Домой

Загрязнение почв округа «Домодедово» тяжелыми металлами




НазваниеЗагрязнение почв округа «Домодедово» тяжелыми металлами
страница1/3
Дата01.02.2013
Размер0.55 Mb.
ТипАвтореферат
Содержание
Цель и задачи.
Защищаемые положения.
Практическая значимость работы.
Объекты исследования.
Объем и структура работы.
Апробация работы.
Содержание работы
Глава 2. Объекты и методы исследования
Методы исследования
Глава 3. Условия почвообразования и почвы
Рис 1. Карта-схема объекта и пунктов обследования
Таблица 1. Химические и агрохимические свойства почв окружающих аэропорт «Домодедово»
Дерново-подзолистые почвы
Агродерново-подзолистые почвы
Таблица 2. Физические и агрофизические свойства почв окружающих аэропорт «Домодедово»
Дерново-подзолистые почвы
Агродерново-подзолистые почвы
Таблица 3. Химические и агрохимические свойства дерново-подзолистых почв аэропорта «Домодедово»
Таблица 4. Физические и агрофизические свойства дерново-подзолистых почв аэропорта «Домодедово»
Таблица 5. Химические и агрохимические свойства ТПО аэропорта «Домодедово»
...
Полное содержание
Подобные работы:
  1   2   3



На правах рукописи


ГОЛУБЕВ Сергей Валерьевич


Загрязнение почв округа «Домодедово» тяжелыми металлами


Специальность 03.00.27 – почвоведение


А В Т О Р Е Ф Е Р А Т


диссертации на соискание ученой степени

кандидата географических наук


Москва - 2007

Работа выполнена в отделе горного почвоведения, рационального использования и охраны почв Почвенного института им. В.В. Докучаева РАСХН


Научный руководитель: доктор сельскохозяйственных наук

Белобров В. П.


Официальные оппоненты: доктор сельскохозяйственных наук

Водяницкий Ю. Н.


кандидат географических наук

Дмитриева В.Т.


Ведущая организация: Институт географии РАН


Защита состоится 8 ноября 2007 года в 1100 на заседании диссертационного совета Д.006.053.01 при Почвенном институте им. В.В. Докучаева РАСХН по адресу: 119017. г. Москва, Пыжевский пер. д. 7


С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Почвенного института им. В.В. Докучаева РАСХН


Отзывы на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями просим направлять ученому секретарю диссертационного совета


Автореферат разослан октября 2007 года


Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор сельскохозяйственных наук


Любимова И.Н.


ВВЕДЕНИЕ


Актуальность темы. Техногенное воздействие на почвенный покров, носит в настоящее время достаточно устойчивый характер, как во времени, так и в пространстве и проявляется в разных формах. Трансформирует почвенный профиль в целом, изменяет направления почвообразовательных процессов и свойства почв, загрязняет их поллютантами, в частности тяжелыми металлами (ТМ). При этом, аномалии загрязнения ТМ, как правило «привязаны» к различным техногенным загрязнителям – автомагистралям, бензозаправкам, химическим и металлургическим заводам, строительным предприятиям, свалкам и полигонам твердых бытовых отходов (ТБО), отстойникам с осадками сточных вод (ОСВ).

Прямо или опосредованно к ним обычно относят и крупные аэропорты г. Москвы: «Домодедово», «Шереметьево, «Внуково» (Большаков и др., 1993; Государственный доклад…, 1997;1998;1999; Большаков, Водяницкий, Борисочкина, 1999; Большаков, Борисочкина, 2002; Информационный отчет…, 2004; Генеральный план…, 2006; Белобров, Замотаев, 2007).

Округ «Домодедово», включающий всю северную часть одноименного района и территорию огромного технокомплекса аэропорта, относится по техногенным и селитебным нагрузкам к наиболее загрязненной центральной эколого-экономической зоне Московской области, где в целом сложилась сложная, критическая экологическая ситуация (Большаков, Борисочкина, 2002).

В определенной степени она обусловлена загрязнением почвенного покрова ТМ, в особенности их подвижными формами. Последние фиксируются в почвенных растворах легких и малогумусных дерново-подзолистых почв, доминирующих в округе, представляя наибольшую опасность для всего живого (Войтович, 1997; Почвы…, 2002).

Дефицит данных о свойствах и характере загрязнения тяжелыми металлами почв аэропорта «Домодедово», оставляет вопрос о его негативном воздействии на окружающую среду округа в целом открытым. Причем оценка техногенного воздействия аэропорта на почвенный покров округа «Домодедово» остается особенно актуальной и в плане мониторинга.

^ Цель и задачи. Цель настоящей работы – оценка пространственного и внутрипрофильного загрязнения почв округа «Домодедово» и одноименного аэропорта, тяжелыми металлами (кадмий, свинец и цинк).

Задачами работы являются:

  1. Морфо-генетическая характеристика почв и техногенных поверхностных образований (ТПО) аэропорта «Домодедово».

  2. Выявление аномалий Cd, Pb и Zn и обуславливающих их факторов.

  3. Геохимическая оценка загрязнения почв и ТПО аэропорта и окружающих территорий округа «Домодедово».

  4. Оценка влияния аэропорта «Домодедово» на загрязнение почв округа тяжелыми металлами.

Научная новизна работы.

  1. Впервые для всей территории округа, включая аэропорт «Домодедово» на основе сравнительно-географического анализа дана почвенно-геохимическая оценка загрязнения естественных и агродерново-подзолистых почв, а также ТПО подвижными формами Cd, Pb и Zn.

  2. Выявлено, что аномальный характер загрязнения Cd, Pb и Zn почв и ТПО аэропорта пространственно ограничен его территорией, имеет точечно-локальную форму и техногенную природу, что не дает оснований: во-первых, считать загрязнение критическим и, во-вторых, определяющим для окружающих аэропорт естественных и агрогенных ландшафтов.

  3. Аномалии загрязнения почв подвижными формами Cd, Pb и Zn за пределами аэропорта, в основном обусловлены автотранспортом, свалками и полигоном ТБО, очистными сооружениями, а также внесением фосфорных удобрений и ОСВ. Прямое воздействие аэропорта на окружающие почвы отмечается для юго-восточной части объекта и связано с латеральными геохимическими потоками с территории аэропорта. Эффективность воздействия блокируется геохимическими барьерами в ТПО аэропорта (в основном нейтрально-щелочным рН, высоким содержанием органического вещества и сменой гранулометрического состава).

^ Защищаемые положения.

  1. В окружающих аэропорт «Домодедово» почвах выявлены локальные аномалии Cd, Pb и Zn, некоторые из которых превышают ПДК. Наблюдается тенденция расширения площадей аномалий разного уровня, на фоне слабого увеличения содержания подвижных форм ТМ в почвах с естественным и антропогенно-преобразованным профилем.

  2. Аэропорт «Домодедово» не оказывает существенного влияния на загрязнение почвенного покрова округа «Домодедово» Cd, Pb и Zn.

  3. Повышенные содержания подвижных форм Cd, Pb и Zn в подповерхностном слое (20-30 см) пахотных и залежных дерново-подзолистых почв на объектах исследования Московской области являются следствием использования химических (фосфатных) и органических (в качестве добавок ОСВ) удобрений, содержащих ТМ. Относительные аккумуляции подвижных форм ТМ, в особенности цинка, в горизонтах А2В, ВА2 и В1 целинных дерново-подзолистых почв обусловлены элювиально-иллювиальной дифференциацией ТМ по профилю.

^ Практическая значимость работы. Полученные результаты расширяют представления о характере загрязнения ТМ почв и ТПО на территории аэропорта «Домодедово» и в его окрестностях. Выявленные аномальные концентрации Cd, Pb и Zn в естественных, агрогенно- и антропогенно-преобразованных почвах окружающих аэропорт, не являются экологически опасными для здоровья человека и локализованы хорошо известными и установленными в районе обследования источниками – загрязнителями (автомобильные трассы, ТБО, очистные сооружения).

Настоящие данные по загрязнению почв и ТПО аэропорта «Домодедово» служат отправным пунктом для устранения локализованных повышенных концентраций, а также для мониторинга.

^ Объекты исследования. Почвы и почвенный покров (естественные и антропогенно-преобразованные почвы, а также ТПО) округа «Домодедово», включая территорию одноименного аэропорта. Целинные и в разной степени окультуренные дерново-подзолистые почвы полигонов Пушкинского района Московской области («Зеленоградская»), Раменского («Хрипань») и Озерского («Сосновка»).

^ Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 5 глав, выводов, приложения и списка литературы из наименований (из них на иностранных языках). Диссертация изложена на страницах машинописного текста, включает таблиц и рисунков .

^ Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались: на III международном съезде почвоведов Беларуси в г. Минске (2006); Всероссийской межвузовской научно-практической конференции в Москве (2005, 2006); Всероссийской VII и VIII межвузовской молодежной научно-практической конференции в Санкт-Петербурге (2006, 2007). По материалам диссертации опубликовано 5 работ: 3 статьи, в том числе одна в рецензируемом журнале и 2 тезиса.

Автор выражает искреннюю признательность: научному руководителю, доктору сельскохозяйственных наук, профессору географического факультета МГПУ В.П. Белоброву; сотрудникам аналитической лаборатории Почвенного института им. В.В. Докучаева: кандидату химических наук В.П. Фролову и В.И. Топтыгиной за консультации и помощь в выполнении анализов.


^ Содержание работы


Глава 1. Геохимия кадмия, свинца и цинка как загрязнителей почв

Кадмий, свинец и цинк относятся к числу наиболее токсичных тяжелых металлов 1 класса опасности (Охрана…1983; Перельман, Касимов, 1999). Как загрязнители почвенного покрова представляют собой существенную опасность для всех живых организмов в силу своей устойчивости, способности накапливаться в разных формах, в том числе и подвижной – наиболее вредной, находящейся во всех фазах почв: твердой, жидкой, газообразной и живой (Войтович, 1997). Техногенное воздействие, включающее и агрогенез, существенно усиливает процесс фиксации тяжелых металлов, выводя его за рамки природных накоплений и распределений по профилю почв.

Присутствуя в почвах в высоких концентрациях, ТМ создают зону отчуждения (ареал отчуждения) в окружающей среде. Они мигрируют с поверхностными и грунтовыми потоками и фиксируются на различных физико-химических барьерах в пределах вертикального профиля почв.

Приведены данные по содержанию цинка, кадмия и свинца в породах (в т.ч. почвообразующих), почвах, растительности, водах. Рассмотрены вопросы воздействия тяжелых металлов на живые организмы.


^ Глава 2. Объекты и методы исследования

Объекты исследования. Основная территория обследования общей площадью около 32000 га состоит из двух объектов: собственно аэропорта «Домодедово» (около 1000 га) и окружающей его по периферии местности (рис. 1). Всего было описано 117 буровых, разрезов и обнажений (на территории аэропорта – 47), которые характеризовали естественные почвы, антропогенно-измененные и искусственно созданные – ТПО.

Дополнительные исследования в не промышленных зонах Московской области проводились на полигонах для сопоставления и контроля с почвами основного объекта.

^ Методы исследования. Буровые и разрезы на территории окружающей аэропорт выбирались как в потенциально незагрязненных объектах (лесные массивы), так и в уже известных аномалиях Cd, Pb и Zn, расположенных вдоль крупных и второстепенных автомобильных дорог, по периметру аэропорта «Домодедово», вблизи других источников загрязнения. Географические координаты определялись по GPS-навигатору с точностью 5-8 метров. Почвенные пробы отбирались ручным буром с диаметром стакана 5 см послойно через каждые 10 см, до глубины 50 см., в опорных разрезах до глубины 110 см. Полевые исследования в аэропорту и на полигонах были проведены по аналогичной методике.

Все почвенные и растительные анализы были выполнены в лабораториях Почвенного института им. В.В. Докучаева по стандартным методам. Содержание подвижных форм Cd, Pb и Zn определялось в вытяжке ацетатно-аммонийным буферным раствором с рН 4,8 методом пламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии.

Приводимые в литературе данные по фоновым содержаниям подвижных форм ТМ в почвах Московского региона сильно варьируют в зависимости от многих факторов, в том числе и локальных, каким на наш взгляд является аэропорт (Иванов, 1997; Черных, 1999; Голубев, 2006) и, следовательно, трудно сопоставимы (Состояние…,1997; Почвы…,2002; Большаков и др. 2004; Белобров и др., 2005; Голубев, 2006). В силу этого, фоновые концентрации подвижных форм ТМ и аномалии рассчитывались исходя из полученных результатов.

Для интерпретации распределения ТМ по профилю исследуемых почв строились блок-диаграммы коэффициентов радиальной дифференциации. За базовую концентрацию подвижных форм Cd, Pb и Zn принималось их фоновое содержание в покровном суглинке – горизонте ВС. Карты загрязнения почвенного покрова тяжелыми металлами строились в программе Golden Software Surfer 8.0 с использованием данных GPS-навигатора и результатов анализов образцов на содержание подвижных форм Cd, Pb и Zn..


^ Глава 3. Условия почвообразования и почвы

Условия почвообразования. Основные различия в свойствах почв округа «Домодедово» обусловлены природными морфолитогенными особенностями территории – рельефом и почвообразующими породами, а также антропогенным воздействием, в наибольшей степени связанным с окультуриванием почв.

Рельеф. Округ «Домодедово» расположен в пределах полого-волнистой эрозионной равнины с хорошо разработанными долинами рек. В его центре на макросклоне юго-восточной экспозиции находится аэропорт «Домодедово». Большинство притоков рек берут начало в непосредственной близости от аэропорта, дренируя его территорию со всех сторон. Вследствие этого, ландшафтно-геохимическая и эколого-почвенная позиция территории аэропорта рассматривается как эрозионно-денудационная, автоморфная зона выноса (Перельман, 1966; Касимов, Перельман, 1992; Ландшафты…, 1997; Перельман, Касимов, 1999).

Относительно аэропорта вся окружающая территория представляет собой слабо выраженную зону транзита поверхностных, внутрипочвенных и грунтовых геохимических потоков. Локально в ней выделяются зоны аккумуляции, приуроченные к полузамкнутым понижениям рельефа, например, зона торфоразработок. Отсюда роль аэропорта как возможного загрязнителя почвенного покрова окружающих территорий многократно возрастает.




^ Рис 1. Карта-схема объекта и пунктов обследования

Почвообразующие породы. Доминирующими материнскими породами на объекте являются покровные средне-тяжелые суглинки, мощность которых нарастает от водораздела к периферии.

Основные типовые различия почв округа обусловлены степенью антропогенного воздействия, поверхностного и грунтового оглеения. В табл. 1-2 дерново-подзолистые почвы окружающие аэропорт, как под лесом, так и на полях малогумусированы со слабокислой реакцией раствора. В ряде профилей отмечается некоторое понижение кислотности с глубиной. Почвы преимущественно супесчано-легкосуглинистые, слабоуплотненные или рыхлые в А1 и Апах, тяжелосуглинистые и плотные в В1 и В2 горизонтах.


^ Таблица 1. Химические и агрохимические свойства почв окружающих аэропорт «Домодедово»

№ раз-реза

Ин-декс гори-зонта

Глубина

образ-ца (см)

Гумус (%)


рН

Поглощенные основания (мг/экв на 100 г почвы)

Р2О5

мг/100г почвы

К2О мг/100г почвы

Nа2О мг/100г почвы

вод-ный

соле-вой

Са++

Mg++
^

Дерново-подзолистые почвы


Р-11

А1

0-10

2,41

5,57

4,80

18,70

1,20

4,12

21,25

9,65



А1А2

15-25

1,98

5,25

4,65

14,53

1,85

2,58

14,36

7,65



А2(А2В

25-35

0,78

5,55

5,00

12,66

2,34

2,64

11,24

6,35



В1

50-60

0,68

5,64

5,05

13,25

2,00

Не опр

Не опр

Не опр



В2

100-110

Не опр.

6,18

5,50

15,31

2,15

Не опр

Не опр

Не опр

Р-30

А1

0-10

2,61

5,85

4,80

16,80

2,45

3,11

15,28

7,23



А1А2

10-20

1,88

5,46

5,00

15,30

1,95

2,01

14,36

6,15



А2В

25-30

0,84

5,63

4,90

15,21

3,01

0,99

10,29

5,56



ВА2

35-45

0,95

5,47

4,83

13,12

2,58

2,13

12,65

4,36



В1

60-70

Не опр

5,35

4,71

12,30

2,11

Не опр

Не опр

Не опр



В2

100-110

Не опр

5,65

5,10

14,39

1,96

Не опр

Не опр

Не опр

^ Агродерново-подзолистые почвы

Р-27

Апах

0-10

2,58

6,19

5,09

15,38

1,35

4,15

15,32

8,36



А1А2

15-25

1,79

5,58

4,59

15,02

2,05

3,21

13,25

6,54



А2В

30-40

0,88

5,36

4,50

12,13

1,81

2,00

10,65

6,11



ВА2

50-60

0,74

6,66

6,01

15,38

1,09

Не опр

Не опр

Не опр



В1

100-110

Не опр

6,74

5,89

17,70

1,89

Не опр

Не опр

Не опр

Р-41

Апах

0-10

2,75

6,13

5,59

20,41

2,12

4,11

15,34

10,65



А2В

30-40

1,55

5,81

4,62

14,36

1,97

3,50

11,39

677



В1

60-70

0,68

5,55

4,88

14,31

2,01

Не опр

Не опр

Не опр



В2

100-110

Не опр

5,99

5,16

16,35

2,52

Не опр

Не опр

Не опр
  1   2   3

Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты