Научный журнал

Успехи современного естествознания

ISSN 1681-7494

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 0,775

• Авторы
• Резюме
• Рецензия
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Шульгин Н.В. 1 Свиркова С.В. 1 Ефременко М.П. 2 Заушинцена А.В. 1 Шульгина О.А. 3

---

1 ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный университет»

2 ФГБУ ЦАС «Кемеровский»

3 ФГБОУ ВО «Кемеровский государственный сельскохозяйственный институт»

В статье представлены результаты мониторинга по содержанию валовых форм мышьяка в почвах Кемеровской области за 2010–2016 гг. Ежегодное повышение концентрации мышьяка отмечено в почве сельскохозяйственного производственного кооператива «Береговой» Кемеровского района на участке № 1, крестьянско-фермерского хозяйства В.В. Хонина Топкинского района и крестьянско-фермерского хозяйства «Правда» Беловского района. В 2010–2012 гг. в большинстве почв содержание валовых форм мышьяка в поверхностном слое (0–5 см) почвы было ниже ПДК. С 2013 г. концентрация элемента в 3–9 раз увеличилась в почве реперных участков ООО СХП «Новые зори» Юргинского района, в 1,6–5 раз – в СПК «Береговой» участок № 2, ООО «Селяна» Кемеровского района; ООО «Спутник» Промышленновского района; ООО «Юргинское» Юргинского района; КФХ «Правда» Беловского района. А в 2014–2016 гг. содержание изучаемого элемента в почвах представленных районов Кемеровской области увеличилось в среднем в 2–4 раза, но ПДК в этом слое почвы не превышало. Концентрация валовых форм мышьяка на глубине массового расположения корней (0–40 см) всех реперных участков находилась в 2014 и 2016 гг. ниже уровня ПДК с учетом фона Кларка для черноземных почв. На глубине отбора почвенной пробы ниже 40 см в некоторых вариантах также зарегистрирована концентрация, превышающая ПДК. Она соответствовала второму уровню загрязнения (низкому). Содержание мышьяка на всех реперных участках на глубине 60–100 см изменялось от 5,79 до 9,29 мг/кг. Максимальная концентрация элемента (8,49 и 9,29 мг/кг) отмечена в почве, принадлежащей ООО «Селяна» (Кемеровский район), на глубине 60–80 и 80–100 см.

Рецензия № 1

1000 KB

Рецензия № 2

136 KB

Статья в формате PDF

0 KB

почва

мониторинг

токсичные элементы

мышьяк

ПДК

загрязнение почв

1. Бабошкина С.В. Мышьяк в компонентах окружающей среды Алтая: автореф. дис. … канд. биол. наук: 03.00.16 / Бабошкина Светлана Вадимовна. – Новосибирск, 2005. – 23 с.

2. Бабошкина С.В. Мышьяк в почвах техногенных ландшафтов Алтая / С.В. Бабошкина, А.В. Пузанов // Ползуновский вестник. Биохимия. – 2005. – № 4. – С. 153–156.

3. Бок Р. Методы разложения в аналитической химии / Р. Бок. – М.: Химия, 1984. – 428 с.

4. Горбов С.Н. Содержание и распределение тяжелых металлов и мышьяка в почвах Ростовской области / С.Н. Горбов, О.С. Безуглова, А.С. Алексикова // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 4.; URL: https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=21428.

5. ГОСТ 17.4.3.01-83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб. Введ. 1984-07-01 // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Межгосударственный стандарт. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200012800 (дата обращения: 10.03.2017).

6. ГОСТ Р ИСО 11464-2011. Качество почвы. Подготовка проб к физико-химическим анализам. Введ. 2013-01-01 // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Межгосударственный стандарт. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200092639 (дата обращения: 10.03.2017).

7. ГОСТ 17.4.3.03-85 Охрана природы. Почвы. Общие требования к методам определения загрязняющих веществ. Введ. 1987–01–01 // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Межгосударственный стандарт. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200005921 (дата обращения 10.03.2017).

8. ГОСТ 17.4.3.06-86 (СТ СЭВ 5301-85). Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ. Введ. 1987-07-01 // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Межгосударственный стандарт. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200012801 (дата обращения 10.03.2017).

9. ГОСТ 17.4.102-83. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения. Введ. 1985-01-01 // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. Межгосударственный стандарт. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200012797 (дата обращения: 10.03.2017).

10. Зырин Н.Г. Химическое определение мышьяка в почве. / Н.Г. Зырин, Г.В. Мотузова // Агрохимия. – 1979. – С. 141–145.

11. Луковникова Е.Г. Экологические нарушения в российских регионах. Действия властей / Е.Г. Луковникова // «Эко-юрист 2009»: материалы практической части всеросийского студенческого конкурса. – ЭПЦ «Беллона», 2009. – С. 194. – Режим доступа: http://bellona.ru/filearchive/fil_REPORT_ECO_N_5.pdf (дата обращения 10.03.2017).

12. Международный промышленный портал ПВ. РФ. – Режим доступа: http://promvest.info/ru/regionalnyiy-potentsial/kemerovskaya-oblast-kuzbass/ (дата обращения: 06.03.2017).

13. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных участках. Изд-е 2-е, перераб. и доп. – М.: ЦИНАО, 1996. URL: http://docs.cntd.ru/document/1200113089.

14. Окунев Р.В. Мышьяк в почвах Предкамья Республики Татарстан по данным электротермической атомно-абсорбционной спектрометрии с двухстадийной зондовой автоматизацией: дис. … канд. биол. наук: 03.02.13 / Окунев Родион Владимирович. – Казань, 2016. – С. 4, 8–19.

15. Официальная статистика // Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Кемеровской области. 1999–2017 г. – Режим доступа: http://kemerovostat.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat_ts/kemerovostat/ru/statistics/ (дата обращения: 06.03.2017).

16. Письмо Министерства охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации № 04-25 и Комитета Российской федерации по земельным ресурсам и землеустройству № 61-5678 от 27 декабря 1993 года «О порядке определения размеров ущерба от загрязнения земель химическими веществами» – Режим доступа: http://www.alppp.ru/law/okruzhayuschaja-sreda-i-prirodnye-resursy/obschie-voprosy/6/pismo-minprirody-rf--04-25-roskomzema--61-5678-ot-27-12-1993.html (дата обращения 06.03.2017).

17. Поляков А.Д. Проблема охраны почвы санитарно-оздоровительной зоны промпредприятий / А.Д. Поляков, Г.Т. Бузмаков, О.Н. Прохоров // Селекция, ветеринарная генетика и экология: тез. докл. I междунар. науч. конф. – Новосибирск, 2011. – С. 40–45.

18. Руководство по санитарно-химическому исследованию почв (нормативные документы) // Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации – М.: ЦИНАО, 1993. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200119846 (дата обращения: 10.03.2017).

19. Сосницкая Т.Н. Экологическое состояние почв г. Свирска Иркутской области: особенности накопления и детоксикации тяжёлых металлов: дис. … канд. биол. наук: 03.02.08 / Сосницкая Татьяна Николаевна. – Иркутск, 2014. – 129 с.

20. Яковченко М.А. Влияние породных отвалов на экологическую ситуацию Кемеровской области / М.А. Яковченко, А.А. Косолапова, О.В. Русакова, Д.Н. Аланкина // Социальная экология как основа экологизации общества: сборник материалов молодежного научного семинара, посвященного 65-летию Кузбасского государственного технического университета им. Т.Ф. Горбачева. – Кемерово, 2014. – Режим доступа: http://science.kuzstu.ru/wp-content/Events/Conference/Other/2014/eko/SE_2014/pages/title-1.htm (дата обращения: 07.03.2017).

21. Ghosh M.M. Adsorption of inorganic arsenic and organoarsenicals on hydrous oxides / M.M. Ghosh, J.R. Yuan // Environ. Progress. – 1987. – V. 6. – P. 150–157.

22. Hutton M. Human Health Concerns of Lead, Mercury, Cadmium and Arsenic: In Lead, Mercury, Cadmium and Arsenic in the Environment / M. Hutton; Eds. T.C. Hutchinson, K.M. Meema. – New York: John Wiley and Sons Ltd, 1987. – Р. 53–68.

23. Lorenz N. Response of microbial activity and microbial community composition in soils to long-term arsenic and cadmium exposure / N. Lorenz, T. Hintemann, T. Kramarewa, A. Katayama, T. Yasuta, P. Marschner, E. Kandeler // Soil Biology and Biochemistry. – 2006. – V. 38. – P. 1430–1437.

Охрана окружающей природной среды стала важной задачей общества в регионах с развитой индустрией. Кемеровская область занимает ведущее место в Западной Сибири по объему промышленного производства и является высоко урбанизированной территорией. По данным Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Кемеровской области [15] и Международного промышленного портала [12], на сравнительно небольшой площади (95,7 тыс. км2) проживает 22 % населения (около 3 млн человек) и сосредоточено около 30 % производственного потенциала Сибири.

Кузбасс относится к регионам с высокой техногенной нагрузкой на почву и на экосферу в целом. По оценке специалистов [17, 20], площадь нарушенных земель составляла около 250 тыс. га, а общие потери земельного фонда соответствовали 16 % от всей территории.

Деятельность горнодобывающих и металлургических предприятий, активная работа автотранспорта, нерегламентированное использование пестицидов и минеральных удобрений нередко становятся причиной химической деградации почвы. Она проявляется в загрязнении её токсическими элементами, такими как кадмий, свинец, мышьяк, ртуть, хром и др. Аккумулируясь в почве, эти элементы снижают жизнедеятельность и скорость управляемых ими биохимических процессов [14]. А их распространение по пищевым цепочкам неизбежно приводит к ослаблению эколого-токсикологической ситуации в регионе, которая связана с ухудшением здоровья населения. За счёт снижения под воздействием тяжёлых металлов физиологической активности органов и их систем и образования атипичных клеток развиваются тяжёлые заболевания кожных покровов и внутренних органов [14, 22]. Среди токсичных элементов мышьяк относят к наиболее опасным. Поэтому контроль уровня его концентрации в почве, воде и растениях является важным мероприятием эколого-токсикологического мониторинга.

Географическое положение сельскохозяйственных предприятий Кемеровской области с реперными участками

Научные работы по содержанию мышьяка в почве и его влиянию на экологические свойства и функции почвы приведены в работах отечественных и зарубежных учёных [1, 2, 4, 11, 14, 19, 21, 23]. Особую актуальность такие исследования приобретают в регионах интенсивного развития сельскохозяйственного производства. К таким регионам относится и Кузбасс.

Цель исследования: оценить агрогенные почвы Кемеровской области по содержанию мышьяка.

Материалы и методы исследования

Эколого-токсикологический мониторинг осуществлен в цикле 2010–2016 гг. на 10 реперных участках сельскохозяйственных предприятий в 6 районах Кемеровской области: Кемеровском (СПК «Береговой» участки № 1 и № 2, ООО СХО «Заречье» отделение «Новостройка», ООО «Селяна»); Беловском (КФХ «Правда»); Крапивинском (ООО «СПК Зеленовский»); Промышленовском (ООО «Спутник»); Топкинском (КФХ Хонина В.В.); Юргинском (ООО СХП «Новые зори», ООО «Юргинское») (рисунок).

Отбор почвенных проб проведён с глубины 0–5, 5–20, 20–40, 40–60, 60–80, 80–100 см согласно Методическим указаниям по проведению локального мониторинга на реперных участках [13] и по ГОСТ 17.4.3.01-83 [5].

Лабораторные исследования выполняли в лаборатории анализа почв и агрохимикатов ФГБУ Центра агрохимической службы «Кемеровский», руководствуясь следующими принятыми и апробированными в научных учреждениях страны методами (фотометрический метод определения мышьяка [3, 10]), утвержденными Государственными стандартами (ГОСТ Р ИСО 11464:2011 [6]; ГОСТ 17.4.3.03-85 [7], ГОСТ 17.4.3.06-86 [8]; ГОСТ 17.4.102-83 [9] и нормативными документами (Руководство по санитарно-химическому исследованию почв [18]). Определение уровня загрязнения почв мышьяком проводили по показателям, которые представлены в табл. 1.

Результаты исследования и их обсуждение

Мониторинг почв по содержанию мышьяка в хозяйствах Кемеровской области в цикле 2010–2016 гг. показал его нестабильное накопление территориально, по глубине почвенного профиля и по годам (табл. 2). Ежегодное повышение концентрации мышьяка отмечено в почве сельскохозяйственного производственного кооператива «Береговой» Кемеровского района на участке № 1, крестьянско-фермерского хозяйства В.В. Хонина Топкинского района и крестьянско-фермерского хозяйства «Правда» Беловского района. Близкое расположение этих хозяйств к довольно оживленной автотрассе Кемерово – Новокузнецк, а также использование нефтепродуктов, каменного угля и мышьякосодержащих пестицидов в разные годы, вероятно, стало причиной аккумуляции изучаемого элемента в почве. В других хозяйствах области накопление мышьяка, помимо внешних причин, может быть вызвано его химическими свойствами, возможностью изменять аллотропную форму (приспосабливаться) при изменении окислительно-восстановительных процессов в почве.

В 2010–2012 гг. во всех изученных хозяйствах, за исключением ООО СХО «Заречье» отделение «Новостройка» (Кемеровский район) и ООО «СПК Зеленовский» (Крапивинский район), содержание валовых форм мышьяка в поверхностном слое (0–5 см) почвы было ниже ПДК, которая для мышьяка составляет 2 мг/кг, а с учётом фона Кларка для черноземных почв – 7,6 мг/кг [23].

С 2013 г. отмечено резкое увеличение концентрации элемента в почве некоторых сельскохозяйственных предприятий. Почти в 3–9 раз возросла она в почве реперных участков ООО СХП «Новые зори» Юргинского района, в 1,6–5 раз – в СПК «Береговой» участок № 2, ООО «Селяна» Кемеровского района; ООО «Спутник» Промышленновского района; ООО «Юргинское» Юргинского района; КФХ «Правда» Беловского района. А в 2014–2016 гг. содержание изучаемого элемента в почвах представленных районов Кемеровской области увеличилось в среднем в 2–4 раза, но ПДК в этом слое почвы не превышало. В 2016 г. в почвах большинства хозяйств произошло увеличение концентрации мышьяка, по сравнению с 2014 г., на 0,16–1,89 мг/кг. Исключение составили почвы ООО «Спутник» Промышленновского района, ООО СХО «Заречье» отделение «Новостройка», ООО «Селяна» Кемеровского района, КФХ В.В. Хонина Топкинского района, в которых количество этого элемента по годам практически не изменилось, или было ниже уровня 2014 г.

Содержание валовых форм мышьяка на глубине массового расположения корней (0–40 см) всех реперных участков находилось в 2014 и 2016 гг. ниже уровня ПДК с учетом фона Кларка для черноземных почв (табл. 3).

Таблица 1

Показатели уровня загрязнения почв мышьяком [16]

Библиографическая ссылка