CC BY
32
УДК 550.42.556.124 (571.53)
ВЛИЯНИЕ АВТОТРАНСПОРТА НА ПРИДОРОЖНЫЕ ТЕРРИТОРИИ ПРИБАЙКАЛЬСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ПАРКА (НА ПРИМЕРЕ ЗАПАДНОГО ПРИОЛЬХОНЬЯ)
1 9
© И.В. Юркова1, Л.А. Филиппова2
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Выявлено, что придорожные ландшафты Прибайкальского национального парка, особенно его рекреационных территорий, испытывают отчетливое воздействие автотранспорта, выражающееся в концентрации загрязнения на отдельных локальных участках их почв тяжелыми металлами - Pb, Zn, Ni, Co, Cr, Cu, Ag, As и др. элементами. Суммарные показатели загрязнения на изученных отрезках достигают 27 и 43, что соответствует умеренно -опасному и опасному уровням загрязнения [3, 12] и может привести к деградации первозданного почвенного покрова, в первую очередь степных районов Прибайкальского национального парка. Ил. 3. Табл. 1. Библиогр. 9 назв.
Ключевые слова: химические элементы; загрязнение; классы; аномалии; рекреационная деятельность; геохимические поля.
MOTOR TRANSPORT EFFECT ON ROADSIDE AREAS OF BAIKAL REGION NATIONAL PARK (ON EXAMPLE OF WESTERN OLKHON REGION) I.V. Yurkova, L.A. Filippova
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St, Irkutsk, 664074, Russia.
It is revealed that the roadside landscapes of the Baikal region national park and its recreational territories in particular, suffer distinct influence of motor transport. It consists in the pollution of certain local sections of the soils with heavy metals - Pb, Zn, Ni, Co, Cr, Cu, Ag, As and other elements. The sections under investigation have total pollution indicators of 27 and 43. It corresponds to moderately dangerous and dangerous levels of pollution [3, 12] and can cause the degradation of the original soil cover primarily in the steppe areas of the Baikal region national park. 3 figures. 1 table. 9 sources.
Key words: chemical elements; pollution; classes; anomalies; recreational activity; geochemical fields.
Приольхонье представляет собой крупную рекреационную территорию Прибайкальского национального парка, где выделяется две наиболее активно используемые для этих целей зоны - Приольхонская и Маломорская (рис. 1) [6]. Располагаясь в центральной части Прибайкальского национального парка, данная территория характеризуется отсутствием крупных промышленных и сельскохозяйственных производств, негативно влияющих на природную среду. Автомобильный транспорт, а также бытовые отходы населения и отдыхающих являются главными источниками загрязнения природных ландшафтов и, прежде всего почв в этом районе. Проведенные ранее исследования [9] показали, что среднее содержание химических элементов, в том числе тяжелых металлов, в основных компонентах горнотаежных, лесостепных и степных ландшафтах Приольхонья (коренных породах, элювии, склоновых и пойменных почвах, аллювии, воде, наземной растительности) находится на кларко-вом или даже ниже кларковых уровней для соответствующих сред. Таким образом, в настоящее время
Приольхонье в целом по уровню содержания большинства элементов, в том числе тяжелых металлов, относится к фоновым территориям, практически неподверженным воздействию антропогенных факторов.
Однако в последнее время рекреационная деятельность данной территории непрерывно усиливается, что сопровождается интенсификацией деятельности главных источников загрязнения природной среды, в первую очередь придорожного почвенного покрова под воздействием автомобильного транспорта.
Для оценки влияния автотранспорта на придорожные территории Приольхонья было проведено геохимическое картирование придорожных почв автомагистрали п. Еланцы - Малое море на двух ее отрезках в районе Маломорской зоны отдыха - Сарминском и Сатюртовском (рис. 1), характеризующихся наибольшей интенсивностью движения автотранспорта и массовостью отдыхающих, особенно в летнее время. Закартированные отрезки в геоморфологическом плане представляют собой долины и склоны преимущественно со степными, лесостепными ландшафта-
1Юркова Ирина Владимировна, специалист по учебно-методической работе кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых, тел.: (3952) 405883, e-mail: [email protected]
Yurkova Irina, Expert in teaching and study of the Department of Geology and Geochemistry of Minerals, tel.: (3952) 405883, e-mail: [email protected]
Филиппова Людмила Александровна, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых, тел.: (3952) 405273, e-mail: [email protected]
Filippova Lyudmila, Candidate of Geological and Mineralogical sciences, Associate Professor of the Department of Geology and Geochemistry of Minerals, tel.: (3952) 405273, e-mail: [email protected]
ми, водораздельные поверхности на этих отрезках имеют подчиненное значение. По степени устойчивости к антропогенному воздействию почвы изученных придорожных участков относятся к крайне неустойчивым системам [2]: они очень чувствительны к механическим повреждениям и обладают весьма низкой самоочищающей способностью.
Геохимическое опробование почвенного слоя, по которому проходят изученные отрезки автотрассы (рис. 1), осуществлялось по сети профилей 500х25 м, расположенных вкрест простирания дороги с отходом от нее в ту и другую стороны на 100-300 м, иногда до 500 м. Пробы брались с глубины 0-5 см, т.е. опробовался почвенный горизонт А, который соприкасался с приземным слоем атмосферы. Материал проб, как правило, дерново-карбонатные, подзолистые, в меньшей степени черноземные почвы с незначительным количеством гумуса; фракция проб менее одного миллиметра.
Все пробы после соответствующей подготовки проанализированы в Институте геохимии им. А.П. Виноградова СОРАН на широкий круг элементов (таблица) эмиссионно-спектральным методом с приближенно-количественными и полуколичественными результатами анализов. Последние обработаны по программам «Статистика» и «Многомерное поле» с построе-
нием геохимических карт исследованных участков дорог.
Наличие и степень загрязнения придорожных почв определялись по максимальной концентрации элементов (С тах) относительно среднефоновых (С ф)
и кларковых (С к) значений элементов. Значения С ф для каждого элемента определены по статистическим распределениям при построении геохимических карт (схем). Особенности комплексного полиэлементного загрязнения почв, уровень его опасности, а также распределение загрязнения по площади оценивались по полученным геохимическим картам. При этом применялся суммарный показатель загрязнения (СПЗ) почв, который определяется как сумма превышений концентраций элементов над С ф и Ск накапливающихся в них элементов и отражает эффект их суммарного воздействия на природный компонент (почву) [3, 8]. Этот эффект практически одинаков при расчете по фоновым содержаниям и по кларку.
Оценки влияния автотранспорта на почвы придорожных территорий Маломорской прибрежной рекреационной территории приведены в таблице и на рис. 2 и 3.
Рис. 1. Схема расположения участков работ и рекреационных зон (по Зайцевой Т.А. с добавлениями) 1 - участки работ: 1 - Сарминский, 2 - Сатюртовский; 2, 3 - рекреационные территории: 2 - Приольхонская, 3 - Маломорская; 4 - граница Байкальского национального парка, 5 - автотрасса п. Еланцы - Малое море
К)
о
Содержание микроэлементов и уровень их концентрирования в придорожных почвах автотрассы п. Еланцы - Малое море
Элемент Содержания, пх1И Сф Ск ПИ« [11 КК=0/С{ Р Кк=С1/Ск ГШ почв, 10® [41 К!Ш~ Стах/ПДК
сшп Стае Сер г х 10*% КШп ККтах К.Кср ККгил КК:-р
1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 и 12 13 14
Сарминский участок
РЬ 0.1 6.0 1.3 0.75 10 0.1 3 2.4 01 6.0 1.3 3.2 2.0
т 10 6.6 3.9 2.0 5.0 0.5 3.3 2.0 0.2 1.3 0.8 11.0 0.6
Си 1.2 22.0 7.1 1.3 2.0 0.9 16.9 5.5 0.6 11.0 3.6 6.0 3.7
N1 1.4 3.3 2.1 1.5 4.0 09 2.2 1.4 0.4 08 0.5 8.0 0.4
Со 03 2.3 1.5 09 1.0 09 3.1 1.7 0.3 2.8 1.5 30 09
Сг 30 3 3 5.3 2.7 20.0 1.1 33 20 0.2 0.4 0.3 10.0 09
г 30.0 1000 61.0 20.0 20.0 1.5 5.0 3.1 1.5 5.0 3.0 40.0 2.5
Т\ 70.0 220.0 140.0 110.0 460.0 06 2.0 1.3 0.15 0.5 0.3 - -
Аз 0.4 0.7 0.5 0.31 0.1 1.3 2.3 1.6 0.4 7.0 5.0 0.2 3.5
Зп 006 0.44 0.15 0.12 0.3 0.5 3.7 1.2 0.2 1.5 0.5 0.45 [51 1.0
СПЗ 41 12 27 11
Сатюртовский участок
РЬ 0.6 4.5 2.5 1.5 1.0 0.4 3.0 1.7 0.6 4.5 2.5 3.2 1.4
Ш 4.9 14.0 7.6 7.3 5.0 0.7 1.9 1.0 1.0 2.8 1.5 11.0 1.3
С\1 1.8 10.0 3.7 3.2 2.0 0.6 3.1 1.2 0.9 5.0 1.3 6.0 1.7
№ 5.3 25.0 9.6 3.0 4.0 0.7 3.1 1.2 1.3 6.2 2.4 8.0 3.1
Со 1.4 5.1 2.3 2.0 1.0 0.7 2.6 1.2 1.4 5.1 2.3 3.0 1.7
вс 1.5 3.9 2.2 2.2 0.7 0.7 1.3 1.0 2.1 5.6 3.1 - -
Ад 10* 4.0 50.0 10.0 6.0 5.0 0.7 3.3 1.7 0.3 10.0 2.0 - -
В 07 4.7 2.4 2.2 1.0 0.3 2.1 1.1 0.7 4.7 2.4 30 1.6
Р 14.0 60.0 33.0 32.0 20.0 0.4 1.9 1.0 0.7 3.0 1.6 40.0 [121 1.5
Сг 10.0 40.0 17.0 15.0 20.0 0.7 2.7 1.1 0.5 2.0 03 10.0 4.0
1 2 3 4 5 6 7 3 9 10 11 12 13 14
V 7.6 140 10.0 100 10.0 03 1.4 1.0 0.3 1.4 1.0 15.0 0.9
5г 27.0 67.0 36.0 32.0 30.0 0.3 2.1 1.1 0.9 2.2 1.2 100.0 0.67
Ва 20.0 73.0 54.5 55.0 50.0 0.4 1.4 1.0 0.4 1.6 1.1 - -
Ве 0.05 0.15 0.11 0.1 0.6 0.5 1.5 1.1 0.03 0.25 0.2 1.0 0.15
Эп 0.03 0.4 0.2 0.17 0.3 0.5 2.4 1.2 0.3 1.3 0.7 0.45 [131 1.0
МО 0.034 0.51 0.13 0.03 0.2 0.4 6.4 1.6 0.2 2.5 0.6 0.4 1.3
Са 0.03 0.11 0.03 0.03 0.1 1.0 1.4 1.0 0.3 1.0 0.3 - -
СПЗ 31 4 43 9
го гп
0 ч
1
тз
ю
со
сэ
ю о
со
Примечание:
КК- коэффициент контрастности элемента, равный отношению содержания элемента (О) к его среднефоновому содержанию (Сф); ККтт, ККтах, ККср -коэффициенты контрастности элемента по минимальны м, максимальным передним содержаниям соответственно: Кк - коэффициент концентрации элемента, равный отношению содержания элемента (Щ к его кпарку (Ск); Ккщ ,Кк-ш ,Кк:Р - коэффициенты концентрации элемента по минимальным, максимальным передним содержаниям соответственно: Кт -коэффициент концентрации элемента поПДК.
Как видно из таблицы, среднее содержание элементов в придорожных почвах изученных отрезков автотрассы находится, как правило, на фоновом и близфоновом уровнях (ККср 1-1.4, редко до 1.7), возрастая иногда над местным фоном от 2 до 5 раз Zn, ^ и F) на Сарминском интервале опробования. При этом максимальные концентрации элементов, прежде всего тяжелых металлов, проявляющиеся на отдельных локальных участках дороги, показывают достаточно высокие накопления в почвах (КК до 6-17 у Mo, Pb, Ag и Примечательно, что в числе аномальных металлов иногда фиксируется As в значимых количествах (Сарминский отрезок), превышающий местный фон в 2.3, а кларк - в 7 раз. В почвах, удаленных от дороги уже на 100 м, содержание этого элемента находится в основном ниже предела обнаружения. Аномальные концентрации остальных металлов в стороны от автотрассы обоих изученных ее отрезков также постепенно снижаются и достигают фоновых значений, как правило, через 200-300 м (рис. 2). Иногда они прослеживаются на расстоянии более 500 м, не достигая фона (500 м - максимальная длина профиля опробования в ту и другую сторону от дороги). Дальность распространения аномалий от своего
источника - автотрассы - в данном случае обусловлена, во-первых, степенью обогащенности почв металлами, во-вторых, ветровым и водным разносом этого материала, который определяется особенностями рельефа и его залесенностью.
Пространственное распределение аномальных концентраций металлов на изученных отрезках автотрассы показано на примере монополей Pb и ^ (рис. 2 и 3). Можно видеть, что аномалии Pb и а также других тяжелых металлов с максимальными коэффициентами контрастности (ККтах) фиксируются вдоль дорог локальными участками. Как правило, аномалии приурочены к пониженным частям рельефа (долинам, ложбинам и т.п.), на склонах же, и особенно в приводораздельных частях, содержание металлов в почвах обычно фоновое, что отмечается и другими авторами [3, 5]. Подобная закономерность объясняется возрастанием в аллювиальных почвах количества глинистого материала, что служит предпосылкой для аккумуляции здесь тяжелых металлов, в то время как на водоразделах и крутых склонах при промывном режиме элювий характеризуется более легким супес-чано-суглинистым составом, что способствует «вымыванию» элементов из почвенных горизонтов.
Рис. 2. Распределение концентраций РЬ и Си в придорожных почвах на Сарминском отрезке автомагистрали пос. Еланцы - Малое море: 1 - профили опробования; 2 - автотрасса пос. Еланцы - Малое море
Вместе с тем, зафиксированные нами контрастные аномалии РЬ, Си, Лб, 2п и других тяжелых металлов на северном и южном флангах Сарминского отрезка автотрассы (рис. 2), пространственно приурочены к приводораздельным, более крутым частям склонов. Причиной локализации аномалий здесь служит повышенное выделение выхлопных газов автомашинами при их подъеме. При этом химические элементы поступают и накапливаются в придорожной почве в виде металлической пыли, СО3, выхлопных выбросов. Наблюдаемое некоторое смещение вниз по склону аномалии Си относительно РЬ (рис. 2) объясняется, вероятно, тем, что Си, как наиболее подвижный элемент в почвах с промывным режимом [1, 7], обладает более быстрым сносом делювиальными водами к подножию склона, где и осаждается на сорбционном барьере долинного ландшафта.
Аналогичная тенденция в проявлении аномальных содержаний металлов в придорожных почвах прослеживается и на Сатюртовском отрезке автотрассы (рис. 3), хотя он лежит в долине распадка, в его нижней половине. Наиболее сильное загрязнение придорож-
ных почв РЬ и Си (ККтах = 3), а также Ад (ККтах = 8), Мо (ККтах = 6), № и Со(ККтах = 3) и другими элементами на данном отрезке автотрассы приурочено к п. Сатюрты и его окрестностям (рис. 3), которые покрыты густой сетью неконтролируемых проселочных автомобильных дорог, ведущих к местам отдыха (заливам и бухтам). Территория аномалии достаточно сильно загрязнена (особенно вдоль дорог) мусором различного типа, часто в виде отдельных его свалов, в основном, в распадках. Кроме того, в одном из них находится и поселковая свалка бытовых отходов. Можно полагать, что данная аномалия обусловлена разными источниками загрязнения придорожных почв - интенсивной работой автотранспорта, особенно в сезоны отдыха, а также неконтролируемой замусоренностью территории. Аномалии РЬ и Си, наблюдаемые в центре характеризуемого отрезка (рис. 3) и на его юго-западном фланге (только Си), локализуются, по нашим наблюдениям, на микрорельефе (ложбина) склоновых участках распадка с миграционным смещением вниз.
Рис. 3. Распределение концентраций Си, Pb и Bа в придорожных почвах на Сатюртовском отрезке автомагистрали пос. Еланцы - Малое море: 1 - проселочные дороги; 2 - границы пос. Сатюрты
(остальные условные обозначения на рис. 2)
Низкоконтрастные аномалии В, Р, Бг, и Ва (ККтах 1.5-2, иногда до 5), проявляющиеся в придорожных почвах изученных интервалов автотрассы, имеют, на наш взгляд, природный генезис и отражают геохимические особенности коренных пород территории, что подтверждается пространственной конфигурацией и положением их аномалий. Это, как правило, полосы, вытянутые согласно простиранию геологических структур (рис. 3). Таким образом, антропогенное загрязнение придорожных ландшафтов автотрассы, как и следовало ожидать, происходит преимущественно тяжелыми металлами (РЬ, Си, 2п, Лб и др.).
Анализ суммарного показателя антропогенного загрязнения (СПЗ) придорожных почв, рассчитанного по кларку концентраций (Кк)3 аномальных элементов -тяжелых металлов, показал (табл. 1), что в целом влияние автотранспорта на окружающую среду по величине СПЗср оценивается как незначительное (на Сарминском СПЗср = 9, на Сатюртовском отрезке СПЗср = 10) и соответствует по [2] допустимому уровню, а экологическая обстановка в среднем по автомагистрали считается удовлетворительной. Вместе с тем на таком благоприятном фоне появляются локальные участки, где уровень загрязнения придорожных почв
3Кк использован как общий нормативный параметр для оценки уровня загрязнения для обоих изученных отрезков автотрассы с разными местными фонами.
тяжелыми металлами повышается до опасного (СПЗтах = 27 и 43, соответственно, на Сарминском и Сатюртовском отрезках). При этом концентрации аномальных элементов, особенно РЬ, Си, Лб, Сг, №, и других металлов достигают в почвах 1,3-2 ПДК (таблица), а иногда и превышают их до 3-4 раз (№, Сг, Си, Р, Лб), что свидетельствует об экологической напряженности придорожных территорий на отдельных участках автотрассы.
Таким образом, можно констатировать, что придорожные территории Маломорской рекреационной зоны испытывают достаточно отчетливое влияние автотранспорта, выражающееся в накоплении главным образом тяжелых металлов в их почвах на аккумулятивных участках. Поскольку ландшафты лесостепной и степной зоны Приольхонья обладают слабой устойчивостью к антропогенному воздействию и низкой способностью к самоочищению, то возрастающая интенсивность автомобильного движения и рост числа отдыхающих (и, как следствие, замусоривание территории) может привести к деградации первозданного почвенного покрова, в первую очередь степных районов рекреационных зон. Поэтому в пределах Маломорской и Приольхонской прибрежных рекреационных зонах требуется организация контроля за загрязнением почв в общей системе защиты ОС Прибайкальского национального парка.
1. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М.: Логос, 2000. 626 с.
2. Букс И.И. Оценка ландшафтов бассейна оз. Байкал по их устойчивости к различным экологическим факторам и их сочетаниям // Букс И.И., Прохоров Б.Б., Салиев А.Б., Вику-лов А.Ф. Региональный мониторинг состояния оз. Байкал. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987. С. 23-25.
3. Геохимия окружающей среды // Сает Ю.Е. [и др.]. М.: Недра, 1990. 335 с.
4. Геохимия окружающей среды Прибайкалья. Байкальский геоэкологический регион // Гребенщикова В.И., Лустенберг Э.Е., Китаев Н.А., Ломоносов И.С. Новосибирск: Академическое изд-во ГЕО, 2008. 232 с.
5. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высш. шк., 1988. 322 с.
ческий список
6. Зайцева Т.А. Формирование рекреационных зон крупного промышленного центра. В кн. Экологические проблемы Урбанизированных территорий. Иркутск: Изд-во ИГ СО РАН, 1998. С. 64-72.
7. Чулджиян Х., Карвета С., Фацек З. Тяжелые металлы в почвах и растениях // Экологическая кооперация. Братислава, 1988. Вып. 1. С. 5-24.
8. Учет и оценка природных ресурсов и экологического состояния территорий различного функционального использования. М.: ИМГРЭ, 1996. 86 с.
9. Филиппова Л.А., Санина Н.Б., Юркова И.В. Результаты геохимического картирования территории Мухор-Кучелгинского полигона. В кн. Геофизика на пороге третьего тысячелетия. Иркутск: ИрГТУ, 1990. С. 54-80.
