Вступ

Більшість дослідників відносять важкі метали до числа пріоритетних забруднювачів довкілля [2,16-18,28, 29, 35, 36-39, 44].

Тому контроль рівнів забруднення цими токсикантами основних компонентів природних та штучних екосистем (ґрунтів, природних вод та біологічних обєктів) відноситься до числа важливих завдань екологічного моніторингу.

Аналіз літературних джерел показує, що проблема екологічної оцінки негативного впливу важких металів на ґрунтовий покрив та біологічні обєкти далека від свого завершення.

Головними проблемами, які утруднюють оцінку екологічних ризиків від потрапляння важких металів до природних та штучних екосистем, є відсутність єдиної системи фонових рівнів, тобто таких концентрацій важких металів в ґрунтовому покриві, природних водах, біоті, які обумовлені дією суми природних процесів міграції та трансформації мікроелементів в природних та антропогенно змінених ландшафтах.

Не менш важливою проблемою є відсутність єдиної системи ГДК важких металів в основних обєктах навколишнього середовища. Існуючі системи ГДК не узгоджені між собою. Для деяких елементів, таких як кадмій, досі не розроблені ГДК в ґрунтах.

Причиною неузгодженості та протиріч в існуючих системах нормування вмісту ВМ в компонентах екосистем більшість дослідників бачить в тому, що дослідження токсичного впливу важких металів на ґрунт та рослини проводились в основному на модельних обєктах, тобто без урахування ролі тих процесів, які обумовлюють міграцію, акумуляцію та трансформацію важких металів в природних ландшафтах. Тому для вдосконалення системи екологічного моніторингу важких металів в природних та штучних екосистемах потрібні комплексні систематичні дослідження міграції та трансформації ВМ в ґрунтовому покриві, а також їх акумуляції основними видами сільськогосподарських культур із ґрунту в природних умовах на регіональному рівні.

Метою представленою роботи було дослідження міграції та трансформації важких металів (кадмію, свинцю, цинку, міді та кобальту) в ґрунтовому покриві та їх акумуляції основними сільськогосподарськими культурами в природно-кліматичних умовах Степової зони України.

Досягнення поставленої мети планувалось шляхом виконання наступних послідовних завдань:

· Дослідження особливостей просторового розподілу досліджуваних важких металів в ґрунтовому покриві Миколаївської області;

· Дослідження геопросторових характеристик (просторової локалізації та інтенсивності змиву-акумуляції) важких металів в ґрунтовому покриві території водозбору (на прикладі водозбірної території річок Висунь і Інгулець у Березнегуватському районі Миколаївської області);

· Дослідження особливостей вертикального розподілу важких металів в ґрунтовому профілі основних типів ґрунтів Миколаївської області в залежності від генетичних властивостей ґрунтів та ступеню їх антропогенної трансформації;

· Дослідження поведінки важких металів в основних типах ґрунтів Миколаївської області за результатами спостережень у мережі стаціонарних спостережних майданчиків;

· Визначення коефіцієнтів переходу ВМ із ґрунту в основну та побічну продукцію головних сільськогосподарських культур Миколаївської області.

Обєкт досліджень агроландшафти природно-кліматичної зони Степу України на території Миколаївської області.

Предмет досліджень - просторовий розподіл, масові концентрації, інтенсивність ґрунтової міграції та переходу із ґрунту в біомасу сільськогосподарських культур міді, цинку, кадмію, свинцю та кобальту.

важкий метал ґрунт сільськогосподарська культура

Наукова новизна роботи полягає в результаті багаторічних натурних досліджень вперше для агроландшафтів території Миколаївської області:

· Досліджені рівні вмісту рухомих форм міді, кобальту, свинцю та кадмію в ґрунтовому покриві та побудовані картосхеми їх просторового розподілу;

· Виявлені території локального монометалічного та поліметалічного забруднення ґрунтів ВМ;

· За допомогою методу кореляційного аналізу розроблена методика оцінки впливу природних (змив-акумуляція) та антропогенних (застосування мідьвмісних фунгіцидів) чинників на формування локального моно - та поліметалічного забруднення;

· Розрахований сумарний індекс металевого забруднення ґрунтового покриву області, дана його нормативна оцінка. Виявлена пріоритетна роль свинцю у формування сучасного рівню металевого забруднення ґрунтового покриву області;

· Дослідження геопросторового розподілу важких металів в межах водозбірної території показали наявність значного градієнту концентрації всіх досліджуваних металів в широтному напрямку, тобто від вододілу між балкою Вірьовчина та та р. Висунь і Інгулець до іхніх заплав;

· Виявлено існування двох зон концентрування ВМ: ґрунти територій геоакумулятивних ландшафтів річкових заплав та території сильнозмитих ґрунтів на делювії карбонатних порід;

· Були розраховані елювіально-акумулятивні коефіцієнти для генетичних горизонтів основних типів ґрунтів Степу України та виявлені відмінності вертикального розподілу ВМ у ґрунтовому профілі ґрунтів з непорушеною та порушеною генетичною структурою;

· Розраховані коефіцієнти переходу досліджуваних ВМ із ґрунту в основну та побічну продукцію основних с-г культур Миколаївської області, проведена оцінка впливів хіміко-біологічних властивостей металів та біологічних властивостей культури на накопичення важких металів біомасою рослин.

Результати проведених досліджень можуть бути застосовані у практиці ґрунтово-екологічного моніторингу агроландшафтів зони Степу, для виділення територій, придатних для вирощування екологічно безпечної продукції, а також для розробки системи заходів із відновлення екологічного стану антропогенно порушених ґрунтів.