Вовк Катерина

аспірант

Самчук Анатолій

д.х.н., с.н.с.

Кураєва Ірина

д.геол.н., завідувач відділу

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення

ім. М.П.Семененка НАН України

м. Київ

ЕКОАНАЛІТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ФОРМ ЗНАХОДЖЕННЯ ВАКЖИХ МЕТАЛІВ У ҐРУНТАХ КИЇВСЬКОГО МЕГАПОЛІСУ

Ще на початку ХХ ст. В.І. Вернадський відмічав, що внаслідок техногенезу відбувається забруднення біосфери, при цьому зникають старі види природних ґрунтів та води, а виникають культурні води та ґрунти – створюється ноосфера. З низки багато чисельних забруднювачів пріоритетними вважаються важкі метали: ртуть, свинець, кадмій, миш’як, цинк, нікель. Небезпека надходження важких металів в довкілля полягає в тому, що вони не руйнуються, не розпадаються, а існують до 1000 років, переходячи з однієї форми в іншу (оксиди, солі, металоорганічні сполуки та ін.).

Аналіз вітчизняної та зарубіжної літератури свідчить, що в екологічній геохімії все більше уваги приділяється дослідженню поведінки важких металів та їх форм знаходження в ґрунтах. Це обумовлено тим, що ґрунти є головним регулятором геохімічних процесів та індикатором екологічного стану та стійкості ландшафтів до техногенного впливу.

Нами встановлено, що основними факторами, які визначають стан та стійкість природної системи будуть наступні: хімічний склад і фізико-хімічні властивості ґрунтів та вод; форми знаходження та закомплексованість техногенних металів; буферність ґрунтів та вод; окисно-відновні та кислотно-лужні властивості; співвідношення компонентів гумусових кислот; мінеральний та гранулометричний склад ґрунтів.

Особливо актуальною є проблема моніторингу техногенно забруднених ґрунтів та оцінка екологічного стану в умовах Київського мегаполісу, де попередніми дослідженнями [1] виявлені значні вмісти важких металів (Дніпровський, Дарницький, Святошинський райони). Погіршення екологічного стану в мегаполісі обумовлене як діяльністю промислових підприємств, автотранспорту (аерозолі) та зростаючими промисловими та побутовими відходами, так і невиправданою забудовою природоохоронних територій (Святошино, Осокорки, Русанівка).

Проведено дослідження ґрунтів на техногенних об’єктах (заводи «Радикал», «Енергія», Арсенал, об’єкти енергетики (ТЕЦ),  автовокзали, автошляхи) та в лісопаркових зонах.

Визначено середній вміст металів та форм їх знаходження. Форми знаходження встановлювалися за методикою [2]. Головним забруднювачем заводу «Радикал» виступає ртуть (69 мг/кг), концентрація якої в сотні і тисячі разів перевищує фонові значення та в десятки разів перевищує існуючі ГДК. Також на даній території спостерігається суттєве підвищення вмісту свинцю (145 мг/кг) та кадмію (0,58 мг/кг). Для автострад та автовокзалів характерне забруднення свинцем (88 мг/кг) і цинком (350 мг/кг), для заводу «Енергія» - міддю (158 мг/кг), свинцем (67 мг/кг), для ґрунтів ТЕЦ спостерігається суттєве підвищення вмісту цинку (350 мг/кг) і міді (110 мг/кг).

Встановлено, що в ґрунтах техногенних об’єктів форми знаходження важких металів становлять (%): йоннообмінні – 8-18; органічні 32-36; сорбовані на гідроксидах – 20-28. В лісопарковій зоні збільшується частка форм, зв’язаних з гумусовими кислотами – 46-52 % і зменшується частка обмінних форм важких металів.

Особливий інтерес становить визначення рухомих форм важких металів. Такий підхід дозволяє прогнозувати потік важких металів в системі «грунт-рослина» і визначати доступний для рослин вміст. Розрахована рухомість Cu, Pb, Zn, Ni для техногенних ґрунтів становить 10-18 %, для лісопаркових зон – 6-12 %. Нікель і свинець мають меншу рухомість, ніж мідь і цинк. В більшості випадків спостерігається збільшення рухомості важких металів при підвищенні їх валового вмісту у ґрунтах.

Інтегральною характеристикою ґрунтів є їх буферність [3], а відношення сорбційної ємності до концентрації металу відображають захисні властивості ґрунтів. Чим вище значення цього показника, тим більші захисні властивості для даного ґрунту.

Для досліджених техногенних об’єктів значення сорбційної ємності становлять 10-12 мг-екв/100 г ґрунту, що значно нижчі в порівнянні з ґрунтами Українського Полісся (20-60 мг-екв/100 г ґрунту).

Література

1. Самчук А., Вовк Е. Еколого-геохимические особенности распределения тяжелых металлов в почве и растениях Киевского мегаполиса // Modern Science-Modernі věda. – 2015. - № 1. - С. 142-149.

2. Самчук А.И., Бондаренко Г.Н., Долин В.В. и др. Физико-химические условия образования мобильных форм токсичных металлов в почвах // Минералогический журнал. – 1998. – Т.20, № 2. – С. 48-59.

3. Евдокимова Т.А., Мозгова Н.П., Агеева Т.А. Миграция и трансформация соединений меди и никеля и их влияние на физико-химические свойства почвы // Труды V Всесоюзного совещания по исследованию миграции загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. – 1989. – С. 278-284.