Особое место среди проявлений антропогенного воздействия на почвы крупных городов принадлежит химическому загрязнению городской среды тяжелыми металлами. К числу наиболее распространенных элемнтов относят цинк, свинец, медь, ртуть.
Исследования, проведенные в различных городах (Тюмень, Ростов-на-Дону, Йошкар-Олы), показывают общие закономерности накопления тяжелых металлов: очаги максимального загрязнения концентрируются в районе промышленных зон или находятся в зоне их влияния, в то время как в крупных лесных массивах (лесные парки, особо-охраняемые территории) предельно допустимые концентрации (ПДК) близки к норме [1,2,3].
Цель проведенных исследований — изучение уровня содержания, распределения и концентрирования тяжелых металлов (Pb, Zn, Cu, Ni, Cd, Hg, As) в пределах крупного городского парка.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи
-
Анализ рельефа и почвенно-гидрологических условий лесопарка.
-
Изучение состояния живого напочвенного покрова и древесно-кустарниковой растительности.
-
Анализ количественных и качественных показателей тяжелых металлов в почве.
-
Рекреационная оценка возможного использования территории объекта.
Характеристика объекта исследования
«Парк имени 50-летия ВЛКСМ» расположен в границах улиц Шаумяна, Ясная и Чкалова, г. Екатеринбург (Рис.1). Решением Екатеринбургской городской Думы от 28 мая 2013 года парку присвоен статус ООПТ [4].
Рис.1. Расположение парка им. 50-летия ВЛКСМ в границах улиц Шаумяна, Ясная, Чкалова
Рельеф территории парка является характерным для восточных предгорий Урала, сложенных вулканогенно-осадочными и метаморфическими породами с преобладанием устойчиво-свежих и свежих травяных сосняков на дерново-подзолистых почвах.
Оъект исследований представляет собой равнинный участок, расположенный к югу от водоема с незначительным уклоном на северо-восток. Древесно-кустпрниковая растительность, представлена ивами, тополями, кленами, березами и декоративными кустарниками. Живой напочвенный покров хорошо развит. В центре парка расположен водоем (рис.2).
Рис.2. Общий вид на водоем парка
При анализе данных о территории установлено, что на участке до глубины 14м скальные породы не вскрыты. Рыхлые отложения представлены делювиалльно-эллювиальными образованиями из глинистого, суглинистого и песчано-дресвянистого материала. Мощность почвенного слоя варьируется от 0,5 до 3,5 м, местами имеет нарушения.
В гидрогеологическом отношении участок расположен в пределах развития безнапорного водоносного горизонта, приуроченного к верхней площадной зоне коренных пород. Подземный воды вскрыты на глубине 0,4-3,6 м. Влажностный режим территории определяет поступление атмосферных осадков и накопление поверхностного стока в период весеннего снеготаяния.
Основная часть поверхностного стока собирается в водоем, при незначительном скоплении в пониженных участках рельефа заполненных водой. Зеркало подземных вод в сглаженной форме повторяет рельеф. Уклон поверхности - на северо-восток, к руслу р. Исеть.
Методика проведения исследований
При проведении исследований территория объекта была разбита на 7 зон, в зависимости от рельефа и произрастающей растительности (рис.3).
Рис.3. Зонирование для взятия проб. Границы зон выделены зеленым цветом
Отбор почвенных образцов производился с глубины 0-10 см. Данные параметры были установлены при анализе литературных источников, согласно которым около 90% атмотехногенных поллютантов накапливается в самых верхних горизонтах (0—10 см) городских почв [3].
Отобранные пробы были просушены в естественных условиях, измельчены до 1,0 мм, перемешаны, квартованы. Затем был проведен лабораторный анализ: валовый химический и количественный, атомно-абсорбционный.
Анализы были проведены в лаборатории кафедры физико-химических методов анализа физико-технологического института УрФУ с использованием апробированных методик [5,6,7].
Результаты исследований
Полученные данные свидетельствуют, что по усредненным суммарным показателям (табл.1), вся территория имеет допустимую степень загрязнения почв, а уровень экологического состояния — удовлетворительный (значения Zc < 16).
Таблица 1
Критерии оценки экологического состояния почв селитебных территорий
|
Экологическое состояние селитебных территорий |
Категория загрязнения почв |
Значения Zc |
|
Удовлетворительное |
Допустимая |
менее 16 |
|
Относительно удовлетворительное |
Умеренно опасная |
16-32 |
|
Почвы чрезвычайной экологической ситуации |
Опасная |
32 - 128 |
|
Почвы территорий экологического бедствия |
Чрезвычайно опасная |
более 128 |
Распределение загрязняющих веществ по территории парка неравномерно (табл.2). Накопление поллютантов в почве — отражение атмосферного загрязнения, поэтому полученные характеристики необходимо учитывать при проектировании элементов благоустройства, в первую очередь детских и спортивных площадок.
Таблица 2
Распределение массовой доли определяемых элементов по территории парка, мг/кг
|
№ пробы |
Массовая доля определяемых элементов, мг/кг |
||||||
|
Cu мг/кг |
Pb мг/кг |
Zn мг/кг |
Ni мг/кг |
Cd мг/кг |
Hg мг/кг |
As мг/кг |
|
|
1 |
96 |
53 |
115 |
77 |
≤ 0,005 |
||
|
2 |
66 |
386 |
465 |
47 |
|||
|
3 |
231 |
1044 |
71 |
165 |
|||
|
4 |
61 |
58 |
165 |
134 |
|||
|
5 |
37 |
20 |
86 |
37 |
|||
|
6 |
31 |
23 |
76 |
13 |
|||
|
7 |
13 |
75 |
≤ 1 |
||||
Обсуждение результатов
По показателям, приведенным в таблице 2 видно, что основными загрязнителями являются свинец и цинк, их распределение по территории значительно колеблется, свинца — от 20 до 1044 мг/кг, цинка — от 71 до 465 мг/кг. Максимальное количество обнаруженного свинца связано с примыканием к участку №6 автопарковки ОблГАИ, существующей не одно десятиление.
Участки 1-4 расположены вдоль ул. Ясная с интенсивным движением легкового и грузового автотранспорта, что и вызывает повышение показателей загрязнения тяжелыми металлами. Наиболее пригодным для размещения игровых объектов, на которых предусмотрено долговременное пребывания детей является участок №5.
Участок № 7 — это водоем. Исходя из характеристики парка водоем наполняется в результате атмосферных осадков и весенних поверхностных стоков от таяния снега со всего парка.
На рис.4 тон окраски отражает интенсивность аккумуляции (превышение фоновых концентраций) тяжелых металлов.
Рис.4. Интенсивность аккумуляции тяжелых металлов на территории парка:
1-свинец; 2 - медь; 3 – цинк; 4 - никель; 5 — суммарный коэффициент
По интенсивности аккумуляции суммарного загрязнения выделяются 3 участок. При инвентаризации насаждений установлено, что здесь присутствуют густые посадки тополя бальзамического, липы мелколистной и березы повислой. Тем не менее, немотря на это отмечены высокие показатели интенсивности аккумуляции тяжелых металлов. Древостой выступает как мощный биологический барьер, накапливающий и задерживающий от распространения тяжелые металлы.
Выводы
В целом результаты исследования почв в парке показали, что интенсивность аккумуляции отражает ряд - Pb > Zn > Cu > Ni. При сравнении с литературными данными [1], можно сделать вывод, что подобный ряд характерен для промышленных территорий.
В результате исследования уровня загрязнения почвенного слоя тыжелыми металлами установлено, что основными загрязняющими веществами, концентрация которых превышает предельно допустимые показатели, являются Pb, Zn , Cu, Ni, на их распределение по территории парка в первую очередь влияет характер насаждений. По типу ряда интенсивности, аккумуляции тяжелых металлов почвы парка им. 50-летия ВЛКСМ ближе к показателям промышленных территорий, чем к лесопарковым.
Рецензенты:
Залесов С.В., д.с.-х.н., профессор, проректор по научной работе УГЛТУ, г. Екатеринбург;
Сродных Т.Б., д.с.-х.н., профессор кафедры ландшафтного строительства УГЛТУ, г. Екатеринбург.
Библиографическая ссылка
Аткина Л.И., Жукова М.В., Морозов А.М., Данилов Д.А. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ПАРКА ИМ. 50 ВЛКСМ Г. ЕКАТЕРИНБУРГА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. ;URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=15153 (дата обращения: 20.04.2024).