Загрязнение поверхностных горизонтов почв г. Воронежа тяжелыми металлами (стр. 2 из 3)

Распределение ТМ по подзонам (таблица 2) показало, что наибольшее количество свинца, превышающее ПДК в 5,7 раза, содержится в почвах промзоны Коминтерновского района, затем – в склоновой части селитебной зоны, примыкающей к водохранилищу (превышение в 5,7 раза). В последнем случае происходит снос соединений Рb (очевидно, в виде мелких частиц) с поверхностным стоком вниз по склону. В промышленной зоне самым “чистым” является юго-западный район, где почти нет предприятий, выделяющих большое количество металлов, а территория менее насыщена автотранспортом. Здесь преобладает влияние заводов Керамического и Железобетонных конструкций. В селитебной зоне районом с наименьшим содержанием Рb является северный, в котором свинец в почве лишь немного превышает ПДК.

Сравнение содержания Рb в почвах правобережной и левобережной частей г. Воронежа показало его значительное превышение ПДК в правобережной части (для промышленноселитебной зоны – в 2,1 раза, а для транспортно-селитебной – в 1,6 раза), что объясняется наличием большего числа автотранспорта и среднесуглинистыми разностями почв, способными удержать большее количество катионов свинца по сравнению с песками Левобережья. В рекреационной зоне, наоборот, содержание Рb больше в Левобережье и мало отличается от общего фона этой зоны, что объясняется малой развитостью здесь рекреационных ландшафтов, тогда как в Правобережье существует несколько крупных парков и скверов (“Орленок”, Первомайский сквер, парк “Динамо” и др.), а также присутствует обширная рекреационная зона в районе санатория им. Горького. Въезд автотранспорта на вышеуказанные территории ограничен или запрещен.

Как видно из таблицы 2, во всех подзонах не наблюдается превышения ПДК по Cr, Сu, Ni, хотя его содержание варьирует в разных местах в 1,5-2 раза. Лишь по Zn наблюдается аномальное превышение в Коминтерновском районе (в 2 раза выше ПДК).

Нанесение точек определения ТМ на отдельные картосхемы для выявления локальных аномальных участков показало, что подвижные формы Рb содержатся в поверхностных горизонтах почв практически во всех районах города, однако, превышение ПДК в 2-3 раза наблюдается, в основном, в почвах вблизи главных магистралей города – пр. Революции, ул. Плехановской, Ленинского пр. и др. Содержание подвижного Сr в верхнем слое почв города редко превышает ПДК; в этом плане также “лидируют” правобережье и сильно загруженные автотранспортом магистрали. По подвижной Сu наблюдается сильный разброс по городу, в отдельных точках ее содержание превышает ПДК в 3-4 раза, но четких аномальных зон не выявлено. Лишь по ул. Ворошилова вблизи Механического завода можно выделить небольшую зону с превышением ПДК в 2-4 раза.

По содержанию подвижного Zn аномальные зоны выделяются довольно четко. Это район Механического завода по ул. Ворошилова (превышение ПДК в 2-4 раза), менее сильная аномальная зона выделена в районе завода “Тяжмаш” (ул.Электросигнальная), на пр. Патриотов; и небольшие превышения ПДК отмечаются вдоль дорог (1,1-1,5 ПДК). По Ni превышения наблюдаются лишь вдоль загруженных автотранспортом магистралей (пр. Революции, ул. Плехановская).

При более подробном изучении аномальных зон путем определения в поверхностном слое почв валовых (слабоподвижных) форм ТМ (извлечение ТМ НNО3 с предварительным прокаливанием образца в муфельной печи) основное внимание было уделено придорожным зонам, где в результате сильных потоков воздуха от движущегося автотранспорта тяжелые металлы в виде частиц и аэрозолей могут попадать в органы дыхания человека, особенно детей.

На рисунке представлены данные о количестве проб городских почв, содержание тяжелых металлов, в которых превышает фоновые показатели и ПДК (общее количество взятых образцов – 36). За фон бралась территория санатория “Углянец” на окраине Воронежского биосферного заповедника в 25 км от города.

Согласно полученным данным, в верхних горизонтах почв г. Воронежа свинец содержится в количестве от 4,2 до 206,0 мг/кг (таблица 3). Почти в 95% случаев содержание данного металла находилось в пределах ориентировочно допустимой концентрации (ОДК) – до 130 мг/кг [8]. Практически во всех исследуемых точках на территории города содержание Рb превышало фоновый уровень в 1,3-26 раз и ПДК в 1,3-6,4 раза. На территории санатория “Углянец” на окраине Воронежского биосферного заповедника концентрация Рb в почве составляла 8 мг/кг. Вблизи трамвайных и железнодорожных путей содержание Рb колебалось от 42,5 до 84,0 мг/кг, что также выше фона и ПДК в 1,3-11,9 и 1,3-3 раза соответственно (таблица 4). Максимальное количество Рb содержат почвы газонов вдоль сильно загруженных автотранспортом улиц Кольцовской, Кирова, пересечения улиц Мира и Фр. Энгельса, 20-летия Октября (на подъеме), где оно составляет 130,0-206,0 мг/кг.

По нашим данным, фоновое содержание Cd в почвах Подворонежья составило 0,83 мг/кг в санатории Углянец; 1,16 мг/кг в санатории им. Горького; 1,24 мг/кг в Семилукском районе (луг у деревни Ляпино). B поверхностных горизонтах почв города Воронежа Cd содержится в количестве 0,26-2,7 мг/кг (таблица 3).

Отмечаются участки с превышением фоновых значений в 1,3-3,3 раза (ул. Электросигнальная, Кольцовская, Плехановская, Московский пр. и др.). Превышения ПДК по этому металлу в пределах нашего города не выявлено. Корреляционной связи между концентрацией Cd в почве и интенсивностью движения автотранспорта не обнаружено. Высокое содержание данного металла отмечено на улицах с интенсивной транспортной нагрузкой и наличием трамвайных и троллейбусных путей (ул. Кольцовская, Плехановская), вблизи трамвайных и железнодорожных путей (ул. Матросова, Челюскинцев, вокзал Воронеж-II) (таблица 4). Максимальная концентрация Cd (2,7 мг/кг), превышающая ОДК (2,0 мг/кг), отмечается на ул. Электросигнальной с интенсивностью движения всего 300 авт/час, которая, однако, находится в зоне влияния нескольких промышленных предприятий (заводы Радиодеталей, АОЗТ “Электросигнал”, АООТ “Тяжэкс” им. Коминтерна, “Промтекстиль”). Пределы нахождения Zn в верхних горизонтах урбаноземов придорожных территорий г. Воронежа составляют 20-338 мг/кг (таблица 3), тогда как в почвах санатория “Углянец” его содержится 24 мг/кг. При этом примерно в 90% случаев содержание Zn в городе превышает фоновое и в 30% – ПДК (рис.) Отмечено довольно сильное (до 14 раз превышающее фон) загрязнение цинком территорий, прилегающих к трамвайным и железнодорожным путям (таблица 4). К наиболее загрязненным районам относятся улицы Матросова (298 мг/кг), Челюскинцев (338 мг/кг), район вокзала Воронеж-П (198-338 мг/кг). Высоко содержание металла и на улицах с интенсивной транспортной нагрузкой, имеющих троллейбусно-трамвайные линии – ул. Плехановской (190 мг/кг), ул. Кирова (176 мг/кг). Концентрации Zn в этих районах в 1,3-2,3 раза превышают ПДК.

Рис. Доля почвенных проб, превышающих фон и ПДК, %

В верхних горизонтах урбаноземов придорожных пространств г. Воронежа содержание Сu колеблется в широких пределах – от 6,0 до 284,0 мг/кг (таблица 3), превышая фоновое содержание во всех изученных точках (5,0 мг/кг по Углянцу). Причем, 50% случаев пробы почв по этому показателю не отвечают санитарным нормам (рис.). Наиболее сильное загрязнение почв медью прослеживается вблизи трамвайных и троллейбусных путей (таблица 4): высокий уровень загрязнения – на ул.Кирова (284,0 мг/кг), средний уровень загрязнения – на ул. Кольцовской (205,5 мг/кг), низкий уровень загрязнения – в пределах трамвайного кольца у вокзала Воронеж-I (137,0 мг/кг), на ул. 45-й Стрелковой дивизии (131,6 мг/кг), в пределах трамвайного кольца по ул. Острогожская (121,0 мг/кг), на ул. Краснознаменной (107,0 мг/кг), на ул. Плехановской (71,0 мг/кг). Таким образом, истирание контактных проводов трамваев и троллейбусов в процессе эксплуатации приводит к загрязнению прилегающих территорий медью в количествах, в 15-57 раз превышающих фоновые значения и в 2-7 раз – ПДК. В районе железнодорожного вокзала Воронеж-П в пробах почв содержится от 19,8 до 53,0 мг/кг Сu, что существенно ниже, чем на наиболее загрязненных улицах. О том, что источником поступления меди в транспортно-селитебные ландшафты также является и автотранспорт, говорит средняя корреляционная связь между содержанием в почве Сu, Рb и Zn (г=0,6).

Таблица 3

Валовое содержание тяжелых металлов в верхних горизонтах почв придорожных территорий г. Воронежа, мг/кг

Таблица 4

Валовое содержание тяжелых металлов в городских почвах вблизи трамвайных и железнодорожных путей, мг/кг

В придорожных урбаноземах г. Воронежа содержание Ni колебалось от 8,0 до 50,0 мг/кг (таблица 3), при этом практически во всех точках отмечалось превышение фоновых значений (10 мг/кг) в 1,2-3,2 раза (рис.). При этом значений, превышающих предельно допустимую концентрацию (50 мг/кг), на территории города не обнаружено. Максимальные концентрации Ni отмечаются на Ленинском проспекте, ул.Плехановской, вблизи железнодорожных вокзалов Воронеж-I и Воронеж-II, а также в Первомайском сквере, с трех сторон окруженном улицами с интенсивным движением. Никель имеет очень сходное распространение с другим металлом, также имеющим относительно небольшую атомную массу – железом.

Коэффициент корреляции содержания этих элементов в почве равен 0,88. Именно с относительно невысокой атомной массой по сравнению с другими металлами мы связываем повышенное накопление Ni и Fe на некотором удалении от транспортных магистралей, так как эти металлы способны переноситься с токами воздуха на более значительные расстояния, чем, например, Рb и Cd.

Фоновое содержание Fe в почвах санатория Углянец составило 3625 мг/кг. В городских урбаноземах его содержание колеблется от 3440 до 11000 мг/кг (таблица 3). Таким образом, фоновые значения превышены в 1,3-3 раза в 92% случаев (рис.). Пробы почв с повышенным содержанием Fe (более 6000 мг/кг) были отмечены на ул. Плехановской, Ленинском пр., ул. Дружинников, ул. Ф. Энгельса (у Первомайского сквера) и в самом Первомайском сквере.