Одним из наиболее информативных показателей техногенного загрязнения городских территорий являются почвы и грунты, особенно их верхняя часть. Основная часть металлов поступает в почвы за счет атмосферных выпадений и их распределения в почвах можно Рассматривать как долговременный индикатор степени экологического благополучия или неблагополучия городских территорий.
Эколого-геохимические работы по оценке состояния загрязнения почв, проведенные в течение 2001-2005гг на территории Раменского района, занимающей общую площадь свыше 1400кв.км, включали поэтапное изучение территории, выполняемое полевыми наблюдениями с отбором проб и химико-аналитическими исследованиями с выяснением источников загрязнения тяжелыми металлами и токсичными элементами, проведение мониторинга загрязненных участков и прослеживание происходящих изменений.
Методы исследований: атомно-эмиссионный спектральный приближенно-количественный анализ (АЭСПКА) на 40 химических элементов (тяжелые металлы, токсичные элементы), атомно-абсорбционный анализ (ААА) определения ртути, потенциометрический для определения кислотно-щелочных свойств почв (pHKcl).
Выявление и оценка территорий, площадей, зон техногенного загрязнения почв осуществлялась на основании выделения моноэлементных и комплексных аномалий химических элементов. Аномалии выделялись со значений содержания элементов, превышающих их фоновое содержание в 2-3 раза. Ниже приводится характеристика выявленных аномалий элементов первой класса опасности.
Ртуть в почвенном горизонте территории Раменского района имеет фоновое содержание 0,03мг/кг. Аномалии выделены в значениях 0,1мг/кг, превышающих фон в 3 раза. Установлено двенадцать значимых техногенных аномалий различной интенсивности, шесть из которых расположены в пойме Москва-реки. Наиболее крупной (площадью свыше 20кв.км) и интенсивной (от 0,1 до 2,0мг/кг) является аномалия протягивающаяся к северу от д.Кулаково. В эпицентре этой аномалии (Кулаковская излучина поймы Москва-реки) содержание ртути в почвах составляет более 2мг/кг, что превышает ПДК, а фон в 50 раз.
Источниками загрязнения почв ртутью, также как и кадмием, по-видимому, являются осадки сточных вод. Крупной (площадью 16кв.км) и интенсивной (от 0,1 до 2,0мг/кг) является также аномалия ртути в районе населенных пунктов Софьино, Тимонино, Малахово, Рыбаки (устье р. Гжелка). В эпицентре этой аномалии содержание ртути в почвах значительно превышает фон и приближается к ПДК. Источниками загрязнения почв ртутью также являются осадки сточных вод, вносимые в почвы в виде удобрений. Высоко интенсивные ртутные аномалии выявлены в почвах поймы Москва-реки у дер. Шилово, в устье реки Велинка, у г. Бронницы и д. Колупаево, где ртутная аномалия установлена и на правом берегу Фаустовской поймы. Здесь также установлено многократное превышение фонового содержания и приближение к ПДК в почвах.
Для остальной территории Раменского района высоко интенсивные аномалии ртути установлены в районе дер.Какузево, Рогачево, Заболотье, Новохаритоново и Кузяево и связаны с отстойниками, несанкционированными свалками.
Превышение фонового содержания ртути выявлено также на севере Раменского района в районе дд. Зюзино, Строкино, пос. Ильинский, восточной части г. Раменское.
Кадмий является особо токсичным элементом первого класса опасности. Чувствительность спектрального полуколичественного анализа валового содержания в пробах почв позволяет определять только значения, превышающие ПДК, которое составляет 3 мг/кг. Замечено, что кадмий проявляет себя как элемент-индикатор использования осадков сточных вод в качестве удобрений. На данной территории кадмий был обнаружен на полях в почвах Кулаковской излучины Москва-реки, вблизи пос. РАОС, рядом с отстойником у дер. Жирошкино (Рогачево), его содержание, превышает ПДК в 2-3 раза.
Свинец. Фоновое валовое значение свинца для почв Московской области составляет 25мг/кг [4]. Техногенные аномалии свинца оконтуривались со значений более 40мг/кг. Ориентировочно-допустимая концентрация (ОДК) для суглинков составляет 130мг/кг. Среди наиболее значимых установлены аномалии, которые приурочены к местам внесения осадков сточных вод, интенсивного автомобильного движения, несанкционированным свалкам. Особенно там, где эти три источника совмещены. Наиболее крупные аномалии установлены в районе пос. Нижнее Мячково, севернее дер. Кулаково, у дер. Малахово, в южной части г. Раменское, дер. Кузяево с интенсивностью проявления свыше 80-150мг/кг, что приближается к предельно-допустимому значению (ПДК). Низкой интенсивностью отличаются аномалии в районе г. Бронницы, дер. Верхнее Велино, восточнее д. Колупаево, других нас. пунктов и мест автомобильных транспортных развязок.
Цинк является не только элементом питания растений, но и при высоком его содержании интенсивным загрязнителем почв. Оптимальное валовое содержание цинка в почвах колеблется в пределах от 30 до 70 мг/кг. Фоновое содержание цинка в дерново-подзолистых почвах Московской области 50мг/кг. Техногенные аномалии цинка оконтуривались со значений более 80мг/кг. Ориентировочно-допустимая концентрация (ОДК) для суглинков составляет 220мг/кг.
Читайте также: Закисление почвы это как
На территории Раменского района установлено большее по сравнению со свинцом и ртутью количество техногенных аномалий цинка. Аномалии приурочены к местам внесения осадков сточных вод, интенсивного автомобильного движения, несанкционированным свалкам. Наиболее обширные и интенсивные среди них установлены в районе Кулаковской излучины на пойме Москва-реки, у дд. Какузево и Малахово, севернее дер. Михеево. Интенсивные аномалии цинка характерны почвам (урбаноземам) отдельных мест г. Раменское, пос. Ильинский. Низкой интенсивностью отличаются аномалии цинка в других нас. пунктах и в местах автомобильных транспортных развязок.
Химических элементов второго и третьего классов опасности, значительно превышающих предельно-допустимые концентрации на территории восточной части Раменского района, не обнаружено.
Общая оценка современного загрязнения почв проведена по выделенным аномалиям суммарного показателя загрязнения (Zс), по составу эколого-геохимических рядов устанавливались основные источники загрязнения. На обследованной территории выделено десять комплексных техногенных аномалий с различными уровнями загрязнения от умеренно-опасного до опасного (Табл.1).
Аномалия I занимает площадь в 16кв.км в пределах Кулаковских излучин правобережья Москва-реки и имеет высоко опасный уровень загрязнения (Zс=62,1). Экологическая обстановка характеризуется как чрезвычайная. Согласно эколого-геохимическому ряду химических элементов основными элементами загрязнения почв являются ртуть, кадмий, олово, цинк, медь, молибден, хром, вольфрам, свинец, никель, бериллий. Вероятными источниками загрязнения почв являются, прежде всего, осадки сточных вод, затем — автотранспорт и несанкционированные свалки бытовых отходов.
Аномалия II расположена в районе поселков Дурниха, Еганово, РАОС на площади 14кв.км. Загрязнение почв здесь близкое по составу аномалии I (ртуть, кадмий, цинк, олово, медь, молибден, вольфрам, хром, свинец), но несколько более интенсивное, особенно к западу пос. РАОС (Zc=102,3). В целом, уровень загрязнения данной аномалии оценивается как высоко опасный с чрезвычайной экологической обстановкой, что требует разработки природоохранных мер. Основной источник загрязнения — осадки сточных вод.
Аномалия III выявлена в почвах поймы Шиловской излучины правого берега Москва-реки, занимает площадь 8кв.км. Отличается высоким содержанием ртути. Имеет опасный уровень загрязнения и характеризуется критической экологической обстановкой.
Аномалией подобного типа с аналогичным уровнем загрязнения, что и аномалия III в устье реки Велинки, впадающей в Москва-реку, является аномалия IV.
Аномалия V с занимаемой площадью 4кв.км установлена вблизи отстойника к северу от д. Жирошкино. Характеризуется превышением предельно-допустимого содержания для ртути, кадмия, меди и наличием других тяжелых металлов: олова, хрома, вольфрама, молибдена, свинца, бериллия, стронция, кобальта. Имеет высоко опасный уровень загрязнения и оценивается как чрезвычайная экологическая обстановка. Источник загрязнения — осадки сточных вод.
Аномалия VI выявлена в почвах поймы Фаустовской излучины правого берега Москва-реки к северу от дер. Михеево. Имеет умеренно-опасный уровень загрязнения (Zc=28,8) и характеризуется напряженной экологической обстановкой. Основной и опасный элемент загрязнения — ртуть. Источник загрязнения — МТФ, осадки сточных вод. В почвах левого берега Москва-реки восточнее д.Колупаева, продолжение комплексной аномалии занимает площадь 4 км 2 . Отличается высоким содержанием ртути.Имеет умеренно-опасный уровень загрязнения. По химическому составу загрязнения отвечает несанкционированным свалкам бытовых отходов.
Аномалия VII занимает площадь в 16кв.км в пределах левобережья Москва-реки в устье впадения р. Гжелка у д. Малахово и имеет опасный уровень загрязнения (Zс=56,3). Основными элементами загрязнения почв являются ртуть, цинк, барий, свинец, вольфрам, олово, хром, медь, бериллий. Вероятными источниками загрязнения почв являются, прежде всего, осадки сточных вод, затем — автотранспорт и несанкционированные свалки бытовых отходов.
Аномалия VIII выявлена еще в 1998 году в районе деревни Кузяево. Уровень загрязнения был умеренно-опасный с напряженной экологической обстановкой. Состав аномалии (кобальт, никель, цинк, свинец) свидетельствовал, что источником загрязнения являлся Кузяевский фарфоровый завод. В 2001году площадь аномалии значительно увеличилась, соединившись с территорией поселка Новохаритоново. Интенсивность аномалии возрасла, значение суммарного показателя характеризовало уже опасный уровень загрязнения, приближаясь за счет ртути к высоко-опасному уровню.
В дальнейшем, 2002году, были проведены более детальные работы. В результате, по-прежнему, устанавлено сильное загрязнение почв тяжелыми металлами, особенно первой группы опасности: ртутью (более ПДК), свинцом (4 -10 и более ПДК), цинком (2 ПДК). Уровень загрязнения в эпицентре высоко опасный, экологическая обстановка оценивается как чрезвычайная. В целом загрязнение почв здесь охватывает территорию населенных пунктов общей площадью 3,8кв.км, где проживает свыше 2 тыс. жителей. Источником загрязнения является предприятие (предприятия), поставляющее в окружающую природную среду (в том числе в почвы) ртуть и свинец.
Читайте также: Почвообразующие породы луговых почв
Аномалия IX расположена на правом берегу Москва-реки у г. Бронницы на площади 8кв.км. Загрязнение почв здесь имеет следующий состав: ртуть, барий, кобальт, бериллий, олово, ванадий, свинец, вольфрам, цинк. В целом, уровень загрязнения данной аномалии оценивается как умеренно-опасный с напряженной экологической обстановкой. Основной источник загрязнения — несанкционированные свалки бытовых отходов.
Таким образом, из десяти выявленных техногенных аномалий, шесть находятся в пойме Москва-реки и имеют высокий уровень загрязнения. Полностью подтвердились прогнозы второго и третьего циклов мониторинга по выявлению участков загрязнения почв пойменной правобережной части Москва-реки. Основными источниками загрязнения являются осадки сточных вод, вносимые ранее либо в виде удобрений, либо попадающие в почвы после весенних паводков, а также несанкционированные свалки бытовых отходов. Уровень загрязнения данной территории от автотранспорта — слабый и соответствует допустимому.
Установление значительного загрязнения плодородных земель поймы левого и правого берега Москва — реки на территории Раменского района требует разработки природоохранных мероприятий и проведение последующих циклов мониторинга.
Таблица 1. Эколого-геохимическая оценка техногенных аномалий в почвах Раменского района
* — превышение предельно-допустимого (ПДК) уровня загрязнения.
Техногенные геохимические аномалии
Виды техногенных аномалий.Выявление техногенных аномалий является одной из важнейших эколого-геохимических задач при оценке состояния окружающей среды. Эти аномалии образуются в компонентах ландшафта в результате поступления различных веществ от техногенных источников и представляют собой некоторый объем, в пределах которого значения аномальных концентраций элементов (С) больше фоновых значений (Сф). Сильные аномалии, контрастность которых составляет десятки и сотни единиц геохимического фона, выявляются и интерпретируются сравнительно просто. Для оценки слабых аномалий используются статистические критерии (правило трех стандартов и др.). Техногенные аномалии искусственных веществ (пестицидов и др.) выделяются в основном по санитарно-гигиеническим, а не геохимическим критериям.
Если техногенная аномалия имеет четкую пространственную и генетическую связь с конкретным источником загрязнения, то такая аномалия называется техногенным ореолом рассеяния. Они фиксируются главным образом в депонирующих средах — почвах, донных отложениях, растениях, снежном покрове. В транзитных средах — воздухе, водах, частично донных отложениях, аномалии именуются техногенными потоками рассеяния.
По распространенностивыделяются следующие техногенные аномалии:
глобальные — охватывающие весь земной шар (повышенное содержание СО, в атмосфере, накопление искусственных радионуклидов после ядерных взрывов);
региональные — формирующиеся в отдельных частях континентов, природных зонах и областях в результате применения ядохимикатов, минеральных удобрений, подкисление атмосферных осадков выбросами соединений серы и др.;
локальные — образующиеся в атмосфере, почвах, водах, растениях вокруг местных техногенных источников: заводов, рудников и т.д. Сравнительно локальные источники загрязнения, сливаясь, могут привести к образованию техногенных аномалий регионального масштаба (крупные промышленные города, их агломерации).
По влиянию на окружающую среду техногенные аномалии делятся на три типа (А.И. Перельман).
Полезные аномалии улучшают состояние окружающей среды. Это известкованные кислые почвы, добавки NaJ и КJ к поваренной соли в районах развития эндемического зоба, фторированная питьевая вода, микроудобрения, подкормка домашних животных Со и т.д.
Вредные аномалии ухудшают состояние природной среды в результате появления повышенных концентраций токсичных веществ, отрицательно влияющих на живые организмы. Большинство техногенных аномалий относятся к этому типу.
Нейтральные аномалии не оказывают влияния на качество окружающей среды (золото в банках, железо в городах и др.).
По среде образования техногенные аномалии делятся на:
· литохимические в почвах, породах, строениях),
· гидрогеохимические (в водах),
· атмогеохимические (в атмосфере, снеге),
· биогеохимические (в организмах).
Последние подразделяются на фито-, зоо- и антропогеохимические аномалии.
Как правило, техногенные аномалии образуются в нескольких компонентах ландшафта. По длительности действия источника загрязнения они делятся на:
· кратковременные (аварийные выбросы и т.д.),
· средневременныe (с прекращением воздействия — разработка месторождений полезных ископаемых),
· долговременные стационарные (аномалии заводов, городов, агроландшафтов).
Количественные показатели загрязнения. Понятие аномальности тесно связано с представлениями о геохимическом фоне. При оценке техногенных аномалий фоновые территории выбираются вдали от локальных техногенных источников загрязняющих веществ, как правило, более чем в 30 — 50 км.
Читайте также: Живут в кислой почве черви
Одним из критериев аномальности служит коэффициент техногенной концентрации или аномальности Кс, представляющий собой отношение содержания элемента в рассматриваемом аномальном объекте к его фоновому содержанию в компонентах ландшафта.
Техногенные аномалии обычно имеют полиэлементный состав, в связи с чем Ю.Е. Саетом предложен суммарный показатель загрязнения (Zc), характеризующий степень загрязнения ассоциации элементов относительно фона:
где Кс — коэффициенты техногенной концентрации больше 1 (или 1,5), n — число элементов с Кс > 1 (или 1,5). Суммарные показатели загрязнения рассчитываются для различных компонентов ландшафта — почв, снега, растений, донных отложений. Другие коэффициенты, используемые при ландшафтно-геохимических оценках качества среды, рассматриваются в работах, Н.А. Авессаломовой, Ю.Е. Саета, Б.А. Ревича и др.
.Для оценки воздействия количества поллютантов, поступающих в организм, используются также гигиенические нормативы загрязнения — предельно-допустимые концентрации (ПДК). Это максимальное содержание вредного вещества в природном объекте или продукции (воде, воздухе, почве, пище), за определенный период еще не влияющее на здоровье человека или другие организмы. ПДK устанавливают для отдельных химических элементов и соединений.
Сильная дифференциация природного фона тяжелых металлов затрудняет разработку жестких критериев предельных уровней их содержания в ландшафтах. Н.Г. Зыриным и А.И. Обуховым показано, что основными факторами, влияющими на ПДК тяжелых металлов в почвах, являются их щелочно-кислотные свойства и содержание гумуса, определяющие устойчивость почв к загрязнению этими элементами. Для кадмия и свинца зависимость между рН почв и ПДK почти линейная, т.е. в кислых и щелочных почвах их ПДK могут отличаться почти на порядок. Поэтому ПДK необходимо устанавливать для крупных почвенно-геохимических регионов, для геохимических ассоциаций почв М.А. Глазовской, со сходными щелочно-кислотными и окислительно-восстановительными условиями, обладающими близким уровнем устойчивости к загрязняющим веществам. Средние уровни содержания элементов соответствуют наиболее часто встречающимся околокларковым значениям или намного ниже их. Поэтому при отсутствии детальных исследований фоновой ландшафтно-геохимической структуры территории в качестве ориентировочного показателя можно использовать кларки элементов литосферы.
Загрязняющие вещества по опасности делятся на классы: 1 класс (высоко опасные) — As, Cd, Hg, Se, Рb, F, бенз(а)пирен, Zn; II класс (умеренноопасные) — B, Со, Ni, Мо, Со, Sb, Сr; III класс (мало опасные) — Bа, V. W, Мп, Sr и др. Комплексный и куммулятивный характер действия загрязняющих веществ на живые организмы, полиэлементность техногенных геохимических аномалий требуют разработки более синтетических показателей оценки качества среды.
В практике эколого-геохимических исследований для оценки состояния среды используются ориентировочные оценки опасности загрязнения в аномальных зонах. Для каждого уровня характерны специфические виды заболеваемости населения, особенно детей: 1 уровень – увеличение общей заболеваемости; 2 — увеличение частоты хронических заболеваний органов дыхания, функциональных отклонений (количества лейкоцитов и дp.); 3 — увеличение нарушений репродуктивных функций, иммунной системы и других отдаленных последствий.
Техногенные зоны выщелачивания образуются при выщелачивании металлов из руд, отвалов, хвостохранилищ. Эти вопросы изучает особая прикладная наука — геотехнология, которая во многом основана на данных геохимии. Примерно шестая часть меди в мире добывается методом выщелачивания. Применяется подземное выщелачивание руд урана, молибдена, свинца, цинка, марганца и других элементов. С помощью закачивания в скважины воды извлекают каменную и калийную соли, другие легкорастворимые компоненты. Доказана эффективность микробиологического выщелачивания меди, золота, молибдена. Техногенные зоны выщелачивания образуются также при промывках засоленных почв, орошении лессовых грунтов, других техногенных процессах. Известны зоны сернокислого, кислого и прочего техногенного выщелачивания.
Зоны выщелачивания возникают как в результате целеустремленного технологического воздействия на почвы и горные породы (выщелачивание из руд и др.), так и за счет косвенного, иногда отделенного по времени и месту техногенеза. Такие зоны выщелачивания достигают и региональных масштабов. Типичным примером является усиленная мобилизация тяжелых металлов из почв, увеличение интенсивности их миграции и поставки в подчиненные ландшафты (долины, водоемы) в результате действия кислых дождей, связанных с выбросами соединений серы и азота в промышленных районах Европы и Северной Америки. Дожди с рН
- Свежие записи
- Как избавиться от мошек в цветах комнатных растений
- Что добавить в воду чтобы цветы дольше стояли
- Какие цветы сочетаются друг с другом на клумбе
- Жмых от кофе как удобрение для комнатных цветов
- Белый липкий налет на комнатных цветах как избавиться