Влияние глауконитсодержащих хвостов обогащения фосфоритов на подвижность свинца в почвах

Свинец (Pb) входит в число токсичных элементов, относящихся к первому классу опасности. Глобальное загрязнение почв Pb приводит к тяжелым последствиям для окружающей среды и здоровья человека. Особую экологическую опасность представляют подвижные формы этого элемента. Для иммобилизации Pb в почвах используют различные материалы (мелиоранты), способные переводить его в малорастворимую в воде и слабых кислотах форму. Поиск безопасных натуральных материалов, пригодных для реабилитации загрязненных почв, имеет большое практическое значение. К перспективным мелиорирующим материалам можно отнести глауконитсодержащие хвосты обогащения фосфоритов (ХОФ). Основной компонент ХОФ – глауконит – относится к природным сорбентам, способным связывать широкий спектр тяжелых металлов. Помимо глауконита в состав ХОФ входят фосфориты мелких фракций, глинистые и известковые компоненты, кварц. Влияние ХОФ на подвижность Pb в почве изучали в лабораторных условиях. Для проведения исследований использовали четыре варианта различной по химическому составу суглинистой почвы. Содержание Рb в разных образцах почвы статистически значимо не отличалось друг от друга. Влияние ХОФ на подвижность Pb оценивали в сравнении с известняком. Мелиоранты вносили в дозировке 1 г/кг. В результате исследований установлено, что ХОФ приводят к активной иммобилизации Рb в кислых, бедных органическим веществом почвах, а известь – в нейтральных высокогумусированных почвах. Математическая обработка результатов эксперимента дает основание предположить, что ведущим механизмом связывания Pb в почве при внесении извести является образование малоподвижных комплексов с органическим веществом, а при внесении ХОФ – адсорбция свинца глауконитом. Внесение ХОФ способствует не только снижению подвижности Pb, но и обогащению почвы фосфором, калием, серой, кальцием и комплексом микроэлементов, входящими в состав этого мелиоранта, что имеет существенное значение для восстановления плодородия деградированных земель.

1. Бутовский Р. О. Тяжелые металлы как техногенные загрязнители и их токсичность для почвенных беспозвоночных животных // Агрохимия. 2005. № 4. С. 73 – 79.

2. Витковская С. Е. Оценка риска загрязнения агроэкосистем тяжелыми металлами // Агрохимия. 2013. № 11. С. 78 – 85.

3. Ефремова С. Ю. Приемы детоксикации химически загрязненных почв // Известия Пензенского государственного педагогического университета им. В. Г. Белинского. 2012. № 29. С. 379 – 382.

4. Каверин А. В., Кирюшин А. В., Массеров Д. А. Экологизация сельскохозяйственной науки и производства – сельскохозяйственная экология – сельскохозяйственная эконология (в свете научного наследия Н. Ф. Реймерса) // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 2. С. 102 – 106. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-2-102-106

5. Маркина Е. О., Григорьев В. В., Сырчина Н. В. Влияние различных добавок на подвижность тяжелых металлов в почвах // Экология родного края : проблемы и пути решения : материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Киров : Изд-во Радуга-ПРЕСС, 2016. С. 87 – 90.

6. Медведев И. Ф., Деревягин С. С. Тяжелые металлы в экосистемах. Саратов : Ракурс, 2017. 178 с.

7. Новосёлова Е. С., Шихова Л. Н., Лисицын Е. М. Содержание тяжёлых металлов в дикорастущих растениях на выработанных торфяниках // Теоретическая и прикладная экология. 2021. № 1. С. 159 – 165. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-1-159-165

8. Осипов В. И., Соколов В. H., Румянцева Н. А. Микроструктура глинистых пород / под ред. Е. М. Сергеева. M. : Недра, 1989. 211 с.

9. Пилип Л. В., Козвонин В. А., Сырчина Н. В., Колеватых Е. П., Ашихмина Т. Я. Влияние подкисления навозных стоков на их микробиологические характеристики // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 3. С. 161 – 167. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-3-161-167

10. Пилип Л. В., Сырчина Н. В. Экологическая проблема отрасли свиноводства // Аграрная наука – сельскому хозяйству : материалы XIV Международной научно-практической конференции. Барнаул : Алтайский государственный аграрный университет, 2019. С. 193 – 196.

11. Снакин В. В., Рухович О. В., Флоринский И. В., Присяжная А. А., Хрисанов В. Р. Свинец в почвах России // Тяжелые металлы в окружающей среде: материалы международного симпозиума. Пущино : Пущинский научный центр РАН, 1997. С. 250 – 257.

12. Сырчина Н. В., Григорьев В. В. Влияние различных материалов на подвижность тяжелых металлов в почвенных системах // Advanced Science. 2017. № 3 (7). С. 53 – 61.

13. Сырчина Н. В., Ашихмина Т. Я., Богатырёва Н. Н., Кантор Г. Я. Оптимизация состава удобрений на основе молотых фосфоритов // Бутлеровские сообщения. 2019. Т. 60, № 12. С. 133 – 139.

14. Сырчина Н. В., Ашихмина Т. Я., Богатырёва Н. Н., Кантор Г. Я. Глаукониты ВятскоКамского фосфоритоносного бассейна // Теоретическая и прикладная экология. 2020. № 2. С. 117 – 122. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2020-2-117-122

15. Curtin D., Trolove S. Predicting pH buffering capacity of New Zealand soils from organic matter content and mineral characteristics // Soil Research. 2013. Vol. 51, iss. 6. Р. 494 – 502. https://doi.org/10.1071/SR13137

16. Fernandez C., Monna F., Labanowski J., Loubet M., Oort F. van. Anthropogenic lead distribution in soils under arable land and permanent grassland estimated by Pb isotopic compositions // Environmental Pollution. 2008. Vol. 156, iss. 3. Р. 1083 – 1091. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2008.04.014

17. Hale B., Evans L., Lambert R. Effects of cement or lime on Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Sb and Zn mobility in field-contaminated and aged soils // Journal of Hazardous Materials. 2012. Vol. 199 – 200. Р. 119 – 127. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2011.10.065

18. Tlustoš Р., Száková J., Kořínek K., Pavlíková D., Hanc A., Balík J. The effect of liming on cadmium, lead, and zinc uptake reduction by spring wheat grown in contaminated soil // Plant Soil and Environment. 2006. Vol. 52, № 1. P. 16 – 24. https://doi.org/10.17221/3341-PSE

19. Von Wandruszka R. Phosphorus retention in calcareous soils and the effect of organic matter on its mobility // Geochemical Transactions. 2006. Vol. 7. Article number 6. https://doi.org/10.1186/1467-4866-7-6

20. Vondráčková S., Hejcman М., Tlustoš P., Száková J. Effect of quick lime and dolomite application on mobility of elements (Cd, Zn, Pb, As, Fe, and Mn) in contaminated soils // Polish Journal of Environmental Studies. 2013. Vol. 22, iss. 2. P. 577 – 589.

21. Wang S., Peng Y. Natural zeolites as effective adsorbents in water and wastewater treatment // Chemical Engineering Journal. 2010. Vol. 156, iss. 1. Р. 11 – 24.