CC BY
126
УДК 574
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ КАК ОДНИ ИЗ ОСНОВНЫХ ЗАГРЯЗНИТЕЛЕЙ ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА ГОРОДА МОСКВЫ
© 2018 Е. А. Гладков
канд. биол. наук, старший научный сотрудник группы специализированного метаболизма корней e-mail: gladkovu@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физиологии растений им. К.А. Тимирязева РАН
Обзорная статья посвящена оценке загрязнения почвенного покрова Москвы тяжелыми металлами за 10 лет. Анализ докладов о состоянии окружающей среды показывает существенное варьирование уровней загрязнения тяжелыми металлами.
Ключевые слова: тяжелые металлы, почва
Москва - столица и крупнейший город России, в котором сконцентрировано большое количество объектов, отрицательно воздействующих на окружающую среду.
В пределах Москвы распространены почвы, характеризующиеся различным гумусовым состоянием. Однако в большей части города распространены почвы с органопрофилем, не соответствующим природным условиям гумусообразования, около 70 % всей озеленяемой площади создано на искусственных почвогрунтах [1].
Для почв значительной части территории Москвы характерна нейтральная и слабощелочная кислотность. Сдвиг реакции среды в щелочную сторону может быть связан с выпадением пыли, содержащей карбонаты Ca и Mg, поступающих с автомагистралей, и из-за использования извести в строительном растворе, который, выветриваясь, высвобождает кальций в почву [3].
Среди наиболее неблагоприятных абиотических факторов почвенного покрова Москвы не только противогололедные реагенты, но и соли тяжелых металлов, основными источниками которых в условиях города являются дорожно-транспортный комплекс, промышленные предприятия, неутилизированные промышленные и коммунально-бытовые отходы.
Основные загрязнители почвенного покрова среди тяжелых металлов - цинк, свинец, медь, а также никель, кобальт, кадмий и другие металлы [3-13].
Городские почвы вблизи промышленных объектов и автотранспортных магистралей содержат высокие концентрации тяжелых металлов. Наименее загрязнены почвы парков, что связано с расположением парковых зон вдали от крупных автомагистралей и промышленных зон. Однако существенные концентрации тяжелых металлов могут фиксироваться даже в них [15]. В пылевых выпадениях на участках, находящихся под воздействием промышленных предприятий города в составе геохимических ассоциаций доминируют Co, Zn, Си, Ni. Основными элементами-загрязнителями снегового покрова являются Zn, Pb, Cu [Там же].
Данные по загрязнению почв тяжелыми металлами противоречивы, что говорит о существенном варьировании уровней загрязнения. Кроме того, системы выборочного контроля на закрепленной сети стационарных постов могут не всегда соответствовать характеристикам и масштабу проявления процесса загрязнения [17].
Показано сильное варьирование тяжелых металлов от низких концентраций до очень высоких, в несколько раз выше ПДК, в почвах Юго-Восточного округа. В Юго-
Восточном округе были отмечены высокие концентрации цинка, свинца, меди, кадмия [16]. Согласно одному из исследований наиболее загрязненными округами оказались Юго-Восточный и Восточный административные округа [14].
В уровне загрязнения тяжелыми металлами в Москве в 2007 г. наблюдалась большая мозаичность: выделены участки и со сверхвысоким уровнем загрязнения почв металлами (локальные участки с высокими концентрациями (К пдк 15-50)), и с отсутствием загрязнения. Высокая изменчивость показана для концентраций кадмия, молибдена и меди, коэффициенты вариации которых превышали 200. На 27% площади Москвы было выявлено сильное (опасное) загрязнение почв (Zc 32128), а на 2% зафиксирован максимальный (чрезвычайно опасный) уровень (Zc более 128) [3].
Быстрое самоочищение почв от тяжелых металлов во многих случаях практически невозможно. В 2008 г. среднее валовое содержание меди по городу составляло 28 мг/кг, это ниже ОДК, а превышение этого норматива составляло 1,5% (максимальное превышение в 1,4 раза). Валовое содержание цинка в среднем по городу было ниже ОДК и составляло 103 мг/кг. Количество превышений ОДК составляло 9,2%, максимальная величина превышения - 1,8 раза [4].
В 2009 г. полученные результаты отличались по максимальному содержанию металлов, по меди до 718 мг/кг, цинку до 1202 мг/кг, а также зафиксированы концентрации свинца до 257 мг/кг, кадмия до 19 мг/кг [5]. Таким образом, почвы города с наиболее высоким уровнем загрязнения содержали очень высокие концентрации тяжелых металлов, которые могут оказывать негативное воздействие на флору Москвы, в том числе и на газонные травы.
В 2010 г. максимальное содержание тяжелых металлов по прежнему оставались высокими, содержание меди составляло 400 мг/кг, цинка - 1645 мг/кг, свинца -813 мг/кг, кадмия - 26 мг/кг [6], то есть было зафиксировано резкое увеличение максимального содержания свинца и уменьшение содержания меди.
В 2011 г. произошло возрастание валовых концентраций в почвах. В сравнении с 2009 г. содержание меди в почве увеличилось на 6 %, цинка - на 22 %, свинца -на 34 % [7].
Варьирование степени загрязнения показывает сравнение результатов трехлетнего периода исследований по результатом докладов. Максимальные значения по содержанию тяжелых металлов в почве были отмечены в 2011 г., в следующем году концентрации загрязнителей немного снизились, но были заметно выше 2010 г.. Содержание цинка в почве (в сравнении с 2010 г.) увеличилось в 1,6 раз (с 63 до 118 мг/кг), меди - в 1,9 раз (с 19 до 29,5 мг/кг) свинца - в 2,3 раза (с 14 до 32 мг/кг) [8].
В 2013 г. на отдельных пунктах постоянного мониторинга были выявлены превышения ОДК (в почвах легкого гранулометрического состава) валовых форм: меди (в 1,03-1,34 раза), цинка (в 1,04-3,1 раза), свинца (в 1,0-1,4 раза), кадмия (в 1,12,6 раза) [9].
В 2014 г. концентрация свинца по сравнению с 2013 г. выросла в 1,7 раза (до 42,6 мг/кг) [10]. В почвах легкого гранулометрического состава выявлены превышения ОДК по содержанию валовых форм цинка (в 2,5 раза), свинца (в 1,3 раза), кадмия (в 1,3 раза). Заметный рост (в 1,7 раза) в почвах тяжелого гранулометрического состава наблюдался по содержанию свинца. Количество проб с превышениями норматива по подвижным формам свинца в 2013 г. составляло 25,1%, меди - 17,2%, а в 2014 г. по содержанию подвижного свинца - 35,5%, меди - 22% [Там же]. Таким образом, тяжелые металлы по-прежнему являются одними из основных загрязнителей почв Москвы, и есть тенденция к увеличению содержания некоторых металлов.
Гладков Е. А. Тяжелые металлы как одни из основных загрязнителей
почвенного покрова города Москвы
В 2015 г. было обследовано 256 площадок постоянного наблюдения за состоянием почвенного покрова. В почвах легкого гранулометрического состава выявлено превышение ориентировочно допустимых концентраций по валовому содержанию цинка в 2,3 раза, кадмия в 1,6 раза, в сравнении с результатами мониторинга 2014 г., уровень загрязнения почв тяжелыми металлами в целом остается стабильным [11].
Согласно докладу о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2016 г., сравнение результатов мониторинга за период 2011-2016 гг. показало, что среднее содержание подвижных форм тяжелых металлов в почвах города Москвы в целом остается стабильным. Отмечена общая тенденция к постепенному возрастанию подвижности цинка в почве (за рассматриваемый период времени с 30,4 мг/кг до 32,5 мг/кг) и снижению подвижности свинца [12].
В 2017 г. среди территорий различного функционального назначения доля проб с превышениями концентраций валового содержания тяжелых металлов в почвах тяжелого гранулометрического состава невелика. Наиболее загрязнены почвы общественных функциональных зон. Однако практически во всех функциональных зонах в почвах легкого гранулометрического состава отмечено повышенное содержание валового цинка и мышьяка. Максимальное число проб с превышениями норматива по валовому содержанию цинка отмечено в почвах общественных функциональных зон и жилых функциональных зон (86,5 % и 81,6 % проб соответственно) [13]. Согласно последним докладам цинк становится одним из приоритетных загрязнителей почв Москвы.
В сравнении с 2016 г. концентрация подвижного хрома в почвах города снизилась в 2,4 раза, меди - в 2,3 раза, цинка, никеля и свинца - в 1,6 раза, концентрация кобальта остается стабильной [Там же].
Таким образом, тяжелые металлы - одни из основных загрязнителей почвенного покрова Москвы. Для ряда почв характерен высокий уровень загрязнения, в этих условиях тяжелые металлы могут оказывать негативное воздействие на фитоценозы. Общий анализ докладов о состоянии окружающей среды в городе показывает существенное варьирование уровней загрязнения, а также сравнение степени загрязнения почв с санитарно-гигиеническими нормативами ОДК.
Библиографический список
1. Александровский А.Л. Почвы и культурный слой Москвы: строение, история развития // Проблемы тяжелыми металлами, наличие почв с высоким уровнем загрязнения, антропогенного почвообразования. М., 1997. Т. 2. С. 196
2. Гладков Е.А., Глушецкая Л.С., Гладкова О.В. Генеральное планирование и экологические проблемы озеленения городских экосистем (глава в монографии) // Города, окружающая среда и экосистемные эффекты в социально -пространственной динамике современной жизни / под общ. ред. Е.А. Гладкова. Н. Новгород: НОО «Профессиональная наука», 2018.
3. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2007 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2008.
4. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2008 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2009.
5. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2009 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы.
М., 2010.
6. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2010 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2011.
7. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2011 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2012.
8. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2012 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2013.
9. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2013 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2014.
10. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2014 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2015.
11. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2015 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2016.
12. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2016 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2017.
13. Доклад о состоянии окружающей среды в городе Москве в 2017 году / Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. М., 2018.
14. Корчагина К.В. Оценка загрязнения городских почв тяжелыми металлами с учетом профильного распределения их объемных концентраций: автореф. дис. ... канд. биол. наук. М., 2014.
15. Маркова Ю.Л. Оценка воздействия промышленности и транспорта на экосистему национального парка «Лосиный остров»: автореф. дис. ... канд. геолого-минералогических наук. М., 2003.
16. Пляскина О. В., Ладонин Д. В. Загрязнение городских почв тяжелыми металлами // Почвоведение. 2009. №7. С. 877-885.
17. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.
