Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

СОДЕРЖАНИЕ СВИНЦА, ЦИНКА И МЫШЬЯКА В ПОЧВАХ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА КАТ ТЬЕН ЮЖНОГО ВЬЕТНАМА

Нгуен В.Т. 1 Околелова А.А. 1
1 ФГБОУ ВПО Волгоградский Государственный технический университет
Почвы национального парка Кат Тьен сформированы на базальтовых отложениях и глинистых сланцах. Впервые проведен анализ содержания тяжелых металлов Pb, Zn и металлоида As в почвах на шести модельных площадках муссонного тропического леса под разной растительностью: Лагерстремия верхняя; Лагерстремия нижняя; Лагерстремия Вышки; Фикус; Афзелия и Диптерокарпус. Выявлено максимальное содержание цинка в ферраллитной почве под фикусом (210 мг/кг), что превышает установленный для почв Вьетнама норматив, равный 200 мг/кг. Минимальная концентрация цинка – в красно-желтой почве на сланцах (ДГ – 51 мг/кг). Концентрация свинца значительно ниже установленных нормативов (100 мг/кг). Максимальное его накопление выявлено в красно-желтой почве - 11,4 мг/кг (ДГ), наименьшее – в бурой ферраллитной почве (ЛВК – 2,3 мг/кг). Наименьшее содержание мышьяка в бурой ферраллитной почве (ЛВК) – 1,2 мг/кг, максимальное – 22,9 мг/кг, в красно-желтой (ДГ). По нормативам, принятым во Вьетнаме, доля мышьяка не выходит за пределы ПДК (12 мг/кг).
предельно-допустимая концентрация
нормативы
Концентрация
красно-желтая почва
ферраллитная
бурая ферраллитная
мышьяк
цинк
свинец
металлоид
тяжелые металлы
1. Безуглова О.С., Околелова А.А. О нормировании содержания мышьяка в почвах // Живые и биокосные системы. – 2012. – № 1. – С. 1-11.
2. Виноградов Б.В., Орлов В.П., Снакин В.В. Биотические критерии выделения зон экологического бедствия России // Изв. РАН. Серия географическая. – 1993. – № 5. – С. 13-27.
3. Зыонг Хоанг Бик. Почвы Центральной части Южного Вьетнама: Минералообразование, эволюция: дис. … канд. с.-х. наук. – М., 1999. – 239 с.
4. Нгуен В.Т., Аничкин А.Е. Национальный парк Кат Тьен. Общие сведения // Структура и функции почвенного населения тропического муссонного леса (Национальный парк Кат Тьен, Южный Вьетнам). – М.: Товарищество научн. изданий КМК, 2011. – С. 11-15.
5. The Environmental monitoring and technology centre Dongnai of Province. Soil quality monitoring report in 2012 of Dongnai province. Vietnam, 2012. 4 p.
6. Ho Thi Lam Tra, Kazuhico Egashira. Status of Heavy metals in Agricultural Soils of Vietnam // Soil Science and Plant Nutrition. 2001. Vol. 47 (2). P. 419-422.
7. Pham Kim Phuong, Nguyen Dinh Tu and Nguyen Vu Thanh. Heavy metals status in sediment at Can Gio mangrove Ho Chi Minh city, Vietnam // Journal of Biology. Vietnam. 2011. Vol. 33. No. 3. P. 81-86.
8. QCVN 03: 2008/BTNMT. National technical regulation on the allowable limits of heavy metals in the soils. Vietnam, 2008. 5 p.
9. Tran Cong Tau, Tran Cong Khanh. Envirolmental status of soil in Vietnam – Study of heavy metals // Journal of Science of Soil. Vietnam. 1998. Vol. 10. P. 152-160.
10. United States Environmental Protection Agency. Method 3050B: Acid digestion of sediments, sludges and soils. Revision 2. 1996. 12 p.

Введение

Для оценки экологического состояния почв необходимо определение содержания тяжёлых металлов и мышьяка. Исследование содержания тяжёлых металлов в почвах Вьетнама проводили в основном в городах, промышленных и сельскохозяйственных районах [6, 7, 9].

Национальный парк Кат Тьен расположен в южной части Вьетнама, в зоне тропического муссонного климата. Почвы национального парка Кат Тьен сформированы на базальтовых отложениях и глинистых сланцах. В качестве объектов были выбраны участки, отличные по видовому составу растительных сообществ, положению в рельефе и типам почв [4].

Исследования, проведенные в Парке ранее, в основном посвящены описанию разнообразия флоры и фауны. А почвенный покров изучен мало. До настоящего времени мы не нашли публикации, содержащие данные о тяжёлых металлах в почвах парка Кат Тьен. Есть сведения только об их концентрации в почвах окрестностей Парка [3, 5]. Нами проведены анализы по определению содержания в разных типах почв Парка Zn, Pb и As.

Материалы, объекты и методы

Фам Ким Фыонг с соавторами (2011) исследовали содержание тяжелых металлов (Cr, Pb, As, Cu и Zn) в серой флювисоли мангрового леса Кан Жо (окрестности г. Хошимин). Максимальное содержание составляет: Zn - 97,9 мг/кг; Pb - 21,6 мг/кг и As - 13,9 мг/кг [7]. Тьан Конг Тау и Тьан Конг Хань (1998) опубликовали данные о содержании Co, Cr, Fe, Mn, Ni, Pb и Zn в верхнем слое почв (0 - 20 см), в том числе и в ферраллитной на базальте Центральной части Вьетнама. По их данным содержание Pb составляет 9 мг/кг и Zn - 81 мг/кг [9]. В почвах под плантациями кофе в провинции Ламдонг (ферраллитная на базальте) доля Pb и Zn составляет соответственно 11 и 80 мг/кг, а в почве, занятой плантациями каучука в провинции Жалай (лювисоли на базальте), - 11 и 105 мг/кг [6].

Виноградов А.П. предложил кларк свинца, равный 10 мг/кг, цинка: 10 мг/кг и мышьяка: 5 мг/кг [2]. Зыонг Х. Б. (1999) исследовала валовое содержание цинка в различных типах почв Центральной части Южного Вьетнама [3].

Основным источником цинка в почвах служат почвообразующие породы. В базальтовых породах их концентрация достигает 130 мг/кг [3].

Приуроченность к определенным геоморфологическим условиям выявлена и сказывается в том, что в бурой ферраллитной ненасыщенной тяжелосуглинистой почве и акваземе слитом глеенном типичном насыщенном глинистом горно-холмистой территории содержание цинка вдвое больше, чем таковое в почвах на выровненных элементах (179­-208 мг/кг и 72-157 мг/кг) [3]. Эти величины согласуется с данными, полученными нами.

Существующие нормативы для оценки аккумуляции химических элементов в почвах России приведены в таблице 1. Нормативы содержания поллютантов в почвах Вьетнама приведены в Национальном техническом Положении о допустимых пределах тяжелых металлов (таблица 2).


Таблица 1. Нормативы тяжелых металлов в почвах России, мг/кг

Элемент

Кларк

ПДК

ОДК

Песчаные и супесчаные почвы

Кислые (суглинистые, глинистые)

Нейтральные и близкие к нейтральным (суглинистые, глинистые)

Pb

10

32

32

65

130

Zn

50

23

55

110

220

As

5

2

2

5

10

(ГН 2.1.7.2041-06: предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве; ГН 2.1.7.2042-06: ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве).

Таблица 2. Допустимые пределы тяжелых металлов в разных почвах - ПДК Вьетнама, мг/кг [8]

Элементы

Агроценоз

Лес

Малонаселённые зоны

Промышленные зоны

Pb

70

100

120

300

Zn

200

200

200

300

As

12

12

12

12

Из анализа данных, приведенных в таблицах 1 и 2, видно, что ПДК для тяжелых металлов в почвах Вьетнама значительно превышают нормативы, принятые для почв России.

Объекты исследования

- Лагерстремия верхняя (ЛВ), ферраллитная почва на базальтовых отложениях. 18.06.2013. Удален от Административного центра Парка на 1 км в северо-западном направлении. Пологий участок, транзитный элемент ландшафта, микрорельеф с небольшими понижениями. Смешанный лес. Главные лесообразующие породы: Lagerstroemia calyculata Kurz с примесью Tetrameles nudiflora. Общее покрытие почвы травянистыми растениями не более 10 %. Обилие сухих веток. На поверхности крупные камни, покрытые мхом.

Визуально конкреционные формы Fe-Mn не просматриваются. Их наличие определили только при проведении камеральных работ, подготовке почв к анализу.

  • Лагерстремия нижняя (ЛН), ферраллитная оглеенная почва на базальтовых отложениях. 18.06.2013. Общий рельеф участка - понижения до 2 м (расположена на расстоянии 0,9 км от Административного центра Парка в северо-западном направлении). Выровненная площадка немного ниже вершины каменной гряды. Пологий участок, аккумулятивный элемент ландшафта, микрорельеф с небольшими понижениями. Смешанный лес. Во влажный сезон признаки оглеения проявляются в нижней части профиля. Главные лесообразующие породы: L. calyculata с примесью T. nudiflora. Опад листьев нынешнего года (меньше, чем на верхней). Очевидных признаков оглеения нет. Проективное покрытие травянистой растительности менее 1 %.
  • Фикус (Ф), ферраллитная почва на базальтовых отложениях. 19.06.2013. Удален от Административного центра Парка на 2,5 км в северо-западном направлении. Проективное покрытие травянистой растительности 2-3 %. Слой свежего и прошлогоднего опада мощностью до 5 см. Камни. Пологий участок, микрорельеф с небольшими понижениями. Смешанный двухярусный лес. Главные лесообразующие породы: Ficus sp., L. calyculata, Dalbergia multiflora Prain.
  • Афзелия (А), бурая ферраллитная почва на базальтовых отложениях. 19.06.13. Удален от Административного центра Парка на 500 м в северо-западном направлении. Пологий участок, микрорельеф с небольшими понижениями. Смешанный лес. Главные лесообразующие породы: Afzelia xylocarpa (Kurz), Craib, L. calyculata, Ficus sp.
  • Лагерстремия Вышки (ЛВК), бурая ферраллитная почва на базальтовых отложениях. 19.06.2013. Удален от Административного центра Парка на 4 км в северо-западном направлении. Полидоминантный лес: L. calyculata, с примесью A. xylocarpa и T. nudiflora. Проективное покрытие травянистой растительности около 2 %. Крупные камни, покрытые мхом. Ровный участок трехярусного тропического леса, на поверхности почвы опад этого года, много веток, камни, валуны, термитники.
  • Диптерокарпус на гряде (ДГ), красно-жёлтая на глинистых сланцах. 30.7.2013. Удален от Административного центра Парка на 4 км в северо-восточном направлении. Гряда, высотой 20-25 м, образованная сильно вогнутыми вверх глинистыми сланцами. Муссонный тропический двухярусный лес, в первом подъярусе преобладает Dipterocarpus alatus Roxb. ex G.Don, во втором подъярусе - пальмы, бамбуки. Проективное покрытие травянистой растительности около 50 %.

Отбор образцов

Мониторинговые площадки были заложены ранее в 2009 году на различных типах почв научными сотрудниками Тропического центра. На исследуемых площадках нами было заложено шесть почвенных разрезов, проведено морфологическое описание почвенного профиля и взяты пробы почв на анализ из каждого генетического горизонта.

Подготовка почв к анализу

Предварительно удаляли из почвы корни, веткой и листья. Затем измельчали в фарфоровой ступке, просеивали через сито диаметром 1 мм. Хранили почвенные образцы в прохладном темном месте. Подготовку почв к анализу проводили по методу «EPA 3050B» [10]. Анализ образцов на содержание в них тяжёлых металлов проводили на атомно-абсорбционном спектрометре AA-6800 (Shimadzu, Япония) в Лаборатории Центра экологических технологий (Институт экологических технологий, г. Хошимин, Вьетнам).

Результаты и обсуждение

Результаты анализов на содержание тяжелых металлов в почвах национального парка Кат Тьен приведены в таблице 3.

Таблица 3. Содержание химических элементов в почвах, мг/кг

Объект, тип почвы

Горизонт

Pb

Zn

As

Лагерстремия верхняя, ферраллитная почва на базальтовых отложениях

А

3,8

160

1,8

В

4,7

167

1,9

Лагерстремия нижняя, ферраллитная оглеенная почва на базальтовых отложениях

A

4,4

170

нет

B

3,7

194

нет

BC

4,8

127

2,4

Фикус, ферраллитная почва на базальтовых отложениях

A

4,0

168

2,3

B

5,3

210

4,5

BC

3,9

160

2,8

Афзелия, бурая ферраллитная почва на базальтовых отложениях

A

3,3

146

1,8

B

3,6

167

1,3

BC

2,6

177

2,7

Лагерстремия Вышки, бурая ферраллитная почва на базальтовых отложениях

A

3,0

173

1,2

B

2,3

161

1,6

Диптерокарпус, красно-жёлтая почва на глинистых сланцах

A

11,0

51,0

9,3

B

9,7

53,7

18,9

BC

9,5

52,5

8,9

C

11,4

64,6

22,9

Цинк. Из анализа таблицы 3 очевидно превышение установленных нормативов (ПДК, ОДК, кларка) для цинка. Максимальное его содержание в ферраллитной почве под фикусом находится в интервале 160-210 мг/кг, минимальное - в красно-жёлтой почве на сланцах (51- 64,6 мг/кг).

Свинец. Его концентрация значительно ниже установленных нормативов. Максимальная концентрация в красно-жёлтой почве (9,5-11,4 мг/кг), наименьшая - в бурой ферраллитной почве (ЛВК, 2,3-3,0 мг/кг).

Мышьяк. Наибольшая его доля в профиле красно-жёлтой почве на сланцах (8,9-22,9 мг/кг), что значительно превышает ПДК и ОДК российских и вьетнамских стандартов. Минимальное содержание мышьяка в бурой ферраллитной почве (ЛВК) 1,2-1,6 мг/кг. Не выявлено его наличие в верхней части профиля ферраллитной оглеенной почвы (ЛН).

Отмечено незначительное превышение ПДК по Российским стандартам в профиле ферраллитной почвы под фикусом (2,3-4,5 мг/кг) и в горизонтах ВС бурой ферраллитной почвы под афзелией (2,7 мг/кг) и ферраллитной оглеенной почвы (ЛН, 2,4 мг/кг).

Особенности накопления мышьяка рассмотрены нами ранее. Накопление мышьяка помимо внешних причин (наличие источников загрязнения) может быть вызвано его химическими свойствами, возможностью изменять аллотропную форму (приспосабливаться) при колебаниях окислительно-восстановительных условий [1].

Диапазон изменения содержания валовых форм тяжелых металлов и мышьяка в исследуемых почвах указан в таблице 4.

Таблица 4. Диапазон содержания химических элементов в исследуемых почвах, мг/кг

Почва

Max

Элемент

Min

Почва

Красно-жёлтая на сланцах (ДГ)

11,4

Pb

2,3

Бурая ферраллитная (ЛВК)

Ферраллитная (Ф)

210

Zn

51

Красно-жёлтая на сланцах (ДГ)

Красно-жёлтая на сланцах (ДГ)

22,9

As

1,2

Бурая ферраллитная (ЛВК)

Из анализа таблицы 4 очевиден широкий диапазон колебания исследуемых элементов. Наиболее обогащена свинцом и мышьяком красно-жёлтая почва на осадочных породах - глинистых сланцах, обеднена свинцом и мышьяком - бурая ферраллитная почва (ЛВК). Автономный элемент ландшафта, на котором она сформирована, способствует выносу из него в подчиненные элементы ландшафта продуктов почвообразования.

Превышение ПДК мышьяка можно объяснить тем, что занижена величина ПДК (2 мг/кг), она явно ниже кларка (5 мг/кг). По нормативам, принятым во Вьетнаме доля мышьяка не выходит за пределы ПДК (12 мг/кг).

Содержание свинца в почвах парка Кат Тьен соответствует диапазону его колебаний в почвах, исследованных другими авторами ранее (Зыонг Хоанг Бик, 1999; Фам Ким Фыонг с соавторами, 2011; Тьан Конг Тау и Тьан Конг Хань, 1998), а доля цинка значительно превышает, что может служить провинциальной особенностью обследованных почв парка.

Провинциальными особенностями почв является обеднение свинцом и накопление цинка в почвах, сформированных на базальтовых отложениях. Более высокое содержание свинца и мышьяка и обеднение цинком характерно для красно-жёлтой почвы, причиной может быть, на наш взгляд, результат их формирования на осадочной породе - сланцах. Информативными показателями состояния исследуемых почв может служить содержание цинка.

Выводы

1. Концентрация цинка превышает установленные нормативы (ПДК, ОДК, кларк). Максимальное его содержание в ферраллитной почве под фикусом (160-210 мг/кг), минимальное - в красно-жёлтой почве на сланцах (51- 64,6 мг/кг).

2. Наибольшая доля мышьяка в профиле красно-жёлтой почвы на сланцах (8,9-22,9 мг/кг), что значительно превышает ПДК и ОДК. Минимальное содержание мышьяка в бурой ферраллитной почве (ЛВК) 1,2-1,6 мг/кг. Не выявлено его наличие в верхней части профиля ферраллитной оглеенной почвы (ЛН). Отмечено незначительное превышение ПДК в профиле ферраллитной почвы под фикусом (2,3-4,5 мг/кг) и в горизонтах ВС бурой ферраллитной почвы под афзелией (2,7 мг/кг) и ферраллитной оглеенной почвы (ЛН, 2,4 мг/кг).

3. Концентрация свинца значительно ниже установленных нормативов. Максимальное накопление элемента установлено в красно-жёлтой почве (9,5-11,4 мг/кг), наименьшее - в бурой ферраллитной почве (ЛВК, 2,3-3,0 мг/кг).

4. Провинциальными особенностями почв является обеднение свинцом и накопление цинка в почвах, сформированных на базальтовых отложениях.

6. Информативными показателями состояния исследуемых почв может служить содержание цинка.

Авторы выражают глубокую признательность всем сотрудникам Российско-вьетнамского Тропического центра и Национального парка Кат Тьен за неизменную помощь в работе.

Рецензенты:

Егорова Г.С., д.с.-х.н., профессор, зав. кафедрой почвоведения и общей биологии, декан агрономического факультета Волгоградского государственного аграрного университета, г. Волгоград.

Дронова Т.Н., д.с.-х.н., профессор, зам. директора по координации НИР межведомственных программ ГНУ ВНИИОЗ РАСХН, г. Волгоград.


Библиографическая ссылка

Нгуен В.Т., Околелова А.А. СОДЕРЖАНИЕ СВИНЦА, ЦИНКА И МЫШЬЯКА В ПОЧВАХ НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА КАТ ТЬЕН ЮЖНОГО ВЬЕТНАМА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=10781 (дата обращения: 30.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074