Methodological aspects of the assessment of roadside Luvisol contamination with heavy metals
| Date |
|---|
2008 |
Siekiant pagausinti dirvodarinės uolienos poveikio sunkiųjų metalų (SM) kaupimuisi dirvožemyje technogeninės taršos sąlygomis žinias, 2003–2007 m. buvo atlikti limnoglacialinio molio ir moreninio priemolio išplautžemių (Luvisols) užtaršos SM (Cr, Pb, Ni, Cu, Zn) tyrimai autotransporto magistralės Kaunas–Vilnius poveikio zonoje. SM koncentracijos buvo nustatytos AAS ir XRFS metodais skirtinguose ekstraktuose: suminėms SM koncentracijoms buvo naudojamas HF + HCl + HNO3 mišinys, o aplinkai pavojingoms koncentracijoms – 2 M HNO3 rūgštis. Judriųjų SM jonų koncentracijos buvo nustatytos 1N CH3COONH4 (pH 4,8) ir 0,01 M CaCl2 tirpalų ekstraktuose. Gauti rezultatai parodė, kad tirtų išplautžemių užtarša Cr, Cu ir Zn nepavojinga, o Ni ir Pb yra vidutinio pavojingumo (1 < K0 < 3). Limnoglacialinio molio išplautžemio Ap horizonte bendrosios Cr ir Pb koncentracijos buvo iki 1,9 karto, o Ni – iki 2,4 karto didesnės, negu moreninio priemolio išplautžemio Ap horizonte. Cu ir Zn koncentracijų skirtumai tirtuose išplautžemiuose buvo nedideli. Limnoglacialinio molio išplautžemio profilyje daugiausia Cr ir Cu nustatyta BCkg, Zn – Bt, o Pb ir Ni – Ap ir AEl horizontuose. Moreninio priemolio išplautžemio profilyje daugiau Cr, Pb ir Ni kaupėsi Ap horizonte, o Cu ir Zn visame dirvožemio profilyje buvo pasiskirstę tolygiai. Judriųjų Cr jonų koncentracijos limnoglacialinio molio išplautžemio Ap horizonto mėginiuose, palyginti su moreninio priemolio išplautžemiu, buvo didesnės iki 1,4 karto, Pb – iki 1,7, Cu – iki 2, o Ni ir Zn – nesiskyrė.
Aptiktas labai stiprus Cr (r = 0,98**), Pb (r = 0,944**), Zn (r = 0,997), Cu (r = 0,98**) ir stiprus atvirkštinis Ni (r = –0,881**) tiesinės priklausomybės ryšys tarp SM bendrųjų koncentracijų, nustatytų Rentgeno fluorescenciniu metodu (XRFS) ir AAS metodu, leidžia teigti, kad XRFS metodas gali būti alternatyvus tradiciniam AAS metodui kai kurių SM bendrosioms koncentracijoms išplautžemiuose (Luvisols) nustatyti, nes yra spartesnis ir pakankamai tikslus.
The established very strong Cr (r = 0.98**), Pb (r = 0.944**), Zn (r = 0.997), Cu (r = 0.98**) and strong reverse Ni (r = –0.881**) linear correlations among total HM concentrations determined by XRFS and AAS methods imply that to establish total concentrations of some HM in Luvisols, the XRFS method can be alternative to the traditional AAS method as it is more rapid and fairly scientific.
In the period 2003–2007, contamination of limnoglacial clay and moraine loam Luvisols with heavy metals (HM) (Cr, Pb, Ni, Cu, Zn) in the highway Kaunas–Vilnius impact zone was analysed for the purpose to deepen knowledge of the effect of parent material on HM accumulation under the impact of technogenic pollution. The AAS and XRFS methods were used to establish HM concentrations in different extracts: a HF + HCl + HNO3 mixture was used for total HM concentrations and 2M HNO3 acid for environmentally dangerous concentrations. Concentrations of mobile HM ions were determined in the extracts of 1N CH3COONH4 (pH 4.8) and 0.01 M CaCl2 solutions. The obtained results showed contamination of the test Luvisols with Cr, Cu and Zn to be not dangerous and with Ni and Pb of medium hazardousness (1 < K0 < 3). In the Ap horizon of limnoglacial clay Luvisol, total Cr and Pb concentrations by 1.9 times, and those of Ni up to 2.4 times exceeded those in moraine the loam Luvisol Ap horizon. Cu and Zn concentrations in the Luvisols had slight differences. In limnoglacial clay Luvisol profile the biggest amounts of Cr and Cu were determined in BCkg, of Zn in the Bt and of Pb and Ni in the Ap and AEl horizons. In the moraine loam Luvisol profile, the biggest accumulations of Cr, Pb and Ni were found in the Ap horizon, while Cu and Zn were evenly distributed in the entire soil profile. Comparative analysis showed the concentrations of mobile Cr ions in samples of limnoglacial clay Luvisol Ap horizon to be up to 1.4 times bigger than those in moraine loam Luvisol, of Pb up to 1.7, of Cu up to 2, and those of Ni and Zn showed no difference.