Географы из МГУ провели исследование подвижности металлов в почвах Центрально-Лесного заповедника, расположенного на территории Тверской области. На его примере ученые проанализировали тенденции в сезонном распределении элементов в подзолистых почвах. Оценка проводилась по 13 металлам: кадмию, кобальту, хрому, меди, железу, лантану, марганцу, никелю, рубидию, стронцию, свинцу и цинку.
В рамках исследования изучалось общее содержание металлов в нескольких подвижных формах: обменной, комплексной с органическим веществом и сорбированной гидроксидами. Потенциальная подвижность оценивалась как отношение подвижных фракций к общему содержанию элемента. Выяснилось, что значительная часть металлов находится именно в подвижном состоянии, переходя из минеральной фазы в раствор или образуя связи с доступной для растений органикой. Наиболее подвижными оказались марганец, кадмий, кобальт и свинец: их показатель от 60% до 99% в гумусовых горизонтах почв.
Ученые ранжировали металлы по степени подвижности, а также оценивали этот показатель по глубине. К умеренно подвижным отнесли хром, медь, никель, лантан, цинк и железо. Для них значение в генетических горизонтах подзолистых почв составило от 4% до 16%. Низкоподвижными оказались рубидий и стронций — менее 4%.
Миграционную способность металлов определяло несколько факторов: содержание органики, гранулометрический состав и кислотность почвы. Например, во время влажных сезонов минералы переходили в растворы и перемещались вниз по грунту. При этом сезонные изменения больше выражены в пространственном распределении элементов, чем в глубинном. Особенно это касается переувлажненных участков.
Помимо колебаний влажности, влияющих на растворимость элементов и их перемещение, важную роль играет сезонный опад растений. Они тем самым поставляют связанные с органикой металлы на другие участки почвы, способствуя их перераспределению. В верхнем слое грунта подвижность элементов максимальная. Затем с глубиной она падает, но ниже подгумусового слоя снова возрастает благодаря сорбции илистыми частицами.
Результаты работы могут быть полезны при оценке экологических рисков и моделировании круговорота веществ с учетом сезонных и погодных особенностей.
Ранее мы рассказывали, что плесневые грибы тоже боятся тяжелых металлов.
