УДК 574.44

СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОДЕРЖАНИЯ ЭССЕНЦИАЛЬНЫХ И ТОКСИЧНЫХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ НА ТЕРРИТОРИИ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ

Сальникова Е.В.1, Мишукова Т.Г.2, Подрез Я.В.3, Сальников И.А.4
1Оренбургский государственный университет, кандидат химических наук, доцент, заведующий кафедрой химии
2Оренбургский государственный университет, магистрант
3Оренбургский государственный университет, студент
4Оренбургский государственный университет, магистрант

Аннотация
В статье представлен сравнительный анализ содержания эссенциальных (цинка, меди) и токсичных (свинца, кадмия) микроэлементов в почвах Оренбургской области. Определены повышенные концентрации цинка и меди в почвах районов Восточного Оренбуржья. Наблюдается недостаток этих микроэлементов в Центральной и Западной зонах. Среднее содержание токсичных элементов свинца и кадмия на всей территории Оренбуржья в пределах допустимых концентраций.

Ключевые слова: микроэлементы, Оренбургская область, почва, токсичные вещества


COMPARATIVE ANALYSIS OF THE CONTENT OF ESSENTIAL AND TOXIC TRACE ELEMENTS IN TERRITORY OF THE ORENBURG REGION

Salnikova E.V.1, Mishukova T.G.2, Podrez Y.V.3, Salnikov I.A.4
1Orenburg State University, PhD of chemical Sciences, Assistant Professor, head of Department of chemistry
2Orenburg State University, undergraduate
3Orenburg State University, student
4Orenburg State University, undergraduate

Abstract
The article presents a comparative analysis of the content of essential (zinc, copper) and toxic (lead, cadmium) and trace elements in the soils of the Orenburg region. Identified elevated concentrations of zinc and copper in the soils of the regions East of the Orenburg region. There is a lack of these micronutrients in the Central and Western zones. The average content of toxic elements lead and cadmium in all areas of the Orenburg region within the limits of permissible concentrations.

Рубрика: 03.00.00 БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Сальникова Е.В., Мишукова Т.Г., Подрез Я.В., Сальников И.А. Сравнительный анализ содержания эссенциальных и токсичных микроэлементов на территории Оренбургской области // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 11 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/11/74124 (дата обращения: 04.10.2017).

Почва является одним из важнейших объектов окружающей среды, дающим более 90 % продуктов питания и сырья для производства самой разнообразной продукции. Исследователями В. Д. Кучеренко, П. Я. Мишиным, В. Б. Черняховым [1, 2] впервые были выявлены региональные закономерности распределения и поведения некоторых микроэлементов (Сr, Mn, Pb, Ni, Cu, Zn, Co и других) в почвах и растениях.Недостаток того или иного необходимого для растения микроэлемента в почве вызывает серьезные нарушения в его развитии.

Цель данной работы – исследование содержания эссенциальных (цинка, меди) и токсичных (свинца, кадмия) микроэлементов в почвах Оренбургской области.

Объекты и методы исследования

Объектом исследования послужили почвы из 35 административных районов Оренбургской области, отбор проб проводился в 2014 году. В исследуемых образцах определялись эссенциальные микроэлементы такие как, цинк и медь, а также токсичные – кадмий и свинец. Содержание цинка, меди, кадмия и свинца в исследуемых объектах устанавливали по стандартизированным методикам в аккредитованной лаборатории Испытательного Центра ГНУ «Всероссийский НИИ мясного скотоводства» РАСХН (аттестат аккредитации И.Л. NPOOCRU 000121 ПФ 59) методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии [3, 4].

Статистическая обработка результатов проводилась с использованием программы Microsoft Excel, включая описательную статистику, оценку достоверности различий по Стьюденту [5]. Значения считали достоверно значимыми при р> 0,9.

Результаты и их обсуждения

Определение содержания и распределения микроэлементов (цинка и меди), а также токсичных элементов (свинца и кадмия) проводились по трем природно – климатическим зонам Оренбургской области: Восточной, Центральной и Западной.

Из данных, представленных в таблице 1, видно, что содержание цинка в почвах Центральной и Западной зоны в пределах нормы и составляет 9,25 мг/кг и 12,98 мг/кг соответственно. На востоке области концентрация цинка в почве выше ПДК в 1,1 раза[6]. Результаты исследований показывают, что среднее значение содержания цинка в почвах Восточного Оренбуржья, выше,чем в Центральной и Западной зонах в  2,6 и 1,9 раз соответственно.

Таблица 1 – Среднее значение содержания элементов в почвах Оренбургской области

Содержание элемента, мг/кг

Западная

зона

Центральная

зона

Восточная зона

ПДК, мг/кг

Zn

12,98±0,095

9,25±0,463

23,99±1,199

23,0

Cu

0,63±0,0315

1,05±0,053

2,69±0,134

3,0

Cd

0,10±0,005

0,12±0,006

0,07±0,004

0,3

Pb

3,69±0,185

2,89±0,145

2,88±0,144

6,0

Экспериментально установлено, что наименьшее содержание меди в почвах Западного Оренбуржья (0,63 мг/кг) при ПДК = 3,0 мг/кг. Почвы Восточной зоны характеризуются повышенным значением концентрации меди, близким к ПДК, но не превышает его. Полученные результаты согласуются с данными, приведёнными в литературе [7, 8].  Медь является важным элементом для жизни растений, однако в высоких концентрациях может оказывать токсическое действие. Симптомы избытка меди проявляются в виде образования многочисленных окрашенных в коричневый цвет боковых корней или хлороза.

Повышенные концентрации цинка и меди в районах Восточного Оренбуржьяобъясняются тем, что в этой зоне находятся медноколчеданные месторождения (Блявинское, Гайское), расположен Медногорский медно-серный комбинат.  Выбросы этого предприятия оставляют свой след в различных природных средах, в том числе и в почвах.

Среднее значение содержания кадмия в почвах составляет 0,07 мг/кг в Восточной, 0,1 мг/кг в Западной и 0,12 мг/кг в Центральной зонах при (ПДК = 0,3 мг/кг). Кадмий очень токсичный элемент и накапливается в растении в результате загрязнения почв этим металлом. Кроме того, кадмий может выступать как антагонист цинка, нарушая его поступление в ткани растения. Замещение цинка кадмием в растительном организме приводит к цинковой недостаточности, что, в свою очередь, вызывает угнетение его развития и даже гибель.

Результаты исследований показывают, что в почвах районов расположенных в Западной зоне содержание свинца выше, в среднем в 1,3 раза, чем в других зонах.В целом, по трем климатическим зонам Оренбуржья содержание свинца в почвах не превышает ПДК (таблица 1). Свинец представляет наименьшую опасность для растений, так как  быстро теряет подвижность в результате химических реакций. Однако очень высокие концентрации свинца в почвах могут существенно подавлять рост растений [9].

Таким образом, проведенными исследованиями установлено превышение ПДК по цинку в почвах районов Восточного Оренбуржья в 1,1 раза. Средние значения концентрации меди, близки к ПДК, но не превышают его. В почвах районов Центрального и Западного Оренбуржья наблюдается недостаток цинка и меди.


Библиографический список
  1. Кучеренко, В. Д. Содержание микроэлементов в почвах Оренбургской области / В. Д. Кучеренко // Микроэлементы в почвах Советского Союза. – М., 1973. – Вып. 1. – С. 96–100.
  2. Мишин, П. Я. Микроэлементы в почвах Оренбуржья и эффективность микроудобрений  / П. Я. Мишин// – Челябинск:  ЮУКИ,  1991. – 92 с.
  3. Современные методы определения химических элементов [Электронный ресурс] : учеб.пособие для вузов / М. Г. Скальная [и др.]; М–во образования и науки Рос. Федерации, Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования “Оренбург.гос. ун-т”. – Электрон.текстовые дан. (1 файл: Kb).– Оренбург: ГОУ ОГУ, 2011. – Adobe Acrobat Reader 5.0.
  4. Кудрявцева, Е.А. Экологическая оценка содержания цинка в экосистеме на территории Оренбургской области / Е.А. Кудрявцева, Е.В. Сальникова, С.Н. Кузьмин, А.С. Кустова, А.М. Мирошников // Вестник ОГУ, 2012.–№10 (146)/октябрь. –С.153 – 155.
  5. Дёрффель, К. Статистика в аналитической химии / К. Дёрффель// – M.: Мир, 1994. – 268 с., ил. ISBN 5– 03– 002799– 8.
  6. Сальникова, Е.В. Экологическая оценка распределения цинка на территории Оренбургской области / Е.В. Сальникова, Е.А. Осипова // Вестник ОГУ,  2015.  –   №  10  (185).  – С. 132 – 135.
  7. Русанов, А.М. Содержание валовых и подвижных форм тяжелых металлов в почвах г. Орска / А.М.Русанов, А.В.Тесля, Н.И.Прихожай, Д.М. Турлибекова // Вестник ОГУ, 2012. –  №4 (140)/апрель` – С. 226 – 230.
  8. Климентьев, А.И.   Оценка эколого-геохимического состояния поверхностного слоя почв селитебных территорий Оренбургской области / А.И.   Климентьев, Д.Г. Поляков  // Бюллетень Оренбургского научного центра УрО РАН (электронный журнал), 2013, № 2. – С.1 – 7.
  9. Семенова, И.Н. Влияние меди и свинца на рост и развитие растений на примере ANETHUM GRAVEOLENS L. / Семенова, И.Н., Семенова И.Н., Сингизова Г.Ш., Зулкаранаев А.Б., Ильбулова Г.Ш. // Современные проблемы науки и образования. – 2015. – № 3.;URL: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=19568 (дата обращения: 23.10.2016).


Все статьи автора «Сальникова Елена Владимировна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: