Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Мониторинг и охрана городской среды. Учебное пособие
.pdf
51
макрокомпонентный состав городских почв, особенности строения
городского рельефа, состав и условия образования почвоподстилающих
пород. Учесть все эти факторы в комплексе возможно только на
ландшафтно-геохимической основе. С этой целью были проведены работы
по составлению карты геохимических ландшафтов города Таганрога.
Таганрог
В процессе исследований на территории города было выделено 47
геохимических ландшафтов. Отличительной их особенностью является то,
что в исторически недалёком прошлом все они были биогенными, т. е. в их
пределах преобладал биогенный тип миграции химических элементов и их
соединений. Возникновение города повлекло за собой то, что
преобладающим типом миграции стал техногенный. Разные городские
ландшафты испытывают разную по интенсивности техногенную нагрузку,
т. е. соотношение типов миграции в них будет различным, а
следовательно, различны будут условия миграции, концентрации и
перераспределения загрязняющих веществ.
Для того чтобы наиболее полно учесть эти условия, разделение
городских геохимических ландшафтов в пределах территории проводилось
по пяти основным таксономическим уровням.
На первом уровне выделение ландшафтов основывалось на учёте
ведущего вида миграции, которым в пределах городской территории,
несомненно, является техногенный. Следовательно, для данной
территории будет характерен ряд особенностей, а именно:
- низкая значимость биологического круговорота;
- значительная интенсивность процессов техногенной миграции
элементов и их соединений;
- присутствие в объектах окружающей среды ряда ксенобиотиков
(химических соединений, практически не имеющих природных аналогов).
52
На втором классификационном уровне разделение городских
геохимических ландшафтов проводилось с учётом особенностей
техногенной миграции. В соответствии с этим вся городская территория
была разделена на ландшафты-источники загрязнения и ландшафты-
объекты загрязнения. К первым были отнесены ландшафты
промышленных предприятий и пустырей. Ко вторым – ландшафты жилых
зон, детских и учебных учреждений, зон отдыха.
Ландшафты промпредприятий являются источниками загрязнения. К
таким ландшафтам относятся территории, расположенные в пределах
города и занятые заводами, фабриками, вокзалами, гаражами, портом,
мелкими промпредприятиями. Всего территория, занимаемая
промышленными ландшафтами, занимает около 24 % площади города.
Наиболее широко они развиты в северной и восточной частях города.
Значительно меньшее развитие они получили на юго-западе города.
Влияние ландшафтов промпредприятий на эколого-геохимическую
обстановку различное. Каждое предприятие является источником
большого количества загрязняющих веществ и их соединений,
перемещение которых может происходить на многие километры.
При этом влияние каждого из ландшафтов промышленной зоны (и их
комплексное влияние) на загрязнение городской среды может быть как
прямым, так и косвенным. Под прямым влиянием понимается загрязнение,
формирующееся в результате накопления в почвах, воде, растениях
комплекса элементов и их соединений, используемых в производственном
цикле. Косвенное влияние проявляется в загрязнении городской среды в
результате воздействия на неё выбросов промпредприятий, которые
активизируют процессы концентрации загрязняющих веществ от других
источников. Примером косвенного влияния может служить накопление
ряда тяжёлых металлов в почве в результате воздействия на неё
сероводорода, который связывает тяжелые металлы в нерастворимые
сульфиды.
53
Ландшафты пустырей в геохимическом отношении как бы занимают
промежуточное положение между ландшафтами, являющимися объектами
загрязнения, и ландшафтами-источниками загрязнения.
С одной стороны, они претерпели наименьшее антропогенное
воздействие, на них отсутствует застройка, частично сохранились
естественные сообщества, не изменён рельеф, сохранены естественные
почвоподстилающие породы. Вследствие этого, здесь мало нарушен
биологический круговорот, и процессы концентрации загрязняющих
веществ не играют значительной роли. С другой стороны, в пределах
ландшафтов пустырей постепенно образуются свалки (преимущественно
техногенного мусора), что обязательно должно повлечь за собой
накопление в почвах и растениях загрязняющих веществ, в результате чего
ландшафты пустырей будут становиться дополнительными
самостоятельными источниками загрязнения.
Небольших по площади пустырей в городе довольно много, но они в
отдельные ландшафты не выделяются, а наиболее крупные расположены
в северо-восточной части города. На их долю приводится 8,9 % от общей
площади города.
К ландшафтам, являющимся объектами загрязнения, отнесём
ландшафты жилых зон, детских, учебных и лечебно-оздоровительных
заведений и зон отдыха. Ландшафты жилых зон занимают основную часть
городской территории – 55 % от её общей площади. Основным
параметром, влияющим на распределение химических элементов и их
соединений (в том числе и загрязняющих веществ) в пределах жилой зоны,
является этажность её застройки. Влияние этажности проявляется в
особенностях воздушного переноса химических соединений, в наличии
того или иного комплекса элементов и их соединений, изначально
используемых при строительстве, в степени утилизации отходов (как
бытовых, так и строительных) и в присутствии разных комплексов
элементов (и их соединений), выбрасываемых в городскую среду
54
отопительными системами. Совместное воздействие комплекса данных
факторов и будет определять эколого-геохимическую обстановку в
ландшафтах жилой зоны. Поэтому дальнейшее разделение ландшафтов в
пределах жилой зоны на первом классификационном уровне
производилось с учётом этажности застройки.
Одноэтажные постройки занимают большую часть города и
расположены в северной (20 %), центральной (20 %) и южной (60 %)
частях города. Центр города сложен, в основном состоит из 1-2-5-этажных
построек. Микрорайоны, расположенные на юго-западе, состоят из 5-9-
этажных зданий.
Все жилые постройки, соответственно, удалены на разные расстояния
от промпредприятий.
К ландшафтам детских, учебных и лечебно-оздоровительных
учреждений мы отнесли детские сады с прилегающим и к ним детскими
спортивными площадками, а также школы, институты и больницы.
Расположены эти ландшафты по площади города крайне неравномерно.
Характерно, что значительная часть этих ландшафтов расположена либо
внутри промышленных зон, либо непосредственно граничит с ними.
Занимают эти ландшафты около 5 % городской территории.
С экологической точки зрения ландшафты детских, учебных и
лечебно-оздоровительных учреждений являются наиболее важными
объектами городской среды. Дети, являющиеся наиболее восприимчивыми
к загрязнению среды, треть своей жизни проводят на территории именно
этих ландшафтов. Поэтому дальнейшее планирование строительства
детских и учебных заведений необходимо с обязательным учётом
ландшафтно-геохимических факторов, влияющих на процессы миграции и
концентрации загрязняющих веществ. При этом необходимо учитывать не
только воздействие источников загрязнения на ландшафты детских
учреждений, но и особенности влияния на них соседних ландшафтов, на
первый взгляд не являющихся ярко выраженными источниками
55
загрязняющих веществ. И, кроме того, необходимо принимать во
внимание те изменения ландшафтно-геохимического строения городской
территории, которые произойдут в результате строительства самих
детских, учебных и лечебно-оздоровительных заведений. На первый
взгляд незначительные изменения, такие, как вырубка зелёных
насаждений или смена их видового состава, смена почвенного покрова,
выравнивание естественного рельефа, подсыпка под фундаменты щебня с
контрастным содержанием элементов, могут привести к активизации
процессов накопления химических элементов и их соединений (в том
числе и загрязняющих веществ). А это, в свою очередь, повлечёт рост
заболеваемости у детей.
К ландшафтам зон отдыха были отнесены парки, стадионы и пляжи.
Характерной эколого-геохимической особенностью этих ландшафтов
является то, что они представляют собой своеобразные барьеры на пути
загрязняющих веществ, мигрирующих как с поверхностным стоком, так и
в результате воздушного переноса от источников загрязнения. При этом в
некоторых случаях ландшафты зон отдыха, не являясь прямыми
источниками загрязнения, могут оказывать опосредованное загрязняющее
влияние на городскую среду. Так, сжигание осенней листвы в парках
приводит к поступлению в городскую атмосферу ряда токсичных
элементов и их соединений. Характерно, что к осени в древесной листве
накапливается наибольшее количество токсичных веществ. В результате
листопада растения как бы выводят эти вещества из своего организма.
Сжигая опавшие листья, человек наносит неоспоримый вред как городской
среде в целом, так и себе самому в частности. Кроме того, ряд тяжёлых
металлов (свинец, цинк, стронций), содержащихся в листве, наиболее
токсично воздействует на человеческий организм при попадании в него
через дыхательные пути, а именно это и происходит при осеннем
сжигании листвы.
56
С целью детального учёта особенностей биологического круговорота
химических элементов и их соединений в пределах городских территорий
был специально выделен дополнительный таксономический подуровень
геохимических ландшафтов. Данный подуровень позволяет учесть
структуру растительных сообществ в пределах городской территории, и
соответственно, эколого-геохимические особенности биологического
круговорота.
Преобладание того или иного растительного сообщества
(преимущественно древесно-кустарникового) определяет количество
элементов, ежегодно выводимых из биологического круговорота (из
городской среды), степень очистки городских почв, интенсивность
выделения загрязняющих веществ из атмосферы, количество выделяемого
в атмосферу кислорода. В соответствии с этим в пределах города на
втором таксономическом уровне были выделены следующие ландшафты:
‒ ландшафты с преобладанием фруктово-ягодной древесно-
кустарниковой растительности;
‒ ландшафты с преобладанием декоративно-кустарниковой
растительности;
‒ ландшафты со смешанным типом древесно-кустарниковой
растительности.
Для ландшафтов с преобладанием фруктово-ягодной древесно-
кустарниковой растительности характерны следующие эколого-
геохимические особенности:
‒ значительная масса элементов (и их соединений) вместе с урожаем
выносится за пределы ландшафта;
‒ ежегодно в пределы данных ландшафтов вносится большое
количество элементов (с удобрениями и пестицидами) зачастую в виде
соединений, не имеющих аналогов в природе, а следовательно, резко
нарушающих эколого-геохимическую обстановку;
‒ суммарная площадь листового покрытия для данных ландшафтов
57
максимальна (по сравнению с другими ландшафтами городской
территории), а следовательно, здесь более значительная часть соединений,
мигрирующих воздушным путём, будет вовлекаться в биологический
круговорот;
‒ из-за низкой заглублённости корневой системы в биологический
круговорот постоянно вовлекаются новые и новые порции соединений,
имеющих техногенную природу.
Ландшафты с преобладанием фруктово-ягодной и древесно-
кустарниковой растительности занимают 30,5 % от общей площади города.
Они расположены на территории, занятой одноэтажными постройками.
Видовой состав их разнообразен.
Для ландшафтов с преобладанием декоративно-кустарниковой
растительности характерны следующие эколого-геохимические
особенности:
высокая интенсивность вовлечения элементов и их соединений (в
том числе и загрязняющих веществ) в биологический круговорот;
крайне незначительные количества элементов и их соединений,
выносимых за пределы ландшафтов;
меньшее (по сравнению с ландшафтами и с преобладанием
фруктовых деревьев) поглощение химических соединений из воздуха;
большая глубина корневой системы, позволяющая постоянно
вовлекать в биологический круговорот элементы из корневых пород,
т. е. те элементы, к которым наиболее приспособлена окружающая
среда в данном районе;
значительное количество выделяемого кислорода.
Ландшафты с преобладанием смешанного типа декоративной
древесно-кустарниковой растительности расположены на площади,
занятой ландшафтами зон отдыха, промышленных зон, кладбищ, пустырей
и свалок. Видовой состав этой группы разнообразен. Площадь, покрытая
58
декоративными древесно-кустарниковыми ассоциациями, составляет 14,6
% от общей площади города.
Ландшафты с преобладанием смешанного типа растительности по
своим эколого-геохимическим особенностями стоят между ландшафтами с
преобладанием декоративной древесно-кустарниковой растительности и
ландшафтами с преобладанием плодовых деревьев и кустарников. Вынос
элементов в биогенной форме здесь будет несколько ниже, чем в
ландшафтах с преобладанием плодовой растительности, но выше, чем в
ландшафтах с преобладанием декоративной, привнос элементов в
техногенной форме сравним с их привносом в ландшафтах с декоративной
растительностью, степень концентрации элементов из атмосферы ниже,
чем в ландшафтах с преобладанием плодовой растительности, но выше,
чем в ландшафтах с преобладанием декоративной, а интенсивность
выделения кислорода наоборот.
Область распространения этих ландшафтов находится в районах
многоэтажных домов и детских учреждений. Здесь среди декоративной
древесно-кустарниковой растительности выделяются садовые участки,
высаженные жителями домов.
В этой группе наиболее распространёнными среди декоративной
растительности являются: тополь пирамидальный, робиния
ложноакациевая, ива вавилонская плакучая, спирея вангутта, клён, платан,
каштан конский, ель европейская. Среди кустарниковых: сирень
обыкновенная, чубашник обыкновенный, жасмин. Среди фруктовых
деревьев распространены: абрикос, алыча, вишня, тутовик, слива, яблоня,
реже – айва, груша, персик.
Площадь, занятая этой группой ландшафтов, составила 16,7 % от
общей площади города. На третьем классификационном уровне
объединение геохимических ландшафтов городской территории
производилось в зависимости от особенностей процессов миграции,
концентрации и перераспределения элементов и их соединений (в том
59
числе и загрязняющих веществ) в почвах. Для почв характерна
наибольшая активизация эколого-геохимических процессов в верхнем (0
– 10 см) горизонте – гумусовом слое. Кроме того, почвы являются
основным связующим звеном между грунтовыми водами и коренными
породами, с одной стороны, и приземной атмосферой и живыми
организмами, в том числе человеком, с другой. Учитывая, что
почвоподстилающие породы являются единственным природным
источником элементов и их соединений в городскую среду, а грунтовые
воды – полуприродным источником (их состав определяется как
естественными, так и антропогенными факторами), а атмосфера
поставляет в городскую среду практически только техногенные
соединения, можно с уверенностью говорить, что в городских почвах (как
связующем звене) чаще всего будет наблюдаться сложное переплетение
процессов природной и техногенной миграции элементов и их соединений.
Кроме того, из всех объектов городской среды именно почвы способны в
течение длительного периода накапливать загрязняющие вещества,
мигрирующие тем или иным путём (воздушная миграция, поверхностный
сток, техногенная механическая миграция и т. д.) от источников
загрязнения в городскую среду.
Перемещение химических элементов и их соединений в почвах, как
природных, так и техногенных ландшафтов, в большинстве случаев
определяется следующими факторами:
- режимом кислорода и серы (окислительные и восстановительные
обстановки);
- щелочно-кислотные условиями;
- набором типоморфных (наиболее подвижных, характеризующихся
высокими кларковыми содержаниями) элементов.
В различных ландшафтных условиях выделяют обычно три типа
окислительно-восстановительной обстановки:
- окислительная со свободным кислородом;
60
- глеевая восстановительная без свободного кислорода;
- сероводородная.
Для всех геохимических ландшафтов, выделенных в пределах
территории города Таганрога (как относящихся к источникам загрязнения,
так и к объектам его), характерны:
- слабая окислительная обстановка в почвах;
- слабощелочная среда;
- гидрокарбонатно-кальциевый класс водной миграции.
Вследствие этого в городских почвах увеличивается подвижность
таких металлов, как медь, цинк, марганец, кобальт, уменьшается
подвижность молибдена. Кроме того, образуются легкорастворимые
бикарбонаты марганца, никеля, бария и стронция, что делает эти металлы
наиболее доступными для растений (в том числе служащих продуктами
питания).
Исключительно редко (в пределах 0,3 % точек опробования почв) в
городских почвах обнаружено некоторое преобладание катионов натрия, а
также сульфат- и хлорид-ионов. Однако крайне низкое их площадное
распространение, а также значительная разнообразность в пределах
городской территории позволяют с уверенностью утверждать, что эти
ионы практически не оказывают воздействия на направленность процессов
миграции, концентрации и перераспределения элементов и их соединений
в городских геохимических ландшафтах.
В пределах четвёртого классификационного уровня объединение
городских геохимических ландшафтов производились в зависимости от
особенностей рельефа городской территории. С эколого-геохимической
точки зрения особенности городского рельефа влияют:
- на направление и интенсивность процессов поверхностной
механической миграции химических элементов и их соединений (в том
числе и загрязняющих веществ);
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]