ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.09.2020
Просмотров: 5852
Скачиваний: 9
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
250
углерода -50-80% его общего запаса в почвенном профиле. Для некоторых хроносрезов определены скорости
трансформации запасов педогенного углерода. В
XX
-XVII вв до н.э. сокращение запасов углерода в верхнем
полуметре составило 0.4 кг/м
2
за 100 лет, в
I
в. до н.э. –
I
в.н.э. скорость аккумуляции его запасов в этой
же толще достигала 1 кг/м
2
за 100 лет. В нижнем полуметре (50-100 см) скорость накопления карбонатного
углерода в эти же временные срезы варьировала от 0.5 кг/м
2
за 100 лет до 2.3 кг/м
2
за 100 лет, соответственно.
В верхней метровой толще (0-100 см) было сосредоточено около половины запасов педогенного
углерода. Его количество варьировало в пределах 23-27 кг/м
2
, при этом запасы углерода гумуса составляли
50-60%, углерода карбонатов – 40-50%.
В полутораметровой толще размещено 75-80% педогенного углерода, что составляло 35-39 кг С/м
2
.
В
его составе 35-50% углерода гумуса и 50-65%-углерода карбонатов.
Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что позднеголоценовые климатические
изменения не оказывали существенного влияния на общую емкость углеродного резервуара черноземов юга
Русской равнины, компоненты которого находились в состоянии динамического равновесия, в то же время
являлись триггерным механизмом процессов эмиссии-стока диоксида углерода отдельных ее составляющих
(Сорг и Сса).
При этом амплитуда варьирования величин депонирования органического углерода, обусловленная
динамикой увлажненности климата, составляла 12-19 кг/м
2
; карбонатного -28-34 кг/м
2
. Мобильная
составляющая углеродного резервуара не превышала 1/3 и характеризовала масштабы вероятной эмиссии-
стока диоксида углерода.
Скорости трансформации запасов углерода изменялись в пределах от +-0.4 до 2.3 кг С/м
2
за 100 лет.
Литература
1. Глазовская М.А. Роль и функция педосферы в геохимических циклах углерода. Почвоведение.1996.
№2. С.174-186
УДК 631.4:550.42(470.323)
МЕТАЛЛЫ И
AS
В СОВРЕМЕННЫХ ПОЙМЕННЫХ НАНОСАХ В ДОЛИНЕ Р. ЧЕРНЬ
(КУРСКАЯ ОБЛАСТЬ)
М.М. Петрик, Е.Н. Асеева
МГУ им. М.В.Ломоносова, е-mail: petrik.maria@yandex.ru; aseyeva@mail.ru
Детальные исследования, проведенные в агролесостепных и степных ландшафтах Среднерусской
возвышенности по изучению эрозии, показали, что областям многовековой земледельческой культуры
свойственна ускоренная агрогенная эрозия почв и, соответственно, высокие темпы аккумуляции наносов
в днищах долин и балок. Вместе с наносами сюда перемещаются огромные массы химических элементов,
часть из которых имеет техногенное происхождение [1]. Определение возраста наносов и их химических
особенностей позволяет оценить динамику накопления различных элементов и связать ее с историей развития
территории. Целью исследования явилось изучение вариаций в содержаниях валовых и подвижных форм
тяжелых металлов и As за последние 50 лет в пойменных наносах в одном из бассейнов центра Русской
равнины. В качестве объекта анализа была выбрана верхняя часть бассейна реки Чернь, площадью 126
км
2
на границе Курской и Орловской областей с плотиной водохранилища в качестве замыкающего створа.
Территория бассейна подверглась радиоактивному загрязнению от взрыва на Чернобыльской АЭС в 1986, что
позволило в качестве маркера времени образования наносов использовать радиоактивный изотоп
137
Cs [2].
Благодаря высокому плодородию почв – черноземов и серых лесных – данная территория длительное время
интенсивно распахивалась, что привело к ускоренным темпам эрозии почв и накоплению достаточно мощного
слоя аллювиальных наносов в долине реки [2]. Максимальное освоение данной территории относится ко
второй половине
XX
века. В это время около 80% площади бассейна было занято пашней. Одновременно (в
начале 60-х годов прошлого столетия) на территории, прилегающей к бассейну, началась добыча железной
руды в одном из крупнейших карьеров КМА – Михайловском и ее переработка на одноименном горно-
обогатительном комбинате.
Разрезы аллювиальных почв в днище долины закладывались на удалении нескольких километров друг
от друга в верхнем, среднем и нижнем створах реки. Было заложено 5 разрезов. Разрез верхнего участка
речной долины находится на максимальном расстоянии от предприятий горнорудного комплекса − 7-11 км,
нижнего участка − в радиусе 3-7 км.
Все разрезы располагались на типичных участках основной части поймы с высотами 1,5-2,0 м над
меженным урезом воды, вне понижений рельефа. В этих условиях сформировались аллювиальные дерновые
карбонатные почвы. Послойные пробы отбирались с шагом 2 см на всю глубину гумусового горизонта (60см).
В пробах были определены валовые содержания Fe, Mn, V, Cr, Ni, Cu, Co, Zn, Pb, Сd, As, также
подвижные формы Fe, Mn, Cu, Co, Zn, Pb, Cd и As. Был определен гранулометрический состав, рН и
содержание Сорг. Валовое содержание металлов и As в пойменных почвах определялось масс-спектральным
методом с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) в Аналитическом сертификационном испытательном
центре Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья имени Н.М. Федоровского
и методом рентген-флюоресцентной спектроскопии (XFS) в химической лаборатории г. Белгорода на приборе
Спектроскан-Макс. В лаборатории кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического ф-та
МГУ изучались потенциально подвижные формы металлов и As в вытяжке 1н HCl (1:10). Подготовка проб
Доклады Всероссийской научной конференции
251
и анализ содержания изотопа
137
Cs проводился на гамма-спектрометре в НИ Лаборатории эрозии почв и
русловых процессов географического факультета МГУ [2].
Определение в послойных пробах содержания изотопа
137
Cs позволило получить эпюры его
вертикального распределения. В большинстве случаев, отчётливо выделяются максимумы содержания
137
Cs,
соответствующие пиковым выпадениям в 1964 и 1986 гг. и частично в 1958 г [2]. В 60–см толще было выделено
4 периода накопления наносов: современный (1986-2008гг), аграрно-индустриальный (1964-1986гг), ранний
индустриальный (1958-1964гг) и аграрный (до 1958г).
Изучение вертикального распределения элементов в опорных разрезах проводилось с учетом времени
накопления наносов. Результаты анализа показали, в верхнем и среднем створах долины, наиболее удаленных
от источников аэрогенного воздействия, валовое содержание многих металлов (Fe, Ni, Cr, V, Co, Cu, Pb) в
верхней 60-см толще почв варьирует слабо, за исключением Сd и
Zn
, накапливающихся (Ка=1,3) в осадках
современного периода (1986-2008 гг).
Более четко выражена дифференциация вертикального профиля гумусовой толщи по валовому
содержанию As. Наиболее значимые отличия в содержании валового As между наносами разного возраста
(достигающие 80%) наблюдаются в верховьях. Максимум накопления элемента отмечается в наносах ранних
периодов – аграрного и раннего индустриального.
Подвижные формы большинства элементов (
Zn
, Cu, Со, As, Fe, Pb и Cd) извлекаемые солянокислой
вытяжкой, в пойменных отложениях верхнего и среднего участков долины распределены значительно
контрастнее, чем их валовые концентрации, что связано с более активным участием подвижных соединений
металлов в почвенно-геохимических процессах. Максимумы содержаний подвижных форм Сu, Co, М
n
,
участвующих в процессах биологического круговорота, приурочены к верхним дерновым горизонтам почв.
Аналогичное распределение имеют кислоторастворимые формы Pb и Cd. Подвижные соединения As в отличие
от рассмотренных металлов накапливаются в наносах аграрного периода (до 1958 года).
В нижнем течении реки неконтрастный характер распределения в вертикальном профиле почв сохраняется
только для валового Pb. У сидерофильных и халькофильных элементов – Fe, Со, Ni, Cr, V; Сu, Pb, Cd и As –
отмечается повышение концентраций в нижних горизонтах, что может указывать на заметную роль техногенной
пылевой составляющей в наносах раннего индустриального периода (конца 50-х начала 60-х годов) в связи
с проведением буровзрывных работ, увеличением пылевых выбросов и максимальным распространением
техногенных аэральных потоков рассеяния на территории бассейна в период начального освоения Михайловского
месторождения железных руд. У халькофильной группы − Pb, Cu и Cd − обнаруживается второй, чаще всего
более выраженный максимум содержания подвижных форм в толще наносов конца 50-х начала 60-х годов.
Подвижные С
o
и М
n
, слабо проявляющие халькофильные свойства, сохраняют поверхностно-аккумулятивный
тип распределения, а Fe концентрируется в нижней части профиля, возможно, из-за влияния оглеения.
Корреляционный анализ показал наличие значимых положительных связей между содержанием гумуса
и концентрациями некоторых металлов, экстрагируемых 1н НС
l
, а именно − Мn (коэффициент корреляции, r =
0,8), Pb (r=0,7), Cd (r=0,6), что подтверждает важную роль органического вещества в накоплении подвижных
форм некоторых металлов [3]. Для их валовых количеств, а также для As такие связи не выявлены. Содержание
подвижного и валового As во всех разрезах линейно зависит от содержания крупнопылеватой фракции (
r
= 0,5-
0,7). Средняя и мелкая пыль оказывает влияние на валовое содержание Cd, С
o
,
Mn
, Pb, Cu, а илистая фракция
− на концентрации Со, Pb, Сu (
r
= 0,7-0,6)
Таким образом, геохимический анализ верхней гумусовой толщи пойменных почв в долине реки
Чернь показал, что контрастность и характер накопления в ней большинства металлов, в том числе и их
подвижных форм, может контролироваться временем образования наноса и зависит от положения разреза
в речной долине. В почвах нижнего створа реки с максимальным техногенным влиянием, накопление
сидерофильных и халькофильных элементов приходится на начало 60-х годов. В наносах этого периода
времени сосредоточены и основные запасы подвижных форм халькофильных элементов. На других участках,
с ослабленным техногенным воздействием, колебания валового содержания металлов за 50-летний отрезок
времени незначительны, за исключением As, максимум накопления которого ( в том числе и подвижных
форм) приходится на период наибольшей распашки и интенсивной химизации сельского хозяйства (конец
50-х – начало 60х годов прошлого века). Подвижные формы элементов в почвах верхнего и среднего участков
долины распределяются более контрастно, чем их валовые количества, что связано с участием элементов в
почвенно-геохимических процессах. О большой роли биологического фактора в концентрации
Mn
, Pb, Cu,
Co,Cd на этих отрезках речной долины с низким уровнем загрязнения косвенно свидетельствует поверхностно-
аккумулятивный тип распределения и линейная зависимость от содержания гумуса. При усилении загрязнения
структура баланса форм металлов, особенно, халькофильной группы, по-видимому, изменяется.
Литература
1. Глазовская М.А. Педолитогенез и континентальные циклы углерода. М.: Книжный дом
«ЛИБРОКОМ». 2009. 336
c
.
2. Голосов В.Н., Маркелов М.В., Беляев В.Р. Современные тенденции перераспределения наносов
на водосборах центра Русской равнины // Эрозия почв и русловые процессы. Труды научно-
исследовательской лаборатории эрозии почв и русловых процессов им. М.И.Маккавеева. Вып.17. М.
Географический факультет МГУ. 2010. С. 46-61
3. Ладонин Д. В., Пляскина О. В. Изменение фракционного состава меди, цинка, кадмия и свинца в
некоторых типах почв при полиэлементном загрязнении // Почвоведение, 2003, № 5. С. 568-576.
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
252
УДК 631.4
МИГРАЦИЯ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПОЧВАХ РАЙОНА СТРОИТЕЛЬСТВА ТРЕТЬЕЙ
ОЧЕРЕДИ АЭРОПОРТА «ШЕРЕМЕТЬЕВО»
А.А. Петров
МГПУ, Москва, anton_-_@bk.ru
Территория предполагаемого строительства третьей очереди аэропорта Шереметьево расположена
к северо-западу от Москвы на территории Солнечногорского района Московской области. Площадь
зарезервированной территории – 368 га. Территория расположена на плоском водоразделе [1]. Фоновые почвы -
дерново-слабо и среднеподзолистые, сформированные на тяжелых моренных суглинках. Локально встречаются
аллювиальные и болотные почвы. На территории была проведена крупномасштабная почвенная съемка и
почвенно-экологическая оценка загрязнения почв тяжелыми металлами на примере ландшафтов с различной
антропогенной нагрузкой. Образцы почв до глубины 40 см были проанализированы рентгенфлуоресцентным
методом на содержание валовых форм тяжёлых металлов и мышьяка. На базе полученных данных составлены
графические модели (картосхемы, графики, диаграммы) распределения металлов в различных типах почв и
элементах рельефа. Полученные результаты горизонтальной и вертикальной (внутрипрофильной) миграции
никеля, цинка и мышьяка в целом не противоречат данным, приведённым в литературных источниках для
аналогичных дерново-подзолистых почв Московской области. Содержание никеля в поверхностном слое почв
не превышает ОДК [2]. Максимальное содержание никеля обнаружено в районе бывшей залежи, примыкающей
к Шереметьевскому шоссе (Рис.1).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
1
2
3
4
6
9
11
12
13
14
18
22
23
24
25
26
27
30
31
34
17
28
29
Ном ер точки
м
г/к
г
Т
о
р
ф
н
ы
е
п
о
ч
в
ы
Профиль
ручья
Рис.1. Содержание никеля в поверхностном горизонте дерново-слабоподзолистых почв
Максимумы содержания никеля на исследуемой территории приурочены в основном к почвам,
расположенным вблизи шоссе и коридоров взлёта-посадки самолётов. Максимальное содержание никеля
наблюдается также в почвах на левом берегу высохшего русла ручья, где отмечена глубокая внутрипрофильная
миграция никеля (Рис.2). Наиболее вероятно это связано с особенностью мезорельефа территории,
поверхностным стоком с расположенных выше территорий и гранулометрическим составом отложений.
Выявлена зависимость содержание цинка в почвах, связанная с удалённостью от транспортных потоков
автомобильного и авиационного транспорта (Рис.3). Максимумы содержания цинка в почвах на территории
приурочены к постагрогенной дерново-подзолистой почве (современная залежь) и почвам, расположенным в
зоне влияния выбросов авиатранспорта. Здесь же наблюдается глубокая внутрипрофильная миграция цинка,
связанная с процессами выщелачивания и лессиважа.
Аномалии содержания мышьяка были выявлены в почвах семи точек опробования
(Рис.4). Они
приурочены к почвам, испытывающим максимальное техногенное воздействие, обусловленное свалками ТБО,
расположенными около с. Паршино, а также вблизи Шереметьевского шоссе (точки 9 и 29). Из анализа данных
по содержанию и внутрипрофильной миграции мышьяка в почвах территории обследования можно также
сделать вывод о связи загрязнения с внесенными ранее удобрениями, содержащими мышьяк. Содержание
мышьяка в почве определяет его содержание в природных водах [3]. Этим можно объяснить наличие мышьяка
в горизонте А1 аллювиальной почвы (точка 3), расположенной в пойме р. Клязьмы и в поверхностном глеевом
горизонте глеезёма (точка 24), расположенной на дне пересохшего ручья.
Доклады Всероссийской научной конференции
253
Рис.2. Валовое содержание никеля в почвах территории исследования
Рис.3. Валовое содержание цинка в почвах территории исследования
Рис.4. Валовое содержание мышьяка в почвах территории исследования
Таким образом, на фоне в целом слабо загрязненной территории третьей очереди строительства
аэропорта «Шереметьево» установлена зависимость аккумуляции проанализированных тяжелых металлов и
мышьяка, связанная с гранулометрическим составом, мезорельефом, свалками ТБО и автотрассами.
Геохимия ландшафтов и география почв (к 100-летию М.А. Глазовской)
254
Литература
1. Жучкова В.К. Ландшафты Московской области и их современное состояние, Смоленск: СГУ, 1997
2. ГН 2.1.7.2511-09
3. Аптикаев Р.С.. Соединения мышьяка в почвах природных и антропогенных ландшафтов: Дис. ...
канд. биол. наук: 03.00.27; Москва, 2005 - 194 с.
УДК 911.2:550.4
ПРОГНОЗНОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИЙ ПО ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИМ РИСКАМ ПРИ
ДОБЫЧЕ И ТРАНСПОРТИРОВКЕ НЕФТИ (К 30-ЛЕТИЮ ПИОНЕРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
М.А. ГЛАЗОВСКОЙ)
Ю.И. Пиковский
МГУ имени М.В.Ломоносова, Москва. e-mail: lummgu@mail.ru
В 1979-1982 гг. М.А. Глазовская разработала систему прогнозного ландшафтно-геохимического
районирования территории бывшего СССР по типам изменения природной среды при добыче и
транспортировке нефти [1]. В основе районирования лежит выделение и типология прогнозных ландшафтно-
геохимических областей и районов, различающихся уровнем устойчивости и характером изменений
ландшафтов, происходящих при строительстве промыслов, добыче и транспортировке нефти. По существу,
эта работа была первой пространственно-географической систематизацией мест вероятного наступления
неблагоприятных последствий для природной среды, вызванных хозяйственной деятельностью, то есть
того, что сейчас называют экологическим риском. Аналогов исследований, охватывающих такие крупные
территории, в мире тогда не было
Работы по экологическим рискам отдельных производств и территорий в настоящее время популярны
во всем мире. В этом направлении они пошли, в основном, по пути использования сложных математических
моделей и расчетов вероятности наступления неблагоприятных событий, вызываемых целым комплексом
природных и техногенных факторов. Итоговый результат таких расчетов, возможно, полезен при оценке
общего экономического ущерба для производства и окружающей среды или для определения суммы страховых
платежей, но малопригоден для управления рисками, то есть понимания того, как снизить этот риск и защитить
окружающую среду в каждом конкретном районе.
Методология М.А. Глазовской нацелена на прогнозный характер районирования, то есть на оценку
опасности возможных негативных последствий для окружающей среды, вызванных конкретными природными
и техногенными факторами. Перед такой работой не ставилась задача рассчитать вероятность неблагоприятного
события на основе статистического анализа событий на сходных объектах, что практикуется в настоящее
время. Состояние среды в одном районе постоянно меняется во времени. Кроме того, на перспективных
территориях могут появляться новые районы добычи нефти, для которых полных аналогий с событиями,
происходившими в других местах и ответными реакциями среды на них, найти трудно. Поэтому прогноз
негативного изменения природной среды опирал
c
я, в первую очередь, на фундаментальные теоретические
положения о ландшафтно-геохимических процессах в различных природных зонах и о факторах воздействия
техногенеза на эти процессы [2].
За 30 лет, прошедших после создания М.А. Глазовской методологии прогнозного ландшафтно-
геохимического районирования по опасности изменения природной среды, то есть, по геоэкологическим
рискам, основные ее положения не устарели и не потеряли своей актуальности. Они целиком были
использованы в обновленной карте прогнозного ландшафтно-геохимического районирования территории
России по типам изменения природной среды при добыче и транспортировке нефти [3]. За прошедшее время
содержание районирования существенно углубилось в связи с изучением таких факторов, как устойчивость
почв к углеводородному загрязнению [4], активизации морфоструктурных узлов [5], формированию состава
нефти и ее геохимических спутников на месторождениях и других.
Чтобы избежать путаницы в терминологии, целесообразно разделить понятия «экологический» и
«геоэкологический» риск. Экологический риск – это риск для человека и других биологических объектов.
Геоэкологический риск – это риск негативных последствий для окружающей среды, для ландшафта. В этом
случае оценивается опасность изменения компонентов среды – почв, вод, атмосферы, а также наиболее
локализованного в пространстве биотического компонента ландшафта − растительности. Обе разновидности
риска взаимосвязаны: геоэкологический риск должен учитываться как важный фактор экологического риска.
Таким образом, прогнозное ландшафтно-геохимическое районирование территорий по типам изменения
природной среды каким-либо видом хозяйственной деятельности можно считать прогнозным районированием
по геоэкологическим рискам при данном типе техногенеза. С этих позиций рассмотрим основные принципы
прогнозного районирования территорий по геоэкологическим рискам при добыче и транспортировке нефти,
заложенные М.А. Глазовской.
Территориальные единицы районирования.
Исходной территориальной единицей районирования
стал прогнозный ландшафтно-геохимический район, который у М.А. Глазовской получил название
«технобиогеом» - исходный физико-географический объект ландшафтно-геохимического прогноза [2].
При выделении районов учитываются: единообразие на всем протяжении района условий трансформации,
рассеяния и аккумуляции нефти и минерализованных пластовых вод; тип возможных изменений природной
среды при данном техногенном воздействии; преобладающий состав нефти и промысловых вод на данном
конкретном участке. Границы районов проводятся, в основном, по границам водосборных бассейнов, порядок