Вивчені закономірності розподілу рухливих форм важких металів в чорноземах звичайних та південних, що надходять аерогенним та гідрогенним шляхами. Встановлені діапазони грунтових властивостей, що обумовлюють перехід металів з рухливого стану в фіксований. Розроблений засіб оптимізації вмісту важких металів в грунтах, на основі регулювання вмісту важких металів, шляхом використання геохімічних бар'єрів.

Виявлено основні грунто-геохімічні фактори, що впливають на рухомість міді, цинку, кобальту та нікелю в грунтах. Підібрано екстрагенти для визначення показників рухомості міді, цинку, кобальту та нікелю в основних типах грунтів України. Встановлено форми міграції металів у грунтових розчинах, виділених з основних типів грунтів. Розраховано показники потенційної буферної здатності грунтів щодо забруднення металами. Напрацьовано наукові засади для створення грунто-геохімічного моніторингу. Запропоновано принципово нові підходи еколого-геохімічного картування грунтів за показниками рухомості з використанням нових комп'ютерних технологій.

На основе выполненного анализа распределения подвижных форм тяжелых металлов (Fe, Mn, Zn, Ni, Cu, Pb, Cd) по почвенному профилю почв Кривбасса (черноземов обыкновенных и южных) определена экологическая роль геохимических барьеров миграции. Установлено, что данные барьеры не оказывают существенного влияния на содержание железа, цинка, меди и обуславливают иммобилизацию свинца в черноземах обыкновенных и марганца в черноземах южных.

Досліджено вплив важких металів на мікрофлору темно-сірого опідзоленого грунту. Вперше застосовано системний підхід для вивчення важких металів на різні ієрархічні рівні мікробного ценозу грунту: доклітинний, клітинний, популяційний, ценотичний. Вивчено токсичність та мутагенну активність грунту, забрудненого важкими металами, запропоновано нові заходи щодо їх зменшення. З метою вивчення впливу важких металів на мікробні популяції грунту вперше використано метод лазерної кореляційно-доплерівської спектрометрії. Розраховано показники, які характеризують резистентність і гомеостаз мікробних угруповань в грунті, забрудненому важкими металами. На основі вивчення мікрофлори та динаміки рухомих форм важких металів за умов застосування неорганічних, органічних, біологічних і комбінованих меліорантів розроблено заходи щодо реабілітації забруднених грунтів.

Обгрунтовано необхідність застосування системи грунтових показників з метою визначення закономірностей впливу сполук важких металів (ВМ) на окремі процеси в різних за генезисом грунтах. Встановлено найбільш характерні зміни основних фізико-хімічних процесів у різних грунтах (трансформації та міграції окремих елементів, процесів структуроутворення), що дозволяє прогнозувати основні напрямки їх деградації відповідно до компонентного складу забруднення. Запропоновано та впроваджено використання методу скринінгу для комплексної обробки даних імітаційних дослідів, оцінки та порівняння стану грунтових систем та їх стійкості за різноманітних рівней техногенних навантажень. Визначено гранично допустимий вміст агентів забруднення у грунтах з високим агрохімічним фоном. Встановлено найбільш характерні зміни окремих параметрів грунтів під впливом багатокомпонентного забруднення ВМ, що дозволяє запропонувати їх як тестові для застосування в системі грунтово-екологічного моніторингу.

Досліджено вплив мінеральних та органічних добрив на динаміку вмісту рухомих форм Hg, Zn, Cu, Co, Ni в лучно-черноземному карбонатному великопилувато легкосуглинковому на лесоподібному суглинку грунті під час вирощування озимої пшениці. Встановлено, що сезонні коливання вмісту рухомих форм цих елементів у грунті сягають: для ртуті 0,010 - 0,400; цинку - 0,65 - 2,93; міді - 0,36 - 2,20; кобальту - 0,20 - 2,53 та нікелю - 0,15 - 2,70 мг/кг залежно від варіанта та періоду відбору зразків. Використання різних форм добрив значно впливає на вміст важких металів у зерні озимої пшениці.

Запропоновано математичну модель міграції свинцю в системі грунт - коренева система - наземна частина рослини; отримано значення коефіцієнтів дифузії свинцю в органах пшениці та інтенсивності його поглинання коренями; наведено результати числового моделювання міграції токсиканту за глибиною грунтового розрізу та висотою рослини за умов різноглибинної локалізації важкого металу в зоні аерації.

Описано деякі нові підходи до вирішення проблеми забруднення навколишнього середовища важкими металами. Розглянуто фізичні, хімічні й біологічні методи фіксації металів у грунті та їх вилучення.

Вивчено закономірності розподілу рухомих форм важких металів у чорноземах звичайних і південних. Встановлено, що в грунти щорічно надходить важких металів аерогенним шляхом 0,11 - 66 кг на 1 га та гідротехногенним 0,14 - 126 кг на 1 га. Визначено діапазони грунтових властивостей, що обумовлюють перехід металів з рухомого стану в фіксований. Розроблено спосіб оптимізації вмісту важких металів у грунтах шляхом створення штучних геохімічних бар'єрів міграції в грунті та підтримання показників буферних властивостей грунту в оптимальних межах, що забезпечує перехід забруднювачів з рухомих у фіксовані форми.

Розглянуто шляхи надходження важких металів у грунти, рівні їх токсичності й особливості міграції. Проаналізовано існуючі методи детоксикації. Доведено доцільність розробки електрохімічного способу ремедіації, що використовує масоперенос забруднень у зовнішньому електричному полі.

З використанням графічних і математичних моделей здійснено прогнозування накопичення рухомих форм важких металів (Fe, Mn, Zn, Ni, Cu, Pb, Cd) у грунтах Кривбасу (черноземи звичайні та південні). Складені прогнозні карти дозволили виявити найбільш екологічно небезпечні зони, що перебувають, в першу чергу, проведення природоохоронних заходів. На базі розрахованих регресійних рівнянь обгрунтовано безпечні рівні викидів пилу гірничо-збагачувальними комбінатами, за яких важкі метали не будуть накопичуватисяв небезпечній кількості.

  Скачати повний текст

Визначено параметри забруднення важкими металами дерново-підзолистих грунтів, описано елементи агроландшафту та закономірності їх міграції в ландшафтній сфері й природних екосистемах з урахуванням впливу полезахисних лісових смуг. Установлено, що вміст Zn і Cu в грунтах Полісся знаходиться на рівні місцевого геохімічного фону, а вміст Pb, Ni, Co, і Cd перевищує фонові значення. Доведено, що полезахисні лісові смуги в ландшафтах Полісся є потужними природними бар'єрами на шляху територіальної міграції важких металів. Закономірність у розподілі важких металів в облісненому полі полягає в тому, що вони максимально нагромаджувалися безпосередньо у лісосмузі та зоні 2H від лісосмуги: у разі збільшення відстані від лісосмуги до відкритого поля валовий вміст металів зменшувався. Досліджено залежність величини вмісту важких металів у дерново-підзолистих грунтах Полісся від фізико-хімічних показників, установлено пряму пропорціональну залежність їх рухомості від величини вмісту гумусу, pH сольової витяжки, гранулометричного складу. Виявлено, що найбільший відсоток клітковиноруйнувальних організмів спостерігається в грунті з найменшим ступенем забруднення важкими металами, а характер нагромадження важких металів рослинами залежить від їх біологічних особливостей. Зазначено, що максимальне нагромадження важких металів рослинами виявлено у злакових культур. Установлено, що екологічна ситуація забруднення дерново-підзолистих грунтів ландшафтів важкими металами в чотирьох адміністративних районах є небезпечною, а в одному - помірно небезпечною.

Доведено, що екологічне нормування впливу важких металів на грунт потребує розробки певної системи показників на різних рівнях організації життя: молекулярному, онтогенетичному, біогеоценотичному та ін.

Доказано, что экологическое нормирование влияния тяжелых металлов на почву требует разработки определенной системы показателей на разных уровнях организации жизни: молекулярном, онтогенетическом, биогеоценотическом и др.

Приведены результаты изучения геохимии тяжелых металлов в основных типах почв Украины. Проанализированы закономерности распределения металлов в почвах. Раскрыто валовое содержание металлов и их подвижных форм в почвах заповедников, расположенных в различных ландшафтных зонах Украины. Описаны основные принципы создания почвенно-геохимического мониторинга. Изложены новые подходы к проведению эколого-геохимического картирования почв.

Індекс рубрикатора НБУВ: Д220.12 + П032.342.9в734.5

Рубрики:

Хімічний склад природних вод. Гідрохімія

Шифр НБУВ: Ж14166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено результати дослідження просторової неоднорідності вмісту рухомих форм важких металів (Ni, Co, Cu, Cd, Mn, Zn і Pb) у грунтовому покриві експериментального полігона, розташованого у лісостеповій зоні чорноземів типових, опідзолених і сірих лісових грунтів. Виявлено акумуляцію металів на латеральних і радіальних геохімічних бар'єрах у межах грунтово-геохімічних катен. Розглянуто профільний розподіл важких металів у грунтах, просторову неоднорідність вмісту металів в орному шарі грунтів на рівні мезо- та мікрорельєфу. Встановлено залежність вмісту важких металів у грунтах від їх властивостей. Здійснено групування даних металів за характером їх біогенної міграції та визначено головні фактори, що формують просторову неоднорідність вмісту елементів у грунтах. Проведено кількісне картування радіальних геохімічних бар'єрів. За лабораторних умов вивчено сорбційну спроможність грунтів і грунтотвірних порід щодо важких металів, а також наведено кількісну оцінку стійкості грунтів до забруднення (на прикладі цинку).

На основі систематичних досліджень взаємодій мікроорганізмів з металами: ураном (VI), міддю, кобальтом та стронцієм у грунті вперше встановлено можливість та механізм їх колоїдно-хімічних перетворень під впливом клітинних метаболітів. Визначено шляхи направленого регулювання процесів взаємної трансформації водорозчинних (рухомих) та колоїдних форм металів. Виявлено, що залежно від спрямованості метаболізму, основними продуктами біотрансформації металів у грунті є водорозчинні цитратні комплекси (мідь, кобальт, стронцій, ураніл) або гідроксидно-карбонатні колоїдні осади міді, кобальту, стронцію та водорозчинні карбонатні комплекси (ураніл). Розглянуто колоїдно-хімічні процеси біологічного руйнування у грунті органокомплексів важких металів. Визначено умови утворення кінцевих продуктів екологічно безпечних сполук (карбонатів та гідроксидів) у колоїдній формі. Досліджено сорбційні та седиментаційні властивості природного грунту, що містить метали та інтродуковані до нього спеціальні штами металорезистентних культур. Встановлено селективність сорбції важких металів та характер їх зв'язку в грунті.

Проаналізовано залежність вмісту та ступеня наявності важких металів в орному шарі грунту від вмісту гумусу, pH та гранулометричного складу. Наведено рівняння залежностей вмісту обмінних та рухомих форм, а також ступеня наявності Cu, Zn, Co, Cd, Mn та Pb від грунтових властивостей.

Проанализирована зависимость содержания и степени доступности тяжелых металлов в пахотном слое почвы от содержания гумуса, pH и гранулометрического состава. Приведено уравнение зависимостей содержания обменных и движущихся форм, а также степени доступности (Cu, Zn, Co, Cd, Mn и Pb от почвенных свойств.

На підставі науково-теоретичних досліджень Національного аграрного університету та сучасних досягнень у галузі електрохімії, інформатики, мікропроцесорної та комп'ютерної техніки створено інформаційно-вимірювальний прилад М-ХА1000-5 на базі ПЕОМ для екологічного моніторингу важких металів в об'єктах навколишнього середовища, грунтах.

На основании научно-теоретических исследований Национального аграрного университета и современных достижений в области электрохимии, информатики, микропроцессорной и компьютерной техники создан информационно-измерительный прибор М-ХА1000-5 на базе ПЭОМ для экологического мониторинга тяжелых металлов в объектах окружающей среды, почвах.