Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геоэкологическая оценка урбанизированных территорий на основе магнитной индикации почв

ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологическая оценка урбанизированных территорий на основе магнитной индикации почв"

На правах рукописи

4859161)

Решетников Михаил Владимирович

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ НА ОСНОВЕ МАГНИТНОЙ ИНДИКАЦИИ ПОЧВ (на примере г. Саратова)

Специальность: 25.00.36 - геоэкология (науки о Земле)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 о ноя 2011

Воронеж-2011

4859160

Работа выполнена в Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Московский Георгий Александрович

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Кочуров Борис Иванович;

Ведущая организация:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Гричук Дмитрий Владимирович

ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Защита состоится «18» ноября 2011 г. в 13-30 на заседании диссертационного совета Д 212.038.17 при Воронежском государственном университете по адресу: 394068 г. Воронеж, ул. Хользунова, 40, ауд. 303.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета.

Автореферат разослан « » октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного <

доктор географических наук, профессор С/^1—5 Куролап С.А.

диссертационного совета ^^^

Актуальность. Одна из актуальных задач современной природоохранной деятельности - это оперативная оценка и мониторинг техногенного загрязнения почв урбанизированных территорий. До настоящего времени она решается лишь с помощью трудоёмких и дорогостоящих аналитических работ с достаточно длительным циклом обработки данных и их обобщения. Это обстоятельство во многом стимулировало поиски новых методов, способных дать массовую и экспрессную информацию о загрязнении почв с целью оптимизации схемы литолого-геохимического опробования городских земель и сокращения объемов анализов.

Вопросам применения геофизических методов в экологии уделяется значительное внимание с середины 90-ых годов прошлого столетия, о чем свидетельствуют многочисленные публикации, организация Всероссийской эколого-геофизической конференции (Дубна, 1995) и, наконец, программа конференции ИНКВА (Берлин. 1995). Судя по специальной литературе, большинство разработок в данной области связано с электрическими и электромагнитными методами, однако многие из них находятся в стадии теоретической или экспериментальной разработки и не прошли еще серьёзной практической апробации.

В большей степени в этом плане получил широкое распространение метод петромагнитного картирования почв для оценки интенсивности эрозионно-денудационных процессов и техногенного загрязнения. Публикации на эту тему появились в конце 90-ых годов прошлого столетия, примечательно, что их авторы демонстрируют завидную общность представлений геологических предпосылках почвенного магнетизма и возможностях магнитометрии в экологии (Абакшин и др., 1995; Водяницкий, и др., 1995; Ерофеев, Миков, 1995; ЬМсЫпбоп, 1995).

В геоэкологическом аспекте интерес представляет вопрос о связи магнитной восприимчивости с концентрацией тяжёлых металлов (ТМ). Основную роль в этой взаимосвязи играют пылевые выбросы металлургических, металлообрабатывающих, гальванических и других производств, которые, наряду с соединениями тяжёлых металлов, включают частицы чугуна, стали и сплавов, обладающих ферромагнитными свойствами. Свой вклад в магнитное загрязнение почв вносят свалки, транспорт, жидкие промстоки и металлические бытовые отходы.

Попадая в почвы в парагенезе с тяжёлыми металлами (ТМ), ферромагнитный материал увеличивает магнитную восприимчивость почв, которая становится, таким образом, индикатором их общего геохимического загрязнения (Глады-шева, 2007; Чащин, 2010).

В последние годы интерес стал уделяться также термомагнитному методу исследования почв, который может использоваться для экспрессной оценки загрязнения почв углеводородами (УВ), в частности нефтепродуктами. В экспериментальном порядке на полигоне вблизи окраин г. Энгельса впервые был опробован метод термомагнитного анализа почв на предмет его пригодности для оконтуривания участков углеводородного загрязнения

(Молостовский, Фролов, 2004). Физико-химическая основа метода хорошо известна, в последние годы он нашёл применение для прогнозирования и поисков месторождений нефти и газа. Исходной методологической предпосылкой для его использования в нефтяной геологии является эмпирически установленный процесс субвертикальной миграции

углеводородных и сопутствующих им компонентов от залежей в верхние горизонты осадочного чехла вплоть до поверхности.

Экспрессность получения и обработки информации и дешевизна петромагнитных методов определяют актуальность выполненных исследований.

Цель работы — обосновать применение комплекса петромагнитных методов при эколого-геохимической оценке состояния почв и грунтов городских территорий.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

Выявить магнитные характеристики (магнитную восприимчивость, термомагнитный эффект) почв урбанизированной и фоновой территории; определить концентрацию тяжелых металлов и нефтепродуктов в почвах урбанизированной территории и на фоновых участках; выявить корреляционную связь между концентрацией тяжёлых металлов и магнитной восприимчивостью; установить взаимосвязь между термомагнитным эффектом и содержанием нефтепродуктов в почвах; на основе результатов геохимического и петромагнитного опробования проанализировать распределение тяжелых металлов, нефтепродуктов, магнитной восприимчивости и термомагнитного эффекта в почвенном покрове г. Саратова.

Научная новизна. Выявлены взаимосвязи между магнитными и химическими свойствами городских почв; впервые проведено детальное комплексное (петро- и термомагнитное) исследование магнитных свойств городских почв с учетом их специфики формирования; установлена научная и методологическая основа использования комплекса методов изучения магнитных свойств почв урбанизированных территорий; дана эколого-геохимическая оценка пространственного содержания валовых и подвижных форм тяжёлых металлов, а также концентрации нефтепродуктов в почвах г. Саратова.

Практическая значимость. Полученные данные о загрязнении почв тяжелыми металлами и обобщённые картографические материалы могут быть использованы административными службами (земельно-кадастровой палатой, областным экологическим комитетом), а также в системе эколого-геохимического мониторинга г. Саратова и принятии различных природоохранных мероприятий. Данные исследований использовались для выявления зон потенциального загрязнения почв и грунтов и оптимизации сети эколого-геохимического опробования на урбанизированных территориях.

Результаты проведенных исследований значительно расширяют представления о эколого-геохимической ситуации на территории г. Саратова и используются в учебном процессе кафедры геоэкологии НИУ СГУ имени

Н.Г. Чернышевского по дисциплинам «Геоэкология», «Геохимия техногенеза», «Экологическая оценка геохимических процессов» для студентов, обучающихся по специальностям «Геоэкология» и «Экологическая геология». Результаты

исследования обобщены в учебных и учебно-методических пособиях «Геохимия», «Использование методов петромагнетизма почв для оценки загрязнения тяжелыми металлами и нефтепродуктами».

Основные защищаемые положения.

1. Петромагнитный метод картирования почв урбанизированных территорий можно использовать для диагностики загрязнения почв тяжёлыми металлами, а также оптимизации сети эколого-геохимического опробования.

2. Термомагнитный геохимический метод картирования почв урбанизированных территорий может быть использован как диагностический показатель состояния почвенного покрова урбанизированных территорий в связи с их загрязнением нефтепродуктами.

3. На городских территориях петро- и термомагнитные аномалии имеют сходные закономерности формирования и проявляют общий тренд изменения с геохимическими аномалиями (концентрация тяжелых металлов и нефтепродуктов).

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: III Всероссийской научно-технической Интернет-конференции: «Современные проблемы экологии и безопасности» (Тула, 2007); V Международной научной конференции студентов и аспирантов, посвященной 90-летию Днепропетровского национального университета (Днепропетровск, 2008); Всероссийском научном симпозиуме «Проблемы синергетики и коэволюции геосфер» (Саратов, 2008); международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология» (Воронеж, 2008); XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2009), на Всероссийской молодёжной выставке-конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (Саратов, 2009), XVII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2010).

Результаты исследований отражены в научных отчётах: Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 гг., проект

2006-РИ-19.0/001/082 «Разработка системы оценки оползневой опасности городских территорий (на примере Нижнего Поволжья)»; Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 гг.», проект

2007-5-1.5-00-01-157 «Эколого-геологические опасности городских территорий, их оценка и разработка на основе нелинейной динамики системы прогнозирования и предотвращения катастрофических ситуаций (на примере Среднего Поволжья)».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ (в том числе 6 - в журналах, входящих в перечень ВАК).

Личный вклад автора. Подготовка программы проведения опробования почвенного покрова на территории г. Саратова, полевые работы на территории города и фоновых участках, определение физико-химических свойств почв, магнитной восприимчивости и термомагнитного эффекта, подготовка почвенных

образцов к определению валового содержания тяжёлых металлов, статистическая обработка и интерпретация результатов, составление электронных схем загрязнения выполнены автором лично в 2007-2009 годах при проведении научно-исследовательских работ в соответствии с программой научно-исследовательских работ Отделения геологии НИИ Естественных Наук Саратовского Государственного Университета. Госбюджетная тема по тематическому плану единого заказ-наряда Министерства образования РФ «Методологические информационные и организационные основы комплексного геоэкологического мониторинга крупного промышленного города как одного из условий устойчивого развития сложных природно-техногенных систем», код -38.01.94; 87.29.29.

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырёх глав и заключения. Основное содержание выполнено на 185 страницах, включая 31 рисунок, 5 таблиц. Список литературы содержит 118 наименований.

Благодарности Автор выражает глубокую признательность за научное руководство при выполнении диссертационной работы д.г.-м.н., проф. Г.А. Московскому и к.г.-м.н., проф. A.B. Иванов. Диссертант благодарит коллектив преподавателей и сотрудников кафедры и лаборатории геоэкологии СГУ им. Н.Г. Чернышевского за советы, критику и внимание к работе. Автор также выражает благодарность д.г.н., В.З. Макарову (СГУ) за консультации при написании работы.

Особая благодарность ректору Саратовского государственного технического университета, профессору И.Р. Плеве за помощь в издании монографии, написанной по материалам диссертационного исследования.

Считаю своим долгом с благодарностью вспомнить человека, без помощи которого работа не была бы написана, светлая память Эдуарду Аркадьевичу Молостовскому.

ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Петро,магнитный метод картирования почв урбанизированных территорий можно использовать для диагностики загрязнения почв тяжёлыми металлами, а также оптимизации сети эколого-геохимического опробования.

В 1991 году палеомагнитной лабораторией НИИ Геологии Саратовского Государственного Университета (под руководством Э.А. Молостовского) предложен метод петромагнитного картографирования городских земель, который включён в городскую программу «Экологический мониторинг

г. Саратова» (ЭМоС) и был апробирован на практике в течение 1992-93 гг.

В результате проведённых исследований построена петромагнитная карта г. Саратова с соответствующей ландшафтно-функциональной привязкой. Эта карта вполне объективно фиксирует изменения в естественном магнитном состоянии почвенного покрова в различных ландшафтно-функциональных зонах, но не позволяет напрямую судить о степени загрязнения твёрдого субстрата техногенными примесями.

етромагнитное картирование г. Саратова в 1992-93 годах проводилось в комплексе с литолого-геохимическими исследованиями, что значительно облегчило сопоставление результатов магнитометрии с данными о загрязнении почв соединениями тяжёлых металлов.

Проведённое Э.А. Молостовским с коллегами сопоставление петромагнитной карты с картами снеговой и почвенной геохимической съёмки показало высокий уровень пространственного совпадения петромагнитных аномалий с ореолами повышенных концентраций кадмия, никеля, свинца, хрома, ртути и ряда других металлов. При наличии тесной пространственной связи педомагнитных и «металлических» аномалий было бы вполне логично ожидать тесную корреляцию между магнитной восприимчивостью и концентрацией тяжёлых металлов на уровне конкретных почвенных проб. Однако попытки прямых сопоставлений такого рода дали далеко не однозначные результаты. Выяснилось, что подобные корреляции для большей части аномалий вообще отсутствуют, хотя в ряде случаев они могут возникнуть при определённом сочетании ряда условий: территориальное размещение предприятий, номенклатура промышленных отходов, состав выбросов.

Работа по изучению магнитной восприимчивости почв города Саратова была одной из пионерских в данном направлении. Впервые в практике геоэкологических исследований для территории крупного промышленного центра были составлены петромагнитные карты, произведена предварительная оценка техногенного загрязнения городских земель соединениями тяжёлых металлов. В настоящее время идея приложения методов петромагнетизма в экологии развивается во многих научных коллективах.

Из работ последних лет наиболее содержательна в этом направлении работа по изучению магнитной восприимчивости почв г. Москвы, в которой были выявлены основные особенности распределения магнитной восприимчивости почв городских территорий, изучалась коррелятивная связь между содержанием подвижных форм тяжёлых металлов (Си, ¿п, РЬ) и значением магнитной восприимчивости (МВ) как по поверхности почвенного горизонта, так и по профилю (Гладышева, 2007). В данной работе было также выявлено, что при усилении техногенной нарушености почв в ряду: ненарушенные почвы - урбопочвы - урбаноземы - техноземы наблюдается увеличение значимой коррелятивной связи между содержанием подвижных форм ТМ и значением МВ. Подобная тенденция наблюдается в этом же ряду и для поверхностных горизонтов (до г = 0,98).

В развитие изучения корреляционных связей в ряду «МВ - концентрация ТМ» лабораторией геоэкологии Саратовского Госуниверситета в 2007 году было проведено изучение магнитной восприимчивости почв г. Саратова с определением концентрации тяжёлых металлов (Решетников, Добролюбова 2010).

Методика исследований определялась государственными стандартами по контролю загрязнения почв и методическими рекомендациями по проведению эколого-геохимических исследований. В подготовительный период проанализированы отчётные материалы литогеохимических исследований 199293 и 2000 г.г. и на их основе была разработана схема опробования, с учётом

положения и интенсивности известных аномалий тяжёлых металлов, рельефа, розы ветров и функциональной структуры города.

Отбор проб проводился селективно, главным образом на неблагополучных в эколого-геохимическом отношении площадях. Четыре наиболее крупных полигона расположены в районах, где в процессе предыдущих исследований были задокументированы устойчивые площадные аномалии тяжёлых металлов высокой интенсивности. Три полигона были заложены в относительно чистых окраинных районах много- и малоэтажной жилой застройки. Для определения фоновых концентраций тяжёлых металлов были обследованы две фоновые площадки в окрестностях сёл Усть-Курдюм и Синенькие.

Подготовительные работы, отбор проб и пробоподготовка велись в соответствии с ГОСТ 17.4.4.02-84 (почвы). Перед началом опробования в районах, подлежащих контролю, были проведены рекогносцировочные выезды с целью уточнения площадей и границ полигонов и привязки на местности площадок опробования.

Рисунок 1. Схема расположения полигонов и точек опробования на территории г. Саратова в 2007 году (составлено автором).

На основании имеющихся материалов и по результатам рекогносцировки намечались полигоны и площадка опробования. Точки отбора проб размещались с учётом розы ветров, особенностей микрорельефа, плана размещения зданий и коммуникаций. В соответствии с требованиями ГОСТа, опробованию подвергалась верхняя часть почвенного горизонта «А» до глубины 5 см, где обычно накапливается основная масса загрязнителей, выпадающих из атмосферы.

В зонах активного массопереноса особое внимание уделялось участкам местной аккумуляции материала: западинам и площадкам на склонах,

подножиям склонов, мелким конусам выноса и пр. В кварталах плотной жилой застройки и преобладающим асфальтовым покрытием пробы отбирались в клумбах, бульварах, палисадниках, приствольных кругах. Пробные площадки закладывались на дифференцированных расстояниях от источников выбросов. Размеры пробных площадок варьировали от 2-3 до 10 м . Отбор проб проводился методом конверта - одна проба в центре, четыре по углам площадки. Вес объединённой пробы варьировал в пределах 1,5-2 кг.

Почвенный материал отбирался из стенок небольших шурфов, предварительно очищенных, во избежание вторичного загрязнения, пластмассовым шпателем. Сухие пробы тщательно перемешивались и очищались от обломков и корней растений в точке пробоотбора на клеёнке или плотной плёнке. После перемешивания проба квартовалась и помещалась в двойной полиэтиленовый пакет с сопроводительной этикеткой. Влажные пробы предварительно просушивались на воздухе и подвергались квартованию в лаборатории. Просеивание всех проб на сите 1x1 мм проводилось в лаборатории. Для каждой пробы, отправленной на анализ, до конца работ сохранялся дубликат для страховки от непредвиденных обстоятельств или повторного анализа в случае необходимости.

Аналитические работы выполнялись в аккредитованных лабораториях: ФГУ Государственной станции агрохимической службы «Саратовская» и филиале ФГУ «ЦЛАТИ по ПФО». Валовые и подвижные формы нахождения определялись для меди, цинка и никеля. Свинец, мышьяк и ртуть определялись лишь в валовых формах, хром - только в подвижных. Определения Pb, Zn, Си, Cd, Ni, Сг проводились методом атомной абсорбции на спектрофотометре AAS-1N. Валовые формы извлекались путём химического разложения почв кипячением с HN03 (1:1). Подвижные формы извлекались с помощью ацетатно-аммонийного буфера (рН=4,8).

Ртуть определялась методом беспламенной атомно-абсорбционной спектрофотометрии на анализаторе ртути «Юлия-2». Определение мышьяка проводилось на фотоэлектроколлориметре ФЭК-2 с предварительным разложением проб смесью HN03 и H2S04 и откачке мышьяковистого водорода.

Погрешности определения: Zn - 8 %; Си, Ni, Cd - 10 %; Hg - 25 %, As при концентрации < 5 мг/кг - 18 %, при > 5 мг/кг - 10 %.

Измерение магнитной восприимчивости проводилось на приборах ИВМ-2 и КТ-5. Для каждой пробы проводилось порядка 10 измерений, по результатам которых рассчитывалось среднее арифметическое значение магнитной восприимчивости, которое и присваивалось пробе в качестве основного значения.

В общей сложности отобрано и проанализировано 100 проб, из них 98 - на территории г. Саратова и 2 - на фоновых площадках.

Полученные аналитические результаты и результаты измерения магнитной восприимчивости были сведены в единую таблицу Microsoft Excel, при помощи этой же программы был рассчитан коэффициент корреляции для двух массивов данных, а так же были построены графические приложения в виде схем (петромагнитная и суммарного загрязнения почв ТМ по показателю Zci[„h).

- суммарный показатель загрязнения, который рассчитывается по

формуле:

Кеф0н1 К*сфон2 • ■ ■ • Ксфон п

где Ксфон „— коэффициент концентрации каждого элемента, п - число элементов в выборке, вычисляемый по формуле

1^Сфон С/Сф,

где С, — составляет содержание элемента в пробе, а Сф - его фоновое значение

Рисунок 2. Схемы пространственного распределения суммарного коэффициента загрязнения почв - Ъс (А), и магнитной восприимчивости (Б) в почвенном покрове г. Саратова в 2007 году (составлено автором).

Отметим так же результаты изучения пространственного распределения педомагнитных и «металлических» аномалий. При сопоставлении картографического материала, разработанного лабораторией геоэкологии в начале 90-ых годов, обнаружилось хорошее пространственное совпадение петромагнитных аномалий с ореолами суммарного загрязнения почв г. Саратова по показателю для валовых форм тяжёлых металлов. В развитие этих построений, автором были построены аналогичные карты (петромагнитная схема и схема суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами по показателю ¿сфм) по результатам собственных исследований. Сопоставление карт 2000 года с картами 2007 года однозначно указывает на значительный спад уровня загрязнения, как по валовым формам ТМ, так и по значению магнитной восприимчивости.

Значимые корреляционные связи были установлены в системах (по убыванию г): «к - подвижные формы Си» (0.83), «к - валовые формы Сс1» (0,71), «к - валовые формы Си» (0,66), «к - валовые формы №> (0,52), «к - валовые формы ЪпУ) (0,29). В остальных изучаемых парах коэффициент корреляции не

значим, а в системе «к - валовые формы Аэ» имеет даже знак минус, что говорит об обратной корреляционной зависимости.

Значение коэффициента корреляции в исследуемых системах зависит от многочисленных факторов: природные условия, наличие техногенных источников выбросов, сорбционные свойства почв и др. Полученные результаты могут иметь ряд логических объяснений, но при изучении корреляционных связей в системе «магнитная восприимчивость - концентрация ТМ» большую роль должен играть сравнительный анализ с

данными, полученными другими специалистами. Если же таковые отсутствуют, то имеющиеся результаты следует принимать как естественные для данного типа почв исследуемой природно-техногенной или урбанизированной территории.

Проводя сравнительный анализ с данными, представленными в работе М.А. Гладышевой можно отметить, что для почв г. Саратова коэффициент корреляции (г = 0,83) в системе «к - подвижные формы Си» сохраняет высокий уровень значимости, который также был зафиксирован на поверхности ненарушенных почв г. Москвы (г = 0,82); а в ряду «к - валовые формы ¿п» для почвогрунтов г. Саратова (г = 0,29) можно приравнять к поверхности ненарушенных почв г. Москвы (г = 0,25). Таким образом, данные, полученные нами, не противоречат результатам, полученным при изучении почв г. Москвы (Гладышева, 2007).

Высокие коэффициенты корреляции между магнитной восприимчивостью и концентрацией тяжёлых металлов отмечаются в работах А.Н Чащина для территории г. Чусовой, им обнаружена взаимосвязь к с концентрацией меди, никеля и цинка, что вполне согласуется с результатами наших исследований (Чащин, 2010).

Сопоставление петромагнитных карт с картами почвенных геохимических съёмок разных лет обнаруживает хорошее пространственное совпадение петромагнитных аномалий с ореолами повышенных концентраций тяжёлых металлов. При этом обнаружена прямая (однонаправленная) зависимость между трансформацией геохимического и петромагнитного полей г. Саратова. При подобного рода пространственных совпадениях также установлена также, в частных случаях, значимая корреляция в системе «к — концентрация ТМ», которая имеет подтверждение в аналогичных работах других авторов.

Дешевизна и экспрессность петромагнитной съёмки позволяют оптимизировать сеть литогеохимического опробования, существенно сократить объёмы сложных аналитических работ, а также проводить исследования в мониторинговом режиме. Метод в очередной раз прошёл достаточно серьезную апробацию и рекомендован к широкому внедрению в геоэкологические исследования как на урбанизированных территориях, так и на участках, подверженных влиянию объектов металлургической промышленности.

2. Термомагнитный геохимический метод картирования почв урбанизированных территорий может быть использован как диагностический показатель состояния почвенного покрова урбанизированных территорий в связи с их загрязнением нефтепродуктами.

Исходной методологической предпосылкой применения термомагнитного метода в нефтяной геологии является эмпирически установленный процесс

субвертикальной миграции углеводородных и сопутствующих компонентов от залежей в верхние горизонты осадочного чехла, вплоть до поверхности. Механизм углеводородного массопереноса сложен и изучен недостаточно, но предполагается, что основную роль в нём играет диффузия газов. Принципиально важно, что во многих случаях не существует непреодолимых барьеров для миграции флюидных потоков от залежи к поверхности.

Насыщенный органикой горизонт А современного почвенного профиля является ареной активной бактериальной деятельности и служит мощным биогеохимическим барьером на пути углеводородов. Миграционные потоки углеводородных газов стимулируют аутигенную сульфидную минерализацию, проявления которой широко известны и неоднократно фиксировались в породах, находящихся в зонах геохимического влияния углеводородных скоплений. В почвах под влиянием микроорганизмов идёт активное окисление углеводородов с генерацией ССЬ, а при участии в процессе сульфатов - биогенного Н28.

При соединении с железом почвы, в ней депонируются тонкодисперсные аутигенные пирит и сидерит, концентрации и размерность зёрен которых недостаточны для их определения с помощью оптического и рентгеноструктурных методов. Опосредованно эта задача сравнительно просто решается путём нагрева пробы до температур 450-500 С, который ведёт к трансформации пирита и сидерита в магнетит по схеме: 3 Ре82 + 802 = Ре304 + 6802, бГеСОз + 02 = 2Ре304 + 6С02.

За счёт этих фазовых превращений резко возрастает магнитная восприимчивость почв, что легко фиксируется любым серийным измерителем магнитной восприимчивости. Величина прироста определяется соотношением Шс, где к - исходная магнитная восприимчивость почвенного образца, ай- его величина после прогрева. Отсюда следует схема эксперимента: измерение магнитной восприимчивости почвы до нагрева (к) - нагрев - измерение магнитной восприимчивости после нагрева (к О - определение термомагнитного показателя ёк = к1/к.

Эмпирически установлено, что это отношение на фоновых участках, находящихся вне зон влияния углеводородных залежей, не превышает значений 1,1-1,5, редко достигает 1,8-2. Над залежами нефти и газа, а так же в почвах, загрязненных углеводородами, в зависимости от конкретных условий, <3к варьирует от 3 до 30 единиц и более. Генетическая взаимосвязь аутигенных сульфидов и карбонатов железа в почвах с углеводородными газами залежей подтверждается пространственной сопряжённостью термомагнитных и газовых аномалий, установленной на ряде нефтегазоносных структур.

Результаты исследований в области нефтепоисковой геохимии могут быть адаптированы к запросам геоэкологии, где решение задачи во многом упрощается близповерхностным залеганием техногенных скоплений нефти и её производных. Впервые методика термомагнитного картирования техногенных скоплений углеводородов была применена на северной окраине г. Энгельс (Саратовской области). Здесь, вследствие многолетних утечек авиационного керосина из запорной арматуры заглубленных емкостей, образовалась обширная зона подземного нефтяного загрязнения. Нефтепродукты, достигнув

первого водоносного горизонта, начинали двигаться в сторону его погружения в направлении реки Волги. Граница проникновения нефтепродуктов была неизвестна и не могла быть закартирована с помощью редкой сети наблюдательных скважин. Непосредственные химические анализы почв также не дали полной картины загрязнения. Применение термомагнитного метода позволило с большей долей вероятности закартировать зону нефтяного загрязнения.

Рисунок 3. Схемы пространственного распределения нефтепродуктов (А) и термомагнитного эффекта (Б) в почвенном покрове г. Саратова в 2007 году (составлено автором)

В развитие фактологической основы применения термомагнитного метода картирования почв, нами было проведено обследование почвенного покрова города Саратова. Всего на территории города было отобрано 98 почвенных образцов, в которых проводилось определение концентрации нефтепродуктов и измерялся термомагнитный эффект. Нефтепродукты определялись гравиметрическим методом в лаборатории филиала ФГУ «ЦЛАТИ по ПФО».

При анализе схем пространственного распределения углеводородных и термомагнитных аномалий выделяется их схожая пространственная приуроченность к одним и тем же территориям. Например, территория юга Саратова, находящаяся в зоне активного углеводородного загрязнения, диагностируется термомагнитной аномалией. Территория северо-востока г. Саратова, на которой фиксируется интенсивное углеводородное загрязнение, также идентифицируется как термомагнитпая аномалия. Северная часть города характеризуется высоким уровнем содержания нефтепродуктов и с1к. Полное пространственное совпадение термомагнитных и углеводородных аномалии наблюдается в местах наложения зон техногенного углеводородного загрязнения и природных источников поступления углеводородов (рис.3).

Углеводородные аномалии в центральной части города не подтверждаются высокими значениями (более чем 2 фоновых значения) термомагнитного эффекта, так как имеют только автомобильное происхождение и их

А)

Б)

интенсивности, видимо, недостаточно для проявления в термомагнитном поле. Это наблюдается при анализе схем, где пороговый уровень для с!к был взят за два фоновых значения. Если же взять схему распространения термомагнитного эффекта, построенную от фонового значения (сИс =8), термомагнитное и углеводородное поля имеют практически идентичную структуру. Можно сделать вывод что оба поля имеют пространственные взаимосвязи; следовательно, термомагнитный метод может быть использован как диагностический показатель состояния почвенного покрова при проведении эколого-геохимических исследований.

3. На городских территориях петро- и термомагнитные аномалии имеют сходные закономерности формирования и проявляют общий тренд изменения с геохимическими аномалиями (концентрация тяжелых металлов и нефтепродуктов).

Результаты эколого-геохимических исследований, выполненные в рамках диссертационной работы, были сопоставлены с данными исследований за предыдущие годы (Формы нахождения тяжелых металлов..., 2001). Сравнительный анализ геохимических данных указывает на пространственное и количественное сокращение зон с повышенными концентрациями тяжелых металлов. Это отчетливо можно наблюдать при изучении загрязнения почвенного покрова соединениями кадмия, свинца и других элементов.

Например, сопоставление схемы загрязнения кадмием, составленной на базе Ксфон, с материалами литогеохимической съёмки 2000 года, свидетельствует о сохранении общей структуры геохимического поля кадмия на всей городской территории. Но в целом, намечается явный спад загрязнения городских почв, который наиболее ощутим в центральной и северной частях города, удалённых от завода автономных источников тока. Сопоставление результатов свинцового загрязнения с данными 2000 г. показывает существенное снижение уровня загрязнения городских земель валовыми формами свинца. Эта тенденция проявлена в значительном сокращении площадей повышенного (10-30 фонов) загрязнения и значительном спаде значений Ксф0Н в центральных частях наиболее интенсивных аномалий.

Так, по данным 2000 г. в аномалии на севере города имелось несколько ядер с Ксф0Н > 30, а зона с Ксф0„ = 10-30 достигала 15 км . В 2007 г. значения Ксфон в 30 и более здесь вообще не установлены, а зона с Ксф0„ = 10-30 сократилась до 2-2,5 км\ В аномалии завода «Электроисточник» исчезли мелкие аномалии-сателлиты с Ксфм, > 30, а площадь зоны с КСф0„ =10-30 сократилась более чем втрое, с 25 км . до 6-7 км .

Сравнение материалов эколого-геохимических съёмок на содержание цинка в 2000 и 2007 г.г., по показателям КС1|)П11 указывает на некоторое снижение уровня загрязнения валовыми формами цинка. Эта тенденция фиксируется

исчезновением аномальных зон с КСф„„>30, и сокращением аномальных площадей с КСф0„ в пределах 10-30 единиц. Последние зоны в настоящее время сохранились лишь в локальных ядрах наиболее интенсивных аномалий

Сопоставление карт ^фщ,, составленных в 2000 и 2007 гг., однозначно указывает на спад уровня загрязнения, как по валовым, так и подвижным

формам тяжелых металлов. Этот вывод подтверждается исчезновением крупной зоны чрезвычайно опасного и опасного загрязнения в Ленинском районе, а также существенным сокращением площадей чрезвычайно опасного загрязнения в центре и на севере Заводского района. Следует заметить, что при однонаправленном тренде трансформации геохимического поля валовые и подвижные формы тяжёлых металлов сохраняют прежние соотношения -загрязнение городских почв подвижными формами тяжёлых металлов относительно фонового уровня было и остаётся более интенсивным, нежели валовыми формами.

Схожую ситуацию наблюдаем при сопоставлении схем распределения магнитной восприимчивости почвенного покрова в 2000 и 2007 годах. На территории города Саратова произошло существенное снижение уровня магнитной восприимчивости во всех аномалийных зонах, установленных исследованиями 2000 года. Вывод подтверждается исчезновением крупной зоны высоких значений к (>100><10~5 ед. СИ) в Ленинском районе и существенным сокращением площадей в центральной части города и на севере Заводского района. Данный факт говорит об однонаправленности тренда трансформации геохимического и петромагпитного полей г. Саратова.

Термомагнитные и углеводородные аномалии, имеющие между собой пространственную взаимосвязь, также имеют общие черты развития. Так как геохимическое опробование на содержание нефтепродуктов и термомагнитное картирование территории г. Саратова проводилось впервые, то говорить об общем тренде развития этих полей на урбанизированной территории преждевременно, но факт общих принципов формирования не вызывает сомнений. В частности, это подтверждается исследованиями на локальных участках углеводородного загрязнения (Энгельская нефтебаза, Соколовогорский нефтепромысел).

ВЫВОДЫ

1. Петромагнитные исследования на территории Саратова выявили 7 ареалов с повышенными значениями (>100x10" ед. СИ) магнитной восприимчивости, соответствующие территориям с очень высокой техногенной нагрузкой. На рекреационных и слабонагруженных участках значения магнитной восприимчивости находятся на фоновом уровне.

2. На территории Саратова выделяется ряд аномальных зон, в которых значение с1к превышает фоновое значение (8 единиц) более чем в два раза. Максимальное значение термомагнитного эффекта составляет 50 единиц.

3. Проведенные эколого-геохимические исследования выявили ряд геохимических аномалий. Основными тяжелыми металлами, загрязняющими почвенный покров Саратова являются кадмий, свинец, цинк и никель. Перечисленные тяжелые металлы в городских почвах образуют следующий ряд техногенности: Сс1>РЬ>/п>Си>Мк Максимальные концентрации тяжелых металлов приурочены к элювиально-аккумулятивному типу ландшафтов различных урболандшафтных зон.

4. Полученные сведения об углеводородном загрязнении Саратова указывают на широкие масштабы скрытого загрязнения почв нефтепродуктами

(до 84 200 мг/кг, 84,2 ОДК), которое выявляется лишь в процессе аналитических определений проб, которые при отборе не вызывают никаких подозрений. Высокие концентрации нефти обнаружены на вполне визуально благополучных участках южного склона Увекской гряды, где расположены хранилища одноимённой нефтебазы. Внешне не выявляет следов загрязнения и почвы центральных районов города, где закартированы многочисленные аномалии с концентрациями нефтепродуктов

5. Почвенные геохимические аномалии тяжёлых металлов на территории города формируются в тесной взаимосвязи с петромагнитными аномалиями. Сопоставление петромагнитной карты с картами почвенной геохимической съёмки свидетельствуют о высоком уровне пространственного совпадения петромагнитных аномалий с ореолами повышенных концентраций кадмия, никеля, свинца, хрома, ртути и ряда других металлов. Пространственное совпадение петромагнитных и геохимических аномалий позволяет предполагать положительную корреляционную связь между содержаниями тяжёлых металлов в пробах и их магнитной восприимчивостью. Для почвенного покрова территории Саратова подобные связи на значимом уровне установлены в системах (по убыванию г): «к - подвижные формы Си» (г = 0,83), «к - валовые формы Сс1» (г = 0,71), «к - валовые формы Си» (г = 0,66), «к - валовые формы №» (г = 0,52), «к - валовые формы 7п» (г = 0,29).

6. В пределах городских территории геохимические и петромагнитные поля имеют схожие принципы формирования и общий тренд изменения. Геохимические металлические аномалии сокращаются как по площади, так и по интенсивности совместно с петромагнитными аномалиями. Выявленные углеводородные аномалии находятся в тесной пространственной взаимосвязи с термомагнитными аномалиями и имеют общую структуру.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Рекомендовать к внедрению в систему эколого-геохимического мониторинга почвенного покрова г. Саратова схему распределения магнитной восприимчивости и термомагнитного эффекта с целью контроля загрязнения соединениями тяжелых металлов и углеводородов, а также оптимизации сети опробования.

2. В связи со значительным сокращением аномальных зон загрязнения почвенного покрова соединениями тяжелых металлов, а также установленным обширным загрязнением почв углеводородами, необходимо провести определённые изменения в структуре геохимического мониторинга г. Саратова. Например, в общегородском масштабе номенклатура загрязнителей, подлежащих определению, должна быть пополнена нефтепродуктами, фенолом и рядом других специфических веществ.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Решетников, М.В. Магнитная восприимчивость и концентрация тяжёлых металлов в почвах урбанизированных территорий (на примере

г. Саратова) / Решетников М.В., Добролюбова Н.В. // Цветные металлы. Вып. 11.2009. С.15-18.

2. Московский, Г.А. Отражение в петромагнетизме закономерностей распределения нерастворимого остатка по разрезу сильвинитового пласта Гремячинского месторождения Саратова / Московский Г.А, Гужиков А.Ю., Решетников М.В., Сорокин A.C., Свидзинский С.А. II Известия Саратовского Университета. Новая Серия. Серия Науки о Земле. Том 10. Вып. 1. 2010. С.54-60.

3. Решетников, М.В. Результаты геохимической снеговой съемки локального участка территории г. Саратова / Решетников М.В., Гребенюк J1.B., Смирнова Т.Д. // Известия Саратовского Университета. Новая Серия. Серия Науки о Земле. Том 10. Вып. 1. 2010. С.74-80.

4. Плешакова, Е.В. Биогенная миграция Cd, Pb, Ni и As в системе «почва-растение» и изменение биологической активности почвы / Плешакова Е.В., Решетников М.В., Любунь Е.В., Беляков А.Ю., Турковкая О.В. // Известия Саратовского Университета. Новая Серия. Серия Науки о Земле. Том 10. Вып. 2. 2010. С. 59-66.

5. Шигаев, В.Ю. Комплексирование геоэлектрохимических методов прогнозирования нефтегазоносности / Шигаев В.Ю., Решетников М.В. // Геофизика. Вып. 3. 2011. С. 29-31.

6. Решетников, М.В. Эколого-геохимическое исследование почв и оценка запылённости на территории г. Вольска (в зоне влияния ОАО «Вольскце-мент») / Решетников М.В., Гейджер Д.Ф., Лазарева В.Ф., Шешнёв A.C. // Известия Саратовского Университета. Новая Серия. Серия Науки о Земле. Том 11, Вып. 1. 2011. С. 51-57.

7. Решетников М.В. Способ прогнозирования соотношения подвижных и валовых форм тяжёлых металлов в почвенном покрове крупных городов (на примере г. Саратова) // Тезисы Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 29 - 31 марта 2004г.). Саратов: изд-во СО ЕАГО, 2004. С. 92.

8. Решетников М.В. Петромагнитное картирование почв городских территорий для оценки техногенного загрязнения // Материалы третьей Всероссийской научно-технической Интернет-конференции «Современные проблемы экологии

и безопасности» / Под. ред. Э.М. Соколова. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2007. С. 65-66.

9. Решетников М.В. Применение термомагнитного метода при изучении загрязнения почв нефтепродуктами // Материалы V Международной научной конференции студентов и аспирантов, носвященной 90-летию Днепропетровского национального университета / Под. ред. проф. Л.И. Зеленской. - Киев: ГНПП «Картография». Вып. 5. 2008. С. 134-135.

10. Решетников М.В., Фролов И.Ю. К вопросу о взаимосвязи магнитной восприимчивости городских почв и концентраций тяжёлых металлов // Материалы Всероссийского научного симпозиума «Проблемы синергетики и коэволюции геосфер» / Под ред. Г.И. Худякова, Д.И. Трубецкова, A.B. Иванова и др. - Саратов: Изд-во Сарат. ин-та РГТЭУ, 2008. С. 188-192

11. Решетников M.B. Применение термомагнитного метода при оконтурива-нии и мониторинге техногенных месторождений углеводородов // Материалы международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология» (г. Воронеж, 12-16 ноября 2008 г.). - Воронеж: Воронежпечать, 2008. С. 156-157.

12. Решетников М.В., Добролюбова Н.В. Эколого-геохимическое исследование антропогенных отложений в долине Глебучева оврага Саратова // Недра Поволжья и Прикаспия. Вып. 58, 2009. С. 47-51.

13. Решетников М.В. Распределение магнитной восприимчивости в почвенном покрове г. Ульяновска // Материалы докладов XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» / Отв. ред. И.А. Алешковский, П.Н. Костылев, А.И. Андреев. [Электронный ресурс] — М.: Издательство МГУ, 2009. [Адрес ресурса в сети интернет: http://www.lomonosov-msu.ru/2009/. С. 15-16.

14. Решетников М.В. Петромагнитное картографирование почв и грунтов урбанизированных территорий для выявления зон потенциального загрязнения тяжёлыми металлами и оптимизации сети геохимического опробования // Материалы Всероссийской молодёжной выставки-конкурса прикладных исследований, изобретений и инноваций. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2009. С. 146.

15. Решетников М.В., Добролюбова Н.В. Проявление термомагнитного эффекта в почвах урбанизированных территории и его геоэкологическое значение // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛО-МОНОСОВ-2010» / Отв. ред. И.А. Алешковский, П.Н. Костылев, А.И. Андреев, A.B. Андриянов. [Электронный ресурс] — М.: МАКС Пресс, 2010. С. 94-95.

16. Решетников М.В., Добролюбова Н.Б. Особенности загрязнения почвенного покрова г. Саратов нефтепродуктами // Экология: синтез естественнонаучного, технического и гуманитарного знания / материалы Всерос. науч.-практ. конференции. Саратов, 19-22 октября 2010 г. - Саратов: изд-во Сарат. гос. тех.ун-та,

2010. С. 80-81.

17.Решетников М.В., Браташова С.А., Браташов И.Н. Экологические, геохимические и петромагнитные аспекты изучения археологического памятника (на

примере Золотарёвского городища) // Недра Поволжья и Прикаспия. Вып. 66,

2011. С. 89-94.

Работы № 1-6 опубликованы в ведущих рецензируемых изданиях, соответствующих перечню ВАК РФ.

Отпечатано в ИП Фатеев М.С. г. Саратов, ул. Б. Казачья, д. 116 Подписано в печать 13.10.2011. Заказ №114. Тираж 150 шт.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Решетников, Михаил Владимирович

Введение

1. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ МАГНИТНОЙ ИНДИКАЦИИ

ПОЧВ В ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

1.1 Петромагнитный метод в геоэкологическом мониторинге почв, его возможности и перспективы.

1.2 Физико-геохимическая основа термомагнитометрии

2. САРАТОВ КАК ПОКАЗАТЕЛЬНЫЙ ОБЪЕКТ

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ ПРИРОДНО

ТЕХНОГЕННЫХ СИСТЕМ СРЕДНЕГО ПОВОЛЖЬЯ

2.1 Природные характеристики территории расположения города

Саратова

2.2 Геологическое строение района исследований

2.3 Ландшафтная характеристика района исследований

2.4 Ландшафтно-геохимическая характеристика г. Саратова

2.5 Урболандшафтное районирование г. Саратова

2.6 Особенности техногенного загрязнения города тяжелыми металлами

3 ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ И

САРАТОВА, ЕГО МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

3.1 Естественные почвы Среднего Поволжья и их магнитные характеристики

3.2 Почвы урбанизированных территорий, их типажи и магнитные свойства

3.3 Магнитные минералы почв, их природа и фазовый состав

4 МАГНИТНОЕ КАРТИРОВАНИЕ ГОРОДСКИХ ЗЕМЕЛЬ

САРАТОВА (РЕЗУЛЬТАТЫ, СОПОСТАВЛЕНИЯ И

ВЫВОДЫ)

4.1 Почвенное петромагнитное поле г. Саратова, его структура и соотношение с техногенными геохимическими полями.

4.2 Результаты сопоставления петромагнитной и геохимической съёмок.

5 ТЕРМОМАГНИТНЫЙ МЕТОД И ЕГО ВОЗМОЖНОСТИ ДЛЯ 148 ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ И ПОРОД ЗОНЫ АЭРАЦИИ НЕФТЬЮ И ЕЁ ПРОИЗВОДНЫМИ

5.1 Примеры оценки экологического состояния объектов 148 нефтегазовой инфраструктуры на основе термомагнитных данных

5.2 Термомагнитное поле г. Саратова

5.3 Сопоставление петро-и термомагнитных схем со схемами 160 геохимического загрязнения

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэкологическая оценка урбанизированных территорий на основе магнитной индикации почв"

В последние десятилетия в результате антропогенной деятельности происходит повсеместное загрязнение окружающей среды различными токсичными веществами. Тяжелые металлы, нефть и её производные являются основными загрязнителями окружающей среды. Большую часть воздействия техногенного пресса принимает на себя почва, это проявляется в ухудшении её плодородия, изменении физико-химических свойств, снижении способности к самоочищению и т.д.

Тяжелые металлы поступают в почву в основном из атмосферы с выбросами промышленных предприятий, а также с выхлопными газами автомобилей, реже вместе с оросительными водами, если выше водозабора в водоемы сбрасывались сточные воды предприятий. Из атмосферы в почву тяжелые металлы попадают чаще всего в виде оксидов, где постепенно растворяются, переходя в другие формы - гидрооксиды, карбонаты или обменные катионы. Со временем почва становится всё более загрязнённой и в определённый момент происходит деструкция органического вещества с выделением тяжелых металлов в почвенный раствор.

Загрязнение почв нефтью и её производными относится к числу наиболее опасных, так как оно кардинально меняет свойства почв. Нефтепродукты поступают в почвы разными путями: при добыче и транспортировке нефти, при аварийных ситуациях на нефтепроводах, при эксплуатации нефтебаз и бензозаправок. Нефть обволакивает почвенные частицы, почва начинает не смачиваться водой, происходит резкое снижение влажности почв и как результат гибнет флора и фауна, населяющая почву.

Для формирования почвенных систем, которые предают почвам плодородие необходимы сотни лет, поэтому сохранение экологических функций почв одна из важнейших проблем природоохранной деятельности. Для решения этой проблемы необходимо также проводить оперативную оценку и мониторинг техногенного загрязнения почв. До настоящего времени эта проблема решается с помощью трудоёмких и дорогостоящих аналитических работ с достаточно длительным циклом обработки данных и их обобщения. Это обстоятельство во многом стимулировало поиски новых методов способных дать массовую и экспрессную информацию о загрязнении почв с целью оптимизаций схемы литолого-геохимического опробования городских земель и сокращения объемов анализов.

В настоящей работе излагаются результаты применения петрофизических методов (петромагнитный и термомагнитный) исследования при изучении геоэкологического состояния почв городских территории. В геоэкологическом аспекте применения петрофизических методов особый интерес представляет вопрос о связи магнитной восприимчивости с концентрацией тяжёлых металлов (ТМ). Основную роль в этой взаимосвязи играют пылевые выбросы металлургических, металлообрабатывающих, гальванических и других производств, которые наряду с соединениями тяжёлых металлов включают частицы чугуна, стали и сплавов, обладающих ферромагнитными свойствами. Свой вклад в магнитное загрязнение почв вносят свалки, транспорт, жидкие промстоки и металлические бытовые отходы.

Попадая в почвы в парагенезе с тяжёлыми металлами (ТМ), магнитный материал увеличивает магнитную восприимчивость почв, которая становится, таким образом, индикатором их общего геохимического загрязнения. Вследствие чего многими исследователями петромагнитный метод картирования почв рекомендуется к внедрению в практику геоэкологических исследований. (Гладышева 2007, Чащин 2010).

В последние годы особый интерес стал уделяться также термомагнитному методу исследования почв, который может использоваться для экспрессной оценки загрязнения почв углеводородами (УВ), в частности нефтепродуктами. В экспериментальном порядке на полигоне вблизи окраин г. Энгельса впервые был опробован метод термомагнитного анализа почв на предмет его пригодности для оконтуривания участков углеводородного загрязнения (Молостовский, Фролов, 2004). Физико-химическая основа метода хорошо известна, в последние годы он нашёл применение для прогнозирования и поисков месторождении нефти и газа. Исходной методологической предпосылкой для его использования в нефтяной геологии является процесс субвертикальной миграции углеводородных и сопутствующих им компонентов от залежей в верхние горизонты осадочного чехла, вплоть до поверхности.

Отличительной чертой применения петрофизических методов в геоэкологических исследованиях почв являются - экспрессность получения и обработки информации, а также дешевизна, тем самым определяется .актуальность исследований, направленных на расширении области применения этих методов.

Основной целью работы является - выявление взаимосвязи между магнитной восприимчивостью почв городских территории и их различными физико-химическими параметрами, для обоснования применения комплекса петромагнитных методов при эколого-геохимической оценке состояния почв. Для достижения поставленной цели в рамках диссертационного исследования необходимо решить ряд задач.

Были проведены измерения магнитной восприимчивости и термомагнитного эффекта в почвах фоновых территорий, прилегающих к г. Саратову, но не испытывающих столь значительной техногенной нагрузки. На территории г. Саратова были проведены эколого-геохимические исследования, в рамках которых определялась концентрация в почвах некоторых тяжёлых металлов, а также нефтепродуктов. Параллельно с эколого-геохимической съемкой, было проведено измерение магнитных свойств (магнитная восприимчивость, термомагнитный эффект) в почвах г. Саратова. Полученные аналитические данные о химических и физических параметрах почв урбанизированной территории были сопоставлены между собой с целью выявления между ними корреляционных связей. На основе полученных данных были построены картосхемы распределения тяжелых металлов, нефтепродуктов, магнитной восприимчивости и термомагнитного эффекта, которые позволили сформировать общую картину о пространственном распределении анализируемых компонентов.

Научная новизна, проведенных исследований выражается в том, что впервые для урбанизированной территории проведено комплексное петро- и термомагнитное картирование почв, которое позволило установить взаимосвязи между физическими и химическими параметрами почв. Также впервые для города Саратова была проведена комплексная оценка эколого-геохимического состояния почв.

Полученные данные о загрязнении почв тяжелыми металлами и обобщённые картографические материалы могут быть использованы административными службами (земельно-кадастровой палатой, областным экологическим комитетом), а также в системе эколого-геохимического мониторинга г. Саратова и принятии различных природоохранных мероприятий. Данные исследований использовались также для выявления зон потенциального загрязнения почв и грунтов и оптимизации сети эколого-геохимического опробования на урбанизированных территориях.

Результаты проведенных исследований используются в учебном процессе кафедры геоэкологии НИУ СГУ им. Н.Г. Чернышевского по дисциплинам «Геоэкология», «Геохимия техногенеза», «Экологическая оценка геохимических процессов» для студентов, обучающихся по специальностям «Геоэкология» и «Экологическая геология». Результаты исследования обобщены в учебных и учебно-методических пособиях «Использование методов петромагнетизма почв для оценки загрязнения.» (Молостовский и др., 2009) и «Геохимия» (Московский и др., 2010).

В конечном итоге результаты проведённого диссертационного исследования были сведены автором в три основных защищаемых положения:

1. Выявленные корреляционные взаимосвязи между величиной магнитной восприимчивости и содержанием тяжелых металлов в почвах урбанизированных территорий позволяют использовать петромагнитный метод для диагностики загрязнения почв тяжёлыми металлами, а также оптимизации сети эколого-геохимического опробования.

2. Результаты проведенного термокаппаметрического картирования почв урбанизированных территорий выявили явные пространственные взаимосвязи между зонами повышенного термомагнитного эффекта в почвах 1 и зонами повышенного содержания нефтепродуктов, что также может быть использовано как диагностический показатель состояния почвенного покрова урбанизированных территорий.

3. На урбанизированных территориях петро- и термомагнитные аномалии имеют сходные закономерности формирования и проявляют общий тренд изменения с геохимическими аномалиями (концентрация тяжелых металлов и нефтепродуктов).

Представленные основные защищаемые положения диссертации докладывались и обсуждались на: III Всероссийской научно-технической Интернет-конференции: «Современные проблемы экологии и безопасности» (г. Тула, 2007г.); V Международной научной конференции студентов и аспирантов, посвященной 90-летию Днепропетровского национального университета (г. Днепропетровск, 2008г.); Всероссийском научном симпозиуме «Проблемы синергетики и коэволюции геосфер» (г. Саратов, 2008г.); международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология» (г. Воронеж, 2008г.); XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (г. Москва, 2009г.), на Всероссийской молодёжной выставке-конкурсе прикладных исследований, изобретений и инноваций (г. Саратов, 2009г.), XVII Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (г. Москва, 2010г.).

По теме диссертации опубликовано 17 работ (в том числе 6 из них в журналах входящих в перечень ВАК). Результаты исследований отражены также в научных отчётах: Федеральной целевой научно-технической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 гг., проект 2006-РИ-19.0/001/082 «Разработка системы оценки оползневой опасности городских территорий (на примере Нижнего Поволжья)»; Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 гг.», проект 20075-1.5-00-01-157 «Эколого-геологические опасности городских территорий, их оценка и разработка на основе нелинейной динамики системы прогнозирования и предотвращения катастрофических ситуаций (на примере Среднего Поволжья)».

Личный вклад автора заключается в подготовке программы проведения опробования почвенного покрова на территории г. Саратова; в проведении полевых работ на территории города и фоновых участках. Автором проводились измерения магнитной восприимчивости и термомагнитного эффекта, подготовка почвенных образцов к определению валового содержания тяжёлых металлов, статистическая обработка и интерпретация результатов, составление электронных схем загрязнения выполнено автором лично в 2007-2009 годах при проведении научно-исследовательских работ в соответствии с программой научно-исследовательских работ Отделения геологии НИИ Естественных Наук Саратовского Государственного Университета. Госбюджетная тема по тематическому плану единого заказ-наряда Министерства образования РФ «Методологические информационные и организационные основы комплексного геоэкологического мониторинга крупного промышленного города как одного из условий устойчивого развития сложных природно-техногенных систем», код - 38.01.94; 87.29.29.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Основное содержание выполнено на 184 страницах, включая 39 рисунков, 4 таблицы. Список литературы содержит 123 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Решетников, Михаил Владимирович

МАГНИТНОЕ КАРТИРОВАНИЕ ГОРОДСКИХ ЗЕМЕЛЬ САРАТОВА (РЕЗУЛЬТАТЫ, СОПОСТАВЛЕНИЯ И ВЫВОДЫ)

4.1 Почвенное петромагнитное поле г. Саратова, его структура и соотношение с техногенными геохимическими полями. Как отмечалось выше, в 1991 году в палеомагнитной лаборатории НИИ Геологии при СГУ был предложен метод петромагнитного картографирования городских земель, который был включен в городскую программу «Экологический мониторинг г. Саратова» и был опробован на практике в течение 1992-93 гг. (Молостовский, Яночкина., 1992; Макаров, 1993;).

Исходная предпосылка для эколого-магнитного картирования почв для оценки их техногенного загрязнения состоит в следующем. Почвы в их естественном состоянии обладают определённым уровнем намагниченности, носителями которой являются группа аутигенных минералов железа: магнетит, маггемит и магнитные сульфиды ряда пирротин-грейгит. Их максимальные концентрации приурочены обычно к верхней части горизонта А, где сосредоточена основная масса почвенного гумуса, который и является основным продуцентом аутигенных магнитных фаз.

Основную роль в этом процессе играют пылевые выбросы металлургических, металлообрабатывающих, гальванических и других видов производств, которые наряду с соединениями тяжёлых металлов включают частицы чугуна, стали и сплавов, обладающих ферромагнитными свойствами (Артемьев и др., 1998). Свой вклад в магнитное загрязнение почв и донных осадков вносят свалки, транспорт, жидкие промышленные стоки и металлические бытовые отходы (Кононов и др., 1996).

Попадая в осадки и почвы в парагенезе с тяжёлыми металлами, магнитный материал увеличивает магнитную восприимчивость почв, которая становится таким образом индикатором их общего геохимического загрязнения (Фролов, Абакшин, 1996). Вопрос о формах нахождения магнитного материала в почвенном профиле и механизме корреляции в системе «к — концентрация тяжёлых металлов» требует особого изучения и подробно рассматривается в данной работе на примере почвенного покрова г. Саратова.

В рамках настоящей работы проведено детальное петромагнитное опробование почвенного покрова на территории г. Саратова и прилегающей территории с параллельным проведением геохимическое съёмки на предмет содержания концентрации ряда тяжёлых металлов.

4.1.1 Методика работ. Сама техника каппаметрических работ предельно проста, но в целом весь комплекс петромагнитных экологических исследований включил достаточно обширный набор взаимосвязанных операций. Основные из них перечислены ниже:

- лабораторное магнитно-минералогическое изучение почв, выявление основных магнитных носителей;

- подбор и обследование ряда полигонов для выявления местного петромагнитного фона почв разного типа;

- рекогносцировочные работы на типовых ландшафтных площадках;

- площадное петромагнитное картирование городской территории;

- площадное геохимическое опробование почвенного покрова, с целью определения концентрации ряда тяжёлых металлов;

- анализ магнитных свойств почвенного покрова характерных элементов естественного ландшафта и типовых функциональных зон;

- сопоставление структуры петромагнитных и геохимических полей Саратовской городской агломерации.

Измерения магнитной восприимчивости почв проводились при помощи серийных каппаметров КТ-5 и ИМВ-2. Нижний предел чувствительности приборов равен 1х10"5 ед. СИ, допустимая паспортная погрешность измерений прибора КТ-5 составляет 10%, ИМВ-2 — 15%.

Поскольку петромагнитная съёмка велась приборами разного типа, особое внимание уделялось периодическим сравнительным замерам магнитной восприимчивости почв на специальных площадках и образцах. При аккуратной регулировке приборов расхождения в показаниях не превышали 5-6%, что вполне соответствует пределам их паспортной погрешности.

При площадной каппаметрии измерениям подвергалась верхняя (до 5 см) часть почвенного горизонта, где концентрируется, как правило; основная масса загрязнителей.

Пикеты для измерений подбирались с учётом особенностей микрорельефа, состояния почвенного покрова, размещение коммуникаций, жилых и производственных зданий и транспортных артерий. Система наблюдений была стандартизирована и адаптирована к введению результатов в компьютерный банк данных.

Все работы велись в единой координатной системе, что значительно облегчило сопоставление петромагнитных и геохимических полей (рисунок V).

На первом, рекогносцировочном этапе исследований измерения были сосредоточены на типовых ландшафтных площадках и велись совместно с геоморфологическими наблюдениями. На каждой площадке проводилось не менее 50-80 точечных измерений.

Площадная каппаметрия велась по профилям, пресекающим различные ландшафтные и функциональные зоны. Расстояния между профилями варьировали от 200-250 м в центральных промышленных районах, до 750-800 м на малозаселённых окраинах города, сельхозугодьях и в рекреационных зонах. В той же пропорции менялись расстояния и между пикетами на профилях. На каждой точке профиля делалось от 10 до 20 замеров.

Рассчитывались для каждой точки минимальные, максимальные, среднеарифметические, модальные значения, а также дисперсия магнитной восприимчивости в данной точке. Среднеарифметические значения г магнитной восприимчивости для данного пикета принимались за его петромагнитный фон, экстремальные показания в каждом конкретном случае получали необходимую интерпритацию.

На основе этих данных была построена предварительная петромагнитная схема почв и грунтов г. Саратова, которая была соотнесена с аналогичной схемой 1993 года, а также использовалась для разбивки сети литогеохимического опробования. В дальнейшем с привлечение дополнительных замеров магнитной восприимчивости в точках отбора литогеохимических проб, была составлена почвенно-магнитная карта г Саратова и схема антропогенного изменения почв.

4.1.2 Определение местного петромагнитного фона. Для установления естественного петромагнитного фона в окрестностях г. Саратова на удалении от 20 до 50 км были подобраны три полигона, близкие по рельефу, особенностям геологического строения и составу почв к основным ландшафтным .районам города.

1. Полигон, расположенный к северо-западу от г. Саратова, близ с. Хлебновка был принят в качестве аналога Елшано-Гусельской равнины.

2. Полигон в окрестностях с. Синенькие (50 км к югу от Саратова) в ландшафтном отношении чрезвычайно сходен с Центральной и Южной частями города. Здесь также отчётливо выражено ярусное строение рельефа и опознаются аналоги Лысогорского плато и Приволжской котловины.

3. Полигон у пос. Красный Текстильщик (14 км к югу от границы г. Саратова) близок по природным особенностям к южной части Заводского района города.

Идентичные с городскими геолого-геоморфологические особенности почвенных полигонов позволяют вести сравнительный анализ полученных данных и достаточно объективно судить о масштабах антропогенного воздействия на почвенный покров города.

Результат петромагнитных измерений почв на отдельных элементарных ландшафтах контрольных полигонов представлены в таблицах 1-3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках данной диссертационной работы были выполнены следующие работы:

- проведено петромагнитное и термомагнитное картирование почв фоновых участков, прилегающих к территории г. Саратова;

- осуществлено эколого-геохимическое опробование почвенного покрова на содержание ряда тяжёлых металлов и нефтепродукты;

- измерены магнитные свойства почв г. Саратова;

- полученные аналитические данные о физических и химических параметрах почвы были сопоставлены между собой;

- были построены схемы распределения анализируемых компонентов и параметров в почвах г. Саратова;

- была дана геоэкологическая оценка состояния почвенного покрова г. Саратова.

Проделанные в рамках диссертационного исследования эколого-геохимическое и петромагнитное опробования на территории города Саратова можно свести к нескольким основным выводам.

1. Эколого-геохимические исследования подтвердили ранее установленные (2000 год) геохимические аномалии. Анализ распределения валовых концентраций тяжелых металлов на территории различных ландшафтно-геохимических зон показал, что приоритетными компонентами для города Саратова являются кадмий, свинец, цинк, медь и никель. Перечисленные тяжелые металлы в почвах г. Саратова образуют следующий ряд техногенности: Сс1>РЬ^п>Си>М1. Максимальные концентрации тяжелых металлов, приурочены к элювиально-аккумулятивному типу ландшафтов различных урболандшафтных зон. В тоже время, анализ распространения ртути, мышьяка и хрома, привел к выводу, что эти компоненты, не являются приоритетными для городских почв.

2. Петромагнитные исследования на территории г. Саратова выявили 7 ареалов с повышенными значениями (>100x10"5 ед. СИ) магнитной восприимчивости, соответствующие территориям с очень высокой техногенной нагрузки. На рекреационных и слабонагруженных урбанизированных участках значения магнитной восприимчивости находятся на фоновом уровне. В зависимости от особенностей источников загрязнения и путей распространения магнитного материала в пределах городской агломерации различаются три основные группа петромагнитных аномалий: линейные, ореольные и площадные. Линейные аномалии по способу формирования отчётливо делятся на две группы: аномалии транспортных коммуникаций и аномалии долин мелких водотоков. Ореольные аномалии возникают в результате ветровой и водной денудации многочисленных свалок, являющихся неотъемлемой частью городского пейзажа. Площадные петромагнитные аномалии связаны обычно с пылевыми выбросами металлообрабатывающих производств, причём наиболее плотная заражённость твёрдого субстрата магнитными примесями возникает при низких воздушных выбросах вентиляционных систем.

3. Почвенные геохимические аномалии тяжёлых металлов на территории города формируются в тесной взаимосвязи с петромагнитными аномалиями. Сопоставление петромагнитной карты с картами почвенной геохимической съёмки свидетельствуют о высоком уровне пространственного совпадения петромагнитных аномалий с ореолами повышенных концентраций кадмия, никеля, свинца, хрома, ртути и ряда других металлов.

Пространственное совпадение петромагнитных и геохимических аномалий позволяет установить положительную корреляционную' связь между содержаниями тяжёлых металлов в пробах и их магнитной восприимчивостью. Для почвенного покрова территории г. Саратова подобные связи на значимом уровне были установлены в системах (по убыванию г): «к - подвижные формы Си» (г = 0,83), «к - валовые формы Сс1» (г = 0,71), «к - валовые формы Си» (г = 0,66), «к - валовые формы №» (г = 0,52), «к - валовые формы Zn» (г = 0,29). Полученные данные подтверждают результаты исследователей, полученных для других урбанизированных территорий (Гладышева М.А., 2007; Чащин А.Н., 2010)

4. Полученные сведения об углеводородном загрязнении города Саратова указывают на широкие масштабы скрытого загрязнения почв нефтепродуктами (до 84,2 ОДК), которое выявляется лишь в процессе аналитических определений проб, которые при отборе не вызывают никаких подозрений. Высокие концентрации нефти обнаружены на вполне визуально благополучных участках южного склона Увекской гряды, где расположены хранилища одноимённой нефтебазы. Не обнаруживают внешне следов загрязнения и почвы центральных районов города, где выявлены многочисленные аномалии с концентрациями нефтепродуктов

5. На территории г. Саратова можно выделено семь аномальных зон, в которых значение с!к превышает фоновое значение более чем в два раза. 4

Максимальное значение термомагнитного эффекта составляет 50 единиц. Анализ схем пространственного распределения углеводородных и термомагнитных аномалий указывает на их схожую пространственную приуроченность к одним и тем же территориям. Таким образом, термомагнитный метод может быть использован как диагностический показатель состояния почвенного покрова при проведении эколого-геохимических исследований.

6. В. пределах городских территории геохимические и петромагнитные поля имеют схожие принципы формирования и общий тренд изменения. Полученные данные позволяют разработать типовые организационно-технические мероприятия для различных таксономических единиц геохимических ландшафтов, располагающихся на территории административных районов города Саратова. Кроме того, предварительная оценка накопленного ущерба от различных предприятий города, даёт возможность перевести геохимические показатели в экономические, а согласование программы организационно-технических мероприятий с перспективным планом застройки города - ввести поправочные коэффициенты к стоимости земли, предназначенной под частное строительство.

В свете полученных данных, считаем необходимым, внести ряд практических рекомендаций. Во-первых, рекомендовать к внедрению в систему эколого-геохимического мониторинга почвенного покрова г. Саратова схему распределения магнитной восприимчивости и термомагнитного эффекта с целью контроля загрязнения соединениями тяжелых металлов и углеводородов, а также оптимизации сети опробования.

Во-вторых, в связи со значительным сокращением аномальных зон загрязнения почвенного покрова соединениями тяжелых металлов, а также установленным обширным загрязнением почв углеводородами, необходимо провести определённые изменения в структуре геохимического мониторинга г. Саратова. Например, в общегородском масштабе номенклатура загрязнителей, подлежащих определению, должна быть пополнена нефтепродуктами, фенолом и рядом других специфических веществ.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Решетников, Михаил Владимирович, Воронеж

1. Абакшин, О.В. Проблема ртутного загрязнения центральных районов г. Саратова Текст. / О.В. Абакшин, Э.А. Молостовский, И.Ю. Фролов // Проблемы геоэкологии Саратова и области. — 1996. — Вып. 1. — С. 51-56.

2. Авессаломова, И.А. Ландшафтно-функциональные карты при изучении геохимических аномалий Текст. / И.А. Авессаломова // Вестник Моск. ун-та. Сер. 5. География. 1986; - №5. - С. 88-93.

3. Алексеев; А.О. Магнитная восприимчивость почв сопряженных ландшафтов, Текст. / А.О. Алексеев; И.С. Коваленская, E.F. Моргун, Е.М. Самойлова // Почвоведение. 1986. — №8. — С. 27-35.

4. А. Алексеев, А.О. Магнитная восприимчивость почв как показатель направленности и скорости развития степных ландшафтов в голоцене Текст. / А.О. Алексеев^ Я.Г. Рысков //Естественная' и антропогенная эволюция почв. Пущино, 1988. - С. 16-20.

5. Алексеев, Ю.В. Тяжелые металлы- в почве- и растениях Текст. / Ю.В: Алексеев. Л., 1987.

6. Бабанин, В.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых типов почв Европейской части СССР Текст. / В.Ф. Бабанин // Вестник Моск. ун-та. Сер. Биология, почвоведение. — 1971. — № 4. С. 122-124.

7. Бабанин, В.Ф. Магнитная- восприимчивость> основных почвенных типов СССР и использование ее в почвенных исследованиях Текст.: автореф. дис. . канд. биол. наук. — М., 1972. -22 с.

8. Бабанин, В.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых почв в связи с их химическим составом Текст. / В.Ф. Бабанин, А.И. Маланьин // Научные доклады Высш. школы биол. науки. — 1972. — №1. — С. 111-116.

9. Бабанин, В.Ф. Магнитная восприимчивость почв временного избыточного увлажнения Текст. / В.Ф. Бабанин // Вестник Моск. ун-та. — 1972.-№4. -С. 72-77.

10. Бабанин, В.Ф. /В.Ф.Бабанин, И.Н. Глебова, С.В.Васильев,

11. A.B. Иванов. Новообразованный магнетит лесной подстилки Текст. // Тез. докл. Всесоюзного совещания «Роль подстилки в лесных биогеоценозах». -Красноярск, 1983. С. 11-12.

12. Бабанин, В.Ф. Магнетизм почв Текст. / В.Ф. Бабанин,

13. B.И. Трухин, JI.O. Карпачевский и др. М.-Ярославль, 1995. - 223 с.

14. Большаков, В.А. Использование методов магнетизма горных пород при изучении новейших отложений Текст. / В.А. Большаков. М.: Геос, 1996. -192 с.

15. Большаков, В.А. Некоторые результаты и проблемы изучения плейстоценовых морен методами магнетизма горных пород Текст. /В.А. Большаков //Вестник Моск. ун-та. Сер. 5. География. — 1981. №3.1. C. 63-68.

16. Вадюнина, А.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых почв СССР Текст. / А.Ф. Вадюнина, В.Ф.Бабанин //Почвоведение. 1972. -№10. — С. 56-66.

17. Вадюнина, А.Ф. Магнитная восприимчивость почв Текст. / А.Ф. Вадюнина, В.Ф.Бабанин //Труды X международного конгресса почвоведов. М.: Наука, 1974. - Т.1. - С. 357-362.

18. Вадюнина, А.Ф. Магнитная восприимчивость фракций механических элементов некоторых почв Текст. / А.Ф. Вадюнина, В.Ф. Бабанин, В.Я. Ковтун // Почвоведение. 1974. - №1. - С. 116-120.

19. Вирина, Е.И. Магнитные свойства и природа естественной остаточной намагниченности погребенных почв и лессов Текст.

20. Е.И. Вирина, С.С. Фаустов // Новейшая тектоника, новейшие отложения и человек. М.: МГУ, 1973. - Сб.4. - С. 164-172.

21. Вирина, Е.И. Магнитная восприимчивость некоторых погребенных почв Текст. / Е.И. Вирина, А.Ф. Евсеев, С.С. Фаустов //Новейшая тектоника, новейшие отложения и человек. — М.: МГУ, 1972. Сб.З.-С. 216-222.

22. Водяницкий, Ю.Н. Изучение тяжелых металлов в почвах Текст. / Ю.Н. Водяницкий. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2005. - 109 с.

23. Водяницкий, Ю.Н. Образование ферромагнетиков в почве Текст. /Ю.Н. Водяницкий // Почвоведение. 1981. -№5. - С. 114-123.

24. Водяницкий, Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа Текст. //Ю.Н. Водяницкий. -. М.: Почв, ин-т им. В.В. Докучаева, 2003. — 238 с.

25. Водяницкий, Ю.Н. Образование оксидов железа в почвах на локальных моренах Текст. / Ю.Н. Водяницкий, Э.И. Гагарина, С.Н. Лессовая // Почвоведение. 1994. - № 2. - С. 67-77.

26. Водяницкий, Ю.Н. Содержание тяжелых металлов в почвах пригородных участков города Чусовой- Текст. / Ю.Н. Водяницкий, A.A. Васильев, А.Н. Чащин, В.Ю. Зуев, H.A. Дерр // Доклады Российской академии сельскохозяйственных наук. — 2009. — № 6. — С. 34-36.

27. Гладышева, М.А. Магнитная восприимчивость поверхностного горизонта почв города Москвы Текст. / М.А. Гладышева // Тез. докл. Всероссийской конференции Докучаевские молодежные чтения "Человек и почва в XXI веке". Санкт-Петербург, 1-6 марта 2004.

28. Гладышева, М.А. Применение магнитной восприимчивости для выявления ареалов техногенно-загрязненных почв города Москвы Текст. / М.А. Гладышева, A.B. Иванов, М.Н. Строганова // Почвоведение. 2007. -№2.-С. 235-242.

29. Гладышева, М.А. Исследование состояния техногенного загрязнения городских почв каппаметрическим методом Текст. / М.А. Гладышева, A.B. Иванов, М.Н. Строганова // Тез. докл. II Междунар. науч. конференции «Современные

30. Гладышева, М.А. Магнитная восприимчивость урбанизированных почв (на примере г. Москвы) Текст. / М.А. Гладышева // Автореферат дис. . канд. М., 2007. - с.

31. Глазовская, М.А. Геохимические основы типологии и методики исследования природных ландшафтов Текст. / М.А. Глазовская. М.: 1964.

32. Гипергенные окислы железа в геологических процессах Текст. -М.: Наука, 1975.-206 с.

33. Дюшофур, Ф. Основы почвоведения. Эволюция почв Текст. / Ф. Дюшофур. М:: Прогресс, 1970. - 591 с.

34. Зонн, C.B. Железо в почвах Текст. /C.B. Зонн. М.: Наука, 1982,207 с.

35. Касимов, Н.С. Экогеохимия городских ландшафтов Текст. / Н.С. Касимов, А.И. Перельман, A.B. Евсеев и др. М., 1993. - 345 с.

36. Ковриго, В.П. О связи магнитной восприимчивости почв с содержанием в них тяжелых металлов Текст. / В.П. Ковриго, А.И. Безносов, O.A. Страдина //Тр. науч.-практ. конф. ИжГСХА. 4.1 -Ижевск, 1998. С. 28-29.

37. Кононов, В.А. Роль подвижных форм нахождения тяжёлых металлов в техногенном загрязнении почво-грунтов урбанизированных территорий Текст. / В.А. Кононов, В.Н. Ерёмин, О.В. Абакшин // Проблемы геоэкологии Саратова и области. — 1996. Вып. 1. - С. 57-62.

38. Ломов, С.П. Магнитная восприимчивость некоторых современных и ископаемых почв Таджикистана Текст. / С.П. Ломов, A.B. Пеньков // Почвоведение. 1979. - №6. - С. 100-109.

39. Лукшин, A.A. Изменение удельной магнитной восприимчивости по почвенному разрезу Текст. / A.A. Лукшин, Т.И. Румянцева // Тр. Ижевского с.-х. ин-та. 1964. - Вып. 10. - С. 93-98.

40. Лукшин, A.A. Магнитная восприимчивость основных типов почв Удмуртской АССР Текст. / Лукшин A.A., Румянцева Т.И., Ковриго В.П. // Почвоведение. 1968. - №1. - С. 93-98.

41. Лукшин, A.A. Магнитная восприимчивость фракций механических элементов почв Текст. / Лукшин A.A., Румянцева Т.И., Ковриго В.П. //Вопросы почвоведения и применения удобрений в Удмуртской АССР. Тр. Ижевского с.-х. ин-та. 1974. - Вып. 23. - С.131-138.

42. Макаров, В.З. Ландшафтно-экологический анализ крупного промышленного города Текст. /В.З. Макаров. Саратов: изд-во Сарат. унта, 2001. - 176 с.

43. Комплексные экологические исследования и мониторинг загрязнения почв и снежного' покрова г. Саратова (по программе ЭМОС) Текст.: отчет по теме НИР /Саратовский гос. ун-т; рук. МакаровВ.З.; исполн.:. [и др.]. Саратов, 1993.

44. Макаров, В.З. Эколого-географическое картографирование городов Текст. / В.З. Макаров, Б.А. Новаковский, А.Н. Чумаченко. М., 2002.

45. Макаров, В.З. и др. Опыт ландшафтно-экологического анализа территории крупного города (на примере г. Саратова) Текст. /В.З. Макаров и др. //Географические исследования в Саратовском университете / под ред. Е.А. Полянской. Саратов, 2002. - С. 88-96.

46. Мамаева Е.Т. Изменение городских почв под влиянием промышленных загрязнений Текст. / Е.Т. Мамаева // Охрана природы на Урале. Свердловск, 1964. - Вып. 4. - С. 40-48.

47. Методические рекомендации по обследованию и картографированию почвенного покрова по уровням загрязненности промышленными выбросами Текст. -М., 1987.

48. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами Текст. // Сост. Б.А. Ревич, Ю.Е. Сает, P.C. Смирнова, Е.П. Сорокина. М., 1982.

49. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения окружающей среды Текст. — М., 1985.

50. Методические указания по исследованию почв Текст. — Ml,1987.

51. Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства Текст. М.: МСХ РСФСР, 1990.

52. Можарова, Н.В. Формирование магнитных оксидов железа в почвах над- подземными хранилищами природного газа Текст. / Н.В. Можарова, В.В.Пронина, А.В: Иванов; С.А. Шоба, A.M. Загурский // Почвоведение. 2007. - №6. - С. 707-720.

53. Молостовский, Э.А. Петромагнитная индикация техногенного загрязнения урбанизированных территорий Текст.' / Э.А. Молостовский, O.Bi Абакшин, В.Н. ЕреминV/ Проблемы> геоэкологии Саратова и области: -Саратов, 1996. Вып. 1. С. 25-32.

54. Молостовский, Геоэкологическая характеристика территории г. Саратова Текст.:, учеб. пособие' для вузов / Э.А. Молостовский, В.А. Кононов, С.И. Солдаткин. Саратов,' 1995.

55. Обухова, А.Н. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде Текст. / А.Н. Обухова, О.М. Лаптева // Почвоведение. — 1989. №5. - С. 6573.

56. Память почв: Почва как память биосферно-геосферно-антропосферных взаимодействий Текст. /отв. ред. В.О. Таргульян, СБ. Горячкин. -М.: изд-во ЛКИ, 2008. 692 с.

57. Перельман, А.И. Геохимия ландшафта Текст. /А.И.Перельман. — М., 1975.-578 с.

58. Перельман, А.И. Геохимия Текст. /А.И.Перельман. М., 1979.673 с.

59. Поспелова, Г.А. Скалярные магнитные параметры осадочных пород индикаторы климатических изменений Текст. / Г.А. Поспелова, Г.М. Левковская // Всероссийское совещание по изучению четвертичного периода. Тезисы докладов. - ГОРОД, 1994. - С. 194.

60. Почвоведение. Типы почв, их география и использование Текст. / под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. -М., 1988. 4.2. 356 с.

61. Пронина, В.В. Формирование магнитных оксидов железа в почвах при подземном хранении газа Текст. / В.В. Пронина. Автореф. дисс. канд. наук. -М., 2007. 27 с.

62. Решетников, М.В. Применение термомагнитного метода при оконтуривании и мониторинге техногенных месторождений углеводородов Текст. / М.В. Решетников // Материалы международной конференции

63. Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология», Воронеж, 12-16 ноября 2008 г. — Воронеж: Воронежпечать, 2008. — 504 с.

64. Решетников, М.В. Эколого-геохимическое исследование антропогенных отложений в долине Глебучева оврага Саратова Текст. /М.В.Решетников, Н.В.Добролюбова //Недра Поволжья и Прикаспия. -2009. Вып. 58. - С. 47-51.

65. Решетников, М.В. Магнитная восприимчивость и концентрация тяжёлых металлов в почвах урбанизированных территорий (на примере г. Саратова) Текст. / М.В. Решетников, Н.В. Добролюбова // Цветные металлы.-2009.-Вып. 11.-С. 15-18.

66. Решетников, M.B. Результаты геохимической снеговой съемки локального участка территории г. Саратова / Решетников М.В!, Гребенюк Л.В., Смирнова Т.Д. // Известия Саратовского Университета. Новая Серия. Серия Науки о Земле. Том 10. Вып. 1. 2010. С.74-80.

67. Румянцева, Т.И. Магнитная восприимчивость почв Удмуртской АССР Текст. / Т.И. Румянцева. Автореф. дисс. . канд. . наук. ГОРОД, 1971.-21 с.

68. Саратовский научно-образовательный геоэкологический полигон Текст. / под ред. A.B. Иванова, В.З. Макарова, А.Н. Чумаченко. Саратов: изд-во Сарат. ун-та, 2007. - 286 с.

69. Смирнов, Ю.А. Применение магнитных параметров для диагностики некоторых почв Калининградской области Текст. / Ю.А. Смирнов, Г.П. Чернова // Вестник Моск. ун-та. Сер. почвовед. 1979. -№1. - С. 39-46.

70. Соловьева, Т.П. Магнитная восприимчивость почв Хакасии Текст. / Т.П. Соловьева. Автореф. дисс. . канд. . наук. Новосибирск, 1999.- 18 с;

71. Страдина, O.A. Магнитная восприимчивость почв Среднего Предуралья как показатель их загрязнения тяжелыми металлами Текст. / O.A. Страдина. Автореф. дисс. . канд. . наук. — Уфа, 2008. 20 с.

72. Страдина, O.A. Использование показателей магнитной восприимчивости для оценки характера распределения тяжелых металлов по профилю почвы Текст. / O.A. Страдина, JI.A. Обыденова,

73. A.И. Безносов, В.П. Ковриго // Материалы Всероссийской научной конференции, посвященной 100-летию кафедры почвоведения имени JI.H. Александровой. Санкт-Петербург-Пушкино: Санкт-Петербургский ГАУ, 2006. - С. 104-105.

74. Страдина, O.A. Использование показателя магнитной восприимчивости почв для мониторинга содержания тяжелых металлов в профиле почв Текст. / O.A. Страдина, J1.A. Обыденова, А.И. Безносов,

75. B.П.Ковриго //Рациональное использование земельных ресурсов России. Материалы Всероссийской науч.-практ. конф., посвященной 60-летию кафедры общего земледелия Вятской ГСХА, 19-20 июня 2007 г.: Сб. научных статей. Киров: Вятская ГСХА, 2007. - С. 73-75.

76. Страдина, O.A. Использование показателя магнитной восприимчивости почв для мониторинга загрязнения территорий тяжелыми металлами Текст. / O.A. Страдина, JI.A. Обыденова, H.A. Бусоргина,

77. B.П. Ковриго // Материалы Всероссийской научно-практической конференции в рамках XVII Международной специализированной выставки «АгроКомплекс — 2007», 26 февраля 1 марта 2007 г. — Уфа: Башкирский ГАУ, 2007.-С. 190-193.

78. Страдина, O.A. Диагностика техногенного загрязнения почв тяжелыми металлами на основе измерений их магнитной восприимчивости Текст. / O.A. Страдина // Земледелие. 2007. - № 4.1. C. 16-18.'

79. Строганова, М.Н; Городские почвы, опыт изучения и систематики (на примере почвы юго-западной части г. Москвы) Текст. / М.Н. Строганова, М.Г. Агаркова // Почвоведение. 1992. — №7.

80. Трофимов, С.С. Особенности почвообразования в техногенных экосистемах Текст. / С.С. Трофимов, С.А. Таранов. //Почвоведение. 1987. -№11.

81. Тяжелые металлы в окружающей среде Текст. М., 1980. - 278с.

82. Фаустов, С.С. Методы применения магнетизма горных пород и палеомагнетизма в изучении плейстоцена Текст. / С.С. Фаустов, В.Н. Большаков, Е.И. Вирина, E.JI. Демиденко // Итоги науки и техники. Сер. Палеогеография. 1986. — Т.З. - 191 с.

83. Фомин, В. А. Петромагнитная и минералогическая характеристика разреза верхнемеловых отложений с. Пудовкино (Саратовский район) Текст. / В.А. Фомин, О.П. Гончаренко, А.Н. Жуков,

84. А.Н. Маникин, М.В. Пименов, М.В. Решетников // Недра Поволжья и Прикаспия. 2006. - Вып. 47. - С. 37-45.

85. Формы нахождения тяжелых металлов в почвах города Саратова и природоохранные решения Текст. — Саратов, 2001. —67 с.

86. Фролов, И.Ю. Особенности техногенного загрязнения почв и грунтов некоторых промышленных предприятий различного профиля г. Саратова Текст. / И.Ю. Фролов, О.В. Абакшин // Проблемы геоэкологии Саратова и области. Саратов, 1996. -Вып. 1. - С. 46-50.

87. Чащин, А.Н. Оксиды железа и тяжелые металлы в загрязненных металлургическим производством почвах г. Чусовой (Среднее Предуралье) Текст. / А.Н. Чащин // Автореф. дисс. . канд. . наук. — Уфа, 2010. 21 с.

88. Шигаев, В.Ю. Комплексирование геоэлектрохимических методов прогнозирования нефтегазоносности / Шигаев В.Ю., Решетников М.В. // Геофизика. Вып. 3. 2011. С. 29-31.

89. Fine, P. Role of pedogenesis in distribution of magnetic susceptibility in two California chronosequenes Текст. / P.Fine, M J. Singer, R. La Ven, K. Verosub, R.J. Southard // Geoderma. 1989. - Vol. 44. - P. 267-306.

90. Gladysheva, M.A. Magnetic susceptibility of urban soil (on example of Moscow) Текст. / M.A.Gladysheva, A.V. Ivanov, M.N. Stroganova // In Conference Eurosoil-2004. Freiburg, Germany, September 4-12, 2004. - Id 922.

91. Gladysheva, M.A. Kappametrical Research of Urban Soils of Moscow Текст. //M.A.Gladysheva, A.V. Ivanov, M.N. Stroganova //In 18th World Congress of Soil Science. Philadelphia, USA, July 9-15, 2006. - Paper no. 13275.

92. Gladysheva, M.A. The use of magnetic susceptibility for studying of technogenic soils in megapolis (on example of Moscow) Текст. / M.A.Gladysheva, A.V. Ivanov, M.N. Stroganova //In 4th International

93. Conference on Soils in Urban, Industrial, Traffic, Mining and Military Areas (SUITMA). Nanjing, China, 2007.

94. Henin, S. Sur les poprietes magnetiqies des sols et leure interpretation pedologiques Текст. / S. Henin, E. Le Borgne // V Intern. Congr. Soil Sei., 1954. -V.2.-P. 523-525.

95. Le Burgne, E. Susceptibilite Magnetique anormal du sol susperficiel Текст. / E. Le Burgne // Annales de Geophysique. — 1955. V.l 1. - №4. - P. 99419.

96. Le Burgne, E. The relationship between the magnetic susceptibility and history of soils Текст. / E. Le Burgne // Problems in Paleoclimatology. -London New York - Sydney, 1963. - P. 666-673.

97. Mäher, B.A. Paleorainfall reconstruction from pedogenic magnetic susceptibility variations in the Chinese loeses and paleosols Текст. / B.A. Maher, R. Thompson // Quarter. Res. 1995. - Vol. 44. - P. 383-391.

98. Mullins, C.E. Magnetic susceptibility of Soil Science Текст. / C.E. Mullins. 1977. V.28. - P. 223-246.

99. Neumeister, H. Die magnetische Suszeptibilitat von Boden und pleistozanen Sedimenten in der Ungebung Leihzigs Текст. / H. Neumeister, G. Peshel //Albrecht-Thaer-Archiv. 1968. -Bd.12. -№12.

100. Oades, J.M. The detection of ferromagnetic minerals in soil and clays Текст. / J.M. Oades // J. Soil Science. 1971. - Vol.l4. - №12. - P. 69-80:

101. Schwertmann U. Occurrence and formation of iron oxides in various pedoenvironment Текст. / U. Schwertmann // Iron in soils and clay minerals. NATO. Dordrecht: Reidel, 1988. - P. 209-223.

102. Tite, M.S. Effect of climate on the magnetic susceptibility of soils Текст. /M.S. Tite, R.E. Linington //Nature. 1975. - Vol.256. - №5518. -P. 565-566.

103. Tucher, P.M. High magnetic effect of lateritic soils in Cuba Текст. / P.M. Tucher // Geophys. 1974. - P. 753-755.