CC BY
46
-Ф-
-Ф-
УДК 504
ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ В ПОЧВАХ ЛАНДШАФТНОГО ЗАКАЗНИКА «ТЕПЛЫЙ СТАН»
Б01: 10.24411/1728-323Х-2018-12109
Е. В. Станис, к. т. н., доцент,
зав. кафедрой геоэкологии,
Е. Н. Латушкина, к. г.-м. н., к. п. н., доцент,
доцент кафедры геоэкологии,
Н. В. Маршева, магистр экологии
и природопользования,
старший преподаватель кафедры геоэкологии, Е. А. Парахина, к. биол. н, доцент, доцент кафедры геоэкологии Российский университет дружбы народов, Москва, Россия
Почвенный покров может восприниматься в качестве индикатора состояния природного объекта. Он способен аккумулировать и принимать участие в миграции тяжелых металлов, поступающих в окружающую среду в результате антропогенной деятельности. В работе приведены результаты эколого-геохимических исследований почв ландшафтного заказника «Теплый Стан» — природного объекта Москвы со статусом особо охраняемой природной территории.
В статье показаны геоэкологические особенности ландшафтного заказника, прямо или косвенно способствующие накоплению тяжелых металлов в почвах природного объекта, раскрыты закономерности распределения тяжелых металлов в почвах заказника, даны рекомендации по поддержанию экосистемных функций природного объекта.
Полученные результаты исследования основаны на обобщении геоэкологических и геохимических материалов, собственных наблюдениях, полевых и лабораторных исследованиях 329-ти образцов почв изучаемой территории, результатах обработки эмпирических данных методами описательной математической статистики.
The soil cover can be an indicator of the state of a nature object. It is able to accumulate and participate in the migration of heavy metals entering the environment as a result of anthropogenic activities. The paper presents the results of ecological and geochemical studies of the soils of the Teply Stan Reservoir, a natural site of Moscow with the status of a specially protected natural area.
The article shows the geo-ecological features of the landscape reserve, directly or indirectly contributing to the accumulation of heavy metals in the soils of the natural site, the patterns of distribution of heavy metals in the soils of the reserve are disclosed, and recommendations for maintaining the ecosystem functions of the natural site are given.
The obtained results of the research are based on the generalization of geo-ecological and geochemical data, personal observations, field and laboratory studies of 329 soil samples from the study area, and the results of the empirical data processing applying descriptive mathematical statistics.
Ключевые слова: тяжелые металлы, почвы, ландшафтный заказник «Теплый Стан», закономерности распределения химических элементов, природный объект.
Keywords: heavy metals, soil, landscape reserve "Teply Stan", the patterns of chemical elements distribution, the nature object.
Устойчивое экологически безопасное и комфортное для проживания функционирование и развитие Москвы во многом сопряжено с поддержанием качества и стабильного состояния городской природной среды, сохранением в относительной неприкосновенности естественных природных объектов. О состоянии природных объектов можно судить по геохимическим показателям почвенного покрова, способного аккумулировать и обеспечивать миграцию загрязняющих веществ.
Ландшафтный заказник «Теплый Стан» является природным объектом Москвы, получившим статус особо охраняемой природной территории в 1998 г. Заказник расположен в районе Теплого Стана Юго-Западного административного округа и представляет собой естественный лесной массив с фрагментами посадок сосны. Его площадь составляет 329,18 га. Заказник окружен жилой городской застройкой, с севера он ограничен улицами Академика Бакулева и Островитянова, в 600 м юго-западнее него проходит Московская кольцевая автомобильная дорога, в полукилометре на северо-запад — Ленинский проспект [2]. Наличие автомобильных дорог с высокой плотностью движения оказывают негативное влияние на естественный фитоценоз и почвенный покров природной территории. Преобладание западных ветров способствует сносу от автомагистралей и прилегающих автомобильных дорог взвешенных частиц и выхлопных газов и их последующему осаждению на растительном и почвенном покрове [7].
По функциональному значению в ландшафтном заказ -нике выделены заповедные и прогулочные участки, имеются рекреационные центры, зоны административно-хозяйственной застройки, участки сторонних пользователей. Благоустроительные работы и высокая степень посещаемости лесопарка способствуют уплотнению почвенного покрова, частичному вытаптыванию травянистого покрова, повышенному уровню шума на отдельных участках сохраняемой экосистемы.
Ландшафтный заказник образован на Теплостанской возвышенности в пределах Москворецко-Окской равнины с перепадами высот от 199,8 до 241 м. Современный
№ 2, 2018
109
-Ф-
-Ф-
-Ф-
-Ф-
рельеф обусловлен ледниковой аккумуляцией и послеледниковой эрозией, большая часть территории относится к эрозионному и эрозионно-де-нудационному типу рельефа [1, 5]. Рельеф заказника неоднороден. Для западной ч асти заказника характерны уплощенные водораздельные поверхности. В восточной части присутствует сильная расчлененность рельефа. Сложившийся рельеф в значительной степени влияет на транзит и (или) аккумулирование загрязняющих веществ в почвенном покрове изучаемой территории. В целом, в пределах заказника выделяются гляциальный, флювиагляциальный и флювиальный геолого-генетические типы рельефа [5]. Гляциальный тип рельефа характерен доледниковым эрозионным останцам Теплостанской возвышенности, моренным равнинам московского и днепровского оледенений. Флювиагляциальный — флювиогля-циальной равнине времени отступания днепровского и наступания московского оледенений, флювиогляциальной равнине времени отступания московского оледенения. Флювиальный тип рельефа свойственен пойме р. Очаковки.
Материнскими почвообразующими породами является комплекс пород четвертичного возраста: современные аллювиальные отложения (allV), покровные отложения, представленные серовато-коричневой глиной и суглинками мощностью 1,5—3,2 м; флювиагляциальные отложения (films, flldn-ms), представленные песками, мощностью 1,1—3,6 метра; моренные отложения (glims, glldn): глины с включениями, мощностью 6,5—10,0 м [1]. По всей территории преобладают породы суглинистого состава.
Территорию ландшафтного заказника покрывают дерново-подзолистые, дерновые и пойменные почвы [4, 6]. Наиболее распространенными являются дерново-подзолистые почвы. По степени оподзоленности они изменяются от слабо-до сильноподзолистых. Дерново-слабоподзолистые почвы приурочены к эрозионным формам рельефа и занимают склоны долины р. Оча-ковки, проникают вглубь овражной сети водораздельных равнин. Дерново-среднепо дзолистые почвы расположены на пологих склонах междуречной равнины, дерново-сильноподзолистые — на возвышенностях заказника, на водораздельных плоских частях междуречных равнин в западной части природного объекта.
На втором месте по распространенности находятся дерновые почвы. Они встречаются на крутых склонах долины р. Очаковки, выходящих в долину реки устья, и присущи эрозионным формам рельефа. Их характерной особенностью является оглеение.
110
В меньшей степени на территории заказника распространены пойменные почвы. Этот тип почв характерен для поймы р. Очаковки, он встречается ниже пруда в зоне отдыха Тропарево [3].
Анализ показателей кислотности отобранных 329 образцов почвы, полученных в соответствии с требованиями ГОСТ 28168—89 «Почвы. Отбор проб», позволил установить изменение значений рН от 3,3 (очень сильнокислая почва) до 7,2 (нейтральная) единиц. Кислотность образцов измерялась с помощью рН-метра по ГОСТ 26423—85 «Почвы. Методы определения удельной электрической проводимости, рН и плотного остатка водной вытяжки». Полученные данные были сопоставлены с данными Научно-исследовательского и проектно-изыскательского института Экологии города, их различия оказались не существенными.
Содержание никеля, меди, свинца и ртути в пробах почвы лесопарка определяли с помощью спектрального анализа, проводимого по стандартной методике согласно методическим рекомендациям на рентгенофлюоресцентном спектрометре S4 Pioneer (an X-ray fluorescence spectrometers S4 PIONEER). В результате было получено, что тяжелые металлы в почвах заказника распределены неравномерно или неоднородно.
Содержание никеля в исследуемых образцах изменялось от 6,2 до 25 мг/кг, меди — от 5,5 до 25 мг/кг, свинца — от 5,6 до 33 мг/кг, ртути — от 0,012 до 0,12 мг/кг, при средних величинах содержания никеля 12,449 мг/кг, меди 7,243 мг/кг, свинца 14,209 мг/кг и ртути 0,043 мг/кг. Норматив предельно допустимой концентрации рассматриваемых элементов в почвах превышен не был. Показатель стандартного отклонения содержания никеля составил 3,33 единицы, меди 1,33, свинца 4,17, ртути 0,37. Высокая степень варьирования значений геохимических показателей указывает на смещение средних величин содержания химических элементов в сторону больших значений и на наличие участков с их повышенным содержанием, т. е. на такие участки пробо-отбора, в которых содержание тяжелых металлов превышало величину среднего содержания на три и более значения стандартного отклонения.
В результате анализа полученных данных было выявлено, что повышенное содержание никеля встречается во всех типах дерново-подзолистых почв западной и северной частей заказника. В северной ч асти такие участки приурочены к осложненным временными водотоками и авто до -рогой территориям, в западной части — обусловлены близостью жилой застройки и автомагистралей. Растительный покров в этих местах либо
№ 2, 2018
-Ф-
-Ф-
ге218.:£т Ра§е 111 Шеапеяёау, 1и1у 4, 2018 9:27 АМ
-Ф-
-Ф-
отсутствует, либо в нем преобладают рудераль-ные и влаголюбивые виды.
Высокие значения содержания меди характерны для участков, расположенных преимущественно на границах суглинистых дерново-сильноподзолистых и дерново-среднеподзолистых почв, в местах, где рельеф представляет собой наиболее субгоризонтальную возвышенную часть полого-наклонной равнины, что, в свою очередь, способствует аккумулированию меди в почве. Все выявленные участки с аномально высоким содержанием меди находятся в местах, где отсутствует лесная растительность.
Повышенное содержание свинца было зафиксировано на расчлененной оврагами территории в восточной части заказника вблизи Профсоюзной улицы, жилых построек и гаражей. Лесная растительность на данном участке практически отсутствует. Отметим, что высокие значения концентрации меди и свинца отмечаются на пограничных участках дерново-подзолистых и дерновых почв на пологих склонах западной части заказника.
В восточной части заказника вблизи медицинского учреждения было отмечено аномально высокое содержание ртути. Данная территория в настоящее время покрыта березовым лесом, ранее на ней располагался пионерский лагерь. Вероятно, ртуть в почву могла попасть с пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из строя измерительными приборами.
На пойменных почвах аномалий тяжелых металлов не было выявлено. Вероятно, это связано с миграцией элементов в поверхностные воды.
В заключение отметим, что проведенные эко-лого-геохимические исследования позволили выявить следующие закономерности распределения тяжелых металлов в почвах ландшафтного заказника «Теплый Стан»:
1. Никель, медь и ртуть аккумулируются преимущественно на субгоризонтально поднятых
участках Теплостанской возвышенности, поскольку незначительный уклон и отсутствие поверхностного стока способствуют накоплению химических элементов в почвенном покрове.
2. Высокое содержание тяжелых металлов характерно для дерново-подзолистых почв. Это обусловлено развитием таких почв преимущественно на пологих формах рельефа.
3. Тяжелые металлы аккумулируются в основном в западной части ландшафтного заказника, поскольку воздушный перенос загрязняющих веществ с прилегающих к заказнику территорий происходит с потоками преобладающего в течение года ветра, дующего с запада.
4. Поступление и последующее накопление тяжелых металлов в почвах заказника происходит вследствие влияния автодорожной сети, окружающей заказник, высокой рекреационной и антропогенной нагрузкой в течение длительного времени.
5. Выявление однозначных причин возникновения в почвах заказника повышенного содержания тяжелых металлов затруднительно, поскольку территория заказника подвергалась продолжительному антропогенному воздействию.
Для сохранения и поддержания экосистемных функций исследуемого природного объекта необходимо:
1) проведение комплексного геоэкологического м ониторинга территории л андшафтного заказника «Теплый Стан» и обеспечение открытого доступа к полученной информации в сети Интернет;
2) посадка характерных для данной территории растений, особенно на местах с повышенным содержанием тяжелых металлов в почве;
3) увеличение плотности древесного и кустарникового ярусов в западной части заказника;
4) проведение детоксикации загрязненной ртутью почвы.
Библиографический список
1. Вагнер Б. Б., Манучарянц Б. О. Геология, рельеф и полезные ископаемые Московского региона. — М.: Изд-во МПГУ, 2003. — 92 с.
2. Ландшафтный заказник «Теплый Стан». Правительство Москвы, Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы. [Электронный ресурс]. http://www.dpioos.ru/eco/ru/oopt/o_983
3. Луценко Е. И., Станис Е. В., Булдович С. Н. Основные черты эколого-геохимического состояния почв ландшафтного заказника «Теплый Стан» // Вестник РУДН. Серия Экология и безопасность жизнедеятельности. — 2015. — № 2. — С. 47—53.
4. Мазаев А. В. Методика формирования и изучения объектов природных комплексов крупных мегаполисов (на примере природного комплекса Москвы и ландшафтного заказника «Теплый Стан»): автореф. дис. ... канд. геол.-мин. наук: 25.00.36 / Мазаев Антон Викторович. — М., 2004. — 24 с.
5. Осипов В. И., Медведев О. П. Москва: Геология и город. — М.: Московские учебники и картолитография, 1997. — 399 с.
№ 2, 2018
111
-ф-
-Ф-
ф
re218.fm Page 112 Wednesday, July 4, 2018 9:27 AM
-Ф-
-Ф-
6. Станис Е. В., Луценко Е. И., Карпухина Е. В. Содержание тяжелых металлов в поверхностных водах Ландшафтного заказника «Теплый Стан» // Геология, геоэкология, эволюционная география: материалы XIII Международного семинара. - СПб, 2014. - С. 209-213.
7. Latushkina E. N. The state of snow cover as deduced from ecogeochemical studies / E. N. Latushkina, E. V. Stanis // Geochemistry International. 2002. T. 40. № 1. Рр. 100—104.
E. V. Stanis, Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Head of the Department of Geo-ecology;
E. N. Latushkina, Ph. D. (Geo-ecology), Associate Professor of the Department of Geo-ecology;
N. V. Marsheva, M. Sc. (Ecology and Environmental Sciences), Senior lecturer of the Department of Geo-ecology;
E. A. Parakhina, Ph. D. (Biology), Associate Professor of the Department of Geo-ecology,
Peoples Friendship University of Russia (RUDN University). Moscow, Russian Federation.
1. Wagner B. B. Manucharyants B. O. Geology, relief and minerals of the Moscow Region. Moscow, MPGU, 2003. 92 p. [in Russian]
2. Landscape reserve "Teply Stan" // The Official website of the Moscow Government, Department of Nature Management and Environmental Protection of Moscow. [Electronic resource]. http://www.dpioos.ru/eco/ru/oopt/o_983 [in Russian]
3. Lutsenko E. I. The main features of the ecological and geochemical state of the soils of the Teply Stan Reservoir / E. I. Lut-senko, E. V. Stanis, S. N. Buldovich // Bulletin of the Peoples' Friendship University of Russia. Ser. Ecology and life safety. 2015. No. 2. P. 47-53. [in Russian]
4. Mazaev A. V. Methods of the formation and study of the objects of natural complexes of large megacities (a study of the natural complex of Moscow and the Landscape Reserve "Teply Stan"): Thesis abstracts for Ph. D. in Geology and mineralogy. Moscow, 2004. 24 p. [in Russian]
5. Osipov V. I., Medvedev O. P. Moscow: Geology and the city. Moscow, Moscow textbooks and cartolithography, 1997. 399 p. [in Russian]
6. Stanis E. V., Lutsenko E. I., Karpukhina E. V. The content of heavy metals in the surface waters of the Teply Stan Reservoir // Geology, Geoecology, Evolutionary Geography: Proceedings of the XIII International Seminar. St. Petersburg. Petersburg, 2014. P. 209—213. [in Russian]
7. Latushkina E. N., Stanis E. V. The state of snow cover as deduced from eco-geochemical studies // Geochemistry International. 2002. Vol. 40. No. 1. P. 100-104.
HEAVY METALS IN SOILS OF THE LANDSCAPE RESERVE "TEPLY STAN
References
112
-Ф-
-Ф-
