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

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.