Динамика распределения тяжелых металлов и мышьяка в пылевом аэрозоле и почвах Северного Таджикистана

Abstract

Приведены результаты исследования по определению содержания тяжелых металлов (ТМ) в форме свободных элементов или оксидов, а также мышьяка в пробах атмосферного аэрозоля и почв северного Таджикистана за период с 2013 по 2019 годы. По результатам сравнительного анализа элементного состава аэрозоля и почв выявлена их межгодовая изменчивость, свидетельствующая о том, что особенности временных вариаций носят региональный характер и, в основном, определяются динамикой изменения содержания ТМ при смене воздушных масс. Анализ элементного состава проб методом рентгенофлуоресцентного анализа показал наибольшее содержание в аэрозоле стронция (376,8 ppm), цинка (2159,5 ppm), меди (118,8 ppm), оксида марганца (796,7 ppm) и ванадия (124,3 ppm) - зафиксировано в 2013 г.; оксида железа (5,3 %) и мышьяка (23,7 ppm) - в 2014 г.; никеля (66,7 ppm), хрома (112 ppm) и оксида титана (0,67%) - в 2015 г.; свинца (124,7 ppm), и кобальта (19,9 ppm) - в 2017 г. Содержание в почве элементов первого (мышьяк, свинец, цинк) и второго классов опасности (медь, никель, кобальт, хром) значительно превышает ПДК во многих районах. Обсуждаются возможные источники загрязнения ТМ, которые, в основном, имеют антропогенный характер (автомобильный транспорт, предприятия металлургической промышленности, открытые хвостохранилища и др.). The article presents the results of determining content of heavy metals (or metal oxides) and arsenic in samples of atmospheric aerosol and soils of northern Tajikistan collected during 2013-2019. The results of a comparative analysis of the elemental composition of aerosol and soils highlighted their interannual variability, indicating a specific regional character of temporal variations which are mainly determined by dynamics of changes in the content of the examined substances affected by air mass changing. X-ray fluorescence technique has been used for analysis of the elemental composition of the samples and revealed the following highest concentrations of the examined substances in aerosol: strontium (376.8 ppm), zinc (2159.5 ppm), copper (118.8 ppm), manganese oxide (796.7 ppm), and vanadium (124.3 ppm) as measured in 2013; the highest content of arsenic (23.7 ppm) - measured in 2014; nickel (66.7 ppm), chromium (112 ppm), and titanium oxide (0.67%) - in 2015; lead (124.7 ppm) and cobalt (19.9 ppm) - in 2017. The measured concentrations in soil samples for the substances belonging to the first (arsenic, lead, zinc) and second hazard class (copper, nickel, cobalt, chromium) are found to exceed the levels of the corresponding maximum permissible values for many sampling locations. Possible sources of heavy metal and arsenic pollution are discussed, which are mostly of anthropogenic origin (automobile transport, metallurgical industrial enterprises, open tailing dumps, etc.).