Пространственно-статистический анализ содержания и подвижности тяжелых металлов в гумусовых горизонтах почв Республики Татарстан тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.13, кандидат наук Рязанов Станислав Сергеевич

• Рязанов Станислав Сергеевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Рязанов Станислав Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................9

1.1. Источники тяжелых металлов в почвах...................................................9

1.2. Почвенно-геохимическая характеристика тяжелых металлов............15

1.3. Региональная оценка и мониторинг содержания тяжелых металлов в почвах..........................................................................................................................20

1.4. Геохимические исследования почв Республики Татарстан.................27

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ...................................................................40

2.1. Регион исследования................................................................................40

2.2. Почвенные данные...................................................................................45

2.3. Оценка геохимического фона и уровней загрязнения почв.................50

2.4. Пространственная интерполяция............................................................52

2.5. Деревья регрессии....................................................................................57

2.6. Метод главных компонент.......................................................................58

2.7. Использованное программное обеспечение..........................................60

ГЛАВА 3. МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН..............61

3.1. Содержание и коэффициент подвижности металлов в почвах............61

3.2. Региональные фоновые уровни железа и тяжелых металлов..............68

3.3. Влияние типа землепользования.............................................................69

3.4. Оценка пространственного распределения металлов в почвах...........75

ГЛАВА 4. ПОВЕДЕНИЕ И ИСТОЧНИКИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ........................................................................................................................79

4.1. Структура почвенно-геохимических связей..........................................79

4.2. Многофакторный анализ и оценка источников.....................................85

ГЛАВА 5. РЕГИОНАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ.................91

5.1. Моноэлементная оценка загрязнения.....................................................91

5.2. Полиэлементая оценка загрязнения........................................................95

ВЫВОДЫ.............................................................................................................97

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..................................................................................99

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пространственно-статистический анализ содержания и подвижности тяжелых металлов в гумусовых горизонтах почв Республики Татарстан»

Актуальность работы

Изучение качества почв и, в частности, степени их загрязнения тяжелыми металлами является необходимым этапом для оценки последствий антропогенной деятельности, а также первым шагом для создания условий сохранения истощаемых почвенных ресурсов и переходу к устойчивому развитию (Li et al., 2008). Ряд практических задач, таких как, эффективное ведение сельского хозяйства, развитие агро-туризма и переход к органическому земледелию, ограничены без решения проблемы загрязнения почв тяжелыми металлами (Romic et al., 2007).

Источники поступления тяжелых металлов в почвы разделяют на две группы: естественные, преимущественно выраженные в наследовании почвенной толщей элементов из продуктов выветривания почвообразующих пород, и антропогенные, определяющие экзогенное поступление тяжелых металлов из таких источников, как транспорт, промышленные предприятия, и сельскохозяйственная деятельность (как сопутствующие элементы в составе пестицидов и удобрений) (Esmaeili et al., 2014; Albanese et al., 2010).

В результате действия органов экологического мониторинга и контроля, в развитых странах Европы наблюдается снижение техногенных выбросов тяжелых металлов в окружающую среду за последние десятилетия. Так, атмосферные выбросы кадмия снизились с 485 т/год до 257 т/год за период с 1990 по 2003 гг., техногенное поступление свинца снизилось с 35000 т/год до 8600 т/год, а ртути -с 413 т/год до 195 т/год (Health..., 2007). Несмотря на это, аккумулятивный характер поступления металлов в почвы определяет долговременные последствия загрязнения окружающей среды, особенно остро стоящие в индустриально развитых странах (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Закрепление тяжелых металлов в почвах определяется содержанием и составом органического вещества, глинистых минералов, минералов с переменным зарядом (оксидов железа, марганца, алюминия и др.), а также карбонатов (Violante et al., 2010). Сочетание данных геохимических барьеров определяет потенциальную

способность почвы к удержанию поступающих поллютантов и, как следствие, их биологическую доступность (Vega et al., 2010). Антропогенный фактор почвообразования, посредством преобразования физических и химических свойств почв, накладывается дополнительным эффектом, влияющим на поступление, мобильности и аккумуляцию тяжелых металлов (Алексеев, 2008).

Республика Татарстан представляет особый интерес для регионального изучения содержания и поведения в почвах тяжелых металлов, поскольку характеризуется большим количеством земель сельскохозяйственного назначения (68% от общей площади) и широким промышленным профилем, определяемым нефтегазохимическим комплексом, машиностроительными предприятиями, предприятиями радио- и электроприборостроения (Государственный..., 2015). Таким образом, актуальность темы диссертационного исследования определяется объективной необходимостью оценки и мониторинга территории Республики Татарстан, как региона с развитыми промышленными и сельскохозяйственными отраслями.

Цель работы: характеристика почв Республики Татарстан по содержанию и уровню загрязнения тяжелыми металлами в условиях различных типов землепользования.

Задачи исследования:

1. Характеристика содержания и коэффициента подвижности тяжелых металлов (Cd, Pb, Co, Cu, Ni, Cr, Zn, Mn) в гумусовых горизонтах основных типов почв Республики Татарстан.

2. Анализ влияния сельскохозяйственного типа землепользования на содержание и коэффициент подвижности тяжелых металлов в почвах.

3. Анализ пространственного распределения тяжелых металлов на территории республики.

4. Изучение влияния почвенных свойств на содержание и коэффициент подвижности тяжелых металлов в основных типах почв при различных типах землепользования.

5. Оценка уровня загрязнения почв Республики Татарстан тяжелыми металлами.

Научная новизна

Впервые проведено масштабное обследование почвенного покрова всей территории Республики Татарстан на предмет содержания и подвижности железа и 8 тяжелых металлов: кадмия, кобальта, хрома, меди, марганца, никеля, свинца и цинка. Установлены почвенно-геохимические зависимости уровней накопления тяжелых металлов в широком диапазоне значений почвенных свойств, оценено влияние сельскохозяйственного типа землепользования на содержание и коэффициент подвижности тяжелых металлов в региональном масштабе. Созданы карты пространственного распределения содержания девяти металлов в гумусовом слое почв для всей территории Республики Татарстан.

На защиту выносится:

1. Характеристика содержания и пространственного распределения тяжелых металлов (Cd, Pb, М, Zn, Mn) в почвах Республики Татарстан.

2. Закономерности влияния почвенно-геохимических условий на содержание и подвижность тяжелых металлов в гумусовых горизонтах почв в условиях различных типов землепользования.

3. Оценка моно- и полиэлементного загрязнения почв Республики Татарстан тяжелыми металлами.

Теоретическая и практическая значимость

Представленные в работе результаты отражают актуальное состояние почвенного покрова Республики Татарстан в отношении содержания и пространственного распределения тяжелых металлов в почвах. Установлены зависимости валового содержания и коэффициента подвижности тяжелых металлов от почвенных свойств с учетом типов почв и типов землепользования. Выделены геохимические ассоциации тяжелых металлов, выполнена обобщённая оценка источников их поступления в верхние почвенные горизонты на региональном масштабе. Представленные расчеты региональных фоновых

значений тяжелых металлов также позволили выявить геохимические зоны повышенного содержания тяжелых металлов на территории республики.

Практическая значимость работы обусловлена проведенным анализом моноэлементного и полиэлементного загрязнения естественных, сельскохозяйственных и городских почв республики. Полученные карты пространственного распределения тяжелых металлов должны стать основой дальнейшей мониторинга и оценки качества почв. Составленные картографические материалы также могут являться основой для оценки экологических рисков, создания прикладных карт и эффективного планирования ряда практических задач.

Апробация работы

Основные положения и результаты исследования были представлены автором в виде устных и заочных докладов на 8 конференциях: на Итоговой научной конференции сотрудников ИПЭН АН РТ (Казань, 2017, 2018 гг.); III республиканской молодежной экологической научной конференции, посвященной 10-летию Института проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан (Казань, 2018 г.); XXIV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2017» (Москва, 2017 г.); Итоговой конференции аспирантов и молодых ученых ИПЭН АН РТ (Казань, 2017 г.); IV международной научно-практической конференции «Изучение, сохранение и восстановление естественных ландшафтов» (Волгоград, 2014 г.); XXI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2014» (Москва, 2014 г.).

Работа прошла апробацию на расширенном заседании лаборатории экологии почв Института проблем экологии и недропользования АН РТ (обособленное подразделение ГНБУ «Академия наук Республики Татарстан»).

Публикации

По результатам исследований опубликовано 12 работ, в т. ч. 5 статей в журналах из списка ВАК; 3 статьи в журналах, индексируемых Scopus, 2

свидетельства о регистрации прав на программное обеспечение; 2 статьи в журналах, индексируемых РИНЦ.

Личный вклад автора в работу

Автор лично участвовал в полевых экспедициях Института проблем экологии и недропользования АН РТ по геохимическому обследованию почв Республики Татарстан в 2013-2014 гг. Автором были сформулированы цель и задачи исследования, проведен статистический и геостатистический анализ полученных материалов, проанализированы и обобщены полученные результаты, сделаны итоговые выводы. Автор лично представлял результаты исследований на научных мероприятиях, перечисленных выше.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов и списка литературы. Она изложена на 114 страницах, содержит 21 таблицу, 16 рисунков. Список литературы включает 148 наименования, в том числе 65 работ зарубежных авторов.

Благодарности

Автор глубоко признателен руководству Института проблем экологии и недропользования АН РТ за предоставленные архивные данные и результаты лабораторного анализа полевых данных.

Автор искренне благодарен своему научному руководителю, к.б.н. Борису Рубеновичу Григорьяну, чей жизненный путь был трагически прерван летом 2017 г.

Автор благодарит к.б.н. Д.В. Иванова за ценные советы и помощь в завершении работы. Автор также выражает благодарность к.б.н. В.И. Кулагиной за плодотворную консультацию в различных вопросах.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Источники тяжелых металлов в почвах

Тяжелые металлы - группа химических элементов с атомной массой более 50 единиц (Орлов, 1985; Водяницкий, 2008). В эту группу элементов объединяют металлы Сё, Со, Сг, Си, Бе, Н^, Мп, Мо, N1, V, а также металлоиды Аб, Бе. Поскольку эти элементы, кроме Бе, содержатся в почвах в микро количествах, то их можно назвать «микроэлементами». Термин «тяжелые металлы» впервые появился в технической литературе, которая относила к этой группе химические

-5

элементы, обладающие свойствами металлов и металлоидов, с плотностью 5 г/см (Алексеев, 1987). По классификации Н.Ф. Реймерса, тяжелыми металлами следует

-5

считать металлы с плотностью 8 г/см3 (Реймерс, 1980).

Определению «тяжелые металлы» соответствует достаточно большое количество элементов, однако соединения этих элементов далеко не равнозначны как загрязняющие вещества (Водяницкий и др., 2012). Практически все металлы (за исключением свинца, ртути, кадмия и висмута) активно участвуют в биологических процессах, входят в состав многих ферментов. Таким образом, термины «тяжелые металлы» и «микроэлементы» употребляются для характеристики одних и тех же элементов, в зависимости от их роли и концентрации в исследуемых средах (Алексеев, 2008; Ильин, 1991; Прохорова и др., 1996). Начиная с 1970-х годов тяжелые металлы стали относить к приоритетным загрязняющим веществам, подлежащим контролю во всех природных средах, включая почвы. В частности, программа ООН по окружающей среде (ЦЫБР) к числу наиболее опасных относит 7 металлов: Си, Бп, V, Сг, Мо, Со, N1 и 3 металлоида: БЬ, Аб и Бе ^оёуапЙБки, 2016).

В природе, как правило, тяжелые металлы являются рассеянными элементами (Добровольский, 1983). Уровень их содержания в горных породах существенно отличается, о чем свидетельствуют кларки (средние содержания) тяжелых металлов в земной коре.

Почвы являются природным накопителями тяжелых металлов в окружающей среде и основным источником загрязнения растительной продукции.

Тяжелые металлы плохо выводятся из почвы, так как они практически не подвергаются процессам естественного разрушения и, попадая в почву, становятся определяющим фактором её качественного состояния. Соединения тяжелых металлов претерпевают в почве химические превращения, в ходе которых они изменяют свою токсичность. Наибольшую опасность представляет подвижная форма тяжелых металлов, так как она является наиболее доступной для живых организмов.

Выделяют естественные и техногенные/антропогенные источники поступления тяжелых металлов (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Ильин, 1991). Среди первичных источников тяжелых металлов необходимо выделить в первую очередь верхнюю мантию, базальты и граниты (Ковда, 1985). В почвах основным первичным источником тяжелых металлов являются продукты выветривания магматических и метаморфических горных пород (Ильин, 1991; Асылбаев, Хабиров, 2013). Как вторичные естественные источники тяжелых металлов в почвах рассматривают живое вещество, осадочные породы и воды океана. Среднее содержание тяжелых металлов в горных породах оценивается в 10-4-10-6 %, хотя может значительно варьировать в зависимости от их генезиса. Почвообразующие горные породы разного гранулометрического состава по концентрации тяжелых металлов также могут сильно различаться. Наибольшее их количество содержат суглинистые и глинистые, а наименьшее песчаные и супесчаные породы (Ковда, 1985; Ильин, 1991). Кроме горных пород, в качестве естественных источников тяжелых металлов в почвах рассматривают термальные воды, космическую и метеоритную пыль, вулканические газы, а также крупные метеориты (Ковда, 1985).

В настоящее время особую опасность представляет антропогенное поступление тяжелых металлов в окружающую среду. Из-за выраженной катионной поглотительной способности почв постоянное поступление металлов даже в малых количествах в течение продолжительного времени способно привести к их существенному загрязнению (Алексеев, 2008). Пути загрязнения тяжелыми металлами разнообразны, но наиболее важным из них является

распространение техногенных выбросов через атмосферу (Ильин, 1991). Основной вклад в техногенное загрязнение атмосферы и окружающей среды вносят тепловые электростанции (около 27% от общей доли), предприятия черной и цветной металлургии (24.3% и 10.5%, соответственно), нефтегазохимический комплекс, как на этапе добычи, так и переработки (15.5%), транспорт (13.1%), предприятия добычи и производства строительных материалов (8.1%), а также предприятия химического производства (1.3%) (Прохорова и др., 1996). Большая часть техногенных тяжелых металлов попадает в почвенный покров в виде пыли в относительно небольшом радиусе от источника выброса, доля сухих осаждений оценивается в 75-95%; 15-20% выпадает с атмосферными осадками (Алексеев, 1987; Ильин, 1991; Цемко, 1980).

В дополнение к антропогенным источникам тяжелых металлов, поступающих в почвы через атмосферу, в урбанизированных территориях также высока степень поступления с осадками сточных вод, отходами промышленности, бытовым мусором (Алексеев, 2008; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Интенсивная сельскохозяйственная деятельность также способствует поступлению тяжелых металлов вместе с удобрениями и пестицидами.

Техногенное поступление металлов в почву, а также закрепление их в гумусовых горизонтах в почвах не может быть равномерным. Эта неравномерность связана в первую очередь с плотностью населения. Около 40% всех тяжелых металлов рассеяно на 2% обитаемой территории. Продукты техногенеза могут либо перерабатываться в результате природных процессов и не вызывать необратимых нежелательных последствий в природе, либо сохраняться и аккумулироваться, губительно влияя как на растительность, так и животных и человека. В автономных ландшафтах часто происходит самоочищение, так как продукты техногенеза рассеиваются поверхностными и внутрипочвенными водами, а в аккумулятивных происходит накопление загрязнителей (Виноградов, 1957).

Ниже дана краткая характеристика рассматриваемых в работе металлов.

Железо (¥е). Один из главных элементов литосферы, занимает второе место среди металлов и четвертое среди элементов земной коры по кларку (4.65 %). Образует свыше 300 собственных минералов - оксидов, сульфидов, силикатов, карбонатов, фосфатов и др. (Перельман, 1989). В почвах железо находится главным образом в виде оксидов и гидроксидов, однако в присутствии большого количества органического вещества Бе существует преимущественно в хелатной форме (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Количество и формы железа в почвах преимущественно определяются составом почвообразующих пород, а также направленностью и интенсивностью элементарных почвообразовательных процессов.

Марганец (Мп). Являясь одним из наиболее распространенных микроэлементов в литосфере, марганец входит в основу ряда минералов, в которых он присутствует в ионной форме Мп2+, Мп3+, Мп4+. Соединения марганца окисляются в процессе выветривания, а образующиеся оксиды в дальнейшем осаждаются в виде вторичных минералов (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Оксиды и гидроксиды марганца в почве присутствуют как в виде осаждений на почвенных частицах, так и в виде новообразований различного размера. Основные антропогенные источники марганца включают муниципальные сточные воды, никелевые рудники, выбросы металлургических предприятий и сжигание ископаемого топлива (КаёаБка е1 а1., 2010)

Кадмий (Сф. В магматических и осадочных породах концентрации Сё не превышают 0.3 мг/кг. При выветривании легко переходит в раствор в виде Сё . Собственные минералы (СёО, СёС03) кадмий образует в сильноокислительных условиях. Антропогенные источники кадмия включают свинцово-цинковые рудники и предприятия цветной металлургии. Сельскохозяйственная деятельность также вносит вклад в загрязнение кадмием: орошение сточными водами и фосфатные удобрения - важный источник кадмия в почвах (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).

Кобальт (Со). В осадочных породах относительное содержание кобальта зависит от содержания и состава глинистых минералов и органического вещества

и варьирует в пределах от 0.1 мг/кг до 20 мг/кг. Кобальт не образует собственные породообразующие минералы и чаще всего встречается в составе минералов железа. Естественные концентрации кобальта в почвах зависят от генезиса материнских пород, основные и глинистые отложения содержат наибольшие количества данного элемента (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Существенные техногенные источники загрязнения Co связаны с цветной металлургией и, меньше, со сжиганием угля и других видов топлива.

Медь (Cu). Медь образует большое количество собственных минералов, из которых наиболее широко встречаемые первичные минералы - простые и сложные сульфиды. В процессе выветривания медьсодержащие сульфиды легко разрушаются и высвобождают медь в ионной форме. Медь считается наиболее подвижным металлом в гипергенных процессах (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). В почвах медь преимущественно аккумулируется в верхних горизонтах, что обусловлено её биоаккумуляцией и современным антропогенным влиянием. Антропогенные источники меди в почвах включают медьсодержащие удобрения и растворы для опрыскивания, сельскохозяйственные и коммунальные отходы, индустриальные источники, главным образом - цветная металлургия.

Хром (Cr). От остальных рассматриваемых элементов отличается большим количеством возможных состояний окисления (от +2 до +6) и способностью образовывать комплексные анионные и катионные ионы

(Cr(OH), CrO4, СгОз-).

Типичный минерал хрома, хромит (FeCr2O4), устойчив к выветриванию, но при

л

прогрессирующем окислении хром образует хромат-ион CrO4 - , который обладает высокой подвижностью и слабо сорбируется глинами и водными оксидами (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Антропогенными источниками хрома служат объекты химической и металлургической промышленности, причем установлено, что 78% использованного хрома в итоге поступает в окружающую среду,

Л

суммарное поступление оценивается в 2630-10 т/год (Johnson et al., 2006;

Водяницкий, 2008). Также хром поступает в почву из рудных отвалов, металлического лома и Cr-содержащих изделий.

Никель (Ni). В ультраосновных породах содержится 0.2 % Ni, в основных -

Л -5

1.6-10" % и в кислых -5.5-10" % (Перельман, 1989). В осадочных породах концентрации Ni лежат в пределах 5-90 мг/кг, в зависимости от гранулометрического состава (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Никель легко высвобождается при выветривании горных пород, а затем осаждается преимущественно с оксидами Fe и Mn. Никель - серьезный поллютант, поступающий в окружающую среду с выбросами металлообрабатывающей промышленности, сжиганием угля и нефти.

Свинец (Pb). Концентрация свинца в земной коре и даже однотипных породах сильно варьирует. При выветривании пород Pb2+ высвобождается из кристаллических структур минералов. Преобладающая часть освободившихся ионов сорбируется глинистыми частицами и гидроксидами и оксидами железа, оксидами марганца и органическим веществом (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). В некоторых почвах свинец концентрируется в частицах карбоната кальция. Небольшая часть свободного свинца может поступать в поверхностные и грунтовые воды (Добровольский, 2003). Широкомасштабное загрязнение окружающей среды свинцом как результат глобальной индустриализации, привело к обогащению верхних горизонтов большинства почв данным элементом (Hughes et al., 1980).

Значительное загрязнение почв мира наблюдается вдоль автомобильных дорог, что связано с применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонирующей присадки к автомобильному топливу. Несмотря на то, что в большинстве стран применение тетраэтилсвинца было запрещено ещё в начале 2000-х, слабая подвижность свинца обуславливает повышенные его содержания на придорожных территориях. Антропогенные выбросы свинца в атмосферу слабо переносятся на большие расстояния, он относится к группе металлов, образующих вокруг источника выброса так называемый «бычий глаз» - высокое значение выбросов вблизи источника и уменьшение их количества по экспоненте с увеличением расстояния. Следы выбросов свинца наблюдаются в радиусе 10 км от источника выбросов. Анизотропия распределения свинца зависит от

направления ветра (Telmer et al., 2004). В почвенном профиле основное количество свинца в загрязненных зонах находится в верхних 20 см, с увеличением глубины содержание резко уменьшается и достигает фоновых уровней на глубине ~ 30 см (Bi et al., 2006).

Количество антропогенных выбросов можно получить из официальных докладов или из оценок экспертов. Общие выбросы свинца для Европы оцениваются в 35000 т/год и в 8600 т/год для 1990 и 2003 гг., соответственно (Health..., 2007). В 1990 г. главным источников выбросов свинца (85%) являлся сектор дорожного транспорта. К 2003 г. его вклад упал до 6%, главным источником свинца стал сектор производства металлов (28%) (Vestreng et al., 2006).

Л Л

Цинк (Zn). Кларк в земной коре 8.3 ■ 10- % (в основных породах - 1.3 ■ 10- %,

3 9+

в кислых - 6 10- %). Подвижный Zn высвобождается при выветривании минералов цинка. Однако Zn легко адсорбируется минералами и органическим веществом (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). Баланс Zn в поверхностном почвенном слое указывает на то, что атмосферный привнос этого элемента превышает его вынос. Антропогенные источники Zn - предприятия цветной металлургии и применение минеральных удобрений.

1.2. Почвенно-геохимическая характеристика тяжелых металлов

Риск поступления тяжелых металлов из почвы в растения зависит от их концентрации в почвенном растворе, которое, в свою очередь, зависит от сорбционно-десорбционного равновесия. Токсический потенциал тяжелых металлов в почве определяется составом почвы, в частности, содержанием и типом глинистых минералов, органического вещества и оксидов железа и марганца (Covelo, 2007). Установление фаз-носителей тяжелых металлов и приуроченности их к соответствующим почвенным объектам позволяет прогнозировать судьбу поллютантов в почве (Водяницкий, 2008). В общих чертах поведение тяжелых металлов в почвах зависит от трех главных факторов: специфической адсорбции различными твердыми фазами, осаждения

малорастворимых или высокостабильных соединений и образования относительно стабильных комплексов или хелатов в результате взаимодействия с почвенным органическим веществом (Bradl, 2004). В почвах поведение тяжелых металлов определяется их геохимическим сродством с почвенными компонентами и подвижностью в тех или иных условиях:

Железо (Fe). Геохимия железа в окружающей среде отличается сложным характером из-за его способности легко изменять валентность в зависимости от физико-химических условий (Кабата-Пендиас и Пендиас, 1989). Железо играет важную роль в закреплении тяжелых металлов, определяя железистый твердофазный геохимический барьер в почвах. Гидроксиды железа являются важными сорбентами элементов-сидерофилов (Dixit, Hering, 2003).

Марганец (Mn). Относится к металлам группы железа - распределение и миграция в земной коре тесно связано с Fe, в связи с чем, Mn относят к сидерофилам, согласно геологической классификации химических элементов (Гольдшмит, 1930). Тем не менее, Mn - более энергичный мигрант, чем Fe. Многие системы, в которых Fe малоподвижно, отмечены интенсивной миграцией марганца (Перельман, 1989). Ю.Н. Водяницкий (2008) отмечает, что в почвах Mn не является сидерофилом и что на основе Mn синтезируются собственные оксиды, которые выступают как фазы-носители ряда микроэлементов. Элементы, родственные марганцу, Ю.Н. Водяницкий предложил объединить в группу манганофилов.

Кадмий (Cd). По геологической классификации относится к халькофилам (Гольдшмит, 1930). В почвах сродство с фазами носителями зависит от их содержания: в гумусированных почвах Cd выступает как органофил, в слабогумусированных наблюдается связь с Fe и Mn (Manceau et al., 2002). В почве активность Cd сильно зависит от реакции среды и, в меньшей степени, емкости катионного обмена (Vega et al., 2010). Растворимость кадмия в почвах уменьшается с увеличением pH (Bradl, 2004). В кислых почвах растворимость кадмия, главным образом, контролируется органическим веществом и полуторными оксидами, в щелочных почвах происходит осаждение кадмиевых

соединений (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989). В присутствии других тяжелых металлов кадмий показывает слабую конкурентную сорбционность (Vega et al., 2010).

Кобальт (Co). Близок к Ni по химическим свойствам, однако в биосфере

3~Ь 3+

возможно окисление до Co , аналогичного по свойствам Fe (Перельман, 1989). В почвах Co ведет себя как сидерофил и манганофил (Водяницкий, 2008). Важными факторами распределения и поведения Co в почвах также являются органическое вещество и содержание глинистых частиц (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Рязанов Станислав Сергеевич, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Агрохимическая характеристика почв СССР. Районы Поволжья - М.: Наука, 1966. - 359 с.

2. Александрова А.Б. Красная книга почв Республики Татарстан / А.Б. Александрова, Н.А. Бережная, Б.Р. Григорьян, Д.В. Иванов, В.И. Кулагина. -Казань: Изд-во «Фолиант», 2012. - 192 с.

3. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в агроландшафте / Ю.В. Алексеев. -Спб.: Изд-во ПИЯФ РАН, 2008. - 216 с.

4. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях / Алексеев Ю.В. -Л.: Агропромиздат, 1987. - 142 с.

5. Асылбаев И.Г. Концентрация химических элементов в почвах и породах Республики Башкортостан / И.Г. Асылбаев, И.К. Хабиров // Вестник Ульяновской государственной сельскохозяйственной академии. - 2013. - № 2(22). - С. 11-16.

6. Асылбаев И.Г. Тяжелые металлы второго класса опасности в почвах и породах Южного Урала: запасы и оценка загрязнения / И.Г. Асылбаев // Плодородие. - 2015. - № 5(86). - С. 58-63.

7. Атлас Республики Татарстан - СПб.: ОАО «Иван Федоров», 2005. - 216 с.

8. Билалов Ф.С. Оценка уровня содержания тяжелых металлов в важнейших компонентах экосистем г. Казани и сопредельных территорий для целей мониторинга / Ф.С. Билалов, А.В. Александров, Ю.С. Котов, И.И. Костюкевич // Эколого-токсикологическая характеристика урбанизированных и сопредельных территорий. Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1990. - С. 41-55.

9. Биогеохимическое картографирование и районирование территории восточного Предкамья и Закамья РТ. Разработка региональных кларков элементов-тяжелых металлов [Текст]: отчет о НИР / Академия наук РТ. - Казань, 2000. - 60 с.

10. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах / А.П. Виноградов. - М.: Изд-во АН СССР, 1957. - 259 с.

11. Водяницкий Ю.Н. Загрязнение почв тяжелыми металлами / Ю.Н. Водяницкий, Д.В. Ладонин, А.Т. Савичев. - М.: Россельхозакадемия, 2012. - 304 с.

12. Водяницкий Ю.Н. Тяжелые металлы и металлоиды в почвах / Ю.Н. Водяницкий. - М.: ГНУ Почвенный институт им. В.В. Докучаева РАСХН, 2008. -86 с.

13. Выполнить геохимическую и радиационную оценку состояния окружающей среды крупных промышленных агломераций Среднего Поволжья и определить комплекс охранных мероприятий на основе усовершенствованной методики локального эколого-геохимического картографирования [Текст]: отчет о НИР / ВНИИГеолнеруд. - Казань, 1990. - Гос. регистрационный № 1- 89- 38/19.

14. Глазовская М. А. Методологические основы оценки эколого-геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям / М.А. Глазовская. - М.: Изд -во Моск. ун-та, 1997. - 102 с.

15. Гольдшмит В. М. Принципы распределения химических элементов в минералах и горных породах. Геохимия редких элементов / В.М. Гольдшмит. -М.-Л.: ГОНТИ НКТП СССР, 1930. - 242 с.

16. ГОСТ 12536-2014. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава [Текст]. Дата введения 2015-07-01.

17. ГОСТ 26213-91. Почвы. Методы определения органического вещества [Текст]. Дата введения 1993-07-01.

18. ГОСТ 26423-85. Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки [Текст]. Дата введения 1986-01-01.

19. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2011 году [Текст]. - Казань: Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан, 2012. - 490 с.

20. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2015 году [Текст]. - Казань: Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан, 2015. - 505 с.

21. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2017 году [Текст]. - Казань: Министерство экологии и природных ресурсов Республики Татарстан, 2018. - 400 с.

22. Григорьян Б.Р. Проблема охраны почвенного покрова Прикамского региона ТССР / Б.Р. Григорьян, С.Н. Калимуллина, Т.А. Фасхутдинова, В.И. Кулагина // Проблемы природопользования и экологии Камского бассейна: тезисы. докл. 1 -й Регион. научно-технич. конф. - Наб. Челны, 1992. - С. 58-60.

23. Григорьян Б.Р. Региональные аспекты загрязнения среды тяжелыми металлами и здоровье населения / Б.Р. Григорьян, С.Н. Калимуллина, А.М. Хакимова // Казанский медицинский журнал. - 1994. - Т. 75. - № 1. - С. 38-44.

24. Даутов Р.К. Валовое содержание микроэлементов в пахотных слоях почв / Р.К. Даутов // Материалы к Х межд. Конгрессу почвоведов. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1975. - С. 64-70.

25. Даутов Р.К. Влияние материнских пород и механического состава почв на содержание микроэлементов в почвах / Р.К. Даутов, В.Г. Минибаев // Вопросы генезиса и рационального использования почв. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1969. - С. 31-37.

26. Даутов Р.К. Зависимость содержания меди и цинка в почвах от их генетических особенностей / Р.К. Даутов // Вопросы генезиса и плодородия почв. Казань: Изд-во КГУ, 1968. - С.91-98.

27. Даутов Р.К. К вопросу о факторах, определяющих содержание и подвижность микроэлементов в почвах / Р.К. Даутов, В.Г. Минибаев, С.Н. Калимуллина, В.Г. Бакирова // Научн. основы и практич. приемы повышения плодородия почв Южного Урала и Поволжья: тезисы. докл. Х научно-произв.

конф. почвоведов, агрохимиков и земледелов Южного Урала и Поволжья. - Уфа, 1982.

28. Даутов Р.К. Микроэлементы в серых лесных почвах и их доступность растениям / Р.К. Даутов, В.Г. Минибаев, С.Н. Калимуллина, В.Г. Бакирова, Р.В. Тюменева // Серые лесные почвы Татарии, их плодородие и рациональное использование. - Казань: Изд-во КГУ, 1991. - С. 168-177.

29. Даутов Р.К. Некоторые факторы, определяющие содержание и подвижность микроэлементов в почвах ТАССР / Р.К. Даутов, В.Г. Минибаев, С.Н. Калимуллина, Т.И. Жиганова, С.М. Казакова // Химизация сельского хозяйства. -Казань: Таткнигоиздат, 1972.

30. Даутов Р.К. Опыт составления крупномасштабных картограмм содержания подвижных форм микроэлементов в почвах Волжско-Камской лесостепи / Р.К. Даутов // Агрохимия. - 1972. - № 7. - С. 67-73.

31. Даутов Р.К. Основные итоги изучения микроэлементов в дерново-подзолистых и черноземных почвах Волжско-Камской лесостепи / Р.К. Даутов,

B.Г. Минибаев, С.Н. Калимуллина, С.М. Казакова, Е.Д. Лежаева // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине: Матер. VIII Всес. конф. - Ивано-Франковск, 1978.

32. Даутов Р.К. Особенности природных районов Татарии и эндемические болезни / Р.К. Даутов, С.Н. Калимуллина, А.М. Хакимова, М.Н. Ступишина // Проблема отраслевой и комплексной географии. - Казань: Изд-во Казанского унта, 1976.

33. Даутов Р.К. Подвижная медь в почвах Татарской АССР / Р.К. Даутов,

C.Н. Калимуллина // Итоговая научн. конф. КГУ за 1964 г. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1965.

34. Дворяк С.В., Фазуллина Л.И., Фазуллин Д.Д., Маврин Г.В. Тяжелые металлы в поверхностном слое почвы Тукаевского района Республики Татарстан / С.В. Дворяк, Л.И. Фазуллина, Д.Д. Фазуллин, Г.В. Маврин // Экология промышленного производства, 2011. - №. 4. - С. 33-41.

35. Добровольский В.В. География микроэлементов: Глобальное рассеяние /

B.В. Добровольский. - М.: Мысль, 1983. - 272 с.

36. Добровольский В.В. Основы биогеохимии / В.В. Добровольский. - М.: Издательский центр Академия, 2003. - 342 с.

37. Ермолаев О.П. Ландшафты Республики Татарстан. Региональный ландшафтно-экологический анализ / О.П. Ермолаев, М.Е. Игонин, А.Ю. Бубнов,

C.В. Павлова. - Казань: Слово, 2007. - 411 с.

38. Зонн С.В. Железо в почвах (генетические и географические аспекты) / С.В. Зонн. - М.: Наука, 1982. - С. 208.

39. Иванов Д.В. Тяжелые металлы в почвах Республики Татарстан (обзор) / Д.В. Иванов // Российский журнал прикладной экологии, 2015. - №. 4. - С. 53-60.

40. Иванов Д.В. Разработка региональных нормативов качества почв по содержанию тяжелых металлов / Д.В. Иванов // Геохимия ландшафтов: матер. всеросс. науч. конф. - М.: Географический факультет МГУ, 2016. - С. 232-235.

41. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение / В.Б. Ильин. -Новосибирск: Наука, 1991. - 151 с.

42. Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях / А. Кабата-Пендиас, Х. Пендиас. - М.: Мир, 1989. - 440 с.

43. Калимуллина С.Н. Биогеохимическая ситуация в районах Закамья Республики Татарстан / С.Н. Калимуллина, Б.Р. Григорьян // Тез. докл. II съезда почвоведов. - СПб, 1996б. - Кн.2. - С.172-173.

44. Калимуллина С.Н. Геохимия тяжелых металлов в почвах и растительности Восточного Предкамья и Восточного Закамья Республики Татарстан / С.Н. Калимуллина, Б.Р. Григорьян // Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан: матер. 1 Республ. науч. конф. - Казань, 1995а. -С.61-62.

45. Калимуллина С.Н. Почвенно-геохимическая характеристика районов нефтедобычи Республики Татарстан / С.Н. Калимуллина, Б.Р. Григорьян // Материалы научн.-практич. конф. "75 лет ТатНИИСХ". - Казань, 1996а. - С.90-91.

46. Калимуллина С.Н. Почвы и земельные ресурсы, их состояние, охрана и использование / С.Н. Калимуллина, Б.Р. Григорьян // Анализ современного состояния окружающей среды Ютазинского района РТ. Сер. "Экология и природопользование". - Казань, 1996в. - Вып. 2. - С.58-60.

47. Калимуллина С.Н. Сравнительный анализ данных парциального содержания микроэлементов в целях геохимического и экологического мониторингов / С.Н. Калимуллина, Б.Р. Григорьян // Экология и охрана окружающей среды: тез. докл. Междунар. науч.-практ. конф. - Пермь, 19956. -

4.1. - С.44-45.

48. Калимуллина С.Н. Тяжелые металлы в почвах Восточного Предкамья и Восточного Закамья ТССР / С.Н. Калимуллина, Н.Н. Галиева, В.И. Воробьев // Почвы Среднего Поволжья и Урала, теория и практика их использования и охраны: тезисы докладов XII конференции почвоведов, агрохимиков и земледелов Среднего Поволжья и Урала. - Казань: Тат. Кн. Изд-во, 1991. - С.248-250.

49. Калимуллина С.Н. Фоновая геохимическая структура Предкамья и Закамья РТ как составная часть регионального экологического мониторинга / С.Н. Калимуллина // Агроэкологические проблемы сельскохозяйственного производства в условиях техногенного загрязнения агроэкосистем: сб. докл. Всеросс. научно-практ. конф. - Казань, 2001. - С.143-150.

50. Калимуллина С.Н. Фоновая почвенно-геохимическая структура Предкамья и Закамья Республики Татарстан / С.Н. Калимуллина, Б.Р. Григорьян // Регион и география: тез. докл. Междунар. научн.-практ. конф. - Пермь, 1995в. -

4.2. - С.246-248.

51. Кауричев И.С. Почвоведение / И.С. Кауричев, Н.П. Панов, Н.Н. Розов, М.В. Стратонович, А.Д. Фокин. - М.: Агропромиздат, 1989. - 719 с.

52. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова / В.А. Ковда. - М.: Наука, 1985. - 264 с.

53. Конюхова В.А., Папунди К.Х., Кузина М.В., Тремасов М.Я. Концентрация токсичных элементов в почве юго-восточной зоны Республики Татарстан / В.А. Конюхова, К.Х. Папунди, М.В. Кузина, М.Я. Тремасов //

Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии, 2012. - №. 1. - С. 123127.

54. Королева Т.Э. Кластерный метод оценки содержания тяжелых металлов в почвах Предволжья РТ: дисс. ... канд. физ.-мат. наук. // Т.Э. Королева. - Казань, 2000. - 119 с.

55. Латыпова В.З. Геохимическая характеристика почв г. Казани / В.З. Латыпова, Г.Р. Валеева // Экология г. Казани. - Казань: Изд-во Фэн, 2005. - С. 144-147.

56. Маданов П.В. Марганец в почвах Татарской Республики и разработка некоторых вопросов применения марганцевых удобрений / П.В. Маданов // Ученые записки Казанского ун-та, 1951. - Т. 111. - кн.1. - С. 25-38.

57. Минибаев В.Г. Микроэлементы в почвах правобережья среднего течения Волги / В.Г. Минибаев, Р.К. Даутов // Микроэлементы в СССР. - Рига: Зинатне, 1979. - Т.20. - С.50-56.

58. Минкина Т.М. Состав соединений тяжелых металлов в почвах / Т.М. Минкина, Г.В. Мотузова, О.Г. Назаренко. - Ростов-на-Дону: Южный федеральный ун-т, 2009. - 208 с.

59. Об утверждении методики исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды [Текст] / Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации. Приказ от 8 июля 2010 г. № 238. Зарегистрировано в Минюсте РФ 7 сентября 2010 г. N 18364.

60. Обобщить материалы и разработать рекомендации по охране окружающей геологической среды Приказанского района ТАССР [Текст]: отчет о НИР / ВНИИГеолнеруд. - Казань, 1988. - Гос. регистрационный № 32-86-56/2.

61. Озол А.А. Геохимические исследования почв Татарстана / А.А. Озол // Проблемы экологической химии Республики Татарстан. - Казань, 1998. - Вып. 1. - С.5-27.

62. Озол А.А. Что таит в себе геохимический состав почв / А.А. Озол, Е.А. Беговатов, С.С. Мухарамова // Научный Татарстан, 1999. - № 2. - С. 57-64.

63. Окунев Р.В. Содержание валового мышьяка в почвах Предкамья Республики Татарстан / Р.В. Окунев, Б.Р. Григорьян // Вестник КрасГАУ. Биологические науки, 2016. - №. 10. - С. 36-41.

64. Орешкин В.Н. Кадмий, свинец и другие металлы в железо-марганцевых конкрециях некоторых пойменных почв / В.Н. Орешкин, Т.И. Ульяночкина, В.С. Кузьменкова, П.Н. Балабко // Мат-лы конф. «Бе-конкреции в почвах: состав, генезис, строение». - Тбилиси, 1990. - С. 33.

65. Орлов Д.С. Химия почв / Д.С. Орлов. - М.: Изд-во МГУ, 1985. 376 с.

66. Орлов Д.С. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении / Д.С. Орлов, Л.К. Садовникова, И.Н. Лозановская. - М.: Высшая школа, 2002. -334 с.

67. Переведенцев Ю.П. Климатические условия и ресурсы Республики Татарстан / Ю.П. Переведенцев, Б.Г. Шерстюков, Э.П. Наумов, М.А. Верещагин, К.М. Шанталинский - Казань: Изд-во Казанск. ун-та, 2008.- 288 с.

68. Перельман А. Геохимия: Учеб. для геол. спец. вузов / А. Перельман. -М. : Высш. шк. - 528 с.

69. Почвы Татарии. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1962. - 419 с.

70. Провести геоэкологические исследования урбанизированных территорий Волго-Уральского региона и дать рекомендации по защите природной среды: отчет о НИР / ВНИИГеолнеруд. - Казань, 1993.

71. Прохорова Н. В. Тяжелые металлы в почвах и растениях в условиях техногенеза / Н.В. Прохорова, Н.М. Матвеев // Вестник Самарского государственного университета, 1996. - Спецвыпуск. - С. 126-147.

72. РД 52.18.191-89. Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом [Текст]. - М. : Государственный комитет СССР по гидрометеорологии, 1990.

73. РД 52.18.289-90. Методика выполнения измерений массовой доли подвижных форм металлов (меди, свинца, цинка, никеля, кадмия, кобальта,

хрома, марганца) в пробах почвы атомно-абсорбционным анализом [Текст]. - М. : Государственный комитет СССР по гидрометеорологии, 1991.

74. Региональные нормативы «Фоновое содержание тяжелых металлов в почвах Республики Татарстан» [Текст]. Утв. приказом Министерства экологии и природных ресурсов Республики Татарстан от 30.12.2015 №1134-п., 2015.

75. Реймерс Н.Ф. Азбука природы. Микроэнциклопедия биосферы / Н.Ф. Реймерс. - М. : Знание, 1980. - 208 с.

76. Рязанов С.С. Содержание и подвижность кадмия, кобальта и цинка в гумусовых горизонтах почв Республики Татарстан / С.С. Рязанов, Д.В. Иванов, В.И. Кулагина, И.А. Сахабиев // Вестн. Том. гос. ун-та. Биология. - 2017. - № 4 (40). - С. 6-24.

77. Сунгатуллин Р.Х. Биогеохимические исследования при изучении геологического пространства / Р.Х. Сунгатуллин, Г.М. Сунгатуллина, М.И. Хазиев // Ученые записки Казанского ун-та, 2009. - Т. 151. - кн.1. - С.197-217.

78. Тихонова С.К. Токсичные элементы в почвах Татарстана / С.К. Тихонова // Молодежь и ее вклад в развитие современной науки: сб. материалов конференции молодых ученых и аспирантов АН РТ. - Казань: Изд-во Института истории АН РТ, 2002. - С.66-79.

79. Фасхутдинов М.Г. Формирование и динамика геохимических полей тяжелых металлов в условиях крупного промышленного центра: автореф. дисс. ... канд. геогр. наук. - Ярославль, 2003. - 24 с.

80. Хакимова А.Х. Снеговые свалки как источник загрязнения почвенного покрова г. Набережные Челны тяжелыми металлами / А.Х. Хакимова, А.Н. Салиева, Ю.В. Ерохина // 1-й экологический форум Прикамья: сборник материалов. - Н. Челны, 2007. - С.114-116.

81. Химия тяжелых металлов, мышьяка и молибдена в почвах / Под ред. Н. Г. Зырина, Л. К. Садовниковой. - М. : изд-во Моск. ун-та, 1985. - 208 с.

82. Цемко В.П. Процессы рассеяния микроэлементов / В.П. Цемко, И.К. Паламарчук, Г.М. Залуцкая // Микроэлементы в окружающей среде, 1980. - Киев: «Наукова думка». - С. 31-34.

83. Яруллин И.А. Эколого-геохимическая оценка г. Казани / И.А. Яруллин, Н.Н. Ведерников, Р.М. Хисматуллина, Т.П. Конюхова // Эколого-геохимическая оценка городов. - М.: ИМГРЭ, 1991. - С. 62-66.

84. Albanese S. Geochemical baseline and risk assessment of the Bagnoli brownfield site coastral sea sediments (Naples, Italy) / S. Albanese, B. De Vivo, A. Lima, D. Cicchella, D. Civitillo, A. Cosenza // J. Geochem. Explor., 2010. - №. 105. -P. 19-33.

85. Barbieri M. The importance of Enrichment Factor (EF) and Geoaccumulation Index (Igeo) to Evaluate the Soil Contamination / M. Barbieri // J. Geol. Geophys., 2016. - V. 5. - I. 1.

86. Bhunia G. Comparison of GIS-based interpolation methods for spatial distribution of soil organic carbon (SOC) / G. Bhunia, P. Kumar, R. Maiti // Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 2018. - V. 17. - I. 2. - P. 114-126.

87. Bi X. Environmental contamination of heavy metals from zinc smelting areas in Hezhang County, western Guizhou, China / X. Bi, X. Feng, Y. Yang, G. Qiu, G. Li, F. Li, T. Liu, Z. Fu, Z. Jin // Environment International, 2006. - V. 32. - P. 883-890.

88. Bradl H. Adsorption of heavy metal ions on soils and soils constituents / H. Bradl // Journal of Colloid and Interface Science, 2004. - V. 277. - P. 1-18.

89. Burrough P.A. Principles of Geographical Information Systems / P.A. Burrough, R.A. McDonnell // Oxford: Oxford University Press, 1998. - 333 p.

90. Cabral Pinto M. Heavy metals of Santiago Island (Cape Verde) top soils: Estimated Background Value maps and environmental risk assessment / M. Cabral Pinto, E. Ferreira da Silva, M. Silva, P. Melo-Goncalves // Journal of African Earth Sciences, 2015. - №. 101. - P. 162-176.

91. Cai L. Source identification of eight hazardous metals in agricultural soils of Huizhou, Guangdong Province, China / L. Cai, Z. Xu, M. Ren, Q. Guo, X. Hu, G. Hu, H. Wan, P. Peng // Ecotoxicology and Evironmental Safety, 2012. - V. 78. - P. 2-8.

92. Cambardella C. Field-Scale Variability of Soil Properties in Central Iowa Soils / C. Cambardella, T. Moorman, J. Novak, T. Parkin, D. Karlen, R. Turco, A. Konopka // Soil Sci. Soc. Am. J., 1994. - №. 58. - P. 1501-1511.

93. Chai Y. Source identification of eight heavy metals in grassland soils by multivariate analysis from the Baicheng-Songyuan area, Jilin Province, Northeast China / Y. Chai, J. Guo, S. Chai, J. Cai, L. Xue, Q. Zhang // Chemospere, 2015. - №. 134. - P. 67-74.

94. Covelo E. Competitive sorption and desorption of heavy metals by individual soil components / E. Covelo, F. Vega, M. Andrade // Journal of Hazardous Materials, 2007. - V. 140. - P. 308-315.

95. Deutsch C.V. GSLIB: Geostatistical software library and user's guide / C.V. Deutsch, A.G. Journel // New York: Oxford University Press, 1992. - 340 p.

96. Dixit S. Comparison of arsenic(V) and arsenic(III) sorption onto iron oxide minerals: implications for arsenic mobility / S. Dixit, J. Hering // Environ. Sci. Technol., 2003. - V. 37. - P. 4182-4189.

97. Doabi S. Multivariate statistical analysis of heavy metals contamination in atmospheric dust of Kermanshah province, western Iran, during the spring and summer 2013 / S. Doabi, M. Afyuni, M. Karami // Journal of Geochemical Exploration, 2017. -V. 180. - P. 61-70.

98. Echeverria J. Competitive sorption of heavy metal by soils. Isotherms and fractional factorial experiments / J. Echeverria, M. Morera, C. Mazkiaran, J. Garrido // Environmental Pollution, 1998. - V. 101. - P. 275-284.

99. Esmaeili A. A geochemical survey of heavy metals in agricultural and background soils of the Isfahan industrial zone, Iran / A. Esmaeili, F. Moore, B. Keshavarzi, N. Jaafarzadeh, M. Kermani // Catena, 2014. - №. 12. - P. 88-98.

100. Galuszka A. A review of geochemical background concepts and an example using data from Poland / A. Galuszka // Environmental Geology, 2007. - V. 55. - P. 861-870.

101. Guertin K. Correcting conditional bias / K. Guertin // Geostatistics for natural resources characterization, Part 1 / Ed. Verly G., David M., Journel A. G., Marechal A. - Dordrecht, Holland: D. Reidel Publishing Co., 1984. - P. 245-260.

102. Hawkes H. Geochemistry in mineral exploration / H. Hawkes, J. Webb // NewYork: Harper & Row, 1962. - 415 p.

103. Health risks of heavy metals from long-range transboundary air pollution // Denmark: WHO Regional Office for Europe, 2007. - 144 p.

104. Hengl T. A Practical Guide to Geostatistical Mapping / T. Hengl. -University of Amsterdam, 2009. - 293 p.

105. Hughes M. Aerial heavy metal pollution and terrestrial ecosystems / M. Hughes, N. Lepp, D. Phipps // Adv. Ecol. Res., 1980. - №. 11. - P. 217.

106. Isaaks E. Applied Geostatistics / E. Isaaks, R. Srivastava // New York: Oxford University Press, 1989. - 589 p.

107. James G. An introduction to Statistical Learning with Applications in R / G. James, D. Witten, T. Hastie, R. Tibshirani // New York: Springer-Verlag, 2013. - 440 p.

108. Johnson J. The contemporary anthropogenic chromium cycle / J. Johnson, L. Schewel, T.E. Graedel // Environ. Sci. Technol., 2006. - V. 40 (22). - P. 7060-7069.

109. Journel A. Correcting the smoothing effect of estimators: A spectral postprocessor / A. Journel, P.C. Kyriakidis, S. Mao // Math. Geol., 2000. - V. 32. - №. 7. - P. 787-813.

110. Journel A.G. Mining Geostatistics / A.G. Journel, C.J. Huijbregts // London: Academic Press, 1978. - 600 p.

111. Kheir R. On the quantitative relationships between environmental parameters and heavy metals pollution in Mediterranean soils using GIS regression-trees: The case study of Lebanon / R. Kheir, B. Shomar, M. Greve, M. Greve // J. Geochem. Explor., 2014. - №. 147. - P. 250-259.

112. Li J. A review of comparative studies of spatial interpolation methods in environmental sciences: Performance an impact factor / J. Li, A. Heap // Ecological Informatics, 2011. - V. 6. - P. 228-241.

113. Li W. A Comparative Analysis of Environmental Quality Assessment Methods for Heavy Metal-Contaminated Soils / W. Li, X. Zhang, B. Wu, S. Sun, Y. Chen, W. Pan, D. Zhao, S. Cheng // Pedosphere, 2008. - №. 18(3). - P. 344-352.

114. Lienard A. Soil contamination near a former Zn-Pb ore-treatment plant: Evaluation of deterministic factors and spatial structures at the landscape scale / A.

Lienard, Y. Brostaux, G. Coolinet // Journal of Geochemical Exploration, 2014. - №. 147. - P. 107-116.

115. Likulu A. Assessment of Heavy Metal Enrichment and Degree of Contamination Around the Copper-Nickel Mine in the Selebi Phikwe Region, Eastern Botswana / A. Likulu, K. Mmolawa, G. Gaboutloeloe // Environment and Ecology Research, 2013. - V. 1(2). - P. 32-40.

116. Lu A. Multivariate and geostatistical analyses of the spatial distribution and origin of heavy metals in the agricultural soils in Shinyi, Beijing, China / A. Lu, J. Wang, X. Qin, K. Wang, P. Han, S. Zhang // Science of the Total Environment, 2012. -№. 425. - P. 66-74.

117. Lu A. Multivariate and geostatistical analyses of the spatial distribution and origin of heavy metals in the agricultural soils in Shunyi, Bejing, China / A. Lu, J. Wang, X. Qin, K. Wang, P. Han, S. Zhang // Science of the Total Environment, 2012. -V. 425. - P. 66-73.

118. Manceau A. Quantitative speciation of heavy metals in soils and sediments by synchrotron X-ray techniques / A. Manceau, M. Marcus, N. Tamura // Applications of Synchrotron Radiation in Low-Temperature Geochemistry and Environmental Science. Reviews in Mineralogy and Geochemistry. Washington, DC, 2002. - V. 49. -P. 341-428.

119. Matschullat J. Geochemical background—can we calculate it? / J. Matschullat, R. Ottenstein, C. Reimann // Environmental Geology, 2000. - V. 39. - P. 990-1000.

120. Müller G. Index of geo-accumulation in sediments of the Rhine River / G. Müller // Geojournal, 1969. - V. 2. - P. 108-118.

121. Müller G. The heavy metal pollution of the sediments of Neckars and its tributary: a stocktaking / G. Müller // Chemiker-Zeitung, 1981. - V. 105. - P. 157-164.

122. Myers J. Identifying metals contamination in soil: a geochemical approach / J. Myers, K. Thorbjornsen // Soil Sediment Contam., 2004. - V. 13. P. 1-16.

123. Nadaska G. Environmental aspect of manganese chemistry / G. Nadaska, J. Lesny, I. Michalik // Hungarian Electronic Journal of Sciences. Enviromental Engineering Section, 2010. - P. 1-16.

124. Olea R.A. Compensating for estimation smoothing in kriging / R.A. Olea, V. Pawlowsky // Math. Geology, 1996. - V. 28. - №. 4. - P. 407-417.

125. Oliver M. A tutorial guide to geostatistics: Computing and modelling variograms and kriging / M. Oliver, R. Webster // Catena, 2014. - V. 113. - P. 56-69.

126. Pebesma E.J. Multivariable geostatistics in S: the gstat package / E.J. Pebesma // Computers & Geosciences, 2004. - №. 30. - P. 683-691.

127. Poh S-C. The common pitfall of using Enrichment Factor in assessing soil heavy metal pollution / S-C. Poh, N. Tahir // Malaysian Journal of Analytical Sciences, 2017. - V. 21. - №. 1. - P. 52-59.

128. QGIS Development Team. QGIS Geographic Information System. Open Source Geospatial Foundation, 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://qgis.osgeo.org (проверено: 05.04.2018).

129. R Core Team. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria, 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.R-project.org/ (проверено: 05.04.2018).

130. Reimann C. Background and threshold: critical comparison of methods of determination / C. Reimann, P. Filzmoser, R.G.Garrett // Sci. Total Environ., 2005. - V. 346. - P. 1-16.

131. Reimann C. Chemical elements in the environment / C. Reimann, P. De Caritat // Berlin: Springer-Verlag, 1998. - 398 p.

132. Rezaee H. On the reduction of the ordinary kriging smoothing effect / H. Rezaee, O. Asghari, J.K. Yamamoto // Journal of Mining & Environment, 2011. - №. 2(2). - P. 102-117.

133. Ripley B. tree: Classification and Regression Trees. R package version 1.037. 2016. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://CRAN.R-project.org/package=tree (проверено: 05.04.2018).

134. Romic M. Representing soil pollution by heavy metals using continuous limitation scores / M. Romic, T. Hengl, D. Romic, S. Husnjak // Computers & Geosciences, 2007. - №. 3. - P. 1316-1326.

135. Ryazanov S.S. Comparison of terrain-based drift models to improve the quality of soil predictive mapping at a field scale / S.S. Ryazanov, I.A. Sahabiev // Вестн. Том. гос. ун-та. Биология, 2016. - № 4 (36). - C. 21-33.

136. Saby N. Multivariate analysis of the spatial patterns of 8 trace elements using the French soil monitoring network data / N. Saby, J. Thioulouse, C. Jolivet, C. Ratie, L. Boulonne, A. Bispo, D. Arrouays // Science of the Total Environment, 2009. -V. 407. - P. 5644-5652.

137. Schimek M.G. (ed). Smoothing and Regression: Approaches, Computation, and Application / M.G. Schimek // Wiley Series in Probability and Statistics, 2000. -648 P.

138. Telmer K. The atmospheric transport and deposition of smelter emissions: Evidence from the multi-element geochemistry of snow, Quebec, Canada / K. Telmer, G. Bonham-Carter, D. Kliza, G. Hall // Geocheimica et Cosmochimica Acta, 2004. - V. 14. - P. 2961-2980.

139. Teng Y. A geochemical survey of trace elements in agricultural and non-agricultural topsoil in Dexing area, China / Y. Teng, S. Ni, J. Wang, R. Zuo, J. Yang // Journal of Geochemical Exploration, 2010. - V. 104. - P. 118-127.

140. Vega F.A. Influence of soil properties on the sorption and retention of cadmium, copper and lead, separately and together, by 20 soil horizons: Comparison of linear regression and tree regression analyses / F.A.Vega, M.L. Andrade, E.F. Covelo // Journal of Hazardous Materials, 2010. - №. 174. - P. 522-533.

141. Vestreng V. Inventory Review 2006. Emission Data reported to the LRTAP Convention and NEC Directive. Stage 1, 2 and 3 review. Evaluation of inventories of HMs and POPs / V. Vestreng, E. Rigler, M. Adams, K. Kindbom, J. Pacyna, H. Denier van der Gon, S. Reis, O. Travnikov. - Technical Report MSC-W 1/2006, 2006. - 130 p.

142. Violante A. Mobility and bioavailability of heavy metals and metalloids in soil environments / A. Violante, V. Cozzolino, L. Peremolov, A.G. Caporale, M. Pigna // J. Soil. Sci. Plant Nutr., 2010. - №. 10(3). - P. 268-292.

143. Vodyanitskii Yu. Standarts for the contents of heavy metals in soils of some states / Yu. Vodyanitskii // Annals of Agrarian Science, 2016. - V. 14. - Issue 3. - P. 257-263.

144. Weissmanova H.D. Indices of soil contamination by heavy metals -methodology of calculation for pollution assessment (minireview) / H.D. Weissmannova, J. Pavlovsky // Environ. Monit. Assess, 2017. - V. 189:616.

145. Wood S. Thin plate regression splines / S. Wood // J. R. Statist. Soc. B, 2003. - V. 65. - Part. 1. - P. 95-114.

146. Yongming H. Multivariate analysis of heavy metal contamination in urban dusts of Xi'an, Central China / H. Yongming, D. Peixuan, C. Junji, E.S. Posmentier // Sci. Total Environ., 2006. - V. 355 (1). - P. 176-186.

147. Zhou P. Source mapping and determining of soil contamination by heavy metals using statistical analysis, artificial neural network, and adaptive genetic algorithm / P. Zhou, Y. Zhao, Z. Zhao, T. Chai // Journal of Environmental Chemical Engineering, 2015. - V. 3. - P. 2569-2579.

148. Zuur A. Analyzing Ecological Data / A. Zuur, E. Ieno, G. Smith. - New York: Springer Science, 2007. - 672 p.