2014-02-05
1208
Радионуклиды.
Полициклические ароматические углеводороды;
Фенолы, формальдегид и др.;
Тяжелые металлы и другие микроэлементы; органические соединения;
Макрокомпоненты снеговых вод — пыль, сульфатные и гидрокарбонатные ионы, кальций, хлор, фтор, минеральные формы азота и фосфора и др.;
Другие токсичные вещества — полихлорбифенилы, пестициды, диоксины, очевидно, также загрязняют городскую среду, но их распределение в снежном покрове городов практически не изучено.
Выбросы пыли, оксидов серы, азота, углерода приводят к техногенной трансформации химического состава снеговых вод. Во многих городах выбросы оказывают противоположное влияние на химический состав снега.
При поступлении больших количеств пыли в окружающую среду (цементная, строительная промышленность, теплоэнергетика, черная металлургия, производство аммиака) наблюдается подщелачивание снеговых вод до рН 8,5 — 9,5 и увеличение содержания кальция, магния, гидрокарбон-анионов за счет растворения техногенных карбонатов, содержащихся в пыли.
Поставка оксидов серы и азота (тепловые станции на угле, цветная металлургия, коксо- и нефтехимия) ведет, наоборот, к подкислению снеговых вод. В среднем нагрузка сульфатов (2 — 3 т/км2 в год), нитратов (0,5 — 1,0), аммония (около 1 т/км2 в год) на города почти на порядок выше, чем на малонаселенные районы.
используется коэффициент К, показывающий возрастание отношения SO42-/С1- в
снеговой воде к этому же эталонному отношению в морской воде. К > 10 обычно характеризует достаточно сильную трансформацию состава вод и степень их сульфатизации.
Почвенный покров города — это сложная и неоднородная природно-антропогенная биогеохимическая система. На фоне асфальтированных улиц, площадей, автострад и других искусственных техногенных образований распространены антропогенно -измененные и естественные почвы — во дворах, в парках, на бульварах, пустырях. Продукты техногенеза, выпадая на земную поверхность, накапливаются в верхних горизонтах почв, изменяют их химический состав и вновь включаются в природные и техногенные циклы миграции. О степени техногенной трансформации естественных и слабоизмененных городских почв относительно фоновых почв региона можно судить по характеру их геохимического изменения.
Для формирования геохимического фона городских почв имеет значение длительность и характер развития города. По А.К. Евдокимовой, в культурных слоях Новгорода, Пскова и Самарканда уже в доиндустриальный период антропогенное геохимическое воздействие привело к заметному загрязнению почв тяжелыми металлами (в среднем в 6 — 8 раз выше фона почвообразующих пород) [Пер ]. Поэтому почвенный покров древних городов даже с ограниченной современной промышленной нагрузкой может быть существенно загрязнен.
Как правило, техногенные ореолы в почвах фиксируют интенсивность загрязнения в течение последних 20 — 50 лет. Минимальное время формирования контрастных геохимических аномалии зависит от типа воздействия и составляет в среднем 5 — 10 лет, хотя для отдельных элементов (As, Zn) это может быть 1 — 2 года. Ореолы в почвах более стабильны, чем в воздухе, снеге и растениях, так как они способны аккумулировать поллютанты в течение всего периода техногенного воздействия. Поэтому почвогеохимическая индикация и картографирование являются одним из основных методов оценки экологического состояния городов.
Педогеохимически активные вещества преобладают по массе в выбросах, изменяют щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия почв. Это в основном нетоксичные и слаботоксичные элементы с высокими кларками — Fe, Са, Мg, щелочные элементы, минеральные кислоты. При достижении определенного предела подкисление или подщелачивание сказывается на почвенной флоре и фауне. Педогеохимически активны и некоторые газы, например, сероводород, метан, изменяющие окислительно-восстановительную обстановку миграции.
Биохимически активные вещества действуют прежде всего на живые организмы. Это обычно типоморфные для каждого вида производства высокотоксичные поллютанты с низкими кларками (Нg, Сd, Рb, Sb, Sе и др.), образующие более контрастные относительно фона ореолы и представляющие опасность для флоры, фауны и человека.
В городах запыление почв на порядок и более выше, чем в естественных фоновых ландшафтах. В городской пыли преобладают макроэлементы — Fе, Са, Мg. Поэтому существуют два геохимических следствия атмотехногенной поставки пыли в город — ожелезнение почв, практически не влияющее на щелочно-кислотные и окислительно-восстановительные условия миграции элементов, и карбонатизация почв, ведущая к увеличению их щелочности, связыванию многих металлов в труднорастворимые карбонаты, насыщению поглощающего комплекса основаниями.
При значительном и длительном поступлении карбонатной пыли в кислые и нейтральные почвы изменяется класс водной миграции ландшафта.
В лесной и лесостепной зонах кислые, кислые глеевые (Н+, Н+ — Fе2+), нейтральные и нейтральные глеевые (Н+— Са2+, Н+ — Са2+, Fе2+ ) классы трансформируются в кальциевые и кальциевые глеевые (Са2+, Fе2+) классы. Такой щелочной тип техногенной трансформации почв наблюдается в районах, находящимся под влиянием выбросов цементных заводов, а также во многих других городах. Увеличение рН верхних горизонтов кислых лесных почв с фоном 5,5 достигает 2,5 — 3 единиц (т.е до 8-8,5). Формируются особые природно-техногенные почвы, сочетающие в морфологии и физико-химических свойствах реликтовые признаки естественных лесных почв (элювиально-иллювиальная дифференциация профиля, кислая реакция средних и нижних горизонтов) и техногенные эпигенетические изменения — нейтральную, слабощелочную и даже щелочную реакции дерновых и гумусовых горизонтов, насыщенность поглощающего комплекса и др.
Щелочная техногенная трансформация городских почв ведет к изменению их буферности, увеличению поглотительной способности, то есть к уменьшению выщелачивания и миграционной способности многих загрязняющих веществ, прежде всего тяжелых металлов.
Промышленность, теплоэнергетика, автотранспорт и муниципальные отходы — это источники техногенных аномалий тяжелых металлов и других микроэлементов в городских почвах. В аномальных зонах наиболее интенсивно воздействие почв на городскую среду, они служат индикаторами техногенного загрязнения и представляют опасность для
растений, животных и человека, особенно детей.
Одним из простых способов оценки контрастности комплексных техногенных ореолов является расчет суммарных показателей загрязнения (Zс) почв относительно фонового уровня по той же формуле, что и для воздуха и снега. По этому показателю можно сравнивать степень загрязнения почвенного покрова городов.
