Оценка критических нагрузок тяжелых металлов в пределах урбанизированных территорий и методы их реабилитации
Городилова Ю.А. (СПбГУ, Санкт- Петербург);
Куриленко В.В., проф., д.г.м.н. (СПбГУ, Санкт- Петербург)
THE EVALUATION OF CRITICAL LOADS OF HEAVY METALS WITHIN THE CONFUNES OF URBAN AREAS AND METHODS OF REHABILITATION
Gorodilova Y.A. (SPSU, Saint-Petersburg),
Kurilenko V.V., Prof., Dr. of Sc. (SPSU, Saint-Petersburg)
В современном мире экосистемы испытывают нагрузки, которые могут достигать критических уровней. Критическая нагрузка - это количество загрязняющих веществ, которое экосистема способна преодолеть без нарушения ее структурной целостности и функциональности. Целью работы стала Оценка критических нагрузок тяжелых металлов в пределах урбанизированных территорий и методы их реабилитации. Объект исследования - о. Котлин. Задачи: 1. Изучить техногенную нагрузку на остров Котлин; 2. Провести количественный анализ и определить содержание тяжелых металлов в почвах и растениях острова Котлин, выявить закономерности в полученных данных. 3. Рассмотреть возможность фиторемедиаци почв г. Кронштадта, подобрать удобный вид растения для исследования, провести модельный опыт.
В настоящее время техногенное воздействие обусловлено наличием угольных котельных, проблемой бывшей городской свалки, предприятиями: Порт МобиДик, обуславливающий повышенную автотранспортную нагрузку, Морской завод и 18 арсенал ВМФ МО РФ. В результате в окружающую среду попадают тяжелые металлы - кобальт, свинец, цинк, никель, медь. Для расчета критических нагрузок были выбраны реципиенты, адекватно представляющие рассматриваемые экосистемы,- почвы и произрастающие на них растения. Для оценки степени загрязнения территорий чаще всего используют суммарный показатель загрязнения почв ZC. По результатам западная часть острова соответствуют опасной категории загрязнения почв, что определяется исторически сложившейся высокой техногенной нагрузкой, Восточная часть острова характеризуется незначительной техногенной нагрузкой. Техногенная нагрузка по территории распределена неравномерно. Данные полученные при помощи эмиссионно-спектрального и рентгеноспектрального анализа почв и произрастающих на них растений выявили закономерности в содержании валовых форм тяжелых металлов и подвижных форм этих металлов в почве, а также закономерности содержания подвижных форм металлов в растениях с содержанием тяжелых металлов в почвах. Для оценки степени загрязнения территории на основании данных полученных в результате анализа растительного материала был посчитан суммарный показатель загрязнения растений на основе расчета ZС почв. Выявлен схожий с проведенным ранее расчетам ZС характер распределения металлов, выявлены участки с опасной категории загрязнения.
Для точного определения критических нагрузок были использованы данные из литературных источников по содержанию тяжелых металлов в растениях. Расчет показал два участка, характеризующихся опасной степенью загрязнения и, соответственно, высоким уровнем загрязнения. Таким образом, техногенное воздействие на данные участки отвечает критическим нагрузкам тяжелых металлов на экосистему.
Участки требуют мер по восстановлению среды для их благополучного функционирования, поэтому были проведены методические опыты по фиторемедиации загрязненных земель. На основании проделанной работы сделаны выводы: 1. Установлено мозаичное распределение содержания тяжелых металлов в почвах и растениях острова Котлин. 2. Выявлена зависимость содержания тяжелых металлов в почвах и произрастающих на этих участках растений. 3. Установлено, что критическая экологическая нагрузка в пределах острова Котлин определяется воздействием техногенных объектов и ее интенсивностью. 4. Определена возможность фиторемедиации почв г. Кронштадта, загрязненных тяжелыми металлами.
ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ РАЙОНА ОЗЕРА ЛОШАМЬЕ (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПАРК «СМОЛЕНСКОЕ ПООЗЕРЬЕ»)
Гузев В.Е. (СПбГУ, Санкт-Петербург) [email protected];
Зеленковский П.С. (СПбГУ, Санкт-Петербург), Подлипский И.И. (СПбГУ, Санкт-Петербург),
Хохряков В.Р. (НП «Смоленское Поозерье»)
ECOLOGICAL-GEOCHEMICAL ESTIMATION OF THE STATE OF THE LAKE REGION OF THE LAKE (NATIONAL PARK SMOLENSK LAKELAND)
Guzev V.E. (SPSU, Saint-Petersburg) [email protected];
Zelenkovsky P.S. (SPSU, Saint-Petersburg), Podlipskiy I.I. (SPSU, Saint-Petersburg),
Khokhryakov V.R. (National Park Smolensk Lakeland)
С 2014 года сотрудниками и студентами кафедры экологической геологии Санкт-Петербургского государственного университета совместно с администрацией национального парка «Смоленское Поозерье» проводятся работы по эколого-геологической оценке территории парка. Целью данной работы является комплексная эколого-геохимическая съемка водосборной площади озера Лошамье. Одним из главных аспектов эколого-геохимического исследования озера Лошамье является выявление загрязняющих веществ в почве и донных отложений озера, в т.ч. такого тяжелого металла как ртуть. По результатам мониторинга прошлых лет, проводимого администрацией национального парка совместно с аттестованными лабораториями г. Смоленска на оз. Лошамье было установлено превышение концентрации ртути над ПДК в 20 раз в 2008 году (для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурного водопользования), затем концентрация снизилась (превышение в 7 раз в 2009, с 2010 – ниже ПДК).
Территориально озеро Лошамье, находится в зоне заповедного режима, то есть зона, в пределах которой запрещена любая хозяйственная деятельность и рекреационное использование территории. Поэтому для определения концентраций химических элементов в ходе комплексного эколого-геохимического исследования были выбраны такие природные среды как почвы и донные осадки. Донные отложения и почвы являются депонирующими средами, отражающими состояние наземных и водных экосистем в течение долгого периода времени.
За 2014 и 2016 года было отобрано 75 проб нестратифицированных донных отложений с помощью дночерпателя Ван Вина, 98 проб верхнего почвенного горизонта. На основании лабораторных анализов посчитаны фоновые значения содержания ртути в средах (отдельно для донных осадков и почв) и определены закономерности её распределения.
Так как не существует нормативов ПДК для донных отложений, концентрации тех или иных элементов в осадках можно сравнивать только с кларковыми содержаниями или ПДК почв. Кларк ртути в почвах составляет 0,04 мг/кг. ПДК ртути в почвах составляет 2.1 мг/кг согласно ГН 2.1.7.2511-09. В некоторых регионах России наблюдаются повышенные концентрации ртути по отношению к кларку почв. Естественно, что в урбанизированных территориях содержание ртутит выше, чем в заповедных зонах, минимально подверженных антропогенному влиянию.
Рис. Фоновые значения содержания ртути в почвах и донных отложениях (мг/кг) (*Страховенко В.Д. и др, 2012; **Wedepohl K. H., 1995)
Сравнивая фоновые значения содержания ртути в донных осадках и почвах для района оз. Лошамье с данными по другим объектам можно выделить несколько характерных особенностей. Так, из рисунка видно, что фоновое значение содержания ртути в донных осадках озера значительно (более чем в 4 раз) превышает этот показатель для почв. Сравнивая соотношение для пары “почвы - донные осадки” с результатами других исследователей, видно, что характерно либо равенство, либо небольшое превышение содержаний ртути в почвах. Безусловно, нужно учитывать, что исследования (Страховенко В.Д. и др.) проводились для районов Сибири с более высокой антропогенной нагрузкой. Однако такой характер распределения, вкупе с тем фактом, что значение фоновых содержаний в почвах района озера Лошамье в целом ниже и фоновых значений для почв Сибири, и мирового кларка, дает нам основания предположить, что высокое значение концентрации ртути в воде, зафиксированное в 2008 году, связано либо сбросом поллютанта в воды озера, либо загрязнением в непосредственной близости от него.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Удоденко Ю.Г. Ртуть в гидроморфных почвах Воронежского государственного природного биосферного заповедника / Вестник 148 воронежского государственного университета. Серия: химия, биология, фармация. 2011. №2. с. 148-154;
2. 2.Страховенко В.Д., Маликова И.Н., Щербов Б.Л. Распределение ртути в компонентах окружающей среды Сибири / Химия в интересах устойчивого развития 20 (2012) с. 117-123;
3. 3.Подлипский И.И., Зеленковский П.С. Эколого-геохимическая оценка состояния системы «водосборная площадь-донные отложения» озера Лошамьё (национальный парк «Смоленское Поозерье»). / Материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвященной памяти профессора В.А. Шкаликова Природа и общество: в поисках гармонии Сборник научных статей: материалы докладов. Смоленский гуманитарный университет; ответственный редактор: Е.А. Бобров. Смоленск, 2015, с. 128-137;