Эколого-токсикологическая оценка территории ЛОД РГАУ-МСХА им. Тимирязева в условиях антропогенного загрязнения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эколого-токсикологическая оценка территории ЛОД РГАУ-МСХА им. Тимирязева в условиях антропогенного загрязнения

Одной из насущных и острых проблем на сегодняшний день, которая беспокоит все человечество, является загрязнение окружающей среды. Это обусловлено, прежде всего, процессами урбанизации в городах, следствием чего является наличие мощного потока автотранспорта, близость опасных и вредных производственных предприятий к природным объектам. С увеличением численности людей, населяющих города, растет и нерегулируемая рекреация, негативно сказывающаяся на плотности почвы и тем самым увеличивая в ней долю подвижных тяжелых металлов.

Все выбросы производственных предприятий, среди которых углеводороды, оксиды серы и азота, альдегиды, бензопирены и органические кислоты, попадают в почву в результате биогеохимической и физико-химической миграции и связываются с органическом веществом почвы, отравляя растительность и почвенную биоту [1].

Наличие близости автомагистралей вблизи исследуемого объекта также вносит свою лепту в экологическое состояние изучаемого объекта. В связи с этим в почве аккумулируются тяжелые металлы, главным образом свинец, кадмий и ртуть. Огромное значение для состояния объекта является и экологическая обстановка того района, в котором он расположен [2].

Объектом исследования данной работы является уникальный природный объект Лесная Опытная Дача (ЛОД) РГАУ-МСХА им. Тимирязева, расположенный на территории САО г.Москвы. В качестве приоритетных загрязнителей был выбран свинец.

Данный поллютант относится к первому классу опасности. Как известно, его соединения токсичны, и попадая в организм, соединяются с эритроцитами крови и оказывают отрицательное воздействие на дыхательную систему человека. При сильном уплотнении почвы, подвижность свинца увеличивается в 3-4 раза [4].

Свинец является токсичным металлом, который обладает сильными халькофильными свойствами, поэтому в естественных условиях его главная форма - галенит (PbS). При выветривании сульфиды свинца медленно окисляются, и свинец может образовывать карбонаты, а естественные же содержания элемента в почвах наследуются от материнских пород. Однако из-за широкомасштабного загрязнения среды свинцом большинство почв, по-видимому, обогащено этим элементом, особенно их верхние горизонты. Верхний предел содержания свинца в нормальных почвах должен быть установлен в 70 мг/кг [1].

85% территории ЛОД граничит с городской средой, поэтому плотность почв здесь очень неоднородна [3]. Для исследований были выбраны 5 пробных площадей на разных участках территории. Плотность почв I, IV, V площадей составила 0,8 г/см³, а II и III площадей - 1,6 г/см³. С каждой из площадей бы получены данные по содержанию свинца:

I площадь - 140 мг/кг;

II площадь - 146 мг/кг;

III площадь - 139 мг/кг;

IV площадь - 72 мг/кг;

V площадь - 68 мг/кг.

На основе полученных данных был произведен расчет основных показателей загрязнения:

1. Показатель накопления элемента, показывающий во сколько раз увеличилось содержание данного элемента в почве по сравнению с данными за прошлыми годы или с кларком.

(1)

Этот показатель (1) отражает валовое содержание и представляет собой лишь потенциальную опасность, реальную же опасность обуславливают подвижные формы элемента, т.е. та его часть, которая поступает в трофическую цепь.

2. Поэтому был определен показатель активного загрязнения (,), который показывает, какое количество элементов в почве находится в подвижном состоянии. Он составляет 20-25 % от валового содержания элемента.

На степень подвижности также влияет ряд почвенных факторов: 1) гумус (чем больше его содержания в почве, тем меньше подвижность); 2) реакция среды (чем кислее реакция среды, тем выше степень подвижности ТМ); 3) уплотнение почвы (доля подвижных форм ТМ возрастает примерно в 2 раза, а в отношении свинца в 3-4 раза); 4) окислительно-восстановительный потенциал (при его увеличении доля подвижных форм возрастает).

3. При загрязнении почвы несколькими химическими элементами (веществами) опасность загрязнения оценивают, рассчитывая показатель, известный как индекс суммарного загрязнения (2):

, (2)

где Z - индекс суммарного загрязнения; n - количество изучаемых элементов. Исследуемая территория делится по этому показателю на 4 категории:

I. Z < 16 (слабое загрязнение);

II. Z = 16-32 (среднее загрязнение);

III. Z = 32-128 (высокое загрязнение);

IV. Z > 128 (очень высокое загрязнение)

Исходя из фактических уровней загрязненности почв ТМ в окрестностях промышленных предприятий, диаметр зоны активного загрязнения которых составляет 5…12 км, Почвенный институт В.В.Докучаева разработал группировку почв по валовому содержанию ТМ (по мере нарастания степени загрязнения). В случае десятикратного превышения содержания элементов, рекомендуется использовать для группировки наряду с арифметической (табл. 1) и геометрическую прогрессию (табл. 2), и загрязнение приравнивается к уровню загрязнения цветной металлургией. В основе группировки лежит кларк [3].

В качестве знаменателя для геометрической прогрессии используют:

- 2 - если кларк более 200 мг/кг;

- 3 - если кларк лежит в интервале 10-100 мг/кг;

- 4 - если кларк меньше 1 мг/кг.

Таблица 1 Арифметическая прогрессия

Таблица 2 Геометрическая прогрессия

Все расчётные показатели загрязнения были представлены в табл.3.

Таблица 3 Основные показатели загрязнения

На основе этих данных можно сделать следующие выводы:

1) самыми загрязненными являются пробные площади I, II и III и их относят к 13,14,13 группам опасности соответственно. Количество свинца на этих площадях возрастает в несколько раз, по сравнению с IV и V площадями. Это объясняется тем, что три загрязненных участка расположены на окраинах ЛОД и имеют достаточную близость с опасными объектами загрязнения и в первую очередь автотранспортом;

2) по содержанию подвижных форм на первое место выходят площади II и III, т.к. они расположены на западной стороне ЛОД и испытывают большую рекреационную нагрузку. Именно здесь почва постоянно сталкивается с такой острой проблемой, как уплотнение.

Список литературы

загрязнение свинец лесной

1. Кабата - Пендиас А., Пендиас Х. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. - М.: Мир, 1989. - 439 с., ил.

2. Протасов В. Ф. Экологические основы природопользования. - М.: Инфра - М, 2010. - 183 с.

3. Тимофеев В. П. Лесная Опытная Дача. - М., 1971. - 79с.

4. Чекерес А. И., Черников В. А. Агроэкология. - М.: Колос,2000. - 536 с.

Размещено на Allbest.ru