Тяжелые металлы в городских почвах: оценка содержания и экологического риска

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью выявления особенностей накопления тяжелых металлов в почвах урболандшафтов Владивостока и Уссурийска и установления величины потенциального экологического риска. Целью работы является оценка геохимического состояния почв различных функциональных зон урболандшафтов с использованием нескольких индексов загрязнения. Методы. Валовое содержание элементов в почвах определяли методом рентгенфлуоресцентного анализа на спектрометре EDX-800HS (Shimadzu). Результаты. Под влиянием сильной техногенной нагрузки в верхних горизонтах почв урболандшафтов в наибольшей степени накапливаются хром, медь, цинк и свинец. Содержание ванадия, кобальта и никеля сравнимо с кларком или ниже его. Средние и максимальные значения комплексных коэффициентов загрязнения PLI и NPI свидетельствуют о деградации поверхностного слоя городских почв и сильной степени загрязнения тяжелыми металлами. Потенциальный экологический риск колеблется от незначительного до среднего. Степень загрязнения почв различных функциональных зон увеличивается в следующем ряду: рекреационная<многоэтажной застройки<транспортно-селитебная<малоэтажной застройки, уровень загрязнения варьирует от оценки «чиста почва» до оценки "сильно загрязненная почва". В некоторых почвах рекреационной зоны выявлена слабая аккумуляция хрома, цинка и меди. В почвах зоны многоэтажной застройки во Владивостоке обнаружено накопление хрома, меди, свинца и цинка (от слабого до среднего), а в Уссурийске отмечено только накопление меди. В почвах транспортно-селитебной зоны и зоны малоэтажной застройки с разной степенью интенсивности аккумулируются хром, медь, свинец и цинк. Более высокие значения как индивидуальных (Igeo, EF, PI), так и комплексных показателей загрязнения (NPI, PLI, PERI) выявлены в почвах Владивосток.

The relevance of the study is caused by the need to reveal the features of accumulation of heavy metals in the soils of the urban landscapes of Vladivostok and Ussuriysk and to establish the value of the potential environmental risk. The main aim of the work is to assess the geochemical state of soils in various functional zones of urban landscapes using several pollution indices. Methods. The total content of trace elements in soils was determined by x-ray fluorescence spectroscopy using an EDX-800HS (Shimadzu) spectrometer. Results. Chromium, copper, zinc and lead are accumulated to the greatest extent in the upper soil horizons of urban landscapes under the influence of a strong technogenic load. The content of vanadium, cobalt, and nickel is comparable to or lower than clark. The average and maximum values of complex pollution coefficients PLI and NPI indicate the degradation of the surface layer of urban soils and a strong degree of heavy metal pollution. The value of the potential environmental risk index varies from small to medium. The soil pollution level in various functional zones increases in the following series: recreational zone<zone of multi-storey buildings<transport and residential zone<zone of low-rise buildings, while the level of pollution varies from the assessment of «clean» to the assessment of "highly polluted". Weak accumulation of chromium, zinc and copper was detected in some soils of recreational zones. A noticeable increase in the content of various heavy metals was found in the soils of Vladivostok multi-storey development zone, increase in the copper content was noted in Ussuriysk. Chromium, copper, lead and zinc are accumulated in the soils of transport and residential zone and low-rise buildings zone with varying degrees of intensity. Higher values of both individual (Igeo, EF, PI) and complex pollution indicators (NPI, PLI, PERI) were found in the soils of Vladivostok.