Техногенная трансформация физико-химических свойств городских почв города Москвы

Для определения техногенной трансформации городских почв были исследованы некоторые районы города Москвы. В основном это были восточные районы, в которых очень большая нагрузка загрязнений определяется промышленными отходами многих опасных в химическом отношении предприятий. В результате техногенного воздействия почвы районов геохимически сильно трансформированы. По своим основным физико-химическим свойствам они не соответствуют зональным дерново-подзолистым почвам легкого механического состава. Кислая и сильно кислые реакции среды фоновых почв сменились нейтральной и щелочной.

Отмечаемый процесс подщелачивания почв обусловлен осаждением в городских условиях строительной пыли, содержащей карбонаты кальция и магния. Кроме того, под действием осадков с большим количеством растворенной углекислоты, в почвах образуются бикарбонаты, которые являются гидролитически щелочными слоями, способными изменить реакцию среды в щелочную сторону.

Наряду с изменением рН, в загрязненных почвах в 4—8 раз уменьшается содержание гумуса, особенно в поверхностных горизонтах почв газонов вдоль крупных автомагистралей - шоссе Энтузиастов, Перовской ул., Свободного проспекта, Вешняковской ул. При очень высокой степени дифференциации и вариабельности содержаний гумуса в почвах района. Это можно объяснить большим поступлением с автомагистралей сажи и битуминозных веществ, а также пыли, содержащей органические вещества.

Поверхностные горизонты почв большей части территории района характеризуются более легкими (супесчаными и песчаными) механическим составом, по сравнению с фоновыми почвами, гумусовые горизонты которых преимущественно супесчаные и легкосуглинистые.

Под влиянием урбанизации увеличивается емкость поглощения почв — до 25-30 мг-экв /100 г (при 8-12 мг-экв /100 г фоновых почв).

В поглощающем комплексе городских почв ряда функциональных зон (особенно вдоль крупных автомагистралей и внутренних дорог, а также в некоторых скверах) появился обменный натрий, что указывает на загрязнение и развитие процесса осолонцевания этих почв. Количество поглощенного натрия в почвах района достаточно велико и составляет 5-15% от суммы поглощенных катионов, что свидетельствует о наличие слабой и средней степени солонцеватости. В поглощенном комплексе фоновых почв обменный натрий полностью отсутствует.

Сельскохозяйственная почва

Приоритетные загрязнители этих почв отличаются от городских загрязнителей. Прежде всего, заметим, что на сельскохозяйственных угодьях выращиваются овощная и плодовая продукции, которую употребляет городское и сельское население, поэтому важно, насколько она загрязнена.

На землях сельскохозяйственного назначения содержание ТМ по сравнению с городами значительно ниже, однако несоблюдение регламента применения средств химизации - основного источника поступления этих элементов в почву - обусловило процесс их накопления в сельскохозяйственных продуктах. Это особенно характерно для меди, цинка, фтора и кадмия. Высокое содержание этих элементов в почвенном покрове сельскохозяйственных угодий оказывает серьезное воздействие. Многие ТМ с очень высоким потенциалом загрязнения (Cd, Hg, Pb, Сu, Сr, Sn, Sb, Ag, Au) в больших количествах накапливаются в растениях и по пищевым цепочкам поступают в организм человека и животных, являясь также загрязнителями поверхностных и грунтовых вод.

Биологическое земледелие (без применения средств химизации) возможно лишь в крайних случаях: при существенном ухудшении экологической ситуации и производстве детского и диетического питания. В других условиях оно экономически невыгодно из-за низких урожаев, так как селекция сортов предусматривает высокий агрофонд и защиту растений от вредителей и болезней. Интенсификация сельскохозяйственного производства сопровождается повышением энергозатрат. Каждый процент прироста урожая требует 2...3 % повышения затрат энергии. Производство энергии, металла и средств химизации сопровождается увеличением выбросов вредных веществ в окружающую среду, в том числе и тяжелых металлов.

Приведем табл.1.11, характеризующую содержание ТМ в некоторых почвах, пригодных для сельскохозяйственного использования. Данные выражены в виде «Кларков», а также приведены ПДК для соответствующих ТМ. Данные собраны по многим работам для почв использованного состава.

Для сравнения параллельно с этой таблицей приведем табл. 1.12 содержания ТМ в удобрениях, использующихся в сельскохозяйственном производстве.

Очистка почв

В почве, загрязненной ТМ, происходит изменение ее структуры и физико-химических характеристик, что, прежде всего, отражается на ее обитателях, способствующих ее очищению, ее регенерации.

При загрязнении почв ТМ происходит уплотнение почвенной массы, ликвидация пор, необходимых для аэрации, что отрицательно действует па микроорганизмы и биоту в целом. Основой микроорганизмов становятся не гумусовые сгустки, а обломки глины с железистыми и другими металлическими вкраплениями. В результате в почве полностью исчезают микроагрегаты и поры размером менее 0,05 мм. В черноземах происходят процессы структурной переорганизации, а иногда и полной деструкции, что, прежде всего, связано с активной потерей гумуса и другими факторами. Когда мы говорим, что почва обладает свойством самоочищения, имеется в виду активная работа почвенных деструкторов.

В почве загрязненной ТМ, меняется «стратегия жизни», адаптация живых организмов и структура трофических цепей. Биогеоценозы трансформируются, их продуктивность снижается, ТМ проникают в живые организмы и к людям по пищевым цепям. Таким образом, живые организмы и их окружение следует рассматривать как единое целое.