В. Г. Макарова, А. Р. Цыганов, В. А. Кирюшин, О. В. Коновалов, И. Р. Вильдфлуш, Ю. А. Можайский, Т. Ф. Персикова, В. И. Желязко Экологические и медико-социальные аспекты охраны природной среды и здоровья населения – Минск: бит «Хата», 2002
| Вид материала | Документы |
- Роль государства и граждан в охране окружающей природной среды. Экологические права, 44.33kb.
- К. И. Довбан; доктор сельскохозяйственных наук, профессор, 4142.05kb.
- Вопросы для педиатров, аттестующихся на врачебные категории по специальности «педиатрия», 93.36kb.
- Инструктивно-методические указания по взиманию платы за загрязнение окружающей природной, 659.97kb.
- Стенограмма парламентских слушаний на тему "Охрана здоровья сельских жителей: медико-социальные, 780.52kb.
- Методика создания базы данных электронной модели рельефа. Современное состояние и экологические, 71.06kb.
- Ной и иной деятельности на окружающую среду и с обеспечением охраны и рационального, 2759.62kb.
- «О внесении изменения в смету доходов и расходов городского фонда охраны окружающей, 21kb.
- Охрана окружающей природной среды. Состояние нормативной экологической базы. Присоединение, 160.25kb.
- Опубликовано Госкомитетом по охране окружающей среды рб в Государственном докладе, 41.28kb.
2.1. Почвенные условия культурного ландшафта Рязанской области
Преобладающими почвами Рязанской области являются черноземы (44%), серые лесные почвы (37 %), дерново-подзолистые (13,8%), пойменные (5%), торфяные почвы (4%).
В Рязанской области черноземы в основном представлены выщелоченными и оподзоленными. Мощность гумусового горизонта выщелоченных черноземов колеблется от 69 до 110 см. Структура – от зернистой до пористо-комковатой. Гранулометрический состав – средне- и тяжелосуглинистый.
Тип серых лесных почв разделяется на 3 подтипа: светло-серые, серые и темно-серые. Мощность горизонта А составляет 31-38 см, зависит от смытости и рельефа. Структура – глыбисто-комковато-порошистая. Много илистой фракции, высока липкость, поэтому на пашне образуется корка.
Дерново-подзолистые почвы имеют разную степень оподзоленности и оглеения. У них неглубокий гумусовый горизонт (20-39 см), маломощный иллювиальный горизонт (17-30 см) и близко расположенные глеевые горизонты. Это почвы бесструктурные.
Северная часть области, расположенная в Мещере, представлена наряду с дерново-подзолистыми аллювиальными луговыми почвами. Они характеризуются слабой выраженностью аллювиального процесса при неглубоком уровне залегания грунтовых вод. Агрохимические свойства основных типов почв Рязанской области приведены в таблице 4.
Таблица 4
Агрохимическая характеристика основных типов почв Рязанской области
| Тип, подтип, мех. состав почвы | Глубина взятия образца, см | Р2О5 | К2О | рН (КСI) |
| | | мг на 100 г почвы | | |
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| Серая | 0-20 | 30,9 | 50 | 7,2 |
| лесная | 20-40 | 5,8 | 50 | 6,0 |
| среднесуг- | 40-60 | 4,3 | 50 | 4,8 |
| линистая | 60-80 | 5,5 | 50 | 4,2 |
| | 80-100 | 5,5 | 46 | 3,9 |
| | 100-120 | 4,2 | 28,9 | 4,0 |
| | 120-140 | 1,2 | 15,0 | 3,9 |
| Чернозем | 0-20 | 15,1 | 11,8 | 5,5 |
| сильновыще- | 20-40 | 44,0 | 50 | 6,6 |
| лоченный | 40-60 | 14,7 | 6,3 | 5,7 |
| тяжелосуг- | 60-80 | 6,9 | 6,0 | 5,5 |
| линистый | 80-100 | 7,1 | 6,0 | 6,4 |
| | 100-120 | 0,6 | 3,6 | 7,0 |
| | 120-140 | 0,5 | 2,8 | 7,2 |
| Серая | 0-20 | 14,0 | 9,0 | 5,1 |
| лесная | 20-40 | 13,2 | 8,8 | 5,2 |
| тяжелосуг- | 40-60 | 10,9 | 8,8 | 5,3 |
| линистая | 60-80 | 17,8 | 8,8 | 5,5 |
| | 80-100 | 0,6 | 3,1 | 7,3 |
| | 100-120 | 33,0 | 7,4 | 5,8 |
| | 120-140 | 39,0 | 6,6 | 6,6 |
| Чернозем | 0-20 | 6,7 | 8,7 | 5,4 |
| выщело- | 20-40 | 6,2 | 6,9 | 5,4 |
| ченный | 40-60 | 9,3 | 7,8 | 5,6 |
| тяжелосуг- | 60-80 | 12,3 | 7,5 | 6,4 |
| линистый | 80-100 | 0,7 | 2,8 | 7,2 |
| | 100-120 | 0,4 | 2,8 | 7,2 |
| | 120-140 | 20,6 | 8,8 | 7,2 |
| Аллювиальная | 0-20 | 31,6 | 8,5 | 6,2 |
| дерновая | 20-40 | 26,1 | 5,2 | 6,6 |
| легкосугли- | 40-60 | 26,2 | 3,1 | 6,8 |
| нистая | 60-80 | 25,7 | 2,8 | 6,9 |
| | 80-100 | 21,6 | 3,9 | 6,5 |
| | 100-120 | 18,0 | 4,1 | 6,2 |
| Дерново- | 0-20 | 37,0 | 28,8 | 6,5 |
| слабоподзо- | 20-40 | 28,0 | 17,7 | 6,2 |
| листая | 40-60 | 17,2 | 5,0 | 5,8 |
| песчаная | 60-80 | 8,4 | 5,2 | 5,6 |
| | 80-100 | 5,3 | 5,8 | 5,9 |
| | 100-120 | 5,2 | 8,1 | 5,8 |
| | 120-140 | 4,6 | 4,1 | 5,1 |
| Аллювиальная | 0-20 | 19,7 | 12,0 | 6,7 |
| луговая | 20-40 | 13,4 | 13,7 | 7,0 |
| среднесуг- | 40-60 | 8,7 | 4,1 | 6,0 |
| линистая | 60-80 | 2,0 | 3,6 | 5,2 |
| | 80-100 | 0,9 | 3,6 | 3,7 |
| | 100-120 | 2,5 | 2,0 | 4,9 |
| Серая лесная | 0-20 | 2,4 | 3,2 | 5,1 |
| тяжелосуг- | 20-40 | 2,6 | 2,3 | 5,0 |
| линистая | 40-60 | 3,5 | 2,9 | 5б2 |
| | 60-80 | 12,9 | 3,9 | 5,6 |
| | 80-100 | Не опред. | Не опред. | Не опред. |
| | 100-120 | 1,7 | 2,0 | 7,1 |
Обеспеченность почв пахотного слоя подвижным Р и К очень высокая. Серая лесная почва имеет свои природные особенности. Она отличается богатым содержанием подвижных фосфатов в материнской породе, иллювиальном и гумусовом горизонтах. Черноземы обогащены фосфатами. Питательный режим пахотных слоев этих разрезов отличается по содержанию кислоторастворимых фосфатов и К вследствие внесения различных норм удобрений. Дерново-подзолистые почвы систематически удобрялись и известковались, поэтому здесь очень высоко содержание подвижного Р и обменного К, реакция почвенного раствора нейтральная. Аллювиальные почвы имеют сравнительно хорошо окультуренный пахотный слой, достаточно обеспеченный фосфатами, с нейтральной реакцией. Содержание К значительно меньше из-за большого выноса его овощными культурами, поливными и грунтовыми водами. Структурно-агрегатный состав почв Рязанской области представлен в таблице 5.
Таблица 5
Структурно-агрегатный состав почв
| Почвы | Глубина, см | Структурные агрегаты, % | ||
| | | 10 мм | 10-0,25 мм | 0,25 мм |
| Серая лесная | 0-20 | 55,0 | 33,4/30,6 | 11,6/69,4 |
| | 20-40 | 50,1 | 40,5/29,2 | 9,4/70,8 |
| Чернозем выщелоч. | 0-20 | 44,7 | 50,6/52,1 | 4,7/47,9 |
| | 20-40 | 29б4 | 65,5/60,8 | 5,5/39,2 |
| Дерново-подзолистая | 0-20 | 2,1 | 46,5 | 51,4 |
| Аллювиальная | 0-20 | 10,5 | 84,0 | 5,5 |
Примечание: числитель – % агрегатов при сухом, знаменатель – при мокром рассеивании.
Важной характеристикой почвенного покрова является обеспеченность его гумусом. Содержание его в почвах Рязанской области низкое и очень низкое Все типы почв содержат фульватно-гуматный тип гумуса.
Все вышеперечисленные агрофизические и агрохимические свойства влияют на миграционные процессы ТМ, поскольку геохимия миграционных форм ТМ обусловлена не свойствами ионов металлов, а свойствами их носителей.
2.2. Техногенное загрязнение почв культурных ландшафтов Рязанской области
В разных участках земной поверхности поступление загрязнителей существенно различается. Максимальным оно будет в местах концентрации промышленного производства, добычи полезных ископаемых, работы теплоэлектростанций.
Основными источниками загрязнения экосистемы в Рязанской области являются 132 предприятия. Главные источники загрязнения ТМ – предприятия теплоэнергетики. Промышленные предприятия Рязанской области по количеству выбрасываемых в атмосферу вредных веществ расположились в следующий ряд: нефтехимические, станкоинструментальные, металлургические, машиностроительные заводы и др. В их выбросах содержатся такие высокотоксичные элементы, как свинец, мышьяк, кадмий, медь, и менее токсичные: олово, молибден, кобальт и др.
Антропогенная нагрузка в районах области неоднородна. При ее оценке учитывались все работающие предприятия районов области. При наличии на территории административного района промышленных предприятий (за каждое давался 1 балл) суммировались все баллы. В результате получились совокупные баллы суммарной антропогенной нагрузки в целом по области. По данной методике выработана шкала антропогенной нагрузки и составлена схема ее распределения по территории административных районов Рязанской области (рис. 3).
В пяти южных районах области (Александро-Невском, Сараевском, Ухоловском, Сапожковском и Чучковском) и в трех восточных районах (Пителинском, Кадомском, Ермишинском) антропогенная суммарная нагрузка на биосферу очень низкая. Небольшая нагрузка воздействия промышленности наблюдается в таких районах как Клепиковский, Рыбновский, Захаровский, Пронский, Старожиловский, Кораблинский, Милославский, Ряжский, Шацкий. Остальные агроландшафты области испытывают существенную локальную техногенную нагрузку. Наибольшими загрязнителями экосистем являются промышленные комплексы г. Рязани (более 20 баллов), заводы г. Касимова, Спасска-Рязанского, Михайлова (16-20 баллов), Сасово (11-15 баллов) и др. В составе выбросов работающих предприятий имеется большой спектр химических загрязнителей, которые, попадая в воздушные потоки, загрязняют ТМ атмосферные осадки. Дождевые осадки, выпадающие на территории Рязанской области, загрязнены ТМ более значительно, чем снег. Среднегодовые нагрузки химических элементов с атмосферными выпадениями на агроландшафт региона приведены ниже (табл. 6).
Таблица 6
Выпадение тяжелых металлов с атмосферными осадками на территории агроландшафта Рязанской области (г/га в год)
| Годы | Цинк | Медь | Свинец | Кадмий |
| 1993 | 41,1 | 21,3 | 21,8 | - |
| 1994 | 291,1 | 1189,8 | 37,9 | 1,5 |
| 1995 | 156,8 | 22,4 | 89,6 | 5,6 |
| 1996 | 114,6 | 73,6 | 36,5 | - |
| 1997 | 173,6 | 16,8 | 99,1 | 8,4 |
| 1998 | 428,2 | 178,4 | 54,8 | 4,2 |
| 1999 | 63,3 | 13,9 | 35,5 | 4,0 |
| В среднем | 181,2 | 73,8 | 53,6 | 4,7 |
Величины поступления ТМ с осадками варьируют, что связано как с метеорологическими условиями сезона, так и с различным влиянием неровностей земной поверхности. Максимальные поступления с пылевыми выпадениями были отмечены по цинку, свинцу, кадмию, а с жидкой фракцией – по меди.
Одним из основных загрязнителей агроландшафта Рязанской области являются промышленные комплексы Рязани, на территории которой располагаются следующие предприятия: тепловой энергетики (Дягилевская и Ново-Рязанская ТЭЦ), нефтепереработки и нефтехимии (АО «РНПЗ», АО «Виско-Р»), цветной металлургии (завод «Рязцветмет»), машиностроения и металлообработки (Рязанский завод автоагрегатов, АО «Тяжпрессмаш», АООТ «Центролит» и другие). По данным Городского комитета охраны окружающей среды, на долю перечисленных отраслей производства приходится 99% всех загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу города.
Территориальное расположение промышленных предприятий позволяет выделить в городе несколько промышленных зон: северо-западную, центральную, южную и восточную. Особенностью структуры города Рязани является периферийное размещение площадок промышленных предприятий. Исключительно высокой насыщенностью предприятиями химической, металлургической, энергетической промышленности характеризуется южная промышленная зона. В результате проведенной Городским комитетом охраны окружающей среды комплексной эколого-медицинской оценки было установлено, что на долю южного промышленного комплекса приходится почти 85% общего количества вредных выбросов по г. Рязани, суммарный индекс загрязнения в данном районе равен 35,6. Если учесть, что именно в этом районе сосредоточены предприятия теплоэнергетики, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, то, естественно, территория южного промышленного комплекса подвержена загрязнению тяжелыми металлами.
Другой центр скопления предприятий, являющихся крупными источниками техногенных выбросов в атмосферу города, расположен на северо-западе Рязани. Здесь расположены предприятия теплоэнергетической, машиностроительной и станкоинструментальной промышленности. Атмосферный воздух здесь загрязняется в основном теми же соединениями, что и в юго-восточной зоне, но в значительно меньших объемах. Суммарный индекс загрязнения атмосферного воздуха составил 19,8.
Статистические данные ежегодных Государственных докладов о состоянии окружающей среды отражают информацию о выбросах промышленных предприятий в атмосферу за 1994–1997 гг. и свидетельствуют о постоянном сокращении их объемов. Результаты анализа выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, выполненный С.В. Гальченко, представлен на рисунке 4. Однако данный факт обусловлен не столько проведением природоохранных мероприятий, сколько общим спадом в экономике страны. В 1998 году на фоне незначительного экономического роста сразу же наметилась тенденция к увеличению выбросов техногенных веществ в атмосферу.
Рис. 4. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу г. Рязани от стационарных источников.
Наибольшее количество загрязняющих веществ поступает в атмосферу города Рязани от предприятий теплоэнергетики, цветной металлургии, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.
Современный транспорт – особый источник воздействия на природу и человека . Он относится к так называемым передвижным источникам загрязнения окружающей среды. Из всех видов транспорта в наибольшей степени загрязняет окружающую среду автомобильный транспорт. На долю автотранспорта в суммарном объеме техногенных выбросов г. Рязани приходится более 50 %. Кроме того, если в условиях экономического спада наблюдается некоторое уменьшение выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников, то процент вклада от передвижных источников постоянно растет (рис. 5). Это связано прежде всего с ростом количества единиц автотранспорта и концентрацией его в городах. По данным Городского комитета по охране окружающей среды, в Рязани количество автомашин только с 1995 по 1998 год возросло более чем в 2 раза.
Р
ис. 5. Доля выбросов загрязняющих веществ в атмосферу г.Рязани от стационарных и передвижных источников.
Автомобильный парк в городе сильно изношен, его эксплуатация часто сопряжена с нарушениями экологической безопасности. Появление на городских улицах старых автомобилей, в том числе и зарубежного производства, способствует еще большему загрязнению воздушного бассейна.
Для Рязани, как и для большинства старинных русских городов, характерно слабое развитие уличной городской сети, плохое состояние дорожного покрытия улиц, что приводит к частому использованию режима принудительного холостого хода и малой скорости движения автотранспорта. Известно, что при малых скоростях движения и при режиме холостого хода в атмосферу выбрасывается гораздо больше выхлопных газов (наиболее опасным веществом в них является свинец), чем при других режимах работы автомобильного двигателя. С 1995 г. в Рязани запрещено распространять этилированные бензины, но на территории города могут находиться и иногородние автомашины, которые не следуют этому запрету. Переход на использование неэтилированных бензинов не решает полностью проблему предотвращения загрязнения городской среды высокоопасными токсикантами – тяжелыми металлами. Исследованиями последних лет установлено, что в составе самих нефтей и продуктов их переработки содержится более 50 ТМ. В составе бензинов и дизельного топлива находятся такие элементы, как медь, цинк, бром, свинец, кадмий, марганец, ванадий, никель и др. Период полувыведения тяжелых металлов из почв в среднем составляет для свинца – от 740 до 5900 лет, для кадмия – 13-100 лет, цинка – 70-510, меди – 310-1500 лет. Тяжелые металлы автотранспортного происхождения поступают в окружающую среду не только в результате работы собственно автотранспортных средств, но и в результате эксплуатации автодорожного покрытия.
Таким образом, г.Рязань является крупным источником ТМ, которые, включаясь в атмосферную миграцию, становятся загрязнителями культурных ландшафтов территории области.
2.3.Трансформация и распределение тяжелых металлов по почвенному профилю основных типов почв
Для решения задач мониторинга ТМ на региональном уровне важно знать особенности геоморфологических профилей в распределении, трансформации и аккумуляции токсичных элементов. Кроме того, необходимо уточнение природной геохимической основы концентрации ТМ в почвообразующих породах.
Серые лесные почвы Рязанской области аккумулируют в верхних слоях цинк, марганец, черноземы – кобальт, бор, ванадий, дерново-подзолистые (тяжелые) – медь, свинец, кадмий, молибден, олово (табл. 7, 8, 9, 10, 11). Внутрипрофильное распределение рассматриваемых ТМ характеризуется присутствием четко выраженных максимумов. Во всех почвах (кроме серых лесных) наблюдается биохимическая аккумуляция меди, марганца, никеля, свинца и кобальта – первый максимум. Второй максимум цинка, меди, свинца, кобальта, никеля – в слоях 40-60, 60-80, 80-100 см, что связано с утяжелением механического состава и аккумуляцией металлов в иллювиальных горизонтах, то есть на геохимическом барьере. Олово и молибден практически равномерно распределяются по почвенным слоям профиля.
Таблица 7