CC BY
8УДК 550.4.01
ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ УРБОГЕОСИСТЕМ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА НА ОСНОВЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОГО ПОДХОДА
А.С. Гаврилюк1, В.А. Донских2®
1 - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д. 49,
e-mail: misa_0@mail.ru 2 - Акционерное общество «Научные приборы», 190103, Санкт-Петербург, Рижский пр.,26, e-mail: donskikh@sinstr.ru Научный руководитель - к.г.н., доцент С.А. Банарь
Статья посвящена вопросам оценки экологического состояния урбогеосистем Санкт-Петербурга. Статья раскрывает сущность многокритериального подхода при оценке экологического состояния урбогеосистем больших городов и обосновывает необходимость его применения в условиях повышенной техногенной нагрузки.
Ключевые термины: оценка урбогеосистем, многокритериальный подход, биогеохимические исследования, рентгенофлуоресцентный анализ, показатель суммарного загрязнения.
Оценка состояния урбогеосистем, обеспечивающая сохранение экологических потребностей общества (комфортных условий проживания), в настоящее время в условиях сложной экологической ситуации имеет приоритетное значение и особенно актуальна для больших городов, таких как Санкт-Петербург.
Многокритериальный подход к оценке экологического состояния включает комплекс критериев, отражающих состояние городской среды, таких как:
- класс функционального состояния зеленых насаждений;
- содержание тяжелых металлов в корке и листьях деревьев;
- показатель суммарного загрязнения почв.
Таким образом, обеспечивается системный подход, что позволяет выявить зоны повышенной экологической напряжённости.
Описание зелёных насаждений и отбор листьев и корки для биогеохимических исследований, т.е. для определения содержания химических элементов в них, проводились в июле и августе 2015 года на территории следующих административных районов Санкт-Петербурга: Центральный, Петроградский и Адмиралтейский.
® Гаврилюк А.С., Донских В.А., 2016
205
В качестве объекта биогеохимических исследований была выбрана древесная порода, наиболее распространенная в городских зеленых насаждениях, а также наиболее чувствительная к антропогенному воздействию и наиболее подверженная паразитарным поражениям, липа мелколистная. В ходе полевых работ было отобрано 54 пробы листьев и корки липы и 3 пробы почвы.
Содержание химических элементов в золе растений и почве определялось бесстандартным рентгеноспектральным методом фундаментальных параметров в лаборатории АО «Научные приборы» на спектрометрах ПАНДА и РЕАН. ПАНДА - компактный рентгенофлуоресцентный анализатор, предназначен для качественного, полуколичественного и количественного элементного анализа твёрдых, жидких и порошковых веществ, с диапазоном измеряемых элементов - от А1 до и. РЕАН - настольный рентгенофлуоресцентный анализатор, с диапазоном измеряемых элементов - от С до и. Метод предназначен для определения количественного состава анализируемого образца (массовых долей составляющих его химических элементов) на основании измеренных интенсивностей линий рентгеновской флюоресценции этих элементов. Данный метод не требует каких-либо дополнительных измерений, в частности, измерений спектров стандартных образцов. Основную работу выполняет пакет программного обеспечения анализаторов ПАНДА и РЕАН.
Содержание многих химических элементов в тканях растений напрямую зависит от их содержания в почвенном покрове и атмосферном воздухе. Было выяснено, что в корке липы активно накапливаются химические элементы, наблюдается полиэлементное загрязнение. В ходе исследования наибольшее содержание цинка, стронция, марганца, железа и меди в корке липы выявлено в Петроградском районе, а наибольшее содержание свинца и никеля в корке липы выявлено в Адмиралтейском районе. В листьях липы наибольшее содержание марганца, железа, цинка и стронция выявлено в Адмиралтейском районе, а наибольшее содержание никеля, меди и свинца выявлено в Петроградском районе.
В таблице 1 представлены интегральные показатели экологического состояния исследованных районов.
Как видно из таблицы, зеленые насаждения Петроградского района относятся к высоким классам функционального состояния. В Центральном и Адмиралтейском районах преобладают низкие классы функционального состояния.
Показатель суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами для Петроградского района составляет 72 условных единицы, для Центрального 104 условных единицы, что соответствует опасному уровню загрязнению почв (приближаясь к чрезвычайно опасному), а для Адмиралтейского района 130 условных единиц, что соответствует чрезвычайно опасному уровню загрязнения.
Таблица 1
Интегральные показатели экологического состояния исследованных районов Санкт-Петербурга
Оценочные Петроградский Центральн Адмиралтейский
критерии район ый район район
Класс функцио- I II III IV V III IV V
нального состоя-
ния зелёных на- (14) (43) (43) (80) (20) (9) (64) (27)
саждений (доля
в % от всех типов
посадок)
Нормальные 67 23 21,8
стволы (%)
Показатель 72 104 130
суммарного
загрязнения почв
усл.ед.)
Показатель сумм- 238 270 259
марного загрязне-
ния корки липы
мелколистной
усл.ед.)
Соотношение 24,8 31,8 20,5
Fe:Mn у листьев
липы
мелколистной
Самый высокий показатель суммарного загрязнения территории по содержанию химических элементов в корке липы в Центральном и Адмиралтейском районе.
Соотношение железа и марганца у листьев липы может служить достаточно хорошим показателем антропогенного загрязнения. Превышение накопления одного элемента над другим является слишком большим, следовательно, можно сказать, что изученные районы испытывают большую техногенную нагрузку (в норме этот показатель не превышает 2). Соотношение железа и марганца у
листьев липы, произрастающей в Центральном районе превышает этот показатель по двум другим изученным районам.
Были сделаны следующие выводы:
- оценка функционального состояния зеленых насаждений свидетельствует о высокой антропогенной нагрузке на биоту. В Петроградском районе зеленые насаждения преимущественно относятся к высоким классам функционального состояния. В Центральном и Адмиралтейском районах преобладают низкие классы функционального состояния насаждений.
- по показателю суммарного загрязнения почв Петроградский и Центральный районы относятся к опасному уровню загрязнения почв, а Адмиралтейский к чрезвычайно опасному.
- самые высокие значения показателя суммарного загрязнения территории по содержанию химических элементов в корке липы отмечены в Центральном и Адмиралтейском районах.
Таким образом, экологическое состояние территории изученных районов характеризуется неблагоприятными условиями для проживания населения.
Полученные результаты могут быть использованы как первый этап крупномасштабного исследования по оценке состояния городской среды различными экологическими службами.
Библиографический список
1. Уфимцева М.Д., Терехина Н.В. Фитоиндикация экологического состояния урбогеосистем Санкт-Петербурга. СПб: Наука, 2005 - 339 с.
ASSESSMENT OF ENVIRONMENTAL STATUS URBOGEOSYSTEMS SAINT PETERSBURG BASED OF APPROACH MULTICRITERION A.S. Gavrilyuk1, V.A. Donskikh2 1 - The National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics, 197101, Saint-Petersburg, 49 Kronverksky Pr., e-mail: misa_0@mail.ru 2 - Joint Stock Company «Scientific Instruments», 190103, Saint-Petersburg, Rizsky pr., 26, email: donskikh@sinstr.ru Supervisor - Candidate of Geographic Sciences, Docent S.A. Banar
Article is devoted questions assessment of the ecological status of St. Petersburg urbogeosystem. The article reveals the essence of multicriterial approach to the assessment of the ecological state of urbogeosystem big cities and the rationale for its use in the conditions of increased anthropogenic load.
Keywords: urbogeosystem assessment, multicriterial approach, biogeochemical investigations, X-ray fluorescence analysis, the rate of aggregate pollution.
