Изучение почвы

Комбинирование показателей, характеризующих динамическое равновесие (стабильное состояние) или скорость возрастания концентрации металла-загрязнителя, и показателей скорости расширения площадей с разной степенью загрязнения этим металлом в процентах от всей площади района, подвергающегося техногенному воз действию, позволяет выделить экологически нормальную динамику массообмена металла и четыре типа аномальной динамики, обусловливающей прогрессирующее загрязнение (табл.8).

 

Таблица 8 – Тип динамики загрязнения тяжелыми металлами почвенного покрова в лесной зоне Европейской России (Добровольский).

 

Категория возрастания  концентрации металла в почве	Показатели скорости распространения загрязнения. % площади района в год
	<0.5	1-2	2-3	>3
Стабильное состояние  Возрастание: Умеренное Быстрое Очень быстрое	Н   Н З З	Н   З У К	Н   У К Д	З   К Д Д

Примечание. Н. - нормальная природная динамика. Типы динамики загрязнения: 3. - замедленная; У. - угрожающая; К. - кризисная; Д. - деструктивная.

 

Нормальная природная динамика обусловлена сбалансированностью масс металла, участвующих в циклах массообмена в ландшафтах. Ни в почвенном покрове, ни в других компонентах окружающей среды нарастающей аккумуляции металла не происходит. [6]

Замедленная динамика загрязнения  характеризуется преимущественно умеренным ростом концентрации металла в почве, на протяжении 10 лет достигающей от 2 до 5-кратного превышения местного геохимического фона. Этот уровень концентрации за длительное время (до 100 лет) может распространиться на всю территорию района. К этому типу динамики загрязнения относятся участки относительно сильного, но узколокального загрязнения, не влияющие на функционирование экосистем всего района, а также очень медленное и слабое увеличение содержания металле в почвенном покрове всего района, связанное с глобальными процессами. Замедленная динамика загрязнения соответствует категории отдаленного экологического риска.

Угрожающая динамика загрязнения  проявляется либо в слабом увеличении концентрации металла в почвах (до 5 значений геохимического фона за 10 лет), которое сравнительно быстро (30-50 лет) распространяется по всей площади района, либо в более активной аккумуляции металла в почве (6-10 значений геохимического фона за 10 лет), которые распространяются по площади района значительно медленнее (до 100 лет). Такая динамика загрязнения отвечает категории близкого экологического риска. Показатели этого типа динамики загрязнения дают возможность заблаговременно и без экономических стрессов планировать и осуществить меры по совершенствованию технологии предприятий-загрязнителей, а на загрязненной части территории осуществить фиторемедиацию. [8]

Кризисная динамика загрязнения отличается быстрым возрастанием концентрации металла в почвенном покрове (порядка 10 значений местного геохимического фона за 10 лет) и распространением этого процесса на весь район на протяжении десятков лет, или очень быстрым распространением на всю площадь почвенного покрова района невысоких концентраций (до 5 значений геохимического фона). Предотвращение загрязнения этого типа требует быстрых действий и значительных финансовых затрат. Участки, пораженные загрязнением на уровне около 10 значений геохимического фона, должны быть подвергнуты продолжительной фитомередиации.

 Динамика загрязнения сопровождается  очень быстрой аккумуляцией огромных масс металла в почве и охватывает весь район за 15—25 лет. Борьба с этим типом загрязнения требует срочных и экстраординарных мер вплоть до закрытия крупных промышленных предприятий для их переоборудования и совершенствования технологии. Сильнозагрязненные участки опасно использовать даже в рекреационных целях. [3]

Учитывая, что очищение почв от техногенных  масс тяжелых металлов невозможно с помощью инженерно-мелиоративных мероприятий, наиболее перспективным представляется использование фитомередиации, хотя этот оптимальный в экологическом отношении метод пока находится в состоянии опытных разработок. Подавляющее большинство растений активно поглощают тяжелые металлы, значений их коэффициентов биологического поглощения, как правило, превышает 1. Способность к гипераккумуляции металлов установлена у довольно большого числа растений как травянистых, так и древесных. Главная проблема практического применения фитомередиации - выбор культур растений, наиболее активно поглощающих металлы из почвы.

Использование фитомередиации целесообразно для тех случаев, когда после исключения действия индустриального загрязнителя, почва загрязнена тяжелыми металлами настолько сильно, что естественным путем на протяжении нескольких лет этот уровень не понизится, и в то же время не настолько высоко, что загрязненную почву надо вывозить, поскольку на ней не могут произрастать растения. Применительно к охарактеризованным выше типам загрязнения фиторемедиация экономически целесообразна на отдельных участках района с замедленной динамикой загрязнения (территории, относящиеся к категории отдаленного экологического риска), на большей части территории с угрожающей динамикой загрязнения (категория близкого экологического риска), а также в условиях кризисной динамики загрязнения после прекращения действия источника загрязнения. Для ситуации с деструктивной динамикой загрязнения применение фиторемедиация возможно в комплексе с разными приемами рекультивации. [5]

 

2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ ГОРОДА БРЯНСКА И БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

 

Обобщенные данные по структуре  загрязнения почв Брянской области  приведены в таблице 9.

Таблица 9 – Структура загрязнения почв области

 

Место отбора	Пестициды		Тяжелые металлы		Микробио-логические показатели		Гельминты
	Всего проб	%не отв.	Всего проб	%не отв.	Всего проб	%не отв.	Всего проб	%не отв.
Почва в местах производства растениеводческой продукции	1	–	3	33,3	14	–	–	–
Почва в зоне влияния  промпредприятий	3	–	107	25,2	2	25	8	12,5
Почва в зоне влияния  комплексов и ферм	–	–	–	–	6	–	–	–
Почва в селитебной зоне	27	–	198	7,07	132	–	856	4
Почва в зоне детских дошкольных учреждений	25	–	136	5,8	83	–	568	3,7

 

Загрязнение тяжелыми металлами.

Брянская область является регионом с невысоким техногенным прессингом на сельскохозяйственные агроценозы в силу сложившейся инфраструктуры промышленности. Объемы выпадения тяжелых металлов на поверхность почвы незначительны и пока не ведут к ухудшению природной цепи и качества продукции. Основными источниками попадания в почву, а следовательно, и в растения тяжелых металлов являются автодороги с интенсивным движением автотранспорта, промышленные предприятия, крупные очистные сооружения коммунального хозяйства, выпадения атмосферных осадков и таяние паводковых вод. [12]

В целом по области содержание тяжелых  металлов в пахотных почвах значительно меньше ПДК (ОДК): свинца, кадмия, никеля и меди в 8-4 раз, а цинка и ртути в 28-110 раз. В почвах естественных кормовых угодий их содержание несколько выше, но также ниже ПДК (ОДК) соответственно в 3-7 раз и 11-42 (табл. 10).   

 

Таблица 10 – Распределение площадей сельскохозяйственных угодий

области по группам загрязнения почв тяжелыми металлами

 

Токсичный элемент	Класс опасности	Форма	Группа загрязнения					ПДК (ОДК), мг/кг	Средне- взвешенное содержпние, мг/кг пашня, луг
			I	II	III	IV	V
			менее 0,5 ПДК	0,5-1 ПДК	1-2 ПДК	2-3 ПДК	более 3 ПДК
Свинец	1	подвиж.	392930	3145	–	–	–	6,0	0,70 1,61
Медь	2	Подвиж.	424202	163	–	–	–	3,0	0,30 0,43
Цинк	1	подвиж.	421894	2471	–	–	–	23,0	0,80 2,10
Никель	2	подвиж.	423227	1138	–	–	–	4,0	0,27 0,57
Кадмий	1	подвиж.	380674	43691	–	–	–	0,5	0,05 0,08
Ртуть	1	подвиж.	424365	–	–	–	–	2,1	0,019 0,05

 

 

Загрязнение пестицидами

В 2005 г. контроль за содержанием остаточных количеств пестицидов в почве  был проведен в 22 районах области. Было выполнено 600 анализов образцов почвы. Большее количество образцов проходили испытание на содержание остаточных количеств гербицидов. Остаточные количества пестицидов были обнаружены в 6 образцах почвах, в Брянске не было выявлено. Образцов почвы с содержанием остаточных количеств пестицидов выше ПДК на территории области не выявлено. Результаты исследований сельскохозяйственной продукции и почвы показали, что в хозяйствах с интенсивным использованием пестицидов возможно накопление их на пашне и в продуктах питания. Для предотвращения загрязнения продукции остаточными количествами пестицидов рекомендуется строгое соблюдение норм и сроков внесения пестицидов, а также сроков ожидания, то есть времени от дня последней обработки до дня уборки урожая.

 

3. ОЪЕКТЫ  И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

3.1 Объекты исследований

 

Объектами исследований являются почвы г. Брянска, расположенные в окрестностях крупных промышленных предприятий.

Весной 2008 года (март) были отобраны почвенные образцы в разных точках нашего города Брянска. Расположение разрезов отмечено на топографическом плане города (приложение 1):

Пять разрезов было заложено на следующих территориях:

Разрез 1	Брянский Камвольный Комбинат, 100 метров от предприятия.
Разрез 2	Парк возле ДК им. Медведева.
Разрез 3	Брянский Машиностроительный завод, 50 метров от предприятия.
Разрез 4	Брянский Сталелитейный завод, 300 метров от предприятия.
Разрез 5	Прилегающая к БГТУ территория.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из каждого разреза бралось 3 прикопки. Образцы в разрезах отбирались на глубину 0-10 см. Затем почва упаковывалась в мешочки и снабжалась этикетками. В лаборатории почва была просушена, измельчена и просеяна через сито диаметром 1 мм.

 

3.2. О методах оценки загрязнения

 

Фитотест – это один из лучших, на мой взгляд,  методов оценки загрязнения почвы тяжелыми металлами. Его  особенности – это нулевые финансовые затраты и простота в проведении опыта. После проведения фитотеста можно проверить коррелирует ли полученная биомасса с содержанием в почве тяжелых металлов.