УДК 502/504

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СНЕЖНОГО ПОКРОВА ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОГО РИСКА

Даль Лариса Игоревна
Автономное некоммерческое объединение «Центр социальных инициатив «Энергия Жизни» (г. Пермь)
Эколог

Аннотация
В статье рассмотрены вопросы эколого-геохимической оценки состояния городской среды. Изучены закономерности и пространственное распределение тяжелых металлов в снежном покрове города Перми. Наиболее опасными являются элементы: Pb, Cd, Zn, Co, Ni, Cu, Мо, Cr. Все они имеют высокий фон и создают контрастные аномалии. Установлено влияние техногенеза на формирование геохимических аномалий, установлена их связь с участками с повышенной заболеваемости населения. Результаты исследований показывают, что террито-рия города является объектом социально-экологической опасности.

Ключевые слова: еcological geography and geochemistry, здоровье населения, снежный покров, социально-экологический риск, тяжелые металлы, экологическая география и геохимия


ECOLOGICAL-GEOCHEMICAL ASSESSMENT OF SNOW COVER THE CITY AS AN INDICATOR OF SOCIO-ENVIRONMENTAL RISK

Dal Larisa Igorevna
Autonomous nonprofit organization «Center of social initiatives» «Life Energy», Perm
The ecologist

Abstract
In article questions of a ecological and geochemical assessment of a condition of an urban environment are considered. Regularities and spatial distribution of heavy metals in snow cover of the Perm city are studied. Elements are the most dangerous: Pb, Cd, Zn, Co, Ni, Cu, Mo, Cr. All of them have a high background and create contrast anomalies. Influence of technogenesis on formation of geochemical anomalies is established, their connection with sites from the increased incidence of the population is established. The results of these studies show that the city territory is the object of socio-environmental risk.

Keywords: anomal zones, heavy metals, public health, snow cover, socio-environmental risk


Рубрика: География

Библиографическая ссылка на статью:
Даль Л.И. Эколого-геохимическая оценка снежного покрова городской среды как показатель социально-экологического риска // Исследования в области естественных наук. 2015. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://science.snauka.ru/2015/05/10240 (дата обращения: 28.01.2017).

Урбанизированные территории и особенно крупные города представляют собой сложные техногенные системы, которые оказывают сильнейшее воздействие на окружающую (городскую) среду в их пределах и по периферии. Потребности охраны среды и здоровья населения особенно тесно переплетаются в условиях современного города. Именно в городах на относительно ограниченной территории концентрируются и многочисленное население, и крупные источники загрязнения. Поэтому, основные экологические проблемы крупных городов, в том числе  г. Перми, связаны с общим загрязнением окружающей среды (воздушный и водный бассейны, недра, почвы, растительный и животный мир), негативно влияющие на здоровье человека [1, 2].

Пермь – крупнейший индустриальный город на Западном Урале с миллионным населением, с высокой концентрацией промышленных предприятий (нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической, машиностроения, деревообрабатывающей, легкой и пищевой промышленности) и автотранспорта, выбрасывающих в атмосферу сотни примесей и химических соединений. Приоритетной проблемой Пермского региона является комплексная геоэкологическая оценка города.

Материалы и методы.

Методологической основой геоэкологического изучения городской среды является системный подход и анализ компонентов природно-техногенной системы города. Важнейшей практической задачей изучения геоэкологии города является информационное обеспечение для его геоэкологической безопасности [3, 4]. Антропогенное воздействие, приводящее к изменению химического состава одного или нескольких компонентов окружающей среды города, является геохимическим [5]. Поэтому, одним из важнейших методов определения экологической обстановки селитебных зон является геохимический метод, позволяющий оценить геохимическое состояние территории, которое в основном зависит от уровня техногенного загрязнения, формирующего аномальные геохимические зоны. При этом оптимальной группой показателей площадной оценки экологической обстановки могут быть почвенный и снежный покров. Почвы являются первым геохимическим барьером на пути миграции токсичных веществ и их концентрации. Снежный покров является непосредственным накопителем техногенных химических элементов за весь зимний период, которые при таянии снега в теплое время попадают в поверхностные и подземные воды, загрязняют их. Геохимическое состояние территории, которое в основном зависит от уровня техногенного загрязнения, формирующего аномальные геохимические зоны, играет важную роль среди критериев оценки экологического риска.

Изучение химического состава атмосферных осадков Пермской области в т.ч. – г. Перми было начато Г.А. Максимовичем в 1945 г. и обобщено в монографии [6], при этом отмечалось пятикратное увеличение средней минерализации снега в Перми по сравнению районами Приуралья, не затронутыми техногенезом (что остается актуальным и в настоящее время), а также – отсутствие спектральных анализов по снегу. Изучение состава снежного покрова эпизодически продолжалось многими исследователями. Наиболее полное изучение проведено А.К. Лаптевой и М.А. Шишкиным [7].

Автором статьи изучение химического состава снежного покрова на территории г. Перми проводилось более 10 лет в составе исследований различных организаций – геоэкологической партии ФГУП «Геокарта-Пермь», кафедры биогеоценологии и охраны природы Пермского государственного университета и Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН под руководством профессора, д.г.-м.н. А.А. Оборина [8]. В составе геоэкологической партии автор принимала участие в проведении эколого-геохимической съемки масштаба 1:50 000 на территории г. Перми  (отв. исп. д.г.-м.н. И.С. Копылов). Основными объектами исследований были почвы и снежный покров, являющиеся накопителями токсичных химических элементов, а, следовательно – индикаторами антропогенного загрязнения. Пробы отбирались на участках, прилегающих к промышленным предприятиям и транспортным магистралям, в районах жилых массивов, а также в лесопарковых зонах. При этом исключались пробы с видимым загрязнением. Всего изучено более 1000 проб почв и 300 проб снега по спектральному анализу, где определялись 34 элемента, из которых в снежном покрове установлено присутствие 16 элементов, в почвах – 25 элементов. Изучен характер и распределение тяжелых металлов почвенного и снежного покрова, составлен комплект карт [9].

Результаты и их обсуждение

В результате проведенных исследований установлено, что в снежном покрове селитебной зоны города средние содержания тяжелых металлов (по сравнению с фоном на контрольных участках и в среднем по Пермскому краю) превышают фон: по Cd – в 120, Cr – 109, Sn – 82, Ni – 37, Pb – 27, Sr – 21, Ba – 25, Cu –13, P– 10, Co – 9, Zn, Mn, V – в 4 раза. Содержания микроэлементов в снежном покрове г. Перми (по данным ФГУП «Геокарта-Пермь» в сравнении с фоновыми районами Пермского края приведены в таблице.

В почвах также отмечается превышение средних концентраций металлов в 1,5-15 раз по сравнению с фоном. Наиболее опасными в почвах г. Перми являются элементы: 1 класса опасности – Cd (до 1000 ПДК), Pb (до 1000 ПДК), Zn (до 27 ПДК), Ве (до 10 ПДК); 2 класса опасности – Ni (до 1000 ПДК), Мо (до 1000 ПДК), Co (до 400 ПДК), Cu (до 106 ПДК), Cr (до 23 ПДК). Все они имеют высокий фон 1,2-4 ПДК (кроме Co) и создают контрастные аномалии. Малоопасные и не лимитируемые элементы – Mn, Zr, Ti (все – до 3 ПДК), имеют широкое распространение, но невысокие концентрации, другие элементы – As (до 20 ПДК), Sb (до 10 ПДК), создают точечные высококонтрастные аномалии.

Таблица – Содержание микроэлементов в снежном покрове г. Перми (n . 10 –3 %)

Элемент

min - max

среднее

ПДК

max

ПДК

ПДК и ОДК

(для почв)

Фон

среднее

Марганец

30-400

0,8

2,7

150

10-70

124,3

32,4

Никель

1-300

9,6

75

4

0-6

37,0

1,0

Кобальт

0,5-100

0,7

20

5

9-1,8

3,6

0,39

Ванадий

5-20

0,4

1,3

15

0-7

6,6

1,9

Хром

5-1000

4,6

26,3

38

0-15

173,7

1,6

Цирконий

10-30

0,4

1

30

0-50

12,8

6,8

Молибден

0,0-0,7

0,1

0,7

1

0-1,5

0,1

0,06

Медь

2-500

3,8

75,8

6,6

0-9

25,3

2,0

Цинк

5-70

1,7

6,3

11

0-9

19,0

4,8

Свинец

0,5-90

3,6

30

3

0-0,9

10,9

0,41

Олово

0,5-20

0,2

0,7

30

0-0,6

4,9

0,06

Кадмий

0-7

24

70

0,1

0-2

2,4

0,02

Фосфор

0-600

3,0

30

20

0-150

60,4

5,9

Барий

0-50

1,4

8

62,5

0-20

87,7

3,5

Стронций

10-200

0,6

3,3

60

0-30

39,6

1,9

Крупные аномальные зоны сконцентрированы в Индустриальном (Осинцовский промузел, центральная часть), Свердловском (центральная и северо-восточная части) и Мотовилихинском (Мотовилихинские заводы) районах города [9]. Эти зоны классифицируются (по ИМГРЭ [10]), с учетом критериев [11] как участки с критической или чрезвычайно опасной экологической ситуацией.

Необходимо отметить, что территория г. Перми располагается в пределах Среднекамской аномальной геохимической зоны [12, 13], поэтому повышенная концентрация некоторых микроэлементов связана не только с техногенным воздействием, но и с их природным накоплением в почвах, обусловленным различными природно-геологическими факторами [14-17] и в первую очередь – геодинамической активностью этого района [18, 19]. Однако аномалии в снежном покрове имеют однозначно техногенный характер.

По анализу данных медицинской статистики по заболеваемости населения среди детей и взрослых г. Перми наблюдается постоянный рост различных видов заболеваний. Районы с повышенной заболеваемостью населения, как правило, приурочены к участкам с концентрацией токсичных элементов. Более высокая сходимость геохимических аномалий в почвах и снежном покрове отмечается с результатами анализов содержания химических элементов в биосредах детей, поскольку детский контингент более чувствителен к антропогенным нагрузкам, менее адаптирован к изменениям условий окружающей среды. В Индустриальном районе установлены компоненты, являющиеся химическими факторами риска – Pb, Ni, Zn, Mn; в Мотовилихинском – Mn, Ni, Cr, Zn, Cu; в Свердловском – Mn, Cr, Zn, Ni; в Дзержинском – Mn, Ni, Pb. Медико-геоэкологический анализ показал, что для аномальных зон существует пространственно-корреляционная связь между геохимическими параметрами окружающей среды и уровнем содержания токсикантов в биосредах людей, отмечаются тенденции увеличения заболеваемости населения и изменения ее структуры.

Результаты проведенных исследований показывают, что Пермская селитебная зона является объектом социально-экологической опасности. Необходимым условием оптимизации качества городской среды является мониторинг антропогенных изменений, включая загрязнение и реакцию на него в атмосфере, гидросфере, почве и криосфере, а также медико-геоэкологический мониторинг. Для обеспечения геоэкологической безопасности населения города необходимо создание единой геоинформационной системы городской среды г. Перми, базовые основы которой изложены в работе [20], где блок экологической геохимии должен занимать одно из приоритетных мест.


Библиографический список
  1. Быков В.Н., Димухаметов Д.М., Димухаметов М.Ш. Эколого-геологическая обстановка города: учеб. пособие. Пермь: Пермский ун-т, 2001. 101 с.
  2. Копылов И.С. Научно-методические основы геоэкологических исследований нефтегазоносных регионов и оценки геологической безопасности городов и объектов с применением дистанционных методов / автореферат дис. ... доктора геолого-минералогических наук. Пермь, 2014. 48 с.
  3. Копылов И.С. Концепция и методология геоэкологических исследований и картографирования платформенных регионов // Перспективы науки. 2011. № 8 (23). С. 126-129.
  4. Копылов И.С., Коноплев А.В., Голдырев В.В., Кустов И.В., Красильников П.А. К вопросу об обеспечении геологической безопасности развития городов // Фундаментальные исследования. 2014. № 9-2. С. 355-359.
  5. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.: Недра, 1990. 335 с.
  6. Максимович Г.А., Тюрина И.М. Химический состав атмосферных осадков // В книге: Химическая география вод и гидрогеохимии Пермской области / Коллектив авторов. Пермь, 1967. С. 41-49.
  7. Лаптева А.К., Шишкин М.А. Технофильные металлы в депонирующих средах на территории г. Перми // Вестник Пермского научного центра УрО РАН. 2010. № 2. С. 17-25.
  8. Oborin A.A., Kashevarova N.M., Rubinstein L.M., Khmurchik V.T., Kopylov I.S., Kopylova L.I. Evaluation of the influence of natural and anthropogenic factors on a human health // Environmental Pollution: Abstracts of the VI International Conference, 20-25 September 2005. Perm-Kazan-Perm / Institute of Ecology and Genetics of Microorganisms UB RAS, Perm, 2005, 197 p.
  9. Копылов И.С. Аномалии тяжелых металлов в почвах и снежном покрове города Перми как проявления факторов геодинамики и техногенеза // Фундаментальные исследования. 2013. № 1-2. С. 335-339.
  10. Требования к производству и результатам многоцелевого геохимического картирования масштаба 1:1000000 / А.А. Головин, А.И., Ачкасов и др.. М.: ИМГРЭ, 1999. 104 с.
  11. Копылов И.С. Принципы и критерии интегральной оценки геоэкологического состояния природных и урбанизированных территорий // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6.
  12. Копылов И.С. Эколого-геохимические закономерности и аномалии содержания микроэлементов в почвах и снежном покрове Приуралья и города Перми // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. № 4 (17). С. 39-46.
  13. Копылов И.С. Закономерности формирования почвенных ландшафтов Приуралья, их геохимические особенности и аномалии // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 4.
  14. Копылов И.С., Коноплев А.В. Геологическое строение и ресурсы недр в атласе Пермского края // Вестник Пермского университета. Геология. 2013. № 3 (20). С. 5-30.
  15. Копылов И.С., Коноплев А.В., Ибламинов Р.Г., Осовецкий Б.М. Региональные факторы формирования инженерно-геологических условий территории Пермского края // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2012. № 84. С. 102-112.
  16. Копылов И.С., Коноплев А.В., Ибламинов Р.Г., Осовецкий Б.М. Инженерно-геологическое изучение, картографирование, районирование территории Пермского края // Фундаментальные исследования. 2014. № 11-10. С. 2190-2195.
  17. Копылов И.С., Лунев Б.С., Наумова О.Б., Маклашин А.В. Геоморфологические ландшафты,    как    основа   геоэкологического   районирования    //     Фундаментальные исследования. 2014. № 11-10. С. 2196-2201.
  18. Копылов И.С. Теоретические и прикладные аспекты  учения  о   геодинамических  активных зонах // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 4.
  19. Копылов И.С. Линеаментно-геодинамический анализ Пермского Урала и Приуралья // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6.
  20. Коноплев А.В., Копылов И.С., Пьянков С.В., Наумов В.А., Ибламинов Р.Г. Разработка принципов и создание единой геоинформационной системы геологической среды г. Перми (инженерная геология и геоэкология) // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 6.


Все статьи автора «Даль Лариса Игоревна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: