Приемы детоксикации тяжелых металлов в районе хранения и уничтожения химического оружия

Рождение химического оружия как средства ведения боевых действий следует относить к началу ХХ века. Это произошло на полях I мировой войны. В 1914 году немецкая армия стала применять массированные атаки позиций противника ядовитыми и удушающими газами.

В России на базах хранится 40 тыс. тонн химического оружия. Во время войны его было выпущено 120 тыс. тонн, потом его частично сожгли и уничтожили, а вместо него тут же начали производить отравляющие вещества нового поколения.

В России 7 баз хранения химического оружия: две в Удмуртии, под Курганом (в районе Щучье), под Саратовом (в районе поселка Горный), под Кировом (в районе поселка Камбарка), под Брянском (в районе поселка Кизнер), под Пензой (в районе села Леонидовка), где лежат зарин, заман, иприт, люизит, фосген и их смеси.

В нашей области расположена одна из самых крупных баз по хранению химического оружия, где находится 17,2% всех запасов России.

На территории области природоохранными органами в 1994 году были обнаружены три места предполагаемого прежнего уничтожения химического оружия. Все они расположены в Пензенском районе, на расстоянии 1-3 км от объекта по хранению химического оружия (Панкратов, Минашин, 1999).

На почвах разного типа тяжелые металлы при одних и тех же концентрациях оказывают на растения различное действие. Это обусловлено разной кинетикой и превращением этих веществ в почве. В опытах с суглинистой почвой, торфом и черноземом внесение ртути в дозе 10мг/кг практически не вызывало изменений в элементном составе зерновых. Внесение той же дозы в песчаную почву и супесчаный суглинок привело к накоплению ртути в соломе пшеницы до 5,7 мг/кг сухой массы и невызреванию овса.

Почвенный покров объектов хранения и утилизации химического оружия (ХО) представлен двумя типами почв: серыми лесными и серыми лесными глеевыми почвами.

Почва в опыте серая лесная тяжелосуглинистая. Пахотный ее слой имел при закладе опыта следующие показатели: содержание гумуса — 2,2%, рН — 4,8, Нг — 3,1 мг\экв/100г почвы, сумма поглощенных оснований — 12,7мг\экв./100г почвы, легкогидролизуемый азот — 85 мг/кг почвы, Р₂О₅ — 20 мг; К₂О — 90 мг/кг почвы. Содержание валовых форм тяжелых металлов перед закладкой опыта составляло: свинца — 22,6 мг/кг почвы, кадмия — 1,27 и мышьяка — 4,12 мг/кг почвы.

Исследования проводились в условиях микрополевых опытов, заложенных по схеме:

1. ПФЭ (4х4)х4 со следующими факторами и градациями: А — загрязнение почвы свинцом, Б — загрязнение кадмием.

2. Загрязнение мышьяком (1, 2, 3, 4).

Уровни внесения в почву тяжелых металлов и мышьяка составляли:
1 — фоновое содержание, 2 — 5 ПДК, 3 — 10 ПДК, 4 — 15 ПДК.

Опыты закладывались в сосудах без дна размером 0,5 м х 0,5 м, глубина сосудов — 0,2 м. В качестве подпахотного слоя использовалась естественная светло-серая лесная почва. В сосудах в течение 4 лет выращивали культуры зернопропашного севооборота (яровая пшеница — картофель — однолетние травы — озимая рожь).

Между валовыми формами ТМ и содержанием их подвижных форм, определяемых в течение 4 лет как перед посевом, так и перед уборкой культур, обнаруживалась тесная связь. Коэффициенты корреляции в зависимости от вида металла и срока определения составляли 0,89-0,99. В течение четырех лет исследований содержание тяжелых металлов в почве было достаточно стабильным, при этом отмечена тенденция к уменьшению содержания подвижных форм Pb и Cd что, вероятно, обусловлено как закреплением их в составе органического вещества почвы, так и выносом с растительной продукцией.

Почвы лесного массива, входящего в зону хранения ОВ на площади 461га загрязнены мышьяком и имеют повышенное содержание марганца (282га) и незначительное остальных тяжелых металлов.

Территория объекта хранения ХО покрыта светло-серыми лесными почвами легкого механического состава, имеющими низкое содержание органического вещества, слабую насыщенность основаниями, высокую кислотность, что является показателями слабой устойчивости почв к загрязнению.

Биологическая и ферментативная активность светло-серой лесной почвы при использовании тяжелых металлов существенно снижается. Наибольшим ингибирующим эффектом характеризуется мышьяк. 

Автор:  Надежкина Екатерина, 9 класс
Научный руководитель — Минасян Т.С.