Экология. Экологический мониторинг

К.б.н. Гусейнова Н.О., к.б.н. Бекшокова П.М.

Дагестанский государственный университет, Россия

Эколого-геохимическая диагностика урбаноземов на примере г. Каспийска

Городская среда является специфическим образованием, возникшим в результате взаимодействия существовавших ранее природных ландшафтов и городской структуры. В результате процессов формирования и развития города в значительной степени изменяется состояние атмосферного воздуха и природных вод, происходят микроклиматические изменения, вместо естественных почв формируются специфические образования - урбаноземы [1, 3]. Урбаноземы, как депонирующий фактор городской среды, отражает длительность и интенсивность воздействия загрязняющих веществ.

Одну из приоритетных групп загрязняющих веществ образуют тяжелые металлы (ТМ), основная масса которых поступает с выбросами индустриальных предприятий в нижние слои тропосферы, вовлекается в аэральную миграцию и осаждается на поверхность почвы. По этой причине изучение содержания тяжелых металлов и эколого-геохимическая оценка городских почв представляет весьма актуальную задачу.

Выбор города Каспийск в качестве объекта исследования обусловлен тем, что он является одним из крупных урбанизированных центров Республики Дагестан, где сконцентрированы крупные промышленные предприятия республиканского и федерального значения, где рост городского населения, уплотненная застройка, пригородное строительство, интенсивность и увеличение количества автотранспорта все более обостряют эколого-экономические проблемы.

Для оценки состояния урбаноземов по данным эколого-геохимического мониторинга на территории г. Каспийска проводились исследования в полевых условиях и методами химических анализов проб почвенных образцов. При оценке степени загрязнения почвы в качестве реперных показателей состояния урбаноземов были выбраны содержание свинца, кадмия, цинка, меди и никеля.

Интерпретация результатов проводилась путем сравнения данных анализов с фоновыми концентрациями тех же элементов в аналогичных почвах ландшафтов-аналогов, расположенных вне зон техногенного воздействия. При этом определяют поэлементные показатели концентрации К_с по методике, утвержденной Минздравом РФ.

Анализ полученных результатов по мониторингу загрязнения почв заключался в расчете коэффициента концентрации ,где – коэффициент концентрации металла, – концентрация металла в пробе, – фоновая концентрация металла в почвах (в заповеднике).

Основной вклад в выбросы вносят предприятия следующих отраслей: по твердым веществам — строительство и производство стройматериалов, по бенз(а)пирену, свинцу и углеводородам, оксиду углерода и оксидам азота – автотранспорт и теплоэнергетика, по диоксиду серы — предприятия материально-технического снабжения. Промышленные предприятия, загрязняющие атмосферу города, сосредоточены в основном в юго-восточной и северо-западной промзонах.

Почвы г. Каспийска представляют собой сложную мозаику самых разных типов, видов и подвидов почв, вследствие их индустриального перемешивания, нерегулируемого завоза из других почвенных провинций, пестроты рельефа, грунтовых вод и др. Поэтому почвы города как природно-техногенной системы намного разнообразнее, чем фоновая почва вокруг него.

Анализ результатов исследования почв на содержание тяжелых металлов показал, что наибольший вклад в загрязнение почв большинства районов и улиц города вносит свинец (рис.1). Этот результат вполне предсказуем, так как по многолетним сводкам и отчетам основным источником загрязнения всех сред обитания в городах, в том числе и в Каспийске является автомобильный транспорт. Источником свинца в данном случае является этилированный бензин. Хотя его использование за последние годы сокращалось в связи с запретом и переходом на европейские стандарты, почва является накопителем этого и других металлов, связывая их в труднорастворимую форму, проявляя, таким образом, кумулятивный эффект.

Атмосферный фактор в накоплении свинца почвами играет решающую роль. Нашу гипотезу подтверждают исследования, проведенные на территории г. Махачкалы [2], расположенного к северу от Каспийска, в результате которых установлена корреляционная связь между содержанием свинца в воздухе и в почвах – 0,76%, что является высоким показателем положительной корреляционной зависимости [4]. Таким образом, при невысоком и относительно безопасном содержании свинца в воздухе может наблюдаться его аккумуляция в почве.

Распределение свинцового загрязнения по районам и улицам города также объяснимо с позиций интенсивности автомобильного потока. Наиболее загрязненными оказались самые оживленные магистрали города (пр-т Ленина, пр-т Аметхана Султана, р-н заводов Дагдизель и точной механики, ул. Абдулманапова и р-н автостанции) (рис.1).

Рис. 1. Загрязнение свинцом почв г. Каспийска

Причем, уровень загрязнения слабо зависит как от ширины проезжей части этих улиц, так и от расположения их относительно розы ветров. Этот факт свидетельствует о том, что, во-первых, удельная плотность автомобильного потока в Каспийске постоянна на крупных улицах, а во-вторых, рассеяние загрязнений ветрами не столь значительно, как это было принято считать ранее.

Территория Каспийска является в настоящее время ареалом глубоко измененной природы, в пределах которой почвенный покров подвергся радикальному преобразованию, и в реальной действительности представляет собой сложную гетерогенную систему, состоящую из сочетания многочисленных антропогенных модификаций почв и искусственных почвоподобных образований.

Представление и интерпретация данных мониторинга в современных условиях быстро меняющейся городской среды требует многофакторного анализа, чего можно достичь только применяя современные компьютерные геоинформационные технологии и массивы данных.

В связи с этим, предложенные нами к применению ГИС-технологии полностью соответствуют современным требованиям к мониторингу. Компьютерный анализ и построение на его основе электронных карт позволяют сводить в единую систему данные всех субъектов природопользования, данные традиционного мониторинга, отдельные данные наблюдений. Такая единая система обработки данных позволяет оценить целостную картину загрязнения, выявить приоритетные факторы, оптимально реагировать на техногенные влияния, разрабатывать адекватную тактику и стратегию природопользования и градостроительства.

Литература:

1. Владимиров В.В., Микулина Е.М., Яргина 3.Н.Город и ландшафт: (Проблемы, конструктивные задачи и решения)- М. : Мысль, 1986. - 238 с.

2. Гусейнова Н.О. Эколого-геохимическая диагностика городских почв. Университетская экология //Международный сборник научных трудов. Вып. V – Махачкала: ИПЭ, 2010. – С. 426-430.

3. Касимов Н. С. и др. Эколого-геохимические оценки городов// Вестник МГУ. Сер. 5, геогр. 1990. № 3. С. 5-12.

4. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.