Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії
Работа посвящена исследованию особенностей распределения и миграции кадмия в зоне аэрации грунтов-педолитов территорий Константиновского свинцово-цинкового завода и Побужского ферроникелевого комбината. В результате анализа проб грунта и пыли выявлены закономерности миграции кадмия и относительное с...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2012 |
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainisch |
| Veröffentlicht: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2012
|
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99773 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії / О.В. Яковенко, І.В. Кураєва, Н.О. Д’яченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 96-104. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860068844081512448 |
|---|---|
| author | Яковенко, О.В. Кураєва, І.В. Д’яченко, Н.О. |
| author_facet | Яковенко, О.В. Кураєва, І.В. Д’яченко, Н.О. |
| citation_txt | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії / О.В. Яковенко, І.В. Кураєва, Н.О. Д’яченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 96-104. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наукові праці УкрНДМІ НАН України |
| description | Работа посвящена исследованию особенностей распределения и миграции кадмия в зоне аэрации грунтов-педолитов территорий Константиновского свинцово-цинкового завода и Побужского ферроникелевого комбината. В результате анализа проб грунта и пыли выявлены закономерности миграции кадмия и относительное содержание его подвижной формы. Установлено, что весомую роль в распространении кадмия играют региональные розы ветров.
Peculiarities of cadmium distribution and migration in the zone of pedolith aeration of Kostyantynivka Lead and Zinc Works and Pobuzky Integrated Ferronickel Works are considered. Analysis of soil and dust specimens has revealed regularities of cadmium migration and percentage of its moving form. It is determined that a weighty part in cadmium distribution belongs to regional wind pattern.
|
| first_indexed | 2025-12-07T17:09:33Z |
| format | Article |
| fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
96
УДК 574+551.43
ГЕОХІМІЯ КАДМІЮ У ЗОНІ ПЕДОГЕНЕЗУ, ЩО
ЗАБРУДНЕНА ПІДПРИЄМСТВАМИ КОЛЬОРОВОЇ
МЕТАЛУРГІЇ
Яковенко О. В., Кураєва І. В.
(ІГМіР ім. М.П. Семененка НАНУ, м. Київ, Україна)
Д’яченко Н. О.
(УкрНДМІ НАНУ, м. Донецьк, Україна)
Работа посвящена исследованию особенностей распределе-
ния и миграции кадмия в зоне аэрации грунтов-педолитов тер-
риторий Константиновского свинцово-цинкового завода и По-
бужского ферроникелевого комбината. В результате анализа
проб грунта и пыли выявлены закономерности миграции кадмия
и относительное содержание его подвижной формы. Установ-
лено, что весомую роль в распространении кадмия играют реги-
ональные розы ветров.
Peculiarities of cadmium distribution and migration in the zone
of pedolith aeration of Kostyantynivka Lead and Zinc Works and
Pobuzky Integrated Ferronickel Works are considered. Analysis of
soil and dust specimens has revealed regularities of cadmium migra-
tion and percentage of its moving form. It is determined that a weighty
part in cadmium distribution belongs to regional wind pattern.
За період свого існування людина змінила мозаїку природ-
них комплексів, трансформувавши їх у природно-техногенні.
Тривала і направлена господарська діяльність призвела до транс-
формації спочатку динамічних, а потім консервативних ґрунто-
вих ознак і властивостей ґрунтів. Сучасна базова субстантивно-
генетична класифікація ґрунтів виділяє самостійне відгалуження
ґрунтовоподібних тіл-педолітів, «що формуються синхронним і
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
97
сингенетичним комплексом процесів педо- і літогенезу» [1-3]. У
сучасних умовах перевищення техногенної емісії низки хімічних
елементів над природною сягає одного-двох порядків, зокрема,
наприклад для кадмію (Cd) – до 60 разів.
Кадмій виявився єдиним із всього спектру рідкісних важких
металів, який за своїм розмаїттям властивостей задовольняє ви-
могам сучасної промисловості. Міцні пластмасові і керамічні ви-
роби, надміцні сплави, високоякісна гума для автомобілів, анти-
корозійні покриття і антифрикційні рідини, фарби, пігменти, тек-
стильні матеріали, домішки в цементи, оптична і електронна про-
дукція, енергоємні акумулятори – далеко не повний перелік атри-
бутів сучасного життя. Тому саме, зв’язок кадмію, як хімічного
елементу, з посиленням техногенезу, очевидно, більш тісний, ніж
здається на перший погляд. З цієї причини надходження кадмію в
навколишнє природне середовище з плином часу поступово зрос-
тає. Як наслідок – все більша кількість Cd притягується в техно-
генний цикл міграції.
З огляду на вищесказане, цілком виправданим для дослі-
джень з виявлення особливостей розподілу Cd у педолітах зони
впливу сучасних підприємств металургії є вибір Костянтинівської
та Побузької ділянок досліджень, які репрезентовані Костянти-
нівським свинцево-цинковим заводом (ЗАО «Свинець») і Побузь-
ким феронікелевим комбінатом (ПФК) відповідно.
Мета роботи. Дослідження особливостей розподілу кадмію
у зоні аерації забруднених територій.
Об’єкти і методи досліджень. Об’єктом дослідження були
закономірності міграції кадмію у ґрунтах техногенно забрудне-
них територій.
Методи дослідження — фізико-хімічні та хімічні: атомно-
абсорбційний, спектральний, мас-спектрометричний із індукцій-
но зв’язаною плазмою (MS-ICP, аналізатор ELEMENT-2 (Німеч-
чина)).
Пробовідбирання на досліджуваних ділянках супроводжу-
валося прив’язкою точок до Глобальної системи позиціонування
за допомогою пристрою LG GT540 (Android Eclair 2.1) з наступ-
ною фотофіксацією.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
98
Перша ділянка досліджень (рис.1) знаходиться в межах сте-
пової зони України. Ландшафтно-геохімічні умови, особливості
геологічної будови та попередні особливості розподілу Cd на цій
території представлені в роботах [4, 5]. В межах Побузької ділян-
ки, площа якої складає 3 км2, опробування проводилося за регу-
лярною мережею з кроком 50 м. Всього відібрано 255 проб ґрунту.
Рис. 1. Схема розташування Побузької ділянки досліджень
ЗАО «Свинець» — спеціалізоване металургійне підприємст-
во по виробництву свинцю і свинцевих сплавів. Створено у 1999
р. на базі заводу «Укрцинк», що випускав 30 тис. т. цинку на рік й
100 тис. т. свинцю. На Костянтинівській ділянці площею в 1 км2
було відібрано 63 проби ґрунту у 21 профілі.
Оцінка екологічної небезпеки забруднення ґрунтів Cd та ін-
шими важкими металами здійснювалася методом нормування за
еколого-геохімічними показниками [6]. Аналіз рівня забруднення
досліджуваних об’єктів проводили у відповідності з методични-
ми рекомендаціями, викладеними у роботах [6-8].
Результати і обговорення. При вивченні поведінки важких
металів у ґрунтах виключно важливе еколого-геохімічне значен-
ня набувають дані стосовно їх рухомості, тобто здатності перехо-
дити зі складу твердої фази ґрунтів в рідку. Водорозчинна та об-
мінна форми, які характеризують вміст металів в ґрунтовому роз-
чині, є одними з найважливіших і найбільш міграційно здатними,
а їх склад широко використовується при екологічній оцінці тери-
торій форм сполук важких металів в ґрунтах. Виключно важливе
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
99
значення вивчення форм знаходження ВМ має при оцінці техно-
генних аномалій та ступеню антропогенного навантаження.
Для визначення ступеня техногенного навантаження на ото-
чуюче середовище нами досліджено форми знаходження Cd у
ґрунтах дослідних ділянок за методикою Кузнєцова В.О. [7].
Рис. 2. Форми знаходження кадмію в чорноземних ґрунтах
дослідних ділянок: 1 - водорозчинна, 2 - обмінна, 3 -
карбонатна, 4 - органічна, 5 - сорбована на гідрокси-
дах, 6 - фіксована
Встановлено (рис. 2), що частка рухомої форми кадмію в
ґрунтах коливається від 6 до 14 % від загального вмісту, вміст ка-
рбонатної форми становить 7 – 26 %, органічної – 17 – 28 %, сор-
бованої на гідроксидах – 15 – 26 %, фіксованої 24,3 – 36 % . Ви-
явлено, що відносний вміст рухомих форм в ґрунтах техногенно
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
100
забруднених територій є вищим у порівнянні з аналогічними ґру-
нтами „умовно чистих територій” (у 7 разів), що може слугувати
критерієм для визначення зон екологічного ризику.
Ґрунтуючись на результатах визначення валового вмісту ка-
дмію та інших мікроелементів було побудовано геохімічні карти-
схеми латерального поширення кадмію на досліджуваних ділян-
ках (рис. 3).
Рис. 3. Схема розподілу кадмію в ґрунтах Побузької ділян-
ки: + – точки відбору проб
Максимальні концентраціі Cd у техногенному ореолі харак-
терні для майданчиків складування рудної сировини в західній та
північній частинах комбінату. Середній вміст кадмію в ґрунтах
ділянки становить 102 мг/кг.
Встановлено, що значну роль у поширенні Cd територією
Побузької ділянки відіграє регіональна роза вітрів, яка має чітко
виражений західний і південно-східний напрямок.
За результатами визначення валового вмісту Cd в чорнозем-
них ґрунтах Костянтинівської ділянки побудовано карту поши-
рення металу в межах ділянки (рис. 4).
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
101
Рис. 4. Схема розподілу кадмію в ґрунтах зони аерації Кос-
тянтинівської ділянки: + – точки відбору проб
Максимальні концентрації кадмію 4200 мг/кг характерні для
південно-західної частини площі, що зумовлене ухилом поверхні
майданчиків складування шламів. Регіональна роза вітрів, яка має
південний та південно-західний напрямок також відіграє вагому
роль у поширенні кадмію.
У ході комплексного еколого-геохімічного опробування бу-
ло проведено дослідження техногенного пилу ПФК на вміст важ-
ких металів (рис. 5).
Концентрація кадмію, міді, кобальту і цинку в техногенному
пилу ПФК сягає значень 600, 50, 600 та 500 мг/кг відповідно.
Вміст нікелю та хрому є значним як у техногенному пилу, так і в
шлаці і становить понад 2000 мг/кг. Звідси можна зробити висно-
вок, що основним джерелом надходження кадмію до компонентів
довкілля внаслідок діяльності металургійних комбінатів є техно-
генний пил, який є складовою технологічного процесу отримання
кінцевого продукту.
На підставі визначення хімічного складу техногенного пилу
визначено процес надходження кадмію та його подальшу транс-
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
102
формацію в межах зони педогенезу, та запропоновано схему міг-
рації кадмію та цинку (рис. 6).
Рис. 5. Вміст важких металів у техногенному пилу і шлаці
ПФК, мг/кг
Рис. 6. Схема міграції кадмію та цинку в ґрунті зони аерації
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
103
Процес міграції кадмію та цинку, які надійшли до ґрунту в
процесі техногенезу включає наступні стадії: перетворення окси-
дів металів в гідроксиди (карбонати, гідрокарбонати); розчинення
гідроксидів (карбонатів, гідроксокарбонатів) металів і адсорбція
відповідних катіонів твердими фазами ґрунтів, глинистими міне-
ралами; утворення комплексних сполук з органічною речовиною
ґрунту (педолітів), оксидів металів.
Висновки. У зоні педогенезу забруднених територій відно-
сний вміст рухомої форми кадмію зростає у 7 разів порівняно з
ґрунтами “умовно чистих площ”, що є наслідком техногенного
впливу. Викиди підприємств кольорової металургії зумовлюють
підвищення кислотності ґрунтів та зменшення їх буферної здат-
ності, що супроводжується збільшенням відносного вмісту рухо-
мих форм і зростанням частки вільних катіонів кадмію. Вагому
роль у поширенні кадмію також грають регіональні рози вітрів,
які розповсюджують техногенний пил – основне джерело надхо-
дження кадмію до компонентів довкілля внаслідок діяльності ме-
талургійних комбінатів.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
1. Соколов И.А. Базовая субстантивно-генетическая классифи-
кация почв / И.А. Соколов // Почвоведение. 1991. − № 3. −
С. 107 – 121.
2. Глазовская М.А. Педолитогенез и континентальные циклы
углерода: монография / М.А. Глазовская. М.: Книжный Дом
«Либроком», 2009. – 336 с.
3. Соколов И.А. Теоретические проблемы генетического поч-
воведения / И.А. Соколов – Новосибирск, 1993. – 232 с.
4. Гурський Д.С. Металічні і неметалічні корисні копалини
України: у 2 т. / [Д.С. Гурський, К.Ю. Єсипчук, В.І. Калінін,
Є.О. Куліш та ін.]. − К.:, Львів: „Центр Європи”, 2006. – Т. 1. –
740 с.
5. Яковенко О.В. Форми знаходження та міграції кадмію в грун-
тах та грунтових розчинах техногенно забруднених територій
на прикладі Побузького феронікелевого комбінату /
О.В. Яковенко, І.В. Кураєва, В.Ф. Філатов, Н.О. Д’яченко,
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 10, 2012
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 10, 2012
104
Н.О. Дуброва // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. – До-
нецьк: УкрНДМІ НАНУ, 2011. – № 9. –Т. 1 – С. 416 – 428.
6. Андросова Н.К. Геолого-экологические исследования и кар-
тографирование: монография / Н.К. Андросова. – М.:
«РУДГН», 2000. – 98 с.
7. Кузнецов В.А. Метод постадийных вытяжек при геохимичес-
ких исследованиях / В.А.Кузнецов, Г.А. Шимко. – Минск:
Наука и техника, 1990. – 65 с.
8. Сает Ю.Е. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ре-
вич. М.: Недра, 1990. – 335 с.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99773 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1996-885X |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T17:09:33Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Яковенко, О.В. Кураєва, І.В. Д’яченко, Н.О. 2016-05-02T18:58:27Z 2016-05-02T18:58:27Z 2012 Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії / О.В. Яковенко, І.В. Кураєва, Н.О. Д’яченко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2012. — № 10. — С. 96-104. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1996-885X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99773 574+551.43 Работа посвящена исследованию особенностей распределения и миграции кадмия в зоне аэрации грунтов-педолитов территорий Константиновского свинцово-цинкового завода и Побужского ферроникелевого комбината. В результате анализа проб грунта и пыли выявлены закономерности миграции кадмия и относительное содержание его подвижной формы. Установлено, что весомую роль в распространении кадмия играют региональные розы ветров. Peculiarities of cadmium distribution and migration in the zone of pedolith aeration of Kostyantynivka Lead and Zinc Works and Pobuzky Integrated Ferronickel Works are considered. Analysis of soil and dust specimens has revealed regularities of cadmium migration and percentage of its moving form. It is determined that a weighty part in cadmium distribution belongs to regional wind pattern. uk Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України Наукові праці УкрНДМІ НАН України Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії Article published earlier |
| spellingShingle | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії Яковенко, О.В. Кураєва, І.В. Д’яченко, Н.О. |
| title | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії |
| title_full | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії |
| title_fullStr | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії |
| title_full_unstemmed | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії |
| title_short | Геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії |
| title_sort | геохімія кадмію у зоні педогенезу, що забруднена підприємствами кольорової металургії |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99773 |
| work_keys_str_mv | AT âkovenkoov geohímíâkadmíûuzonípedogenezuŝozabrudnenapídpriêmstvamikolʹorovoímetalurgíí AT kuraêvaív geohímíâkadmíûuzonípedogenezuŝozabrudnenapídpriêmstvamikolʹorovoímetalurgíí AT dâčenkono geohímíâkadmíûuzonípedogenezuŝozabrudnenapídpriêmstvamikolʹorovoímetalurgíí |