Валовое содержание, концентрация подвижных форм соединений Cu, Zn, Pb и Cd в ризосфере Artemisia absinthium L.


Проведено исследование валового содержания и состава подвижных форм соединений Cu, Zn, Pb и Cd в ризосфере полыни горькой на территории г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей.

Город Усть-Каменогорск – областной центр Восточно-Казахстанской области, и его прилегающие окрестности перенасыщены крупными, экологически опасными промышленными объектами цветной и черной металлургии, атомного и теплоэнергетического комплексов.

В результате эколого-геохимических работ, проведенных в пределах г. Усть-Каменогорска и его окрестностей в начале 90-х годов, почв с фоновыми концентрациями ТМ не установлено. Сделано предположение, что в ближайшие годы следует ожидать выявления в почвах более широкого спектра ТМ, трансгрессия которых четко фиксируется по итогам снегового опробования [46].

Территория г. Усть-Каменогорска и его окрестностей, где проведены исследования, представлены черноземами обыкновенными суглинистыми. Общими особенностями этой группы почв являются большая мощность почвенного профиля и гумусового горизонта, суглинистый состав, значительное содержание гумуса, нейтрально-слабощелочная реакция в верхнем горизонте и щелочная в нижних горизонтах. Физико-химические характеристики данного типа почв: гумус – от 3 до 6 %, емкость катионного обмена – 15-22 мг·экв/100 г почвы, рН (водный) – от 6,8 до 8,1.

Почвы черноземного ряда, характерные для территории г. Усть-Каменогорска и его окрестностей, имеют очень высокую емкость сорбции в почвенном поглощающем комплексе и являются очень устойчивыми к загрязнению тяжелыми металлами [91, 92].

Как показали результаты исследования, валовое содержание Cu, Zn, Pb и Cd было практически одинаково в зонах ризосферы и в общей массе почвы и изменялось в следующих пределах (мг/кг): меди – 180-490 (в среднем - 335); цинка – 420-3821(2129,7); свинца – 56-209 (146,4); кадмия – 4,5-28,5 (15,7) (табл. 37, 38).

Таблица 37

Валовое содержание меди и цинка в ризосфере полыни горькой г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

Медь

Титано-магниевый комбинат

266,7±0,03

4,0

266,9±0,06

3,5

267,0±0,05

2,8

Цементный завод

458,1±0,03

2,4

458,0±0,04

2,4

458,4±0,03

1,9

Ульбинский металлургический завод

489,2±0,03

2,2

490,5±0,02

3,1

490,5±0,03

4,2

Свинцово-цинковый комбинат

379,4±0,03

2,8

379,6±0,03

2,1

379,9±0,04

2,5

Иртышский полиметаллический комбинат

385,9±0,03

2,8

386,3±0,02

2,3

386,4±0,03

2,1

Аблакетка

180,8±0,03

6,4

181,2±0,03

5,2

181,9±0,03

5,0

Обогатительная фабрика

280,2±0,05

3,7

280,6±0,04

5,2

181,9±0,03

5,0

Цинк

Титано-магниевый комбинат

488,0±0,05

2,3

489,2±0,06

1,4

488,0±0,05

1,7

Цементный завод

2671,6±0,06

1,1

2671,8±0,05

1,3

2671,4±0,04

1,5

Ульбинский металлургический завод

3342,0±0,04

1,2

3342,2±0,03

1,0

3342,3±0,06

1,2

Свинцово-цинковый комбинат

3821,4±0,05

1,2

3822,0±0,03

1,2

3821,9±0,05

1,5

Иртышский полиметаллический комбинат

1983,5±0,03

1,3

1982,5±0,04

1,5

1982,1±0,05

1,5

Аблакетка

420,6±0,04

2,4

421,0±0,05

1,1

420,9±0,05

1,2

Обогатительная фабрика

2180,8±0,06

1,2

2181,5±0,07

1,0

2181,2±0,05

1,0

Примечание к таблицам 37, 38: в числителе – среднее арифметическое и его ошибка; в знаменателе - коэффициент вариации (%).

Таблица 38

Валовое содержание свинца и кадмия в ризосфере полыни горькой г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

Свинец

Титано-магниевый комбинат

56,7±0,06

1,7

57,3±0,06

2,1

57,0±0,03

2,2

Цементный завод

131,2±0,03

1,8

132,0±0,05

1,4

131,8±0,06

1,7

Ульбинский металлургический завод

208,5±0,04

1,7

209,2±0,05

1,5

209,0±0,06

1,7

Свинцово-цинковый комбинат

189,5±0,05

1,2

189,8±0,06

1,4

189,8±0,06

1,2

Иртышский полиметаллический комбинат

144,5±0,08

1,8

145,2±0,07

1,9

145,0±0,06

1,5

Аблакетка

88,5±0,06

1,9

89,6±0,06

2,1

88,7±0,07

1,9

Обогатительная фабрика

202,6±0,05

1,4

203,0±0,02

1,3

203,7±0,06

1,4

Кадмий

Титано-магниевый комбинат

4,53±0,02

2,7

4,59±0,02

4,7

4,58±0,04

4,1

Цементный завод

12,24±0,02

1,8

12,74±0,06

1,8

12,80±0,04

1,8

Ульбинский металлургический завод

28,48±0,02

1,8

28,55±0,06

3,7

28,50±0,06

1,2

Свинцово-цинковый комбинат

20,62±0,06

1,1

20,69±0,02

1,1

20,68±0,05

1,1

Иртышский полиметаллический комбинат

9,42±0,04

3,7

9,56±0,05

2,7

9,52±0,08

2,1

Аблакетка

6,97±0,05

2,1

7,10±0,05

2,8

7,00±0,08

2,5

Обогатительная фабрика

26,62±0,05

5,1

26,70±0,06

4,5

26,77±0,08

5,0

Как видно из таблиц 37, 38, в районе Ульбинского металлургического завода валовое содержание всех четырех металлов в ризосфере полыни горькой и в общей почве самое высокое, а в районе Аблакетки – самое низкое.

С позиций экологической оценки валовое содержание металлов в исследуемых почвенных фракциях ризосферы и общей массы почвы превышало региональные кларки [46]: меди в среднем в 5,7 раза, цинка – в 17 раз, свинца – в 6,6 раза, кадмия – в 78,5 раза. Относительно кларка в земной коре [21] превышение в почвенных фракциях было следующим: для меди в среднем в 7,1 раза, для цинка – в 25,6 раза, для свинца – в 9 раз, для кадмия – в 120,8 раза.

Выявлено превышение ПДК [85] валового содержания меди и цинка в ризосфере полыни горькой и в общей массе почвы в 1,3-3,7 и в 1,9-15,2 раза соответственно во всех районах исследования; свинца – в 1,0-1,6 раза, за исключением района титано-магниевого комбината и Аблакетки; кадмия – в 1,5-9,5 раза во всех районах исследования.

Содержание подвижных форм соединений металлов в ризосфере полыни горькой и в общей массе почвы изменялось в широких пределах.

Согласно полученным данным, концентрация кислоторастворимой формы металлов составила (мг/кг): меди 10,6-15,5 (в среднем 13,8) - в почве с поверхности корня, 10,5-15,1 (13,8) - в собственно ризосфере и 9,8-15,5 (13,4) - в общей массе почвы; цинка 39,2-930,0 (479) - в почве с поверхности корня, 38,9-930,0 (478,7) - в собственно ризосфере и 36,1-9,21,0 (465,6) - в общей массе почвы; свинца 4,0-17,8 (13,3) - в почве с поверхности корня, 3,6-17,0 (13,0) - в собственно ризосфере и 2,4-17,6 (12,6) - в общей массе почвы; кадмия – 0,65-8,5 (3,3); 0,62-8,51 (3,3) и 0,58-8,67 (3,5) соответственно
(табл. 39, 40).

Доля кислоторастворимой формы соединений ТМ от валового содержания в исследуемых почвенных фракциях составила (%): для меди – 3-5,8 (в среднем 4,2); для цинка – 7,4-25 (19,8); для свинца – 4,2-11 (9,1); для кадмия – 11-30 (20).

Размах коэффициента вариации кислоторастворимой формы ТМ составил (%): для меди – 3,4-6, для цинка – 8-15, для свинца – 4,5-10, для кадмия – 10-17.

С экологической точки зрения концентрация кислоторастворимой формы меди в ризосфере и в общей массе почвы во всех районах исследования не превышала ее ПДК и была ниже в 5-10 раз. Содержание аналогичной формы цинка превышало ПДК во всех почвенных фракциях в 1,3-15,5 раза, за исключением района титано-магниевого комбината.

Таблица 39

Концентрация кислоторастворимой формы меди и цинка в ризосфере полыни горькой

г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

Медь

Титано-магниевый комбинат

11,5±0,10(4,3)

3,4

12,8±0,08(4,8)

3,8

12,9±0,09(4,8)

4,2

Цементный завод

15,5±0,07(3,4)

4,2

15,4±0,04(3,4)

4,4

15,5±0,06(3,4)

4,0

Ульбинский металлургический завод

14,7±0,04(3,0)

5,2

15,1±0,05(3,1)

4,4

15,4±0,05(3,1)

4,0

Свинцово-цинковый комбинат

14,4±0,06(3,8)

3,6

14,0±0,05(3,8)

4,2

14,5±0,06(3,8)

4,6

Иртышский полиметаллический комбинат

14,5±0,05(3,8)

3,5

14,8±0,09(3,9)

3,5

14,6±0,03(3,8)

3,0

Аблакетка

9,8±0,07(5,4)

5,1

10,5±0,06(5,8)

4,4

10,6±0,04(5,8)

5,2

Обогатительная фабрика

13,7±0,06(4,9)

6,2

14,0±0,04(5,0)

5,2

14,5±0,06(5,2)

5,1

Цинк

Титано-магниевый комбинат

36,1±0,04(7,4)

8,2

38,9±0,06(8,0)

9,0

39,2±0,05(8,0)

8,5

Цементный завод

610,7±0,07(22,9)

10,2

637,2±0,04(23,8)

12,5

638,0±0,06(23,9)

10,2

Ульбинский металлургический завод

821,9±0,06(24,6)

9,7

846,9±0,05(25,3)

10,8

847,0±0,08(25,3)

11,5

Свинцово-цинковый комбинат

921,5±0,07(24,1)

12,5

930,8±0,09(24,3)

10,7

930,6±0,05(24,3)

9,7

Иртышский полиметаллический комбинат

361,7±0,06(18,2)

7,7

366,7±0,04(18,5)

10,2

366,8±0,04(18,5)

9,7

Аблакетка

68,3±0,07(16,2)

10,2

76,4±0,08(18,1)

10,2

77,0±0,05(18,3)

9,5

Обогатительная фабрика

439,1±0,07(20,1)

15,2

454,0±0,06(20,8)

15,0

454,8±0,05(20,8)

14,5

Примечание к таблицам 39-44: в числителе – среднее арифметическое и его ошибка, в скобках – процент от валового содержания; в знаменателе - коэффициент вариации (%).

Увеличение концентрации кислоторастворимой формы свинца относительно ПДК в ризосфере полыни горькой и в общей массе почвы составило 1,2-1,6 раза во всех районах исследования, кроме района титано-магниевого комбината и Аблакетки. Содержание данной формы кадмия было выше ПДК в почвенных образцах исследуемых районов в 3-8,5 раза, за исключением территории титано-магниевого завода и Аблакетки.

В целом, максимальная концентрация кислоторастворимой формы всех четырех металлов отмечена в ризосфере и в общей массе почвы вблизи Ульбинского металлургического завода и свинцово-цинкового комбината.

Анализ результатов показал достоверное (Р0,1-0,5) увеличение в 1-1,1 раза концентрации кислоторастворимой формы цинка в ризосфере полыни горькой относительно общей массы почвы на всех исследуемых территориях, тогда как для аналогичной формы меди, свинца и кадмия достоверного накопления в ризосфере не установлено.

Таблица 40

Концентрация кислоторастворимой формы свинца и кадмия в ризосфере полыни горькой г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

Свинец

Титано-магниевый комбинат

2,4±0,06(4,2)

4,5

3,6±0,04(6,3)

6,4

4,0±0,05(7,0)

6,0

Цементный завод

13,7±0,04(10,4)

7,1

14,7±0,05(11,1)

6,4

14,9±0,06(11,3)

6,0

Ульбинский металлургический завод

17,6±0,09(8,4)

5,0

17,0±0,06(8,1)

5,2

17,8±0,04(8,5)

4,6

Свинцово-цинковый комбинат

16,8±0,08(8,9)

4,1

15,9±0,06(8,4)

5,2

15,5±0,05(8,2)

5,6

Иртышский полиметаллический комбинат

13,4±0,06(9,3)

6,2

15,1±0,05(10,4)

5,6

15,5±0,05(10,7)

6,0

Аблакетка

7,6±0,04(8,6)

8,5

8,9±0,05(9,9)

9,1

9,2±0,07(10,0)

8,7

Обогатительная фабрика

16,7±0,04(8,2)

10,2

15,7±0,06(7,7)

9,5

16,0±0,08(7,9)

10,0

Кадмий

Титано-магниевый комбинат

0,58±0,04(12,8)

10,5

0,62±0,06(13,5)

10,0

0,65±0,05(14,2)

11,5

Цементный завод

3,37±0,08(27,5)

15,5

3,60±0,05(28,3)

17,7

3,60±0,06(28,3)

17,0

Ульбинский металлургический завод

8,67±0,04(30,4)

16,4

8,51±0,04(29,8)

16,5

8,50±0,05(29,8)

16,7

Свинцово-цинковый комбинат

5,75±0,08(27,9)

16,3

4,81±0,06(23,2)

17,8

4,84±0,03(23,4)

17,4

Иртышский полиметаллический комбинат

1,44±0,05(15,3)

12,6

1,62±0,07(16,9)

14,2

1,67±0,04(17,5)

14,8

Аблакетка

1,03±0,07(14,8)

15,6

1,10±0,08(15,5)

16,0

1,09±0,07(15,8)

16,4

Обогатительная фабрика

4,01±0,05(15,1)

11,1

2,92±0,04(10,9)

10,7

3,0±0,08(11,2)

11,5

Исследование концентрации обменной формы металлов выявило следующие пределы колебаний (мг/кг): меди - 2,6-7,7 (в среднем 5,4) в почве с поверхности корня, 1,8-7,4 (5,1) в собственно ризосфере и 1,6-7,0 (5,1) в общей массе почвы; цинка - 35-667 (244,8) в почве с поверхности корня, 34-667 (244,2) в собственно ризосфере и 23,3-659 (233) в общей массе почвы; свинца - 1,5-7,8 (4,0) в почве с поверхности корня, 1,5-7,7 (4,0) в собственно ризосфере и 1,3-7,7 (3,6) в общей массе почвы; кадмия 0,2-1,8 (0,9); 0,17-1,73 (0,9) и 0,13-1,66 (0,6) соответственно (табл. 41, 42).

Таблица 41

Концентрация обменной формы меди и цинка в ризосфере полыни горькой

г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

Медь

Титано-магниевый комбинат

1,6±0,04(0,6)

2,4

1,8±0,06(0,7)

3,7

2,1±0,04(0,8)

2,6

Цементный завод

5,5±0,05(1,2)

1,7

5,7±0,06(1,2)

2,2

6,2±0,07(1,4)

1,5

Ульбинский металлургический завод

7,0±0,03(1,8)

9,6

7,1±0,06(1,9)

10,5

7,0±0,04(1,8)

8,5

Свинцово-цинковый комбинат

6,9±0,04(1,8)

5,5

7,0±0,04(1,8)

5,0

7,2±0,06(1,8)

6,2

Иртышский полиметаллический комбинат

5,7±0,07(1,5)

10,2

4,8±0,04(1,2)

12,4

5,0±0,05(1,3)

14,2

Аблакетка

1,8±0,04(1,0)

16,7

2,4±0,05(1,3)

15,6

2,6±0,04(1,4)

15,6

Обогатительная фабрика

6,9±0,04(2,5)

5,9

7,4±0,05(2,6)

4,2

7,7±0,07(2,7)

5,7

Цинк

Титано-магниевый комбинат

23,3±0,04(4,8)

5,6

34,3±0,06(7,0)

7,5

35,0±0,06(7,2)

7,0

Цементный завод

353,8±0,03(13,2)

10,7

362,5±0,04(13,6)

11,1

363,0±0,06(13,6)

12,2

Ульбинский металлургический завод

659,3±0,04(19,7)

8,7

667,4±0,06(20,0)

10,7

667,7±0,05(20,0)

10,8

Свинцово-цинковый комбинат

344,4±0,05(9,0)

4,7

348,7±0,06(9,1)

5,1

348,8±0,04(9,1)

8,1

Иртышский полиметаллический комбинат

126,5±0,09(6,4)

17,8

142,0±0,04(7,2)

14,4

142,8±0,08(7,2)

15,4

Аблакетка

28,5±0,04(6,8)

7,7

36,0±0,05(8,6)

8,4

36,5±0,04(8,7)

10,1

Обогатительная фабрика

96,0±0,06(4,4)

10,7

119,0±0,05(5,4)

14,6

119,7±0,03(5,8)

12,6

Таблица 42

Концентрация обменной формы свинца и кадмия в ризосфере полыни горькой

г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

Свинец

Титано-магниевый комбинат

1,7±0,06(3,0)

16,7

2,0±0,04(3,5)

17,8

2,0±0,06+(3,5)

16,7

Цементный завод

1,3±0,04(1,0)

20,5

1,5±0,06(1,1)

25,5

1,5±0,04(1,2)

25,5

Ульбинский металлургический завод

7,7±0,07(3,7)

33,3

7,7±0,04(3,7)

24,6

7,8±0,05(3,7)

25,5

Свинцово-цинковый комбинат

3,8±0,07(2,0)

33,3

3,9±0,04(2,0)

15,7

3,9±0,05(2,1)

12,7

Иртышский полиметаллический комбинат

3,9±0,06(2,7)

20,6

4,5±0,04(3,1)

33,3

4,6±0,03(3,2)

25,4

Аблакетка

2,3±0,04(2,5)

15,7

3,0±0,08(3,3)

23,6

3,0±0,06(3,4)

16,7

Обогатительная фабрика

4,5±0,05(2,2)

14,7

4,9±0,06(2,4)

15,7

4,9±0,04(2,4)

18,5

Кадмий

Титано-магниевый комбинат

0,13±0,04(2,9)

10,7

0,17±0,05(3,7)

15,7

0,20±0,07(4,4)

16,8

Цементный завод

0,90±0,06(7,4)

33,3

1,10±0,07(8,6)

20,7

1,10±0,04(8,6)

22,3

Ульбинский металлургический завод

1,66±0,07(5,8)

14,4

1,73±0,04(6,1)

14,6

1,79±0,03(6,3)

15,6

Свинцово-цинковый комбинат

1,41±0,08(6,8)

21,2

1,68±0,04(8,1)

17,7

1,73±0,05(8,4)

17,7

Иртышский полиметаллический комбинат

0,47±0,07(5,0)

10,5

0,42±0,04(4,54)

12,6

0,40±0,05(4,2)

12,6

Аблакетка

0,20±0,04(2,9)

10,5

0,28±0,06(3,9)

11,1

0,31±0,06(4,4)

11,1

Обогатительная фабрика

0,84±0,06(3,2)

12,7

0,91±0,03(3,4)

15,7

0,90±0,05(3,4)

15,7

Доля обменной формы ТМ от валового содержания в ризосфере и в общей массе почвы составила (%): для меди – 0,6-2,7; для цинка – 4,8-20; для свинца – 1-3,7; для кадмия – 2,9-8,4.

Коэффициент вариации обменной формы в исследуемых почвенных фракциях изменялся в следующих пределах (%): для меди – 1,5-16; для цинка – 4,7-15; для свинца – 14-33,3; для кадмия – 11-33,3.

Максимальное содержание обменной формы ТМ в ризосфере полыни горькой и в общей массе почвы отмечено вблизи Ульбинского металлургического завода и свинцово-цинкового комбината, минимальное - в районе титано-магниевого комбината и Аблакетки.

Сопоставляя значения концентрации обменной формы металлов в ризосфере и в общей массе почвы с ПДК, выявили превышение: для меди – в 1,8-2,3 раза, за исключением района титано-магниевого комбината и Аблакетки; для цинка – в 1,5-29 раз во всех районах исследования, для кадмия – в 1,1-1,8 раза в районе Ульбинского металлургического завода и свинцово-цинкового комбината. Содержание обменной формы свинца в почвенных образцах не превышало ПДК.

Как показали наши исследования, из четырех металлов только содержание обменной формы цинка в ризосфере полыни горькой достоверно (Р0,1) увеличивалось по сравнению с общей массой почвы в 1-1,5 раза.

Концентрация водорастворимой формы металлов, согласно полученным данным, составила (мг/кг): для меди - 3,5-4,4 (в среднем 4,0) в почве с поверхности корня, 3,5-4,2 (3,8) в собственно ризосфере и 3,4-4,0 (3,7) в общей массе почвы; цинка - 9,8-12,7 (10,5) в почве с поверхности корня, 9,5-11,8 (10,2) в собственно ризосфере и 8,6-12,9 (9,7) в общей массе почвы; свинца - 1,2-2,4 (1,6) в почве с поверхности корня, 1,1-2,2 (1,5) в собственно ризосфере и 1,1-1,9 (1,4) в общей массе почвы; кадмия – 0,17-0,30 (0,22); 0,15-0,30 (0,21) и 0,13-0,27 (0,19) соответственно (табл. 43, 44).

Доля водорастворимых соединений от валового количества изменялась в следующих пределах (%): для меди – 1,3-2,2; для цинка – 0,3-4,7; для свинца – 0,5-2,8; для кадмия – 0,8-4,4.

Размах коэффициентов вариации водорастворимой формы ТМ составил (%): для меди – 7,8-16; для цинка – 6,4-17; для свинца – 7,7-15,7; для кадмия – 10,8-43,5.

Анализ результатов исследования статистически значимого накопления водорастворимых соединений металлов в ризосфере полыни горькой относительно общей массы почвы на территории всех исследуемых районов не выявил.

Таблица 43

Концентрация водорастворимой формы меди и цинка в ризосфере полыни горькой

г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

Медь

Титано-магниевый комбинат

3,4±0,06(1,3)

10,2

3,5±0,05(1,3)

10,2

3,5±0,05(1,3)

10,2

Цементный завод

3,5±0,05(0,8)

11,1

3,7±0,04(0,8)

12,7

3,9±0,04(0,9)

14,2

Ульбинский металлургический завод

3,9±0,06(0,8)

10,5

4,2±0,04(0,9)

10,5

4,4±0,05(0,9)

11,2

Свинцово-цинковый комбинат

3,7±0,05(1,0)

12,7

4,1±0,07(1,1)

15,7

4,4±0,06(1,2)

16,4

Иртышский полиметаллический комбинат

4,0±0,04(1,0)

7,8

3,7±0,06(1,0)

8,1

4,0±0,04(1,0)

9,1

Аблакетка

3,6±0,03(2,0)

10,2

4,0±0,03(2,2)

12,6

4,2±0,05(2,2)

14,2

Обогатительная фабрика

3,7±0,05(1,3)

8,6

3,8±0,04(1,3)

9,1

4,0±0,05(1,3)

8,7

Цинк

Титано-магниевый комбинат

8,6±0,04(1,8)

11,2

9,8±0,03(2,0)

15,7

10,0±0,03(2,0)

14,6

Цементный завод

9,5±0,05(0,4)

8,4

10,0±0,04(0,4)

6,4

10,4±0,07(0,4)

7,2

Ульбинский металлургический завод

12,9±0,05(0,4)

10,2

11,8±0,06(0,4)

8,6

12,7±0,07(0,7)

7,1

Свинцово-цинковый комбинат

9,4±0,04(0,2)

14,4

10,1±0,06(0,3)

17,5

10,5±0,04(0,3)

16,7

Иртышский полиметаллический комбинат

9,7±0,08(0,5)

11,2

10,1±0,07(0,5)

14,4

10,1±0,05(0,5)

15,7

Аблакетка

9,2±0,04(2,2)

7,2

9,8±0,06(2,3)

9,7

10,0±0,06(2,3)

10,2

Обогатительная фабрика

8,9±0,04(4,4)

10,7

9,5±0,04(4,7)

11,2

9,8±0,05(4,7)

12,7

Таблица 44

Концентрация водорастворимой формы свинца и кадмия в ризосфере полыни горькой

г. Усть-Каменогорска и прилегающих окрестностей, мг/кг

Район исследования

Общая почва

Собственно ризосфера

Почва с поверхности почвы

1

2

3

4

Свинец

Титано-магниевый комбинат

1,6±0,05(2,8)

7,8

1,4±0,04(2,4)

8,1

1,5±0,06(2,6)

7,7

Цементный завод

1,9±0,06(1,4)

12,5

2,2±0,06(1,7)

14,7

2,4±0,07(1,8)

14,7

Ульбинский металлургический завод

1,2±0,05(0,6)

14,4

1,1±0,06(0,5)

15,7

1,2±0,04(0,6)

15,7

Продолжение табл. 44

1

2

3

4

Свинцово-цинковый комбинат

1,1±0,07(0,6)

10,5

1,3±0,08(0,7)

11,1

1,3±0,07(0,7)

11,1

Иртышский полиметаллический комбинат

1,2±0,07(0,8)

8,6

1,2±0,05(0,8)

9,2

1,3±0,06(0,9)

10,0

Аблакетка

1,2±0,06(1,4)

14,4

1,5±0,07(1,7)

15,7

1,5±0,04(1,7)

14,7

Обогатительная фабрика

1,6±0,05(0,8)

7,7

1,8±0,06(0,9)

7,7

1,8±0,05(0,9)

7,9

Кадмий

Титано-магниевый комбинат

0,13±0,07(2,8)

33,3

0,17±0,05(3,7)

41,5

0,20±0,07(4,4)

43,5

Цементный завод

0,10±0,04(0,8)

15,7

0,15±0,05(1,2)

25,0

0,17±0,06(1,3)

28,4

Ульбинский металлургический завод

0,24±0,06(0,8)

10,8

0,27±0,05(0,9)

11,1

0,30±0,06(1,1)

12,7

Свинцово-цинковый комбинат

0,27±0,08(1,3)

17,8

0,30±0,06(1,4)

25,0

0,30±0,06(1,4)

25,0

Иртышский полиметаллический комбинат

0,22±0,07(2,3)

25,0

0,19±0,06(2,0)

33,3

0,19±0,07(2,0)

33,3

Аблакетка

0,17±0,08(2,4)

12,5

0,19±0,04(2,7)

15,7

0,19±0,05(2,7)

15,7

Обогатительная фабрика

0,20±0,06(0,8)

25,0

0,21±0,05(0,8)

21,5

0,21±0,05(0,8)

21,5

Как и в предыдущих сериях опытов (глава 3, 4, 5), не наблюдалось статистически достоверной разницы между зонами ризосферы по валовому содержанию и концентрации подвижных форм металлов, а также между валовым содержанием ТМ в ризосфере и в общей массе почвы.

Значения фактора биологической доступности ТМ в ризосфере были в 1-1,5 раза выше, чем в общей массе почвы, либо были равными (табл. 45). Максимальной доступностью в ризосфере и в общей массе почвы характеризовались обменная форма цинка и кадмия, минимальной – обменная форма меди.

Значения фактора биологической доступности обменной формы ТМ в ризосфере и в общей массе почвы в районах максимального техногенного загрязнения были выше по сравнению с водорастворимой формой: для меди – в 1,5-1,8 раза; для цинка – в 3,5-50 раз; для свинца – в 1,2-6,2 раза; для кадмия – 2-5,4 раза.

Таблица 45

Факторы биологической доступности (BF)ТМ в ризосфере полыни горькой

Район исследования

Кислоторастворимая форма

Обменная форма

Водорастворимая форма

Общая почва

Ризосфера

Общая почва

Ризосфера

Общая почва

Ризосфера

Медь

Титано-магниевый комбинат

4,3

4,8

0,6

0,8

1,3

1,3

Цементный завод

3,4

3,4

1,2

1,4

0,8

0,9

Ульбинский металлургический завод

3,0

3,1

1,4

1,5

0,8

0,9

Свинцово-цинковый комбинат

3,8

3,8

1,8

1,9

1,0

1,2

Иртышский полиметаллический комбинат

3,8

3,9

1,5

1,4

1,0

1,1

Аблакетка

5,4

5,8

1,0

1,4

2,0

2,3

Горно-обогатительная фабрика

4,9

5,2

2,5

2,7

1,3

1,4

Цинк

Титано-магниевый комбинат

7,4

8,0

4,8

7,1

1,8

2,0

Цементный завод

23,0

24,0

13,0

14,0

0,4

0,4

Ульбинский металлургический завод

24,6

25,3

20,0

20,0

0,4

0,4

Свинцово-цинковый комбинат

24,0

24,0

9,0

9,0

0,2

0,3

Иртышский полиметаллический комбинат

18,0

18,5

6,4

7,2

0,5

0,5

Аблакетка

16,0

18,0

6,8

8,7

2,2

2,4

Горно-обогатительная фабрика

20,0

21,0

4,4

5,5

0,4

0,4

Свинец

Титано-магниевый комбинат

4,2

7,0

3,0

3,5

2,8

2,8

Цементный завод

10,0

11,0

1,0

1,1

1,4

1,8

Ульбинский металлургический завод

8,4

8,5

3,7

3,7

0,6

0,6

Свинцово-цинковый комбинат

9,0

8,0

2,1

2,1

0,6

0,7

Иртышский полиметаллический комбинат

9,0

11,0

2,7

3,2

0,8

0,9

Аблакетка

8,6

10,0

2,6

3,3

1,4

1,7

Горно-обогатительная фабрика

8,0

8,0

2,2

2,4

0,8

0,9

Кадмий

Титано-магниевый комбинат

13,0

14,0

2,9

3,7

2,9

4,4

Цементный завод

27,0

28,0

7,4

8,6

0,8

1,6

Ульбинский металлургический завод

30,0

30,0

5,8

6,1

0,8

1,1

Свинцово-цинковый комбинат

28,0

23,0

6,8

8,1

1,3

1,5

Иртышский полиметаллический комбинат

15,0

17,0

5,0

4,4

2,3

2,1

Аблакетка

15,0

16,0

9,2

4,0

2,4

2,9

Горно-обогатительная фабрика

15,0

11,0

3,5

4,0

1,5

1,5

Почвы исследуемых территорий подвержены мощному техногенному загрязнению (особенно ТМ), вследствие чего растения испытывают сильный химический стресс. В условиях химического стресса, как известно, нарушаются барьерные функции корневой системы, происходит активное поглощение поллютантов, в том числе мобильных соединений ТМ. Увеличение концентрации подвижного цинка в ризосфере может объясняться в данной ситуации тем, что растения способны выделять избыток цинка из организма через корни [136].

Кроме того, в мобилизации ТМ в ризосфере участвуют метаболиты микрофлоры, но такой высокий уровень загрязнения почвы ТМ приводит к резкому снижению количественного и качественного состава ризомикробного сообщества [90].