Содержание цинка в городских почвах

н ые о концентрации в почвах ряда городов цинка (отметим, что среднее содержание его в почвах, по данным А.П. Виноградова, составляет 50 • 10^-4%.

Таким образом, почвы значительных по размерам селитебных ландшафтов можно рассматривать как крупные техногенные литохимические аномалии, образовавшиеся преимущественно за счет осаждения коллоидных частиц из атмосферного воздуха. Ос­новными источниками этих частиц являются различные промы­шленные предприятия и транспорт.

Изучение таких аномалий показало, что, несмотря на различ­ные климатические и ландшафтно-геохимические условия, а так­же на преобладание в городах различных предприятий, элемент­ный состав всех изучаемых аномалий практически одинаков: Рb, Zn, Сu, Мо, Со, Сr, Ва, Ni, Мn, V, Gа, Тi, Sr. Однако значения коэффициентов аномальности этих элементов могут существен­но отличаться. Содержание одних элементов незначительно отли­чается от фонового (аномального содержания для девяти коррелирующих точек —см. 4.4.2), а других — превышает фоновое в ты-

442

сячи раз. Элементы, концентрации которых в техногенных аномалиях высока, называют «приоритетными» загрязнителями.

В городских растениях также отмечаются повышенные концентрации практически тех же химических элементов, что и в почвах. Следовательно, крупные промышленные города можно рассматривать и как техногенные биогеохимические аномалии Рb, Zn, Cu, Mо и т.д. того же генезиса, что почвенные аномалии. Следует отметить, что зоны максимальных концентраций загрязняющих пементов в почвах и растениях часто могут не совпадать, что объ­ясняется многими факторами (см. 6.4.2).

Растительные и животные организмы (включая людей), живу­щие или находящиеся продолжительное время в местах образо­вания техногенных аномалий металлов за счет осаждения колло­идных частиц, становятся более подверженными различным за­болеваниям. У растений развиваются хлороз, некроз, суховеточность и суховершинность. У людей чаще всего возникают различ­ные аллергические заболевания, а также болезни дыхательных пу­тей и легких. При дальнейшем повышении концентраций тяжелых металлов, осаждающихся из аэрозолей, возникают расстройства нерв­ной системы, начинает проявляться четкая корреляция числа он­кологических заболеваний с концентрацией металлов.

Промышленные предприятия, кроме того, выбрасывают в ат­мосферу громадное количество паров и газов различного соста­ва. Например, в городах с населением около 1 млн жителей за год этих поллютантов поступает несколько тысяч тонн. Из них обра­зуются различные аэрозоли с жидкой дисперсной фазой, в том чис­ле различные кислоты. Особенно много их образуется при пере­работке на металлургических предприятиях сульфидных руд. В рай­онах действия таких предприятий особо часты кислотные осадки.

К кислотным осадкам относятся воды дождя и снега с вели­чиной РН < 6,5. Кроме выбросов серы и ее оксидов, обычно свя­занных с переработкой сульфидных руд, важным источником промышленных коллоидов с жидкой дисперсной фазой могут бьпъ выбросы в атмосферу NO₂ и НС1. Выпадение кислотных осадков приводит к гибели ряда организмов в почвах и водоемах (от­мены случаи гибели даже рыб), снижению прироста лесов и их иканию. К районам, подверженным воздействию кислотных осадов относятся в первую очередь Центральный Казахстан, Западная Европа, Канада и США. Увеличение кислотности осадков, выпавших на границе США и Канады, примерно за 10 лет, показано рис. 8.1. К районам, особо опасным по последствиям вы-

443

Рис. 8.1. Кислотные дожди на юге США:

а — 60-е годы; б — 70-е годы XX века

падения кислотных осадков, следует отнести участки океаничес­ких мелководий, в пределах которых из-за невозможности размно­жения многих морских организмов может произойти глубокое на­рушение экологического равновесия, способное затронуть Миро­вой океан.

Промышленные предприятия и селитебные ландшафты в це­лом являются также источниками коллоидов в жидкой дисперсион­ной среде. Об их количестве и соотношении с природными кол­лоидами можно судить по следующим данным: от Москвы за год в речки поступает 20-30 тыс. т взвешенных частиц (Ю.Е.Сает, 1990);

в районе Вашингтона 1/5 часть взвешенных частиц поступает с ур­банизированных территорий, занимающих всего 1/50 площади во­досбора. Можно ориентировочно считать, что от населенных пунктов в аквальные ландшафты поступает в 2-5 раз больше взвешенных частиц, чем от природных.

О том, что значительная часть поступающего материала пред­ставлена коллоидными частицами, можно судить по разному (в 10 раз и больше) увеличению в составе донных отложений, ниже горо­дов и их очистных сооружений, частиц размером менше 0,005 мм.

Данных об элементном составе промышленных коллоидных частиц в жидкой среде мало. Однако образующиеся при их большой концентрации аномалии в донных отложениях рек имеют анало­гичный состав (Рb, Zn, Сu, Ni, Со, Fе и т.д.), даже если коллои-

444

ды поступали от различных и практически монопромышленных гордов. При этом в аномалиях коэффициент концентрации «приоритетных» загрязняющих веществ может быть в десятки раз выше чем у ее остальных элементов.

Пои сельскохозяйственных работах основная масса коллоидов образуется в процессе обработки полей. Как уже указывалось, даже самый легкий в стране трактор «Беларусь» после обработки 1 га земли оставляет после себя 13—14 т пыли. Ее легкие частицы очень быстро поднимаются в воздух, образуя аэрозоли. В результате в атмосферу попадают коллоиды почв, часть метаколлоидов снова переходит в коллоиды, а также поступает в атмосферу. Рас­сматриваемый процесс захватывает верхние, наиболее плодород­ные почвенные горизонты. Следовательно, увеличение количест­ва аэрозолей, вызванное сельскохозяйственной деятельностью, уменьшает плодородие почв.

Второстепенными (по массе) источниками коллоидных частиц являются удобрения и химические средства защиты определенных растений, истирающиеся орудия обработки почв и выхлопные га­зы транспорта. Но именно эти источники являются основными поставщиками металлов, которые либо образуют самостоятельные коллоиды, либо сорбируются многочисленными коллоидами гу­муса и глинистых минералов. С удобрениями из апатитовых кон­центратов в больших количествах поступают Аs, Sr, Y, Nb, Сd, Sn, Lа, Се; из желваковых и ракушечных фосфоритов — Zn, Аs, Sr, V, Сd, Sn, Lа, Се, Рb (Ю.Е. Сает и др., 1990).

За счет поверхностного стока значительная часть коллоид­ных частиц различного происхождения поступает в реки. При этом часть тяжелых металлов концентрируется в почвах пойм, образуя своеобразные пойменные аномалии.