IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Тяжелые металлы (ТМ) поступают в почву преимущественно из атмосферы с выбросами промышленных предприятий, с выхлопными газами автомобилей. Также, большое количество тяжелых металлов может попадать в почву с оросительными водами, если сточные воды промышленных предприятий сбрасывались в реки выше водозабора. Из атмосферы тяжелые металлы попадают в почву, чаще всего, в форме оксидов, где постепенно растворяются, переходя в иные формы: гидроксиды, карбонаты или обменные катионы. Если почва прочно связывает тяжелые металлы (что обычно наблюдается на богатых гумусом, тяжелосуглинистых и глинистых почвах), то это предохраняет от загрязнения грунтовые и питьевые воды, растительную продукцию. Однако, сама почва постепенно становится все более загрязненной, и в какой-то момент может произойти разрушение органического вещества почвы с выбросом тяжелых металлов в почвенный раствор. В итоге такая почва становится непригодной для сельскохозяйственного использования.

Настоящая работа посвящена оценке содержания и распределения некоторых тяжелых металлов в черноземах и каштановых почвах Ростовской области. Для решения поставленных задач был использован комплекс современных методов исследования минералов и соединений тяжелых металлов. Для определения валового содержания ТМ в образцах исследуемых почв применяли рентгено-флюорисцентный анализ. Ниже, на рис. 1 представлены диаграммы распределения валовых содержаний ТМ в исследуемых почвах.

КУ 3	КУ 75а

рис.1. Распределение некоторых тяжелых металлов в почвенных профилях

Концентрация Zn, Sr, V и Cr в почвах степных территорий фиксируется по всему почвенному профилю. Как видно из рис. 1. содержание V и Cr с глубиной почвенного профиля увеличивается, отмечаются их максимумы на глубине 15-45 см, Sr распределен равномерно, без значительных колебаний его содержания по профилю. В почвах изучаемой территории максимум Zn сосредоточен в верхнем 0-2 см слое почвы и его содержание уменьшается с глубиной отбора почв.

Распределение и миграция тяжелых металлов по почвенному профилю преимущественно зависит от их химической формы, кристаллической структуры, в которую они встраиваются, и ряда внешних факторов, таких как климат, рельеф, свойства почв и физиологии растительности.

Обнаруженные элементы могут содержаться в почвах в виде кристаллических фаз, либо обнаруживаться в аморфном или мелкодисперсном состоянии. Известно, что один и тот же химический элемент может входить в состав веществ с различной общей химической или структурной формулой, обладающих, в свою очередь, различными химическими свойствами.

Для определения содержания кристаллических фаз был использован традиционный метод рентендифракционного анализа. Данные рентгеновской порошковой дифрактометрии были получены в НИИ физики ЮФУ в лаборатории рентгеноструктурного анализа на дифрактометре ДРОН 7 с отфильтрованным Co-Kα излучении. Рентгенограммы регистрировались в режиме записи по точкам с шагом сканировании 0,04 градуса и временем экспозиции 2 сек. в каждой точке при одинаковых условиях коллимации пучка и других режимов регистрации.

рис. 2. Порошковые рентгенограммы образцов почв

Визуальное сравнение данных рентегновской порошковой дифрактометрии позволяет предположить одинаковое содержание в них кристаллических фаз. При фазовом анализе, проведенном по стандартной процедуре, обнаруживаются, тем не менее, некоторые различия.

Результаты поиска совпадений в базе данных минералов указывают на наличие в образцах соединений YTi2(O,OH)₆ и SiO_2. и достаточно редкого соединения ZrSiO₄. Для уточнения этого предположения и определения содержания других распространенных в Ростовской области минеральных соединений проводится расширенный поиск в базах рентгендифракционных данных.

Код для цитирования: Скопировать