Экологическая оценка загрязнения тяжёлыми металлами почв урбанизированных территорий по категориям землепользования : на примере г. Петрозаводска

• Автор: Новиков, Сергей Геннадьевич
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Почвы в условиях урбанизации
1.2. Загрязнение городских почв тяжелыми металлами и серой
1.3. Этапы оценки загрязнения почв тяжелыми металлами
1.4. Способы ремедиации загрязненных почв
Глава 2. Объекты и методы исследования
2.1. Объекты исследования
2.1. Методы исследования
Глава 3. Пространственное распределение тяжелых металлов и серы
в почвах г. Петрозаводска
3.1. Содержание свинца в почвах города Петрозаводска
3.2. Содержание цинка в почвах города Петрозаводска
3.3. Содержание никеля в почвах города Петрозаводска
3.4. Содержание хрома в почвах города Петрозаводска
3.5. Содержание меди в почвах города Петрозаводска
3.6. Содержание кобальта в почвах города Петрозаводска
3.7. Содержание марганца в почвах города Петрозаводска
3.8. Содержание серы в почвах города Петрозаводска
3.9. Общая статистика содержания тяжелых металлов и серы
в почвах г. Петрозаводска
Глава 4. Морфологическое описание и систематика почв города Петрозаводска
Глава 5. Химические свойства почв различных категорий землепользования на территории г. Петрозаводска
5.1. Оценка кислотности почв города Петрозаводска
5.2. Химические свойства почв на землях различного пользования
Глава 6. Радиальное распределение тяжелых металлов и серы в почвах различных категорий землепользования
Глава 7. Оценка суммарного загрязнения тяжелыми металлами почв г. Петрозаводска
и обоснование проведения экологического мониторинга
Выводы
Список литературы

Введение
В современном мире довольно большими темпами происходит увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду, что особенно проявляется на урбанизированных территориях. Интенсивная застройка, промышленная деятельность, высокая плотность автотранспорта на дорогах способствуют накоплению в биосфере различных поллютантов. Почва является важнейшей составляющей экосистемы, которая аккумулирует химические загрязняющие вещества. Среди многочисленных загрязнителей особое место занимают тяжелые металлы, они связываются с минеральными и органическими соединениями, что повышает общий уровень токсичности почвы. Тяжелые металлы опасны тем, что имеют способность к биоаккумулированию, то есть накоплению в тканях живых организмов и при избыточных концентрациях проявляют свои токсические свойства. Становится очевидным, что в условиях городов проведение экологического мониторинга почв для контроля концентраций поллютантов и оценки экологического состояния территории является актуальной задачей.
На территории города Петрозаводска ранее проводились исследования некоторых экологических характеристик почв (Федорец, Медведева, 2005; Рыбаков и др. 2013). По данным Н. Г. Федорец и М. В. Медведевой (2005) в почвах центральных районов выявлены высокие значения содержания свинца, никеля, цинка, меди и марганца по отношению к ПДК, а также серы по отношению к региональному фону. Это вызвало интерес к более подробному изучению содержания тяжелых металлов и серы в почвах на всей территории города в зависимости от категории землепользования. По данным А.К. Евдокимовой (Евдокимова, 1986) при изменении типа землепользования с течением времени происходит накопление субстратов с различными свойствами, в том числе и тяжелых металлов.
Одной из важнейших экологических функций почвы является функция барьера на пути поллютантов по отношению к грунтовым водам. На территории Петрозаводска расположено более 20 действующих родников,
которые пользуются популярностью у населения. Это делает актуальным изучение миграции тяжелых металлов по глубине почвенного профиля.
Целью работы является экологическая оценка загрязнения тяжелыми металлами и серой почв различных категорий землепользования на территории города Петрозаводска с применением картографического метода.
Задачи исследования:
1. Провести зонирование территории г. Петрозаводска, выделить категории землепользования и типы городских почв.
2. Определить валовое содержание и содержание различных форм соединений тяжелых металлов в почвах.
3. Составить карты современной экологической ситуации на территории г. Петрозаводска по уровню загрязнения почв тяжёлыми металлами.
4. Выявить особенности внутрипрофильного распределения тяжелых металлов в почвах.
5. Обосновать необходимость организации экологического мониторинга почв на территории г. Петрозаводска для охраны здоровья населения.
Научная новизна проведенных исследований заключается в том, что для города Петрозаводска впервые выделены таксономические единицы городских почв, выявлены особенности их антропогенной трансформации и построены картосхемы их загрязнения тяжелыми металлами (РЬ, Си, N1, Со, Zn, Сг, Мп), дана экологическая оценка комплексного загрязнения ассоциацией тяжелых металлов почв на исследуемой территории.
Практическая значимость работы. Использование в процессе проводимых исследований ГИС-технологий позволило получить достоверные данные и объективно отобразить экологическое состояние почв на территории г. Петрозаводска. Результаты исследования могут быть использованы для разработки рекомендаций, направленных на оздоровление и сохранение окружающей среды.

Высокие показатели отмечены в зеленой зоне центральной части города (102 мг/кг) и искусственно созданном парке «Ямка» (202,8 мг/кг).
По содержанию свинца в почве на территории города выявлено четыре пробные площади с экстремально высокими значениями:
• В микрорайоне Зарека, вблизи жилых домов и автогаражей -441,8 мг/кг (земли городской застройки). При этом следует отметить, что в радиусе 500 м расположены 4 крупных промышленных объекта -Петрозаводский завод железобетонных изделий «Бетокон», Петрозаводский станкостроительный завод «Металлист», ликёро-водочный завод «Петровский» и Петрозаводский хлебокомбинат.
• В центральном районе города на землях природнорекреационной зоны в городском парке «Ямка» - 202,8 мг/кг.
• На берегу озера Четырехверстное в южной части города в микрорайоне Ключевая - 170,3 мг/кг. На площадке много строительного и бытового мусора, местные жители здесь несанкционированно моют автомобили.
• На территории комплекса автогаражей, находящегося в зеленой зоне города — 97,1 мг/кг.