Особенности загрязнения медью почв объектов гражданского строителства в Самарской области

Воробьева Ксения Юрьевна; Прохорова Наталья Владимировна

БОТ: 10.24411/9999-010А-2019-10025

К.Ю. ВОРОБЬЕВА, Н.В. ПРОХОРОВА

Самарский национальный исследовательский университет им. С.П. Королева, г. Самара, Россия

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ МЕДЬЮ ПОЧВ ОБЪЕКТОВ ГРАЖДАНСКОГО СТРОИТЕЛСТВА В САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Количественная оценка содержания меди в почвах населенных пунктов Самарской области производилась в зависимости от интенсивности и характера землепользования. Поскольку тип городских земель и характер землепользования являются формирующими факторами развития почв, то целесообразно выделять следующие категории земель: селитебные территории, промышленные территории, земли сельскохозяйственного назначения, земли резерва.

К категории селитебных территорий нами были отнесены пробные площади в границах населенных пунктов с населением более 70 тыс. чел. (Самара, Тольятти, Чапаевск), пробные площади в населенных пунктах с численностью населения менее 10 тыс. чел. (Новосемейкино, Сергиевск, Челно-Вершины), к категории земель сельскохозяйственного значения отнесены пробные площади, исследованные в Сергиевском (100 км от Самары), Богатовском (85 км), Борском (100 км) районах.

Почвенный покров изучаемых населенных пунктов изначально соответствовал природным типам почв (черноземы, серые лесные и аллювиальные дерновые насыщенные почвы), но со временем был кардинально изменен в процессе урбанизации и трансформирован в урбаноземы.

При количественной оценке содержания меди в почве пробных площадей его содержание сравнивалось с ОДК (ГН 2.1.7.204106) и с фоновыми концентрациями (Прохорова, 2005, 2013; СП 11-10297, табл.).

Таблица. Нормативные показатели содержания меди для почвах, мг/кг

Показатель Содержание

ОДК, мг/кг ГН 2.1.7.2511-09 132

Фоновые концентрации, мг/кг 28

(Прохорова 2005; Прохорова 2013)

Фоновые концентрации, мг/кг 25

(табл. 4.1 СП 11-102-97)

Согласно полученным данным, максимальное среднее содержание меди в почвах городов с населением более 70 тыс. чел. обнаружено на пробной площади в г. Самара (исторический центр города) и составляет 38,5 мг/кг, что на 13,5 мг/кг превышает фоновый показатель для средней полосы России и на 10 мг/кг - региональный фон. В целом фоновый показатель превышен на 1 из 6 пробных площадей в рассматриваемых населенных пунктах. Высокий коэффициент вариации (тах У=89,35%) содержания меди в почвах города говорит о крайней неоднородности ее распределения.

Значительное накопление меди, выявленное в почвах центрального района Самары, определяется повышенной плотностью автомобильного движения и наибольшей по сравнению с остальными изученными пробными площадями длительностью урбогенеза.

Максимальное среднее содержание меди в почвах населенных пунктов с численностью населения менее 10 тыс. чел. выявлено на 1 из 6 пробных площадей и составило 36,7 мг/кг, что превышает фоновые показатели. Статистические показатели свидетельствуют о неоднородном распределении меди в почвах пгт Новосемейкино в 2014 и 2015 гг.

Среди анализируемых селитебных территорий наименее загрязненной медью является пробная площадь в пгт Сергиевск: 0,53 мг/кг в 2013 г. и 15,96 мг/кг в 2014 г.

Максимальное среднее содержание меди в почвах территорий сельскохозяйственного назначения, превышающее фон, выявлено на 2 из 8 пробных площадей и составило 35,74 мг/кг в Сергиевском районе и 28,44 мг/кг - в Богатовском районе. Причиной локального загрязнения почвы сельхозугодий может стать розлив дизельного топлива, отработанные элементы техники, внесение удобрений и других средств химизации.

Исследованные пробные площади отличаются друг от друга по ряду признаков, в частности, по механическому составу почвы, типу водного режима, специфике использования и степени техногенной трансформации, плотности населения и др. Эти особенности оказывают существенное влияние на характер накопления загрязняющих веществ в почвах изучаемых территорий. Кроме этого, задача осложняется глобальными масштабами антропогенного загрязнения, затрудняющего изучение естественного распределения тяжелых металлов в почвах (Черных, Мелащенко, 2001).

В Самаре и Тольятти отмечается интенсивное хозяйственное и техногенное воздействие на окружающую среду, в Чапаевске это воздействие менее выражено, пробные площади в сельской местности испытывают минимальное антропогенное воздействие.

По гранулометрическому составу исследуемые почвы относятся к суглинкам и глинам, широко распространенным в Самарской области. Такие почвы классифицируются как тяжелые, они относительно слабо пропускают воду, но хорошо удерживают ее в себе, имеют более прочную и агрономически более ценную структуру, но обладают большей способностью к аккумуляции загрязнителей.

Средний показатель рН на исследуемых пробных площадях колеблется от 7,2 до 8,4, что позволяет отнести изучаемые почвы к слабо- и среднещелочным. В целом защелачивание характерно для городских почв, этот процесс выявлен и для урбаноземов Самарской области. Щелочная среда способствует формированию в почвах геохимических барьеров, на которых могут осаждаться и накапливаться многие тяжелые металлы, включая медь (Cavallaro, Bride, 1980; Стрнад, 1984; Черных, Мелащенко, 2001).

В силу природных и техногенных особенностей, атмосферные осадки в степных ландшафтах менее обогащены тяжелыми металлами, но развитая здесь ветровая эрозия почв, полого-увалистый рельеф способствуют значительному переносу геохимического материала через атмосферу в северном и северо-восточном направлениях. Таким образом, атмосфера является постоянным источником поступления металлов, в частности меди, и их перераспределения в лесостепных и степных ландшафтах Самарской области (Прохорова, 2013).

В целом выявленные нами уровни содержания меди в почвах территорий, отводимых под строительство в Самарской области, не превышают уровней ПДК, но фон превышен на 7 из 20 исследованных пробных площадей.

Список литературы

Прохорова Н.В. К оценке фоновой геохимической структуры ландшафтов лесостепного и степного Поволжья // Изв. Самар. НЦ РАН. 2005. Т. 7, № 1. С. 169-178.

Прохорова Н.В. Металлы и металлоиды в лесостепных и степных ландшафтах Самарской области // Изв. Самар. НЦ РАН. 2013. Т. 15, № 3 (7). С. 2328-2332.

Черных Н.А., Милащенко Н.З., Ладонин В.Ф. Экологическая безопасность и устойчивое

развитие. Кн. 5. Экотоксилогические аспекты загрязнения почв тяжелыми металлами. Пущино, 2001. 148 с.

Стрнад В. Комплексообразование меди, цинка, свинца и кадмия с фульвокислотами природных вод. Дис. ... канд. хим. наук. Пущино, 1984. 149 с.

Cavallaro N., Mc Bride M.D. Activities of Cu2+ and Cd2+ in soil solutions as affected by pH // Soil Sei. Soc. Amer. J. 1980, 44, No. 4 p. 729-732.

Текст научной работы на тему «Особенности загрязнения медью почв объектов гражданского строителства в Самарской области»