Аннотация. В статье рассмотрены особенности загрязнения тяжелыми металлами почв склоновых

В статье рассмотрены особенности загрязнения тяжелыми металлами почв склоновых территорий города Саратова. С помощью полученных данных установлены причины формирования барьерного поллютантного подножья.

Ключевые слова: поллютаны, источники выбросов, тяжелые металлы, почва, предельно допустимая концентрация, барьер поллютантный

На распределение загрязняющих веществ в атмосфере города влияют множество факторов, важнейшими из которых являются орографические и климатические факторы, параметрические характеристики источников выбросов и физико-химические особенности загрязняющих веществ. Рисунок загрязнения в пределах города усложняется также особенностями застройки, местными ветровыми потоками и особенностями почвенного покрова. Определение загрязнения городских почв может быть использовано как косвенный подход в выявлении процессов перемещения загрязняющих веществ в воздушном бассейне города.

Почвы города испытывают многостороннее воздействие, ведущим из которых для большинства, является оседание загрязняющих веществ из воздуха. Орографические и микроклиматические особенности территории создают причудливый рисунок загрязнения, а почвы, являясь депонирующей средой, отражают «печальную историю загрязнения» воздуха города.

Целью нашей работы являлось определение уровня загрязнения тяжелыми металлами почвенного покрова склонов Приволжской возвышенности в пределах города Саратова.

Город Саратов является крупным промышленным центром, основными источниками загрязнения атмосферы которого являются химическое производство, производство нефтепродуктов, электроэнергии, стройиндустрии, автотранспорта. В городе насчитывается около 10 тысяч источников загрязнения (вместе с автотранспортом), которые выделяют в атмосферный воздух около 80,3 тыс. т загрязняющих веществ. В атмосферу одновременно попадают около 400 наименований поллютантов [1].

Основная часть промышленных предприятий расположена в котловинной части города, создавая две основные полосы – вдоль берега Волгоградского водохранилища и вдоль подножья склонов гор. Промзоны чередуются с жилой застройкой, создавая архитектурный рисунок, характерный для старых городов.

Территориальное расположение предприятий в городе позволяет условно разделить его на три промышленные зоны: южная, центральная и северная. В южной зоне сосредоточены предприятия химического профиля – ООО «Саратоворгсинтез», ЗАО «Опытный завод НИИХИТ», ОАО «Завод АИТ», энергетические комплексы – ТЭЦ –1, ТЭЦ – 2, предприятия машиностроения.

Северная зона представлена большим количеством предприятий машиностроения и металлообработки, выпускающих продукцию для военно-промышленного комплекса энергетики, химического цикла, в том числе завод «Техстекло». Центральная зона представлена многопрофильными предприятиями, преимущественно машиностроительного цикла с включением химических производств.

Высоты источников выбросов на большинстве предприятий колеблются от 4,5 до 100 м. Однако, высотных источников, высотой 100 м в городе только два: один из них находится в крайней северной точке города, второй - в крайне южной. Преобладают же источники относительно невысокие от 28 до 35 м [1].

По температурным параметрам много источников высокотемпературных – свыше 50º. Благодаря этому формируется подъем факела выбросов, что является, с точки зрения очищения, положительным моментом. Невысокие и низкотемпературные источники способствуют оседанию примесей вблизи них. Высокотемпературные источники, наоборот, обуславливают перемещения загрязнений на более далекие расстояния.

На распределение загрязнителей в воздушном бассейне города большое влияние оказывают его орографическое положение и соответствующие метеорологические характеристики. Город Саратов расположен в пределах раннечетвертичной денудационной равнины. Основная часть города сосредоточена в пределах Приволжской котловины, которая окружена с трех сторон отрогами Приволжской возвышенностями: горами Лысой, Соколовой, Увек, Алтынная. Приволжская котловина слабо наклонена в сторону Волгоградского водохранилища, активно расчленена овражно-балочной сетью. Ширина котловины колеблется от 3 до 7 км, протяженность около 33 км. В гипсометрическом отношении абсолютные отметки Приволжской котловины варьируют от 10 до 150 м: поверхность ее северной части занимает более высокое гипсометрическое положение по сравнению с южной (разница высоты составляет 50 – 80 м). Приволжская возвышенность обрываются в сторону Приволжской котловины крутыми уступами. Высота гор колеблется от 200 до 320 м. Максимальные гипсометрические отметки 260 – 286 м имеет Лысогорское плато, площадь которого свыше 4 тыс. га. Склоны Лысой горы менее крутые и, в настоящее время, интенсивно застраиваются жилыми домами. Склоны Соколовой горы – более крутые, зачастую обрывистые, с обилием оползневых процессов, и застраиваются в меньшей степени [1].

Такой рельеф местности способствует возникновению на территории города значительных топоклиматических контрастов, среди которых наиболее очевидным является возникновение локальных потоков воздуха, обтекающих орографические препятствия. Данные потоки могут, как способствовать рассеиванию загрязнений, так и повышать их концентрацию на городской территории.

Загрязнение воздушного бассейна города, кроме того, определяют его метеорологические характеристики. В первую очередь – это повторяемость слабых ветров, которые снижают горизонтальное перемешивание воздуха. Повторяемость несильных ветров скоростью 1 – 5 м/с составляет зимой 97%, весной – 77%, летом – 93% и осенью – 97%. Во-вторых – это наличие инверсий, которые снижают возможность вертикального рассеивания. В г. Саратове примерно для 46% дней в году характерно наличие инверсий. В результате таких метеорологических особенностей в городе формируется высокий потенциал загрязнения атмосферы [1].

Сочетание неблагоприятных орографических и метеорологических факторов по условиям рассеивания примесей приводит к тому, что город представляет собой своеобразный котлован, в который поступают загрязняющие вещества, а «выйти» из него они не могут. Наличие возвышенностей с крутыми склонами способствуют оседанию загрязняющих веществ в пределах города, создавая эффект вторичного загрязнения.

Нами было высказано предположение, что поллютанты, поступая от источников загрязнения в атмосферу, не перемещаются через склоны гор, а оседают на них и в котловинной части города. Для подтверждения выдвинутой гипотезы был проведен эксперимент по определению загрязнения почв на склонах Лысой и Соколовой гор, т.к. именно почвы способны отразить загрязнение воздушного бассейна. Отбор почвенных проб проводился в трех точках склона: верхней, средней и нижней. Исследованию подлежал верхний 15-сантиметровый слой естественных, относительно слабо измененных, почв склонов гор. Учитывая, что среди промышленных предприятий города преобладают предприятия машиностроительного комплекса, в отобранных образцах почв определяли концентрацию ионов Cu²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺.

Определение ионов Cu²⁺ и Cd²⁺ проводили фотометрическим методом, ионов Pb²⁺ - титриметрическим методом. Для выявления загрязнения использовались значения ПДК по подвижным формам данных металлов в почве. Полученные результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1

Дата добавления: 2015-08-21