К тяжелым металлам относятся более 40 химических элементов периодической системы. Тяжелые металлы (ТМ) — это группа элементов с плотностью больше, чем плотность железа. В зависимости от количества элемент может иметь название тяжелый металл или микроэлемент.
Важность тяжелых металлов признают многие исследователи. Эти мысли поддерживают многие известные ученые. Так, Я.В. Пейве называет элементы, находящиеся в следовых количествах, микроэлементами и придает им существенную роль в биохимических процессах живого вещества почвы. Это, прежде всего, активация деятельности ферментов, участие в окислительно-восстановительных процессах, участие в синтезе белка. Недостаток микроэлементов снижает урожайность растений, избыток вызывает негативные последствия. К микроэлементам Я.В. Пейве относит Cu, Zn, Mn, Co, Mo, Fe, Mg. Эти элементы участвуют в ферментативных реакциях. Автор отмечает, что в ряде случаев невозможно провести резкую грань между макро и микроэлементами. Биологическая доступность микроэлементов, как правило, относительно небольшая и существенно изменяется в различных почвенно-климатических регионах [1].
Для ТМ почва является бездонным резервуаром. Почва находится в постоянном взаимодействии с другими экосистемами. Именно почва является важным источником поступления ТМ в организм человека. Почвенные ТМ в процессе выращивания растений поглощаются из почвы корневой системой. Затем накапливаются в сельскохозяйственных культурах. Кроме того, при вымывании поверхностными водами концентрируются в пониженных элементах рельефа. Тяжелые металлы быстро накапливаются в почве и медленно выводятся.
Многочисленными исследованиями показано, что на концентрацию ТМ оказывают влияние свойства почв. В почвах тяжелого гранулометрического состава, концентрируются более существенные количества тяжелых металлов, легкие почвы в меньшей степени накапливают их. Кроме того, существенное значение имеют агрофизические и физико-химические свойства почвы. В условиях кислой среды нерастворимая часть фракции ТМ переходит в растворимые формы, тем самым концентрация ТМ в кислых почвах может нарастать [2 — 4].
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзене и будете в курсе новых публикаций и исследований!
Результаты химического анализа по содержанию тяжелых металлов в почве луговых экосистем р. Сож Чечерского района позволяют построить следующий ряд в порядке уменьшения слева направо: Mn, Fe, Zn, Pb, Cu, Ni, Co, Cr, Cd (таблица 1). Различия между крайними элементами, то есть марганцем и кадмием, составили около 1800 раз. Амплитуда варьирования по содержанию тяжелых металлов в почве составила между максимумом и минимумом для железа 8 раз, марганца, цинка, свинца, меди, никеля 3 — 4 раза, а для остальных элементов, кобальта, хрома, кадмия варьирование не выявлено. В ходе исследований выявлены различия по концентрации изучаемых элементов в почве под отдельными ассоциациями. Установлена наибольшая концентрация марганца, цинка, свинца, никеля в почве ассоциации Poetumangustifolia. Максимальная аккумуляция железа была в почве под ассоциацией Agrostiovinealis — Calamagrostietum epigeios.
Имеет место наличие определенных соотношений между элементами в почве. Так, соотношение между марганцем и железом в 4 объектах из 5 составляло 0,8 — 1,2. Соотношение между цинком и свинцом варьировало в пределах 1,6 — 3,6, свинцом и медью — 1,4 — 2,7, медью и цинком — 1 — 6,8. Превышений значений ПДК не выявлено.
Таблица 1. Содержание тяжелых металлов в почвах луговых экосистем в пойме р. Сож Чечерского района,абс. -сух. сост., мг/кг
В результате проведения аналитических работ было определено содержание тяжелых металлов в травостое растительных ассоциаций луговых экосистем р. Сож Чечерского района (таблица 2). Убывающий ряд по содержанию тяжелых металлов можно представить следующим образом — Мп, Fe, Cu, Zn, Co, Ni, Pb, Cd, Cr. Различия между крайними элементами, то есть марганцем и хромом, составили более 4 тысячи раз. Амплитуда варьирования по содержанию тяжелых металлов в растениях составили между максимумом и минимумом следующие значения. Максимальное варьирование имела медь — 26 раз. Для железа показатель варьирования превысил 4. Для остальных тяжелых металлов эти значения были в пределе 1 — 2 раз. В ходе исследований выявлены различия по концентрации изучаемых элементов в травостое отдельных ассоциаций. Максимальное содержание тяжелых металлов было в травостое Poo — Festucetum pratensis.
Таблица 2. Содержание тяжелых металлов в надземной фитомассе луговых экосистем в пойме р. Сож Чечерского района, абс.-сух. сост., мг/кг
Проведенными исследованиями не выявлено взаимосвязи между содержанием тяжелых металлов в почвах и накоплением в растениях (таблица 3). Это, безусловно связано с биологической доступностью разных форм тяжелых металлов для растений.