Формы соединений тяжелых металлов в основных типах почв Семипалатинского Прииртышья при моно- и полиэлементном видах загрязнения

• Автор: Калентьева, Наталья Владимировна
• Шифр специальности: 03.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Семей
• Количество страниц: 122 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и

терминов
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Химическая природа Си, Хп, СД, РЬ и их эколого-биологическое 9 значение

1.2. Содержание ТМ в почвах и факторы, влияющие на их 13 распределение между почвенными компонентами

1.3. Формы ТМ в почвах и методы их изучения

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Физико-химическая характеристика исследуемых почв
3.2. Формы соединений меди в условиях моно- и полиэлементного загрязнения
3.3. Формы соединений цинка в условиях моно- и полиэлементного загрязнения
3.4. Формы соединений кадмия в условиях моно- и полиэлементного загрязнения
3.5. Формы соединений свинца в условиях моно- и полиэлементного загрязнения
3.6. Подвижные формы соединений ТМ в условиях моно- и полиэлементного загрязнения
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Перечень сокращений, условных обозначений, символов, единиц и терминов
ТМ - тяжелые металлы
ХЭ — химические элементы
ПДК - предельно допустимая концентрация
ГТГЖ — почвенный поглощающий комплекс
К| — светло-каштановая нормальная супесчаная почва
К3 - темно-каштановая нормальная легкосуглинистая почва
Ч2В - чернозем выщелоченный тяжелосуглинистый
ГК - гуминовые кислоты
ФК - фульвовые кислоты
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последние десятилетия наблюдается концентрирование тяжелых металлов (ТМ) в объектах окружающей среды в результате усиления их техногенной миграции в ходе интенсификации производственной и хозяйственной деятельности человека. В этой связи возникает объективная необходимость в исследованиях содержания и специфики поведения ТМ в различных компонентах биосферы.
Восточно-Казахстанская область (ВКО), куда входит и Семипалатинское Прииртышье, представляет собой крупнейший в Республике Казахстан индустриальный регион, в котором сконцентрированы гиганты горнодобывающей, горноперерабатывающей, металлургической, электротехнической, атомной, химической, легкой и других отраслей промышленности. В ВКО зарегистрировано 1255 предприятий, имеющих выбросы загрязняющих веществ, включающих 17764 источника выбросов, из которых, в свою очередь, оборудованы очистными сооружениями всего 11,12% [111]. Количество загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от всех источников загрязнения, составляет 1 млн. 406 тыс. т/год [111]. В результате деятельности предприятий здесь сформировалась техногенная биогеохи-мическая провинция, площадь которой составляет более 20 тыс. км2 [44].
Выбросы предприятий региона содержат, как правило, широкий спектр элементов, из которых к числу приоритетных принадлежат медь, цинк, кадмий и свинец. Так, например, в пыли Усть-Каменогорского металлургического комплекса ОАО «Казцинк» валовая концентрация Zn составляет 58330 мг/кг, Си -15600, Cd - 47000, Pb - 20450, Sb - 2870, Мо - 46, Hg - 59 мг/кг [125]. Велико содержание и мобильных форм соединений приоритетных ТМ в пыли: на долю водорастворимой формы приходится до 4,4%, обменной - до 8,8%, кислоторастворимой - до 20,8%. Основными компонентами твердых выбросов свинцовоцинкового комбината являются сульфаты, сульфиды свинца и оксид цинка. Отмечается высокое содержание (до 10%) арсената свинца в конвертерной пыли свинцово-цинкового комбината. Установлено значительное содержание оксида цинка (70-80%) в пыли от шлаковозгонки.

относятся также и к аниону экстрагирующей соли. Строгое выполнение всех этих требований является весьма затруднительным, особенно когда речь идет об одновременном вытеснении и определении нескольких элементов. По мнению Д.В. Ладонина [87], перечисленным выше условиям в лучшей степени удовлетворяет раствор Са(М03)2.
3. Специфически сорбированные ТМ. Строго говоря, под специфически сорбированными ионами ТМ, входящими в состав различных твердофазных соединений нужно понимать всю их совокупность, удерживаемую почвенными компонентами за счет связей, отличных от ионной (то есть необменно) [87]. Это ионы ТМ, входящие в состав внешне- и внутреннесферных поверхностных комплексов, поверхностных преципитатов, закрепленные на дефектах кристаллических решеток и так далее. Это означает, что специфически сорбированными могут быть и формы соединений, связанные с органическим веществом, полуторными оксидами и глинистыми минералами. На практике часто под специфически сорбированными понимают лишь некоторую наименее прочно связанную с почвой часть ионов, которая может быть извлечена в раствор. При этом часто исследователи даже не пытаются определить, с какими почвенными компонентами эти ионы были связаны. Некоторые авторы объединяют обменные и слабо специфически сорбированные формы соединений ТМ, говоря о «подвижных» или «поглощенных» формах (табл. 5).
Различные исследователи применяют для извлечения специфически сорбированных ионов ТМ разные экстрагенты [82, 120, 204, 216]. Различия вызваны тем, что данная форма ТМ соответствует очень широкому набору соединений ТМ в почвах, а подобрать экстрагент, одинаково взаимодействующий со всеми из них, весьма затруднительно. В основном используют слабокислые буферные растворы или растворы слабых органических кислот (например, ацетатноаммонийный буфер с pH 4,8, или раствор уксусной кислоты). Обработка почвы такими растворами приводит к частичной десорбции ионов ТМ с наиболее слабых сорбционных центров, растворению некоторых соединений ТМ, извлечению ионов ТМ из ППК благодаря кислой реакции и к разрушению некоторых ком-