ГЕОГРАФІЧНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ ПОШИРЕННЯ І ДИНАМІКА ФТОРУ У ЧОРНОЗЕМАХ ПІВДЕННИХ ПІВНІЧНО-ЗАХІДНОГО ПРИЧОРНОМОР’Я

Краткое содержание

Умови ґрунтоутворення. Дослідження умов ґрунтоутворення в межах території досліджень проведено шляхом аналізу численних літературних і фондових матеріалів. Зокрема особливості геологічної будови вивчали, використовуючи матеріали П.Цися (1962), В.Бон­дар­чука (1959), І.Сулімова (1984), ґрунтоутворюючих порід – Г.Танфільєва (1922), Г.Гончара (1961), П.Заморія (1961), М.Веклича (1968), Г.Гриня (1969), В.Краєва (1973); геоморфологічної будови – В.Бондарчука (1959), П.Цися (1972), В.Палієнко, М.Борщевського, С.Бортника (2004); гідрогеологічні особливості – Г.Гончара (1967), Р.Баєра, І.Зеленіна, Б.Лютаєва (1979); кліматичні особливості В.Алісова (1979), В.Бабіченко та ін. (1984), Я.Захаржевського (1983); рослинний покрив –  О.Лавренка (1947), В.Ткаченка (1973).

  Особливості генези та географії ґрунтів території досліджень. Ґрунтовий покрив території досліджень у межах північно-західного Причорномор’я відзначається незначною строкатістю. Основний ґрунтовий фон в межах досліджуваної території створюють південні чорноземи, у західній частині досліджуваного регіону переважають міцелярно-карбонатні чорноземи, у східній частині Задністров'я від озера Китай до Дністровського лиману – чорноземи південні модальні. Вони відрізняються від чорноземів південних міцелярно-карбо­нат­них відсутністю міцелярних форм карбонатів і деякими іншими властивостями. Еродовані чорноземи південні представлені слабо-, середньо-, і навіть сильнозмитими відмінами. Формуються ці ґрунти на схилах різної крутизни. У передбалкових пониженнях, а також у днищах балок формуються чорноземи намиті і лучно-чорноземні ґрунти. Перші утворилися внаслідок систематичного нанесення на поверхню ґрунту гумусованого делювію і тому потужність гумусового горизонту в них збільшується до 100 см і більше. Другі є напівгідромор­фними аналогами чорноземів і формуються, на відміну від останніх, в умовах підвищеного зволоження, що створюється внаслідок місцевого тимчасового перезволоження і живлення ґрунтовими водами, а також у результаті їхньої спільної дії.

У заплавах малих річок, а також у прибережних місцевостям причорноморських лиманів широко представлені ґрунти гідроморфного і галоморфного ряду, які утворилися в результаті близького до поверхні залягання ґрунтових вод.

            Проблеми вивчення фтору у природному середовищі. Фтор належить до найбільш поширених елементів у природі і входить до складу як літосфери, так і всіх компонентів біосфери. У природному стані він перебуває у вигляді важкорозчинних сполук.

Поведінку фтору в ґрунтах вивчали багато дослідників: А.Кабата-Пендіас, Х.Пендіас (1989), Ж.Крейдман (1983), Н.Кремлєнкова (1995), Ю.Кудзин, В.Пашова (1970), С.Балюк, П.Кукоба, Л.Чаусова (1992) та ін.. Отримані результати свідчать про те, що його міграційні властивості дуже різноманітні, а рівень вмісту в ґрунтовому розчині залежить від наявності глинистих мінералів, вмісту гумусу, величини рн і концентрацій кальцію і фосфору в ґрунтах.

Фтор досить широко розповсюджений у рослинних і тваринних організмах, і його вміст у них залежить від вмісту в навколишньому середовищі. Промисловими джерелами фтору є в основному заводи з виплавки алюмінію і виробництва фосфорних добрив. Високий вміст фтору в ґрунтах пов'язаний з використанням фосфорних добрив. Вважається, що з фосфорними добривами на земній кулі протягом року вноситься декілька сот тисяч тонн фтору. Основна небезпека забруднення об'єктів навколишнього середовища виникає в районах промислових підприємств, у викидах яких є фториди. Ці викиди  призводять до забруднення рослин, ґрунту, поверхневих вод і створюють небезпеку включення в харчовий ланцюг.

Механізми міграції фторидів через різноманіття можливих сполук маловивчені, складні і залежать як від умов середовища, так і від складу промислових викидів, добрив, меліорантів.

Методика досліджень. В основу вивчення географічних закономірностей поширення фтору у ґрунтах покладено порівняльно-географічний, порівняльно-профільний і порівняльно-аналітичний методи з використанням опорних ключових ділянок. Для порівняльно-географічної характеристики ґрунтів досліджували ґрунти Придунайської та Азово-Причор­номорської провінції підзони південного степу чорноземів південних. Досліджували такі ґрунти: чорноземи південні (модальні і міцелярно-карбонатні) в тому числі незрошувані, зрошувані і зрошувані гіпсовані, чорноземи південні залишково солонцюваті, лучно-чорноземні ґрунти в комплексі з приморськими солончаками північно-західного Причорномор'я України.  Ґрунтові зразки відібрані з 154 розрізів і двох свердловин (рис. 1).

Рис.1. Картосхема території дослідження

У зразках ґрунтів визначали валовий кислотнорозчинний і воднорозчинний фтор потенціометричним методом із застосуванням фторселективного електрода марки EF-IV, за методикою, розробленою Т.Головковою і Н.Красновою (1987). Особливого значення надавали вивченню вмісту фтору в чорноземах південних в зв’язку зі зрошенням і використанням фосфогіпсу як хімічного меліоранта осолонцьованих ґрунтів.

Дослідження впливу зрошення та гіпсування на вміст фтору в ґрунтах проводили в межах Дунай-Дністровської зрошувальної системи в польовому досліді, який містив варіанти: чорноземи південні незрошувані (контроль), чорноземи південні зрошувані, чорноземи південні зрошувані + фосфогіпс у дозі 12 т/га і чорноземи південні зрошувані + фосфогіпс у дозі 12 т/га + гній у дозі 60 т/га.

Особливості накопичення фтору в чорноземах південних при використанні підвищених доз фосфогіпсу (120 т/га) вивчали в модельно-лабораторному досліді.

Для виявлення впливу  меліорації на вміст фтору в рослинах і міграції його в системі „ґрунт-рослини” визначали кількість валового й активного фтору (у клітинному соку) рослин кукурудзи, вівса, гороху, пшениці, люцерни, відібраних у межах польового досліду.

У ґрунтах загальновизнаними методами визначали гранулометричний склад, карбонати, сольовий склад, а також вміст гумусу і активну кислотність, які впливають на рухомість фтору і надходження його в рослини.

Вплив викидів промислових підприємств на вміст фтору в ґрунтах і його міграції в системі „ґрунт-рослини” досліджували на ключових ділянках Одеського ботанічного саду (еталонна чиста зона) і зоні впливу Одеського суперфосфатного заводу.

Географічні особливості вмісту фтору в природних водах.

Значний вплив на вміст фтору  в ґрунтах відіграє його вміст у поверхневих, ґрунтових водах і атмосферних опадах.

Фтор у підземних водах. Підземні води північно-західного Причорномор'я характеризуються підвищеними показниками вмісту фтору (0,21-2,91 мг/л), які в окремих випадках перевищують гранично-допустимі концентрації (табл. 1).Вміст фтору в атмосферних опадах. Досліджувана територія знаходиться у зоні впливу Чорного моря і це зумовлює формування специфічного хімічного складу атмосферних опадів. За нашими даними вміст фтору у водах Чорного моря біля м. Одеси в різні роки коливається від 0,61 до 0,78 мг/л. Вміст фтору в твердих (сніг) і рідких (дощ) атмосферних опадах коливається в межах 0,07-0,15 мг/л, що є вищим за середні показники в атмосферних опадах України – 0,05 мг/л.

Води, які приурочені до водоносних горизонтів лесової формації характеризуються нижчими показниками вмісту фтору (0,16-0,80 мг/л), а більш високі значення вмісту фтору простежено у водоносних горизонтах, які приурочені до нижньочетвертинних і верхньопліоценових відкладів  (1,6-2,09 мг/л).

Підвищені концентрації фтору в водах лесової формації, які у деяких випадках перевищують ГДК є ймовірним джерелом надходження фтору в ґрунтовий профіль, зокрема, на зрошуваних масивах, оскільки внаслідок зрошення обводнюється ґрунтово-підґрунтова товща, підвищується рівень ґрунтових вод, що активізує міграцію водорозчинних солей і, зокрема, водорозчинного фтору.