Расчет баланса Кадмия в почве

Загрязнение почв тяжелыми металлами (ТМ) является одним из видов антропогенной деградации почв. Среди ТМ самым опасным и вероятным загрязнителем окружающей среды является кадмий (Cd)Согласно принятой в настоящее время шкалы эколого-токсикологического нормирования, в России около 183тыс.га пашни загрязнены этим элементом. В Белгородской области выявлено 11,8 тыс га пахотных почв, где валовое содержание этого токсиканта превышает установочный уровень ориентировачно-допустимой концентрации (ОДК).

Определение выноса кадмия с урожаем каждой сельскохозяйственной культуры (Bn) и в сумме за ротацию севооборота (B):

Bn=1000(YoCoSo+YnCnSn), B=B1+B2+…+Bn,

Где 1000 – перевод из т/га в кг/га; Yo и Yn – урожайность основной и побочной продукции, т/га; Co и Сn – коэффициенты перерасчета основной и побочной продукции на сухое вещество, доли единицы; So и Sn – содержание кадмия в основной и побочной продукции, мг/кг; B1 – вынос кадмия с урожаем первой культуры севооборота.

Поступление кадмия в почву при внесении удобрений под каждую сельскохозяйственную культуру (Пn) и в сумме за ротацию севооборота (П):

Пn=NnKn+PnKp+KnKk+OnKo,

Где Nn, Pn, Kn, On – соответственно: дозы азотных, фосфорных, калийных и органических удобрений, применяемых под культуру, кг/га; Kn, Kp, Kk, Ko – содержание кадмия в азотных удобрениях 0,2 мг/кг, фосфорных – 1,4 мг/кг, калийных -0,3мг/кг и органических удобрениях – 0,55мг/кг.

Расчет баланса кадмия под каждой сельскозозяйственной культурой (Вn) и в целом за ротацию севооборота (Б):

Бn=Пn-Вn,

Б=П-В.

Определение суммарного показателя загрязнения почв тяжелыми металлами

Одним из источников поступления ТМ в почву является автотранспорт. В результате автомобильной эмиссии происходит загрязнение придорожных экосистем. Как правило, это загрязнение носит полиэлементный характер. При загрязнении почвы несколькими ТМ степень загрязнения оценивается по величине суммарного показателя загрязнителя.

Суммарный показатель загрязнения почвы (Zc) на разном расстоянии от автотрассы:

, где n – число определенных ингредиентов; К – коэффициент концентрации металла, равный частному от деления массовой доли i-го элемента в загрязненной и фоновой почвах.

Скорость накопления Cd, Pb, Zn в пахотном горизонте почвы в зависимости от расстояния до автотрассы:

, где Vn – скорость накопления ТМ, мг/кг в год; Сnф – фоновое содержание ТМ в почве, мг/кг; Сnз – содержание ТМ в загрязненной почве, мг/кг; t – период времени, в течение которого происходило загрязнение почвы (30 лет).

Расчет, через сколько лет (при постоянной скорости накопления ТМ в почве) содержание ТМ в почве придорожной экосистеме достигнет уровня ОДК:

, где Cодк – ориентировочно допустимая концентрация (ОДК) ТМ в почве, мг/кг; T – время достижения ОДК ТМ в почве.