ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последние годы большое внимание уделяется изучению загрязнения окружающей среды веществами техногенного происхождения. Самого пристального внимания заслуживает техногенное накопление тяжелых металлов, особенно в почвах, поскольку загрязненная почва может являться длительным постоянно действующим источником поступления тяжелых металлов в пищевую цепь. Столь же актуально изучение содержания экотоксикантов в сельскохозяйственных культурах, так как до 70-80% от общего количества тяжелых металлов, поступающих в организм человека, приходится на растительную продукцию.
В связи с увеличивающимся загрязнением биосферы особый интерес и важное практическое значение имеет, с одной стороны, познание закономерностей поведения и распределения тяжелых металлов в окружающей среде, с другой - тот факт, что свыше 90% всех болезней человека прямо или косвенно связаны с состоянием окружающей среды, которая является либо причиной возникновения заболеваний, либо способствует их развитию (Добровольский, 1983; Соколов, Черников, 1999).
В настоящее время стало ясно, что токсичность тяжелых металлов обусловлена как их широким распространением и высокой миграционной подвижностью, так и способностью накапливаться в пищевых цепях, включаться в метаболический цикл, аккумулироваться в организме человека и вызывать разнообразные физиологические нарушения, в том числе на генетическом уровне. «Коварство» тяжелых металлов заключается в том, что они загрязняют экосистему не только быстро и по всей цепочке экологических взаимодействий, но и незаметно. Для выведения тяжелых металлов из экосистемы до безопасного уровня требуется весьма продолжительный период времени при условии полного прекращения их поступления.
5
Среди тяжелых металлов приоритетными загрязнителями считаются ртуть, свинец, кадмий, мышьяк, цинк, главным образом потому, что их техногенное накопление в окружающей среде идет высокими темпами. В сельскохозяйственном производстве основными источниками поступления тяжелых металлов являются пестициды, минеральные удобрения, химические мелиоранты.
Поскольку тяжелые металлы поступают в организм травоядных животных и человека в основном с растительной пищей, а обогащение последней происходит из почвы, почвенно-агрохимические исследования на техногенно загрязненных территориях приобретают важное значение, особенно в местах, где население питается в течение многих лет преимущественно продуктами растениеводства (Добровольский, 1986; Алексеев, 1987; Кабата-Пендиас, 1989; Добровольский, Никитин, 1990; Ильин, 1991).
Амурская область - это основной сельскохозяйственный район Дальнего Востока. В Амурской области активно возделывается соя, а также другие зерновые, овощные и кормовые культуры. В связи с этим активно применяются в течение более 40 лет различные средства химизации - минеральные удобрения, пестициды, химические мелиоранты. В почву пахотных угодий Приамурья за 36 лет только с препаратами, содержащими ртуть, внесено 160 т ртути. Максимальное количество ртути внесено в почву на пахотных угодьях южной зоны Приамурья - в Тамбовском и Благовещенском районах. Здесь ежегодно применялось от 16 до 40 т гранозана. Кроме того, вносилось ежегодно от 550 тыс. до 700 тыс. т минеральных удобрений и химических мелиорантов, содержащих кадмий и свинец (Харина, 2000) .
Среди различных программ, направленных на улучшение экологической ситуации в России, особое место занимает мониторинг окружающей среды, призванный, в частности, следить за изменением в экосистемах концентрации тяжелых металлов. Без оценки уровней загрязнения почв, растительности и воды тяжелыми металлами невозможно получить общую картину техногенной нагрузки этих веществ на окружающую среду. При этом необходимо учитывать
6 их поведение в экосистеме. Особенно важен комплексный подход при оценке
загрязнения аграрных районов, поскольку они являются основными производителями сельскохозяйственных продуктов. Для загрязняющих веществ, время полного исчезновения которых из системы почва - растение не превышает одного вегетационного периода, эта проблема не столь актуальна. Для токсикантов, период разложения которых до безопасного уровня или выведения из почвы обычно составляет несколько лет, необходимо учитывать возможности их миграции и бионакопления (Майстренко и др., 1996). Поэтому получить представление о качестве среды, о состоянии агроэкосистем в связи с многолетней химизацией сельского хозяйства в южной зоне Приамурья представляется крайне актуальным.
Цель исследований. Изучить содержание тяжелых металлов - ртути, свинца, кадмия - в объектах агроландшафтов по цепи почва - растение — вода -донные осадки в условиях южной зоны Среднего Приамурья.
В задачи исследований входило:
- определить уровни содержания ртути, кадмия, свинца в почвах пахотных угодий южной зоны Среднего Приамурья;
- исследовать содержание ртути, кадмия, свинца в надземных органах ячменя (Hordeum L.), пшеницы (Triticum L.), сои (Glycine max (L.) Merr), кукурузе (Zea mays L.), злаковых травах (Роасеае), произрастающих на лугово-черноземовидных почвах;
- выявить особенности накопления ртути, кадмия и свинца в зависимости от вида исследуемых растений;
- установить корреляционную зависимость содержания тяжелых металлов в сельскохозяйственных культурах от их концентрации в почве;
- оценить эколого-химическое состояние водоемов агроландшафтов. Исследования проводились в течение 2002 - 2004 гг. в соответствии с
тематикой научно-исследовательских работ 2002 - 2005 гг. ДальГАУ: тема 8 «Адаптивное землепользование», раздел 8.1. «Мониторинг состояния агроэкосистем в условиях Амурской области».
7 Научная новизна результатов исследований. Впервые в
агроэкологических условиях южной зоны Среднего Приамурья осуществлено изучение содержания тяжелых металлов в агроэкосистеме по схеме почва -растение - вода - донные осадки. Дана количественная оценка содержания ртути, кадмия и свинца в растениях в зависимости от биологических особенностей культур и от концентрации тяжелых металлов в лугово-черноземовидной почве. Выявлены виды сельскохозяйственных растений, способных к аккумуляции Hg, Cd, Pb в агроэкологических условиях юга Среднего Приамурья. Установлена корреляционная связь между содержанием тяжелых металлов в надземных органах ячменя (Cd, Pb), сои, кукурузы (РЬ) и в лугово-черноземовидных почвах. Дана эколого-химическая оценка состояния водоемов агроландшафтов южной зоны Среднего Приамурья. Основные защищаемые положения:
1. Длительное применение средств химизации - минеральных удобрений, химических мелиорантов и пестицидов - привело к тому, что почвы юга Приамурья содержат тяжелые металлы в концентрациях выше российских кларковых и фоновых значений, а также значений в почве, не подвергаемой сельскохозяйственному воздействию.
2. В условиях лугово-черноземовидных почв при превышении пороговых значений содержания подвижных форм Hg, Cd, Pb в почве эти элементы накапливаются растениями в количествах, превышающих ПДК.
3. Содержание тяжелых металлов в продукции растениеводства в агроэкологических условиях южной зоны Среднего Приамурья зависит от концентрации металлов в почве и от биологических особенностей культур.
4. Сельскохозяйственная деятельность приводит к антропогенному изменению химического состава воды водоемов агроландшафтов.
Практическая значимость работы. Исследования позволили систематизировать данные о содержании тяжелых металлов в почвах, растительных кормах, в поверхностных водах и в донных осадках южной зоны Среднего Приамурья. Полученные результаты позволяют рекомендовать набор
8 сельскохозяйственных культур, адаптированных к конкретным почвенным
условиям и с низкой способностью к накоплению тяжелых металлов. Полученная информация может являться стартовой для дальнейшего мониторинга, служа основой для оценки состояния агроэкосистем.
Апробация работы. Основные результаты исследований доложены на IV региональной научно-практической конференции «Молодежь XXI века: шаг в будущее» (Благовещенск, 2003 г.), на международной школе-конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири и сопредельных территорий» (Абакан, 2003 г.), на научной конференции ДальГАУ (Благовещенск, 2004 г.), на региональной конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Проблемы экологии, безопасности жизнедеятельности и рационального природопользования Дальнего Востока» (Владивосток, 2004 г.), на научной конференции «Проблемы экологии и рационального использования природных ресурсов в Дальневосточном регионе» (Благовещенск, 2004 г.), на научных семинарах кафедр экологии ДВГУ (г. Владивосток) и ДальГАУ.
Публикации. Основные положения диссертации изложены в 8 публикациях.
Автор искренне благодарен научному руководителю д.б.н. С. Г. Хариной за всемерную поддержку и постоянную помощь в обсуждении результатов. Автор признателен сотрудникам Центральной аналитической лаборатории ФГУГП «Амургеология» O.A. Гордевич, СБ. Турмора, «Сетевой лаборатории анализа и мониторинга окружающей среды МПР России по Амурской области» - В.П. Демура, СИ. Дубинец, В.Б. Кожевиной за оказание помощи в проведении анализов. Особую благодарность автор выражает зав. кафедры экологии и охраны природы к. б. н. А.Б. Козловой за поддержку и постоянную помощь.
9
1. ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ
(Обзор литературы)
1.1 Источники загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами
Из большого числа разнообразных химических веществ, поступающих в окружающую среду из антропогенных источников, особое место занимают тяжелые металлы.
Развитие промышленности привело к заметному ухудшению почв вокруг крупных городов и промышленных центров. В районах с развитой металлургической промышленностью дальность распространения техногенного загрязнения достигает 20 км и более (Ильин, 1990; Амирджанян, 1994).
Сельскохозяйственными источниками тяжелых металлов являются пестициды, минеральные удобрения, сапропели, осадки сточных вод. Загрязнение тяжелыми металлами происходит при внесении в почву фосфорных удобрений. Л.Г. Тышкевич (1991) приводит данные о содержании токсичных элементов в минеральных удобрениях: например, суперфосфаты в зависимости от их происхождения могут содержать от 50 до 170 мг кадмия, от 7 до 92 мг свинца. Только с фосфорными удобрениями, по оценкам ЦИНАО, к 1990 г. в целом по СССР в почву внесено 16 633 т свинца, 3 200 т кадмия, 533 т ртути. В то же время при внесении органических удобрений в дозе 50 т/га в почву поступает: свинца - 38, кадмия - 2,3 г/га (Соколов, Черников, 1999).
Поступление большого количества тяжелых металлов в почву с осадками сточных вод (ОСВ) приводит к образованию металлоорганических соединений различной природы. Металлоорганические соединения тяжелых металлов легче включаются в пищевые цепи, чем их неорганические соединения, и потому являются наиболее опасными формами тяжелых металлов (Минеев, 1990; Ягодин, 1990).
10 Широко используются на территории России сапропели. Содержание
тяжелых металлов в сапропелях колеблется в широких пределах. Необменный характер взаимодействия ионов тяжелых металлов, находящихся в воде, с органическим веществом сапропеля приводит к накоплению большого их количества в донных отложениях даже тогда, когда исходное содержание тяжелых металлов в воде незначительно - эффект концентрирования (Добровольский, 1983; Брагин, 1986).
В результате промышленных и производственных процессов во внешнюю среду выбрасывается большое количество отходов, содержащих различные соединения тяжелых металлов, которые являются токсичными для растений, животных и человека. Особую опасность представляет загрязнение биосферы такими металлами, как ртуть, кадмий, свинец.
Для юга Дальнего Востока, в том числе и для Амурской области, основными источниками поступления тяжелых металлов в экосистемы являются сельское хозяйство, топливно-энергетический комплекс, золотодобывающие предприятия и автотранспорт.
Охарактеризуем источники поступления, уровни содержания и биологическое действие основных токсикантов.
Ртуть. Содержание ртути в земной коре равно 0,08 мг/кг (Виноградов, 1993). Количество элемента в осадочных горных породах сильно колеблется: в песчаниках - 0,0079-0,016, в глинистых сланцах - 0,045-0,34, в карбонатных отложениях - 0,022-0,03 мг/кг (Алексеенко, 2000).
По данным А. Кабата-Пендиас (1989), среднее содержание ртути на европейской территории бывшего СССР составляет 0,025-0,32, на азиатской территории - 0,04-0,018 мг/кг. В Амурской области средние фоновые концентрации ртути в почвах сельхозугодий на юге области колеблются от 0,16 мг/кг до 0,18 мг/кг (Сидоров, 1999). По свидетельству Л.В. Мосиной (2000), в дерново-подзолистых почвах фоновое содержание валовых форм элемента составляет 0,05-0,10 мг/кг, в серых лесных — 0,15 мг/кг, в черноземах — 0,20 мг/кг, в каштановых - 0,15 мг/кг. Всегда повышенное количество ртути
11 наблюдается в пойменных почвах. Концентрация в них в 2-3 раза выше, чем в
почвах автономных ландшафтов (Зырин, Обуховская, 1980).
Колебания ртути в почвах обусловлены рядом факторов, прежде всего насыщаемостью почвообразующих пород этим элементом. По сравнению с почвообразующими породами почвы богаче ртутью примерно в 1,5-15 раз (Jonasson, 1972).
Загрязнять окружающую среду ртуть может и из природных очагов ее концентрирования - месторождений, рудопроявлений. В природных очагах концентрирования ртути при наличии ее самородной формы или легкорастворимых соединений происходит возгонка элемента, и парообразная ртуть интенсивно поглощается растениями. В этом случае в их надземной части накапливается ртути на порядок больше, чем на фоновой территории. Так, например, в надземной части растений на одном из рудопроявлений Азербайджана концентрация ртути достигала 0,25-0,33 мг/кг (Ковалевский, 1984).
Основные промышленные источники загрязнения среды ртутью -целлюлозно-бумажная промышленность, электротехнические предприятия, металлургические заводы и обогатительные фабрики, сжигание угля и масел. Антропогенное загрязнение окружающей среды приводит к повышению содержания ртути в почве. Вблизи предприятий цветной металлургии валовое количество ртути может достигать 2,4 мг/кг. В почвах, находящихся под сильным воздействием ртутного комбината, содержание ртути колеблется от 0,26 до 138 мг/кг. Накопление ртути техногенного происхождения - до 10 мг/кг и выше - отмечалось в почвах Канады (Звонарев, Зырин, 1981).
Для Амурской области свойственно загрязнение почв ртутью в районах золотодобычи. Для этих районов характерно повышенное содержание ртути в почвах. Выявлен ряд участков площадью до 100 кв. км с содержанием ртути, превышающим фоновые в 2-3 раза и свидетельствующим о сильном уровне загрязнения почв (Сидоров, 1999; Радомский и др., 2000; Коваль, 2003).
12 В сельскохозяйственном производстве источником ртути являются,
ртутьсодержащие пестициды, минеральные удобрения. В значительной степени почва и растения загрязняются при высеве семян, протравленных фунгицидами, которые содержат в своем составе ртуть (гранозон, меркургексан, мэме, мэмх, церозол). С пестицидами в почву попадает 3-4 г/га ртути в год. Накопление, удержание и поведение соединений ртути в почве и растениях вызывает серьезные проблемы. Пестициды с обработанных семян попадают в почву. Ртуть, внесенная в почву в форме фенилацетата метилртути, интенсивно адсорбируется гумусом и глиной. Органические соединения ртути, обладая низкой степенью диссоциации и будучи менее адсорбируемыми илистой фракцией почвы, легче поглощаются растениями. В результате происходит накопление ртути в продукции растениеводства (Реуцэ, Кырстя, 1986).
С 1963 года в Амурской области широко использовались для протравливания семян зерновых культур препараты, содержащие ртуть. Это агронал, радосан, фенилмеркурацетат и гранозан. Ежегодно в течение 25 лет вносилось от 200 до 400 тонн препаратов. Максимальные объемы применения были в 60-х годах. Агронал, радосан и агрозан использовали до 1968 года, фенилмеркурацетат - до 1976 года. Объемы применения гранозана резко снизились с 1989 года, когда он был запрещен. Однако и в последние годы в небольших количествах гранозан используется. Всего за 36 лет в почву пахотных угодий внесено порядка 7,5 тыс. тонн ртутьсодержащих препаратов, что соответствует 160 т ртути. При этом максимальное количество ртутьсодержащих препаратов использовалось в южных районах, где расположены наиболее плодородные лугово-черноземовидные почвы и где проживает основное население (Харина, 2000).
Кадмий. Относится к числу химических элементов, широко распространенных в окружающей среде. Кларк кадмия в литосфере равен 1,3-10"5 % (Алексеенко, 1992). Кадмиевые минералы в природе не образуют рудных скоплений, а встречаются в них лишь как спутники цинка.
13 Валовое содержание кадмия в почве, по данным А.П. Виноградова
(1993), составляет 0,5 мг/кг. Концентрация кадмия в основных типах почв России равна 0,01-0,04 мг/кг. В почвах Западной Сибири она колеблется в пределах 0,004-0,50 мг/кг, в бурых почвах Приморского края - 0,25 мг/кг (Мосина, 2000).
Основными природными источниками поступления кадмия в экосистемы следует считать месторождения кадмиисодержащих руд и ареалы загрязнения вокруг них (Воин, 1995).
Окись кадмия является одной из преобладающих форм кадмия в аэрозольных выбросах. Значительным источником загрязнения атмосферы стало сжигание твердого и жидкого топлива. Ежегодно во всем мире с дымовыми газами электростанций и промышленных котельных выбрасывается в окружающую среду до 100 тонн кадмия. Около 7% антропогенного кадмия, выбрасываемого в воздух, поступает в Мировой океан (Добровольский, Никитин, 1990).
В почву кадмий поступает с пылью и осадками в районе предприятий металлургии, большое его количество содержится в отходах гальванических и лакокрасочных производств. С атмосферными осадками и пылью на поверхность почвы России ежегодно выпадает 1,9-5,4 г/га кадмия (Добровольский, 1983). Проблема загрязнения почвы выбросами промышленности остро стоит во всех высокоразвитых странах. Так, например, в торфяниках Польши уже аккумулировано до 1,6 мг/кг кадмия (Sapek, 1976).
Кадмий является составной микропримесной частью в фосфорных удобрениях. Большинство фосфоритов содержат кадмий в пределах 5-100 мг/кг, большая часть его или весь кадмий переходит в удобрения. При этом кадмий в удобрениях находится в подвижном состоянии, поэтому он легкодоступен возделываемым культурам. С фосфорными удобрениями в течение года в почву вносится кадмия в 2-3 раза больше, чем потребляется растениями, поэтому ежегодный прирост кадмия в почвах за счет применения фосфорных удобрений составляет 0,15% (Минеев, 1990).
14 В южной зоне Приамурья, по данным Станции химизации г.
Благовещенска, с 1961 по 1996 гг. было использовано 108 613 тонн фосфорных удобрений (см. приложение 13). Только нитроаммофоса за 36 лет поступило 12 228 тонн, а именно в нитроаммофосе в 20 - 40 раз больше содержится кадмия по сравнению с другими удобрениями.
Свинец. Среднее содержание свинца в земной коре составляет 1,6 -10"3 %, его количество в почве колеблется от 0,37 • 10" до 4,3 • 10~3 % (Алексеенко, 2000). Среднее содержание свинца в почвах европейской части России равно 2,8 - 38, а в азиатской части - 2,5 - 38 мг/кг (Кабата - Пендиас, 1989). В почвах Западной Сибири эта величина составляет 16,4 мг/кг (Ильин др., 2000). По данным Л.В. Мосиной (2000), в бурых почвах Приморского края - 23 мг/кг. За последние 30-40 лет кларк свинца в почве возрос почти на порядок вследствие мощного поступления свинца в окружающую среду (Соколов, Черников, 1999).
В результате вулканической деятельности и других природных явлений в атмосферу ежегодно выбрасывается около 25 тыс. тонн свинца. При сжигании различных видов топлива, а также с промышленными выбросами в окружающую среду поступает еще около 440 тыс. тонн элемента (Добровольский, 1983).
С выхлопными газами автомашин на поверхность почвы поступает от 180 тыс. до 260 тыс. тонн свинца в год (Минеев и др., 1982). При поступлении свинца от автотранспорта загрязняется полоса земли шириной 50-100, редко 300 м. Основное же его количество оседает на почву в пределах первых 10-15 м и концентрируется в слое 0-10 см (Ильин, 1991). Концентрация металла в почве зависит от интенсивности движения автотранспорта, не остается постоянной, а возрастает от весны к осени. То же самое происходит в растениях на протяжении вегетационного периода. Нарастание концентрации свинца в почве и в растениях обусловлено постепенной аккумуляцией высокодисперсных частиц, выбрасываемых с выхлопными газами автомобилей (Добровольский, 1983).
15 Другим источником загрязнения почв свинцом являются
металлургические предприятия, осадки коммунальных и промышленных сточных вод. При добыче свинцовых руд почвы загрязняются меньше, но и в этом случае в них может содержаться до 668 мг/кг свинца (Брукс, 1982).
Из сельскохозяйственных источников свинца можно отметить инсектициды, в состав которых он входит, а также минеральные удобрения. Только в суперфосфате содержание свинца составляет 17,5, в фосфоритной муке - 42,8, в нитрофоске - 9,0, в апатите - 7,5 мг/кг (Кольцов, 1995).
Основные источники поступления свинца в агроэкосистемы юга Амурской области — это средства химизации, выбросы ТЭЦ, продукты сгорания топлива, выхлопы отработанных газов автомобилей. Исследования Ж.М. Карегиной и др. (2000) показали, что в почве и растительных кормах хозяйств, расположенных вблизи города и шоссейных дорог, свинца содержится больше, чем в хозяйствах, удаленных от основных загрязнителей.
Таким образом, среди различных источников, загрязняющих агроэкосистемы тяжелыми металлами, главными считаются предприятия металлургической промышленности, рудники по добычи полиметаллических руд, тепловые электростанции, автомобильный транспорт, сельское хозяйство. Для юга Приамурья к основным источникам тяжелых металлов, прежде всего, необходимо отнести средства химизации сельского хозяйства, автотранспорт и выбросы от ТЭЦ.
1.2 Тяжелые металлы в компонентах агроэкосистем 1.2.1 Миграция тяжелых металлов в почве
Основное проявление защитной функции почв заключается в том, что почва благодаря своей активной поверхности в состоянии поглощать многие вредные соединения. Почва вместе с микроорганизмами играет роль
16
универсального биологического адсорбента, очистителя и нейтрализатора загрязнителей, минерализует все органические отходы и остатки. Благодаря этой функции почвы в пределах биосферы в течение длительного времени происходило «самоочищение природы». Однако попавшие в почву вредные соединения и элементы могут удерживаться ею многие годы, что способствует включению их в трофическую цепь. Например, ртуть, попадая на поверхность почвы, вымывается очень медленно, доли процента в год (Ковда, 1985; Добровольский, Никитин, 1990; Розанов, 1994).
Почва - мощный и активный поглотитель тяжелых металлов. Она способна трансформировать попадающие в нее соединения элементов и прочно связывать их, снижать поступление токсикантов в растения и почвенно-грунтовые воды. Но емкость почвы не беспредельна, чем меньше в почве гумуса и тонкодисперсных минеральных частиц, тем она ниже (Пинский и др., 1986; Реуцэ, Кырстя, 1986; Ильин, 1990; 1991; Adams, 1985; Alloway, Jaskson, 1991).
Способность накапливать тяжелые металлы зависит от типа почвы. В почвах Верхнеокского бассейна было установлено, что наиболее чувствительны к тяжелым металлам выщелоченные черноземы, затем следуют серые лесные и дерново-подзолистые почвы (Золотарева, 2003).
Выпадающие на поверхность выщелоченных черноземов, серых лесных и дерново-подзолистых почв тяжелые металлы аккумулируются в слое 2-5 см. Миграция тяжелых металлов по почвенному профилю приводит к тому, что с глубиной содержание их снижается, а на глубине 30 - 40 см выходит на фоновый уровень (Ильин, 1991; Соколов, Черников, 1999).
Изучение миграции соединений ртути показывает, что верхний слой почвенного профиля обладает очень высокой сорбционной способностью и вымывание ртути из почв незначительно. В дерново-подзолистой, серой лесной почве и черноземе выщелоченном ртуть накапливается в верхнем горизонте (0-20 см) почвы (Скрипченко, Золотарева, 1981; Гладкова, 1999). Миграция ртути за пределы почвенного профиля в условиях Подмосковья практически не
17 происходит. Наибольшее количество ртути накапливается в илистой и
мелкопылеватой фракциях почв, что связано с прочным закреплением ее гумусовыми веществами и вторичными глинистыми минералами (Гладкова, 1999; Соколов, Черников, 1999).
Свинец также в основном накапливается в иле. В среднем на долю илистой фракции приходится около 50% запасов свинца в почве. Установлена высокая адсорбционная способность гумусового горизонта почв по отношению к свинцу, максимальная концентрация которого зарегистрирована в верхнем 15—сантиметровом слое почвенного профиля (Зырин и др., 1986). В то же время отмечена возможность незначительной миграции свинца в дерново-подзолистых почвах и транзитного переноса его из верхних горизонтов в нижние на почвах эродированных склонов (Журавлева, 1985; Понизовский и др., 2001). Максимальное содержание свинца в черноземе типичном отмечается в верхнем 10-сантиментровом слое (Сердюкова, Зырин, 1985).
Менее сильно, чем свинец, но все же достаточно прочно закрепляется в верхнем горизонте кадмий. В дерново-подзолистых, лугово-черноземовидных почвах содержание кадмия всегда выше, чем в почвообразующих породах. Наиболее беден кадмием подзолистый горизонт этих почв, тогда как в гумусовом горизонте проявляется его аккумуляция. Почвы дерново-подзолистой зоны более дифференцированны по профильному распределению кадмия, что связано с образованием ассоциаций с водными оксидами железа и алюминия (Воин, 1995; Волошин, 2000). Исследованиями выявлено, что при внесении в почву соединений элемента в дозах от 1 до 100 мг/кг подавляющее его количество задерживается в верхнем пахотном слое (0-20 см). Некоторое количество кадмия может мигрировать вглубь почвы в условиях промывного режима (Ильин, 1991).
Миграция многих элементов, в том числе и токсичных, существенно изменяется в зависимости от кислотно-щелочной и окислительно-восстановительной характеристики среды (Colwer, 1989; Lukacs, Partay, 1989; Haynes, Swift, 1991). В резко восстановительных условиях миграция тяжелых
|
