Эколого-геохимическое состояние почвенного покрова на территории детского парка города Саратова
Автор: Прокофьева Екатерина Владимировна, Ермин Виталий Николаевич, Решетников Михаил Владимирович, Шешнв Александр Сергеевич
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Общая биология
Статья в выпуске: 1-1 т.18, 2016 года.
Бесплатный доступ
Исследован почвенный покров на территории рекреационной зоны «Детский парк», расположенной в центральной части города Саратова. По результатам анализа концентраций тяжелых металлов (Zn, Pb, Cu, Ni) и мышьяка выполнена оценка современного санитарно-гигиенического и эколого-геохимического состояния почв. Установлено превышение нормативов по свинцу, мышьяку и суммарному показателю загрязнения.
Городские почвы, загрязнение, тяжелые металлы, саратов
Короткий адрес: https://sciup.org/148204341
IDR: 148204341
Текст научной статьи Эколого-геохимическое состояние почвенного покрова на территории детского парка города Саратова
Объем выбросов в атмосферу загрязняющих веществ в Саратове в 2014 г. составлял: от автотранспорта – 67,2 тыс. т (79,5%), от стационарных источников – 17,3 тыс. т (20,5%) [1].
Западная часть парка попадает в пределы части санитарно-защитной зоны Саратовского агрегатного завода, южная – граничит с санитарно-защитной зоной завода «Серп и молот». Функционирование данных предприятий сопровождается выбросами в атмосферный воздух соединений ТМ. Учитывая преобладание в Саратове в течение года ветров северо-западного, западного и южного направлений и близость к предприятиям, территория Детского парка попадает в зону риска загрязнения.
Интенсивность движения автотранспорта в районе Детского парка одна из самых больших в Саратове. Улицы Астраханская, Советская и Рабочая связывают разные районы города. Поступление ТМ в почвы в зоне воздействия автодорог формируется в результате выбросов веществ с отработанными газами двигателей, пылевых выбросов от эксплуатации дорог и автомобильных шин, поступления противогололедных реагентов. В автомобильном топливе содержатся V, Ni, Cu, Cd, Zn, Cr, Mn [2]. Из-за использования до начала 2000-х годов в качестве присадки к бензину тетраэтилсвинца в почвах придорожных полос фиксируется повышенное содержание Pb [3]. Кроме того, вдоль половины периметра парка проходят маршруты трех трамвайных линий, что является фактором поступления твердых частиц от эксплуатации контактной и рельсовой сетей.
Цель работы: оценка геоэкологического состояния почв на территории рекреационной зоны «Детский парк».
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Детский парк – рекреационная зона, расположенная на территории Фрунзенского района города Саратова в квартале между улицами Рабочей, Пугачева, Советской и Астраханской.
Детский парк расположен на территории, которая до начала ХХ века именовалась Полтавской площадью. Согласно утвержденному в 1812 г. плану Саратова, пустующий участок на юго-западной окраине города отводился под городскую площадь с храмом, что реализовалось лишь в 1880-х годах. Полтавская площадь названа в честь 170-летия победы над шведами под Полтавой в 1709 г. На этой территории располагался КняжеВладимирский собор, возведенный в 1889-1896 гг. и посвященный 900-летию крещения Руси. В 1887 г. по диагонали через площадь проложены рельсы конно-железной дороги, а в 1908 г. трамвайная линия вынесена за ее периметр [4].
Превращение территории в парковую зону началось в начале ХХ века. Вокруг Княже-Владимирского собора на Полтавской площади в 1904 г. началась высадка деревьев и кустарников, образовавших зеленую зону, и территория была огорожена. В 1930-х годах собор снесен. В 1934 г. организован детский оздоровительный городок, получивший в 1936 г. современное название «Детский парк», с созданием ряда специализированных спортивных и образовательных площадок и сквера. В 1960-е годы проведена реконструкция зеленой зоны с высадкой ив, рябин, тополей и березовой рощи.
В 1990-х годах территория парка пришла в определенное запустение. Появление коммерческих точек, автодрома для картинга, кафе и прочих объектов, не соответствующих целевому назначению территории, и обветшание инфраструктурных строений поставило под угрозу существование рекреационной зоны. Подобные явления сопровождались сокращением площади зеленых насаждений, их расчленением инженерно-транспортными коммуникациями.
В 2009 г. на территории Детского парка введен в строй православный храм. К середине 2010-х годов в парке проведена частичная реконструкция инфраструктурных объектов и ландшафтное обустройство. Площадь зеленых насаждений общего пользования составляет 6,3 га.
Почвы естественного сложения на исследуемой территории – обыкновенные черноземы, сформировавшиеся на аллювиально-пролювиальных отложениях средне-верхнеплейстоценового возраста [5]. Антропогенные модификации почв парка имеют суглинистый механический состав, принадлежат к культуроземам и частично представлены насыпными грунтами.
В полевых условиях выполнено геоэкологическое обследование, и заложены площадки эколого-геохимического опробования. Методика работ определялась методическими рекомендациями и государственными стандартами [6, 7]. Всего на исследуемой территории заложено 14 площадок опробования. Аналитические определения валового содержания ТМ в почвах выполнены на рентгенофлуоресцентном спектрометре «Спектроскан МАКС».
Подсчитаны значения коэффициентов опасности Ко – соотношение определенной в пробе концентрации элемента к ПДК (ОДК) и коэффициентов концентрации Кс – отношение определенной в пробе концентрации элемента к фоновому значению (Кс = Сi/Сфон). Подсчитан суммарный показатель загрязнения Zc по формуле [8]:
Zc = ∑(Kci + ... + Kcn) – (n–1), где Kc – коэффициент концентрации i-го химического элемента, n – число определяемых суммируемых веществ.
Исследованные загрязняющие вещества по степени опасности принадлежат к двум классам: I класс опасности – мышьяк, свинец, цинк; II класс – медь, никель. Авторами выполнен анализ распределения в почвенном покрове элементов с оценкой уровня загрязнения.
Оценка уровней загрязнения почв проведена по ряду параметров – коэффициенту опасности (Ко), коэффициенту концентрации (Кс) и суммарному показателю загрязнения (Zc) (табл. 1).
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В табл. 2 приведены результаты лабораторных исследований на валовое содержание ТМ в почвах.
Таблица 1. Критерии оценки уровня загрязнения почв
|
Критерий оценки |
Загрязнение почв |
|||
|
допустимое |
умеренно опасное |
опасное |
чрезвычайно опасное |
|
|
Кс фон |
<4 |
4–8 |
8–32 |
>32 |
|
Ко (1 класс опасности) |
<1 |
1–1,5 |
1,5–3 |
>3 |
|
Ко (2 класс опасности) |
<1 |
1–2,5 |
2,5–10 |
>10 |
|
Zc |
<16 |
16–32 |
32–128 |
>128 |
Таблица 2. Результаты определения валового содержания ТМ и мышьяка (мг/кг) и расчетов санитарно-гигиенических показателей
|
Точки опробования |
Определяемый элемент |
Zc |
|||||
|
As |
Pb |
Zn |
Си |
Ni |
|||
|
1 |
C |
22,6 |
108,13 |
210,86 |
34,49 |
53,74 |
29,37 |
|
Ко |
11,3 |
3,38 |
0,96 |
0,26 |
0,67 |
||
|
Kc |
9,04 |
13,03 |
7,27 |
2,03 |
2,00 |
||
|
2 |
C |
26,49 |
136,5 |
159,49 |
11,3 |
49,16 |
31,04 |
|
Ко |
13,25 |
4,27 |
0,72 |
0,09 |
0,61 |
||
|
Kc |
10,60 |
16,45 |
5,50 |
0,66 |
1,83 |
||
|
3 |
C |
26,42 |
137,24 |
176,11 |
25,87 |
52,13 |
32,63 |
|
Ко |
13,21 |
4,29 |
0,8 |
0,2 |
0,65 |
||
|
Kc |
10,57 |
16,53 |
6,07 |
1,52 |
1,94 |
||
|
4 |
C |
31,74 |
189,63 |
208,07 |
40,5 |
60,67 |
43,36 |
|
Ко |
15,87 |
5,93 |
0,95 |
0,31 |
0,76 |
||
|
Kc |
12,70 |
22,85 |
7,17 |
2,38 |
2,26 |
||
|
5 |
C |
22,79 |
104,63 |
146,65 |
38,11 |
56,71 |
27,14 |
|
Ко |
11,4 |
3,27 |
0,67 |
0,29 |
0,71 |
||
|
Kc |
9,12 |
12,61 |
5,06 |
2,24 |
2,11 |
||
|
6 |
C |
20,36 |
88,6 |
136,71 |
7,86 |
54,2 |
21,99 |
|
Ко |
10,18 |
2,77 |
0,62 |
0,06 |
0,68 |
||
|
Kc |
8,14 |
10,67 |
4,71 |
0,46 |
2,01 |
||
|
7 |
C |
20,9 |
95,78 |
202,19 |
40,43 |
55,72 |
27,32 |
|
Ко |
10,45 |
2,99 |
0,92 |
0,31 |
0,7 |
||
|
Kc |
8,36 |
11,54 |
6,97 |
2,38 |
2,07 |
||
|
8 |
C |
22,92 |
91,07 |
127,75 |
24,23 |
53,41 |
23,97 |
|
Ко |
11,46 |
2,85 |
0,58 |
0,18 |
0,67 |
||
|
Kc |
9,17 |
10,97 |
4,41 |
1,43 |
1,99 |
||
|
9 |
C |
31,91 |
185,19 |
218,14 |
27,28 |
54,28 |
42,21 |
|
Ко |
15,96 |
5,79 |
0,99 |
0,21 |
0,68 |
||
|
Kc |
12,76 |
22,31 |
7,52 |
1,60 |
2,02 |
||
|
10 |
C |
18,62 |
84,7 |
149,97 |
38,91 |
56,5 |
23,21 |
|
Ко |
9,31 |
2,65 |
0,68 |
0,29 |
0,71 |
||
|
Kc |
7,45 |
10,20 |
5,17 |
2,29 |
2,10 |
||
|
11 |
C |
22,35 |
121,19 |
214,73 |
39,83 |
51,93 |
31,21 |
|
Ко |
11,18 |
3,79 |
0,98 |
0,3 |
0,65 |
||
|
Kc |
8,94 |
14,60 |
7,40 |
2,34 |
1,93 |
||
|
12 |
C |
24,43 |
125,33 |
164,31 |
47,01 |
58,81 |
31,5 |
|
Ко |
12,22 |
3,92 |
0,75 |
0,36 |
0,74 |
||
|
Kc |
9,77 |
15,10 |
5,67 |
2,77 |
2,19 |
||
|
13 |
C |
13,78 |
45,15 |
80,4 |
31,6 |
54,32 |
13,6 |
|
Ко |
6,89 |
1,41 |
0,37 |
0,24 |
0,68 |
||
|
Kc |
5,51 |
5,44 |
2,77 |
1,86 |
2,02 |
||
|
14 |
C |
15,97 |
52,43 |
88,46 |
20,28 |
49,34 |
14,78 |
|
Ко |
7,99 |
1,64 |
0,4 |
0,15 |
0,62 |
||
|
Kc |
6,39 |
6,32 |
3,05 |
1,19 |
1,83 |
||
|
ПДК [9] |
2 |
32 |
– |
– |
– |
||
|
ОДК [10] |
– |
– |
220 |
132 |
80 |
||
|
Региональный фон Сф [11] |
2,5 |
8,3 |
29 |
17 |
26,9 |
||
Распределение элементов с оценкой уровня загрязнения выглядит следующим образом.
Мышьяк. Значения концентраций превышают норматив по всем точкам опробования. По показателю Ко фиксируется чрезвычайно опасный уровень загрязнения. Уровни загрязнения почв по показателю Кс: умеренно опасный (№ 10, 13, 14) и опасный (№ 1–9, 11, 12). Умеренно опасно загрязненные почвы занимают центральную и крайнюю западную часть парка, на остальных участках выявлено опасное загрязнение (рис. 1).
Свинец . Концентрации свинца превышают ПДК по всем точкам опробования. Уровни загрязнения почв по Ко: умеренно опасный (№ 13), опасный (№ 6–8, 10, 14) и чрезвычайно опасный (№ 1–5, 9, 11, 12). Уровни загрязнения почв по показателю Кс: умеренно опасный (№ 13, 14) и опасный (№ 1–12). В центральной части территории парка загрязнение почв свинцом имеет умеренно-опасный уровень, на всей остальной площади – опасный (рис. 2).
Цинк . Значения концентраций по всем точкам опробования в пределах норм ОДК. Уровни загрязнения почв по показателю Ко допустимые по всем площадкам опробования. Уровни загрязнения почв по показателю Кс :
допустимый (№ 13, 14) и умеренно опасный (№ 1–12). В центральной части территории парка загрязнение почв цинком имеет допустимый уровень, на всей остальной площади – умеренно опасный.
Медь и никель . Значения концентраций по всем точкам опробования в пределах норм ОДК. Уровни загрязнения почв по показателям Ко и Кс находятся в пределах допустимых по всем площадкам опробования.
По суммарному показателю загрязнения (Zc) к допустимому уровню загрязнения относятся пробы на площадках опробования № 13, 14, к умеренно опасному – № 1, 2, 5–8, 10–12, опасному – № 3, 4, 9. Допустимое загрязнение почв выявлено в центральной части парка, опасное – в восточной и западной частях, большая часть территории имеет умеренно опасное загрязнение (рис. 3).
Рис. 1. Схема площадного распределения загрязнения почв мышьяком по отношению к фоновым значениям (Кc):
1 – площадки опробования почв; 2 – изолинии значений Кc; 3–4 – уровни загрязнения почв по коэффициенту концентрации (Кc): 3 – умеренно опасный (Кc = 4–8), 4 – опасный (Кc = 8–32); 5 – асфальтированные участки, 6 – инфраструктурные объекты (А – спортивный комплекс «Юность», Б – областная библиотека для слепых, В – стадион, Г – ветеринарная клиника с вольером, Д – магазины, Е – храм, Ж – теннисный корт).
Советска:
Рис. 2. Схема площадного распределения загрязнения почв свинцом по отношению к фоновым значениям (Кc). Условные обозначения см. рис. 1.
ВЫВОДЫ
Результаты поэлементного исследования загрязнения почв позволили определить пространственную структуру геохимических аномалий. Предельно допустимые концентрации в почвах превышены по мышьяку и свинцу. Концентрации меди, никеля и цинка находятся в пределах ориентировочно-допустимых концентраций.
По суммарному показателю загрязнения (Zc) почвы центральной части Детского парка имеют допустимый уровень загрязнения, восточной и западной частей – опасный, а большая часть территории характеризуется умеренно опасным загрязнением.
Согласно утвержденному проекту планировки территорий общего пользования Фрунзенского района города Саратова [12], предусматривается капитальное строительство системы транспортного обслуживания территории с расширением улиц Астраханской и Рабочей.
Детский парк может изменить свою площадь и будет проведена реконструкция. В связи с планируемым строительством необходима разработка комплекса мер по санации загрязненных почв рекреационной зоны.
Список литературы Эколого-геохимическое состояние почвенного покрова на территории детского парка города Саратова
- О состоянии и об охране окружающей среды Саратовской области в 2014 году. -Саратов, 2015 -244 с.
- Якуцени, С.П. Распространенность углеводородного сырья, обогащенного тяжелыми элементами-примесями. Оценка экологических рисков/С.П.Якуцени. -СПб.: Недра, 2005. -370 с.
- Трошина, Е.Н. Мониторинг гигиенического состояния городских почв как элемент оценки риска здоровью населения/Е.Н.Трошина, Н.Г.Мизина//Здоровье населения и среда обитания. -2008. -№ 12. -С. 34 -35.
- Семенов, В.Н. Саратов историко-архитектурный/В.Н.Семенов, В.И.Давыдов. -Саратов: Приволжское кн. изд-во, 2012. -548 с.
- Саратов: комплексный геоэкологический анализ/под ред. А.В.Иванова. -Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2003. -248 с.
- ГОСТ 17.4.3.01-83. Почвы. Общие требования к отбору почв. -М.: Изд-во стандартов, 1984. -4 с.
- ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа. -М.: Изд-во стандартов, 1985. -12 с.
- МУ 2.1.7.730-99. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. -М.: Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. -38 с.
- ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. -М: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. -15 с.
- ГН 2.1.7.2511-09. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве. -М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. -10 с.
- Решетников, М.В. Магнитная индикация почв городских территорий (на примере г. Саратова)/М.В. Решетников. -Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2011. -152 с.
- Постановление администрации муниципального образования «Город Саратов» от 30 июля 2014 года № 2179 «Об утверждении проекта планировки территорий общего пользования города Саратова (Фрунзенский район)» /Электронный фонд правовой и нормативно-технической информации «Кодекс». -Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/467501690 (дата обращения 15.01.2016).
