Рухомі форми мікроелементів у торфових відкладах Львівської області: вертикальний розподіл та зв’язок із фізико-хімічними властивостями

Анотація

У роботі досліджено вертикальний розподіл рухомих форм важких елементів (Pb, Tl, Zn, Cd, Cu, As, Sb, Mo, Ni, Co, Mn, Cr, V) у торфових відкладах Львівської області та встановлено їх зв’язок із базовими фізико-хімічними параметрами (вологість, зольність, рН, вміст органічної речовини). Відібрано 26 зразків з глибинного інтервалу 0–140 см з кроком 20 см (для трьох розрізів) та з верхніх шарів інших торфовищ; рухомі форми елементів екстрагували 0,2 М HCl і визначали методом атомно-емісійної спектроскопії з індуктивно-зв’язаною плазмою (ICP-AES). Проведено дослідження залежності концентрацій хімічних елементів від глибини та фізико-хімічних властивостей торф’яного шару, взаємозв’язків і взаємодії між вмістом мікроелементів та іншими характеристиками торфу й оцінки можливих джерел їх накопичення за допомогою статистичного аналізу. Встановлено, що середній вміст рухомих форм Pb, Zn, Cd, Cu, Ni, Mn та Cr становив відповідно 10,8; 15,5; 0,65; 3,86; 2,09; 16,6 та 0,96 мг/кг (ppm), при дуже високих коефіцієнтах варіації для Pb, Cd, Tl, Mo, Sb, Mn (більше 80 %), що вказує на мозаїчну просторову структуру розповсюдження елементів. Максимальні значення Pb (132,35 мг/кг) та Cd (8,88 мг/кг) зафіксовані у горизонті 60–80 см торфовища Гончари, а підвищений вміст As (14,9 мг/кг) – у нижній частині профілю Гамаліївка. У більшості зразків концентрації рухомих форм елементів є значно нижчими за орієнтовні нормальні значення для ґрунтів та порогові рівні забруднення, встановлені для орних ґрунтів у країнах ЄС, що свідчить про загалом низький рівень техногенного навантаження за наявності локальних аномалій вмісту свинцю та кадмію. Вологість торфу в середньому становила 59 % (15–87 %), зольність – 20 %, вміст органічної речовини – близько 80 %, рН варіював від кислого до слабколужного (4,4–7,7). Для профілів Білогорща та Гамаліївка характерне зростання вологості з глибиною, тоді як у Гончарах спостерігається чергування більш зволожених і відносно підсушених горизонтів. Встановлено позитивний зв’язок вмісту більшості металів із зольністю та негативний – з вмістом органічної речовини, а також істотну кореляцію між Zn, Cu, Ni, Co, Mn та V, що відображає спільність джерел та механізмів акумуляції; найвищу кореляцію (r ≈ 0,99) виявлено між рухомими формами Pb і Cd, що підтверджує їх спільну геохімічну поведінку в торфі. Результати свідчать, що торфовища Львівщини є ефективним геохімічним бар’єром для акумуляції потенційно токсичних елементів, водночас локальні глибинні аномалії Pb–Cd та As можуть бути пов’язані як із геогенною складовою, так і з історичними епізодами атмосферного надходження. Отримані дані уточнюють уявлення про геохімію українських торфовищ та формують основу для подальшої оцінки екологічних ризиків і придатності торфу до господарського використання.