Многолетняя динамика содержания тяжелых металлов в почвах района воздействия медеплавильного завода в период снижения его выбросов
Аннотация
Исследованы дерново-подзолистые почвы вторичных лугов и еловых лесов в градиенте загрязнения Среднеуральского медеплавильного завода после снижения выбросов предприятия и проведено сравнение свойств почв и содержания в них тяжелых металлов с данными за предыдущие периоды наблюдений.
В почвах вторичных лугов в зоне воздействия СУМЗ в период 2000–2014 гг. закономерных изменений рНвод не произошло, исключение составляет сдвиг рНвод в щелочную сторону в горизонте АYg в импактной зоне. Гидролитическая кислотность органических горизонтов несколько увеличилась, что можно связать с прекращением сельскохозяйственного использования лугов. В минеральной части профиля произошло значимое снижение гидролитической кислотности в 1.2–2.0 раза, наиболее ярко это
выражено в гумусовых горизонтах почв импактной зоны. Это свидетельствует о восстановлении поглощающего комплекса почв после сильного сокращения выбросов завода в атмосферу диоксида серы.
Выраженных и статистически значимых сдвигов содержания тяжелых металлов в почвах вторичных лугов за изученный период времени в поверхностном (0-20см) и более глубоком минеральном (20-50см) слоях не произошло, кроме некоторого увеличения запасов свинца в слое 0-20см во всех трех зонах исследования и увеличения содержания цинка в слое 20-50см в импактной и буферной зонах.
В лесных почвах в период 2011–2018 гг. уровень актуальной кислотности почвенных горизонтов остался практически на том же уровне, но при этом выявлено подкисление гумусовых и переходных к подзолистому горизонтов на импактной и буферной территориях, что приближает уровень кислотности и ее профильное перераспределение к состоянию фоновых почв. Гидролитическая кислотность в период 2011-2018 гг. увеличилась во всех горизонтах почв на каждой территории, но все значения кислотности находятся в пределах колебаний, характерных для дерново-подзолистых почв Среднего Урала, и вероятно, связаны с естественными, а не с техногенными факторами.
Динамика запасов тяжелых металлов в почвах лесов была сходной с изменениями в почвах вторичных лугов. Не выявлено профильного перераспределения и выноса тяжелых металлов из верхних слоев профиля в нижние, содержание металлов практически стабильно. Содержание меди (основной металл атмосферных выбросов СУМЗ) осталось на прежнем высоком уровне во всем профиле импактных и буферных почв. В импактной зоне в слое 20-50см увеличилось количество цинка. В слое 0-20см в импактной и буферной зонах увеличилось количество свинца и кадмия. Все колебания запасов металлов статистически не значимы.
Полученные результаты свидетельствуют о низкой скорости самоочищения почв в условиях промышленного загрязнения, даже после практически полного прекращения атмосферных выбросов. В импактной зоне сохраняются высокие концентрации металлов, а вместе с ними, высокий уровень токсической нагрузки на растительность и на почвенную биоту, которые еще долгое время будут находиться в угнетенном состоянии.
В почвах вторичных лугов в зоне воздействия СУМЗ в период 2000–2014 гг. закономерных изменений рНвод не произошло, исключение составляет сдвиг рНвод в щелочную сторону в горизонте АYg в импактной зоне. Гидролитическая кислотность органических горизонтов несколько увеличилась, что можно связать с прекращением сельскохозяйственного использования лугов. В минеральной части профиля произошло значимое снижение гидролитической кислотности в 1.2–2.0 раза, наиболее ярко это
выражено в гумусовых горизонтах почв импактной зоны. Это свидетельствует о восстановлении поглощающего комплекса почв после сильного сокращения выбросов завода в атмосферу диоксида серы.
Выраженных и статистически значимых сдвигов содержания тяжелых металлов в почвах вторичных лугов за изученный период времени в поверхностном (0-20см) и более глубоком минеральном (20-50см) слоях не произошло, кроме некоторого увеличения запасов свинца в слое 0-20см во всех трех зонах исследования и увеличения содержания цинка в слое 20-50см в импактной и буферной зонах.
В лесных почвах в период 2011–2018 гг. уровень актуальной кислотности почвенных горизонтов остался практически на том же уровне, но при этом выявлено подкисление гумусовых и переходных к подзолистому горизонтов на импактной и буферной территориях, что приближает уровень кислотности и ее профильное перераспределение к состоянию фоновых почв. Гидролитическая кислотность в период 2011-2018 гг. увеличилась во всех горизонтах почв на каждой территории, но все значения кислотности находятся в пределах колебаний, характерных для дерново-подзолистых почв Среднего Урала, и вероятно, связаны с естественными, а не с техногенными факторами.
Динамика запасов тяжелых металлов в почвах лесов была сходной с изменениями в почвах вторичных лугов. Не выявлено профильного перераспределения и выноса тяжелых металлов из верхних слоев профиля в нижние, содержание металлов практически стабильно. Содержание меди (основной металл атмосферных выбросов СУМЗ) осталось на прежнем высоком уровне во всем профиле импактных и буферных почв. В импактной зоне в слое 20-50см увеличилось количество цинка. В слое 0-20см в импактной и буферной зонах увеличилось количество свинца и кадмия. Все колебания запасов металлов статистически не значимы.
Полученные результаты свидетельствуют о низкой скорости самоочищения почв в условиях промышленного загрязнения, даже после практически полного прекращения атмосферных выбросов. В импактной зоне сохраняются высокие концентрации металлов, а вместе с ними, высокий уровень токсической нагрузки на растительность и на почвенную биоту, которые еще долгое время будут находиться в угнетенном состоянии.