г., Корбесова К.В., Дадтеева Э.В. Влияние микропластика на загрязнение почв тяжелыми металлами. // Геология и геофизика Юга России. – 2025. – Т. 15. № 4. – С. 197–210. DOI: 10.46698/a8396-0899-8665-m.
Наплекова Н.Н., Булавко Г.И. Ферментативная активность почв, загрязненных соединениями свинца. // Почвоведение. – 1983. – № 7. – С. 35–40.
Обухов А.И., Лепнёва О.М. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде. // Почвоведение. – 1989. – № 5. – С. 65–73.
Попов В.В. Соловьев Г.А. Контроль загрязнения почв тяжелыми металлами. // Химизация сельского хозяйства. – 1991. – № 11. – С. 80–82.
Снакин В.В., Кречетов П.П., Мельченко В.Е., Алябина И.О., Кузовникова Т.А., Степичев А.В. Оценка состояния почв и ландшафтов для целей экологического нормирования. / Биогеохимические основы экологического нормирования. М.: Наука, 1993. – С. 126–142.
Lu X.M., Lu P.Z., Liu X.P. Fate and abundance of antibiotic resistance genes on microplastics in facility vegetable soil. // Science of The Total Environment. – 2020. – Vol. 709. – Art. No. 136276.
Thinh N.V., Osanai Y., Do V.H., Nguyen T.A., Phuong N.M., Kien N.T. Removal of lead and other toxic metals in heavily contaminated soil using biodegradable chelators: GLDA, citric acid and ascorbic acid. // Chemosphere. – 2021. – Vol. 263. – Art. No. 127912. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2020.127912.
Van Der Ploeg, Vlijm L. Ecological evoluation, nature conservation and land use planning with particular reference to methods in Netherland. // Biologocal Conservation. – 1978. – Vol. 14. – pp. 197–221.
Wakkaf T., Allouche M., Harrath A.H., Mansour L., Alwasel S., Mohamed Thameemul Ansari K.G., Beyrem H., Sellami B., Boufahja F. The individual and combined effects of cadmium, polyvinyl chloride (PVC) microplastics and their polyalkylamines modified forms on meiobenthic features in a microcosm. // Environmental Pollution. – 2020. – Vol. 266. – Art. No. 115263.
Wang P., Sun Z., Hu Y., Cheng H. Leaching of heavy metals from abandoned mine tailings brought by precipitation and the associated environmental impact. // Science of the Total Environment. – 2019. – Vol. 695. – Art. No. 133893. DOI: 1016/j.scitotenv.2019.133893.
Yu H., Hou J.H., Dang Q.L., Cui D.Y., Xi B.D., Tan W.B. Decrease in bioavailability of soil heavy metals caused by the presence of microplastics varies across aggregate levels. // Journal of Hazardous Materials. – 2020. – Vol. 395. – Art. No. 122690.
Yu H., Zhang Z., Zhang Y., Fan P., Xi B.D., Tan W.B. Metal type and aggregate microenvironment govern the response sequence of speciation transformation of different heavy metals to microplastics in soil. // Science of the Total Environment. – 2021. – Vol. 752. – Art. No. 141956.
Zhou Y.F., Liu X.N., Wang J. Ecotoxicological effects of microplastics and cadmium on the earthworm Eisenia foetida. // Journal of Hazardous Materials. – 2020. – Vol. 392. – Art. No. 122273.
English
Русский
