855

В глеевых горизонтах и глееватых слоях аллювия почв пойм рек концентрация валового Mn ПДК не превышает (приложение 6, таблицы 23, 24).

Содержание общей серы в наилках и горизонтах почв пойм рек повсеместно соответствует чрезвычайно опасной категории загрязнения (приложение 6, рисунок 8). Значения коэффициентов опасности загрязнения серой наилков для пойм верхних и нижних течений рек составили: р. Данилиха – КОв 10,6

-КОв max 15,2; р. Егошиха – КОв 6,9 - КОв max 26,1; р. Ива – КОв 5,0

-КОв max 7,5; р. Ласьва – КОв max 8,9 (приложение 6, таблица 21). Значения КОв загрязнения серой в гумусовых горизонтах

почв пойм верхних течений рек составляют: для р. Егошиха – 6,8; р. Данилиха – 5,4; р. Малая Ива – 3,9 единиц (приложение 6, таблица 22). В урбо-серогумусовых горизонтах почв пойм нижних течений рек значения КОв max равны: для р. Данилиха

–9,5; р. Ласьва – 8,3; р. Егошиха – 7,5; р. Верхняя Мулянка –

6,9; р. Ива – 6,2 единиц.

Вглеевых горизонтах почв пойм нижних течений рек значения КОв max самые высокие: р. Данилиха – 66,7; р. Егошиха – 60,3; р. Верхняя Мулянка – 21,6; р. Ива – 12,1 единиц (приложение 6, таблица 23).

Вглееватых слоях аллювия почв пойм верхних течений рек значения КОв для серы составили: р. Егошиха – 3,6, р. Малая Ива – 3,1, р. Данилиха – 2,5, а в нижних течениях рек: Ива

–15,3; Верхняя Мулянка – 10,1; Егошиха – 8,2 и Ласьва – 5,1 единиц (приложение 6, таблица 24).

4.2Содержание подвижных форм химических элементов

При оценке экологического риска загрязнения почв важно знать концентрацию легко- и потенциально подвижных форм ТМ [337]. Концентрация легкоподвижных форм ТМ характеризует интенсивность их миграции по профилю почвы,

141

их перемещение в грунтовые, речные воды и в организмы. Поэтому содержание подвижных форм ТМ – более информативный показатель загрязнения почв [181, 265, 280, 337].

Представление о риске загрязнения почв дают данные о химическом фракционировании легко- и потенциально подвижных форм ТМ [196, 265, 280, 303, 321]. К легкоподвижным и биодоступным формам относят обменные фракции ТМ, извлекаемые 1 н. аммонийно-ацетатным буфером (ААБ) с

рН 4,8 [196, 265]. Легкоподвижные формы Fe, Mn, Cu, Ni, Pb, Cr, Zn экстрагировали 1 н. ацетатно-аммонийным буфером с рН 4,8. Дальнейшее определение осуществлялось методом спектрометрии с индуктивно связанной плазмой на приборе iCAP-6000 (Thermo Fisher Scientific, США).

Концентрация легкоподвижных форм ТМ. Почвы и наилки пойм нижних течений рек загрязнены легкоподвижными формами ТМ, извлекаемыми ААБ (приложение 6, таблицы 25, 26). Коэффициент опасности элемента относительно содержания его легкоподвижной формы (КОп) высчитывался по формуле 8 как отношение содержания легкоподвижной формы элемента, экстрагированной из образца почвы или наилка с помощью 1 н. ацетатно-аммонийного буфера (Ci, мг/кг), к его ПДК (ОДК) для подвижных форм (СiПДК (ОДК) ПОДВ., мг/кг). ПДК (ОДК) для подвижных форм оценивались по зна-

чениям: Zn 23; Pb и Cr 6; Ni 4; Cu 3; Mn 100 мг/кг [256]. Кате-

горию загрязнения почв по подвижным формам ТМ устанавливали в соответствии с [205, 256].

Содержание легкоподвижных форм цинка. Согласно зна-

чениям коэффициентов опасности КОп, содержание подвижных форм цинка в наилках пойм нижних течений рек Ласьва (7,0), Егошиха (3,3) и Данилиха (2,3) соответствует высокоопасной категории загрязнения (приложение 6, таблица 26). В наилках поймы нижнего течения р. Ива подвижный Zn ПДК не превышает. В урбо-серогумусовых горизонтах почв пойм

142

рек Егошиха и Данилиха значения коэффициентов КОп равны 2,4 и 1,4, что соответствует высокоопасному и умеренно опасному загрязнению. В горизонтах AYg,ur,х почв пойм рек Ива и Ласьва подвижные формы цинка ПДК не превышают. В глеевом горизонте G~~,X почвы поймы нижнего течения р. Данилиха подвижный Zn превышает ПДК в 4,7 раза (высокоопасная категория), а в пойме р. Егошиха находится на уровне ПДК. В глеевых горизонтах почв поймы нижнего течения р. Ива подвижные формы цинка ПДК не превышают. В пойме нижнего течения р. Ласьва в глееватом слое аллювия подвижные формы цинка ПДК не превышают.

Концентрация легкоподвижных форм свинца. Категория загрязнения наилков подвижными формами Pb в пойме нижнего течения р. Данилиха чрезвычайно опасная, КОп равен 2,0 единицам (приложение 6, таблица 26). В наилках пойм нижних течений рек Ива, Егошиха и Ласьва подвижные формы Pb ПДК не превышают. Чрезвычайно опасное загрязнение подвижными формами Pb выявлено в урбо-серогумусовых горизонтах почв поймы нижнего течения р. Данилиха (КОп 1,3). В урбо-серогумусовых горизонтах почв пойм нижних течений рек Ива, Егошиха и Ласьва подвижные формы Pb ПДК не превышают. Содержание подвижного свинца в глеевых горизонтах почв пойм нижних течений рек Ива, Егошиха и Данилиха ПДК не превышает. Концентрация подвижных форм свинца в слоях аллювия почв поймы р. Ласьва превышает ПДК в 2,0 раза (чрезвычайно опасная категория загрязнения).

Содержание легкоподвижного хрома. Загрязнение по-

движным хромом наилков пойм нижних течений рек чрезвычайно опасное: в р. Егошиха КОп 2,5 и в р. Данилиха КОп 1,1 (приложение 6, таблица 26). В наилках пойм нижних течений рек Ива и Ласьва подвижный хром ПДК не превышает. В по-

143

верхностных горизонтах почв пойм нижних течений рек категория загрязнения подвижным Cr чрезвычайно опасная: у р. Данилиха КОп 4,5, у р. Егошиха КОп 3,2. В горизонтах AYg,ur,Х почв пойм нижних течений рек Ива и Ласьва подвижный хром ПДК не превышает. В глеевых горизонтах почв пойм нижних течений рек чрезвычайно опасное загрязнение подвижными формами хрома выявлено для р. Данилиха (КОп 13,5) и р. Егошиха (КОп 3,6). В глеевых горизонтах почв поймы р. Ива и в глееватых слоях аллювия почв поймы р. Ласьва подвижный хром ПДК не превышает.

Содержание легкоподвижных форм никеля. Чрезвычайно опасная и высокоопасная категории загрязнения наилков пойм подвижным никелем в нижнем течении рек выявлена для р. Егошиха (КОп 4,1) и р. Данилиха (КОп 2,5) соответственно (приложение 6, таблица 26). В наилках пойм нижних течений рек Ива и Ласьва легкоподвижные формы никеля ПДК не превышают. Урбо-серогумусовые горизонты почв пойм нижних течений рек Егошиха (КОп 5,9) и Данилиха (КОп 3,0) загрязнены подвижным Ni до чрезвычайно опасной и высокоопасной категории соответственно. В поверхностных горизонтах почв пойм нижних течений рек Ива и Ласьва концентрации подвижных форм никеля ПДК не превышают. В глеевых горизонтах почв пойм нижних течений рек содержание подвижного Ni соответствует чрезвычайно опасной и высокоопасной категории загрязнения, при этом коэффициенты опасности КОп составляют для р. Данилиха 18,2 и для р. Егошиха 3,2. В глеевых горизонтах почв пойм нижних течений реки Ива и в слоях аллювия почв поймы нижнего течения р. Ласьва подвижный никель содержится в количестве ниже ПДК.

Содержание легкоподвижных форм меди. В наилках пойм нижних течений рек концентрация подвижной меди соответствует высокоопасной категории загрязнения, коэффициенты опасности КОп составляют: для р. Егошиха 4,0, для р. Данилиха

144

3,7 и для р. Ива 1,9 (приложение 6, таблица 26). В наилках поймы нижнего течения р. Ласьва содержание подвижных форм меди ПДК не превышает. В урбо-серогумусовых горизонтах почв пойм нижних течений рек категория загрязнения подвижной медью высокоопасная: в р. Данилиха КОп 5,5, в р. Егошиха КОп 2,6 и в р. Ива КОп 1,7. В урбо-серогумусовых горизонтах почв поймы р. Ласьва подвижная медь ПДК не превышает.

Вглеевых горизонтах почв пойм нижних течений рек выявлена высокоопасная категория загрязнения подвижной медью: в р. Данилиха КОп 18,4, в р. Егошиха КОп 2,4 и в р. Ива КОп 1,5.

Вглееватых слоях аллювия почв поймы нижнего течения р. Ласьва подвижная медь ПДК не превышает.

Содержание легкоподвижных форм марганца. Согласно коэффициентам опасности (КОп), загрязнение наилков пойм подвижным Mn высокоопасное: в р. Ласьва 13,3, р. Ива 4,4, р. Егошиха 2,0 и в р. Данилиха 1,3 (приложение 6, таблица 26).

Вурбо-серогумусовых горизонтах почв пойм нижних течений рек концентрация подвижного марганца определяет высокоопасную категорию загрязнения, коэффициенты КОп равны в р. Ива 2,3, в р. Егошиха 2,0, в р. Ласьва 1,8 и в р. Данилиха 1,2.

Вглеевых горизонтах почв пойм нижних течений рек содержание подвижного марганца характеризует загрязнение как высокоопасное, значения КОп равны: в р. Ива 1,8, в р. Егошиха 1,7 и в р. Данилиха 1,5. В слоях аллювия почв поймы нижнего течения р. Ласьва концентрация подвижного марганца определяет высокоопасную категорию загрязнения (КОп 1,9).

Средние значения коэффициентов опасности концентрации легкоподвижных форм КОп ТМ в почвах пойм образуют следующий геохимический ряд:

Cu 4,1 > Ni 4,0 > Cr 3,2 > Mn 1,8 > Zn 1,4

Категория загрязнения почв ТМ «чрезвычайно опасная и

высокоопасная».

Загрязнение наилками поверхностных горизонтов почв

145

выявляли с помощью коэффициентов загрязнения поверх-

ностных горизонтов (КЗПГп), представляющих собой отношения содержания подвижных форм ТЭ в наилках к их содержанию в поверхностных горизонтах почв пойм [48].

Легкоподвижные формы ТЭ поступают в поверхностные горизонты почв пойм нижних течений малых рек в составе наилков. Для левобережных рек г. Перми (приложение 6, таблица 19) средние значения коэффициентов загрязнения поверхностных горизонтов почв легкоподвижными формами образуют ряд:

КЗПГп: (Zn, Fe)1,7 Pb1,4 Mn1,3 Cu1,1 Ni1,0 Cr0,8.

Коэффициенты загрязнения поверхностных горизонтов почв, рассчитанные для валового содержания и для концентрации легкоподвижных форм, показывают, что в составе наилков преобладают формы металлов, которые не обладают подвижностью. Следовательно, малые реки левобережной части города загрязняются преимущественно за счёт поступления твёрдых взвесей в составе вод. В пойме р. Ласьва, согласно

ряду КЗПГп: Zn53,6 Mn7,4 Cr1,5 (Pb,Ni)1,0 Cu0,5 Fe0,3, в наилках доля

подвижных форм Zn, Mn и Cr преобладает над валовым содержанием. Это означает, что поверхностные горизонты почв поймы этой реки загрязняются в большей степени легкоподвижными формами.

Подвижность ТМ оценивали по показателю (КМ) – доля легкоподвижных и потенциально подвижных форм от валового содержания, %. В профилях почв пойм малых рек содержание легкоподвижных форм металлов от общих концентраций (КМА%) следующее:

Доля легкоподвижных форм цинка (КМА%) от валового содержания в наилках пойм нижних течений рек велика и составляет: для р. Данилиха 31 %, р. Ласьва 26 %, р. Егошиха

146

24 % и р. Ива 14 %. В поверхностных горизонтах почв пойм нижних течений рек Егошиха, Данилиха и Ива доля легкоподвижного Zn равна 12; 9 и 8 % соответственно. В горизонтах AYg,ur,х почв поймы р. Ласьва доля подвижных форм цинка низкая – 4 %. Подвижность Zn в глеевом горизонте почвы поймы нижнего течения р. Данилиха значительна и составляет 27 %. Меньшая подвижность Zn выявлена в горизонтах G~~,X рек Ива – 11 % и Егошиха – 6 %. В глееватых слоях аллювия почвы поймы р. Ласьва подвижность Zn – 9 %.

Доля легкоподвижных форм свинца (КМА %) в наилках поймы нижнего течения р. Данилиха максимальна – 25 %.

Внаилках поймы р. Ива подвижность свинца равна 15 %, р. Егошиха 9 % и р. Ласьва 3 %. В горизонтах AYg,ur,Х почв пойм нижних течений рек Данилиха и Егошиха подвижность Pb равна 9 %. Меньшая подвижность свинца выявлена в гумусовых горизонтах почв пойм рек Ива – 6 % и Ласьва – 3 %. Подвижность свинца в глеевом горизонте почвы поймы нижнего течения р. Ива высокая (КМ 34 %). В горизонтах G~~,Х почв пойм нижних течений рек Егошиха и Данилиха значения КМ более низкие и составляют 17 и 8 % соответственно. Доля подвижных форм свинца от валового содержания в слоях аллювия почв поймы р. Ласьва составляет 13 %.

Доля легкоподвижного хрома от валового (КМА, %)

низкая в наилках пойм нижних течений рек Егошиха и Данилиха – 3 % и у рек Ива и Ласьва – 1 %. В поверхностных горизонтах почв пойм нижних течений рек Егошиха и Данилиха доля подвижного Cr низкая – 4 %, а для рек Ива и Ласьва – 1 %. Доля подвижного Cr в глеевых горизонтах почв пойм нижних течений рек составляет для р. Данилиха 6 %, для р. Егошиха 5 % и для р. Ива 1 %.

Вслоях аллювия почвы поймы р. Ласьва подвижность Cr составляет 1 %.

147

Доля легкоподвижного никеля от валового (КМА, %) в

наилках пойм нижних течений малых рек снижается в ряду: Данилиха 7 %, Егошиха 6 %, Ива и Ласьва – 3 %. В урбо-серо- гумусовых горизонтах почв пойм рек доля подвижных форм Ni от валового содержания составляет для р. Егошиха 7 %, для р. Данилиха – 5 % и для рек Ива и Ласьва – 3 %. В глеевых горизонтах наибольшая подвижность Ni выявлена в почве поймы р. Данилиха – 15 %, в то время как для р. Егошиха она составила 4 %, а для р. Ива – 3 %. В слоях аллювия почв поймы р. Ласьва доля подвижных форм никеля от валового содержания составляет 3 %.

Доля легкоподвижной меди от валового содержания

(КМА, %) в наилках пойм нижних течений рек Данилиха и Егошиха повышенная – 17 и 11 % соответственно, и менее высокая для р. Ива – 7 % и р. Ласьва – 1 %. В гумусовых горизонтах почв подвижность меди, повышенная в пойме р. Данилиха – 14 % и небольшая в поймах рек Егошиха – 8 %, Ива – 7 % и Ласьва – 4 %. В глеевых горизонтах почв пойм мобильность Cu повышенная для р. Данилиха – 23 % и слабая для рек Егошиха и Ива – 8 %. В слоях аллювия почв поймы р. Ласьва подвижность меди слабая – 2 %.

Доля легкоподвижного марганца от валового содержания

(КМА, %) в наилках пойм нижних течений малых рек снижается в ряду: Ласьва 32 %, Ива 27 %, Егошиха 24 %, Данилиха 23 %. В гумусовых горизонтах почв пойм подвижность Mn в ряду рек следующая: Егошиха 24 %, Ласьва 22 %, Данилиха 21 % и Ива 20 %. В глеевых горизонтах почв пойм подвижность марганца более высокая: р. Данилиха 32 %, р. Ива 30 %, р. Егошиха 27 %. В глееватых слоях аллювия почв поймы р. Ласьва подвижность марганца также высокая – 17 %.

Таким образом, в почвах пойм нижних течений рек Ива, Егошиха и Данилиха среди легкоподвижных форм ТМ

148

наибольшей подвижностью (средние и максимальные значения КМА, %) обладает Mn – 25-32 %, ниже мобильность у Pb

17-34 % > Zn 16-31 % > Cu 11-23 % > Ni 6-15 % > Cr 3-6 % > Fe 1 % (рисунок 13).

Максимальная подвижность ТМ характерна для почв поймы р. Данилиха.

В профиле почвы поймы р. Ласьва средние значения КМА, % сформировали следующий ряд: Mn 20 % > Pb 8 % > Zn 5 % > (Cu, Ni) 3 % > (Cr, Fe) 1 %.

Рисунок 13. Легкоподвижные и потенциально подвижные формы соединений Fe и ТМ (Mn, Zn, Ni и Cu) в почвах пойм малых рек г. Перми, фракционированные по сокращённой параллельной схеме, % от валового содержания. Формы металлов: легкоподвижные ААБ – растворимые в ацетатно-аммо- нийном буфере с рН 4,8; потенциально подвижные: ОКС – оксалаторастворимые; ДИТ – дитиониторастворимые.

Для почв пойменных ландшафтов таёжно-лесной зоны характерно высокое содержание легкоподвижных форм (гидр)оксидов марганца [9, 115, 301]. Низкая подвижность Cr при его высоком общем содержании ранее была установлена для почв поймы реки Одра в Польше [349].

149

Концентрация потенциально подвижных форм ТМ.

Для определения содержания в почвах потенциально подвижных форм ТМ, связанных с несиликатными соединениями Fe, используют вытяжки Тамма (оксалатная) и Мера-Джексона (дитионит-цитрат-бикарбонатная) [116, 201, 265]. Потенциально подвижные формы ТМ в случае изменения ОВ-потенци- ала и кислотно-щелочной среды могут представлять опасность, так как являются резервом для их мобильных соедине-

ний [349, 351].

Содержание потенциально подвижных форм Mn, Ni, Cu и Zn определяли в вытяжках Тамма и Мера-Джексона [114, 265] атомно-абсорбционным методом на спектрофотометре ААS-3 (VEB Carl Zeiss JENA, ГДР).

В исследуемых почвах доля оксалаторастворимых соединений металлов КМО в валовом содержании (средние и максимальные значения КМО, %) высокая и составляет для Zn 38-

72%, Cu 37-51 %, Ni 27-47 %, Mn 27-37 %, Fe 11-16 % (рису-

нок 13, таблица 26). Доля потенциально подвижных дитиониторастворимых соединений металлов в валовом содержании (средние и максимальные значения КМД, %) значительная и составляет для Cu 66-97 %, Mn 57-68 %, Fe 38-44 %, Zn 28-

73%, Ni 20-51 %.

Легкоподвижные формы (КМА, %) металлов распределяются по профилям почв неоднородно. В глеевых горизонтах, по сравнению с поверхностными, их количество выше (таблица 27), так как в анаэробных условиях высвобождение металлов происходит более интенсивно, что подтверждают и другие исследователи [321, 331, 337, 385].

150