2.3 Результати дослідження

Результати лабораторних аналізів зразків ґрунту показані в таблиці 2.1. як видно з даних, наведених в таблиці 2.1, перевищення ГДК спостерігається в хромі на глибині 0 - 10 см, у всіх інших варіантах вміст жодного із металів не перевищує ГДК.

Таблиця 2.1 – Вміст важких металів та алюмінію у ґрунті, мг/кг [за автором]

Перевищення ГДК за даними результатами спостерігалося в шарі грунту 0-10см для хрому в 1,4 рази. Рівень вмісту хрому в грунтах більше залежить від їхніх типів. Унаслідок антропогенного забруднення вміст хрому в поверхневому горизонті ґрунту збільшується. Головними його джерелами є деякі промислові відходи та осад стічних вод. Хром, що потрапляє з техногенних джерел, зазвичай накопичується в тонкому поверхневому горизонті ґрунтів.

Метали, для яких не встановлено ГДК порівнювалися із фоновим вмістом для данного типу ґрунтів. Як бачимо, вміст кадмію в шарі ґрунту 0 – 10 см перевищує фон у 0,8 рази, а в шарі ґрунту 10 -20 см – у 1,4 рази. Вміст заліза перевищує фонові значення відповідно у 2,49 та 1,9 рази.

Для усіх інших варіантів також спостерігається незначне перевищення фонових значень для даного типу ґрунту, що свідчить про незначну забрудненість ґрунтів (рис. 2.2 – 2.4).

Рисунок 2.2 - Вміст ВМ та алюмінію в шарі ґрунту 0 – 10 см [за автором]

Рисунок 2.4 – Вміст ВМ та алюмінію в шарі грунту 10 – 20 см [за автором]

Просторовий розподіл металів у грунті наступний: пік концентрація у верхніх горизонтах грунту (у данному випадку в шарі грунту 0 – 10 см), потім спостерігається зниженя важких металів у шарі грунту 10 – 20 см., проте коливання вмісту більшості металів у грунті незначне (рис.2.5).

Рисунок 2.5 - Вміст ВМ в шарах ґрунту 0-10 см та 10-20 см [за автором]

Як видно із рисунку 2.5, виняток у загальному просторовому розподілі металів у ґрунті становить для Fe, Mn, Zn, Cr, концентрація яких найбільша, для відібраних зразків на різній глибині.

Відношення концентрації елементу до його фоновому вмісту визначається коефіцієнтом концентрації елемента:

К_СІ = С_І/С_Ф,

де, С_І – концентрація елементу в ландшафтному компоненті, що досліджується;

С_Ф – його природний фон [10].

Ґрунти прийнято вважати забрудненими важкими металами, якщо вміст токсичного елемента перевищує фонове в 2-3 рази [27].

Якісний склад полютантів показав, що домінуючими джерелами забруднення є промислові викиди міста й ґрунти знаходяться під антропогенним тиском, рівень якого можливо оцінити за допомогою сумарного показника забруднення ґрунту Z_CJ.

Таблиця 2.2 – Коефіцієнти концентрацій металів для шару ґрунту 0 -10 та 10 -20 см

Сумарний показник забруднення природного компоненту Z_CJрозраховується за формулою:

Z_CJ= ∑ К_СІ– (n – 1)

де, К_СІ‑коефіцієнт концентрації ВМ;

j – компонент ландшафту (в наших дослідженнях це ґрунт);

n – загальна кількість врахованих хімічних елементів (підсумовується значення К_СІ>1) [10].

Поліелементне забруднення ґрунту заказника «Кочетоцький» виявилося за цинком, свинцем, хромом (див. табл. 2.2). Такі високі значення коефіцієнтів концентрації Cr – 84, 5 для шару ґрунту 0 – 10 см та 24, 6 для шару 10 ‑20 см можна пояснити наступним. Одним з головних антропогенних джерел викидів цього метала являються підприємства, які спалюють бурий і кам'яне вугілля. Так при спалюванні вугілля за 1 рік в довкілля потрапляє 2,11 т Cr [11].

У ґрунтах техногенних ландшафтів забруднення солями хрому зберігається до горизонту понад 100 см. Максимальною утримуючою здатністю як в суглинку, так і в піску володіє горизонт 10 см. З горизонту 50 см до горизонту 100 см відбувається різке зниження змісту хрому [18].

Спалювання кам'яного вугілля також є одним з основних антропогенних джерел свинцю, що поступає в атмосферне повітря в вигляді оксиду.

Отже, таке локальне перевищення вмісту рухомого хрому та свинцю в ґрунті заповідника має техногенний характер.

Результати хімічного аналізу дикорослих рослин, а саме лісної підстилки, коріння та кори сосни, а також кропиви наведені в таблиці 2.3. За даними результатів хімічного аналізу можна спостерігати значне накопичення таких металів як: ферум, манган, нікель, хром,а також цинк. Для лісової підстилки характерним є інтенсивніше накопичення марганцю та цинку, що є абсолютно нормальним. Mn відноситься до мікроелементів і є необхідним для нормального розвитку живих організмів. Опад хвої розкладається в 2 – 3 рази повільніше за опад листя, що призводить до затримки в ньому деяких хімічних елементів. Вміст всіх інших металів незначний, для даних зразків проб (рис 2.6).

Пріоритетними металами для кропиви дводомної є Fe, Mn, Cu (табл. 2.3). Лісова підстилка, коріння та кора сосни звичайної містять дуже велику кількість хрому – 12,5, 92,98 та 3,55 мг /кг повітряно-сухої маси відповідно

Таблиця 2.3 – Вміст хімічних елементів у лісовій підстилці дикорослих рослинах заказника "Кочетоцький", мг /кг повітряно-сухої маси [за автором]

Згідно отриманих даних, що зображено графічно на рис. 2.7 – 2.10, відмічаємо, що в корінні сосни та в лісовій підстилці відбувається найбільше накопичення важких металів порівняно з іншими зразками проб. Це можно пояснити тим, що лісова підстилка і коріння сосни є головними накопичувачами усіх елементів, наявних у біогеоценозі. Лісова підстилка виступає основним джерелом повернення в грунт органічних та зональних речовин. Власне лісова підстилка – це верхній генетичний горизонт лісових грунтів. Вона утворюється протягом років із опадаючого листя, хвої, гілок, квіток, плодів, шишок тощо.

Вміст хімічних металів в корінні сосни порівнюючи з лісовою підстилкою можно сказати, що перевищення хімічних металів становить для феруму у 100,03 рази, для купруму у 3,77 рази, для нікелю у 31,13 рази, для хрому у 7,4 рази. Значне перевищення мангану спостерігається в лісовій підстилці у 3,84, для цинку у 1,49 рази, для плюмбуму у 4,6 рази, для алюмінію у 7,5 (рис 2.7).

Рисунок 2.6 – Вміст металів у відібраних зразках рослинного походження [за автором]

Порівнюючи вміст хімічних металів в системі коріння сосни - кора сосни, можно сказати за даними результатами, що накопичення важких металів відбувається нерівномірно. Перевищення вмісту металів у корінні сосни, становить для маргану у 1,82 рази, для нікелю у 85,4 рази, для хрому у 26,19 рази. Перевищення вмісту металів у корі сосни становить для феруму у 1,04 рази, для цинку у 1,2 рази,для плюмбуму у 9,82 рази, для алюмінію у 3,68 рази, для кобальту у 3,8 рази.

Рисунок 2.7 – Концентрація визначених хімічних елементів в лісовій підстилці та корінні сосни [за автором]

Рисунок 2.8 - Концентрація визначених хімічних елементів у корінні та корі сосни [за автором]

Рисунок 2.9 - Визначена концентрація хімічних елементів в кропиві та корі сосни [за автором]

Рисунок 2.10 - Визначена концентрація хімічних елементів в кропиві та лісовій підстилці [за автором]

Розглянувши всі інші зразки проб можно сказати, що накопичення важких металів відбувається нерівномірно і перш за все це залежить від здатності рослин накопичувати ті чи інші елементи, наявних у біогеоценозі. Вміст металів у кропиві незначний порівняно з іншими зразками проб, що свідчить про провернення хімічних елементів, наявних у біогеоценозі, до грунту.