CC BY
26УДК 574:37
ТЕХНОГЕННАЯ ТРАНСФОРМАЦИЯ ПОЧВ УРБОЭКОСИСТЕМЫ
С. М. Трухницкая, Л. А. Герасимова*
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: lyu-gerasimova@yandex.ru
Исследованы почвы, прилегающие к земельному отводу промышленных предприятий, и почвы природных ландшафтов. Проведен их сравнительный анализ по некоторым химическим и биологическим показателям.
Ключевые слова: почва, ионы тяжелых металлов, альгомикробные комплексы городских почв.
ANTHROPOGENIC TRANSFORMATION OF THE URBAN ECOSYSTEM SOILS
S. M. Trukhnitskaya, L. A. Gerasimova*
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: lyu-gerasimova@yandex.ru
The soil adjacent to the land allotment of industrial enterprises and the soils of natural landscapes are investigated. Comparative analysis of some chemical and biological parameters is done.
Keywords: soil, heavy metal ions, complexes algomicrobial urban soils.
На территориях, где расположены промышленные предприятия и, особенно, на прилегающих к ним, природные ландшафты нарушены. Вследствие этого морфология и состав насыпного слоя в значительной степени будет отличаться от типичных зональных почв. Растительный покров, как правило, искусственный и сильно угнетен. Все это яркие проявления нарушения экологической безопасности и устойчивого развития территорий.
Более того, вокруг предприятий располагаются жилые дома и постройки хозяйственно-бытового назначения. Сумма этих факторов, если их не учитывать, в значительной степени приведет к искажению истинного состояния окружающей природной среды.
Если предприятие расположено в населенном пункте, городе, то программа исследований и отбор проб для анализов на загрязняющие вещества, особенно, тяжелые металлы, должна учитывать планировку населенного пункта, гипсометрические особенности местности, высоту построек, густоту их расположения; влияния этих факторов на направление потоков воздуха, распределение атмосферных осадков и ливневого потока, долю участия в загрязнении территории автотранспортом и конкретными смежными предприятиями.
В современных условиях трудно представить город с небольшим количеством источников загрязнения. В таких условиях неизбежны: локальное бытовое загрязнение, наличие неорганизованных свалок и сжигание мусора, а также других неучтенных факторов. В таких условиях местами отбора проб почвы служат почвы под кронами деревьев вдоль улиц, в садах и дворах. Вместе с пробами почвы отбирают и растительные образцы.
Контроль химического загрязнения почв, к чему приурочены способы и методы отбора проб, представляет систему, предусматривающую выявление источников их загрязнения, изменений состава, свойств в экосистеме в целом под действием загрязняющих веществ; информацию об экологическом состоянии почв.
Из всех показателей, по которым проводится контроль загрязнения почв, уровни содержания тяжелых металлов и пестицидов оцениваются по величинам ПДК, а при их отсутствии - на основании многократного превышения регионального фонового содержания или же кларков химических веществ для почв, или на основе сравнения со стандартами.
Следует отметить, что единого ПДК для почв не должно быть, так как уровни загрязнения для различных почв будут сильно варьировать между собой. В этом вопросе важное значение имеет конкретная почвенно-экологическая обстановка, а также состав и свойства почв. В этом плане представляется наиболее правильным иметь стандарт почв того или иного региона, как это делается в США [1; 2] Проблема загрязнения городов становится все острее, поскольку в крупных промышленных центрах проживает 66,2 % населения края и экологическое состояние территорий напрямую связано с их производственной и бытовой деятельностью [3]. При этом наиболее опасным источником загрязнения выступают органические соединения и тяжелые металлы - токсиканты, которые накапливаясь, загрязняют воздух, почвы, воды. Не секрет, что Красноярск входит в «приоритетный» список городов России с наибольшим уровнем загрязнения [4]. Оптимальными показателями экологической безопасности среды (для почвы) являются
Техносферная безопасность
8-16 баллов [5]. Этот показатель в почвах Красноярска составляет 15088 (2п9369, "^52о, С^236, Мо482,
Си470, 8п449, Со425, РЬз59, N1271, Hgl96, 8Ь137, СГ102, ВЦь 8Г24, Л816, Ag6) [6].
Выбросы промышленных предприятий в результате миграции различных токсинов приводят к загрязнению почвы, и нами была проанализирована степень экологического давления промышленных предприятий на жилой массив на примере района прилегающего к АО «Красмаш». Для сравнения использовались пробы, взятые в природной зоне перевала на трассе Маганск - Береть в 8 км от реки Мана.
Наличие водорастворимых ионов в почве характеризуется сезонными флуктуациями, причем происходит явное вымывание таких ее структурных компонентов как Са2+ и Mg2+. Отмечена аккумуляция тяжелых металлов: 2п, Си, Со, С4 РЬ. Содержание меди и кобальта по мере приближения к заводу возрастает на 10-15 %, а при исследовании динамики концентрации этих элементов проявляется незначительное ее увеличение (десятые и сотые доли процента в год), что, тем не менее, с течением времени может дать ощутимый эффект.
При сравнении полученных результатов с фоновыми данными содержания тяжелых металлов в почве, заметно превышение по цинку на 15-20 %, по меди в 1,5-2 раза, по кадмию превышения нет, что весьма благоприятно; но по свинцу разница просто ужасающая - концентрация превышает фоновую в 26-50 раз!
Сейчас интенсивно развивается биоиндикационное направление, ставящее целью использовать отдельные виды организмов либо их сообщества, а также биологически активные метаболиты для характеристики среды обитания. Преимущество оценки биологического действия химических элементов на отдельные организмы или сообщества состоит в том, что в природно-техногенной среде прослеживается определенное свойство в зависимости от природных концентраций элемента и его соотношений с другими компонентами среды.
Для оценки состояния экосистем, подвергшихся различным видам загрязнений и сравниваемых с контрольными участками, условно незатронутыми промышленной деятельностью человека, можно использовать методы альгомикробной индикации. Выявленные достоверные различия в составе микрофлоры позволяют оценить степень техногенного воздействия на изученную территорию. Живые организмы служат индикаторами при изучении динамики свойств почвы, что особенно важно при прогнозировании изменений среды под воздействием антропогенных факторов.
Для оценки экологического благополучия территорий рассматривались структура и особенности формирования альгомикробных комплексов городских почв в районах г. Красноярска, отличающихся друг от друга по степени антропогенной нагрузки. Пробы отбирались в парке и сквере центральной части г. Красноярска (3 участка), на территории жилого массива, прилегающего к Красноярскому алюминиевому заводу (КРАЗ), на расстоянии 50, 500 и 2500 м от источника загрязнения и сравнивались с рекреационной зоной, прилегающей к жилому микрорайону
Ветлужанка. Всего было выявлено 67 видов водорослей, в том числе впервые для территории Красноярского края - 32 вида. Максимальное количество видов выявлено в микрорайоне Ветлужанка.
Во всех изученных сообществах отмечено доминирование синезеленых водорослей (цианобактерий). Отмечено полное исчезновение представителей отдела желтозеленые, «выпадение» видов-азотфиксаторов и слабое развитие зеленых нитчаток и диатомовых.
Промышленное загрязнение ведет к значительному изменению сообщества почвенных водорослей. В зоне воздействия КРАЗа остается и развивается только один вид из отдела синезеленые (цианобакте-рии). Преобладание синезеленых свидетельствует об экологическом неблагополучии почвенного покрова данной территории.
При оценке степени загрязнения почв жилого массива прилегающего к АО «Красмашзавод» по альго-микробиологическим показателям отмечено следующее: практически полное отсутствие всех отделов, кроме зеленых водорослей; большое количество грибов и актиномицетов и наличие индикаторных видов, которые показывают на самой удаленной точке от границы завода наименьшее загрязнение.
В целом под действием промышленного загрязнения на почвы г. Красноярска происходит формирование специфических альгомикробных группировок, которые реагируют на загрязнение дигрессией и почти полным исчезновением сообщества.
Библиографические ссылки
1. FAO Soil Map of the World (SMW) (FAO, 1988).
2. Keys To Soil Taxonomy. Prepared by Agronomy Department Cornell University Ithaca, New York For The Soil Management Support Services. 1985. 236 p.
3. Елисеева А. В. Экологические проблемы регионов России и их влияние на демографическую ситуацию // Инновационная экономика : материалы II Междунар. науч. конф. (октябрь 2015, г. Казань). Казань : Бук, 2015. С. 112-115.
4. Программа социально-экономического развития города Красноярска до 2020 года. Красноярск. 2010. 336 с.
5. Классификация и диагностика почв России. М. : Ойкумена, 2004. 341 с.
6. Анциферова О. В., Горбачев В. Н., Мирошни-ков А. Е. Геохимическая устойчивость биокосных систем на примере почв Красноярска и его окрестностей. Гомеостаз лесных экосистем // Концепция гомеостаза: теоретические, экспериментальные и прикладные аспекты : материалы Х Междунар. симпозиума. Новосибирск : Наука, 2001. С. 15-20.
References
1. FAO Soil Map of the World (SMW) (FAO, 1988).
2. Keys To Soil Taxonomy. Prepared by Agronomy Department Cornell University Ithaca, New York For The Soil Management Support Services. 1985. 236 p.
3. Eliseyeva A. V. Ekologicheskiye problemy regionov Rossii i ikh vliyaniye na demograficheskuyu situatsiyu // Innovatsionnaya ekonomika : materialy II Mezhdunar.
nauch. konf. (oktyabr' 2015, g. Kazan'). Kazan' : Buk, 2015. Р. 112-115.
4. Programma sotsial'no-ekonomicheskogo razvitiya goroda Krasnoyarska do 2020 goda. Krasnoyarsk. 2010. 336 р.
5. Klassifikatsiya i diagnostika pochv Rossii. M. : Izd-vo Oykumena, 2004. 341 р.
6. Antsiferova O. V., Gorbachev V. N., Miroshni-kov A. E. Geokhimicheskaya ustoychivost' biokosnykh sistem na primere pochv Krasnoyarska i ego okrestnostey. Gomeostaz lesnykh ekosistem // Kontseptsiya gomeo-staza: teoreticheskiye, eksperimental'nyye i prikladnyye aspekty : materialy Х mezhdunar. simpoziuma. Novosibirsk : Nauka, 2001. Р. 15-20.
© Трухницкая С. М., Герасимова Л. А., 2017
