Геоаномальные зоны и биота (стр. 2 из 3)
 |
Баланс привноса – выноса металлов в почвах показал, что концентрации микроэлементов в поверхностном слое почв в глобальном масштабе, по-видимому, возрастают с расширением индустриальной и сельскохозяйственной деятельности. Есть признаки того, что поверхностный слой почв, вероятно, подвергается как локальному загрязнению, так и региональному переносу загрязнений. Первес [634] указывает, что степень зараженности почв в городах сейчас настолько велика, что можно идентифицировать большинство проб почв как городские или сельские по содержанию в них нескольких микроэлементов, известных как главные компоненты загрязнения в городской среде.
Рис. 2. Воздействие климата на почвенную зональность (а) и роль органического материала в образовании почв в соотношении с климатом (б). Границы а и б совпадают.
 |
Региональное загрязнение почв, как указывается в большинстве публикаций, происходит главным образом в промышленных районах и в центрах крупных населенных пунктов. Наиболее важными источниками микроэлементов здесь являются предприятия, транспорт и коммунальные сточные воды. Однако из-за воздушного переноса на большие расстояния микроэлементов-загрязнений, особенно тех, которые образуют летучие соединения (например, As, Se, Sb, Hg), стало трудно определять природный фоновый уровень некоторых микроэлементов в почвах.
В дополнение к воздушным источникам микроэлементов следует также отметить поступление последних в почвы с удобрениями, пестицидами и при орошении. Важным источником загрязнения почв в некоторых промышленных районах могут быть отвалы металлургических заводов и рудников за счет мобилизации и переноса тяжелых металлов просачивающейся через них водой или разноса пыли ветром. Влияние орошения сточными водами на состав почв вызывает особенно серьезное беспокойство, оно было предметом большого числа исследований и многих законодательных мер. Рекомендуемые стандарты и инструкции по предотвращению накопления микроэлементов при орошении полей стоками находятся еще в стадии разработки и обсуждения. Есть участки почв, на которых предельные уровни уже превышены – в огородах, фруктовых садах и других местах – за счет загрязнения от промышленных источников или обильного и многократного орошения сточными водами. Высокое содержание тяжелых металлов в стоках – наиболее важное препятствие для использования последних в сельском хозяйстве.
Рельеф создает микроклимат и вызывает значительные различия в развитии профилей. Наиболее крутые склоны образуют более поверхностные почвы и меньшую профильную дифференциацию. Подвижные элементы быстро выщелачиваются с верхних слоев почвы и вновь осаждаются в нижней части склона на площадях с более пологим рельефом. Известь часто отлагается в таких районах и придает почве более высокую кислотность (рН) в нижней части склона. Плохо дренированные почвы в районах с низким рельефом обычно имеют более высокое содержание органических веществ, чем дренированные участки ландшафта. Именно здесь образуются торфяные болота.
3. Сущность геохимической оценки урбанизированных территорий
В настоящее время сеть крупных городов становится главным источником локальных влияний на природную среду, что определяет необходимость специальных исследований по геохимической оценке урбанизированных территорий. Опыт исследований в области геохимии техногенеза свидетельствует о том, что степень концентрации в ландшафте некоторых веществ-загрязнителей в общем отражает интенсивность поступления их в окружающую среду с отходами различных производств. Выявление и картографирование техногенных аномалий могут быть положены в основу оценки антропогенного воздействия на исследуемую территорию. При изучении антропогенных потоков непременно предполагается анализ их распространения с фиксацией на местности в зонах или сферах влияния тех или иных хозяйственных объектов. Зона влияния рассматривается как область обмена геотехнической системы со средой веществом и энергией через подвижные компоненты: водные и воздушные массы, животные и растения. Выявление т оконтуривание зон влияния проводятся в процессе картографирования территории.
Целесообразный уровень исследований загрязнения - мезотерриториальный, соответствующий уровню районных планировок, когда картографирование ведется в определенном диапазоне масштабов - от 1:25000 до 1:300000. Карты инвентаризации антропогенных комплексов сами по себе должны быть результатом анализа и синтеза экономико-географических и химико-технологических данных; они основываются на оценке хозяйственного объекта как потенциального источника загрязнения. Содержание такой карты должно опираться, с одной стороны, на классификацию типов производства, с другой - на классификацию выбросов, загрязняющих компоненты природной среды.
Наиболее доступны для количественного измерения показатели изменения состава, количества и соотношения веществ в природных комплексах. В первую очередь это относится к веществам-загрязнителям, вредным для здоровья человека. При этом особенно важен вопрос о выборе веществ-индикаторов, наиболее ярко характеризующих изучаемый тип воздействия. Карты такого рода позволяют восстановить пути распространения антропогенных потоков, оконтурить зону влияния хозяйственных объектов и выявить пространственную структуру таких зон.
Таким образом, работа по составлению оценочных карт должна включать следующие этапы: 1) картографирование природных ландшафтно-геохимических систем и определения их устойчивости к антропогенным воздействиям; 2) инвентаризационное картографирование хозяйственных объектов и определение их как потенциальных источников загрязнения; 3) выбор показателя, дающего качественную и количественную характеристику загрязнения, и составление карт распределения этого показателя; 4) картографирование антропогенных ландшафтов и их групп с бонитировкой по выбранному показателю. Общее свойство всех типов промышленных отходов - широкий комплекс микроэлементов-примесей, в составе которого часто наблюдаются элементы, известные отрицательным влиянием на живые организмы (кадмий, ртуть, свинец, мышьяк). Учитывая токсичный и канцерогенный характер некоторых микроэлементов, необходимо проводить специальные исследования по загрязнению среды микроэлементами. Кроме того, концентрация их в ландшафте служит косвенным индикатором распространения других вредных веществ, связанных с выбросами промышленного производства: мелкодисперсной пыли, окислов углерода, серы, азота, органических соединений и т.п.
Эти обстоятельства позволяют рассматривать накопление микроэлементов в природных средах в качестве одного из важных оценочных показателей загрязнения территории промышленными отходами. Техногенные аномалии в снеговой пыли и в верхнем горизонте почв отражают загрязнение атмосферного воздуха. Такая аномалия представляет собой ореол рассеяния, центр которого - территория источника. Поскольку механизм формирования техногенных ореолов и потоков рассеяния во многом сходен с механизмом формирования вторичных ореолов рудных месторождений, к изучению техногенных аномалий целесообразно применять методы прикладной геохимии, разработанные для целей геохимических поисков полезных ископаемых. Выделение и картографирование аномалий проводится на примере почв как депонента, фиксирующего картину многолетнего распределения выпадений из атмосферы пыли антропогенного происхождения.
Изучение промышленного загрязнения проводится путем геохимического картирования ключевых участков, связанных с промышленно селитебными территориями и зонами их влияния. Первый этап исследования - характеристика содержания микроэлементов в природных почвах в зависимости от ландшафтных особенностей территории. В результате устанавливаются опорные фоновые содержания всех исследуемых элементов; эти данные ложатся в основу определения уровня аномальности наблюдаемых концентраций элементов. Второй этап - характеристика промышленно-селитебных территорий и их частей путем исследования геохимических выборок. Третий этап связан с исследованием пространственного распределения содержания микроэлементов и их комплексов, с оконтуриванием аномалий разного уровня, т.е. непосредственно с геохимическим картографированием городских территорий и зон их влияния.
4. Практическая задача 1 (проба 2168)
1. На основе справочных материалов устанавливается фоновое содержание микроэлементов в почвенном покрове АР Крым.
2. На основе фактических материалов вычислить коэффициент концентрации.
3. Проанализировать вычисленный коэффициент концентрации (сгруппировать данные в три блока: 1- накапливающиеся по сравнению с фоном; 2 - находящиеся на уровне фона; 3 - содержащиеся ниже фоновых значений). Построить гистограмму.
4. Рассчитать суммарный показатель загрязнения для пробы и района.
5. Расчёт выполнить последовательно для 3-х уровней стандартов – СОГ, СОР, СОЛ.
Таблица 1. Фоновое содержание элементов (стандарты сравнения)
| Химический элемент | Знак | Глобальный уровень (кларк), СОГ мг/кг | Региональный уровень, мг/кг, СОР | Локальный уровень, мг/кг, СОЛ |
| Литий | Li | 32 | 20 | 20 |
| Бериллий | Be | 3,8 | 2 | 2,5 |
| Бор | B | 12 | 53 | 50 |
| Натрий | Na | 25000 | 5900 | 4000 |
| Магний | Mg | 18700 | 6100 | 8000 |
| Алюминий | Al | 80500 | 54800 | 63000 |
| Кремний | Si | 295000 | 443000 | 250000 |
| Фосфор | P | 930 | 740 | 630 |
| Хлор | Cl | 170 | 690 | - |
| Калий | K | 25000 | 19000 | - |
| Кальций | Ca | 29600 | 11600 | 40000 |
| Скандий | Sc | 10 | 12 | 20 |
| Титан | Ti | 4500 | 4400 | 5000 |
| Ванадий | V | 90 | 77 | 100 |
| Хром | Cr | 83 | 82 | 50 |
| Марганец | Mn | 1000 | 590 | 1000 |
| Железо | Fe | 465000 | 26600 | 25000 |
| Кобальт | Co | 18 | 10 | 15 |
| Никель | Ni | 58 | 33 | 32 |
| Медь | Cu | 47 | 22 | 25 |
| Цинк | Zn | 83 | 52 | 100 |
| Галлий | Ga | 19 | 10 | 10 |
| Германий | Ge | 1,4 | - | 1,2 |
| Мышьяк | As | 1,7 | - | - |
| Селен | Se | 0,05 | - | - |
| Бром | Br | 2,1 | - | - |
| Рубидий | Rb | 150 | 84 | - |
| Стронций | Sr | 340 | 130 | - |
| Иттрий | Y | 29 | 39 | 25 |
| Цирконий | Zr | 170 | 450 | 200 |
| Ниобий | Nb | 20 | 17 | 15 |
| Молибден | Mo | 1 | 1 | 1 |
| Серебро | Ag | 0,7 | - | 0,32 |
| Кадмий | Cd | 0,13 | - | - |
| Олово | Sn | 2,5 | 3,9 | 8 |
| Сурьма | Sb | 0,5 | - | - |
| Йод | I | 0,4 | - | - |
| Цезий | Cs | 3,7 | 3,7 | - |
| Барий | Ba | 650 | 430 | 320 |
| Лантан | La | 29 | 38 | 25 |
| Церий | Ce | 70 | - | - |
| Иттербий | Yb | 0,33 | 4 | 3,2 |
| Гафний | Hf | 1 | - | - |
| Ртуть | Hg | 0,083 | 16 | - |
| Таллий | Ta | 1 | - | - |
| Свинец | Pb | 16 | - | 20 |
| Торий | Th | 13 | - | - |
| Уран | U | 2,5 | - | - |
| Висмут | Bi | 0,009 | - | - |
| Вольфрам | W | 1,3 | - | - |
Таблица 2. Результаты геохимического изучения пол-ва Казантип, Керченский полуостров, Ленинский р-н АР Крым (проба 168)