CC BY
43УДК 911:502.211:582:550.47
Некое А. Н. Бодак I. В.
Еколого-геох1м1чн1 аспекти формування забруднення рослинноУ продукцп в р1зних ландшафтних умовах
Харгавський нацюнальний уыверситет iменi В. Н. Каразша, м. Харюв е-mail: [email protected], [email protected]
Анотаця. Стаття присвячена аналзу особливостей акумуляц/ важких металв у рослиннй продукЩ вирощенй в р/'зних ландшафтних умовах. У статт/ представлен/ результати оцнки р/'вня забруднення рослинно/ продукц//' за допомогою сери геох1м1чних показникв: коеф1центу концентрацИ' (Кс), сумарного показника забруднення (2с), показника ¡нтенсивност/' забруднення природного компонента (Р) та ¡н. Встановлено, що в умовах атмосферного забруднення листов/ надфунтов1 овоч1, вирощен у межах агроландшафт/'в заплав, потенцйно е б/'льш екологчно небезпечними пор1вняно з рослинно/ продукцею агроландшафт в водод л в.
КлючовI слова: рослинна продукця, агроландшафти, важю метали, геох/'м/'чна м/'грац'я, р/'вень забруднення.
1нтенсиф1кац1я антропогенного пресингу на довктля вщображаеться у пол1метал1чнш трансформаци природних компонент1в геосистем не лише урбашзованих територш I промислових райошв, але I аграрних регюшв. Потрапляючи у навколишне середовище, важк метали включаються у ланцюги бюгеох1м1чноТ м1граци, створюючи таким чином ризик Тх надм1рного накопичення у компонентах агроекосистем. Будучи по своТй сут1 штучним б1огеоценозом з однотипним видовим складом, агроценози не здатн до саморегуляци, що посилюе 1мов1рн1сть забруднення природних складових агроценозу в результат! порушення м1граци х1м1чних сполук.
Рослинна продукц1я як нев1д'емна складова частина агроценозу також виступае важливою ланкою бюгеох1м1чного кругооб1гу речовин [22]. Поглинаючи 1з середовища живлення певн1 х1м1чн1 сполуки та виключаючи Тх 1з геох1м1чного потоку шляхом акумуляц1Т в певних органах, рослини вщображають у своему х1м1чному склад1 неоднор1дн1сть земноТ поверхн1, п1дкреслюючи територ1альний розпод1л геох1м1чних аномал1й як природного, так I техногенного походження [5, 15, 16]. Таким чином, за умов значного антропогенного навантаження на довктля якють рослинноТ продукци е результатом бюгеох1м1чноТ' м1граци х1м1чних елемент1в у компонентах ландшафту.
Осктьки м1грац1я х1м1чних елемент1в у природних компонентах, у тому числ1 рослинах, е результатом комплексного впливу цтоТ низки фактор1в, то формування якосп рослинноТ продукцп необхщно розглядати в аспект! ландшафтних умов, в яких вона вирощувалась. Ландшафти, як комплексне утворення, е ареною м1жкомпонентноТ м1граци х1м1чних елемент1в, вщображаючи вплив як природних, так I антропогенних фактор1в. Як зазначае В. М. Гуцуляк, характер поширення природних I техногенних геох1м1чних аномал1й значною м1рою зумовлений ландшафтними умовами територи [9, 10]. Л. Л. Малишева пщкреслюе, що ландшафтно-морфолог1чна структура е своерщним орограф1чним бар'ером на шляху латеральноТ м1грац1Т х1м1чних елемент1в [20].
Зважаючи на те, що для природних I техногенних геох1м1чних потомв характерне розсшвання, акумуляц1я та трансформац1я у природних компонентах, як1 е елементами ландшафтних систем [7, 9, 10, 11, 20], то еколого-геох1м1чн1 пщходи до вивчення м1грацп м1кроелемент1в набувають особливого значення у вир1шенн1 проблеми якост1 рослинноТ продукцп. У зв'язку з цим у наших дослщженнях процеси м1жтеритор1альноТ транслокац1Т х1м1чних елемент1в розглядаються як потенц1йних фактор впливу на формування забруднення рослинноТ продукци.
Слщ вщзначити, що накопичення полютант1в у природних компонентах певних ландшафтних комплешв залежить в1д низки як природних, так I антропогенних фактор1в. Прюритетну роль у процесах м1грацп х1м1чних елемент1в у компонентах ландшафту вщ1грають геоморфолог1чн1 умови.
Числены дослщження геох1м1к1в, зокрема О. П. Виноградова [5], О. I. Перельмана [21], М. А. ГлазовськоТ [8], С. М. Касимова [8, 21], Л. Л. МалишевоТ [20], В. М. Гуцуляка [9, 10] та ш. свщчать, що на перерозподт важких метал1в у природних компонентах дужа впливае характер рельефу та ступшь горизонтального та вертикального розчленування територи (р1чков1 долини, водороздти, борово-терасов1 комплекси, яружно-балкова мережа), як1 визначають характер поверхневого стоку, водну та атмосферну м1грац1ю м1кроелемент1в.
В. В. Добровольський зазначае, що м1кроелементи виносяться з поверхневим стоком 1з вододту та високих терас у долини р1чок I заплави, внасл1док чого вщбуваеться диференц1ац1я м1кроелемент1в. У заплавах затримуються важм метали, а бтьш рухлив1 м1кроелементи (Sr, B, Li, F) м1грують разом 1з поверхневими водами [12]. В. М. Гуцуляк вщзначае, що заплави та низьк1 тераси е бтьш вразливими
Вступ
до антропогенного впливу, осктьки «...Тх забруднення посилюеться як атмосферними випаданнями, так i за рахунок мiгрантiв i3 природно-техногенних комплексiв, розташованих вище» [10, с. 116].
1^грацшш потоки фунтових i поверхневих вод, спрямованi до русла рiчок i днищ долин i балок, сприяють осiданню та акумуляци в намулах значноТ ктькосп хiмiчних елементiв. Крiм того, розмщення у долинних формах рельефу на терасових комплексах промислових пщприемств, як е потужним джерелом атмосферних викидiв, е небажаним, оскiльки для цих ландшаф^в характернi штильовi погоднi умови, iнверсiйно-тепловi явища та частi тумани [10].
Таким чином, разом iз поверхневим стоком вщбуваеться перенесення рухомих, найбтьш небезпечних у трофогеографiчному аспекту форм важких металiв та Тх акумуляцiя або розсiювання у знижених формах рельефу - долинних i балково-долинних [17, 18]. Тому, як пщкреслюе В. М. Гуцуляк, ландшафти високих терас i вододiлiв е найбтьш стшкими до забруднення завдяки своТй вiдноснiй автономностi [9, 10].
Слщ зазначити, що техногеннi потоки хiмiчних елементiв збiльшують еколого-геохiмiчну мозаТчнють природно-територiальних i природно-антропогенних комплексiв, що посилюе бiогеохiмiчну контрастнiсть ландшафтiв та Тх компонент. У зв'язку з цим, особливоТ актуальностi набувають дослщження особливостей розподiлу хiмiчних елементiв у компонентах ландшафту в умовах антропогенного пресингу. При цьому прюритетним напрямком наукових пошуш мае бути виявлення особливостей акумуляци полютан^в у рослиннш продукцiТ як компонента агроландшафту.
Метою даних дослщжень е оцiнка полiметалiчного забруднення рослинноТ продукцiТ за рiзних ландшафтних умов вирощування через призму еколого-геохiмiчного пiдходу.
Матерiали i методи
Дослщження проводились протягом 2011-2013 рр. на територи Сва^вського району ЛуганськоТ областi. Польовi експерименти були реалiзованi на тестових майданчиках, якi представляли собою локальн дiлянки агроландшафтiв - приваты городн дiлянки. В ландшафтному аспект тест-майданчики були закладен в долинi р. Красна (за протяжнютю та площею водозбору належить до середшх рiчок басейну р. ^верський Донець) на територи м. Сватове i приуроченi до рiзних геоморфологiчних рiвнiв - вододiлу та заплави. Подiбне розташування тест-дiлянок дае можливють простежити особливостi мiграцiТ важких металiв у системi «фунт-рослина» в рiзних ландшафтних умовах. Для територи дослщження характерно атмосферне забруднення, спричинене викидами автотранспорту, адже тест-дтянки розташован на вщсташ 50-60 м вщ територiального автошляху Т 1303 (Р 07) з штенсивнютю руху 120-130 авт./год. Осктьки на територи дослщження представлений однотипний характер антропогенного навантаження, можна стверджувати, що в даному випадку ландшафты умови виступають в ролi домшуючого фактора, який визначае вщмшносп в акумуляци хiмiчних елемен^в у рослиннш продукци та спряжених з нею фунтах.
Емшричну базу дослщження складають результати 108 анал^ичних визначень вмюту 9 важких металiв у рослиннiй продукцiТ та фунтах. Загалом за перюд дослiджень на тест-майданчиках було вобрано зразки фунту (чорнозем звичайний середньогумусний на водод^ та чорнозем лучний на заплав^ та зразш рослинноТ овочевоТ продукци - капусти бтокачанноТ (лат. Brassica oleracea L. var. capitata L.) та буряку столового (лат. Beta vulgaris L.). В^р зразкiв проводився вщповщно до методичних рекомендацiй та дшчих стандартiв: для Грунту - ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84, ДСТУ 4287:2004; для рослинноТ продукци - ДСТУ ISO 874-2002. Польовi дослщження охоплювали два сезони вегетаци дослщжуваних стьськогосподарських культур.
В^браш зразки аналiзувались на вмiст рухомих форм 9 важких металiв - Fe, Mn, Zn, Cu, Ni, Pb, Co, Cr, Cd методом атомно-абсорбцшноТ спектрофотометр^ на атомному спектрофотометрi ААС-115 ПК. Вмют рухомих форм мiкроелементiв у фунт визначався згiдно з ДСТУ 4770.1:2007 - ДСТУ 4770.9:2007; у рослиннш продукци - згщно з ГОСТ 30178-96 з попередньою мiнералiзацiею зразш рослинного матерiалу методом сухого оголення за ГОСТ 26929-94. Хiмiчний аналiз проводився у лаборатори еколопчних аналiтичних дослiджень екологiчного факультету ХНУ iменi В. Н. Каразiна.
Методолопчну основу дослiдження складае ландшафтно-геохiмiчний та еколого-геохiмiчний пiдходи [8, 9, 10, 16, 20, 21], яю дають змогу врахувати комплекснють i системнють мiграцiТ хiмiчних елементiв до рослинного оргашзму iз середовища його живлення. ^м того, широкого застосування набув конструктивно-географiчний пiдхiд, у контекстi якого хiмiчний склад рослинноТ продукцiТ' розглядаеться як результат комплексного впливу природних i антропогенних факторiв [18, 19].
Аналiз особливостей мiграцiТ та акумуляци важких металiв у Грунтах та рослиннш продукци проводився шляхом побудови акумулятивних рядiв за I. М. Волошиним [6] та розрахунку сери геохiмiчних та еколопчних показниш:
• коефiцiента концентраци (Кс¡);
• коефiцiента бiогеохiмiчноТ' рухливостi (Вх);
• коефiцiента небезпечностi елемента (Кнб) i сумарного показника небезпечносп забруднення (ХКнб);
• сумарного показника забруднення природного компонента (Zcj);
• показника штенсивносп забруднення природного компонента (Pj);
• ступеня полiелементного забруднення (Сэ);
• ступеня забруднення за сумарним цинковим ешвалентом (2пеке).
Коефiцieнт концентраци (К<^) за В. М. Гуцуляком [10] визначався як вщношення фактичное концентраци хiмiчного елементу (С¡) у фунт та рослиннш продукци до значення природного фону (СФ). Аналогом коефiцieнту бюакумуляци виступае розрахований у ходi дослiджень коефiцieнт бюгеохiмiчноТ рухливостi (Вх) за М. С. Касимовим [21]. Коефiцiент Вх обчислювався як вщношення вмюту хiмiчного елемента у сухш масi рослин до його рухомих форм у фунт. Для оцшки небезпечностi рiвня забруднення фунтв та рослинноТ продукци було використано коефiцiент небезпечностi елемента (Кнб), що розраховувався як вщношення вмюту хiмiчного елемента у природному компонент до значень ГДК [10]. Сумарний показник небезпечност забруднення визначався шляхом пщсумовування показнимв Кнб.
Сумарний показник забруднення природного компонента (2^) розраховувався за формулою:
= ТЦ=1ка - (п -1), (1)
де ] - компонент ландшафту;
Кс,- - коефiцiент концентрацiТ для /-го хiмiчного елемента;
п - кiлькiсть врахованих елементв (пiдсумовуються значення Kc¡ > 1) [1, 10, 20].
Для обчислення показника штенсивност забруднення природного компонента (Р^ була використана наступна формула:
Р = Т"=1(Кс1 * Мс), (2)
де ] - компонент ландшафту;
Кс - коефiцiент концентрацiТ хiмiчного елемента;
М¡ - значення шдексу небезпечностi (токсичностi) хiмiчного елемента вщповщно до класу небезпечностi;
п - ктькють врахованих хiмiчних елементiв [10].
^м того, для оцiнки забруднення фунтв та рослинно!' продукцiТ були штерпретоваш методики розрахунку ступеня полiелементного забруднення (Сэ) та ступеня забруднення за сумарним цинковим ешвалентом (2пеке), запропонован С. А. Балюком [1, 2, 3]. Перевагою використання даних показниш при оцшц забруднення природних компонентв е можливiсть врахувати вщносну токсичнiсть хiмiчних елементiв [1, 2]. Розрахунок ступеня полiелементного забруднення (Сэ) проводився за формулою:
с,=г?,, гдк <з>
де С,- - фактичний вмют xiMi4Horo елемента у природному K0Mn0HeHTi (мг/кг) (враховуються yci важкi метали 1 класу небезпеки, а для 2 та 3 класу небезпеки - лише т, за якими зафксовано перевищення ГДК) [3].
Стушнь забруднення за цинковим ешвалентом (ZneK8) визначався за формулою:
Zrw = Г?-11Шш- * Сме (4)
'-1 ГДКме
де СМе - фактична концентра^я певного металу у природному компонент [2, 3].
Зазначимо, що розрахунок коефiцieнта концентраци (Кс¡) передбачае використання значень фонового вмюту мiкроелементiв у природному компонент. Для обчислення К^ для фунтв були використанi фоновi значення концентрацiй важких металiв, поданих у джерелi [1], тодi як для рослинноТ харчовоТ продукцiT подiбна iнформацiя в науковiй лiтературi вщсутня. Тому для рослинноТ продукцiT були розрахован значення мiсцевого геохiмiчного фону за методикою розрахунку середнього значення варiацiT концентраци хiмiчного елемента iз попередньою гомогенiзацiею вибiрки за допомогою статистичного аналiзу даних з використанням критерш Стьюдента та коефiцiента варiацiT.
У програмному забезпеченнi Microsoft Exel 2007 за допомогою методiв описовоТ статистики були розрахованi наступнi статистичн параметри: середне значення концентрацiT хiмiчного елемента (С), стандартне вiдхилення (S), коефiцiент варiацiT (V), максимальне вщхилення (б), максимальне вiдносне вiдхилення та критичне значення вщхилення з використанням табличних значень критерш Стьюдента. Далi отриман критичнi значення вiдхилення порiвнювали з максимальними значеннями
вщхилень. Якщо максимальне вщносне в1дхилення перевищувало критичне значення, то з виб1рки для розрахунку фону по кожному важкому металу видаляли максимальн значення концентраци х1м1чного елементу. В такому випадку вщповщне максимальне значення концентраци вважаеться аномальним I вщаваеться з виб1рки при розрахунку м1сцевого фону.
Паралельно проводили корегування виб1рки за показником коефщ1ента вар1ац1Т (V). Чим бтьше значення коеф1ц1ента вар1ац1Т, тим бтьший розкид значень концентрац1й х1м1чного елемента в1дносно середнього показника. Тому при V > 0,33 1з виб1рки також видаляли максимальне значення концентраци х1м1чного елемента. П1сля коригування виб1рки розрахунок повторювали. Середньоарифметичне значення фактичноТ концентраци х1м1чного елемента в остаточному вар1ант1 скоригованоТ виб1рки приймалось за мюцевий геох1м1чний фон.
Слщ зазначити, що у ход1 дослщжень було встановлено, що розрахован1 для рослинноТ продукц1Т значення геох1м1чного фону перевищують ГДК за такими металами: № - 0,58 мг/кг (1,2 ГДК), РЬ - 0,56 мг/кг (1,1 ГДК), Сг - 0,36 мг/кг (1,8 ГДК), Cd - 0,12 мг/кг (4 ГДК). Це свщчить про аномальнють розподту даних х1м1чних елемент1в у рослинн1й продукци п1д впливом антропогенного навантаження. Тому для забезпечення адекватност оц1нки ступеня забруднення рослинноТ продукци коефщ1енти концентраци за №, РЬ, Сг I Cd для рослинноТ харчовоТ продукци розраховувались як вщношення фактичноТ концентраци х1м1чного елемента до гранично допустимих концентрацш.
Результати i обговорення
У ход1 досл1джень було встановлено, що вмют важких метал1в у фунтах тест-дтянок перевищуе фонов! значення за вс1ма досл1джуваними металами (Кс=1,1 —11) за винятком № (Кс=0,4-0,5), однак знаходиться в межах гранично допустимих норм (Кнб = 0,1-1,0). Особливо значн перевищення фонового вмюту були встановлен за Сг (Кс=8-11). Зг1дно з класиф1кац1ею ступеня забруднення природного компонента за показником 2с' Грунти на водод1л1 та заплав1, в1д1бран1 протягом першого вегетац1йного сезону, належать до небезпечноТ категор1Т забруднення (Х^ = 33,9-34,9), а протягом другого вегетацшного сезону - до пом1рно небезпечноТ категори забруднення (2су = 16,1-20,5), тобто значення показника 2с;-зменшились в середньому у 1,9 раз1в. За оцшочною шкалою показника р категор1я еколог1чноТ небезпечност1 забруднення фунт!в визначаеться як дуже небезпечна (р=59,3-131,9).
Зг1дно з розрахованими значеннями сумарного вмюту екв1валент1в 2п ступ1нь забруднення Грунту на водод1л1 (2п8кв=79,2-193,5) та заплав1 (2^^=84,1-200) визначаеться як середньо забруднений та сильно забруднений. Загалом слщ вщзначити, що якщо у ход1 дослщжень протягом першого вегетацшного сезону згщно з показником 2п8кв Грунти можна вщнести до сильно забруднених (2^^=193,5-200), то протягом другого вегетацшного сезону ступшь забруднення фунту знизився до середньо забруднених (2^^= 79,2-84,1), а значення показника 2^^ зменшились у середньому в 2,4 рази.
Оцшка забруднення фунту за показником ступеню пол1елементного забруднення (Сз) засвщчила, що досл1джуван1 фунти належать до слабо забруднених (Сз = 1,06-1,22). Низький ступ1нь забруднення фунт1в зг1дно з показником Сз пояснюеться тим, що даний показник розраховуеться на основ! пор1вняння фактичних значень з ГДК. При цьому для дослщжуваних зразк1в Грунту перевищення ГДК за жодним з важких метал1в не було встановлено.
Узагальнен результати оцшки забруднення Грунтового покриву за обраними показниками систематизоваш у таблиц! 1 (представлен! середы значення за два вегетацшш перюди дослщження).
Таблиця 1.
Середнi значення показнимв оцiнки забруднення фун^в
Природний компонент Геоморфолопчний рiвень Показник
!Кнб 2с1 Р. 2пзкв Сз
Грунт вододiл 2,0 25,2 95,7 136,3 1,06
заплава 2,3 27,2 101,2 145,8 1,22
Зг!дно з отриманими результатами (табл. 1), чисельш значення £Кнб, Хд, Р], 2п8кв та Сз для Грунту на вододт! у 1,2 рази нижч! за в1дпов1дн1 показники для Грунту на заплавк Однак при цьому за класифкацшними шкалами по вах обчислених показниках Грунт на вододт! (чорнозем звичайний середньогумусний) та Грунт на заплав! (чорнозем лучний) належить до однакових категорш та ступешв забруднення: за показником - пом!рно небезпечна категор!я забруднення, за показником р - дуже небезпечна категор!я забруднення, за показником 2п8кв - сильно забруднен! та за показником Сз - слабо забруднен!.
Слщ вщзначити, що низький ступшь забруднення Грунт1в згщно з показником Сз пор!вняно з ¡ншими показниками обумовлений тим, що методика його розрахунку передбачае оцшку ппешчноТ безпеки Грунт1в по в!дношенню до нормативно встановлених ГДК обмеженоТ к!лькост! важких метал!в в!дпов!дно до Тх класу небезпеки [3]. При цьому ктькюш значення ГДК за деякими х!м!чними
елементами на порядок B^i за фоновк Тому виникае необхiднiсть перегляду системи нормування забруднення фунтового покриву. Таким чином, оцшка забруднення фунту за показниками, як враховують фоновi концентраци, е бтьш адекватною.
На основi аналiзу вмiсту важких металiв у рослиннш продукци було встановлено, що фактичш концентраци уах важких металiв у дослiджуваних овочах перевищують розраховаш значення мiсцевого геохiмiчного фону (Кс = 1,1-4,6), за винятком вмюту Fe у капуст (Кс = 0,7-0,9) та Mn у буряку (Кс = 0,6-0,8). При цьому особливо висок значення коефiцiенту концентраци були визначеш за Co (Кс = 1,3-4,6), Cr (Кс = 1,4-3,4) та Cd (Кс = 3,3-4,3). Що стосуеться гтешчноТ' безпеки рослинноТ продукци, то згщно з результатами розрахунку коефiцiенту Кнб вмют Fe, Mn, Zn та Cu у вах дослщжуваних зразках овочiв знаходиться в межах допустимих значень. Проте, для вах проaнaлiзовaних зразш встановлено перевищення нормативного вмiсту Ni (Кнб=1,1-1,4), Pb (Кнб=1,1-1,3), Cr (Кнб = 1,4-3,4) та Cd (Кнб=3,3-4,3).
Говорячи про еколопчну безпеку рослинноТ' харчовоТ' продукци', слiд вiдзнaчити, що зпдно з результатами розрахунку показника Pj уа дослiджувaнi зразки буряка столового вщносяться до небезпечноТ категори забруднення (Pj=38,2-46,9), а капусти бтокачанноТ' - до дуже небезпечноТ (Pj=50,5-64,2). За сумою еквiвaлентiв Zn стушнь забруднення дослщжуваних овочiв протягом двох вегетацшних сезонiв вaрiювaв вiд середньо забрудненого до сильно забрудненого ^^^=86,0-146,4), а за показником ступеню полiелементного забруднення (Сз) - вiд сильно забруднених до дуже сильно забруднених (Сз = 6,9-13,1). Усереднеш значення показниш Pj, Zneкв та Сз за два вегетaцiйнi перiоди для капусти та буряку представлен на графку (рис. 1).
капуста буряк
а) Pj б) Zneкв в) Сз
Рис. 1. Середн значення показниюв Pj, Zneкв та Сз за два вегетацшш пер1оди для рослинноТ продукци
Як видно з рис. 1, рослинна продущя, вирощена на тест-дтянках, приурочених до заплави р. Красна, вщзначаеться у 1,1-1,3 рази вищими середшми значеннями показниш Pj, Zn^ та Сз порiвняно з вiдповiдними даними для рослинноТ' продукци, вирощеноТ' на вододiлi. Наприклад, зпдно iз сeрeднiм значенням показника Pj для вах зразмв овочiв, вирощених на вододiлi, рослинна продук^я, приурочена до даного гeоморфологiчного рiвня належить до небезпечноТ' категори' забруднення (Pj = 45,6), а овоч^ приурочен до заплави, - до надзвичайно небезпечноТ' (Pj = 55,1). Аналопчно зпдно з середшми значеннями показника Сз овочi вододiлу е сильно забрудненими (Сз = 8,9), а овочi заплави - дуже сильно забрудненими (Сз= 10,8). Дана зaкономiрнiсть пiдтвeрджуеться i за шшими показниками та коeфiцiентaми. Таким чином, у формуванш хiмiчного складу рослинноТ' продукци пщ впливом ландшафтних умов простежуеться чiткa тeндeнцiя до акумуляци вищих концeнтрaцiй важких мeтaлiв у овочах, приурочених до агрогеосистем нижчого ппсометричного рiвня.
Узaгaльнeнi сeрeднi результати оцшки забруднення рослинноТ' продукци за вама обраними показниками систематизоваш у таблиц 2.
Таблиця 2.
Середш значення показнимв оцiнки забруднення рослинно! продукци
Овоч1 Показник
1Кнб Zcj Pj Zne^ Сз
водод1л заплава вододт заплава вододт заплава вододт заплава вододт заплава
капуста 11,2 14,3 7,7 11,5 50,5 63,3 112,1 143,4 10,2 13,1
буряк 9,1 10,1 4,6 6,1 40,6 46,9 91,1 101,2 7,5 8,4
На ocHOBi даних, представлених на рис.1 та табл. 2 простежуеться також i видова диферен^а^я металоакумулятивних властивостей рослинно'1 продукци. Виявлено, що капуста вoлoдiе бтьш чiткo вираженою здатнютю до акумуляцiï важких металiв пoрiвнянo 3i столовим буряком. Так, середн значення пoказникiв £Кнб, Zc-, Pj, 2пекв та Сз для капусти у 1,2-1,9 разiв вищi, жж для буряку. Наприклад, на ocнoвi cереднiх значень за показником Pj категoрiя забруднення капусти для обох геоморфолопчних рiвнiв визначаеться як дуже небезпечна (Pj=50,5-63,3), а буряку - небезпечна (Pj=40,6-46,9); cтупiнь забруднення oвoчiв за показником Сз визначаеться вщповщно як дуже сильно забрудненi (Сз=10,2-13,1) та сильно забрудненi (Сз=7,5-8,4).
Слщ зауважити, що для капусти середш значення розрахованих кoефiцiентiв бioгеoхiмiчнoï рухпивосп (Вх) за такими металами, як Ni (Вх = 1,4), Pb (Вх = 0,5), Co (Вх = 3,1) та Cd (Вх = 1,3), у 1,6-2,8 разiв вищi пoрiвнянo з вiдпoвiдними значеннями кoефiцiента Вх для буряку (Ni (Вх = 0,8), Pb (Вх = 0,3), Co (Вх = 1,1) та Cd (Вх = 0,8). Таким чином, за практично однакового вмюту важких металiв у Грунт (Грунти на водод^ та заплавi належать до oднiеï категори забруднення та ступеню забруднення) капуста мютить вищi концентраци Ni, Pb, Co та Cd.
Виявлену тенденцш можна пояснити наступними гiпoтезами. Пщвищена акумуляцiя даних металiв може бути обумовлена фiзioлoгiчними вiдмiннocтями рослинного оргажзму,як проявляються у бiльш чiткo вираженш здатнocтi капусти бiлoкачаннoï як бюлопчного виду до активного (метабoлiчнoгo) поглинання хiмiчних елементiв проти |'х градiенту кoнцентрацiï у Грунт як cередoвищi живлення рослини. З шшо1 точки зору, Ni, Pb, Co та Cd належать до прюритетних полютанпв техногенного походження i входять до складу вихлопних ^в автотранспорту. Враховуючи той факт, що екcпериментальнi дтянки знаходяться в зoнi впливу автотраси Т 1303 (Р 07), можливе пщвищене аеральне надходження даних важких металiв до капусти як надГрунтового листового овочу через продихи листово! пoверхнi. На пiдтвердження цiеï ппотези посилаемось на результати дocлiджень вчених [13, 14, 15, 19, 23, 24, 25].
Висновки
Отже, за результатами проведеного експерименту можна зробити висновок, що ландшафты умови належать до числа прюритетних фактoрiв навколишнього середовища, що визначають процеси мiграцiï хiмiчних елеменлв до рослинного оргажзму. Рослинна продук^я, вирощена на заплав^ характеризуеться вищим ступенем та категoрiею забруднення. Крiм того, у випадку потенцшного аерального надходження хiмiчних елеменлв надГрунтoвi oвoчi (капуста) акумулюють вищi концентраци металiв пoрiвнянo з Грунтовими (буряком). Тому в умовах атмосферного забруднення лиcтoвi надГрунтoвi oвoчi, вирощеж у межах агрогеосистем найнижчого ппсометричного рiвня (заплавах рiчoк), пoтенцiйнo е бтьш еколопчно небезпечними.
Лтература
1. Балюк С. А. Вм1ст важких метал1в в зрошувальних водах, Грунтах та рослинах : метод. поабник / С. А. Балюк. - Х. : ННЦ 1ГА, 2002. - 36 с.
2. Балюк С. А. Класифкацшы проблеми зрошувальних Грунт1в / С. А. Балюк, О. А. Носоненко, В. Я. Ладних // Вюник ХНАУ. - Грунтознавство. - 2008. - № 1. - С. 41-55.
3. Балюк С. А. Оц1нка забруднення зрошувальноТ води та грунт1в важкими металами / С. А. Балюк, В. Я. Ладних, Л. I. Мошник // Вюник аграрноТ науки. - 2003. - № 1. - С. 65-68.
4. Бондаренко А. Б. Еколого-геох1м1чний анал1з накопичення важких метал1в та алюмУю в агрогеосистемах (на приклад! Сват1вського району ЛуганськоУ област1) / А. Б. Бондаренко, I. В. Бодак // Охорона довктля. Матер1али IX Всеукрашських наукових Талпвських читань. - Х., 2013. - С. 30-32.
5. Виноградов А. П. Геохимия живого вещества / А. П. Виноградов. - Л. : Изд-во АНСССР, 1932. - 67 с.
6. Волошин I. М. Ландшафтно-еколопчш основи мошторингу / I. М. Волошин. - Льв!в : Проспр М, 1998. - 356 с.
7. Геохимия окружающей среды / Ю. Е. Сает, Б. А. Ревич, Е. П. Янин и др. - М. : Недра, 1990. - 335 с.
8. Глазовская М. А. Ландшафтно-геохимические основы фонового мониторинга природной среды / М. А. Глазовская, С. Н. Касимов // Вест. Моск. ун-та. Сер. 5 : Геогр. - 1987. - № 1. - С. 11-17.
9. Гуцуляк В. М. Еколого-геох^нний аналЬ природно-антропогенних ландшафта (на приклад! Черн^ць^ област та п!вноч! Молдавп) : автореф. дис. ... д-ра геогр. наук, спец. : 11.00.01 / В. М. Гуцуляк ; !н-т географи НАН УкраГни. - К., 1994. - 36 с.
10. Гуцуляк В. М. Ландшафтна еколопя: геoх!M!чний аспект: навч. поабник. / В. М. Гуцуляк. - Чершвцг Рута, 2002. - 272 с.
11. Денисик Г. I. Нариси з антропогенного ландшафтознавства : навч. поабник / Г. I. Денисик, В. М. Воловик. -ВЫниця : ППАНЮ, 2001. - 170 с
12. Добровольский В. В. Аккумуляция редких и рассеянных химических элементов растительностью некоторых зональных ландшафтов СССР / В. В. Добровольский // Общие теоретические проблемы биологической продуктивности. - Л. : Наука, 1969. - С. 51-56.
13. Дуглас П. Орморд Воздействие загрязнения микроэлементами на растения / П. Орморд Дуглас // Загрязнение воздуха и жизнь растений ; под ред. Майкла Трешоу. - Л. : Гидрометеоиздат, 1988. - С. 327347.
14. Ильин В. Б. Тяжелые металлы в системе почва - растение / В. Б. Ильин. - Новосибирск : Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 151 с.
15. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, X. Пендиас ; [пер. с англ.]. -М. : Мир, 1989. - 439 с.
16. Ковальский В. В. Геохимическая экология / В. В. Ковальский. - М. : Наука, 1974. - 300 с.
17. Некос А. Н. Вплив р1зних геоморфолопчних i фунтових умов на еколопчну безпеку рослинно'1' продукци, що продукуеться в межах Люостепу / А. Н. Некос // М|жвщомчий зб1рник «Метеоролопя, кгиматолопя, пдролопя».
- 2008. - № 50. - Т. 1. - С. 48-52.
18. Некос А. Н. Ландшафты умови територи як комплексний фактор впливу на якють рослинно! продукци / А. Н. Некос // Ф1зична географ1я та геоморфолопя. - К. : ВГЛ «Обрм», 2013. - Вип. 3 (71). - С. 9-19
19. Некос А. Н. Конструктивно-географ1чн1 засади анал1зу формування р1вня забруднення рослинноУ продукци: автореф. дис. ... д-ра геогр. наук, спец. : 11.00.11 / А. Н. Некос. - Харюв, 2013. - 44 с.
20. Малишева Л. Л. Ландшафтно-геох1м1чна оц1нка еколопчного стану територи / Л. Л. Малишева. - К. : РВЦ «Кшвський ушверситет», 1998. - 264 с.
21. Перельман А. И. Геохимия ландшафта : учебник / А. И. Перельман, Н. С. Касимов. - М. : Московский госуд. ун-тет, 1999. - 610 с.
22. Прохорова Н. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях в условиях техногенеза / Н. В. Прохорова, Н. М. Матвеев // Вестник СамГу. - 1996. - Спец. выпуск. - С. 125-147.
23. Устойчивость растений к тяжелым металлам / А. Ф. Титов, В. В. Таланова, Н. М. Казнина, Г. Ф. Лайдинен ; [отв. ред. Н. Н. Немова]. - Институт биологии КарНЦ РАН, Петрозаводск : Карельский научный центр РАН, 2007. - 172 с.
24. Itanna F. Metals in leafy vegetables grown in Addis Ababa and toxicological implications // Ethiopian. J. Health Dev.
- 2002. - № 6. - P. 295-302.
25. Yu L. Risk assessment of heavy metals in soils and vegetables around non-ferrous metals mining and smelting sites, Baiyin, China / Yu L., Yan-bin, Xin W. et al. // Journal of Environmental Science. - 2006. - Vol. 18, № 6. - P. 1124-1134.
Аннотация. А. Н. Некос, И. В. Бодак Эколого-геохимические аспекты формирования загрязнения растительной продукции в разных ландшафтных условиях. Статья посвящена анализу особенностей аккумуляции тяжелых металлов в растительной продукции, выращенной в разных ландшафтных условиях. В статье представлены результаты оценки уровня загрязнения растительной продукции с помощью серии геохимических показателей: коэффициента концентрации (Кс), суммарного показателя загрязнения (Zcj), показателя интенсивности загрязнения природного компонента (Pj) и др. Установлено, что в условиях атмосферного загрязнения листовые овощи, выращенные в пределах агроландшафтов пойм, потенциально являются более экологически опасными по сравнению с растительной продукцией агроландшафтов водоразделов.
Ключевые слова: растительная продукция, агроландшафты, тяжелые металлы, геохимическая миграция, уровень загрязнения.
Abstract. A. N. Nekos, I. V. Bodak Ecological and geochemical aspects of forming the pollution level of vegetable products in different landscape conditions. This article analyzes the features of heavy metals accumulation in vegetable products grown in different landscape conditions. The article presents the results of estimating the level of plant products contamination through a series of geochemical indicators and indexes: the concentration factor (Kc), the total pollution index (Zcj), the index of pollution intensity of natural component (Pj) etc. Through experiments it was found that in the conditions of air pollution the leafy vegetables grown in agricultural landscapes within floodplains are potentially more contaminated than the vegetables grown in agricultural landscapes within watersheds.
Keywords: vegetable products, agricultural landscapes, heavy metals, geochemical migration, level of pollution.
Поступила в редакцию 24.01.2014
