Тяжелые металлы (кадмий, цинк, медь, никель) в системе торфяная низинная почва - растение

• Автор: Губин, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 06.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург - Пушкин
• Количество страниц: 207 с. : ил.

Глава I Обзор литературы

1. Торфяные почвы и их свойства

2. Калийное состояние почвы и основные формы его аккумуляции

3. Геохимические особенности тяжелых металлов

4. Источники поступления тяжелых металлов

5. Трансформация соединений тяжелых металлов в почве

6. Транслокация тяжелых металлов из почвы в растения

7. Биохимическая роль тяжелых металлов

8. Нормирование содержания тяжелых металлов в почве и растениях и мероприятия по снижению их токсичности

Глава II Объекты и методы исследований

1. Биологические особенности овса

2. Вегетационный опыт. Распределение ТМ в системе торфяная низинная почва - растение в зависимости от степени загрязнения почв разной зольности
2.1 Характеристика почвы
2.2 Методика проведения опыта
3. Вегетационный опыт. Взаимодействие ТМ и калия в системе торфяная низинная почва - растение
3.1 Методика проведения опыта
4. Вегетационный опыт. Влияние калия на накопление тяжелых металлов Сё,
1п, Си, N1 растениями овса из торфяных низинных почв с различными
агрохимическими свойствами
4.1 Характеристика почвы
4.2 Методика проведения опыта
5. Методы исследований
Глава III Результаты исследований
1. Вегетационный опыт. Распределение ТМ в системе торфяная низинная почва - растение в зависимости от степени загрязнения торфяной низинной почвы различной зольности
1.1 Биометрические показатели растений овса
1.2 Накопление азота, фосфора и калия растениями овса на фоне возрастающих концентраций ТМ
1.3 Накопление ТМ растениями овса из торфяной низинной почвы
1.4 Изменение реакции почвенной среды при возрастании концентраций тяжелых металлов
2. Поведение тяжелых металлов Cd, Zn, Си, Ni в системе: торфяная низинная почва - растение на фоне возрастающих доз калийных удобрений
2.1 Биомасса овса сорта «Астор» на фоне различных концентраций ТМ и
возрастающих доз калийных удобрений в торфяной низинной почве
2.2 Накопление тяжелых металлов и калия овсом из торфяной низинной почвы при возрастающих дозах калийных удобрений
2.3 Влияние концентраций К на кислотность почвы, загрязненной ТМ
2.4 Влияние ТМ на накопление азота и фосфора растениями овса из торфяной низинной почвы
3. Вегетационный опыт. Влияние калия на накопление тяжелых металлов Cd, Zn, Си, Ni растениями овса из торфяных низинных почв с различными агрохимическими свойствами
3.1 Биометрические показатели овса
3.2 Накопление тяжелых металлов и калия растениями овса
3.3. Влияние ТМ на накопление азота и фосфора растениями овса из различных по агрохимическим характеристикам торфяных низинных почв на
фоне возрастающих доз калийных удобрений
Выводы
Список используемой литературы
Приложения
Актуальность исследований. В условиях крайне напряженной экологической ситуации, складывающейся во многих регионах мира, геохимические циклы тяжелых металлов в биосфере определяются не столько естественным перераспределением, сколько антропогенной деятельностью [126]. Неоднократно отмечалось, что промышленная деятельность человека по масштабу перемещения химических элементов соизмерима с факторами геологического и геохимического порядка [116]. Проблема загрязнения природной среды металлами усугубляется по мере урбанизации и индустриализации страны. Наиболее вероятными загрязнителями окружающей среды являются СИ, 1п, Си, N1, так как эти металлы широко используются в промышленности. В России выявлено 326 тыс. га почв, загрязненных Zn, 184 - Сё и Си -1416 тыс. га [45].
Установлено, что влияние химизации окружающей среды на растения, животных и человека осуществляется посредством пищевых цепей, которые объединяют в единую систему миграции растительный и животный мир конкретных сообществ [58, 59]. Наибольшую опасность ТМ представляют для человека, находящегося на вершине цепи питания, где он может получать продукты, концентрация токсикантов в которых в 100-10000 раз более высокая, чем в почвах [125].
Таким образом, изучение загрязнения биосферы тяжелыми металлами (ТМ) одна из важных проблем современной агроэкологии. Загрязнение почв ТМ относится к необратимым видам деградации, поэтому актуальность данной проблемы у большинства специалистов не вызывает сомнений. Практически невозможно уменьшить валовое содержание тяжелых металлов в загрязненных почвах, но можно значительно снизить их подвижность и сделать менее доступными для растений [45].
Изучению поведения ТМ в почвах было посвящено значительное количество научных исследований [2, 16, 35, 45, 46, 48, 49, 61, 77, 102, 114,

почвенным поглощающим комплексом (ППК) и почвенным раствором, является ионный обмен. Высоко дисперсные фракции почв, как правило, обладают более высоким сродством к цинку, чем к кадмию. Однако в почвах, богатых органическим веществом, разница между энергией связи и Сс12+ незначительна [3, 122, 162]. Ряд авторов А. Алексеенко, Л.В. Алещукин, Л.Е. Безпалько [3], Барбер С.А. [8], В.Б. Ильин, А.И. Сысо, Г.А. Конарбаева, Н.Л. Байдина [51] считают миграционными формами цинка: сорбированные дисперсным взвешенным веществом с размером частиц ~ 300 - 1000 нм; сорбированные коллоидными частицами (~2 - 300 нм); комплексные металлоорганические, неорганические соединения (~2 - 300 нм); истинно-растворимые катионные, анионные и нейтральные соединения (< 2 нм).
Распределение меди по почвенному профилю определяется типом почвы. В хорошо гумусированной, незатронутой элювиальным процессом почве Си аккумулируется в большей степени, чем в слабогумусированной и подвергающейся оподзоливанию, лессивированию, осолодению и другим процессам. Элювиальный процесс вызывает перемещение тонкодисперсных частиц, содержащих Си, вниз по профилю, способствуя обогащению иллювиального горизонта. Чем ярче выражен подзолистый процесс, тем больше разница в содержании меди между горизонтами А и В подзолистых почв. В подзолисто-глеевых почвах повышенное содержание Си приурочено к глеевым горизонтам [54, 100, 126].
Никель осаждается преимущественно с оксидами железа и марганца. Однако, подобно Мп и Бе , двухвалентный никель относительно стабилен в водных растворах и может мигрировать на значительные расстояния. Распределение N1 в почвенном профиле зависит от содержания органического вещества и аморфных оксидов, и глинистой фракции, которое определяется типом почв [54, 114, 126].