CC BY
40
ОЦЕНКА УРОВНЕЙ СОДЕРЖАНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ г. ЯРОСЛАВЛЯ
Б.А. Лесникова
Экологический факультет, Российский университет дружбы народов, Подольское шоссе, 8/5, 113093, Москва, Россия
Дана оценка уровней содержания тяжелых металлов в почвах территории, прилегающей к АО «Лакокраска» г. Ярославля. Показано, что обследованная территория характеризуется как сильно загрязненная тяжелыми металлами. Негативное воздействие промышленного предприятия на почвенный покров изменяется в зависимости от направления господствующих ветров.
В связи с ухудшением экологической обстановки в крупных городах особое внимание следует уделять изучению последствий антропогенного влияния на городские почвы. В городской среде, как и в естественных ландшафтах, почвы являются одним из четырех главных компонентов экологической системы: Воздух-Вода-Почва-Растения. Современный город представляет собой комплексный источник антропогенного воздействия на почвы и растения не только самого города, но и окружающей территории. Одна из важных проблем крупных городов — все возрастающее загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами (ТМ), которое представляет опасность для живых организмов, и в первую очередь для человека.
Установлено, что ТМ поступают в почву в основном из воздуха, при этом наиболее распространенным является загрязнение такими элементами, как Pb, Cr, Zn, Cd, Ni, Hg. Таким образом, современное производство сопровождается появлением комплексных полиэлементных аномалий.
Тяжелые металлы вовлекаются в биологический круговорот, передаются по цепям питания и вызывают целый ряд негативных последствий. При максимальном проявлении процесса химического загрязнения почва теряет способность к продуктивности и биологическому самоочищению, происходит потеря экологических функций и гибель урбосистемы (Добровольский Г.В., 1997).
Получение достоверной информации о состоянии городских экосистем дает возможность осуществлять экологическую экспертизу их состояния. Для разработки мероприятий по улучшению состояния городской среды также необходимо располагать данными о содержании и распределении ТМ во всех ее компонентах, в частности в почвах и растениях.
Огромное значение имеет изучение биогеохимии ТМ на территории такого крупного культурного, административно-промышленного центра, как Ярославль. С целью комплексного изучения состояния ТМ в природных компонентах городской среды в г. Ярославле, на территории, прилегающей к лакокрасочному комбинату АО «Лакокраска», были отобраны пробы почв (с глубины 0-20см). Отбор проб производился по окружности с центром, совпадающим с источником загрязнения, на расстоянии 0,2; 0,5 и 1 км.
Содержание тяжелых металлов в почвенных пробах определялось методом атомно-абсорбционного спектрального анализа на приборе типа AAS-3 в трехкратной повторности.
В качестве экстрагентов использовали одномолярную азотную кислоту (1М HNO3) для кислоторастворимых форм. (Методические указания..., 1992).
Химическое загрязнение почв тяжелыми металлами определяется по валовым формам. Степень проявления процесса определяется как отношение
содержания загрязняющих веществ в почве к величинам ПДК, ОДК или к фоновому значению. ОДК для данного типа почв составляет 65 мг/кг для свинца, 40 мг/кг для никеля, 66 мг/кг для меди и 110 мг/кг для цинка. Показатель ОДК диагностирует удовлетворительную экологическую ситуацию, при которой желательно не допускать попадания ТМ в почву (Черных Н.А., Овчаренко М.М., 2002).
Исследуемые почвы относятся к типу дерново-подзолистых и характеризуются слабокислой, слабощелочной реакцией среды. Так, величина pH водной вытяжки для данных почв составила 6,4 — 7,7. Мощность культурного слоя в г. Ярославле составляет в среднем 2-3 м, а в старом городе в местах засыпки крепостных рвов, оврагов и на месте бывших фундаментов достигает 7-8 м. Основу культурного слоя составляют естественные грунты — пески, супеси, суглинки и глины, насыщенные различными включениями, в старом городе это стройматериалы разных эпох — валуны, щебенка, остатки древесины и кирпичной кладки. В новых районах города чрезвычайно велика доля современного строительного мусора — битого кирпича, застывшего строительного раствора.
Физико-химические свойства почв г. Ярославля существенно отличаются от своих природных аналогов. Так, для городских почв характерны более высокие по сравнению с природным аналогом значения pH, сумма поглощенных оснований и содержание гумуса.
Таблица 1
Содержание свинца, цинка, никеля и меди в почвах, мг/кг
Направление от источника загрязнения, расстояние,м РЬ 7х\ Си N1
200 1365 1371 63 30
Восток. 500 1237 848 57 34
1000 2667 310 28 24
200 682 2174 143 88
Северо-восток 500 180 225 29 26
1000 435 765 51 15
200 — _ — —
Северо-запад 500 2124 1612 103 31
1000 23 197 27 31
200 — — —
Север 500 5992 7402 358 31
1000 — — — —
200 — — —
Юго-восток 500 81 223 56 37
1000 290 334 33 17
200 — — —
Юго-запад 500 76 308 180 41
1000 158 379 120 41
200 261 210 120 34
Юг 500 644 2086 127 42
1000 344 531 50 36
Исследования показали, что почвы района накапливают свинец в количествах, в 6 - 400 раз превышающих фоновое содержание, и в 2,8 - 92 раза, превышающих ОДК для данного типа почв. Фоновое содержание меди превышается в 3,4 - 45 раз, никеля — в 1,3 - 7,3 раза, цинка — в 7 - 264 раза. ОДК меди для данного типа почв превышается в 1,5 - 5 раз, никеля — в 2 раза, цинка — в 2 - 67 раз. Таким образом превышение фоноюго содержания ТМ наблюдается во всех пробах без исключения. Превышение ОДК наблюдается в 88% проб для свинца, в 27% проб — для никеля, для меди — в 33% проб и для цинка — в 100% проб.
В северном, северо-восточном, северо-западном и восточном направлении от источника загрязнения в почве количество цинка и свинца значительно больше, чем в юго-восточном и юго-западном направлениях (табл. 1). Максимальное содержание никеля и цинка наблюдается в северном, северо-востчном, южном и юго-западном направлении. Такое распределение ТМ в почвах непосредственно связано с преобладающими направлениями ветров на данной территории в течение года. Так, преобладающими ветрами теплого периода являются ветра южного и юго-восточного, направления, а холодного — северного и северо-восточного. Максимальное содержание ТМ наблюдается на расстоянии 200 м от источника загрязнения в восточном направлении, по мере удаления от источника содержание ТМ в почвах уменьшается. В южном направлении максимальное содержание ТМ наблюдается на расстоянии 500 м. В юго-западном и северо-восточном направлениях содержание ТМ уменьшается на расстоянии 500 м от АО «Лакокраска» и повышается на расстоянии 1000 м. Такие колебания в уровнях содержания ТМ в почвах могут быть вызваны тем, что находящиеся поблизости здания жилого массива г. Ярославля создают преграду на пути воздушного потока, что способствует оседанию ТМ.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют об очень высоком уровне загрязнения прилегающей к комбинату территории тяжелыми металлами. Особенно высокий уровень загрязнения ТМ наблюдается в северном и северо-восточном направлении от объекта.
АО «Лакокраска» является практически единственным предприятием лакокрасочной подотрасли, имеющим мощности по изготовлению пигментов на основе свинца. Основное внимание в природоохранном аспекте на данном предприятии должно быть уделено обеспечению выполнения требований технологических регламентов при производстве свинецсодержащих красителей и их составляющих, усиленному контролю за сбросами и выбросами, улучшению технологии их очистки, снижению объема производства за счет замены на не содержащие свинец пигменты, а также, необходимо проводить мероприятия, способствующие уменьшению уже существующего загрязнения почв тяжелыми металлами б районе влияния комбината лакокрасочной промышленности.
ЛИТЕРАТУРА
Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. - М.: ЦИНАО, 1992.
Почва, город, экология / Под ред. Г.В. Добровольского. - М.: Фонд «за экономическую грамотность», 1997. - 320с.
Черных Н.А., Овчаренко М.М. Тяжелые металлы и радионуклиды в биогеоценозах.
Учебное пособие. — М.: Агроконсалт, 2002. - 200с.
THE HEAVY METALS CONTENT IN SOIL OF YAROSLAVL
E.A. Lesnikova
Ecological Faculty, Peoples ’ Friendship Russian University,
Podolskoye shosse, 8/5, 113093, Moscow, Russia
The assessment of heavy metals content in soil around the joint-stock company «Lakokraska» was studied. It was shown, that the concentration of heavy metals around the source of polluting highest then permissible concentration. Depending on predominant direction of wind an increase plant’s negative influence on soil cover take place.
