Экологическая оценка ландшафта (на примере ЛОД РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева)

 

Почвенный покров САО

 

Городские почвы - сложные и быстро развивающиеся природноантропогенные образования. Их основное отличие от природных связано с интенсивным накоплением в течение длительного времени "культурного слоя" особого состава и строения.

Очаги техногенного загрязнения  почв представляют собой избыточную

концентрацию в почвах не одного, а — целого комплекса химических элементов, а интенсивность загрязнения оценивается по суммарному показателю загрязнения (СПЗ). На почвенный покров округа ложится относительно высокая техногенная нагрузка, по степени его загрязнения округ занимает четвертое место среди других административных округов Москвы. В трех районах округа - Сокол, Дмитровский, Бескудниковский - состояние почвенного покрова оценивается как наименее удовлетворительное (здесь обнаруживаются повышенные содержания хрома, меди, свинца, цинка), в наиболее удовлетворительном состоянии находятся почвы в районах Западное Дегунино, Левобережный.

 

Атмосферный воздух САО

 

Территория округа характеризуется  большой транспортной нагрузкой,

значительным объемом промышленных выбросов на единицу площади, относительно высоким среднесуточным содержанием пыли в воздухе. Отрадно отметить, что в 1999 году произошло значительное снижение "вклада" промышленных предприятий Северного округа в загрязнение атмосферного воздуха Москвы. Несмотря на небольшой вклад промышленности в общий объём загрязнения,

абсолютные объёмы достаточно велики. На территории округа находится

несколько крупных промышленных объектов, площадок автопредприятий, гаражей, складов, оказывающих сильное  влияние на прилегающие жилые кварталы - Химки, Ховрино, Дегунино, Коровино, Коптево.

Наибольший объём выбросов в атмосферу имеют завод имени Войкова, ТЭЦ-21, заводы «Изолятор», «Кристалл», порошковой металлургии. В воздухе вблизи химического завода имени Войкова содержатся жиры уксусной кислоты, хлороформ, фурфурол, диэтиламин, фтор и его соединения и другие вредные вещества.

Предприятия машиностроения – «Двигатель», «Ритм» - дают целый  букет выбросов.

Выездные бригады гидрометеослужбы регулярно определяют многократные

превышения ПДК по оксиду углерода и ксилолу в отдельных районных округа.

Для оценки степени загрязнения  атмосферы используют гигиенические

показатели качества воздуха - максимальные разовые и среднесуточные

предельнодопустимые концентрации загрязняющих веществ в воздухе. Состояние атмосферного воздуха тесно связано с объемом выбросов от стационарных (промышленность, энергетика) и передвижных источников загрязнения (все виды транспорта) и зависит от наличия неблагоприятных метеоусловий.

На большей части территории округа состояние атмосферного воздуха

оценивается как не вполне удовлетворительное, наиболее чист атмосферный

воздух на территории муниципальных районов Сокол и Войковский.

Самым сильным источником негативного воздействия на окружающую природную среду является автомобильный транспорт.

За последние десятилетия автомобильный парк города вырос более чем в три

раза, что существенно увеличило техногенные нагрузки на окружающую среду. Доля транспортных земель (улично-дорожная сеть, предприятия транспорта, гаражи) в округе составляет 2180 га (один из наибольших показателей в Москве), из них улично-дорожная сеть занимает 1103,4 га. Загрязнение атмосферного воздуха наиболее сильно проявляется на основных магистралях округа - Ленинградском проспекте, Ленинградском, Волоколамском, Дмитровском шоссе: Превышение предельно-допустимых концентраций вредных веществ на автомагистралях отмечается в 3 раза чаще, чем в зоне влияния промышленных предприятий. Значительным загрязнителем атмосферного воздуха является Автобусный парк №7.

По результатам комплексной  оценки влияния транспорта на экологическую

обстановку округа оказалось, что наибольшее влияние испытывают территории районов Беговой, Савеловский, Аэропорт, Хорошевский, Войковский., относительно незначительна транспортная нагрузка в районе Головинский. Основной вклад в валовый выброс в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных источников загрязнения - почти 90% от суммарного промышленного загрязнения - вносят предприятия топливно-энергетические комплекса, основные из них: ТЭЦ- 21 и ТЭЦ-28.

В последние годы наблюдается  тенденция к снижению доли округа в

общемосковском объеме атмосферных выбросов: в 1991 г. - 15.4%, в 1999 г. -

10%. Такие предприятия как хладокомбинаты № 2 и 15, Бусиновский

мясоперерабатывающий комбинат, портохладокомбинат «Мосрыба», Лианозовский молочный комбинат относятся к объектам потенциального экологического риска, так как в специфике их работы используются экологически опасные вещества - аммиак и хлор.

 

Промышленные  объекты повышенной экологической  опасности САО

 

 1.Лианозовский завод керамзитового гравия               

  2.Трубозаготовителъное  предприятие

  3. Завод «Моссельмаш»

  4.Химический завод  им.Войкова

  5.Братцевская птицефабрика

  6. Завод порошковой  металлургии

  7.Заводы железобетонных  изделий — 3 завода

  8.Домостроительные комбинаты  — 2 комбината

  9.Завод «Полиэтилен»

  10. ПО « Медпрепараты»

  11.Комбинат нерудных материалов.

  12. Мусоросжигательный завод

 

Свойства  свинца как тяжелого металла

 

Свинец - это химический элемент IV группы периодической таблицы. Относительная  атомная масса (Ar = 207,2) является усредненной из масс нескольких изотопов: 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) и 208Pb (52,4%).

Содержание в земной коре 1,6·10⁻³ % по массе. Самородный свинец встречается редко, круг пород, в которых он установлен, достаточно широк: от осадочных пород до ультраосновных интрузивных пород. В этих образованиях он часто образует интерметаллические соединения (например, звягинцевит (Pd,Pt)₃(Pb,Sn) и др.) и сплавы с другими элементами (например, (Pb + Sn + Sb)). Он входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них: галенит PbS, церуссит PbCO₃, англезит PbSO₄ (сульфат свинца); из более сложных — тиллит PbSnS₂ и бетехтинит Pb₂(Cu,Fe)₂₁S₁₅, а также сульфосоли свинца — джемсонит FePb₄Sn₆S₁₄, буланжерит Pb₅Sb₄S₁₁. Всегда содержится в рудах урана и тория, имея часто радиогенную природу

 

Физические свойства:

Свинец имеет синеватый цвет и металлический блеск, что легко  видеть на свежем разрезе свинца, но такой вид сохраняется очень  недолго, так как под влиянием кислорода воздуха поверхность  свинца покрывается тонким слоем  окислов. Свинец очень мягок (однако, тверже калия и натрия); он оставляет  черту на бумаге, легко вальцуется и вытягивается; присутствие в  нем других металлов, даже в небольших  количествах, сильно изменяет его твердость. 
Удельный вес свинца дается различными исследователями от 11,3 до 11,5. По опытам Анри Этьен Сент-Клер Девилля, удельный вес кристаллического свинца 11,25. Колебание в удельном весе, по мнению Спринга, объясняется различным содержанием газовых пузырьков в образчиках свинца, подвергавшихся исследованию; чтобы показать это, Спринг сжимал до 20000 атм. Свинец, который имел при 14° удельный вес 11,35; после сжатия удельный вес поднялся до 11,50. Температура плавления свинца 326°, при более сильном нагревании свинец начинает обращаться в пар и в пустоте перегоняется. Температура кипения при обыкновенных условиях лежит выше 1000°. Теплоемкость свинца между 17° - 108° равна 0,03050; между 13° - 197°; между 16° - 297° = 0,03437; для жидкого свинца она равна 0,04096. Электропроводность 8,88 (для серебра 100).  

Химические свойства:

Химически свинец сравнительно малоактивен —  в электрохимическом ряду напряжений этот металл стоит непосредственно  перед водородом.

На  воздухе восемьдесят второй элемент  быстро окисляется, покрываясь тонкой пленкой оксида PbO, препятствующему дальнейшему разрушению металла. Вода сама по себе не взаимодействует со свинцом, но в присутствии кислорода металл постепенно разрушается водой с образованием амфотерного гидроксида свинца (II):

2Pb + O2 + 2H2O → 2Pb(OH)2

При соприкосновении с жесткой водой  свинец покрывается защитной пленкой  нерастворимых солей (в основном сульфата и основного карбоната  свинца), препятствующей дальнейшему  действию воды и образованию гидроксида.

Разбавленные  соляная и серная кислоты почти  не действуют на свинец. Это связано  со значительным перенапряжением выделения  водорода на свинцовой поверхности, а также с образованием защитных пленок трудно-растворимых хлорида РbCl2 и сульфата PbSO4 свинца, закрывающих поверхность растворяющегося металла. Концентрированные серная H2SO4 и хлорная НCl кислоты, особенно при нагревании, действуют на восемьдесят второй элемент, причем получаются растворимые комплексные соединения состава Pb(HSO4)2 и Н2[РbCl4]. В HNO3 свинец растворяется легко, причем в кислоте низкой концентрации быстрее, чем в концентрированной азотной кислоте. Это явление легко объяснить — растворимость продукта коррозии (нитрата свинца) снижается с увеличением концентрации кислоты.

Pb + 4HNO3 → Pb(NO3)2 + 2NO2 + H2O

Сравнительно  легко свинец растворяется рядом  органических кислот: уксусной (CH3COOH), лимонной, муравьиной (HCOOH), это связано с  тем фактом, что органические кислоты  образуют свинцовые легкорастворимые соли, которые ни в коей мере не могут  защитить поверхность металла.

В щелочах  свинец также растворяется, хотя и  с небольшой скоростью. Концентрированные  растворы едких щелочей при нагревании реагируют со свинцом с выделением водорода и гидроксоплюмбитов типа Х2[Рb(ОН)4], например:

Pb + 4KOH + 2H2O → K4[Pb(OH)6] + H2↑

По  растворимости в воде соли свинца делятся на растворимые (ацетат, нитрат и хлорат свинца), малорастворимые (хлорид и фторид) и нерастворимые (сульфат, карбонат, хромат, фосфат, молибдат и сульфид). Все растворимые соединения свинца ядовиты. Растворимые соли свинца (нитрат и ацетат) в воде гидролизуются:

Pb(NO3)2 + H2O → Pb(OH)NO3 + HNO3

Для восемьдесят второго элемента характерны степени окисления +2 и +4. Значительно  более устойчивы и многочисленны  соединения со степенью окисления свинца +2.

Соединение  свинца с водородом PbH4 получается в  небольших количествах при действии разбавленной соляной кислоты на Mg2Pb. PbH4 — бесцветный газ, который  очень легко разлагается на свинец и водород. С азотом свинец не реагирует. Азид свинца Pb(N3)2 — получаемый взаимодействием растворов азида натрия NaN3 и солей свинца (II) — бесцветные игольчатые кристаллы труднорастворимые в воде, при ударе или нагреве разлагается на свинец и азот со взрывом. Сера действует на свинец при нагревании с образованием сульфида PbS — черного амфотерного порошка. Сульфид может быть получен также при пропускании сероводорода в растворы солей Pb (II). В природе сульфид встречается в виде свинцового блеска — галенита.

При нагревании свинец соединяется с  галогенами, образуя галогениды PbX2, где X — галоген. Все они малорастворимы в воде. Получены также галогениды PbX4: тетрафторид PbF4 — бесцветные кристаллы и тетрахлорид PbCl4 — желтая маслянистая жидкость. Оба соединения легко разлагаются водой, выделяя фтор или хлор; гидролизуются водой.

 

Содержание  и свойства свинца в почве

 

Содержание в почве  свинца обычно колеблется от 0,1 до 20 мг/кг. Свинец отрицательно влияет на биологическую  деятельность в почве, ингибирует активность ферментов уменьшением интенсивности  выделения двуокиси углерода и численности  микроорганизмов.

Свинец также обладает способностью передаваться по цепям  питания, накапливаясь в тканях растений, животных и человека. Доза свинца, равная 100 мг/кг сухого веса корма, считается  летальной для животных.

Свинцовая пыль оседает на поверхности почв, адсорбируется  органическими веществами, передвигается  по профилю с почвенными растворами, но выносится за пределы почвенного профиля в небольших количествах.

Исследователи изучили процесс  накопления свинца в почве. Из атмосферы  в почву свинец попадает чаще всего  в форме оксидов, где постепенно растворяется, переходя в гидроксиды, карбонаты или форму катионов.

Если почва прочно связывает  свинец, это предохраняет от загрязнения  её грунтовые и питьевые воды, растительную продукцию. Но тогда сама почва постепенно становится все более зараженной и в какой-то момент может произойти  разрушение органического вещества почвы с выбросом свинца в почвенный  раствор. В итоге такая почва  окажется непригодной для сельскохозяйственного  использования. Общее количество свинца, которое может задержать метровый слой почвы на 1 гектаре, достигает 500-600 тонн. Такого количества свинца даже при  очень сильном загрязнении в  обычной обстановке не бывает. Почвы  песчаные, малогумусовые устойчивы  против загрязнения; это значит, что  они слабо связывают свинец, легко  отдают его растениям или пропускают через себя с фильтровыми водами.

Установлено, что в слое глубиной до 5 см свинец накапливается  более интенсивно, чем медь, молибден, железо, никель и хром. И это печально, поскольку из всего этого ряда свинец – самый ядовитый.

На каждый квадратный метр суши в течение года атмотехногенным путем в среднем выпадает 5.6—9.5 мг свинца. Однако главная опасность для городских ландшафтов заключается не только и не столько в больших концентрациях поступления свинца в почвы. За тот же период к уже имеющимся запасам, например, марганца, прибавляется почти в 2 раза больше, чем свинца. Тем не менее, экологическая опасность наличия свинца в почвах в 43 раза больше, чем того же марганца.