Влияние несанкционированных свалок бытовых отходов на экологическое состояние почв (на примере территории г. Ульяновска) >03. 02. 08 экология (биология) 03. 02. 13 почвоведение

Вид материала

Автореферат

Содержание 5.6 Сравнение несанкционированных свалок бытовых отходов с другими источниками загрязнения почв г. Ульяновска 5.7 Общая оценка ухудшения эколого-геохимической обстановки в г. Ульяновске в связи с загрязнением среды бытовыми отходами Список публикаций по теме диссертации

Подобный материал:

• Задачи : изучить причины появления мусорных свалок; установить их влияние на состояние, 304.79kb.
• Рабочая программа дисциплина: Экологическое почвоведение и экология почв Направление, 431.85kb.
• Положение Об организации утилизации и переработки бытовых и промышленных отходов, 89.39kb.
• Программа вступительных испытаний по «Почвоведению» Направление подготовки 021900 почвоведение, 322.74kb.
• Состояние окружающей среды в Омской области, 414.06kb.
• Методические рекомендации по организации деятельности в сфере сбора, утилизации и безопасного, 823.63kb.
• Примерная программа наименование дисциплины общее почвоведение рекомендуется для направления, 186.42kb.
• Отрицательное воздействие на атмосферный воздух твердых бытовых отходов. Комина, 44.63kb.
• «Биология почв» Общая трудоемкость дисциплины составляет, 24.14kb.
• Концепция мелиорации земель в комплексе: плодородие, земледелие, мелиорация, экология, 191.17kb.

Zn > Cd > Pb > Cu > Cr.

При этом, как сказано выше, концентрации подвижных форм цинка, свинца и редко меди превышают ПДК, а концентрации кадмия и хрома не превышают ПДК. Такая картина загрязнения, вероятнее всего, объясняется барьерной функцией исследованных почв.

И. В. Галицкой отмечено, что используемый для определения подвижных форм ацетатно-аммонийный буфер позволяет представить суммарное содержание водорастворимой, обменно-сорбированной, карбонатной и сульфатной форм нахождения ТМ в твердой фазе почв. Валовые формы (в случае извлечения их сильной кислотой), кроме вышеперечисленных, включают органоминеральные и гидроксидные формы (Галицкая, 2010).

Содержание прочно-сорбированных форм ТМ представляет собой остаток от разности валового содержания и подвижных форм и соответствует доле металла, закрепленной на различных компонентах почвенного геохимического барьера (связанной с оксидами и гидроксидами железа, глинистыми минералами, органическим веществом). По-видимому, именно эти почвенные компоненты способствуют закреплению в исследованных почвах хрома, меди и кадмия и препятствуют переходу данных металлов в раствор.

5.6 Сравнение несанкционированных свалок бытовых отходов с другими источниками загрязнения почв г. Ульяновска

Согласно литературным (Горбачев и др., 2010) и собственным данным, выбросы промышленных предприятий и автотранспорта загрязняют почвы г. Ульяновска преимущественно свинцом и кадмием, а отложения несанкционированных свалок - чаще всего цинком и медью. Сравнение свалок с другими источниками загрязнения показало, что почвы на участках свалок содержат больше валового свинца (до 850 мг/кг), цинка (до 830 мг/кг) и кадмия (до 3,8 мг/кг) по сравнению с урбоземами вокруг промышленных объектов и вдоль автомобильных и железной дорог. Из подвижных форм ТМ участки свалок отличаются от остальной городской территории аномальным содержанием цинка (до 210 мг/кг или 9,2 ПДК). Учитывая, что ПДК подвижных форм цинка нормируется по транслокационному показателю вредности, можно утверждать, что существование свалок угрожает в первую очередь нормальному развитию фитоценозов. Содержание подвижных соединений остальных металлов на уровне ниже ПДК поддерживается за счет щелочной реакции почвенного раствора и сорбционных свойств исследуемых почв.

Все перечисленное позволяет рассматривать несанкционированные свалки бытовых отходов как особый источник загрязнения городских почв, который, с одной стороны, является точечным, локальным, но с другой стороны имеет повсеместное распространение и бесконтрольный характер, что весьма способствует ухудшению эколого-геохимической обстановки.

5.7 Общая оценка ухудшения эколого-геохимической обстановки в г. Ульяновске в связи с загрязнением среды бытовыми отходами

Если местное фоновое содержание отражает область оптимальных геохимических условий, то разработанные нормативы ориентировочно-допустимых концентраций по определению являются верхней границей безопасного содержания ТМ в почвах селитебных ландшафтов. На примере территории г. Ульяновска нами оценена вероятность отклонения от оптимального и безопасного уровня содержания ТМ в почвах, занятых несанкционированными свалками бытовых отходов (рис.3).

Области, обозначенные на графиках данного рисунка интервалами {Ci= Сфон} и {Сфон≤Ci<ПДК (Кларк, ОДК)} (первые и вторые столбцы графиков) соответствуют гигиенически-безопасным концентрациям ТМ. Из рис.3 видно, что большинство полученных значений попадают именно во второй интервал, т.е. с высокой вероятностью превышают фоновый уровень, но не всегда достигают ПДК (ОДК).

Большинство полученных значений валового содержания хрома и меди лежит в области нормативно-безопасных для окружающей среды и здоровья человека концентраций. Свинцом загрязнены 12-15% всех проб. Велика также вероятность загрязнения почв кадмием и цинком - от 35 до 50% проб.

Существует определенная вероятность загрязнения почвы подвижными соединениями цинка (от 20 до 40% проб) и свинца (от 10 до 20% проб), а вероятность загрязнения подвижными формами хрома, меди и кадмия либо крайне мала, либо близка к нулю. Таким образом, под влиянием свалок происходит постепенное накопление ТМ, что увеличивает потенциальную токсичность почв.

По суммарному показателю загрязнения (Zc) большинство исследованных участков (85%) характеризуется средним (умеренным) уровнем загрязнения (Zc=8-16), но варьирование возможно от слабого (Zc=4-8) до сильного (Zc=16-32) и чрезвычайно сильного уровня загрязнения (Zc=37). При переходе от допустимой к умеренно-опасной категории загрязнения городских почв возникает неблагоприятная эколого-геохимическая обстановка, при которой увеличивается общая заболеваемость населения в очагах загрязнения (Сает и др., 1992). Установленный характер загрязнения исследованных участков свидетельствует об ухудшении экологического состояния почв, которые в разное время подверглись влиянию несанкционированных свалок бытовых отходов, что в итоге способствует изменению эдафического фактора среды обитания человека в неблагоприятную сторону.

Рис.3. Вероятность загрязнения почв тяжелыми металлами на участках несанкционированных свалок бытовых отходов


ВЫВОДЫ

1. Почвы г. Ульяновска под влиянием несанкционированных свалок бытовых отходов преобразуются в антропогенно-измененные почвы, которые могут быть либо визуально слабо нарушенными, либо превращаются в природно-техногенные почвоподобные субстраты, сложенные разнородными искусственными компонентами и органо-минеральной (почвенной) массой.
   
2. Антропогенные изменения исследуемых почв наблюдаются на микроуровне и касаются всех компонентов твердой фазы почвы (записываются в ее «памяти»): механическое воздействие приводит к нарушению и разрушению структуры почв; пирогенное воздействие отражается в изменении минеральных зерен и тонкодисперсного вещества почвы; химическое воздействие при превращениях вещества бытовых отходов приводит к изменению химизма почвенного раствора и формированию минеральных новообразований (кальцита и гипса), не характерных для верхних горизонтов естественных почв. Исследованные почвы содержат антропогенные включения, в том числе на микроуровне - от единичных и однородных до формирования гетерогенной массы мусорного «меланжа», что характеризует различные степени антропогенного изменения почв под влиянием несанкционированных свалок.
   
3. Биогенная (зоогенная) структура в исследованных почвах выражена весьма слабо и характерна лишь для участков менее интенсивного антропогенного воздействия. Для большинства исследованных участков характерно разрушение внутрипочвенных биотопов для мезофауны и микроорганизмов (биогенных пор и органо-минеральных агрегатов), и вследствие этого характерно угнетение почвенных организмов и ослабление биологических процессов почвообразования.
   
4. Верхний горизонт почв, занятых несанкционированными свалками бытовых отходов, в повышенных количествах содержит элементы: C, F, P, S, Cl, Ca, Cr, Co, Cu, Zn, As, Mo, Sn, Sb, Pb, Cd (коэффициент их накопления более чем в 1,5 раза превышает кларковое содержание).
   
5. Высокие концентрации органического вещества (от 5-6 до 10-12 %), аммонийного азота (свыше 40-50 мг/кг), валовых фосфора и серы (свыше 500 мг/кг) и мышьяка (свыше 2 мг/кг для супесчаных и 10 мг/кг для суглинистых почв) могут служить геохимическими индикаторами бытового органического загрязнения почв г. Ульяновска.
   
6. Гетерогенная смесь бытового мусора на несанкционированных свалках загрязняет городские почвы тяжелыми металлами, в особенности цинком, медью, свинцом, кадмием, хромом. На участках свалок вероятность отклонения от оптимального и безопасного для живых организмов уровня содержания ТМ в почве наиболее высока для кадмия, цинка и свинца. По суммарному показателю загрязнения большинство исследованных участков (85%) характеризуются умеренно-опасной категорией загрязнения почв (Zc=8-16). Отмечены участки с сильным (Zc=16-32) и чрезвычайно сильным (Zc=37) уровнем загрязнения.
   
7. Высокие вероятности отклонения от эколого-геохимической нормы (кларкового, местного фонового содержания) и превышение допустимой категории загрязнения почв свидетельствуют о неблагоприятной смене эколого-геохимических условий на участках, подверженных влиянию несанкционированных свалок.
   

Благодарности. Автор выражает благодарность научному руководителю д.б.н., профессору В.Н. Горбачеву, а также к.б.н. А.В. Салтыкову,
к.б.н. Д.Ю. Семенову, к.б.н. В.С. Гусаровой, к.с.-х.н. Б.К. Саматову,
к.т.н. А.Г. Гришину, к.т.н. Е.В. Лычагину, Л.В. Коноваловой, В.Д. Кочетковой, Р.М. Коритняку. Особую благодарность за помощь в проведении исследований, научные консультации и ценные советы автор выражает к.г-м.н., академику МАН (Международной Академии наук) А.А. Каздыму и к.б.н. Т.В. Прокофьевой.


Список публикаций по теме диссертации

Публикации в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Иванова, Ю.С. «Вопиющая» проблема. Мусор как информационное загрязнение среды урбоэкосистемы / Ю.С. Иванова // Экология и жизнь. – 2010. - №3. – С. 39-42.
   
2. Иванова, Ю.С. Литолого-микроморфологический анализ городских почв и техногенных отложений, занятых стихийными свалками бытовых отходов / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Экологические системы и приборы. - 2011. - №1. - С. 7-12.
   
3. Иванова, Ю.С. Эколого-геохимическое состояние почвенного покрова на участках стихийных свалок бытовых отходов / Ю.С. Иванова, Л.В. Коновалова, Е.В. Лычагин // Экологические системы и приборы. - 2011. - №11. - С. 3-7.
   

Публикации в других изданиях

4. Иванова, Ю.С. Экологические последствия захламления земель особо охраняемых территорий и объектов / Ю.С. Иванова // Наука. Образование. Молодежь: Материалы IV Всероссийской науч.конф. молодых ученых. Часть I. – Майкоп: изд-во АГУ, 2007. – С. 22-25.
   
5. Иванова, Ю.С. О методах изучения эколого-геохимической обстановки природной среды в местах неорганизованного складирования отходов / Ю.С. Иванова // Труды IV Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов. Т. 1. - Краснодар: Просвещение-Юг, 2007. – С. 24-25.
   
6. Иванова, Ю.С. Изучение состояния природной среды в местах неорганизованного складирования отходов по эколого-геохимическим показателям / Ю.С. Иванова // Ноосферные изменения в почвенном покрове: мат. междунар. научно-практич.конф. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2007. – С. 210-211.
   
7. Иванова, Ю.С. О накоплении отходов в современных урбоэкосистемах / Ю.С. Иванова // Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития: мат. III междунар. научно-практич.конф. – Ишим: изд-во ИГПИ им. П.П. Ершова, 2008. – С. 29-31.
   
8. Иванова, Ю.С. Проблемы понятийного аппарата экологии урбанизированных территорий / Ю.С. Иванова // Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития: мат. IV междунар. научно-практич.конф. – Тюмень: Тюменский издат. дом, 2009. – Вып. 4. – С. 9-11.
   
9. Иванова, Ю.С. К вопросу о формировании экологической культуры горожан / Ю.С. Иванова / Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития: мат. IV междунар. научно-практич.конф. – Тюмень: Тюменский издат. дом, 2009. – Вып. 4. – С. 360-361.
   
10. Иванова, Ю.С. Эколого-гигиенические аспекты раздельного сбора ТБО / Ю.С. Иванова // Материалы II конференции молодых ученых медико-биологической секции Поволжской ассоциации государственных университетов: сб. тр. – Ульяновск: УлГУ, 2009. – С. 55-58.
    
11. Иванова, Ю.С. К вопросу о классификации неорганизованных мест размещения отходов / Ю.С. Иванова // Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых: тез. докл. II научно-практич. конф. молодых ученых и специалистов. – М.: ФГУП «ВИМС», 2009. – С. 50-51.
    
12. Иванова, Ю.С. Литолого-микроморфологические характеристики грунта несанкционированных свалок г. Ульяновска / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых: тез. докл. II научно-практич. конф. молодых ученых и специалистов. – М.: ФГУП «ВИМС», 2009. – С. 51-53.
    
13. Каздым, А.А. К вопросу о классификации и номенклатуре неорганизованных мест размещения отходов (НМРО) / А.А. Каздым, Ю.С. Иванова // Десятые всероссийские научные чтения памяти ильменского минералога В. О. Полякова. – Миасс: ИМин УрО РАН, 2009. – С. 121-128.
    
14. Иванова, Ю.С. Особенности микростроения грунтов несанкционированных свалок г. Ульяновска / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Десятые всероссийские научные чтения памяти ильменского минералога В. О. Полякова. – Миасс: ИМин УрО РАН, 2009. – С. 129-135.
    
15. Иванова, Ю.С. Несанкционированные свалки г. Ульяновска как источник воздействия на окружающую среду / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Десятые всероссийские научные чтения памяти ильменского минералога В. О. Полякова. – Миасс: ИМин УрО РАН, 2009. – С. 136-144.
    
16. Иванова, Ю.С. Современные культурные слои г. Ульяновска как источник негативного воздействия на окружающую среду / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Геолого-археологические исследования в Тимано-североуральском регионе: доклады 12-й научной конференции. - Сыктывкар: Геопринт, 2009. – Том XII. – С. 37-45.
    
17. Иванова, Ю.С. Классификация и номенклатура неорганизованных мест размещения отходов как основы для формирования современного культурного слоя / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Геолого-археологические исследования в Тимано-североуральском регионе: доклады 12-й научной конференции. - Сыктывкар: Геопринт, 2009. – Том XII. – С. 110-117.
    
18. Иванова, Ю.С. Несанкционированные свалки ТБО в различных классификациях техногенных отложений / Ю.С. Иванова // Антропогенная трансформация природной среды: мат. междунар. семинара молодых ученых. – Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2009. – С. 176-181.
    
19. Иванова, Ю.С. Урбоэкосистема как феномен и объект изучения / Ю.С. Иванова // Антропогенная трансформация природной среды: мат. междунар. семинара молодых ученых. – Перм. гос. ун-т. – Пермь, 2009. – С. 226-231.
    
20. Иванова, Ю.С. Отходы как специфический фактор урбосреды и способы его оптимизации / Ю.С. Иванова // Современные малые города: проблемы и перспективы развития: сб. ст. Часть IV - V. - Ярославль - Ивантеевка: изд-во «Канцлер», 2010. - С. 104-107.
    
21. Иванова, Ю.С. Почвы ООПТ как фоновые индикаторы при геохимических исследованиях в урбоэкосистемах / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Урбоэкосистемы: проблемы и перспективы развития: мат. V научно-практич. конф. - Ишим: изд-во ИГПИ им. П.П. Ершова, 2010. - Вып 5. - С. 273-274.
    
22. Иванова, Ю.С. О необходимости сохранения городских почв ради их экологических функций / Ю.С. Иванова // Любищевские чтения – 2010. Современные проблемы экологии и эволюции: сб. мат. конф. – Ульяновск: Ульяновский государственный педагогический университет, 2010. – С. 317–321.
    
23. Иванова, Ю.С. Микростроение городских почв, захламленных бытовыми отходами / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: мат. VII междунар. научно-практич. конф. - Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды. – Тольятти: Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2010. – С. 234–242.
    
24. Иванова, Ю.С. Эколого-геохимическая характеристика городских почв в местах стихийных свалок бытовых отходов / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Минералогия техногенеза–2010: науч. изд. - Миасс: ИМин УрО РАН, 2010. - С. 170-181.
    
25. Иванова, Ю.С. Микроморфология в изучении нарушенных экологических функций городских почв, захламлённых бытовыми отходами / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове: сб. мат. IV всеросс. науч. конф. с междунар. участием. - Томск: ТМЛ-Пресс, 2010. - Т. 2. - С. 76-78.
    
26. Иванова, Ю.С. Об особенностях терминологии почвенно-экологических исследований в современном городе / Ю.С. Иванова // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева: научно-теоретич. журнал. - Серия «Экология». - Вып. 9. - Тольятти: Волжский университет им. В. Н. Татищева, 2010. - С. 38-41.
    
27. Иванова, Ю.С. Стихийные свалки бытовых отходов как локальные геохимические аномалии / Ю.С. Иванова // Уральская минералогическая школа - 2010: мат. всеросс. науч. конф. студентов, аспирантов, научных сотрудников академических институтов и преподавателей вузов геологического профиля. - Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2010. - С. 73-75.
    
28. Иванова, Ю.С. Классификация и номенклатура неорганизованных мест размещения отходов как основа для формирования современного культурного слоя : реферат 51 / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Ресурсосберегающие технологии. Экспресс-информация. ВИНИТИ. - 2010. - №23. - С. 15-20.
    
29. Гусарова, В.С. Исследование пойменных почв р. Свияга в окрестностях с. Арбузовка в Цильнинском районе Ульяновской области / В.С. Гусарова, Ю.С. Иванова, И.А. Ростов // Любищевсике чтения - 2011. Современные проблемы эволюции: сб. мат. междунар. конф. - Ульяновск: УлГПУ, 2011. - С. 291-294.
    
30. Иванова, Ю.С. Об актуальной опасности стихийных свалок бытового мусора / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Вестник Волжского университета им. В.Н. Татищева: научно-теоретич. журнал. - Серия «Экология». - Вып. 10. - Тольятти: Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2010. - С. 86-89.
    
31. Иванова, Ю.С. Почвенно-экологические исследования в окрестностях Карлинской засечной черты Ульяновской области с целью мониторинга и охраны почв / Ю.С. Иванова, В.С. Гусарова, А.А. Каздым // Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики: мат. VIII междунар. научно-практич. конф. - Актуальные проблемы экологии и охраны окружающей среды. – Тольятти: Волжский университет им. В.Н. Татищева, 2011. – С. 56-64.
    
32. Иванова, Ю.С. Литолого-микроморфологический анализ почвоподобного субстрата свалок в свете концепций «памяти почв» и экологических функций почвы / Ю.С. Иванова, А.А. Каздым // Минералогия техногенеза-2011. Миасс: ИМин УрО РАН, 2011. - С. 239-261.
    
33. Иванова, Ю.С. Эколого-геохимическая опасность локальных несанкционированных свалок на территории г. Ульяновска / Ю.С. Иванова // Ульяновский медико-биологический журнал. - 2011. - №1. - С. 136-141.
    
34. Иванова, Ю.С. Геоэкологическая опасность стихийных свалок бытовых отходов (на примере территории г. Ульяновска) / Ю. С. Иванова // Проблемы геологии, геоэкологии и рационального природопользования: сб. статей всеросс. науч. симпозиума к 80-летию со дня рождения профессора Э.А. Молостовского. - Том I. Геоэкология как междисциплинарная наука. Саратов: Саратовский гос. тех. ун-т, 2011. - С. 57-65.
    

Условные обозначения:

ОДК - ориентировочно-допустимая концентрация; ПДК - предельно-допустимая концентрация; ТБО - твердые бытовые отходы; ТМ - тяжелые металлы;

Сi - концентрация ТМ в образцах почво-грунта несанкционированных свалок; Сфон - концентрация ТМ в контрольных образцах; Zc - суммарный показатель загрязнения.