авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.И. ГЕРЦЕНА На правах рукописи ...»

-- [ Страница 2 ] --

Никель - основная причина аллергии на металлы (контактный дерматит), контактирующие с кожей (украшения, часы, джинсовые заклепки). В Евросоюзе ограничено содержание никеля в продукции, контактирующей с кожей человека.

Свинец — широко распространенный тяжелый металл 1 класса опасности.

Загрязнение окружающей среды свинцом и его соединениями предприятиями промышленности определяется спецификой их производственной деятельности.

Это непосредственное производство свинца и его соединений, попутное извлечение свинца из других видов сырья, содержащих свинец в виде примеси, использование свинца в производстве различной продукции и т.д. (Гусейнов, 2002).

Наибольшие выбросы свинца в атмосферу происходят в следующих отраслях производства: металлургическая промышленность. Причем на долю цветной металлургии приходится 98% от общего выброса данной промышленности;

топливно-энергетический комплекс. Загрязнение среды обусловлено производством этилированных бензинов;

химический комплекс.

Выбросы связаны с производством пигментов, сиккативов, специальных стекол, смазок, антидетонационных присадок к автомобильным бензинам, полимеризацией пластмасс и др.;

стекольные предприятия;

консервное производство;

деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная промышленность;

предприятия оборонной промышленности;

машиностроение, производство аккумуляторов.

В литосфере встречается 180 свинцовых минералов, основными промышленными рудами служат: галенит или свинцовый блеск - PbS, церрусит PbCO3, англезит - PbSO4. Свинцовые руды обычно встречаются вместе с цинковыми в полиметаллических свинцово-цинковых месторождениях.

Спутниками таких руд бывают медь, серебро, золото, ванадий, молибден, кадмий, кобальт и др.

Геохимически свинец тяготеет к кислым разностям магматических пород и преимущественно глинистым осадочных, где его концентрация находится в пределах 10-40 мг/кг. Значительно меньше свинца в породах основного ряда, песчаниках и карбонатных осадках. В литосфере (кларк 1,4•10 -3%) свинец проявляет халькофильность, присутствуя главным образом в виде сульфида PbS (галенит). В коре выветривания галенит подвергается окислению, что способствует образованию карбонатов, сульфатов, фосфатов и ванадатов свинца.

В этих условиях свинец поглощается глинистыми минералами, оксидами железа и марганца, органическим веществом. Геохимическое поведение свинца определяется близостью его свойств с двухвалентными щелочноземельными металлами (Ba, Sr, Ca), которые он изоморфно замещает в минералах и коллоидах.

Содержание валовых форма свинца в почвах вокруг источника загрязнения может превышать 1000 мг/кг. Оно падает с удалением от центра, однако содержание подвижных форм остается значительным. (Водяницкий, 2009).

По экспертным оценкам, на свалках, транспортных площадках и других местах на всей территории России в настоящее время находится до 1 млн. т свинца в отработавших свой срок аккумуляторах. На свалках или установках для компостирования аккумуляторы разлагаются, при этом в почву и подземные воды попадает большое количество свинца. При рециклинге также происходит загрязнение окружающей среды, особенно пылью, содержащей свинец. При изготовлении свинцовых аккумуляторов образуются значительные количества пылевидных частиц, содержащих соединения свинца.

За последние десятилетия уровень концентрации свинца в природе все более повышается вследствие антропогенных нагрузок. Наиболее высокая концентрация свинца в атмосферном воздухе, как правило, наблюдается в зимний период, что связано с дополнительными выбросами в атмосферу продуктов сжигания топлива. Неблагоприятные метеорологические условия в этот период года также способствуют накоплению свинца в нижних слоях атмосферы.

Установлено, что свинец поглощается почвами интенсивней цинка и кадмия. Он полностью захватывается почвами при концентрациях 1-5 мкг/л;

10 % его поглощаются при концентрациях 10-100 мкг/л и 1% - более высоких.

Свинец чаще накапливается в почвах тяжелого механического состава, содержащих значительное количество органического вещества.

Из атмосферы в почву свинец попадает чаще всего в форме оксидов, где постепенно растворяется, переходя в гидроксиды, карбонаты или форму катионов. Если почва прочно связывает свинец, это предохраняет от загрязнения е грунтовые и питьевые воды, растительную продукцию. Но тогда сама почва постепенно становится все более зараженной и в какой-то момент может произойти разрушение органического вещества почвы с выбросом свинца в почвенный раствор. В итоге такая почва окажется непригодной для сельскохозяйственного использования. Общее количество свинца, которое может задержать метровый слой почвы на 1 гектаре, достигает 500-600 тонн. Такого количества свинца даже при очень сильном загрязнении в обычной обстановке не бывает. Почвы песчаные, малогумусовые устойчивы против загрязнения;

это значит, что они слабо связывают свинец, легко отдают его растениям или пропускают через себя с фильтровыми водами. В слое глубиной до 5 см свинец накапливается более интенсивно, чем медь, молибден, железо, никель и хром.

Вследствие глобального загрязнения окружающей среды свинцом, он стал вездесущим компонентом любой растительной и животной пищи и кормов.

Растительные продукты в целом содержат больше свинца, чем животные.

Причиной летнего листопада часто является высокое содержание свинца в воздухе.

Свинец необходим живым организмам в ничтожно малых количествах (как микроэлемент). Растительность суши вовлекает в биологический круговорот ежедневно 70-80 тыс. т свинца. Содержание его в растениях обычно не значительные: примерно 1-2 тысячных долей % от веса золы. Верхний порог концентраций свинца для растений пока не установлен. Накопление свинца ведут интенсивно грибы, мхи и лишайники и доводят его концентрацию до 64,76 частей па миллион соответственно.

Свинец влияет на нервную систему человека, что приводит к снижению интеллекта, вызывает изменение физической активности, координации слуха, воздействует на сердечнососудистую систему, приводя к заболеванию сердца.

Это оказывает негативное влияние на состояние здоровья населения и в первую очередь детей, которые наиболее восприимчивы к свинцовым отравлениям.

Свинец активно влияет на синтез белка, энергетический баланс клетки и е генетический аппарат. Считают, что свинец предрасполагает к развитию атеросклероза.

Как и радиация, свинец является кумулятивным ядом. Даже умеренные уровни могут привести к поражению почек и угнетению иммунной системы (Люблина, Дворкин, 1983).

Все соединения свинца действуют, в общем, сходно;

разница в токсичности объясняется в основном неодинаковой растворимостью их в жидкостях организма, в частности в желудочном соке;

но и труднорастворимые соединения свинца подвергаются в кишечнике изменениям, в результате чего их растворимость и всасываемость сильно повышаются. Свинцовые белила, сульфат и оксид свинца токсичнее других соединений.

Кобальт - относится ко второму классу опасности. В литосфере кобальта в пять раз меньше, чем хрома и в четыре раза меньше, чем никеля (кларк кобальта 2 • 10-3%). Он используется в сталелитейной промышленности, производстве полимеров.

Среднемировой уровень кобальта в почвах составляет 10 мг/кг, причем считается, что снижение концентрации до 5 мг/кг создает условия для эндемического дефицита кобальта в рационе пастбищных животных, которые в этих условиях страдают анемией, что может привести к гибели.

Загрязнение кобальтом природной среды происходит при сжигании угля и мазута, вблизи металлургических производств. По сравнению с другими микроэлементами кобальт не создает значительного загрязнения биосферы.

При попадании внутрь больших количеств отрицательно влияет на содержание гемоглобина в крови человека и может вызвать заболевания крови.

Предполагают, что кобальт вызывает базедову болезнь. Этот элемент опасен для жизни организмов ввиду его чрезвычайно высокой реакционной способности.

(Зырин и др., 1979).

Мышьяк - элемент первого класса опасности. Фоновое содержание мышьяка в почвах составляет сотые доли миллиграмма на килограмм почвы. Один из самых известных ядов. Это металл, токсичный для большинства живых существ.

При отравлении мышьяком поражается центральная и периферическая нервная система, кожа, периферическая сосудистая система.

Известно свыше 160 минералов, содержащих мышьяк, в основном в виде сульфидов и реже оксидов: реальгар - As4S4, аурипигмент - As4S4, арсенопирит FeAsS, скородит - Fe3AsO4•H2O, теннантит - 3Cu2SAs2S3, энаргит - 3CuSAs2S6, прустит - 3Ag2SАs2S3 и др.

составляет 1,5•10 -4%,что Содержание мышьяка в земной коре соответствует 33-му месту по распространенности химических элементов.

Наиболее высоким содержанием мышьяка обладают осадочные горные породы, особенно сланцы и глины /до 13 • 10-4%/.

Неорганический мышьяк более опасен, чем органический, трехвалентный более опасен, чем пятивалентный. Главным источником мышьяка в почве являются промышленные выбросы.

Мышьяк обладает высокой кумулятивной способностью в организмах теплокровных животных и человека. Поэтому в результате загрязнения мышьяком почвы и растений, наибольшей опасности подвергаются конечные звенья пищевой цепи, в том числе человек.

Хром - относится к веществам 1 класса опасности. В растительных и животных организмах встречается в следовых количествах. Избыток хрома в почвах вызывает различные заболевания у растений. Литосфера содержит 0,01% хрома, который входит в состав 30 минералов, но только хромит, хромшпинелид или хромистый железняк /FeCr2O4/ служит промышленной рудой. Присутствие хрома в почвах (до 50-70 мг/кг сухой почвы) обуславливает его передвижение по пищевой цепочке: почва-растение-животное-человек. Это будет приводить к увеличению поступления хрома в организм человека с пищевыми продуктами.

Геохимически хром сидерофильный элемент, концентрирующийся в ультраосновных породах, где его содержание /3,4 г/кг/ в 300 раз выше, чем в гранитах. В осадочных породах хром накапливается в глинах. В природных условиях хром образует две устойчивые валентные формы: Cr3+/хромиты/ и Cr6+ /хроматы/. Трехвалентный хром концентрируется в минерале хромите /FeCr2O4/ и других минералах, где он изоморфно замещает железо и алюминий. С трехвалентным железом и алюминием трехвалентный хром близок ионным радиусом и геохимическими свойствами.

Токсичность соединения хрома находится в прямой зависимости от его валентности: наиболее ядовиты соединения хрома (VI), высокотоксичны соединения хрома (III), металлических хром и его соединения (II) – менее токсичны.

Независимо от пути поступления в первую очередь поражаются почки.

Также страдают функции печени и поджелудочной железы. Хром обладает канцерогенным эффектом, поражает ЦНС, оказывает повреждающее действие на репродуктивную функцию.

Марганец - относится к третьему классу опасности. Кларк марганца в литосфере составляет 0,095%. Марганец - один из наиболее распространнных микроэлементов в литосфере, его содержание в горных породах изменяется в пределах 350 - 2000 мг/кг (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).

Марганец образует более 150 минералов, но промышленное значение имеют пиролюзит - МnО, псиломелан - MnO• MnO• nH2O, родохрозит - MnCO3, браунит - Mn2O3, манганит - Mn2O3•H2O, вернадит - Н2MnO3+H2O, гаусманит Mn3O4, родонит - MnSiO3.

Значение соединений марганца для состояния почв очень велико, поскольку этот элемент не только жизненно необходим растениям, но и контролирует поведение ряда других питательных микроэлементов. Соединения марганца способны быстро окисляться и восстанавливаться в изменчивых условиях почвенной среды. Следовательно, окислительные условия могут заметно снижать доступность марганца и связанных с ним питательных веществ, тогда как восстановительные способствуют увеличению их доступности для растений даже до токсичных значений. (Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989).

Недостаток марганца в организме человека может привести к заболеванию.

Для обеспечения нормального развития растений в почву вносят марганцевые микроудобрения (обычно в форме разбавленного раствора перманганата калия).

Однако избыток марганца для человеческого организма также вреден. При отравлении соединениями марганца происходит поражение нервной системы, развивается так называемый марганцевый паркинсонизм.

Цинк - относится к первому классу опасности. Цинк широко распространен в природе в виде соединений: сульфида, карбоната, оксида и силиката в комбинации со многими минералами, в количестве, составляющем приблизительно 0,02% Земной коры.

Антропогенные источники вносят вклад в загрязнение атмосферного воздуха цинком вдвое больший, чем природные. Из техногенных источников основным загрязнителем окружающей среды цинком является цветная металлургия (около 50% общего выброса), черная металлургия. Цинк поступает в окружающую среду со сточными водами и гальванических цехов, производств пергаментной бумаги, минеральных красок, вискозного волокна рудообогатительных фабрик и др. Заметное количество цинка содержится в известняке и доломите и вместе с ними попадает в почву при известковании.

Соединения цинка оказывают воздействие на метаболизм меди и железа, вызывая их нарушение. Если цинка в почве недостаточно, растения страдают розеточностью и некрозом (омертвлением) листьев.

Цинк является микроэлементом, необходимым для нормального функционирования человеческого организма в малых дозах. Он входит в состав 40 металлоферментов, играющих важную роль в метаболизме нуклеиновых кислот и синтезе белков. Металлический цинк мало токсичен. Фосфид и оксид цинка ядовиты. Попадание в организм растворимых солей цинка приводит к расстройству пищеварения, раздражению слизистых оболочек.

Ванадий – относится ко второму классу опасности. Соединения ванадия довольно широко распространены в природе. Его содержание в земной коре составляет 0,009 %.

Известно 70 минералов ванадия, но промышленное значение имеют немногие - это роскоэлит - KV2(AlSi3O10)•(ОН)2, названный по имени английского химика Г.Э.Роско, получившего металлический ванадий, карнотит - K2V2(VO4)2O •2H2O, назван в честь французского горного инженера и химика М.А.Карно, натронит - VS4 или V2S5, ванадинит -Pb5(VO4)3Cl, кулcонит - Fe(Fe,V)3•O4.

Ванадий имеет свойство связываться с другими элементами и частицами и поэтому в основном задерживается в почве, где и остается длительное время. В растениях обнаруживаются только незначительные следы ванадия, что свидетельствует о его слабом накоплении в растительных тканях.

Основной источник поступления ванадия в организм - вдыхание частичек пыли, содержащих оксиды ванадия (например, на металлургическом производстве или вблизи объектов, на которых сжигаются содержащие ванадий нефтепродукты или уголь). Этот путь является и наиболее опасным с точки зрения негативного влияния на здоровье человека. Более "физиологичный" путь поступления ванадия в организм - с пищей (в сравнительно небольших количествах).

Суммируя различные источники, можно сказать, что ванадий - это микроэлемент, участвующий в регулировании углеводного обмена, сердечнососудистой деятельности (в частности, уменьшает выработку холестерина). Ванадий участвует также в процессах формирования костей и зубов, роста и метаболизма жиров, а также стимулирует рост и репродукцию клеток, действуя при этом как противораковое средство. Ванадий вместе с цирконием, сопутствуя серебру, благотворно действует на функции паренхиматозных органов (печень, селезенка, легкие), щитовидной и поджелудочной желез, гипофиза, половых органов, мышечной системы.

Стронций – элемент третьего класса опасности. Попадая в окружающую среду, стронций накапливается в растительном покрове, и как следствие, в мясе и молоке домашних животных, поедающих эту растительность. Почва также накапливает стронций, который может попадать в человеческий организм с пылью.

В настоящее время известно, что стронций в организме животных и человека вместе с кальцием, фосфором и другими элементами имеет большое значение в обмене веществ в костной ткани. Выявлены биогеохимические провинции, где почвы обогащены стронцием (при недостатке кальция), в которых обнаружено эндемическое заболевание, так называемая уровская болезнь (или стронциевый рахит). Это заболевание возникает вследствие нарушения минерального обмена и изменения соотношения Са/Sr в организме и окружающей среде (Хоботьев, 1960;

Ковальский, 1965). Будучи токсичным сам по себе стронций обладает также способностью косвенно вызывать отрицательный эффект: йод в присутствии стронция становится малодоступным для организма, вследствие чего наступает йодная недостаточность со всеми характерными для нее последствиями (Хоботьев, 1960;

Ковальский, 1965;

Виноградов, 1952).

1.5. Устойчивости почв к антропогенным воздействиям В природе круговорот веществ определяется действием геохимических, биологических и географических факторов. За последнее 50 лет, разнообразная деятельность человека привела к тому, что антропогенный фактор сравнялся с природным биогеохимическим фактором миграции веществ. В некоторых случаях наблюдается устойчивая тенденция преобладания техногенного загрязнения и усиления химического давления на природную среду. Увеличивающееся ухудшение состояния окружающей среды в следствии химической деятельности человека, стало одной из самых главных проблем современности, зачастую вызывающей острые токсико-экологические ситуации. Все это привело к расширению исследований характера загрязнения окружающей среды, к поиску эффективных приемов защиты атмосферы, почвенного покрова, природных вод, предусматривающих как снижение потоков химических загрязняющих веществ, поступающих в биосферу с выбросами промышленных предприятий, с бытовыми и коммунальными отходами, транспорта, средствами химической защиты растений, с минеральными и органическими удобрениями, так и сокращение или полное устранение токсического действия различных соединений антропогенного происхождения на растительный и животный мир и главным образом предотвращение отрицательного их влияния на здоровье человека.

В биогеохимические циклы в последнее время включается большое количество синтетических соединений, не известных для целинных природных сред. К ним, в частности, относится большая группа следующих веществ:

пестициды, различные фенолы и их производные, диоксины, фреоны.

Загрязнение наземных биогеоценозов обычно начинайся с частичного, часто мало заметного угнетения населяющих почвы и поверхностные воды организмов, затем страдает высшая растительность и наконец, начинается деградация почв и разрушение почвенного покрова. Все это в совокупности приводит к формированию незамкнутого ресурсного цикла, приводящего к разрушению природной среды (Федоров, 2008).

Почва – важнейший компонент биосферы и наземных экосистем. Как «совокупность определенных свойств и как компонент саморегулирующейся экологической системы, почва обладает определенной устойчивостью и поэтому отличается выраженной сопротивляемостью» к каким бы то ни было воздействиям (Ковда, 1978).

С усилением антропогенного воздействия на почвенный покров возрастает опасность появления его необратимых и нежелательных для человека изменений.

В связи с этим возникает задача как прогнозирования и оценки воздействий, так и определения устойчивости почв к тем или иным формам воздействия человека на процесс почвообразования, в силу того, что способность почв к самоочищению, сохранению или восстановлению нормального функционирования небеспредельны. Проблема устойчивости природных геосистем, т.е. их реакция на разнообразные антропогенные воздействия, до сих пор изучена недостаточно.

Термины «устойчивость почв», «устойчивость природных систем» не получили единого определения. Это объясняется трудностью решения проблемы и высокой сложностью самих объектов – почв, природных ландшафтов.

В общем понимании устойчивость - это присущее системе внутреннее свойство, которое позволяет ей выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями, или сопротивляться им (Риклефс, 1979). Устойчивость рассматривают с двух точек зрений: 1) нечувствительность объекта к внешнему воздействию;

2) способность системы возвращаться в исходное состояние после прекращения воздействия.

Нечувствительность почв к внешним воздействиям связана с потенциальным запасом буферности исходных почв и ландшафтов. В этом случае их устойчивость проявляется в способности к сохранению нормального функционирования.

Способность почв возвращаться в исходное состояние после прекращения воздействия проявляется через скорость самоочищения почв от продуктов техногенеза. Малая продолжительность периода восстановления системы до исходного уровня может служить показателем устойчивости почв к антропогенным воздействиям.

По Н. П. Солнцевой (1982), способность противостоять техногенным воздействиям – это устойчивость первого рода (устойчивость противостояния);

способность к восстановлению нормального функционирования – устойчивость второго рода (устойчивость нормализации). Показателями устойчивости первого рода являются кислотная и щелочная буферность почв, отсутствие существенных изменений в химических и физико-химических свойствах почв, их микробиологической активности.

По теории В.И.Вернадского о ведущей геохимической роли живого вещества в биосфере и ее биокосных системах, среди которых центральное место занимают почвы, основным интегральным показателем устойчивости почв к химическим воздействиям должно быть ее эколого-геохимическое состояние, обеспечивающее нормальное функционирование почвы как биокосной системы совокупностей живых организмов (Глазовская, 1997).

Антропогенные воздействия на почвы могут быть как отрицательные, так и положительные. Об этом свидетельствует, прежде всего практика внесения минеральных и органических удобрений, гипсования щелочных, известкования кислых почв, применения микроудобрений и средств защиты растений от болезней и вредителей.

Наряду с понятиями «устойчивость» и «буферность» почв, введено более общее понятие «эколого-геохимическая чувствительность», или сенсорность, т.е.

ответная реакция почв на определенный вид химических воздействий, проявляющаяся в усилении степени подвижности и доступности для организмов химических элементов в токсичных для биоты формах и концентрациях. Реакция может быть как положительной, так и отрицательной. Положительная реакция на химические воздействия свидетельствует об экологической устойчивости, а отрицательная — о неустойчивости почв, которая может привести к техногенной деградации (Глазовская, 1997).

Почва является не полностью предопределенной саморегулирующейся системой, в которой также наблюдается эффект порочного круга. Например, выпадение осадков ливневого характера приводит к резкому изменению окислительно-восстановительного потенциала, степени аэрации, активности биоты, что может сказаться на общей устойчивости почвы (Федоров, 2008).

Почва проявляет себя чаще как нелинейная система, в которой имеет место множество стационарных состояний, а их возможная неустойчивость вызывает сложность и разнообразие поведения почвы по отношению к разного рода воздействиям природного или антропогенного происхождения.

Проблема устойчивости почв начала свое существование относительно недавно. Понятию устойчивость близок термин, введенный У. Кенноном в 1929 г.

— гомеостаз. Этот термин относится к живым саморегулирующимся системам, к конкретному организму и формулируется как «регулируемое постоянство внутренней среды и совокупность механизмов и связей организма, определяющих это постоянство» (Росновский, 1998). Современные исследователи по-разному трактуют понятие устойчивости почв. Например, согласно определению М. А.

Глазовской (1992, 1997), устойчивость — это запас буферности исходных почв и ландшафтов, при этом буферность трактуется как способность почв нейтрализо вать минеральные кислоты. И.О.Алябина (1995) под устойчивостью почв понимает «ее свойство сохранять естественное состояние и функционирование (с учетом непрерывно идущего эволюционного процесса), несмотря на разнообразные внешние воздействия». Это определение устойчивости можно дополнить следующим утверждением: способность системы возвращаться после тех или иных нагрузок в исходное состояние (Солнцева, 1982).

По Н. Б. Хитрову (2002), понятие устойчивости почв, включает совокупность взаимно дополняющих частных понятий: инертность отдельных компонентов;

стойкость отдельных компонентов, горизонтов и почвы в целом;

относительная стабильность твердых компонентов почвы, видового состава микробоценозов и зооценоза;

прочность почвы;

живучесть почвенного ценоза;

постоянство комплекса качественных признаков почв, определяющих генетический облик почвы;

буферность;

надежность функционирования почвы в системе геосистем;

устойчивость функционирования почвы;

инерционность изменения после некоторых воздействий;

способность к восстановлению состава, структуры и функционирования после возмущения исходного состояния.

В качестве критериев оценки устойчивости почв предлагаются: критические значения воздействий;

параметры системы, остающиеся неизменными после воздействий;

параметры динамики основных характеристик системы;

критерии, основанные на отборе наиболее чувствительных характеристик почвы к данному воздействию;

критерии устойчивости по Ляпунову, орбитальной, асимптотической и структурной устойчивости на основе математических моделей изучаемых систем;

критерии, основанные на относительном изменении какого либо свойства или характеристики почвы.

В качестве механизмов, обеспечивающих устойчивость почв к внешним воздействиям, выступают: многообразие компонентов почвы, которое обеспечивает возможность сравнительно быстрой замены одного компонента другим для выполнения одной и той же функции;

механическая прочность, упругость, эластичность компонентов твердой фазы почвы и структурных связей между ними;

способность к поглощению и удержанию в течение продолжи тельного промежутка времени веществ и энергии;

относительная изоляция некоторых частей почвы за счет наличия других ее частей, обладающих пониженными коэффициентами тепло-, массо- и энергопереноса (Глазовская, 1978).

1.6. Геоморфология города и ее влияние на геохимическое состояние почв При выборе места поселения человека одним из самых главных факторов являлся рельеф. Главным геоморфологическим признаком антропогенеза является рельеф города. Городской рельеф - это сложное сочетание естественных, преобразованных, техногенных и строительно-архитектурных форм, создающих специфические геоморфологические условия на городской и сопредельных с ней территориях. В первую очередь рельеф города - основа экосистемы человека, это историко-генетическое образование, с присущими ему природными свойствами и ресурсами, комплексом современных геоморфологических процессов: русловых, склоновой денудации и аккумуляции, овражно-балочной эрозии и других, активность которых предопределяется климатическими и морфотектоническими особенностями местности (Рельеф среды жизни человека, 2002).

Изменения рельефа, происходящие с быстрым ростом городов, направлены на создание комфорта проживания и сводятся в основном к уничтожению микро и мезоформ рельефа, переведению некоторых форм (особенно отрицательных) в погребенное состояние, созданию новых форм техногенного рельефа и к общему выравниванию поверхности. В процессе вертикальной планировки города часто срезаются возвышенности, выполаживаются речные террасовые уступы, выравниваются береговые валы, расширяются или суживаются русла рек, террасируются склоны, создаются различные повышения. С преобразованиями рельефа на территории городов нередко связана активизация ряда экзогенных и эндогенных процессов, так как изменения морфометрических характеристик и морфологического облика сложившегося историко-генетического комплекса рельефа и литогенной основы приводит и к изменению направленности и интенсивности экзогенных рельефообразующих процессов.

Литолого-геоморфологические характеристики почв во многом влияют на экологические свойства почвенного покрова: состав и свойства почвообразующих пород, гранулометрические и химико-минералогические характеристики.

Основой ландшафта является рельеф, который во многом определяет особенности геохимических процессов. А именно, дальность переноса, интенсивность миграции, аккумуляцию элементов в определенных геоморфологических условиях и т.д. Вследствие этого, геоморфологическая карта может быть основой для ландшафтно-геохимического районирования территории. (Алексеенко, 2000;

Головин и др., 2000).

В промышленных городах существует два основных вида поведения загрязняющих веществ в окружающей среде. Первый — сопряженный, когда сохраняется известное соотношение между атмотехногенной поставкой вещества и загрязнением почв, растений и донных осадков, лежащее в основе применения концепции депонирующих сред при эколого-геохимических оценках городов.

Второй — диссонансный, когда это сопряженное соотношение нарушается в ту или иную сторону. Такое явление названо техногенным геохимическим диссонансом (Перельман, 1999). Выделяются две разновидности такого диссонанса. Аккумулятивный геохимический диссонанс возникает в том случае, когда природные и природно-техногенные факторы миграции усиливают относительно небольшое по контрастности и объему выбросов атмотехногенное загрязнение. Примером такого диссонанса является и Санкт-Петрбург, где вещества, поступающие из атмосферы, концентрируются и на территории города, расположенного на Приневской низине — звене местного поверхностного и подземного стока.

Возведение плотин на реках с незапамятных времен, являются механическими барьерами для веществ, перемещаемых в водной среде.

Лесополосы стали механическими барьерами для дисперсных частиц, перемещающихся в нижних приземных слоях атмосферы. Города, представляющие сложный по структуре техногенный рельеф, являются комплексными геохимическими барьерами, как для атмосферного транзита, так и для водного и почвенного транзита. На городской территории, благодаря вертикальной планировке, засыпке естественной дренажной сети, создании искусственных коммуникаций и других техногенных преобразований возникла сложная геохимическая обстановка, сформировались техногенные потоки и ано малии (Экогеохимия городских ландшафтов, 1995) и барьеры, которые не имеют природных аналогов: зоны складирования и захоронения отходов.

Наиболее сложной проблемой является формирование комплексных техногенных барьеров, так как часто процесс формирования одного из барьеров, например, механического - дамбы, насыпи или прорези дороги, влечет за собой формирование другого, - возникающего в грунте - физико-химического.

Проявляются механизмы саморазвития природной и природно-техногенной систем.

Таким образом можно сказать, что деятельность человека, уже оказала существенное геохимическое влияние на биосферу, изменив миграцию, концентрацию и распределение химических элементов. И, хотя этот процесс в различных частях биосферы Земного шара не везде одинаково интенсивен, значительная часть изменений происходит довольно быстро. Геохимические изменения биосферы теснейшим образом связаны с техногенными изменениями рельефа. Изменения рельефа города, его морфометрических характеристик происходит не только за счет целенаправленных мероприятий, но и под влиянием естественных экзогенных и эндогенных и техногенно активизированных процессов, обеспечивающих саморегуляцию городской системы. В городах, как в основном типе экосистемы человека, следует создавать формы рельефа и инженерные сооружения, которые бы эластично вошли в природный комплекс, не нарушая внутреннего динамического состояния природной системы, войдя в гармонию с природой. Решать проблемы экологии человека целесообразно только на основе принципов динамического равновесия.

1.7. Погребенные почвы и их значение для исторической геоэкологии Изучение экологических функций почв необходимо для понятия почвенных процессов в возникновении, сохранении и эволюции экосистем и биосферы.

Рассматривая экологическую роль и функции почв необходимо выявить и охарактеризовать экологические функции других оболочек Земли, а также биосферы в целом. Это даст возможность рассмотреть единство среды обитания человека и всей существующей биоты, глубже понять неотделимость и незаменимость отдельных компонентов биосферы. Почва находится на границе, где проникают друг в друга и взаимодействуют все четыре геосферы, которые в течение всей геологической истории Земли судьбы этих компонентов оказались сильно переплетенными. Они проникли друг в друга и взаимодействуют через круговороты вещества и энергии, что и обусловливает их развитие. Многие естественные глобальные механизмы, регулирующие состояние экосферы, протекают в почвенном покрове.

Почва особое образование, на грани живого и неживого, с переплетающимися, сложнейшими химическими, биологическими и физическими процессами. Эти процессы зависят от природных условий каждого места.

Погребенные почвы являются генетическим материалом, несущие в себе отпечаток тех условий, как естественных, так и антропогенных, в которых они развивались.

По геохимическим данным погребенных почв представляется возможность решать вопросы адаптации и взаимоотношения человека с окружающей средой, проводить исторические реконструкции и прогноз современных изменений природы и климата. Поэтому для исторической геоэкологии очень важным остается изучение палеопочв различных временных эпох, а объектами исследования являются археологические памятники с погребенными почвами.

1.8. Выводы по главе Почва является продуктом взаимодействия таких факторов почвообразования как, грунт, климат, растительные и животные организмы, возраста почв, рельеф местности, вода, а также воздействия хозяйственной деятельности человека. Отчетливо прослеживается тесная связь эволюции почв с историей развития его поверхности, климата, биоты. Все это осложняется влиянием местных литологических условий на процессы почвообразования.

За последние сто лет и особенно в последние десятилетия антропогенное влияние на эволюцию природы и почв настолько усилилось и осложнилось, что позволяет говорить об антропогенном периоде эволюции почв и почвенного покрова.

Таким образом, почвы и почвенный покров являются результатом не только сложной истории развития его поверхности, связанной с изменением естественноисторических условий, но и антропогенного воздействия, что необходимо учитывать при решении классификационных, генетических и прикладных вопросов.

Состояние почв, грунтов имеет важнейшее значение для оценки экологического состояния той или иной территории, так как почвы являются индикатором экологического состояния окружающей среды, именно поэтому большинство обследований урбанизированных территорий начинается с исследования состояния почв.

Урбанизация привела к негативным изменениям ландшафта: его геологической среды, истощению водных ресурсов, загрязнению почвенного покрова и атмосферы, появлению техногенных и антибиогенных факторов, отрицательно влияющих на здоровье человека. Поэтому охрана и улучшение окружающей среды урбанизированных территорий является актуальной проблемой.

Биологическая активность тяжелых металлов выводит данную группу загрязнителей на приоритетное место в мониторинговых исследованиях окружающей среды. Физиологическое действие тяжелых металлов на организм человека и животных различно и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в природной среде, а также интервалом концентраций, при которых возможна нормальная реакция обменных процессов.

Загрязнение почв тяжелыми металлами в Санкт-Петербурге с каждым годом становится все более заметной проблемой. Его уровень характеризуется высокими показателями загрязнения.

Дочетвертичные ландшафты через геоморфологию и сегодня оказывают важнейшее влияние на инфраструктуру региона, определяют инженерно гидрогеологические параметры его существования.

Почва находится на стыке четырех экосфер, многие глобальные механизмы которых протекают именно в ней. Погребенные почвы являются источником информации, несущие в себе отпечаток тех условий, как естественных, так и антропогенных, в которых они развивались. Именно поэтому исследование погребенных почв представляет важную задачу для исторической геоэкологии.

Глава 2. Геохимические особенности городских почв Санкт-Петербурга в условиях современного техногенеза 2.1. Геохимическая характеристика почв Санкт-Петербурга В рамках выполнения хозяйственно-договорных работ кафедрой геологии и геоэкологии РГПУ им А.И. Герцена, в период с 2009 по 2011 год производилось исследование почвенного покрова шести административных районов г. Санкт Петербурга (Адмиралтейский, Приморский, Выборгский, Красногвардейский, Василеостровский, Пушкинский). В Пушкинском районе исследовались только г.

Пушкин и г. Павловск. Карта административно-территориального деления Санкт Петербурга представлена на рисунке 1. Приведенные ниже расчеты базируются на аналитической базе, полученной в 2009-2012 г.

Рис. 1. Административно-территориальное деление Санкт-Петербурга: 1 – Адмиралтейский, 2 – Василеостровский, 3 –Выборгский, 4 – Калининский, 5 – Кировский, 6 – Колпинский, 7 – Красногвардейский, 8 – Красносельский, 9 – Кронштадтский, 10 – Курортный, 11 – Московский, 12 – Невский, 13 – Петроградский, 14 – Петродворцовый, 15- Приморский, 16 – Пушкинский, 17 – Фрунзенский, 18 – Центральный районы.

На исследуемой территории естественных почв практически не сохранилось, измененные антропогенной деятельностью они подпадают под термин городские почвы. Их мощность на территории различных районов города, по данным ГМИСПб (Государственный музей истории Санкт-Петербурга), колеблется от 3 м, до 0,3 м в зависимости от времени формирования городской застройки, исходные типы почв представлены только в виде реликтов.

Почвенный покров территории в основном представлен песчаными и супесчаными подзолами на озерно-ледниковых отложениях и суглинистыми подзолами на морене. Почвообразующие четвертичные отложения, почти повсеместно распространенные в пределах изучаемого района относительно коренных пород наиболее обогащены бором, оловом, свинцом, цинком и другими элементами (Природа…, 1983). Процессы почвообразования, осуществлявшиеся в послеледниковое время, вне зависимости от состава материнских почвообразующих пород привели к дальнейшему обогащению почв молибденом, а также, хотя и в меньшей степени, свинцом. Возможная причина этого процесса – деятельность человека (Природа…, 1983). Геохимическая особенность почв района исследования – выщелачивание из них и из вносимых удобрений многих микроэлементов. Это приводит, во-первых, к обеднению микроэлементами, а также фосфором, азотом и калием песчаных почв, во-вторых, к загрязнению ими грунтовых вод и глинистых почв (Гильдин, 2006).

Как и для всех крупных промышленных агломераций, проблема загрязнения почв для региона весьма актуальна. В течение последних лет в Санкт-Петербурге и Ленинградской области проводится планомерное обследование почв на предмет загрязнения их тяжелыми металлами и органическими загрязнителями.

2.1.1. Тяжелые металлы в почвах Санкт-Петербурга Методика исследования состояла из двух этапов. Первый этап включал в себя отбор образцов почв в изучаемом районе. Во время второго этапа проводилась рентгенфлуоресцентная спектроскопия образцов. Было определено содержание валовых форм следующих металлов: ванадий (V), хром (Cr), марганец (Mn), кобальт (Co), никель (Ni), медь (Cu), цинк (Zn), стронций (Sr), свинец (Pb), мышьяк (As), (Приложение 1, табл. 1-7). Предпочтение отдано именно этим тяжелым металлам, т.к. они являются приоритетными загрязнителями в пределах изученной территории и Северо-Западного региона.

Все эти элементы относятся к первым трем классам опасности химических веществ (табл. 4). Исследования были направлены на выявление содержания ТМ в почве в валовой форме.

Таблица 4.

Классификация химических веществ по классам опасности (по Большакову В.А. и др., 2004) Класс опасности Химическое вещество I Кадмий, свинец, цинк, мышьяк, бенз(а)пирен, ртуть, селен, фтор, II Никель, медь, хром, бор, кобальт, молибден, сурьма, III Марганец, стронций, барий, ванадий, вольфрам, ацетофенон Отбор и подготовка проб к анализу проводились в соответствии с ГОСТом (ГОСТ 17.4.4.02-84, 1983) и по разработанным методикам (Методика …, 2002;

Методические …, 1990). Подготовка образцов к анализам проводилась в строгом соответствии с требованиями каждого вида анализа, а также в зависимости от вещественного состава и тех свойств анализируемого материала, которые могли повлиять на правильность конечного результата.

Пробы почв отбирались методом конверта по всей территории исследуемых районов. Отбирался верхний слой городских почв мощностью 0-10 см. Всего было отобрано 1157 образца почв. Каждая точка отбора привязывалась к GPS координатам, для дальнейшего использования в ГИС (Приложение 2, табл. 1-7).

Результаты химико-аналитических определений были подвергнуты математико-статистической обработке, в результате которой были определены минимальное (Смин.), среднее (Сср.) и максимальное (Смакс.) содержание, стандартная ошибка (m) и стандартное отклонение (), медиана (Me). Результаты этих исследований приведены в таблицах 5-11.

Таблица 5.

Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах Приморского административного района г. Санкт-Петербурга, мг/кг Элемент n Сср. Смин. Смакс. m Me 183 38,4 17,4 75,6 9,6 0,7 37, V,ppm 183 47,5 16,4 180,2 20,2 1,5 45, Cr,ppm 183 444,1 131,4 1708,9 212,3 15,7 399, Mn, ppm 183 9,4 0,3 30,1 4,7 0,4 10, Co,ppm 183 22,2 8,6 195,1 15,1 1,1 19, Ni,ppm 179 52,0 3,0 892,8 74,0 5,5 34, Cu,ppm 183 163,2 23,3 560,7 87,5 6,5 144, Zn,ppm 183 159,5 55,8 291,6 44,9 3,3 145, Sr,ppm 182 83,5 23,5 1056,1 85,8 6,4 67, Pb,ppm 182 15,3 4,7 219,4 17,5 1,3 12, As,ppm Таблица 6.

Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах Василеостровского административного района г. Санкт-Петербурга, мг/кг Элемент n Сср. Смин. Смакс. m Me 94 41,6 15,1 75,2 10,3 1,1 41, V,ppm 94 50,1 19,8 544,5 52,9 5,5 43, Cr,ppm 94 579,7 238,2 2375,4 337,7 34,8 466, Mn, ppm 93 11,0 4,5 21,5 2,6 0,3 11, Co,ppm 94 21,5 11,0 81,8 8,9 0,9 19, Ni,ppm 91 92,5 2,6 1678,7 176,3 18,5 65, Cu,ppm 94 237,2 41,6 1858,5 238,4 24,6 174, Zn,ppm 94 106,8 39,8 191,6 26,4 2,7 106, Sr,ppm 94 125,0 29,4 632,4 89,2 9,2 106, Pb,ppm 94 22,5 1,7 133,9 18,6 1,9 17, As,ppm Таблица 7.

Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах Адмиралтейского административного района г. Санкт-Петербурга, мг/кг Элемент n Сср. Смин. Смакс. m Me 147 38,4 17,4 75,6 9,6 0,7 37, V,ppm 147 47,5 16,4 180,2 20,2 1,5 45, Cr,ppm 147 444,1 131,4 1708,9 212,3 15,7 399, Mn, ppm 147 9,4 0,3 30,1 4,7 0,4 10, Co,ppm 147 22,2 8,6 195,1 15,1 1,1 19, Ni,ppm 146 52,0 3,0 892,8 74,0 5,5 34, Cu,ppm 147 163,2 23,3 560,7 87,5 6,5 144, Zn,ppm 147 159,5 55,8 291,6 44,9 3,3 145, Sr,ppm 147 83,5 23,5 1056,1 85,8 6,4 67, Pb,ppm 147 15,3 4,7 219,4 17,5 1,3 12, As,ppm Таблица 8.

Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах Выборгского административного района г. Санкт-Петербурга, мг/кг Элемент n Сср. Смин. Смакс. m Me 159 26,5 0,6 98,9 16,1 1,3 24, V,ppm 159 45,2 8,2 128,3 13,0 1,0 42, Cr,ppm 159 386,3 144,5 1872,5 230,8 18,3 344, Mn, ppm 144 6,7 0,0 27,7 4,2 0,3 6, Co,ppm 159 16,8 2,1 109,8 10,9 0,9 14, Ni,ppm 159 19,9 5,1 94,1 9,2 0,7 19, Cu,ppm 159 128,7 7,7 1060,1 131,9 10,5 94, Zn,ppm 159 180,0 26,9 327,6 43,4 3,4 182, Sr,ppm 159 80,6 16,1 2288,6 190,5 15,1 48, Pb,ppm 131 7,9 0,0 197,3 17,5 1,5 5, As,ppm Таблица 9.

Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах Красногвардейского административного района г. Санкт-Петербурга, мг/кг Элемент n Сср. Смин. Смакс. m Me 263 41,5 18,6 78,3 10,3 0,6 40, V,ppm 263 59,7 33,7 371,7 27,5 1,7 55, Cr,ppm 263 389,4 144,7 5464,8 398,8 24,6 302, Mn, ppm 263 10,3 0,6 244,0 19,5 1,2 6, Co,ppm 263 24,5 8,4 143,4 12,0 0,7 21, Ni,ppm 263 28,1 9,9 139,4 13,8 0,8 25, Cu,ppm 263 270,5 45,1 2322,7 254,0 15,7 208, Zn,ppm 263 223,0 125,9 397,6 38,2 2,4 221, Sr,ppm 263 83,6 15,2 632,6 64,0 3,9 68, Pb,ppm 263 12,7 3,0 91,8 8,4 0,5 10, As,ppm Таблица 10.

Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах г. Пушкина, мг/кг Элемент n Сср. Смин. Смакс. m Me 199 47,3 22,8 77,2 10,3 0,7 46, V,ppm 199 60,4 38,8 197,8 20,5 1,4 56, Cr,ppm 199 358,8 225,2 1819,4 133,3 9,4 337, Mn, ppm 197 6,6 1,9 28,1 3,5 0,2 6, Co,ppm 199 21,3 11,4 130,9 9,2 0,7 20, Ni,ppm 199 22,3 6,4 117,0 9,0 0,6 21, Cu,ppm 199 174,7 39,0 898,1 120,5 8,5 135, Zn,ppm 199 181,0 105,1 296,8 25,6 1,8 183, Sr,ppm 199 69,4 16,8 384,7 46,0 3,3 59, Pb,ppm 199 11,6 3,3 85,3 8,8 0,6 9, As,ppm Таблица 11.

Содержание валовых форм тяжелых металлов в почвах г. Павловска, мг/кг Элемент n Сср. Смин. Смакс. m Me 112 37,8 16,2 78,8 10,4 1,0 35, V,ppm 112 49,4 33,8 116,1 10,5 1,0 47, Cr,ppm 112 349,0 187,5 1487,6 144,5 13,7 316, Mn, ppm 112 5,4 0,0 81,3 7,6 0,7 4, Co,ppm 112 15,7 5,7 36,8 4,6 0,4 15, Ni,ppm 112 18,1 1,9 57,4 6,0 0,6 17, Cu,ppm 112 131,6 1,2 531,0 66,9 6,3 119, Zn,ppm 112 168,5 118,0 242,0 21,0 2,0 170, Sr,ppm 111 79,9 16,6 364,0 63,3 6,0 56, Pb,ppm 112 12,3 1,9 49,3 8,5 0,8 9, As,ppm По результатам составленных таблиц вычислялся индекс суммарного показатель загрязнения почв.

2.1.2. Суммарный показатель загрязненности почв Санкт-Петербурга и приоритетные загрязняющие вещества Оценка уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводилась по показателям, разработанным при сопряженных геохимических и геогигиенических исследованиях окружающей среды городов с действующими источниками загрязнения. Такими показателями являются: коэффициент концентрации химического вещества (Кс). Кс определяется отношением фактического содержания определяемого вещества в почве (Сi) в мг/кг почвы к (Сfi) - региональному фоновому (Экологическая …, 1993):

Кс=Ci/Cfi;

и суммарный показатель загрязнения (Zc) Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентрации химических элементов-загрязнителей и выражен формулой:

Zc = S (Ксi +...+Кcn) - (n-1), где n - число определяемых суммируемых вещества;

Ксi - коэффициент концентрации i-го компонента загрязнения (Методические…, 1990;

Трофимов, Зилинг, 2002).

Естественно, кроме самой величины показателя Zc, большое санитарно гигиеническое значение имеет состав основных токсикантов. Унифицированного подхода к определению набора элементов, по которым осуществляется расчет Zс не существует. Нами принят следующий подход: определение суммарного загрязнения почв проводится по содержанию элементов первых трех классов токсической опасности. Таким образом, для расчета используются элементов: свинец, мышьяк, цинк (1 класс токсической опасности);

кобальт, никель, медь, хром (2 класс);

ванадий, стронций, марганец (3 класс).

Анализ распределения геохимических показателей, полученных в результате апробирования почв по регулярной сети, дает пространственную структуру загрязнения селитебных территорий и позволяет выделить зоны риска для здоровья населения (Методические …, 1987;

Методические …, 1982).

По показателю суммарного показателя загрязнения почв выделяют четыре категории степени загрязнения почв (табл. 12), для каждой из которых характерно особое влияние на здоровье населения.

Таблица 12.

Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения (Санитарно …, 2003) Уровень Zс, у.е. Воздействие на здоровье человека загрязнения Наиболее низкие показатели заболеваемости детей, частота Низкий 8- встречаемости функциональных отклонений минимальна Средний 16-32 Повышение уровня общей заболеваемости населения Высокий уровень общей заболеваемости, рост числа часто болеющих Высокий 32-128 детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы Высокий уровень заболеваемости детей, нарушение репродуктивной Очень функции женщин (увеличение токсикоза беременности, высокий преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофии новорожденных) Необходимо отметить, что выбранный нами способ оценки состояния территории также не является идеальным и имеет ряд недостатков. Во-первых, при работах на больших территориях концентрация и состав элементов на разных участках этой территории различается. Таким образом, часто суммируются числовые значения химических элементов из разных классов опасности. Во вторых, превышение концентраций элементов над фоном или не является основанием для однозначного решения, так как химический элемент может находиться в различных формах и соединениях. Токсический эффект и относительная безопасность не находятся в прямой зависимости от количественного содержания химического элемента. В-третьих, показатель не учитывает характер использования земель (Капелькина, 2007;

Водяницкий, 2009).

Несмотря на ряд существенных недостатков, на которые обращают внимание многие исследователи, показатель Zc является одним из немногих утвержденных санитарно-гигиенических нормативов, более информативен, чем ПДК, относительно просто рассчитывается, дает возможность осуществить комплексную оценку загрязненности депонирующих сред (Дабахов и др., 2005).


Результаты расчетов суммарного показателя загрязнения почв показали, что в наибольшей степени загрязнены почвы Василеостровского района (Zc=33,2) и Адмиралтейского района (Zc=32,9), а в наименьшей степени – почвы Выборгского района (Zc=14,8) (табл. 13).

Таблица 13.

Суммарный показатель загрязнения почв Санкт-Петербурга и приоритетные загрязняющие вещества Район Zc Приоритетные загрязняющие вещества Красногвардейский 24,8 V, Cr, Co, Zn, Sr, Pb, As, Mn Выборгский 14,8 Cr, Zn, Pb, As, Mn Адмиралтейский 32,9 V, Cr, Zn, Sr, Pb, As, Mn Василеостровский 33,2 V, Cr, Co, Cu, Zn, Pb, As, Mn Приморский 22,9 V, Cr, Co, Cu, Zn, Pb, As, Mn Пушкин 19,8 V, Cr, Zn, Pb, As, Mn Павловск 17,0 V, Cr, Zn, Pb, As, Mn По уровню загрязненности почв исследованных районов они могут быть ранжированы следующим образом: Василеостровский Адмиралтейский Красногвардейский Приморский Пушкин Павловск Выборгский.

Согласно (Санитарно …, 2003) низкий уровень загрязнения почв отмечен только в Выборгском районе Zc16. В Красногвардейском, Приморском, Пушкине и Павловске наблюдается средний уровень загрязнения почв Zc=16-32.

Почвы Адмиралтейского и Василеостровского района относятся к высокому уровню загрязнения почв Zc32.

Для выявления приоритетных (наиболее значимых) металлов, загрязняющих почвы, были рассчитаны коэффициенты концентрации (Кс), определяемые отношением реального содержания тяжелого металла в почве к его фоновой концентрации. В перечень приоритетных металлов были включены те металлы, для которых Кс 2 (рис. 2-8).

Рис. 2. Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в почвах Василеостровского района Рис. 3. Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в почвах Выборгского района Рис. 4. Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в почвах Адмиралтейского района Рис. 5. Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в почвах Красногвардейского района Рис. 6. Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в почвах Приморского района Рис. 7. Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в почвах г. Павловска Рис. 8. Коэффициенты концентрации тяжелых металлов в почвах г. Пушкина Как следует из приведенных данных, для всех районов приоритетными металлами, загрязняющими почвы, является свинец, хром, цинк, мышьяк, марганец. Ванадий является приоритетным загрязнителем почв во всех районах кроме Выборгского.

Другой вариант выявления приоритетных металлов, загрязняющих почвы, основан на системе предельно-допустимых концентраций (ПДК) или ориентировочно допустимых концентрациях химических веществ в почве (ОДК) (табл. 14).

Таблица 14.

Санитарно-гигиенические критерии оценки загрязнения тяжелыми металлами почвенного покрова (по Свод правил…, 1997;

Гигиенические…, 2006) Элемент Класс ПДК, мг/кг почвы с ОДК, мг/кг почвы с учетом фона (кларка) опасности учетом фона (кларка) Валовое Подвижные Песчаные, Глинистые, Глинистые, содержание формы супесчаные суглинистые, суглинистые, pH5,5 pH5, Свинец 1 30,0 - 32,0 65,0 130, Цинк 1 100,0 23,0 55,0 110,0 220, Медь 2 55,0 3,0 33,0 66,0 132, Никель 2 85,0 4,0 20,0 40,0 80, Кобальт 2 - 5,0 - - Железо - - - - Висмут 1 - - - - Марганец 3 1500,0 - - - Хром 2 - 6,0 - - Ванадий 3 150,0 - - - Мышьяк 1 2,0 - 2,0 5,0 10, Статистическая обработка данных геохимического состояния почв Красногвардейского района показала, что среднее содержание тяжелых металлов первого и второго класса опасности, за исключением меди, в почвах Красногвардейского района превышает допустимые значения. Среднее превышение относительно ПДК по свинцу составляет 2,59, мышьяку – 6,29, цинку – 5,03, никелю – 1,24. Превышение ПДК по мышьяку (1-ый класс опасности) наблюдается на всех исследуемых участках. Повсеместно в почвах исследуемого района отмечены крайне низкие показатели марганца. Значения ванадия также находятся в допустимых пределах.

Для Приморского района статистическая обработка данных показала, что среднее содержание тяжелых металлов первого и второго класса опасности в почвах Приморского района, превышают допустимые значения. Особенно высокое превышение по мышьяку – 7,85. Значения ванадия находятся в допустимых пределах, в целом схоже ведет себя и марганец, хотя отмечаются точки с максимальным содержанием марганца, превышающее ПДК.

Статистическая обработка данных геохимического состояния почв Адмиралтейского района показала, что среднее содержание тяжелых металлов первого и второго класса опасности, за исключением меди, превышает допустимые значения. Среднее превышение относительно ПДК по свинцу составляет 3,76, мышьяку – 8,91, цинку – 6,74, никелю – 1,32.

Результаты статистической обработки данных почв Василеостровского района показали, что среднее содержание тяжелых металлов первого и второго класса опасности, превышает допустимые значения. Среднее превышение относительно ПДК по свинцу составляет 3,91, мышьяку - 11,27, цинку - 4,31, никелю - 1, Статистическая обработка данных по содержанию тяжелых металлов в почвах г. Пушкин показала, что среднее содержание тяжелых металлов первого и второго класса опасности, за исключением меди, в почвах г.Пушкина Пушкинского района превышает допустимые значения. Среднее превышение относительно ПДК по свинцу составляет 2,16, мышьяку – 5,81, цинку – 3,17, никелю – 1,06. Превышение ПДК по мышьяку (1-ый класс опасности), свинцу (1 й класс опасности), хрому (2-класс опасности) наблюдается на всех исследуемых участках. Повсеместно в почвах исследуемого района отмечены крайне низкие показатели марганца. Значения ванадия во всех пробах также находятся в допустимых пределах.

Статистическая обработка данных геохимического состояния почв г.

Павловска Пушкинского района показала, что среднее содержание тяжелых металлов первого и второго класса опасности, за исключением меди, в почвах превышает допустимые значения. Среднее превышение относительно ПДК по свинцу составляет 2,49, мышьяку - 6,12, цинку – 2,39. Повсеместно в почвах исследуемого района отмечены крайне низкие показатели марганца. Значения ванадия во всех пробах также находятся в допустимых пределах.

Результаты статистической обработки данных почв Выборгского района показали, что среднее содержание тяжелых металлов первого и второго класса опасности, за исключением меди и никеля превышают допустимые значения.

Среднее превышение относительно ПДК по свинцу составляет 2,5, мышьяку - 4, цинку – 2,3. Повсеместно в почвах исследуемого района отмечены крайне низкие показатели марганца. Значения ванадия во всех пробах также находятся в допустимых пределах.

ПДК в почве – экспериментально обоснованная максимальная концентрация химического вещества, которая не должна оказывать прямого или опосредованного влияния на здоровье человека и самоочищающую способность почв и обусловливает переход нормируемого вещества в контактирующие среды и сельскохозяйственные растения в количествах, не превышающих ПДК нормируемого вещества для этих сред.

ОДК в почве устанавливается расчетным методом, в основу которого заложена безопасность продуктов питания, так как опыт нормирования показал, что в подавляющем большинстве случаев лимитирующим показателем является транслокация (переход загрязнителя из почвы в растение).

При контроле за состоянием почв преимущество следует отдавать ПДК.

Для контроля за состоянием почв могут быть использованы нормативы, установленные для различных форм химических веществ в почве: валовых, подвижных или водорастворимых.

При наличии аналитических данных по разным формам содержания вещества (валовые, подвижные, водорастворимые) оценку проводят по более «жесткому» нормативу.

2.2. Геохимическое картирование состояния почвенного покрова г.

Санкт-Петербурга Множественность и неупорядоченность в пространстве и времени воздействий выражается в практически бесконечно возможном сочетании природных и антропогенных факторов, формирующих почвенный покров города.

Поэтому при почвенно-экологическом анализе городской территории в целом, первостепенное значение приобретает задача обработки исходных данных, направленная на скомпанованность имеющейся информации и представлении е в виде, удобном для сопоставления. Наиболее эффективным способом решения этой задачи является широкое использование картографического метода, позволяющего представить территориальные особенности совместного проявления качественно разных факторов урбопедогенеза.

Построение поверхностей распределения и пространственный анализ данных выполнялся в пакете программ ArcGIS с помощью модуля ArcGIS Geostatistical Analyst. Модуль ArcGIS Geostatistical Analyst предназначен для усовершенствованного моделирования поверхностей с использованием детерминистических и геостатистическихметодов. Построение поверхностей включает в себя три этапа: исследовательский анализ пространственных данных, структурный анализ интерполирование поверхности. В качестве метода интерполяции при построении поверхностей распределения был выбран метод ординарного кригинга. Основой данного метода является присвоение веса каждой точке с известным содержанием, в зависимости от которого высчитываются содержания в неизмеренных секторах. Помимо веса измеренных точек, при расчете учитывается удаление от них и расстояние между измеренными точками, это является отличием ординарного кригинга от других методов интерполяции.

На базе слоя почвенного покрова созданы тематические картосхемы типов: моноэлементные картосхемы концентраций тяжелых металлов в почвенном покрове различных участков исследования для выявления закономерностей пространственного распределения тяжелых металлов;

картосхемы суммарного загрязнения почвенного покрова различных участков исследования для эколого-геохимической оценки ситуации в регионе.

Для построения первого типа картосхем использовались данные рентгенофлюоресцентного анализа проб почвенного покрова (Приложение 1, табл. 1-7);


второго – результаты вычисления индекса суммарного загрязнения (Zc) депонирующих сред по группе тяжелых металлов трех классов опасности: Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, Sr.

Построение карт было выполнено при содействии сотрудника кафедры геологии и геоэкологии РГПУ им. А.И. Герцена, Белякова Тимофея Викторовича.

Красногвардейский район В период проведения полевых работ на территории Красногвардейского района Санкт-Петербурга был обследован 81 опорный участок, в т.ч.: 8 садов;

бульваров;

19 скверов;

42 улицы;

5 парков.

Всего было заложено 263 точек пробоотбора (рис. 9), на которых осуществлялся отбор проб почв для дальнейшего рентгенофлюоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов и других элементов.

Рис. 9. Карта-схема точек пробоотбора почв в Красногвардейском районе По полученным данным были построены карты площадного распределения Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, (Приложение 3).

Построенные картосхемы дают наглядное представление о территориальных особенностях пространственного распределения тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах региона, иерархии элементов и уровнях взаимодействия между ними;

при этом закладывается возможность осуществления экологического районирования.

Элементы 1 класса опасности:

As – превышает ПДК во всех отобранных образцах;

Zn – превышает ПДК в 8 % проб;

Pb – превышает ПДК в 92% проб. Максимальные значения концентраций данных элементов обнаружены в образцах почвы на Республиканской улице, а также вдоль Малоохтинского проспекта.

Элементы 2 класса опасности: Cr – максимальное значение концентраций обнаружено в образце, отобранном на проспекте Передовиков;

Co – максимальное значение концентрации в Малоохтинском парке;

Ni, Cu – максимальное значение концентрации на Индустриальном бульваре.

Элементы 3 класса опасности: Mn, V – не превышают ПДК во всех случаях.

Наименее загрязннными являются образцы, отобранные на ул. Коммуны, ул.

Ударников и Большеохтинском проспекте.

После подсчета суммарного показателя загрязнения почв для каждого из 263 образцов почв, была построена карта-схема площадного распределения индекса Zc (рис.10). Значения Zc варьируют от 4,2 до 108,7 условных единиц, составляя в среднем для всего Красногвардейского района 24,8 у.е., что соответствует среднему уровню загрязнению почв.

Рис. 10. Карта-схема суммарного показателя загрязнения почв Красногвардейского района В то же время зафиксированы очаги повышенных значений суммарного загрязнения почв. Наибольшие значения суммарного загрязнения почв зафиксированы вдоль Октябрьской набережной, где коэффициент в среднем составляет 25 - 45 у.е. Максимальное значение Zc наблюдаются на Юго - Западе района у железнодорожного моста, там его показатель составляет 108,7 у.е.

Достаточно большой ареал повышенных значений Zc прослеживается в центральной части района, по обе стороны от железной дороги, где его показатель варьируются от 25 до 34 у.е. Наименьшие показатели Zc наблюдаются на Востоке района, вдоль улицы Комунны и Российского проспекта. Не высокие показатель Zc на Северо – Западе Красногвардейского района.

Красногвардейский район является промышленной частью города с хорошо развитой транспортной сетью. Именно в тех районах, где сочетается высокая интенсивности движения транспорта с наличием предприятий загрязнителей, наблюдаются повышенные значения элементов загрязнителей в почве.

Василеостровский район В период проведения полевых работ на территории Василеостровского района Санкт-Петербурга был обследован 76 опорный участок, в т.ч.: 7 садов;

бульваров;

16 скверов;

32 улицы;

1 парк.

Всего было заложено 94 точек пробоотбора (рис. 11), на которых осуществлялся отбор проб почв для дальнейшего рентгенофлюоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов и других элементов.

Рис. 11. Карта-схема точек пробоотбора почв в Василеостровском районе По полученным данным были построены карты площадного распределения Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, (Приложение 3).

Элементы 1 класса опасности: Pb – не обнаруживает превышения ПДК в четырх из отобранных образцов почвы. Максимальная концентрация отмечена в Камском саду и Западном проезде (Средний пр. - Детская ул.);

As - не обнаруживает превышения ПДК в одном из отобранных образцов почвы.

Максимальная концентрация отмечена в Камском саду;

Zn - не обнаруживает превышения ПДК в трх из отобранных образцов почвы. Максимальная концентрация отмечена в бульваре по Шкиперскому пр. и сквера по Среднему пр.

д.87.

Элементы 2 класса опасности: Cr - максимальное значение концентраций обнаружено в образце, отобранном на 24-25 линии;

Co - максимальное значение концентрации в Камском саду и на бульваре по Большому пр. (Съездовская линия - Наличная ул.);

Ni – незначительное превышение значения ПДК. Максимальное значение концентрации отмечено в газоне по 24-25 линии;

Cu – превышает значение ПДК в 63% образцов. Максимальные значения концентраций, обнаружены в образце почвы в Камском саду.

Элементы 3 класса опасности: Mn – превышение значения ПДК обнаружено в двух отобранных образцах: в сквере у гостиницы «Прибалтийской» и бульваре по Большому пр. (Съездовская линия - Наличная ул.);

V - не превышает значение ПДК во всех случаях.

Наиболее загрязннным элементами 1 и 2 класса опасности в исслеуемом районе является Камский сад. Наименее загрязннным элементами 1 и 2 класса опасности в исслеуемом районе является сквер на углу 9-ой линии и Малого пр., и сквер во дворе Большого пр., 55.

После подсчета суммарного показателя загрязнения почв Василеостровского района, была построена карта-схема площадного распределения индекса Zc (рис.12).

Рис. 12. Карта-схема суммарного показателя загрязнения почв Василеостровского района Значения Zc по Василеостровскому району варьируют от 5,7 до 204, у.е. Аномальное значение Zc в 204,8 у.е. наблюдается на ул. Камской, из-за аномальных значений Pb, Cu, As. Наименьшие значения Zc наблюдаются в Восточной части района, от Биржевой линии, до 16-й, 17-й линии В.О., это объясняется тем, что в данном районе практически отсутствуют промышленные предприятия. Не высокие показатели Zc в Северо-Западной части района, от улицы Нахимова, до Морской набережной. Достаточно крупный ареал повышенных значений Zc (36-70 у.е.) наблюдается в Южной части района от 22 й, 23-й линии В.О., до Гаванской улицы, это объясняется наличием в этой зоне различных промышленных предприятий.

Приморский район В период проведения полевых работ на территории Приморского района Санкт-Петербурга был обследован 86 опорный участок, в т.ч.: 7 садов;

бульваров;

24 сквера;

48 улиц;

1 парк.

Всего было заложено 183 точек пробоотбора (рис. 13), на которых осуществлялся отбор проб почв для дальнейшего рентгенофлюоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов и других элементов.

Рис. 1. Карта-схема точек пробоотбора почв в Приморском районе По полученным данным были построены карты площадного распределения Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, (Приложение 3).

Элементы 1 класса опасности:

Pb и Zn – превышает ПДК в 96% и 98 %проб. Максимальные значения концентраций данных элементов обнаружены в образцах по Ситцевой улице (одновременно фиксируются превышения по свинцу и мышьяку), а так же в сквере на углу Ланского шоссе и Ланской улицы (максимальное содержание цинка). Максимальными загрязнениями свинцом характеризуются территории, находящиеся в южной части района. Для них характерно превышение ПДК от до 7,5 раз. Минимальные значения характерны для территорий, расположенных в северной части района. Эти площади попадают в интервал от 0 до 1,5 ПДК по свинцу. As - превышают ПДК во всех отобранных образцах.

Элементы 2 класса опасности: Cr - максимальное значение концентраций обнаружено в образце, отобранном на проспекте Авиаконструкторов. Этот же участок характеризуется повышенным содержанием никеля, в целом же превышение ПДК по данному элементу фиксируется в 52%;

Co - максимальное значение концентрации на Туполевской улице;

Cu - максимальное значение концентрации в Строгановском парке, но в среднем в 50% случаев содержание меди не превышает ПДК;

Ni - максимальные концентрации в районе Красногвардейского переулка. Превышений ПДК не выявлено.

Элементы 3 класса опасности: Mn, V – не превышают ПДК во всех случаях.

После подсчета суммарного показателя загрязнения почв Приморского района, была построена карта-схема площадного распределения индекса Zc (рис.14).

Рис. 2. Карта-схема суммарного показателя загрязнения почв Приморского района Значения Zc в Приморском районе варьируют от 5,5 до 150,7 у.е.

Максимальные значения Zc зафиксированы в точке на ул. Ситцевой. На Юго Востоке района (ул. Белоостровская), наблюдается ареал повышенных значений Zc (29-44 у.е.). Наименьшие значения Zc фиксируются на участке между метро Пионерская и Старая Деревня. Наибольшую техногенную нагрузку испытывает южная и юго-восточная часть района.

Выборгский район В период проведения полевых работ на территории Выборгского района Санкт-Петербурга был обследован 86 опорный участок, в т.ч.: 7 садов;

бульваров;

24 сквера;

48 улиц;

6 парков.

Всего было заложено 159 точек пробоотбора (рис. 15), на которых осуществлялся отбор проб почв для дальнейшего рентгенофлюоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов и других элементов.

Рис. 15. Карта-схема точек пробоотбора почв в Василеостровском районе По полученным данным были построены карты площадного распределения Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, (Приложение 3).

Элементы 1 класса опасности: As – превышают ПДК во всех отобранных образцах. Наибольшему загрязнению почв подвержена южная часть района.

Максимальные концентрации отмечаются в Сосновском лесопарке. Аномальные значения мышьяка отмечены в пробе почвы из поселка Левашево (ул. Комунны, д. 48), концентрация мышьяка в ней достигает 197 ppm;

Zn – максимальные концентрации обнаружены на Лесном проспекте и на Литовской улице.

Наименьшие концентрации цинка в северо-западной части района;

Pb – концентрации свинца превышают значения ПДК в 80 % проб. Наибольшему загрязнению свинцом подвержена южная часть района. Наименьшие значения содержания свинца в почве отмечается в Западной части района. Аномальные значения свинца отмечены в пробе почвы из поселка Левашево (ул. Комунны, д.

48), концентрация свинца в ней достигает 2288 ppm.

Элементы 2 класса опасности: Cr – наибольшие концентрации отмечаются в южной части района, а также на севере в районе промышленной зоны Парнас;

Co – наибольшие концентрации отмечаются в северных частях района. Так на перекрестке ул. Руднева и Придорожной аллеи выявлены максимальные концентрации кобальта. Наименьшие концентрации в Южной части, в районе парка Лесотехнической Академии;

Cu – площадное распределение значений содержания меди в почвах достаточно равномерное. Превышение ПДК отмечены лишь в одной пробе на проспекте Тореза;

Ni – наибольшему загрязнению подвержена южная часть района. Превышение ПДК отмечены лишь в одной пробе на проспекте Тореза.

Элементы 3 класса опасности: Mn, V – не превышают ПДК во всех случаях.

После подсчета суммарного показателя загрязнения почв для каждого из 159-ти образцов почв, была построена карта-схема площадного распределения индекса Zc (рис.16). Значения Zc варьируют от 0,8 до 34,4 условных единиц, составляя в среднем для всего Выборгского района 14,8 у.е., что соответствует низкому уровню загрязнению почв.

Рис. 16. Карта-схема суммарного показателя загрязнения почв Выборгского района На большей часть района преобладают не высокие значения Zc.

Наибольшие значения Zc отмечаются в северо-восточной части, в районе промышленной зоны Парнас, здесь значения варьируются в пределах 20-34 у.е.

Наименьшие значения Zc отмечены в северо-западной части района, а также в центральной части района у озера Суздальское.

Адмиралтейский район В период проведения полевых работ на территории Адмиралтейского района Санкт-Петербурга был обследован 131 опорный участок, в т.ч.: 15 садов;

22 бульвара;

40 скверов;

54 улицы;

1 парк.

Всего было заложено 147 точек пробоотбора (рис. 17), на которых осуществлялся отбор проб почв для дальнейшего рентгенофлюоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов и других элементов.

Рис. 17. Карта-схема точек пробоотбора почв в Адмиралтейском районе По полученным данным были построены карты площадного распределения Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, (Приложение 3).

Элементы 1 класса опасности: Zn, Pb, As – превышают ПДК во всех отобранных образцах. Максимальные значения концентраций данных элементов обнаружены в образцах почвы сквера на Рижском пр. 38.

Элементы 2 класса опасности: Cr – максимальное значение концентраций обнаружено в образце, отобранном на Перекопской ул.;

Co – максимальное значение концентрации в Писаревском саду;

Ni – наиболее незагрязненные образцы отобраны в саду им. Маршала Говорова, в сквере Рижского пр. 38 и в сквере на Театральной пл. Максимальные значения концентрации обнаружены в образце почвы, отобранном на Садовой ул. 54;

Cu – не превышает ПДК в большинстве проб. Максимальные значения концентраций, превышающих ПДК, обнаружены в образце почвы Садовая ул. 54.

Элементы 3 класса опасности: Mn, V – не превышают ПДК во всех случаях.

После подсчета суммарного показателя загрязнения почв для каждого из 147 образцов почв, была построена карта-схема площадного распределения индекса Zc (рис.18).

Рис. 18. Карта-схема суммарного показателя загрязнения почв Адмиралтейского района Значения Zc варьируют от 12 до 158 условных единиц, составляя в среднем для всего Адмиралтейского района 32,9 у.е., что соответствует высокому уровню загрязнению почв. Наименьшие значения Zc фиксируются в районе ул. Глинки и пересечения ул. Декабристов с Львиным переулком. Самое крупное значение Zc отмечается на пересечении ул. Циалковского и Рижского проспекта. Высокие уровни суммарного показателя загрязнения почв отмечается у набережной р. Пряжки, это связано с нахождением в этом районе мощностей завода «Адмиралтейские верфи». Ареал повышенных значений Zc (40-60 у.е.) проявляется в районе пересечений Якобштадского переулка с 12-й и 13-й Красноармейской улицей, это можно объяснить повышенным транспортным трафиком и высокой плотностью застройки, не позволяющей в достаточной степени продуваться этой территории. Высокие значения Zc (30-43 у.е.) отмечаются в Юго-Западной части района, что связано с прохождением в этом месте крупной автомагистрали.

Город Пушкин В период проведения полевых работ на территории г.Пушкина Пушкинского района Санкт-Петербурга был обследован 80 опорный участок, в т.ч.: 2 сада;

7 бульваров;

25 скверов;

42 улицы;

4 парка.

Всего было заложено 199 точек пробоотбора (рис. 19), на которых осуществлялся отбор проб почв для дальнейшего рентгенофлюоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов и других элементов.

Рис. 19. Карта-схема точек пробоотбора почв в г. Пушкин По полученным данным были построены карты площадного распределения Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, (Приложение 3).

Элементы 1 класса опасности:

Pb, As – превышают ПДК во всех отобранных образцах. Zn – только одна из взятых проб не превышает значения ПДК. Максимальные значения концентраций данных элементов обнаружены в образцах почвы в саду у Египетских ворот и на бульваре Хазова. Максимальными значениями содержания свинца в почвах характеризуются территории центральной части города к западу от железной дороги, где значения достигают 100 – 130 ppm. Минимальные соответствуют садовопарковым территориям и окраинным частям города.

Элементы 2 класса опасности: Cr, Co - максимальные значения концентрации в образцах почвы ул. Школьной и Московского пер.;

Ni – превышение ПДК незначительно;

Cu – превышает ПДК в 4% проб.

Элементы 3 класса опасности: Mn, V – не превышают ПДК во всех случаях.

Наиболее загрязннными тяжлыми металлами являются образцы почвы, отобранные в саду у Египетских ворот. Наименее загрязннными являются образцы, взятые в Баболовском и Районном парках. Часть Александровского парка, примыкающая к Садовой улице подвержена загрязнению почв тяжелыми металлами.

После подсчета суммарного показателя загрязнения почв г. Пушкина, была построена карта-схема площадного распределения индекса Zc (рис.20).

Рис. 20. Карта-схема суммарного показателя загрязнения почв г. Пушкин Значения Zc в почвах г. Пушкина изменяются в пределах от 6, до 60 у.е. В среднем по району уровень Zc находится в пределах 19,8 у.е., что соответствует опасному уровню загрязнения почв. Большая часть города находится в зоне низкого уровня загрязнения (16 у.е.), однако в центральных частях города наблюдаются ареалы повышенных значений Zc (20-30 у.е.). Ареал повышенных значений Zc прослеживается на пересечении Малой улицы с Конюшенной улицей, а также район ул. Песочной.

Город Павловск В период проведения полевых работ на территории г.Павловска Пушкинского района Санкт-Петербурга был обследован 45 опорный участок, в т.ч.: 11 садов;

бульвара;

11 скверов;

31 улица;

0 парков.

Всего было заложено 112 точек пробоотбора (рис. 21), на которых осуществлялся отбор проб почв для дальнейшего рентгенофлюоресцентного анализа на содержание тяжелых металлов и других элементов.

Рис. 21. Карта-схема точек пробоотбора почв г. Павловск По полученным данным были построены карты площадного распределения Cu, Co, Ni, Pb, As, Cr, Mn, Zn, V, (Приложение 3).

Элементы 1 класса опасности: Pb – превышают ПДК в 85% отобранных образцов, наибольшая концентрация в образцах отобранных на левом берегу реки Славянки.

Максимальные концентрации свинца в городских почвах г.Павловска выявлены в центральной части города, по улице Обороны, в районе Чугунных ворот, по улице Гуммолосаровская к востоку от железнодорожных путей. Для данных участков города наблюдается превышение уровня ПДК до 4,5-7 раз (в среднем 3-5 раз).

Наименее загрязненные свинцом участки вытянуты с севера на юг и северными окраинами примыкают к Павловскому парку;

As, Zn – только три из взятых проб не превышает значения ПДК. Максимальные значения концентраций данных элементов обнаружены в образцах почвы, отобранных на левом берегу реки Славянки, в саду «Победы», на Партизанском пер., в сквере на углу ул.

Конюшенной и 1-го Мая.

Элементы 2 класса опасности: Cr – превышение ПДК повсеместно. Максимальная концентрация бульвар Обороны, сад у памятника «Победы»;

Co – превышает ПДК в 40% отобранных образцов. Максимальные значения концентрации в образцах почвы в саду у памятника «Победы»;

Ni – превышение ПДК в 13% образцов. Максимальные значения концентрации в образцах почвы в саду у памятника «Победы»;

Cu – превышает ПДК в 2 пробах: в саду у памятника «Победы», У 5-ти Углов.

Элементы 3 класса опасности: Mn, V – не превышают ПДК во всех случаях.

Наиболее загрязннными тяжлыми металлами являются образцы почвы, отобранные в саду у памятника «Победы». Наименее загрязннными являются образцы, отобранные на Берзовом бульваре.

После подсчета суммарного показателя загрязнения почв г. Павловск, была построена карта-схема площадного распределения индекса Zc (рис.22).



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.