Убугунов В.Л., Сосорова Д.Б. Устойчивость почв г. Улан-Удэ к загрязнению тяжелыми металлами // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии. – Улан-Удэ: Изд-во БГСХА, 2002.–Вып. 1. С.

 

УСТОЙЧИВОСТЬ ПОЧВ Г. УЛАН-УДЭ К ЗАГРЯЗНЕНИЮ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ

 

Убугунов В.Л.*, Сосорова Д.Б.**

 

* Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН

** Бурятская государственная сельскохозяйственная академия им. В.Р. Филиппова

 

Антропогенный «пресс» на биосферу, связанный с хозяйственной деятельно­стью человека, приводит к загрязнению окружающей среды со стороны промышленности, энергетики, транспорта коммунальных служб и т.д. Особое опасение вызывает загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ), особенно ярко проявляющееся в крупных городах с развитыми промышленностью, энергетическими, тепловыми и транспортными коммуникациями. Интенсивное загрязнение почв ТМ приводит к избыточному накоплению их в растениях и далее по трофической цепи в организмах животных и человека, использующих эти растения в пищу. Повышенное поступление ТМ в организм человека приводит к различным серьезным заболеваниям.

ТМ, содержащиеся в отходах предприятий, выбрасываются в атмосферу и осаждаются на поверхности почв. Постепенно происходит загрязнение верхнего, наиболее плодородного слоя почв, в котором находится преобладающая масса корней произрастающих на них растений. Перемещение ТМ вниз по профилю почв очень слабое, и в связи с этим основная масса ТМ прочно закрепляется в 0-10 см слое естественных и 0-20 см – пахотных почв.

Однако почвы имеют защитные функции, которые выражаются следующим образом: часть ТМ, попавших в почву, переводится ею в труднодоступные для растений соединения, вследствие чего снижается уровень их накопления в растительной продукции.

Защитные функции почв не безграничны, и пределы их устойчивости к загрязнению ТМ зависит от ряда факторов: рН почвенного раствора, гранулометрического состава, содержания гумуса, карбонатов и полуторных оксидов. Тяжелые, хорошо гумуссированные нейтральные или слабощелочные почвы наиболее устойчивы, они способны инактивировать значительное количество ТМ. А легкие малогумусные, имеющие кислую реакцию среды почвы, напротив, имеют слабые защитные возможности.

В связи с вышесказанным возникла необходимость изучения потенциальной устойчивости (буферности) почв г. Улан-Удэ к загрязнению ТМ, поскольку на его территории и в предместьях находится большое количество садово-дачных кооперативов, приусадебных участков, пахотные земли пригородных сельхозпроизводителей, где выращиваются растения, используемые населением в пищу.

Наибольшая плотность расположения садово-дачных кооперативов на территории г. Улан-Удэ характерна его левобережной и восточной частям. Встречаются они также в районе Стеклозавода, Медведчиково, Спиртзавода, пп. Забайкальский, Тальцы, Никольский, на о-ве Богородском и Верхней Березовке. Широко распространены также приусадебные участки, используемые в качестве огородов в пп. Дивизионный, Вагжанова, Стеклозавода, Шишковка, Аршан, Орешкова, Кумыска, Солнечный, Ленина – северной части города; пп. Загорск, Площадка, Матросово, Южный, Таежный – восточной; микрорайоне Октябрьский, пп. Новая Комушка, Комушка, Горького, Медведчиково, Забайкальский – южной; пп. Сокол, Исток, Поселье, Солдатский, Тулунжа, Аэропорта – западной и в пп. Никольский, Сосновка, Радиостанция, Батарейка – в центральной. В целом в пределах г. Улан-Удэ почвы, использующиеся в качестве садов и огородов, занимают не менее 60-70 % от всей его территории. Поэтому оценка их устойчивости и агроэкологического состояния представляется весьма актуальной.

Оценка буферной способности почв по отношению к ТМ проводилась по градациям, разработанным Ильиным В.Б. (1995). Кроме того, учитывая полиметалльный характер загрязнения, для почв рассчитывалось их суммарное загрязнение (Zc).

Г. Улан-Удэ расположен в пределах Иволгинско-Удинской межгорной мезозойской впадины, у слияния рек Селенга и Уда. Впадина вытянута в широтном направлении и ограничена с севера отрогами хребта Хамар-Дабан и Улан-Бургасы, с юга – хребтом Цаган-Дабан. Эти хребты в черте города представлены преимущественно низкогорной частью, высотные отметки которой варьируют от 500 до 850 м над уровнем моря. Несмотря на то что, почвы г. Улан-Удэ находятся в зоне сухой степи, сильное влияние интразональных факторов (рельефа и пойменных процессов) предопределяет на рассматриваемой территории широкое многообразие почвенных типов, среди которых преобладают аллювиальные,  каштановые почвы и боровые пески. Буферность этих типов почв (табл. 1) различалась в зависимости от содержания в них физической глины и гумуса. Так, благодаря относительно высокому содержанию тонкодисперсной фракции и гумуса, наибольшую буферность имели аллювиальные лугово-болотная и луговая почвы, а более легкие и менее гумуссированные аллювиальная дерновая, каштановая почвы и боровой песок – наименьшую.

Немаловажно отметить, что наибольшее распространение в почвенном покрове г. Улан-Удэ имеют низкобуферные почвы. Это подтверждается и тем, что в совокупности  изученные почвы (образцы почв отбирались рекогносцировочно в 86 точках г. Улан-Удэ) характеризовались низкой устойчивостью к загрязнению ТМ (табл. 2).   Поэтому можно предполагать, что даже незначительное загрязнение почв г. Улан-Удэ тяжелыми металлами может привести к неблагоприятным последствиям.

Основное влияние на уровень буферности оказала реакция среды, значение которой в среднем составляет 7,4. Из общего числа баллов на долю рН в среднем пришлось 65%. Меньшее значение имели содержания физической глины и гумуса. Было подсчитано, что если рН в почвах г. Улан-Удэ снизится до 6,0, то их буферность уменьшится почти вдвое (с 20 до 12 баллов) и, перейдя в разряд низкой, приблизится к очень низкой. Подобная ситуация может сложиться, например, в случае выпадения кислотных дождей или в результате использования подкисляющих почву минеральных и органических удобрений, и в данном случае тяжелые металлы станут гораздо более подвижными и доступными растениям.

 

Таблица 1.  Буферность основных типов почв г. Улан-Удэ

 

Тип почвы	Количество баллов, полученных за счет					Сум­ма баллов	Градация буферности
	гумуса	физ. глины	подв. Fe+Al	карбонатов	рН
Аллювиальная лугово-болотная	5	10	1	0	15	31	повышенная
Аллювиальная луговая	3,5	10	1	0	15	29,5	средняя
Аллювиальная дерновая	2	2,5	1	0	15	20,5	низкая
Каштановая мучнисто-карбонатная	2	2,5	1	1,5	12,5	19,5	низкая
Боровой песок	2	2,5	1	0	15	20,5	низкая

 

Таблица 2. Буферность садово-огородных почв г. Улан-Удэ

 

Средний балл	lim	Доверительный интервал при Р=0,05	V, %	Степень буферности
20	17-31	19-21	14	низкая

 

Знание уровня устойчивости почв и степень загрязнения их тяжелыми металлами помогает правильно оценить современное агроэкологическое состояние почвенного покрова. А так как почвы крупных городов, как правило, загрязняются не одним, а несколькими металлами, нами был рассчитан уровень суммарного загрязнения почв (Zc). При буферности почв г. Улан-Удэ, равной в среднем 20 баллов, Zc не должен превышать 4-7. По нашим расчетам (табл. 3) среднее значение Zc составляет только 2,4, т.е. предельно допустимый уровень суммарного загрязнения пока не достигнут.

Однако в отдельных районах г. Улан-Удэ (табл. 3) суммарное загрязнение вдвое выше среднего и приближается к зоне максимально допустимых значений. Т.е. выращивание растений, используемых в пищу, становится здесь потенциально опасным. Для того, чтобы увеличить защитные возможности этих почв и снизить доступность тяжелых металлов для растений необходимо внесение органических удобрений, цеолитов и других сорбентов, а также подбирать для выращивания такие культуры и сорта, которые меньше всего накапливают избыточные количества этих элементов. Особенно нежелательно выращивать на загрязненных почвах зеленные, луковичные культуры и корнеплоды. Экологически безопасный урожай на загрязненных ТМ почвах можно получить при выращивании капусты, огурцов, томатов, картофеля и некоторых других овощных культур.

 

Таблица 3. Наиболее загрязненные районы г. Улан-Удэ и предельный уровень их суммарного загрязнения

 

Местоположение	Zc	Приоритетные металлы-загрязнители	Буферность, баллы	Предельно допустимое Zc
п. Аршан	4,4	Zn, Pb	21	4-7
п. Стеклозавода	4,3	Pb, Zn, Cu	17	4-7
п. Бурвод	4,9	Cu, Cd	17	4-7
п. Горького	4,8	Cu	20	4-7
п. Радиостанции	4,8	Cd, Zn	22	4-7
Среднее в г. Улан-Удэ	2,4	Cd, Cu, Pb, Zn	20	4-7

 

Исходя из всего вышесказанного, почвы г. Улан-Удэ можно считать низкобуферными, имеющими слабые защитные возможности при загрязнении их тяжелыми металлами. Учитывая то, что в некоторых районах, подверженных интенсивному загрязнению, уже наблюдается некоторое загрязнение, необходимы применение агротехнических приемов, снижающих доступность тяжелых металлов растениям и подбор культур, устойчивых к накоплению тяжелых металлов.