CC BY
45
УДК 628.5(477.83)
Яцух О. М., здобувач, ([email protected]) Сштинський В. В., доктор бюлопчних наук,професор © Лье1еський нацюнальний аграрный утеерситет, м. Дубляни
ОСОБЛИВОСТ1 ТЕРИТОР1АЛЬНОГО РОЗПОД1ЛУ ВАЖКИХ МЕТАЛ1В У ЗОН1 ВПЛИВУ В1ДВАЛУ ЧЕРВОНОГРАДСЬКО1 ШАХТИ
Дослгджено ем1ст рухомих форм еажких метал1е у трунт1 територп, що прилягае до егдеалу еугыьног шахти, за осноеними напрямами. Встаноелено, що максимальш концентрацп еажких метал1е у трунт1 фжсуються быя тдтжжя терикону. Пееног законом1рност1 територ1ального розподглу елемент1е немае, осюльки концентращя окремих метал1е з е1дстанню збыьшуеться, а тших -зменшуеться. У теденному напрям1 е1дбуеаеться ¡нтенсиетше нагромадження токсикант1е у трунт1. Перееищення норм ГДК еияелено у сеинцю та мгдг.
Ключо^^ слова: еажт метали, трунт, егдеал, шахта, напрям, розподт.
Вступ. 1нтенсивний розвиток промисловост Укра!ни в минулому столки сприяв виникненню еколопчних проблем, пов'язаних iз забрудненням природних компонент довкшля в уах прничо-видобувних репонах [1, 2], в тому чи^ i для Львiвсько-Волинського басейну, зокрема для Червоноградського прничопромислового району (ЧГПР) [3, 4].
Основний техногенний вплив шахтних комплексiв при пiдземному добуванш корисних копалин здiйснюeться через вщвали пусто! породи -терикони, так зваш техногеннi ландшафти, якi спричинюють низку проблем. Породнi вiдвали вугшьних шахт негативно впливають на прилеглi агроценози, що проявляеться в накопиченш у грунтовому покривi сульфатiв i важких металiв (ВМ) у недопустимих концентрацiях [5].
Грунт - найбшьш чутливий iндикатор геохiмiчно! обстановки, оскшьки мiститься на перетинi всiх м^ацшних шляхiв хiмiчних елементiв [6]. Техногенна деградащя грунтiв мае прихований характер, тобто вiзуальних ознак техногенно забруднеш грунти не мають. Ступiнь !х забруднення можна виявити лише за допомогою аналiтичних дослiджень.
Оскiльки ВМ виводяться з грунту вкрай повшьно, агроеколопчна ситуацiя в таких репонах залишатиметься напруженою ще тривалий час, незалежно вiд подальшого розвитку промисловостг
Мета нашо¥ роботи полягала у вивченш впливу вiдвалiв вугiльних шахт ЧГПР на прилеглi сiльськогосподарськi землг Для И досягнення були поставлеш такi завдання:
♦♦♦ дослiдити вмют важких металiв у грунтi прилегло! територп за основними напрямками;
© Яцух О. М., Сштинський В. В., 2011
♦♦♦ ощнити змiну концентрацш хiмiчних елементiв iз вiддаленням вiд терикону вугшьно! шахти.
Матер1ал 1 методи. Червоноградський прничопромисловий район вважають головним у Львiвсько-Волинському басейнi, оскiльки в його межах зосереджено 70-90% уах запасiв басейну [4].
Шахта «Червоноградська» ДП «Львiввуriлля» знаходиться на територи Сокальського району Львiвськоl областi. Введена в експлуатащю 1971 року, а видобуток вугшля здiйснюeться з 1972 року. На вщсташ 500 м на твшч вiд проммайданчика шахти знаходиться дшчий плоский породний вiдвал.
Як об'ект дослiдження використаний грунт територи, яка прилягае до вiдвалу.
Для ан^зу навеснi 2010 року були ввдбраш зразки грунту iз 20-см глибини вщповщност до ГОСТу 17.4.4.02-84 [7] на вщсташ 50, 100, 200 i 500 м вщ терикону, а також з пщшжжя власне терикону за чотирма основними напрямами (твшч, твдень, захщ, схiд).
У пробах грунту ан^зувався вмiст рухомих форм важких мет^в (Сё, РЬ, 2п, Си, Со) за допомогою кислотно! екстракци 1М И№О3. Для елементного ан^зу використовували атомно-абсорбцiйний спектрофотометр С-115 [8].
Результати дослщжень. На локальному рiвнi змiна станiв ландшафив спричинюе значнi вiдмiнностi в характерi мiграцiйних процесiв, що призводить до певних особливостей розподiлу забруднювачiв. Змша хоча б одного з них (геоморфолопчш, параметри грунтового покриву i його геохiмiчних та геофiзичних властивостей, рослинного покриву) у межах одного ландшафтного комплексу при сталих шших умовах призводить до штотно! рiзницi у накопиченнi або винесеннi хiмiчних елементiв [9].
У радiусi до 3-х км кожен терикон е джерелом забруднення навколишнього середовища рiзними елементами-токсикантами. Техногеннi потоки з вiдвалiв збагаченi ВМ. У результатi в уах природних компонентах ландшафтiв - грунтах, водах, рослинах, формуються техногенш ареали забруднення рiзноl iнтенсивностi [10].
Кадмш - один iз найбшьш токсичних елементiв. Вiн знаходиться в землi в незначних кiлькостях i його вмiст залежить вiд материнсько! породи, а також вiд зовшшшх чинникiв, таких, як викид металоносного пилу промисловими пiдприемствами, розпилення в^ром вiдходiв з териконiв, надмiрне заводнення стоками або осадами [11].
За результатами дослщжень найвищi концентрацп кадмш спостер^аються на вiдстанi 0-50 м вщ терикону в пiвденному та захщному маршрутах (0,12-0,23 мг/кг) (рис. 1).
Очевидно це пов'язано з розпиленням вiдходiв переважаючими захiдними вирами, а також з водним стоком з-пщ терикону за рахунок зниження висоти над рiвнем моря саме в твденному напрямку, що свщчить про мiграцiю Сё за елементами рельефу [12] .
Вмшт кадмш зростае iз збшьшенням кислотност грунту [13], що й видно з рис. 2, де найнижчi показники рН грунтового розчину притаманнi захщному спрямуванню.
Нижчi концентраци металу виявленi на вiддалi 500 м практично на вах маршрутах дослiдження (0,05-0,12 мг/кг). Однак перевищення ГДК металу вщсутш.
Свинець. Гiрничодобувна промисловiсть е другим важливим джерелом надходження РЬ в навколишне середовище [14]. У зв'язку з техногенним забрудненням цим елементом виникае реальна загроза деградацп украшських чорноземiв, зосереджених в областях з розвиненою промисловiстю [15].
Найвищi концентраци даного металу зафiксовано на вщсташ 0-100 м вiд терикону, а найменшi - при 500 м (рис. 3).
Свинець м^руе на твдень вiд терикону, максимально накопичуючись у грунтi (3,00-16,50 мг/кг), тодi як у захiдному напрямi його вмют найнижчий (2,50-10,20 мг/кг).
Перевищення ГДК цього металу виявлено в уах дослiджуваних пробах.
Цинк - мютиться в грунтi у складi рiзних сполук [11]. Встановлено, що його вмют у грунтi залежить вiд материнсько! породи [15], кшькост оргашчно! речовини, реакци грунтового розчину [16].
За результатами дослщжень бiльшi кiлькостi цинку виявлено бiля пщшжжя вiдвалу шахти на всiх напрямках, за винятком пiвденного, де його максимальний вмiст зафiксований на вщсташ 200 м (9,78 мг/кг) (рис. 4). Для цього елемента притаманний вщносно рiвномiрний територiальний розподiл. Вплив кислотностi грунту на нагромадження 2п в даному випадку не виявлено.
Мщь - один iз найважливших мiкроелементiв. У грунтах, як правило, представлена у двовалентнш формi, 1й притаманна висока мiграцiйна здатнiсть у кислому середовищ^ однак при дуже високому рiвнi кислотностi вона закршлюеться органiчними речовинами грунтiв [15].
Вмшт цього елемента з вiддаленням вщ терикона у пiвнiчному, крiм вщсташ 500 м, та твденному напрямах зростае (рис. 5).
Середня концентращя Си схщного маршруту (5,54 мг/кг) майже в чотири рази менша, нiж пiвденного (20,66 мг/кг).
Аналопчно цинку рН грунтового середовища не е важливим фактором накопичення мвд у грунта
Кобальт. Його рухомкть залежить вiд окисно-вiдновлювальних умов i зворотно пропорцiйна рН грунту, тобто з пiдвищенням рН вона зменшуеться [15].
Високi концентрацil металу зафжсоваш бiля пiднiжжя терикону (1,8-3,00 мг/кг), а найменшi - на вiддалi 50 м (рис. 6).
Спостер^аеться вiдносно рiвномiрне збiльшення вмiсту кобальту iз вiдстанню, особливо чiтко це видно у твденному спрямуванш. Винятком е точка 500 м, оскшьки це вже територiя промислового майданчика вугiльноl шахти.
Мiнiмальнi кiлькостi металу виявлено на захщ вiд терикону (0,60-2,60 мг/кг).
Кадмш
0,25
-
£ 0,20
« 045
0,10
0,05
-л р.
и II
1 1 гп 1 ■ ■ I 1П
Швшч Швдень Захщ Схщ
■ Ом □ 50м «100м П200м «500м
рН сольове
Юм □ 50м «100м □ 200м 1500м
Рис.1. Просторовий розподш вмкту Cd Рис.2. Просторова змiна рН грунту
Свннець
18,00 М 16,00
Й 14,00 я" 12,00
» 10,00--р— р | г-|
I 8,00 - — - 6,00 ■
- 4,00 I Ш " - -
11 ■ I Т1 11
Швн1ч
Швдень
Захщ
Схщ
□ 50м I
□ РЪ 1500м
Цинк
12,00
10,00
я' 8
,00 6,00 4,00 2,00 0,00
П1
(к
т
Швшч Швдень Захщ Схщ
Юм □ 50м 1100м □ 200м 1500м
Рис.3. Просторовий розподш вмкту РЬ Рис.4. Просторовий розподш вмкту Zn
Мщь
40,00
и 35,00
ц 30,00
Н 25,00
| 20,00 и
Ч 15,0
V
I; ю,о
и
5,С
Я
Швшч Швдень Захщ Схщ
Юм П50м ■ 100м □200м 1500м
Кобальт
5,00
4,00
& 3,00
2,00
1,00
0,00
Швшч Швдень Захщ Схщ
Юм □ 50м «Со □ 200м 1500м
Рис.5. Просторовий розподш вмкту Си Рис.6. Просторовий розподш вмкту Со
Висновки. При вивченш вмюту важких мет^в у пробах грунту, взятих на рiзнiй вщд^ вiд пiднiжжя вiдвалу, концентращя Си та Со з вщстанню збiльшуеться, а Сё - зменшуеться. Тобто немае ч^ко! закономiрностi 1х розподiлу [17] на територи дослщження.
Зменшення кислотностi грунту у процес мпрацл та накопичення рухомих форм РЬ, 2п, Си та Со не е основним фактором. Така умова виконуеться тiльки для Сё.
Найвищi кiлькостi ВМ виявлено бия пщшжжя терикона, найнижчi - на вщсташ 50 м (2п, Со) i 100 м (Сё, Си).
Нагромадження важких металiв у грунт iнтенсивне у пiвденному напрямi, що свщчить про !х розповсюдження водними стоками при змивi з-пiд терикона.
Стосовно чотирьох основних напрямiв дослщження ВМ у грунт накопичуються в такому порядку: захщ < схщ < пiвнiч < пiвдень.
Лггература
1. Волкова Т. П. Аналiз та оцiнка впливу промислових пщприемтсв на забруднення грунтiв Донецько! област / Т. П. Волкова, Ю. С. Попова, К. В. Волкова // Охорона навколишнього середовища та рацюнальне використання природних ресурсiв : зб. доп. - Донецьк : ДонНТУ, 2005. - Т. 2. - [Електронний ресурс]. - Режим доступу: Ийр://та81ег8.допп1;и.еди.иа/ 2005^ео/уо1коуа/НЬгагу/а113.к1т.
2. Лозовщький П. С. Оцшка забруднення грунтв територiй, прилеглих до Криворiзького прничорудного басейну / П. С. Лозовщький, С. М. Каленюк, В. К. Хшьчевський // Захист довкiлля вщ антропогенного навантаження. - 2000. -№ 3 (5). - С. 27-37.
3. Буцяк Г. А. Сумюна дiя важких металiв у регюш Львiвсько-Волинського вугiльного басейну, способи попередження !х акумуляцп i токсичного впливу : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. с.-г. наук / Г. А. Буцяк. - Житомир, 2009. - 21 с.
4. 1ванов С. А. Ландшафти прничопромислових територш : Монографш / С. А. 1ванов. - Львiв : Видавничий центр ЛНУ iменi 1вана Франка, 2007. - 334 с.
5. Зубов А. Р. Воздействие отвалов угольных шахт Донбасса на агроценозы / А. Р. Зубов, Л. Г. Зубова, Е. А. Савельева // Сборник научных трудов Луганского НАУ. Серия : Биологические науки. - Луганск : Элтон-2. -2005. - № 52 (75). - С. 94-100.
6. Пряничникова Е. В. Эколого-геохимические исследования в горнорудных районах (на примере Северной Осетии) / Е. В.Пряничникова // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология. - 2005. - №2. - С. 48-54.
7. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. - М.: Изд-во стандартов, 1983.
8. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства (издание 2-е, переработанное и дополненное). - М. : Гидрометеоиздат, ЦИНАО, 1992. - 58 с.
9. Самчук А. I. Просторово-часовi особливост розподшу важких металiв у антропогешзованих полюьких ландшафтах / А.1.Самчук О.Г.
Голубцов, О.О. Галаган // Украшський географiчний журнал. - № 1.- 2009. - С. 19-24.
10. Солнцева Н. П. Техногенное рассеяние загрязняющих веществ в районах добычи горючих полезных ископаемых и процессы преобразования природных систем / Н. П. Солнцева, Е. М. Никифорова // Геохимия техногенеза : 1-е всесоюзное совещание, 29-31 октября 1985 р. : тезисы докладов. - Иркутск, 1985. - С. 47-51.
11. Швидю анал^ичш тести в хiмiчних дослщженнях довкшля / Укладачi Г. Шредер, А. Ншолаевський, В. Рибаченко, Й. Опейда. - Донецьк : ТОВ «Юго-Восток ЛТД», 2003. - 150 с.
12. Дмитрук Ю. М. Еколого-геохiмiчний аналiз грунтового покриву агроекосистем / Ю. М. Дмитрук. - Чершвщ : Рута, 2006. - 328 с.
13. Дубина А. О. Розподш важких металiв (Fe, Mn, Cu, Zn, Ni, Pb, Cd) в грунтах м. Кременчука / А. О. Дубина, I. I. Сараненко, Н. М. Цветкова // Збiрка матерiалiв Мiжнародноï конференци «Сучасш проблеми бюлоги екологи та хiмiï» присвяченоï 20-рiччю бюлопчного факультету ЗНУ 29 березня-01 кв^ня 2007 р. - Запорiжжя, 2007. - Ч.2. - С. 466-467.
14. Борисова Е. А. Основы химического анализа в экологии : учеб. пособие / Е. А. Борисова. - Севастополь : Изд-во СевГТУ, 2001. - 140 с.
15. Фатеев А. I. Загальш закономiрностi вмюту та розподiлу мжроелементв у грунтах Украши / А. I. Фатеев, Я. В. Пащенко // Фоновий вмют мшроелементв у грунтах Украши [за ред. А. I. Фатеева, Я. В. Пащенка]. -Харюв : ННЦ Институт грунтознавства та агрохiмiï iм. О.Н. Соколовського», 2003. - С. 53-65.
16. Сапрыкин Ф. Я. Геохимия почв и охрана природы. Геохимия, повышение плодородия и охрана почв / Ф. Я. Сапрыкин. - Л. : Недра, 1984. -231 с.
17. Баранов В. Вмют шгментв фотосинтезу в проростках рослин при вирощуванш на грунтах породного вщвалу вугшьних шахт / В. Баранов, О. Кузьмич // Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищг Фiзiолого-бiохiмiчнi та еколопчш аспекти : тези доп. III Мiжнар. конф. - Львiв, 2007. - С.110.
Summary Jatsukh O., Snytynskyj V.
Lviv National Agrarian University TERRITORIAL DISTRIBUTION OF HEAVY METALS IN THE AFFECTED TO DUMP OF MINES «CHERVONOGRADSKA»
Key words: heavy metals, soil, dump, mine, direction, distribution.
Content of mobile forms of heavy metals is investigated in the soil of the territory which adjoins to the dump of the coal mine, after basic directions. It is set that the maximal concentrations of heavy metals in soil are fixed at the foot of waste bank. Inhere is not certain conformity to law of territorial distribution of elements, as a concentration of separate metals increases with distance, and others diminishes. In a southward there is more intensive piling up of toxicant in soil. Exceeding of norms of GDK at a copper and lead.
Стаття надшшла до редакци 21.04.2011
