Investigation of soil’s contamination with heavy metals by railway transport

Abstract

Transport is one of the main factors causing soil pollution, since as much as 75% of the pollution is caused by this group in Lithuania. Lately the term “heavy metals” has been introduced into the science and agricultural literature as well. Heavy metals are classified as a group of chemical elements with the density of more than 5 g/cm³. In simple manner we can find heavy metals not in elements, but the salt or other structure forms. 80 of 100 or more elements can belong to the metal group, and 3/4 of them belong to heavy metals’ group. The other metals are biologically important as well, for example cadmium, mercury, lead, zinc, chromium and copper. Soil’ impurity is a serious environment protection problem for the railway system. Railway transport can condition soil’ contamination with oil products or emit a negligible quantity of carcinogen and heavy metals into the ground. The prove the thesis, the experimental research has been carried out in the following railway sections: Vilnius – N. Vilnia (Pavilnio regional park), Ignalina ‐ Švenčioneliai in the territory of Aukštaitijos regional park, in Radviliškis town and one in Melnrage village. Soil from the railway stations near Radviliškis (Pb compounds biggest allowable concentration overrun 1,8 times) and Pavilnys (Ni biggest allowable concentration overrun 1,9 times, Cu – 1,85 and Zn – 1,1 times) has lost its natural structure as the result of intensive anthropogenesis effect. Therefore, the soil from these places belongs to impure soil categories. Soil from Ignalina ‐ Švenčioneliai railroad section is low impurity soil (biggest allowable concentration of Cu and Pb is overrun by 1,17 for Cu and by 1,16 times for Pb. Background concentration is overrun for almost all heavy metals’, except Cr and Mn ).

Article in Lithuanian.

Geležinkelio transporto taršos sunkiaisiais metalais dirvožemyje tyrimai ir ivertinimas

Santrauka. Vienas iš pagrindinių dirvožemio teršiklių yra transportas. Jam Lietuvoje priskiriama 75 % teršalų. Pastaruoju metu mokslinėje ir žemės ūkio literatūroje itin dažnai minimi sunkieji metalai. Tai grupė cheminių elementų, kurių tankis didesnis kaip 5 g/cm³ . Paprastai sunkieji metalai aptinkami ne elementų, o druskų ir kitų junginių formos. Iš 100 ar daugiau elementų apie 80 galima priskirti metalams, o 3/4 jų – sunkiesiems metalams. Biologiškai svarbūs ir tirti metalai yra kadmis, gyvsidabris, švinas, cinkas, chromas ir varis. Dirvožemio užterštumas – tai rimta geležinkelių sistemos aplinkos apsaugos problema. Geležinkelio transportas gali turėti įtakos dirvožemio užtaršai naftos produktais, nedideliais kancerogeninių medžiagų kiekiais, sunkiaisiais metalais. Tyrimai atlikti geležinkelio ruožuose: Vilnius – Naujoji Vilnia (Pavilnio regioninis parkas), Ignalina – Švenčionėliai Aukštaitijos nacionaliniame parke, miško teritorijoje netoli Švenčionėlių, Radviliškyje ir vienas Melnragės gyvenvietės teritorijoje. Geležinkelio stočių ties Radviliškiu (Pb junginių didžiausioji leidžiamoji koncentracija (DLK) viršija 1,8 karto) ir Pavilniu (Ni DLK viršija 1,9, Cu – 1,85, Zn – 1,1 karto) teritorijose dirvožemio natūrali sandara ir savybės dėl intensyvaus antropogeninio poveikio yra pakitę. Šių vietovių dirvožemiai priskiriami užterštų dirvožemių kategorijai. Geležinkelio atkarpos Ignalina – Švenčionėliai dirvožemį galima galima laikyti mažai užterštu (Cu DLK viršija 1,17, o Pb – 1,16 karto, foninę koncentraciją viršija beveik visi metalai, išskyrus Cr ir Mn).

Reikšminiai žodžiai: sunkieji metalai, geležinkelio transportas, dirvožemio tarša, gruntas, bandiniai.

Исследование загрязнения почвы тяжелыми металлами железнодорожным транспортом

Резюме. Одним из основных загрязнителей почвы является транспорт. К этой группе в Литве относят 75% загрязнителей. В последнее время в научной и сельскохозяйственной литературе появился термин „тяжелые металлы“. Это группа химических элементов, плотность которых превышает 5 г/см³ . Обычно тяжелые металлы встречаются не в виде элементов, а в виде солей и других соединений. Из 100 и более элементов примерно 80 можно отнести к металлам, а 3/4 из них – к тяжелым металлам. Биологически важными и наиболее исследованными являются кадмий, ртуть, свинец, цинк, хром и медь. Загрязнение почвы – важная проблема железнодорожной системы по охране природы. Железнодорожная деятельность может способствовать загрязнению нефтяными продуктами, небольшим количеством канцерогенов, происходящие процессы в которых в большoй мере способны влиять на другие компоненты литосферы (аэрационные зоны, подземные воды), растительность и условия проживания людей. Исследования производились на отрезках железной дороги Вильнюс–Н. Вильня (территория парка района Павилънис); Игналина–Швенченеляй; в городе Радвилишкис и недалеко от города Мелнраге. Почва около железнодорожных вокзалов Радвилишкиcа, где содержание Pb в 1,8 раза превышает верхнюю допустимую величину концентрации, и Павилъниса, где содержание Ni в 1,9 раза, Cu – в 1,85 раза и Zn – в 1,1 раза превышает верхнюю допустимую величину концентрации, утратила естественную структуру из-за интенсивного антропогенного влияния. Почва у этих мест подвержена смешиванию категорий почв. Почва у железной дороги Игналина–Швенченеляй менее смешанна. Там Cu в 1,17 раза и Pb в 1,16 раза превышают предельно допустимую величину концентрации. Фоновую концентрацию превышают почти все тяжелые металлы за исключением Cr и Mn.

Ключевые слова: тяжелые металлы, железнодорожный транспорт, загрязнение почвы, грунт, проба.

First Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : heavy metals, railway transport, soil’s impurity, ground, samples