В статье представлены результаты исследований о содержании и накоплении тяжёлых металлов (Cu, Zn, Mn, Fe, Ni, Co, Cd, Pb) в почвах и плодах плодово-ягодных культур на приусадебных участках. Фактические концентрации тяжёлых металлов в почвенных и растительных образцах определены методом атомно-абсорбционной спектрометрии. Установлено, что количество подвижных ионов тяжёлых металлов в почвах не превышали предельно допустимых уровней, за исключением Zn и Mn, которые являются приоритетными металлами, в большей степени накапливающихся в почвах исследуемой территории. Анализ данных показал, что содержание Cu (6,5-9,8 раза), Zn (6,8-23 раза), Fe (4,2-11,7 раза), Ni (48-72 раза) в плодах, выращенных на садовых участках, превышали предельно-допустимые концентрации во всех исследуемых нами культурах. Наибольшее количество Cd и Pb превышающие значения ПДК отмечены в плодах смородины красной и крыжовника обыкновенной. Концентрации кобальта превысили норму в съедобной части всех изучаемых плодово-ягодных культур, за исключением малины обыкновенной. Выявлено, что по интенсивности поглощения тяжёлые металлы в плодах древесно-кустарниковой растительности уменьшались в ряду: Fe → Ni → Pb → Cu → Co → Cd → Zn → Mn. Расчеты биогеохимической активности показали, что наибольшей металлоаккумулирующей способностью обладали плоды Prunus cerasus, наименьший - Ribes uva-crispa.
Огромное количество различных загрязняющих веществ, в особенности тяжелых металлов, накопилось за последние несколько десятилетий в окружающей среде. К этим негативным последствиям привел непрерывный рост производства и интенсивная промышленная и сельскохозяйственная деятельность человечества, которая представляет реальную угрозу для биосферы. Важность исследования адсорбции ионов тяжелых металлов нельзя недооценивать, особенно в условиях ухудшающейся экологической обстановки. Естественные адсорбенты, такие как скорлупа грецкого ореха и кедровой шишки, могут стать эффективным средством для удаления токсичных веществ из сточных вод и загрязненных экосистем. Эффективность их использования обусловлена уникальной структурой и химическим составом, что позволяет связывать ионы металлов и минимизировать их вредное воздействие.
Получены кинетические и равновесные данные по адсорбции ионов тяжелых металлов кадмия(II), свинца(II) различными природными материалами: скорлупа грецкого ореха, скорлупа кедровой шишки, отходы граната. На основе полученных данных можно выделить ключевые факторы, влияющие на процесс адсорбции - это pH раствора, температура и время контакта. Проведенные эксперименты продемонстрировали, что оптимальные условия способствуют максимальной задержке ионов свинца именно на скорлупе кедровой шишки.
Рассчитаны кинетические характеристики процесса адсорбции, выявлен механизм его протекания. Дальнейшие исследования в этой области могут открыть новые перспективы использования природных адсорбентов для очистки водоемов и почвы. Разработка технологий на основе местных ресурсов может значительно снизить затраты на очистку и улучшить экологическую ситуацию в регионах, подверженных загрязнению.
Целью работы является проведение оценки экологического состояния воды и донных отложений крупнейшего искусственного водоема Алтайского края - Гилёвского водохранилища на содержание искусственных и естественных радионуклидов и тяжелых металлов. Определены концентрации ионов меди, свинца, цинка, никеля, кадмия в пробах донных отложений и воде водохранилища атомно-абсорбционным методом, радиоактивность 241Am и 137Cs, а также содержание естественных и искусственных радионуклидов. В результате установлено, что мощность дозы гaммa-излучения донных отложений Гилёвского водохранилища не превышает нормативных значений и составляет 0,10-0,18 мкЗв/ч. Содержание в донных отложениях естественных радионуклидов (40K, 226Ra, 232Th) соответствует природному уровню, при этом искусственные радионуклиды 241Am, 137Cs, 90Sr, 239+240Pu в верхнем бьефе не обнаружены, в то время как в нижней они зафиксированы, что может являться результатом накопления радиоактивности в наиболее узком месте водохранилища в ходе перемещения донных наносов течением. Содержание цинка, свинца, кадмия, никеля и железа не превышает значений, нормируемых для водоемов рыбохозяйственного назначения, в отличие от меди, содержание которой в 3,7 раза превышает этот уровень. Нормативы для питьевой воды не превышены ни по одному из анализируемых показателей.
Целью исследования является выявление геоэкологических факторов, оказывающих влияние на малые реки: Човью, Маджа, Кылтымью, Важъёлью, Мартыю - посредством оценки валовой концентрации тяжелых металлов (марганец, цинк, медь, кадмий, железо и свинец) в донных отложениях. Русла исследуемых рек расположены в окрестностях г. Сыктывкара, однако до настоящего времени слабо изучены. Отличительной особенностью водотоков является то, что некоторые участки русел пролегают по особо охраняемым природным территориям. Кроме того, вдоль русла рек ведется активная вырубка лесов и сельскохозяйственная деятельность. Результаты исследования показали, что особенности гидрографической сети и характер подстилающей поверхности территорий способствуют естественному дренажу дождевых и талых вод через почвенные горизонты, при этом происходит обогащение вод растворимыми соединениями. Затяжной зимний период с отрицательными температурами способствует тому, что преобладающая часть стока сбрасывается в водотоки в период весеннего половодья, что приводит к значительному разбавлению вод и выносу загрязняющих веществ за пределы водотоков. В связи с тем, что реки располагаются вблизи города, происходит активное хозяйственное использование территорий, что оказывает негативное влияние на состояние водотоков.
Целью исследования является анализ пространственной изменчивости потоков тяжелых металлов из атмосферы в устьевой части Северной Двины, поступающих как от местных источников, так и вследствие дальнего переноса. Устьевые области больших рек арктических морей характеризуются значительной пространственно-временной изменчивостью характеристик природных условий. Это, в свою очередь, сказывается на неоднородности распределения загрязнения. В работе рассматриваются результаты применения траекторного подхода и метода статистики траекторий переноса воздушных масс для оценки и прогнозирования воздействия атмосферных эмиссий на окружающую среду, в том числе отдаленных территорий. Проведен анализ траекторий переноса воздушных масс и примесей в устьевую область Северной Двины. Расчет обратных траекторий движения воздушных масс проводился с использованием модели HYSPLIT4 и данных реанализа метеорологических элементов NCEP/NCAR. Установлено, что для всех примесей, для которых проводились расчеты - Zn, Cr, As, Pb, Cd, Cu и Ni, за месячный период имеет место весьма заметная пространственная изменчивость атмосферных потоков. При этом направления их наибольших градиентов не всегда совпадают и зависят от расположения источников эмиссии.
В статье представлены результаты исследования сорбционной способности природной монтмориллонитовой глины по отношению к катионам тяжелых металлов: Fe3+, Mn2+, Cu2+ и Pb2+. Исследования проводились на модельных растворах с концентрациями от 0,01 до 0,2 ммоль/мл. Для определения химического состава исследуемой глины применялся метод рентгеноструктурного анализа (РСА) с использованием сканирующего растрового микроскопа JEOLJSM 6510 LV (Япония). Процесс адсорбции исследуемых ионов металлов проводился статическим способом при температурах 25, 45 и 600С до установления равновесного состояния. Для характеристики сорбционной возможности монтмориллонитовой глины по отношению к исследуемым катионам тяжелых металлов применялись модели Ленгмюра и Фрейндлиха. Были определены константы уравнений Ленгмюра и Фрейндлиха, рассчитаны термодинамические функции сорбционного процесса. Для расчета теплоты сорбции применялось уравнение Клаузиса-Клапейрона. По значениям величин сорбируемости исследуемых двухзарядных катионов металлов было установлено уменьшение сорбционной способности монтмориллонита в порядке: Mn2+ > Cu2+ > Pb2+. Исследовано влияние температуры на величину сорбируемости исследованных ионов. При увеличении температуры величина сорбции у всех катионов металлов возрастает. Вычисленные термодинамические функции показывают, что процесс сорбции на поверхности монтмориллонитовой глины протекает самопроизвольно. Таким образом, на основании полученных значений сорбции исследованных ионов установлена возможность использования монтмориллонитовой глины в целях извлечения катионов исследованных тяжелых металлов из водных сред.
Цель работы заключалась в оценке влияния разработки нефтяных месторождений на содержание химических элементов в лишайниках эпигейной группы, которые используются в качестве индикаторов антропогенного влияния на окружающую среду. Территория исследования активно используется оленеводами для выпаса северного оленя, в организм человека тяжелые металлы попадают по трофической цепи, накапливаются и вызывают различные заболевания. В работе использованы данные анализа проб эпигейных лишайников, отобранных на различной удаленности от Харьягинского месторождения в Ненецком автономном округе. Отбор проб осуществлялся в 2023 г. на четырех площадках по маршруту Нарьян-Мар - Харьягинское месторождение. Для определения химических элементов разложение образцов лишайников проводили путем кислотного вскрытия. Элементный анализ проб проведен по методике НСАМ 499-АЭС/МС. Было определено, что накопление Ca, Zn, Ag, Cd лишайниками характерно для всей территории исследования (коэффициенты обогащения больше 10). Загрязнение цинком и кадмием имеет антропогенное происхождение, которое преимущественно связано с выбросами автотранспорта, так как точки отбора проб находились на незначительном удалении от автомобильной дороги, ведущей к месторождению. В точке, находящейся в непосредственной близости к месторождению, наблюдается обогащение лишайников Cu, Mo, Zn, Cd, что указывает на локальное загрязнение окружающей среды этими элементами, связанное с деятельностью Харьягинского месторождения.
Работа посвящена проблеме аккумуляции тяжелых металлов в почвах промышленных центров. Актуальность работы обоснована необходимостью регулярного мониторинга и оценки состояния окружающей среды в связи с ухудшающейся экологической ситуацией в Екатеринбурге. Цель работы заключалась в оценке загрязнения почвенного покрова города Екатеринбурга тяжелыми металлами. Объектом исследования являлись пробы почв, отобранные в разных районах Екатеринбурга. Описана подготовка проб к анализу; указаны методы исследования: потенциометрический (для определения характера среды) и инверсионно-вольтамперометрический (для определения тяжелых металлов - свинца, никеля, меди, цинка и кадмия). Приведена карта города с указанием участков отбора почвенных проб. Отмечено, что в Екатеринбурге преобладают дерново-подзолистые почвы, по гранулометрическому составу - среднесуглинистые. Указаны источники загрязнения почв, приведен механизм аккумуляции тяжелых металлов в почвах. Рассчитаны коэффициенты концентрации тяжелых металлов и значения интегрального показателя загрязнения Zc; составлены геохимические специализации почв по коэффициентам концентрации тяжелых металлов. Обнаружено, что высоким уровнем загрязнения характеризуются почвы четырех участков отбора проб; средним уровнем - почвы восьми участков. Установлено, что в почвах Екатеринбурга формируются техногенные геохимические ассоциации состава Cd3-20 Pb3-18 Zn2-9 Ni1-9 Cu1-7. Подчеркнуто, что в результате техногенного воздействия уровень металлизации почв в Екатеринбурге достаточно высок.
Предметом работы является развитие методики снегогеохимических исследований для эффективной экспрессной оценки качества атмосферного воздуха в условиях техногенного воздействия от различных промышленных источников, формирующих комплексное загрязнение окружающей среды, а также создание информационно-картографической основы для дальнейшего экологического мониторинга значимого района Байкальского региона. На примере детальной оценки загрязнения атмосферы в районе строительства экотехнопарка “Восточный” производится сопоставительный анализ информативности картограмм распределения загрязняющих веществ в снеговой воде и в твердом остатке. На рассматриваемой территории находятся различные источники техногенных воздействий - от металлургического предприятия до объектов теплоэнергогенерации, в связи с этим данный кейс отлично характеризует преимущества метода снегогеохимической съемки как наиболее представительного способа оценки загрязнения атмосферы в задачах экологического мониторинга “зимних” регионов, снятия экологических рисков с новых горных проектов в северной части Евразии, контроля производственной деятельности в городах с устойчивым снеговым покровом. Оптимизация данного вида геоэкологических исследований является весьма актуальной задачей. Произведен отбор проб сезонного снега, таяние и фильтрация снеговой воды с целью разделения растворимых и нерастворимых форм поллютантов. Выполнен химический анализ снеговой воды и твердого остатка. Определены ассоциации элементов, отвечающие различным источникам воздействий. Представлены картографические материалы, характеризующие распределение поллютантов на площади. Исследование позволяет наглядно сравнить результаты, получаемые по традиционной, но затратной методике анализа снеговой воды с помощью прецизионных химико-аналитических методов ICP-AES/MS, и по экспрессной и дешевой методике анализа твердого остатка с помощью неразрушающего анализа XRF. Показано, что второй способ также является весьма информативным, он позволяет с минимальными затратами детально охарактеризовать геоэкологическую обстановку на значительной площади, выявить и закартировать зоны с аномальными по техногенным причинам состоянием атмосферы. В результате дана наиболее детальная в пространственном отношении характеристика загрязнения воздуха в районе г. Усолье-Сибирское, который является постоянным объектом внимания со стороны государственных органов экологического контроля как рекультивируемый объект накопленного вреда окружающей среде и одновременно перспективная производственная площадка. Описанные методические подходы применимы для широкого перечня геоэкологических ситуаций в регионах с длительной зимой.
Возрастающий уровень техногенной нагрузки на окружающую среду оказывает негативное влияние на экологические системы различного уровня организации. Значительный вклад в загрязнение окружающей среды вносят тяжелые металлы, так как наряду с выраженным биологическим действием они обладают кумулятивным эффектом. Поиск новых методических подходов устранения последствий техногенного загрязнения тяжелыми металлами является актуальной задачей для создания экологического благополучия территорий. Физические и химические методы используемые для ремедиации имеют ряд недостатков, таких как высокая стоимость и неполное удаление, что может привести к вторичному загрязнению. Бактериальная ремедиация является высокоэффективным методом обеспечивающим снижение уровня техногенной нагрузки на экологическую систему бактерия - вода - почва - растение - животное - человек. В статье проведен анализ метааналитических литературных данных механизмов взаимодействия бактериальной клетки и металлов, методы биоремедиации почв и оценка сорбционных характеристик микроорганизмов рода Bacillus sp. Представленные в обзоре результаты эмпирических исследований свидетельствуют о высоком биоремедиационном потенциале представителей данной группы в отношении как эссенциальных так и ксенобиотических элементов из группы тяжелых металлов. Так уровень сорбции ртути из субстртатов может достигать 96,4 % от внесенной концентрации, свинца до 99,5 %, кадмия - 98,3 %, мышьяка - 98,3 %, никеля - 99,2 %, хрома - 95,0 %, меди - 91,8 % и цинка - 87,0 %, соответственно. Поиск альтернативных методов ремедиации территорий подвергшихся техногенной нагрузки с использованием популяций бактериальных клеток является не только высокоэффективным, но и экологически безопасным. В большинстве анализируемых работ используются аборигенные штаммы уровень металтолерантности и сорбционной емкости которых обусловлен их селекционными характеристиками в условиях избыточной катионной нагрузки металлов на среду их обитания.