Географы МГУ провели новаторское исследование сезонной динамики металлов, включая токсичные, в подзолистых почвах Центрально-Лесного заповедника. Результаты проведенной работы опубликованы в журнале «Catena». Отмечается, что российские ученые впервые установили ряды подвижности химических элементов для разных почвенных горизонтов, что позволяет прогнозировать миграцию загрязнителей.
Исследователи анализировали общее содержание металлов и их три подвижные формы (обменные, комплексные с органическим веществом, сорбированные гидроксидами железа/марганца), используя показатель потенциальной подвижности. Младший научный сотрудник Полина Енчилик отметила, что «значительная часть металлов находится в подвижных формах», превышая 50% в гумусовых горизонтах.
Максимальная подвижность металлов наблюдается в кислых гумусовых горизонтах и сильно коррелирует с содержанием органического углерода. Здесь подвижность чрезвычайно высока: кадмий и свинец — 99%, кобальт — 90%, марганец, цинк, никель — 60%, медь — 50%, железо — 40%, лантан — 30%, стронций — 20%, хром — 10%, рубидий — 3%.
Однако в подгумусовом горизонте, богатом минеральными частицами тонкого песка, подвижность резко падает: свинец и кобальт — 30%, кадмий, марганец, медь — 20%, железо, хром, лантан, цинк, никель — 10%, стронций — 2%, рубидий — 0,3%. В нижележащих горизонтах подвижность вновь возрастает благодаря сорбции илистыми частицами, затем уменьшается в карбонатной породе за счет комплексообразования.
Элементы разделили на три группы по подвижности:
- Высокоподвижные (16−64%): кадмий, свинец, кобальт, марганец.
- Умеренно подвижные (4−16%): хром, медь, никель, лантан, цинк, железо.
- Низкоподвижные (менее 4%): рубидий, стронций.
Органическое вещество, гранулометрический состав и кислотность почвы названы ключевыми факторами, определяющими миграцию элементов. Сезонные изменения особенно заметны на переувлажненных участках, где возрастает подвижность железа и марганца. Старший научный сотрудник Иван Семенков подчеркнул, что «даже такие элементы, как стронций и рубидий, демонстрируют выраженные сезонные колебания латеральной дифференциации».
Одним из ключевых результатов работы является установление рядов подвижности химических элементов для отдельных генетических горизонтов подзолистых почв.
Проведенные исследования имеют большое значение для прогнозирования экологических рисков, связанных с миграцией металлов в природных и загрязненных экосистемах, а также для оценки устойчивости подзолистых почв и моделирования круговорота веществ в условиях изменения климата.
Ранее мы рассказывали, что инновационный датчик поможет бороться с загрязнением воды после запуска фейерверков.
