Экология почв города Гомеля

0
101
Экология почв города Гомеля

Все города подвергаются техногенному загрязнению. Чтобы сни­зить экологический риск, необходимо знать техногенное состояние города и разработать способы оптимизации условий жизни населения. Состояние экологической изученности городов Беларуси недоста­точное. Критерии оценки разнородны. Публикации и обобщения по городам единичны [7].

Цель: исследовать техногенное состояние города Гомеля и дать экологическую оценку. Задачи: выявить особенности природных условий, влияющих на экологию города; насыщенность города пред­приятиями, выбросы в атмосферу, загрязнение почв.

Использовались статистические материалы по городу [1, 2, 4]. В 2017-2018 г. отбирались почвенные образцы (71) по функциональным зонам города и вокруг промышленных предприятий для определения спектральным методом ведущих техногенных элементов с целью оценки загрязнения почв, сравнивая их с фоном.

Город Гомель находится на юго-востоке республики, в северо­восточной части Гомельского Полесья. Это второй по величине город Беларуси с численностью населения 509 тыс. чел (2013 г.). Площадь города составляет 13,5 тыс. га.

Рельеф города равнинный. Годовая суммарная радиация состав­ляет 3980 МДж/м2 (95,1 ккал/см2), среднегодовая температура воздуха в Гомеле +7,4 °С, годовая сумма осадков 626 мм. По гранулометрическому составу преобладают песчаные (59 %) и супесчаные (32 %) почвы. Наибольшие площади занимают дерново-подзолистые и дер­ново-подзолистые заболоченные почвы — 60,6 %, пойменные (аллю­виальные) — 14,8 %, дерновые и дерново-карбонатные заболоченные — 13,4 %. Естественный почвенный покров Гомеля значительно преоб­разован. Природные почвы заменены урбозёмами [2] .

Территория города была загрязнена в 1986 г. радиоактивным стронцием-90 и цезием-137 вследствие аварии на ЧАЭС, в настоящее время радиоактивный фон значительно ниже установленных норм (0,12 мкЗв/ч на 11.04.19). Местами значения фона по-прежнему превышают доаварийные показатели.

Сумма основных ионов в атмосферных осадках около 10-15 мг/дм3, что создает условия для разбавления грунтовых вод и выноса химических элементов, рН = 6,06. По химическому составу атмо­сферные осадки сульфатно-гидрокарбонатно-кальциевого типа.

На экологию города влияют разнообразные по промышленному профилю предприятия (103 из них 75,7 % относятся к обрабатывающей промышленности). Особенность промышленности — разнона­правленность в геохимическом плане (от пищевой до химической и металлообрабатывающей). В пределах города эти предприятия раз­мещаются следующим образом: северная промышленная зона — «Гомельстекло», «Ратон», «Гомелькабель»; западная промышленная зона — «Гомельский завод литья и нормалей», «Гомельский химический завод», «Гомсельмаш»; южная промышленная зона: «Гомельский завод химических изделий», «Гомельдрев», «Кристалл». Относительно свободные от предприятий зоны — восточная и центральная.

Наибольший влияние на экологию города оказывает металлооб­рабатывающий завод «Центролит», (обработка чугуна, стали, цветных металлов и сплавов из них). Велико влияние на экологию города предприятий химической промышленности. Существенными источ­никами загрязнения атмосферы являются автотранспорт, целлюлозно-бумажная промышленность, теплоэнергетика и машиностроение.

Мониторинг атмосферного воздуха в городе проводится на 5 пунктах наблюдения, один — автоматический. В границах города Го­меля выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников составили 8,6 тыс. т., из которых СО — 85,3 %; диоксид азота — 6,1 %; твердые вещества — 4,8 %; аммиак — 3,7 %; фенол 0,1 %. Уловлено и обезврежено — 95 тыс. т. веществ, из них 65,7 тыс. т. ис­пользованы повторно. Несмотря на некоторое увеличение среднего­довых концентраций азота диоксида и аммиака, качество воздуха в большинстве районов соответствовало установленным нормативам. В 2015 г. содержание цезия-137 в р. Сож (в г. Гомель) находилось в пределах от 0,007 до 0,014 Бк/дм3, содержание стронция-90 от 0,008 до 0,024 Бк/дм3. По общему показателю индекса загрязненности воды (ИЗВ) р. Сож показывает отрицательную динамику, перейдя в 2015 г. из категории чистые в категорию умеренно-загрязненные воды (III класс чистоты воды). Воды р. Сож загрязнены аммонийным азотом и фосфатом. Для фосфатов изменение между пунктами отбора составляет 0,2 мгР/дм3 (от 0,10 до 0,12 мгР/дм3), для аммонийного азота — 0,19 мгРдм3 (от 0,26 до 0,45 мгРдм3)

Всего образовано отходов производства в 2017 г. 1115,2 тыс. т., что является максимумом за период с 2005 г. Рост образования отходов показывает стабильную положительную динамику 3-5 % в год.

В рамках исследования был проведен эмиссионно-спектральный анализ проб по установлению содержания валовых форм Cu, Pb, Mn, Ni, Sn, Cr, Ti в воздушной сухой почве. Геохимическая оценка загрязнения проводилась путем сравнения валового содержания исследуемых элементов с ПДК/ОДК, которые были приняты за фоновые значения [5,6].

Содержание исследуемых элементов в пробах отличается крайне высоким размахом варьирования, разница между максимальными и минимальными значениями содержания элементов в образцах колеб­лется от 13,9 для титана до 193,8 для олова. Аномалии обусловлены относительно малым количеством проб, отсеяв которые, распределение переходит к нормальному (табл. 1).

Таблица 1 — Основные статистические показатели содержания валовых форм тяжелых металлов в почвах г. Гомель

Показатель Химические элементы, мг/кг воздушно-сухой почвы
Cu Pb Mn Ni Sn Ti Cr
Минимум 1,7 2,6 58 0,4 0,16 203 8,2
Максимум 164,9 81,9 2372 26,8 30,91 2812 788,1
Среднее 12,7 11,3 269 3,5 1,5 988 37,8
Медиана 6,0 7,6 225 2,3 0,9 921 21,4
Коэффициент вариации (V), % 194,9 116,1 111,1 123,1 246,9 60,0 257,2
Фон 13 12 247 20 1562 36
пдк 33 32 1000 20 100
Стандартная ошибка среднего арифметического 2,94 1,56 35,4 0,50 0,45 70,3 11,52
Эксцесс 25,14 19,74 35,80 20,07 55,19 0,63 53,24
Асимметричность 4,81 4,17 5,35 4,26 7,14 1,02 7,08

Рассмотрим накоплению тяжелых элементов детальнее: среднее содержание меди в почвенном горизонте составляет 12,7 мг/кг, что очень близко к фоновому значению для республики — 13 мг/кг. Кон­центрации выше фона отмечены для 13 % проб. Максимальное пре­вышение приурочено к таким объектам, как СОАО «Гомелькабель» (превышение фона в 12,7 раз) и Гомельский литейный завод «Цен­тролит» — это северная и западная части города. Медианное значение содержания меди составляет 6 мг/кг — в 2 раза меньше среднереспуб­ликанского значения. Это обуславливается распространением обед­ненных водно-ледниковых и аллювиальных почвообразующих пород в пределах города. Минимальные значения зафиксированы в восточной части города, в местах отбора некоторых проб можно утверждать о недостатке этого микроэлемента.

Распределение свинца сходно с медью. Среднее содержание эле­мента (11,3 мг/кг) близко к среднереспубликанскому (12 мг/кг), а ме­дианное заметно ниже (7,6 мг/кг). Превышение принятых за фон зна­чений отмечено для 22,5 % проб, но ПДК превышено только в 2 слу­чаях: у заводов «Центролит» и Ратон. Антропогенная природа накоп­ления свинца определяется за счет сильной асимметричности распре­деления элемента в городе. Так, аномальные значения приурочены, помимо вышеуказанных производств, к ОАО «Гомсельмаш», СОАО «Гомелькабель», историческим частям города и самым загруженным автотранспортом улицам.

По марганцу следует отметить о его особенности — приурочен­ности к пылеватой фракции. Марганец по городу распределен нерав­номерно, превышение фона наблюдается у 42 % проб, но доля значи­тельного превышения (более 1,5 раза) только у 14 % образцов. Эти 14 % были отобраны возле завода «Центролит» (запад), в центре города и в восточной части. Ввиду того, что значения некоторых проб сложно трактовать однозначно, отнесем эти аномалии к потенциально тех­ногенного характера, нельзя исключать возможности влияния есте­ственных процессов накопления соединений марганца, особенно в пойме реки и на намытых грунтах.

Никель в почвах Гомеля содержится в малом количестве (в сред­нем 3,5 мг/кг, медиана — 2,3 мг/кг). Сильно выделяются из общего ряда пробы, отобранные вблизи заводов «Центролит» и «Гомсельмаш», для которых отмечено превышение ПДК (26,8 и 24,1 мг/кг соответственно, при ПДК в 20 мг/кг). Кроме того, отмечено повышенное содержание никеля в почвах Гомельского дворцово-паркового комплекса.

Для олова элемента отсутствуют утвержденные ПДК, поэтому за загрязненные почвы принимались образцы, в которых содержание олова было больше в 2 раза относительно установленных среднего­родских значений. Среднее содержание олова в почвах города соста­вило 1,5 мг/кг, медианное содержание — 0,9 мг/кг. Образцы с макси­мальными значениями (30,9 и 9,18 мг/кг) были отобраны у Гомельского литейного завода.

Характер накопления титана отличается от распределения всех остальных исследуемых элементов. Это проявляется в статистической форме распределения, которое заметно ближе к нормальному и в су­щественно более низком коэффициенте вариации. В совокупности, это может косвенно свидетельствовать об относительно слабом влиянии техногенеза на накопление титана. Среднее содержание титана (988 мг/кг) близко к медианному (921 мг/кг) и оба значения намного ниже фонового (1600 мг/кг). Превышение фона отмечено у 18 % проб, при этом значительное превышение отмечено только для трех проб. Распределение титана отличается пятнистостью, повышенные пока­зания отмечены как в промышленных районах, так и в других функ­циональных зонах, например, селитебной.

Анализ содержания хрома показал, что среднее его содержание составляет 37,8 мг/кг, а медианное — 21,4 мг/кг. Почти двукратная разница между этими значениями достигается, в первую очередь, за счет двух сильно загрязненных проб, отобранных у литейного завода «Центролит», намного превышающих ПДК (305,3 мг/кг и 788,1 мг/кг при ПДК в 100 мг/кг). В целом, превышение фона отмечено для 13 % образцов.

Природные условия г. Гомеля содействуют выносу химических элементов в почвенно-грунтовые воды. Техногенез приводит к накоп­лению или рассеянию металлов в пределах города. Экологическая обстановка в городе оценивается как удовлетворительная.

Литература:

  1. ГУ «Республиканский центр по гидрометеорологии, контролю радиоактивного загрязнения и мониторингу окружающей среды» [Электронный ресурс] / Мониторинг. — Минск, 2019. — Режим доступа: http://rad.org.by/monitoring. — Дата доступа 10.04.2019.
  2. Гомельский городской исполнительный комитет [Электронный ресурс] / О Гомеле: Гомель современный. — Гомель, 2019. — Режим доступа: http://www.gorod.gomel.by. — Дата доступа: 06.04.2019.
  3. ГИАЦ НСМОС [Электронный ресурс] / Мониторинг атмо­сферного воздуха — Минск, 2019. — Режим доступа: http://www.nsmos.by. — Дата доступа: 15.04.2019.
  4. Состояние природной среды Беларуси: экол. бюл. 2017 г. / Под ред. В. Ф. Логинова. — Минск, 2018. — 347 с.
  5. Карпиченко, А. А. Накопление меди, свинца, никеля и хрома в почвах г. Молодечно / А.А. Карпиченко, Н.К. Чертко, А.С. Семенюк // Современные проблемы геохимии, геологии и поисков месторождений полезных ископаемых: материалы междунар. науч. конф., посвященной 110-летию со дня рождения акад. К.И. Лукашева, Минск, 2325 мая 2017 г. / Отв. ред. О.В. Лукашёв; редкол.: А.Ф. Санько [и др].: в 2 т. — Минск: Право и экономика, 2017. — Т. 2. — С. 79-81.
  6. Чертко, Н. К. Математические методы в географии: учеб.-метод. пособие / Н.К. Чертко, А.А. Карпиченко. — Минск: БГУ, 2009. — 199 с.
  7. Чертко, Н. К. Теория, методика и практика геохимических ис­следований урболандшафтов / Н. К. Чертко, А. А. Карпиченко// Вестник БГУ. Серия 2: Химия. Биология. География. 2016. № 3. — С. 129-132.

Авторы: Н.К. Чертко, Д.О. Лебедев
Источник: Актуальные проблемы биологии и экологии: материалы Междунар. науч.-практ. конф., Грозный, 14 мая 2019 г. / науч. ред.: З.П. Оказова. – Грозный: Чеченский государственный педагогический университет, 2019. – С. 277-282.