VI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Определение содержания тяжелых металлов в почве территорий, расположенных вблизи предприятий горно-металлургической промышленности (на примере пгт. Никель)

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Сертакова  А.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение основная общеобразовательная школа № 20 им. М.Ю. Козлова

Громова  А.Р. 1Хилькова  Е.А. 1

---

1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение основная общеобразовательная школа № 20 им. М.Ю. Козлова

Работа в формате PDF

1.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение

В последние десятилетия ведущим процессом, определяющим формирование эколого-геохимического состояния территории, стал техногенез. Интенсивное промышленное использование природных ресурсов вызвало существенные изменения распределения некоторых химических элементов в поверхностном слое зоны аэрации. Прежде всего, это касается тяжёлых металлов, накопление высоких концентраций которых в естественной среде связано с антропогенной деятельностью. Тяжёлые металлы, как особая группа элементов, выделяются в связи с токсическим действием на живые организмы при их высоких концентрациях, значительно превышающих фоновые величины. Выбросы и сбросы техногенных объектов, с высоким содержанием тяжёлых металлов, аккумулируются в почвах, которые в значительной степени подвержены влиянию, обусловленному промышленной деятельностью человека. В последние годы, с развитием мировой экономики, как тип, так и содержание тяжёлых металлов в почве, вызванные деятельностью человека, постепенно увеличивались, что приводило к ухудшению состояния окружающей среды. В конце XX века люди стали осознавать значение почвы как экологического компонента и признали необходимость поддерживать или улучшать способность почвы к выполнению присущих ей различных функций. В то же время учёные доказали, что почва не является неисчерпаемым ресурсом и если её использовать ненадлежащим образом, она может утратить свои характеристики за очень короткий промежуток времени, иногда даже без возможности регенерации. В прошлом загрязнению почвы уделялось гораздо меньше значения, чем загрязнению, например, воды и воздуха. Однако в последние годы люди стали осознавать всю серьёзность ситуации, поэтому проблеме загрязнения почвы уделяется всё больше внимания и горячо обсуждается на саммитах по охране окружающей среды во всём мире.¹

В Печенгском районе сосредоточены предприятия горно-металлургической промышленности. В целях восстановления окружающей природной среды в районах деятельности предприятий компанией ведутся работы по рекультивации и озеленению. С 2003 года Кольской ГМК проведены мероприятия по рекультивации на территории 100 га в Мончегорске, Заполярном и Никеле. За 12 лет Кольская ГМК высадила около миллиона саженцев деревьев и кустарников, в том числе был реализован пилотный проект по восстановлению поврежденных земель возле производственной площадки совместно с Кольским научным центром Российской академии наук. С 2006 года Кольская ГМК сотрудничает с заповедником «Пасвик» в выполнении научно-исследовательских работ по оценке экологического состояния природной среды в районе действия промышленных площадок компании в г. Заполярный и пгт. Никель, включая сами населенные пункты и их окрестности, в том числе - территорию государственного заповедника «Пасвик».

Проблема поступления тяжелых металлов в почвы, экосистемы и агроэкосистемы изучалась в трудах Соколовой О.Я., Стряпкова А.В., Антимонова С.В., Соловых С.Ю.,² Полиенко Н.И.,³ проводились исследования по изучению состояния почв и почвенного покрова Кольского полуострова Переверзевым В.Н.⁴

Гипотеза – в почвах территорий, расположенных в местах, рядом с предприятиями горно-металлургической промышленности, содержатся тяжелые металлы.

В связи с актуальностью данной проблемы была выбрана тема социологического исследования: «Определение содержания тяжелых металлов в почве территорий, расположенных вблизи предприятий горно-металлургической промышленности (на примере пгт. Никель)». Цель исследования – оценить уровень содержания меди, железа и свинца в образцах почв. Объектом исследования является почва территорий пгт Никель и окрестностей. Предмет исследования – содержание тяжелых металлов в образцах почв.

Исходя из цели, объекта и предмета исследования были определены следующие задачи:

Произвести критический анализ литературных источников (учебных пособий, справочных пособий, периодической печати); дать характеристику почвы как динамической системы, изучить способы попадания тяжелых металлов в почву, а также их влияние на организм человека.

Ознакомится с методикой проведения анализа, выбрать инструментарий.

Произвести отбор проб для анализа, выполнить подготовительные работы.

Провести качественное определение меди, железа и свинца в пробах почв.

Предположить рекомендации.

Представить наиболее интересную информацию статьи на английском языке

При проведении исследовательской работы были применены следующие методы: теоретические (анализ и синтез, обобщение и систематизация материалов научной и учебно-методической литературы, периодической печати, нормативно-правовых документов) и эмпирический – аналитическое определение меди, железа и свинца в образцах.

Глава I. Тяжелые металлы в почве как опасный фактор для здоровья человека

1.1 Почва как динамическая система. Источники поступления тяжелых металлов в почву

Почва — это сложная, открытая, динамичная система, находящаяся в постоянном массо- и энергообмене с окружающей средой. Она состоит из нескольких слоёв, которые различаются по своему физическому, химическому, минералогическому и биологическому характеру, на которые влияет климат и активность живых организмов. Кроме того, способствуя сохранению всех форм жизни, образующихся на земной поверхности, почва играет важную роль в защите грунтовых вод, действующих как коллекторный фильтр органических и неорганических остатков, способствуя связыванию возможных токсичных соединений.⁵

Почва обладает способностью аккумулировать вещества и энергию, регулировать распределение водных масс на поверхности Земли и газовый состав приземного слоя атмосферы осуществляет нейтрализацию промышленных загрязнений. По образному выражению В.А. Ковды, почвенный покров является защитным экраном жизни на Земле.⁶

Загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами связано с наличием различных источников техногенных эмиссий поллютантов. К ним относят производственные объекты горно-металлургического промышленности, химического и топливно-энергетического комплекса, машиностроительные предприятия, разветвленная транспортная система. Среди тяжёлых металлов в почве часто встречаются металлы высокой биологической токсичности, такие как ртуть (Hg), кадмий (Cd), свинец (Pb), хром (Cr), мышьяк (As) и т. д. Также почву загрязняют такие металлы как цинк (Zn), медь (Cu), никель (Ni), олово (Sn), ванадий (V) и прочие. Опасность поступления в окружающую среду тяжёлых металлов определяется тем, что в отличие от органических загрязнителей, они не разрушаются, а переходят из одной формы в другую, в частности, включаются в состав солей, оксидов, металлоорганическихсоединений.

В 2006–2015 гг. Росгидрометом проводились наблюдения за уровнем загрязнения почв токсикантами промышленного происхождения — тяжёлыми металлами, фтором, нефтью и нефтепродуктами, сульфатами, нитратами, бензапиреном.Наиболее опасны по степени загрязнения почв тяжёлыми металлами почвы многогумусовые, глинисто-суглинистые с щелочной реакцией среды: темно-серые лесные, черноземы и темно-каштановые — почвы, обладающие высокой аккумулятивной способностью. ⁷

По результатам генетических исследований почвы всех природных зон и подзон Кольского полуострова (тундровой, лесотундровой и северотаежной) выявлено, что на обширной территории полуострова и прилегающих к нему материковых пространствах, в том числе западной части Северной Фенноскандии (в пределах областей Тромс и Финмарк Северной Норвегии) господствуют Al-Fe-гумусовые подзолы, сформировавшиеся на песчаных породах разного происхождения (рис. 1). Характерной чертой подзолов в Северной Фенноскандии является четко выраженная дифференциация химического состава по профилю, обусловленная проявлением Al-Fe-гумусового процесса. Песчаные породы, на которых сформировались почвы, отличаются от аналогичных пород более южных территорий богатым химическим составом, ввиду господствующего здесь преимущественно физического выветривания коренных пород без существенной трансформации их минералогического состава.⁸

1.2. Тяжелые металлы и их влияние на организм человека

Наиболее серьезным источником загрязнения среды обитания организмов свинцом являются выхлопы автомобильных двигателей. Антидетонатор тетраметилсвинец или тетраэтилсвинец прибавляют к большинству бензинов, начиная с 1923 г., в количестве около 80 мг/л. При движении автомобиля от 25 до 75% этого свинца в зависимости от условий движения выбрасывается в атмосферу. Основная его масса осаждается на землю, но и в воздухе остается заметная ее часть. Свинцовая пыль не только покрывает обочины шоссейных дорог и почву внутри и вокруг промышленных городов, она найдена и во льду Северной Гренландии, причем в 1756 г. содержание свинца во льду составляло 20 мкг/т, в 1860 г. уже 50 мкг/т, а в 1965 г. - 210 мкг/т.

Свинец не является жизненно необходимым элементом. Он токсичен и относится к I классу опасности. Неорганические его соединения нарушают обмен веществ и являются ингибиторами ферментов (подобно большинству тяжелых металлов). Одним из наиболее коварных последствий действия неорганических соединений свинца считается его способность заменять кальций в костях и быть постоянным источником отравления в течение длительного времени. Биологический период полураспада свинца в костях - около 10 лет. Количество свинца, накопленного в костях, с возрастом увеличивается, и в 30-40 лет у лиц, по роду занятий не связанных с загрязнением свинца, составляет 80-200 мг. Органические соединение свинца считаются ещё более токсичными, чем неорганические. Главным источником, из которого свинец попадает в организм человека, является пища, наряду с эти важную роль играет вдыхаемый воздух, а у детей – и заглатываемая ими свинецсодержащая пыль и краски. Вдыхаемая пыль примерно на 30-35 % задерживается в легких, значительная доля её всасывается потоком крови. Всасывания в желудочно-кишечном тракте составляют в целом 5-10 %, у детей – 50 %. Дефицит кальция и витамина D усиливает всасывание свинца. Острые свинцовые отравления встречаются редко. Их симптомы – слюнотечение, рвота, кишечные колики, острая форма отказа почек, поражение мозга. В тяжёлых случаях – смерть через несколько дней. Ранние симптомы отравления свинцом проявляются в виде повышенной возбудимости, депрессии и раздражительности. При отравлении органическими соединениями свинца его повышенное содержание обнаруживают в крови.

Медь обнаруживают в сульфидных осадках вместе со свинцом, камдием и цинком. Она присутствует в небольших количествах в цинковых концентратах и может переноситься на большие расстояния с воздухом и водой. Аномальное содержание меди обнаруживается в растениях с воздухом и водой. Аномальное содержание меди обнаруживается в растениях и почвах на расстоянии более 8 км от плавильного завода. Соли меди относятся ко II классу опасности. Токсические свойства меди изучены гораздо меньше, чем те же свойства других элементов. Поглощение больших количеств меди человеком приводит к болезни Вильсона, при этом избыток меди откладывается в мозговой ткани, коже, печени, поджелудочной железе.

1.3. Методы определения содержания тяжелых металлов в почве

Количество методов определения металлов в почве достаточно велико, например некоторые из них:

метод определения подвижных форм.

метод определения обменных форм.

метод выявления растворимых в кислотах (техногенных) форм.

метод валового содержания.

С помощью данных методик производится процесс вытяжки металлов из почвы. Впоследствии, определяется количественное содержания тех или иных металлов в самой вытяжке, для чего применяются три основных технологии: атомно-абсорбционная спектрометрия, масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой, электрохимические методы. Прибор для соответствующей технологии выбирается в зависимости от того, какой элемент исследуется и какова его предполагаемая концентрация в почвенной вытяжке.

Спектрометрические методы. Атомно-абсорбционная спектрометрия (проба грунта растворяется в специальном растворителе, после чего реагент связывается с исследуемым металлом, выпавший осадок высушивается и прокаливается до постоянной массы, взвешивание производят на аналитических весах), метод отличается большими времязатратами и высоким уровнем квалификации исследователя. Атомно-абсорбционная спектрометрия с плазменной атомизацией (распространенный метод, позволяет определить сразу несколько металлов за один прием, пробу переводят в газообразное атомное состояние и измеряют степень поглощения атомами излучения – видимого и ультрафиолетового, метод отличается высокой точностью).

К электрохимическим методам исследования относят: потенциометрию, вольтамперометрию, кондуктометрию, кулонометрию. Перед проведением анализа готовят почвенные вытяжки. Качественный анализ определения металлов в почве возможен с использованием химических методов. Перед проведением анализа пробу просушивают и переводят металлы в раствор в виде ионов - готовят водные или кислотные вытяжки почв.⁹

Выводы по главе I

1. В связи с нарастающей промышленной деятельностью человека (горно-металлургической, химической, топливо-энергетической), наблюдается накопление высоких концентраций тяжёлых металлов в почве. Почва является исчерпаемым ресурсом, динамичной системой, которая находится в постоянном энергообмене с окружающей средой, обладает свойствами, способствующими сохранению всех форм жизни. На территории Кольского полуострова преобладают Al-Fe-гумусовые подзолы. В Печенгском районе сосредоточены предприятия горно-металлургической промышленности, вносящие свой вклад в восстановление окружающей среды.

2. Наиболее токсичными для организма человека являются медь и свинец, которые относятся к 1 и 2 классу опасности соответственно. Оказывают токсичное воздействие на системы органов, способны аккумулироваться в тканях, вызывают тяжелые отравления.

3. Количественное обнаружение тяжёлых металлов в почвах возможно с использованием спектральных, физико-химических методов анализа, качественное обнаружение проводится химическими методами.

Глава II. Определение содержания тяжелых металлов в образцах почв территорий, расположенных вблизи горно-металлургического промышленного предприятия.

На территории Печенгского района функционирует предприятие Кольской горной металлургической промышленности, которое занимается добычей медно-никелевых руд. Поселок Никель занимает небольшую территорию, расположенную в зоне лесотундры, в осеннее время у жителей популярны сбор грибов и ягод. Необходимо выяснить содержатся ли опасные и тяжелые металлы в почвах мест сбора ягод и грибов. Исследование проводилось в несколько этапов:

1. Определение места сбора проб. Пробы отбирались в местах, распложенных в непосредственной близости к предприятию (100 м, 500 м), а также за чертой города (3 км, 4 км, 5 км), в местах сбора ягод и грибов, в зоне отдыха (Приложение).

2. Отбор проб. Так как почва является динамичной системой, пробы отбирались в 3-х разных точках места, с последующим формированием средней пробы. Исследуемый материал отбирался на глубине около 15 см. Для получения результатов, пробоотбор производился в марте-апреле (в период попадания талых вод в почву). Некоторые пробы были отобраны в июне.

3. Подготовка проб к анализу осуществлялась в 2 этапа: Просушивание и удаление влаги. Во время просушивания из пробы удалялись ненужные крупные частицы. Приготовление кислотной вытяжки. Из сухой почвы отбиралась средняя навеска – 20 г. Взвешивание осуществлялась на электронных весах (DIGITAL SCALE) с точностью до 0,01 г. Операция производилась под тягой. Приготовление кислотной вытяжки производилось для того, чтобы перевести тяжелые металлы в раствор (в воде они не растворимы) (рис. 8, рис.9).

4. Проведение качественного анализа. Выбор качественного реактива проводился на модельных растворах, на основании опытных данных, необходимо было определить, где окрашенное соединение четко видно и нет мешающих ионов. Результаты в таблице 1 Приложения. Так, гексацианоферрат калия K₄[Fe(CN)₆] является качественным реактивом сразу на два иона (Fe³⁺ и Cu²⁺). Ионы свинца Pb²⁺ лучше осаждаются хромат-ионами CrO₄²⁺, образуется желтый осадок. Для определения ионов железа Fe³⁺ целесообразно применить роданид калия KCNS, образуется раствор темно-красного цвета. Ионы меди Cu²⁺ открывали гидроскидом аммония NH₄OH, при этом образовалось соединение синего цвета – гидроксид тетрааминмеди [Cu(NH₃)₄](OH)₂. Результаты представлены в таблице 2, рис. 10 Приложения.

Таким образом, было установлено, что железо присутствует во всех пробах почв, медь обнаружена в почве территории непосредственной близости с предприятием, а так же вместе где рекультивация почв предприятием не проводилась (рис. 1). Свинец был обнаружен только в одной пробе – в непосредственной близости от предприятия. Места сбора ягод и грибов, расположенные на расстоянии более 3 км от предприятия и далее, чем 100 м от дорожной трассы оказались свободны от содержания тяжелых металлов.

Заключение

Почва является исчерпаемым ресурсом, динамичной системой, которая находится в постоянном энергообмене с окружающей средой и обладает свойствами, способствующими сохранению всех форм жизни - играет важную роль в защите грунтовых вод, действующих как коллекторный фильтр органических и неорганических остатков, способствуя связыванию возможных токсичных соединений. В связи с нарастающей промышленной деятельностью человека (горно-металлургической, химической, топливо-энергетической), наблюдается накопление высоких концентраций тяжёлых металлов в почве. На сегодняшний день вопросу охраны почв уделяется много внимания, наряду с охраной атмосферы и гидросферы. Ответственность за охрану окружающей среды, зачастую, несут компании, которые являются источниками техногенных эмиссий поллютантов, а это объекты горно-металлургической промышленности. Так, в Печенгском районе сосредоточены предприятия горно-металлургической промышленности, вносящие свой вклад в восстановление окружающей среды, осуществляя мероприятия по рекультивации почв и озеленению участков.

На территории Кольского полуострова преобладают Al-Fe-гумусовые подзолы, наиболее опасные по степени загрязнения тяжелыми металлами. Наиболее токсичными для организма человека являются медь и свинец, которые относятся к 1 и 2 классу опасности соответственно. Оказывают токсичное воздействие на системы органов, способны аккумулироваться в тканях, вызывают тяжелые отравления. Количественное обнаружение тяжёлых металлов в почвах возможно с использованием спектральных, физико-химических методов анализа, качественное обнаружение проводится химическими методами.

Так, в ходе исследования было выявлено, что почвы территорий в черте и за пределами пгт. Никель, а также в местах, где проводились мероприятия по восстановлению почв, свободны от загрязнения тяжелыми металлами, в свою очередь почва территории, расположенная в непосредственной близости с предприятием, содержит медь.

Вероятно, содержание тяжелых металлов напрямую зависит от географического расположения территорий, на которых проводилось исследование, а также от климатических факторов. Не все территории были охвачены, например, осталось не изученным пространство, находящееся в постоянном контакте с выбросами сернистого газа, с которым металлическая пыль могла попасть в грунт. Все это может служить перспективами для дальнейшей работы.

Список литературных источников

Воробьева Л.А., Ладонин Д.В., Лопухина О.В., Рудакова Т.А., Кирюшин А.В. Химический анализ почв. Вопросы и ответы. М. – 2012.

Переверзев В.Н. Почвы и почвенный покров Кольского полуострова. История и современное состояние исследований. // Вестник Кольского научного центра РАН. – 2011.

Полиенко Н.И. Источники поступления тяжелых металлов в агроэкосистемы. // Красноярский государственный аграрный университет.

Сердюкова А.Ф. Барабанщиков Д.А. Последствия загрязнения почвы тяжелыми металлами. // Молодой ученый – 2017. № 51 (с. 131-135).

Соколова О.Я., Стряпков А.В., Антимонов С.В., Соловых С.Ю. Тяжелые металлы в системе элемент-почва-злаковые культуры. // Вестник ОГУ № 4 – 2006.

Sousa A., Pereira R., Antune SC., Cachada A., Pereira E., Duarte AC., Gonçalves F. Проверка методов избегания скрининговой оценки почв при различных антропогенных нарушениях. Экотоксикология и экологическая безопасность 2008.

Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2015 году» изд. М. Минприроды России – НИА природа – 2016.

Сезонная динамика почвенных процессов на Полярном Севере / А.В. Барановская, В.И. Левина, В.Н. Переверзев. Л.: Наука, 1969.

Химический анализ почв. Лабораторный практикум для вузов (факультет географии и геоэкологии Воронежского государственного университета). Составители: Т.И. Прожорина, Е.Д. Затулей, рецензент В.А. Дмитриева. 2008.

“The determination of the heavy metals in the soil samples

on the territory near mining and metallurgical factories

(the place of the research- Nickel settlement) ”

In the latest 10 years, technogenesis has become the main process, which identifies the formation of the eco - geochemical condition of the territory. We use the natural resources very intensively. As a result, the chemical elements’ location in the upper layer of the aeration zone has been significantly changed.

First of all, it refers to the heavy metals because their concentration in the natural environment depends on our human activity. Moreover, heavy metal has toxic impact on the living organisms when its concentration is very high.

In the end of the 20- th century people recognized that the soil is an ecological component. Finally, they started to improve the soil’s functions. However, the scientists proved that the soil was not an inexhaustible resource. They claimed that if the soil is used irrationally it will lose its characteristics and won’t be able to regenerate.

In Pechengsky district there are mining - metallurgical factories. Nevertheless, Norilsk-Nickel Company does its best to restore and safe the environment. The main activities are recultivation and greening.

Since 2003 the Company has organized the recultivation actions in Monchegorsk, Zapolyarny and Nickel. By the way, more than 1 million oftree seedlings and bushes have been planted.

Since 2006 Kolskaya Mining - Metallurgical Company has been cooperating with “Pasvik” reserve and together they have been doing the research about the ecological condition of the natural environment.

Such scientists as Sokolova O. Y., Stryapkov A.V., Antimonova S.V., Polienko N.I. studied the problem of the heavy metals’ penetrating into the soil. Pereverzev V. N. explored the soil condition and layer in the Kol’sky Peninsula.

The hypothesis of this research: the soil near the mining- metallurgical factories contains heavy metals.

The goal of this research: to measure the content level of copper, iron and lead.

The object: the soil of the territory in Nickel and its suburbs.

The subject: the heavy metals’ content in the soil sample.

The main purposes:

To analyze literature sources.

To study the methods of conducting analysis, to choose the tools

To choose the probe for the analysis, to complete the preparatory work.

To discover copper, iron and lead in the soil sample.

The methods of this research:

Theoretical (analysis and synthesis, generalization and systematization of scientific and educational literature )

Empirical - analytical definition of copper, iron and lead in the soil sample.

1.1 The soil is the dynamical system.

The sources of heavy metals’ falling into the soil

The soil is a complex, open, dynamical system. It constantly exchanges her mass and energy with environment. It consists of a few layers which are different in physical, chemical,mineralogical and biological characteristics. All this stuff depends on the climate and living beings.

The soil protects the subsoil water which works as the manifold filter.

The soil accumulates substances and energy, monitors the distribution of water masses on the surface of the Earth and gas composition of the upper layer of the atmosphere. Moreover, itneutralizes the industrial pollution. In other words, the soil is the protective shield of the Earth.

The sources of technogenic emissions of pollutants:

Mining- metallurgical factories

Chemical and fuel - energy facilities

Machine-building enterprises

Extensive transport system

The highly-biologically toxic metals which pollute the soil:

1. Mercury

2. Cadmium

3. Lead

4. Chromium

5. Arsenic

6. Zinc

7. Copper

8. Nickel

9. Tin

10. Vanadium

All these metals are very dangerous. Unlike organic pollutants they are not destructible.

The most polluted kinds of soil are:

1. Humus

2. Clay-loamy with alkaline medium reaction

The genetic studies of soils in natural areas of the Kol’sky peninsula discovered that Al-Fe- humus podzols dominate on the vast area of the peninsula (picture 1).

1.2. Heavy metals and their impact on the human-beings.

Lead is toxic and refers to the 1-st class of danger. Its inorganic compounds break metabolism. It can substitute the calcium in the bones. By the way, lead ispoisonous.

Acute lead poisoning occurs very rarely. Its symptoms are salivation, vomiting, intestinal colic, acute kidney failure, brain damage. In the worst occasions – death in a few days. The early symptom of lead poisoning are increased excitability, depression and irritability.

Copper refers to the 2-nd class of danger. Thedevouring of large copper quantities leads to Wilson's disease. Moreover, the excess copper keeps in the brain tissue, skin, liver, pancreas.

Methods for determination of copper content:

The extraction of metals from the soil

The determination of the quantitative content of metals. There are three main technologies:atomic absorption spectrometry, inductively coupled plasma mass spectrometry (picture 13), electrochemical methods. The tools for the technology are chosen according to the element which is studied and its concentration in the soil extract.

Electrochemical methods:

Potentiometry, voltammetry, conductometry, coulometry. For the qualitative analysis of the determination of metals in soil we use chemical methods. Before the analysis the soil sample is dried. Then the metals are turned into the solution in the form of ions- prepare water or acid extracts of the soil.

In the territory of Pechengsky district, there is the Kol’sky mining - metallurgical factory. It produces copper-nickel ores. Nickel is a small town. It’s located in the forest-tundra zone. In autumn the citizens pick up mushrooms and berries. It’s necessary to find out if there are dangerous heavy metals in the soil.

The research had a few stages:

The identification of the places of taking samples. The soil was taken in the distance of 100 and 500 meters from the factory. By the way, the samples were chosen in the suburbs (3, 4, 5 km away) and in the area, where people pick up mushrooms and berries (picture 2-7).

The sampling was organized in 3 different places. Then the average sample was formed. The studied material was selected in a depth of 15 cm. The sampling was in March and April, some of the samples were taken in June.

Sample preparation for analysis were divided into 2 stages:

Drying

Preparation of acid extract (picture 8-9).

The average sample (20 gr.) was taken from dry soil.

Weighing was carried out on electronic scales (DIGITAL SCALE)with an accuracy of 0.01.The sample was dissolved in nitric acid (1,5 N solution HNO₃).

Conducting qualitative analysis.The choice of high-quality reagent was carried out on model solutions. It was necessary to find out where the painted compound is clearly visible and where interfering ions don’t exist (Table 1, picture 10). The results are presented in the Appendix to the article. (Table 2, picture 11-12).

To make a conclusion, the research showed that the soil samples taken in the town and its suburbs are free from heavy metals’ pollution. However, the soil samples taken near the factory contents copper.

The heavy metal content depends on the climate and the geographical location of the area where the research took place. Some areas were not explored. Our next research will study the impact of sulphur dioxideonthe soil in Pechengsky region.

Приложения

Таблица 1

Таблица 2

Рис. 1 Al-Fe-гумусовые подзолы Рис. 2 Зона отдыха 5 км от предприятия

Рис. 3 Место пробоотбора, справа от трассы Рис. 4 Место пробоотбора

(рекультивация почв АО КГМК не проводилась)

Рис. 5 Место пробоотбора. АО КГМК в 2006 были проведены мероприятия по восстановлению почв (рекультивация и озеленение)

Рис. 6 Промплощадка «Никель» Рис. 7 Место пробоотбора, родник Рис. 8 Подготовка проб к анализу (сушка) Рис. 9 Подготовка кислотной почвенной вытяжки

Рис. 10 Исследование модельных растворов ионов меди, железа, свинца (слева направо).

Рис. 11 Качественное определение ионов Рис. 12 Качественное определение свинца, меди, железа свинца и меди

Рис. 13 Спектрометр атомно-абсорбционный

с плазменной атомизацией

«КВАНТ-2»