12 марта 2016г.
Закономерности миграции и аккумуляции тяжелых металлов (ТМ) в почвах парковых зон городов РФ, а также оценка загрязнения парковых почв рассмотрены в ряде работ [1, 2]. Некоторые общие вопросы распределения ТМ в различных парках Ростова-на-Дону также отражены во многих публикациях [6, 8, 9]. Вместе с тем, детальная характеристика распределения химических элементов в почвах парковых ландшафтов до настоящего времени не получила должного освещения.
В основу работы положены материалы эколого-геохимических исследований, проведенных в 2013 г. в рамках учебной геоэкологической практики студентами направления «Экология и природопользование» под руководством сотрудников кафедры геоэкологии и прикладной геохимии ЮФУ. На территории десяти городских парков было отобрано 76 почвенных проб. В сеть опробования включались парки, относительно равномерно расположенные на территории города и характеризующиеся близкими размерами. Исключение составляет парк им. Н. Островского – самый большой в Ростове-на-Дону, занимающий площадь 63,1 га. Время основания парков варьирует от 1855 г. (парк им. 1 Мая) до 1983 г. (парк Дружба)
Изучалось распределение в верхнем почвенном горизонте следующих химических элементов: свинца, кадмия, цинка, меди, никеля, мышьяка, ртути, марганца и ванадия. Аналитические исследования выполнялись в региональном лабораторном центре ОАО «Южгеология» и испытательном лабораторном центре ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ростовской области».
Эколого-геохимическая оценка выполнялась на основе анализа коэффициента концентрации элементов и суммарного показателя загрязнения почв. Коэффициент концентрации (Kc) – отношение содержания химического элемента в оцениваемом объекте к его фоновому содержанию. Суммарный показатель загрязнения (СПЗ, Zc), позволяющий оценить уровень комплексного загрязнения, представляет собой аддитивную сумму превышений концентраций отдельных элементов над единичным (фоновым) уровнем:
Zc = Σ Kc – (n–1).
где Кс – коэффициент концентрации, n – число химических элементов, входящих в изучаемую ассоциацию.
При Zc, меньшем 16, категория загрязнения оценивается как допустимая, если Zc лежит в диапазоне 16–32 – умеренно опасная, в диапазоне 32–128 – опасная [3].
В качестве геохимического фона приняты средние концентрации химических элементов в почвах природных ландшафтов Ростовской области, полученные в ходе многолетних исследований сотрудников кафедры геоэкологии и прикладной геохимии ЮФУ и обобщенные в обзоре [7]. Оценка степени загрязнения почв проводилась на основе санитарно-гигиенических нормативов – предельно допустимых концентраций (ПДК) и ориентировочно допустимых концентраций (ОДК) химических элементов [4, 5].
Высокой контрастностью отличается распределение цинка: в почвах различных ландшафтных зон его содержание варьирует от 15 до 800 мг/кг (Табл.1). Наиболее высокие средние концентрации отмечены в почвах парков, находящихся в центре города: им. В. Черевичкина, 1 Мая, В.В. Маяковского, а также в парке им. Н. Островского, удаленного от центра, но основанного еще в 1894 г. (Табл.2). Превышение содержаний Zn по отношению к ОДК зафиксировано в почвах шести парков. Самый высокий уровень загрязнения (3,6 ОДК) характерен для парка им. В. Черевичкина; наиболее обширной площадью загрязнения (шесть проб из восьми) отличается парк им 1 Мая. Вообще цинк – наиболее распространенный элемент-загрязнитель парковых почв, как, впрочем и других функциональных зон Ростова-на Дону – его концентрации превышают ОДК в 16 из 76 почвенных образцов.
Таблица 1
Пределы колебаний химических элементов в почвах парков Ростова-на-Дону, мг/кг
|
Парки
|
Химические элементы
|
|
Pb
|
Zn
|
Ni
|
Cu
|
Mn
|
V
|
|
им. М. Горького
|
15–60
|
15–300
|
40–60
|
50–80
|
700–1000
|
100–200
|
|
Пионерский
|
20–60
|
80–200
|
50–80
|
60–100
|
700–1000
|
100–150
|
|
им. 8 Марта
|
20–100
|
80–300
|
40–50
|
60–300
|
600–800
|
100–200
|
|
им. Н. Островского
|
20–150
|
100–600
|
30–50
|
60–150
|
600–1000
|
80–150
|
|
Дружба
|
10–40
|
80–150
|
30–60
|
50–150
|
600–1000
|
60–150
|
|
им. В. В.Маяковского
|
20–60
|
150–300
|
40–50
|
80–100
|
800–1000
|
100–150
|
|
им. В. Черевичкина
|
20–200
|
810–800
|
40–50
|
50–200
|
500–800
|
60–200
|
|
им. г. Плевен
|
15–40
|
80–150
|
50–100
|
50–100
|
700–800
|
100–150
|
|
им. 1 Мая
|
20–80
|
150–500
|
40–60
|
80–100
|
700–800
|
80–150
|
|
Аллея роз
|
15–60
|
80–500
|
40–50
|
50–100
|
600–800
|
60–150
|
Таблица 2
Среднее содержание химических элементов в почвах парков, мг/кг
|
Парки
|
Химические элементы
|
|
Pb
|
Zn
|
Cd
|
Hg
|
As
|
Ni
|
Cu
|
Mn
|
V
|
|
им. М. Горького
|
39,3
|
160,7
|
0,5
|
0,045
|
2,4
|
47,1
|
67,1
|
785,7
|
142,9
|
|
Пионерский
|
41,4
|
154,3
|
0,3
|
0,033
|
2,1
|
57,1
|
71,4
|
814,3
|
128,6
|
|
им. 8 Марта
|
40,0
|
143,0
|
0,3
|
0,026
|
3,0
|
45,0
|
102,0
|
750,0
|
150,0
|
|
им. Н. Островского
|
48,8
|
250,0
|
0,5
|
0,033
|
1,5
|
37,5
|
91,3
|
787,5
|
122,5
|
|
Дружба
|
21,7
|
106,7
|
0,5
|
0,014
|
1,2
|
47,8
|
81,1
|
788,9
|
110,0
|
|
им. В.В. Маяковского
|
40,0
|
210,0
|
0,3
|
0,035
|
1,3
|
46,0
|
92,0
|
840,0
|
130,0
|
|
им. В. Черевичкина
|
77,5
|
300,0
|
0,4
|
0,041
|
2,0
|
45,0
|
138,8
|
687,5
|
117,5
|
|
им. г. Плевен
|
30,0
|
122,5
|
0,2
|
0,021
|
1,3
|
62,5
|
73,8
|
750,0
|
112,5
|
|
им. 1 Мая
|
43,8
|
312,5
|
0,4
|
0,043
|
1,6
|
42,5
|
92,5
|
750,0
|
116,3
|
|
Аллея роз
|
39,2
|
188,3
|
0,3
|
0,021
|
1,0
|
45,0
|
75,0
|
666,7
|
106,7
|
|
Среднее по паркам
|
42,0
|
192,8
|
0,37
|
0,031
|
1,7
|
47,5
|
89,5
|
760,5
|
124,1
|
|
Региональный фон
|
24,0
|
84,3
|
0,22
|
0,13
|
4,76
|
41,0
|
34,8
|
725,0
|
96,0
|
|
ПДК (ОДК)
|
130
|
220
|
2,0
|
2,1
|
10
|
80
|
132
|
1500
|
150
|
Концентрации свинца изменяются от 10 до 200 мг/кг, причем тенденции пространственного распределения, выявленные для цинка, распространяются и на поведение свинца. Отличается лишь уровень и площадь загрязнения: максимальные концентрации превосходят санитарно-гигиенический норматив в 1,5 раза, загрязнение выявлено лишь в двух пробах.
Парковые почвы отличаются от почв прочих функциональных зон города высокими содержаниями меди. Максимальные её концентрации на территории парка им. 8 Марта достигают 300 мг/кг, что в 2,6 раза выше ОДК. Медное загрязнение выявлено в восьми почвенных пробах на территории четырех парков. Возможно, высокие концентрации меди обусловлены применением медьсодержащих пестицидов (бордосской жидкости) при выращивании парковых культур.
Содержания остальных тяжелых металлов, а также мышьяка, не достигают величин ПДК и ОДК, в то же время, концентрации некоторых элементов (Cd, Ni, V) заметно превосходят региональный фон.
Полученные данные позволяют ранжировать парки по величине Zc и выявить уровень комплексного загрязнения: Дружба (3,3) – им. г. Плевен (3,7) – Аллея роз (4,5) – Пионерский (4,6) – им. М. Горького (4,6) – им. 8 Марта (4,8) – им. В.В. Маяковского (5,6) – им. Н. Островского (6,3) – им. 1 Мая (6,7) – им. В. Черевичкина (9,3). Вырисовывается четкая тенденция роста степени загрязнения по мере приближения к историческому центру. Очевидно, что накопление в почве тяжелых металлов определяется давностью освоения территории. Для всех парков категория загрязнения почв оценена как допустимая, и лишь в пределах парка им. В. Черевичкина установлена умеренно-опасная категория.
При сопоставлении средних концентраций металлов и мышьяка с естественным педогеохимическим фоном выявляется геохимическая ассоциация: Cu2,6Zn2,3Pb1,8Cd1,7V1,3Ni1,2. В целом, такой ряд характерен для почв всех урболандшафтов Ростова-на-Дону, но обычно первую позицию занимает цинк.
Почвы парков слабо загрязнены тяжелыми металлами. Наиболее широко распространено цинковое загрязнение (присутствует в 21% изученных проб), затем медное (10%) и свинцовое (3%).
Список литературы
1. Аткина Л.И., Жукова М.В., Морозов А.М., Данилов Д.А. Загрязнение почв парка им. 50-летия ВЛКСМ г. Екатеринбурга тяжелыми металлами // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 5. – С. 756.
2. Ачкасов А.И., Варава К.В., Самаев С.Б., Башкаревич И.Л., Трефилова Н.Я. Интенсивность и тенденции химического загрязнения почв Москвы / Геоэкологические проблемы Новой Москвы: Сборник научных трудов / отв. ред. А.В. Кошкарев, Э.А. Лихачева, А.А. Тишком. – М.: Медиа-ПРЕСС, 2013. – С.65–69.
3. Геохимия окружающей среды / Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. – М.: Недра, 1990. – 335 с.
4. ГН 2.1.7.2041–06. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2006. – 15 с.
5. ГН 2.1.7.2511–09. Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве: Гигиенические нормативы. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. – 11 с.
6. Капралова О.А., Колесников С.И. Влияние загрязнения тяжелыми металлами на эколого-биологические свойства почв г. Ростова-на-Дону // Научная мысль Кавказа. – 2012. – №1. – С. 69–72.
7. Коханистая Н.В., Шишкина Д.Ю. К вопросу о региональном геохимическом фоне / Актуальные проблемы наук о Земле. Сборник трудов научной конференции студентов и молодых ученых с международным участием. – Ростов н/Д.: Изд-во ЮФУ, 2015. – С. 362–364.
8. Рудь Д.А. Эколого-геохимическая обстановка рекреационных зон города Ростова-на-Дону на примере парковых зон // Труды XVIII Международного симпозиума студентов и молодых учёных имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». – Томск: Изд-во ТПУ, 2014. – С. 749–751.
9. Шишкина Д.Ю. Тяжелые металлы в почвах урболандшафтов г.Ростова-на-Дону // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. – 2015. – №2. – С. 101–105.
