Геоэкологические особенности распределения тяжелых металлов в снежном покрове Санкт-Петербургского региона

Зарина, Лариса Михайловна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэкологические особенности распределения тяжелых металлов в снежном покрове Санкт-Петербургского региона
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Геоэкологические особенности распределения тяжелых металлов в снежном покрове Санкт-Петербургского региона"

На правах рукописи УДК: 502.64

2 7 АВГ 2009

ЗАРИНА ЛАРИСА МИХАЙЛОВНА

ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В СНЕЖНОМ ПОКРОВЕ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО РЕГИОНА

Специальность: 25.00.36 - геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 2009

Работа выполнена на кафедре геологии и геоэкологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет имени А. И.

Герцена»

Научный руководитель:

доктор педагогических наук, кандидат геолого-минералогических наук, профессор Нестеров Евгений Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор географических наук, профессор Карлович Игорь Анатольевич

Ведущая организация:

кандидат географических наук Аверичкин Олег Борисович

Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова

Защита состоится года в ^^часов на заседании

Диссертационного совета Д 212.199.26 по присуждению ученой степени доктора наук при Российском государственном педагогическом университете им. А.И. Герцена по адресу: 191186, Санкт-Петербург, наб. р. Мойки, 48, корп. 12, ауд. №21.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Российского государственного педагогического университета им. А.И. Герцена.

Автореферат разослан « Ж ^^009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

^^ " И.П. Махова

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Выбросы вредных веществ в атмосферу в мегаполисах составляют сотни и миллионы тонн в год. Наличие коррелятивных зависимостей между содержанием многих поллютантов в атмосферном воздухе и их содержанием в снеге и, в меньшей степени, в почвах, доступных для площадного опробования, позволяет использовать эти компоненты ландшафта для экспрессной геоэкологической индикации загрязнения урбанизированных территорий.

В снежном покрове депонируются осаждающиеся из атмосферного воздуха твердые и аэрозольные частицы загрязняющих веществ. Относительная простота снежной съемки позволяет проводить масштабные площадные исследования, а геохимический анализ всей колонки снега позволяет получить представление о динамике загрязнений сразу за весь зимний период.

Системы ведомственного мониторинга связаны в основном с изучением эмиссии загрязняющих веществ от техногенных источников, в то время как экологическая оценка окружающей среды должна быть связана с эмиссией поллютантов, т.е. их реального распределения в депонирующих средах.

Несмотря на наличие в Санкт-Петербургском регионе сети станций контроля состояния атмосферного воздуха, наблюдений за поведением тяжелых металлов ими не ведется. Тяжелые металлы оказывают самое серьезное влияние на среду обитания человека, и установление характера и динамики их поведения в атмосферном воздухе через мониторинг снежного покрова является актуальной задачей геоэкологии.

При таянии снега осуществляется транзит тяжелых металлов в водотоки и почвенный покров и таким образом, насущной задачей является контроль за накоплением тяжелых металлов, поступающих из снежного покрова, в донных осадках водоемов и почвах.

Диссертационное исследование, таким образом, посвящейо актуальной проблеме

- изучению состояния окружающей среды через контроль за загрязнением снежного покрова.

Объектом исследования являются снежный и почвенный покровы территории Санкт-Петербургского региона.

Предмет исследования - особенности распределения тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах Санкт-Петербургского региона, устанавливаемые геохимическими методами.

Целью настоящей работы является выявление многолетней динамики загрязнения снежного покрова тяжелыми металлами в Санкт-Петербургском регионе. Основные задачи, решаемые для достижения поставленной цели:

- индикация состояния окружающей среды через загрязнение снежного покрова; определение многолетнего тренда загрязнения снежного покрова тяжелыми металлами центра Санкт-Петербурга.

- дополнение базы данных «Геохимия окружающей среды» блоком «Геохимия снежного покрова Санкт-Петербургского региона»

- создание картосхем распределения тяжелых металлов в снежном покрове региона исследования.

- установление влияния тяжелых металлов из снежного покрова на экологическое состояние почв.

Защищаемые положения:

1. Выявленные в ходе исследования особенности загрязнения снежного покрова региона, указывая на статистически низкий уровень общего загрязнения территории,

позволяют установить ряд аномалий техногенного происхождения со значительными превышениями ПДК.

2. Программная реализация базы данных геохимического состояния окружающей среды позволила дополнить разработанную ранее геоинформационную систему блоком: тяжелые металлы в снежном покрове региона и на ее основе построить серию картосхем.

3. Созданные автором картосхемы распределения тяжелых металлов в снежном покрове отражают закономерности поведения поллютантов в атмосферном воздухе и позволяют проектировать меры по его защите.

4. Пространственный геоэкологический анализ снежного и почвенного покровов позволил установить между ними ряд закономерностей, отражающих, как высокую, так и крайне низкую степень корреляции загрязнений, связанных с многоаспектным влиянием антропогенеза на экологическое состояние региона.

Теоретической основой диссертации являются результаты исследований ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области изучения атмосферы и состояния снежного покрова: Р.А.Бабаянца, Н.И.Баркова, В.Н.Василенко, В.Д.Виленского, П.П.Воронкова, В.П.Зверева, Н.Л.Линевич, А.А.Матвеева,

A.З.Миклишанского, И.М.Назарова, О.П.Негробова, Е.М.Нестерова, В.А.Полякова,

B.З.Рубейкина, Ю.Б.Селецкого, С.А.Синякова, Л.Г.Соколовского, В.А.Углова, Ш.Д.Фридмана, С.С.Чичерина, Э.Я.Яхнина, В.С.Зсой, 1-Р.Сапс1е1опе, Т.Оопгщ, D.Greguгek, К.Уа1сш и личные исследования и разработки автора.

Фактический материал и методы исследования. В диссертационной работе использованы авторские материалы и проанализированы данные предыдущих исследований. В основу диссертации легли результаты тематических исследований на территории Санкт-Петербурга и его окрестностей, полученные автором в течение полевых сезонов 2003-2009 гг. Фактический материал исследования обеспечивает статистически представительное количество отобранных и проанализированных проб снежного и почвенного покровов. Всего отобрано 678 проб. Отбор и подготовка проб к анализу проводились в соответствии с официально утвержденными (ГОСТ 17.1.5.0585; ГОСТ 17.4.4.02-84; МР 5174-90; РД 52.04.186-89) и разработанными методиками. Выполнено более 8000 элементоопределений методом рентгенофлюоресцентного анализа в лаборатории Геохимии окружающей среды им. А.Е. Ферсмана РГПУ им. А.И. Герцена.

Научная новизна работы заключается в выявлении закономерностей поведения тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах Санкт-Петербургского региона. В ходе исследования дана характеристика многолетних трендов поведения тяжелых металлов в снежном покрове. Впервые для данной территории созданы картосхемы распределения тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах центральной части Санкт-Петербурга и окрестностей города на основе оригинальной базы данных геохимического состояния окружающей среды, дополненной блоком «Геохимия снежного покрова Санкт-Петербургского региона».

Обоснованность и достоверность результатов исследования базируется на большом количестве исходных материалов; применении высокочувствительных методов исследования вещества, принятых в системе геоэкологических исследований; использовании новейших компьютерных технологий обработки аналитических материалов и представления результатов; анализе новейших отечественных и зарубежных публикаций по исследуемой проблематике, включая научные труды, опубликованные автором.

Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в создании многомерной пространственно-временной модели поведения тяжелых металлов в снежном покрове Санкт-Петербургского региона.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют прогнозировать динамику загрязнения окружающей среды Санкт-Петербурга и разрабатывать рекомендации по минимизации последствий.

Полученные данные используются проектными организациями (ОАО «Дорпроект») при проведении инженерно-экологических изысканий.

Результаты исследований используются в учебном и научном процессах РГПУ им. А.И. Герцена: включены в авторские учебные протраммы «Геоэкология урбанизированной среды», «Экология человека с основами медицинской географии»; применяются при чтении лекций, проведении практических занятий, полевых геоэкологических практик для студентов факультета географии и института естествознания; являются частью программы научного развития кафедры геологии и геоэкологии по геоэкологическому мониторингу Северо-Запада России.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации изложены в 9 печатных работах. Результаты исследований представлены па V, VI и VIII Международных семинарах «Геология, геоэкология и эволюционная география» (г.Санкт-Петербург, 2005, 2006, 2008 гг.); III Международной конференции «Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация» (г.Санкт-Петербург, 2005 г.); Международной научной конференции «Геоэкологические проблемы современности» (г.Владимир, 2008 г.). Книга «Окружающая среда Санкт-Петербурга: Ресурсы» награждена дипломами: лауреата конкурса на лучшую научную книгу 2007 г., проводимого Фондом развития отечественного образования (Сочи, 2008 г.); лауреата Международного конгресса-выставки «Global Education - Образование без границ» (г.Москва, 2008 г.).

Содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, пяти приложений. Цитированная литература содержит 18 i название. Объем работы - 172 страницы машинописного текста, включая 46 таблиц и 65 рисунков.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность избранной темы, определены объект, предмет и цели исследования, основные задачи работы, сформулированы положения, выносимые на защиту, обоснованы научная новизна и практическая значимость результатов исследования. Логика и результаты исследования представлены в главах диссертации.

В первой главе «Современное состояние проблемы загрязнения тяжелыми металлами снежного покрова Санкт-Петербургского региона» наряду с теоретическими проблемами экологического мониторинга рассматривается влияние природной среды и антропогенеза в ходе их когерентного развития на экологическое состояние региона, дается анализ современного состояния всех природных сред крупнейшего мегаполиса Северо-Запада России - Санкт-Петербурга.

Наиболее интенсивно процесс загрязнения окружающей среды идет на урбанизированных территориях, которые занимают в настоящее время около 2% земной суши, но проживает на них половина населения Земли - порядка 3,3 млрд человек. Длительное время термин «урбанизация» означал, прежде всего, рост численности городского населения и значения городов. Современное понимание термина включает в себя и экологический аспект.

Источники загрязнения урбанизированной среды различны по происхождению и степени утилизации, но все они несут угрозу человеку и окружающей его среде. Это и сточные воды, и отходы, в том числе бытовые, промышленные, сельскохозяйственные, радиоактивные и др. Одной из острейших экологических проблем городской среды является рост автомобильного транспорта и количества вредных веществ, вьщеляемых им в атмосферу.

Снежный покров как депонирующая среда является весьма удобным и информативным индикатором для проведения геоэкологических исследований в Санкт-Петербургском регионе, что определяется следующими его свойствами: устойчивость снежного покрова в течение длительного времени; отбор проб снежного покрова прост и не требует сложного оборудования; слабая интенсификация химических и биохимических процессов в снежном покрове позволяет получать представительные количественные данные о поступлении элементов-загрязнителей из атмосферы в течение сезона; концентрация поллютантов в снежном покрове, как правило, на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе; снежный покров как естественный планшет-накопитель даёт достаточно объективную величину сухих и влажных выпадений за зиму (или выбранный промежуток времени при послойном анализе); геохимический анализ снежного покрова позволяет проследить пространственное распределение загрязняющих веществ по территории и получить достоверную картину зон влияния конкретных объектов на состояние окружающей среды. Биологическая активность тяжелых металлов выводит данную группу загрязнителей на приоритетное место в мониторинговых исследованиях окружающей среды.

По классификации Н.Ф. Реймерса (Реймерс, 1990, 1992), тяжелыми следует считать металлы с плотностью более 8 г/см3 и обладающих токсическим воздействием на живые организмы. К таким Н.Ф. Реймерс относит РЬ, Си, 2п, N1, Сс1, Со, БЬ, Бп, В1, Щ. В прикладных исследованиях геоэкологического характера к этому списку добавляются обычно Ag, \У, Ре, Мп, V и некоторые другие элементы. Суммируя сведения литературных источников, можно выделить следующие свойства тяжелых металлов с геоэкологической точки зрения (Израэль, 1979; Реймерс, 1990, 1992; Никитин, 2000; Трофимов, Зилинг, 2002): высокая биохимическая активность большинства тяжелых металлов; токсичность - отрицательное воздействие на физиологические функции организмов, состояние жизнеобеспечивающих природных сред всех тяжелых металлов в повышенных (токсических) концентрациях; высокая кумулятивная способность (тенденция к биоконцентрированию); трудность выведения из организма и окружающей среды; высокая миграционная способность; атомная масса выше 40, плотность более 5 г/см3.

Ведущим путем антропогенного поступления тяжелых металлов в окружающую среду является атмосферный. Дальность распространения и уровни загрязнения атмосферы зависят от мощности источника, условий выбросов и метеорологических параметров. С удалением от источников загрязнения происходит рассеивание примесей, вследствие чего зона их интенсивного воздействия, в которой имеет место превышение ПДК, сравнительно невелика. Тем не менее, заметные содержания тяжелых металлов фиксируются в снежном покрове всех регионов Земли (табл. 1).

Данные о содержании веществ в снежном покрове являются важнейшими материалами для оценки регионального загрязнения атмосферы в зимний период на больших территориях страны и выявления ареала распространения техногенных токсикантов.

Таблица 1.

Содержание тяжелых металлов I и II класса токсикологической опасности и индекс

Район Тяжелые металлы, мг/л zc

Bi Pb Zn Cu Ni Cr

г.Санкт-Петербург (центр) 0,0102 0,0110 0,0496 0,0338 0,0024 0,0050 3,8

Санкт-Петербургский регион 0,0118 0,0098 0,0117 0,0145 0,0031 0,0065 7,2

п.Ольеши (восток Лен.обл.) 0,0107 0,0089 НПКО 0,0124 0,0012 0,0055 0,1

арх.Соловецкие острова 0,0113 0,0090 0,0228 0,0187 0,0023 0,0055 3,6

ст.Прогресс (Антарктида) 0,0105 0,0097 0,0212 0,0148 0,0023 0,0052 3,0

г.Цугшпиц (Баварские Альпы) 0,0113 0,0083 0,0047 0,0137 0,0019 0,0057 0,6

Во второй главе «Методы и фактические материалы исследования» дана характеристика объектов исследования, представлены общая схема и основные этапы исследования, методика сбора и обработки полученной информации, результаты геохимических исследований снежного и почвенного покрова Санкт-Петербургского региона. Проведена обработка данных с использованием многомерного факторного и кластерного методов математического анализа.

Снег не активен ни в химическом, ни в биологическом отношении и, поэтому, является показателем предшествовавшего загрязнения атмосферы и будущего загрязнения почвы и гидросферы, в которые водорастворимые и твердые загрязнители поступают при снеготаянии. Содержание элементов-загрязнителей (в т.ч. и тяжелых металлов) в снежном покрове колеблется в очень широком диапазоне, главным образом, в зависимости от степени антропогенного влияния.

В ходе полевых работ в 2003-2009 гг. в пределах Санкт-Петербургского региона произведен масштабный отбор проб снежного и почвенного покровов на 2 опорных участках: Центральная часть Санкт-Петербурга и Сестрорецкая геосистема, включающая оз.Сестрорецкий Разлив и Сестрорецкое болото; а также по кольцевым и радиальным маршрутам: профиль I Санкт-Петербург - Калище, профиль II Санкт-Петербург - Выборг, профиль III - Санкт-Петербург - Кузнечное, профиль IV - Санкт-Петербург - Луга, профиль V - Санкт-Петербург - Волхов, VI - Кронштадт, VII -Южное полукольцо, VIII - Северное полукольцо. Всего было отобрано 678 проб снежного и почвенного покровов, произведено более 8000 элементоопределений.

Лабораторный анализ осуществлялся по стандартным методикам. После перевода снежной пробы в талую воду осуществлялась перегонка пробы на приборе Д-01 НПО «Спектрон» с образованием тонкослойных концентратов тяжелых металлов на сорбционных целлюлозных ДЭТАТА-фильтрах, которые в дальнейшем анализировались ренгенофлюоресцентным методом на спектрометре «СПЕКТРОСКАН МАКС». Пробы почвенного покрова отбирались точечным способом одновременно с пробами снежного покрова в тех же точках отбора из верхнего (до 5 см) горизонта, к которому приурочена максимальная концентрация загрязняющих веществ, поступающих из приземных слоев атмосферы с помощью титанового почвенного бура, разработанного аспирантом В.Е.Марковым и усовершенствованного и изготовленного В.А.Зариным.

Статистическая обработка геохимических данных осуществлялось для снежного покрова каждого профиля и опорных участков раздельно. Основное внимание уделено

установлению общих закономерностей пространственного распределения химических элементов В1, РЬ, Ъг\, Си, N1, Ре, Мп, Сг и V и связей между ними. На первом этапе статистической обработки рассчитывались фоновые содержания элементов в снежном покрове обследованных территорий.

Одной из актуальнейших задач геоэкологии является выявление соотношения природных и антропогенных факторов развития географической оболочки, ее геосистем и природных компонентов. Поэтому в рамках диссертационного исследования при выборе опорных участков исследования учитывалась необходимость получения аналитических данных на территориях с разной интенсивностью и типом антропогенной нагрузки. При этом относительно невысокая (для района исследования) техногенная нагрузка характерна для участка Сестрорецкая геосистема (преимущественно рекреационный тип антропогенной нагрузки) и высокая - для опорного участка Центральная часть Санкт-Петербурга (промышленный тип) (табл.2).

Таблица 2.

Данные опробования снежного покрова Санкт-Петербургского региона

Профиль, опорный участок, точечная проба Год Количес тво проб рН Вес пыли, г/м2

Опорные участки:

Центральная часть Санкт-Петербурга 2003-2008 71 6,98 0,5144

Сестрорецкая геосистема 2006-2008 22 6,58 0,4518

Профили:

Профиль I Санкт-Петербург - Калище 2008 41 6,33 0,1449

Профиль II Санкт-Петербург - Выборг 2008 45 6,34 0,3962

Профиль III Санкт-Петербург -Кузнечное 2008 33 6,19 0,1782

Профиль IV Санкт-Петербург - Луга 2008 40 6,68 -

Профиль V Санкт-Петербург - Волхов 2008 15 7,35 2,1793

Профиль VI Кронштадт 2008 5 6,42 0,5175

Профиль VII Южное полукольцо 2008 15 6,39 1,1053

Профиль VIII Северное полукольцо 2008 14 6,84 1,3992

Сравнивая среднемноголетние (2003-2008 гг.) результаты обработки данных с данными за 2008 г. (табл. 3) можно заметить, что содержание (среднее, минимальное, максимальное) тяжелых металлов, за исключением железа, в снежном покрове центральной части Санкт-Петербурга в 2008 г. ниже, чем в среднем за 2003-2008 гг.. Для выборок 2008 г. характерна однородность и небольшой разброс концентраций элементов (^=1,00-1,23). Различия в значениях стандартного множителя для осредненных выборок 2003-2008 гг. гораздо существенней (^ =1,19-2,09). Изменение концентраций В1, РЬ, Сг, V в точках пробоотбора в целом происходит прямо пропорционально друг относительно друга. Исключением является превышение содержания свинца над содержанием висмута в ряде точек, а также превышение содержания ванадия над содержанием хрома более чем в половине случаев, что отличает данный опорный участок от всех остальных районов исследования. Повышенные концентрации ванадия связаны с интенсивным автомобильным движением.

Таблица 3.

Результаты статистической обработки результатов анализа проб снежного покрова _ центральной части Санкт-Петербурга, 2003-2008 г., мг/л _

Элемент Годы Bi Pb Zn Cu Ni Fe Cr V

Среднее содержание* 2008 0,0082 0,0072 0,1014 0,0242 0,0037 0,0248 0,0045 0,0041

20032008 0,0143 0,0127 0,1881 0,0268 0,0073 0,0209 0,0078 0,0082

е 2008 1,00 1,00 1,23 1,14 1,03 1,15 1,00 1,00

20032008 1,19 1,19 2,09 1,38 1,71 1,33 1,23 1,28

Минимум 2008 0,0047 0,0049 0,0151 0,0065 0,0009 0,0074 0,0030 0,0027

20032008 0,0124 0,0106 0,0790 0,0153 0,0038 0,0120 0,0056 0,0059

Максимум 2008 0,0144 0,0148 0,7948 0,5404 0,1232 0,5542 0,0154 0,0104

20032008 0,0245 0,0212 0,7121 0,1955 0,0328 0,1939 0,0126 0,0140

Количество проб 2008 15 15 15 15 15 15 15 15

20032008 71 71 71 71 71 71 71 71

Геохимический фон участка** 2008 0,0079 0,0069 0,0645 0,0164 0,0024 0,0185 0,0042 0,0038

20032008 0,0142 0,0126 0,1518 0,0237 0,0065 0,0183 0,0076 0,0080

Для всех анализируемых элементов расхождения между минимальными и максимальными значениями коэффициента концентрации Кс достаточно велики (от 3,0 раз для РЬ до 135,4 (!) раз для Ni). Такой разброс значений Кс может быть связан только с наличием точечных аномалий в пределах относительно небольшого опорного участка. Отличительной особенностью опорного участка является повышенное содержание в пробах снежного покрова цинка. Значение коэффициента концентрации цинка Кс в снежном покрове центральной части Санкт-Петербурга по отношению к геохимическому фону других участков исследования составляет: к профилю I - 94,1; II - 49,5; III - 69,7; IV - 171,0; V - 38,9; VIII - 128,0; к Сестрорецкой геосистеме - 53,7.

Факторный анализ проб снежного покрова, как для центрального участка, так и для Сестрорецкой системы, радиальных профилей и кольцевых маршрутов выявил положительную корреляционную связь между концентрациями большинства элементов (г=0,58-0,86). Цинк имеет самую отдаленную связь со всеми остальными анализируемыми элементами.

Результаты кластерного анализа подтверждают наличие связей между элементами внутри выделенных с помощью факторного анализа групп. Наименее выраженной связью с изучаемыми элементами характеризуется Zn.

Гистограммы концентраций тяжелых металлов и рассчитанные коэффициенты концентрации Кс для каждого элемента позволяют определить тренды изменения содержания поллютантов. Изменение концентраций Bi, Pb, Cr, V в снежном покрове большинства станций пробоотбора происходит, за редким исключением, закономерно (прямо пропорционально) друг относительно друга. Для Zn, Cu, Ni, Fe характерны высокие расхождения между минимальными и максимальными значениями коэффициента концентрации.

Выявленные в ходе исследования тренды загрязнения снежного покрова региона, указывая на статистически низкий уровень общего загрязнения

территории, позволяют установить ряд аномалий техногенного происхождения со значительными превышениями ПДК - первое защищаемое положение.

Полученные автором тренды суммарного загрязнения снежного покрова тяжелыми металлами центра Санкт-Петербурга сравнивались с данными Автоматической системы мониторинга атмосферного воздуха (АСИЗВ № 10 в Адмиралтейском районе Санкт-Петербурга) по уровню загрязнения атмосферного воздуха. И хотя АСИЗВ не определяет содержание тяжелых металлов, а регистрирует только уровень оксида углерода, оксида азота, диоксида серы и сумму взвешенных веществ, установлена высокая коррелятивность наших данных с данными АСИЗВ, за исключением 2007 года (рис. 1).

4,5 4

3,5 3

2,5 й 2

1,5 1

0,5 0

—и—7с (по нашим данным) —Ъ/ (по данным АСИЗВ №10)

-Логарифмический (гс (по нашим данным))

--Логарифмический (IV (по данным АСИЗВ №10))

Рис. 1. Корреляция трендов суммарного загрязнения (¿с) снежного покрова опорного участка Центральная часть Санкт-Петербурга и уровня загрязнения атмосферного воздуха (¿у) по данным Автоматической системы мониторинга атмосферного воздуха АСИЗВ №10, 2003-2008 гг. (воздух - 15 февраля, снег отбирался каждый год 15-20 февраля)

Расчет основных параметров распределения тяжелых металлов в почвенном покрове показывает, что самые большие величины среднего содержания большинства элементов (РЬ, Ъл, №, Со, Ре, Мп, Сг, Аэ, Эг) характерны для центра Санкт-Петербурга. По среднему содержанию РЬ и 2п лидирует также Кронштадт. Отмечено, что и наибольшие минимальные значения РЬ и Тл характерны для этих участков. Наибольшие средние содержания Си, V, И характерны для профилей V Санкт-Петербург - Волхов и VII Южное полукольцо; среднее содержание Ре в пределах этих профилей также весьма велико. Ряд токсикантов в почвах региона исследования по возрастанию суммарных концентраций элементов имеет следующий вид: Ре(90,16%) > "11(4,91%) > Мп(2,74%) > гп (0,66%) > 8г(0,64%) > РЬ(0,22%) > Сг(0,21%) > V (0,14%) > Си(0,12%) > №(0,09%) >Аб(0,06%) > Со(0,04%). Таким образом, на Ре, Т1 и Мп приходится 97,8% от общего количества определяемых элементов (рис. 2).

2003 2004 2005 2006 2007 2008

Рис. 2. Диаграмма соотношения содержания токсикантов в почвенном покрове Санкт-Петербургского региона

□ рь ■ гп □ Си □ N1 ■ Со □ Ре ■ Мп аСг «V пП йДв ПЭГ

В связи со сложностью и многообразием происходящих в почве процессов, количественная зависимость между концентрацией элемента в загрязняющем выбросе и содержанием его в почве гораздо сложнее, чем соотношение «выброс - снежный покров». И если аыализ содержания поллютантов в снежном покрове выявляет вклад текущего загрязнения, позволяет проследить контуры загрязнения на период опробования и динамику происходящих процессов, то такой же анализ почвы дает интегральные значения загрязняющих веществ за весь период существования почвенного слоя, отражает эффект многолетнего антропогенного воздействия на территорию.

Третья глава «Анализ распределения тяжелых металлов в снежном покрове и почвенном покровах Санкт-Петербургского региона» раскрывает общие закономерности поведения поллютантов, сформулированные на основе авторских картосхем.

Одной из важных особенностей при решении геоэкологических задач является необходимость комплексного анализа разнообразных фактических данных. Оптимизировать проведение исследований, сократить время и усилия, затрачиваемые на привязку информации и выполнение картографических работ, систематизировать исходный объем информации позволяет применение современных компьютерных и геоинформационных (Г'ИС) технологий. Теоретические и практические основы геоинформационной системы «Геохимия окружающей среды» и ее составной части -многолетней базы данных по тяжелым металлам, созданные предыдущими исследованиями кафедры геологии и геоэкологии РГПУ им. А.И. Герцена (Тимиргалеев А.И. и др.), были дополнены результатами авторских исследований снежного покрова, которые вошли в новый блок данных «Геохимия снежного покрова Санкт-Петербургского региона». Результаты авторских исследований почвенного покрова дополнили блок «Геохимия почвенного покрова Санкт-Петербургского региона». Эти исследования позволили обосновать второе защищаемое положение:

Программная реализация базы данных геохимического состояния окружающей среды позволила дополнить разработанную ранее геоинформационную систему блоком: тяжелые металлы в снежном покрове региона и на ее основе построить серию картосхем.

Координатная привязка геохимических данных Г'ИС «Геохимия окружающей среды» позволила создать единую картографическую основу для создания региональной аналитической системы мониторинга природной среды. Геоинформационное картографирование, в свою очередь, обеспечивает решение задач визуализации и интерпретации данных, аналитических исследований различных характеристик территории, а также позволяет автоматизировать и качественно улучшить контроль за состоянием природных ресурсов. Его результаты позволяют

наглядно выявить зоны экологической напряженности и определять первоочередные мероприятия по рациональному природопользованию и обеспечению экологической безопасности наземных экосистем.

Авторские картосхемы состояния снежного и почвенного покровов региона построены с помощью картографического редактора GoldenSoftware Surfer 8.0. На базе слоев снежного и почвенного покровов созданы тематические картосхемы 2 типов: моноэлементные картосхемы концентраций тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах различных участков исследования для выявления закономерностей пространственного распределения тяжелых металлов; картосхемы суммарного загрязнения снежного и почвенного покровов различных участков исследования для эколого-геохимической оценки ситуации в регионе. Для построения первого типа картосхем использовались данные рентгенофлюоресцентного анализа проб снежного и почвенного покровов; второго - результаты вычисления индекса суммарного загрязнения (Zt.) депонирующих сред по группе элементов I и II классов опасности: Bi, Pb, Zn, Си, № и Сг для снежного покрова; Pb, Zn, Си, Ni, Со, Сг и As - для почвенного. Построенные картосхемы дают наглядное представление о территориальных особенностях пространственного распределения токсикантов в снежном и почвенном покровах региона, иерархии элементов и уровнях взаимодействия между ними; при этом закладывается возможность осуществления экологического районирования (рис. 3-4).

Рис. 3. Картосхема уровня суммарного

загрязнения снежного покрова Центральной части Санкт-Петербурга, 2003-2008 гг.;

Рис. 4. Картосхема уровня суммарного

загрязнения почвенного покрова Центральной части Санкт-Петербурга, 2005-2009 гг.

Условные обозначения:

- точки пробоотбора;

- изолинии суммарного загрязнения (Zc)

с 13,

'словные обозначения: -J-

Для оценки совместного воздействия тяжелых металлов элементы объединялись на основе их токсикологической опасности для живых организмов, т.е. для вычисления 2С использовались тяжелые металлы 1 и II классов опасности: Ав, РЬ, Zn, В1, Со, Си, Сг. Несмотря на ряд существенных недостатков, на которые обращают внимание многие исследователи, показатель является одним из немногих утвержденных санитарно-гигиенических нормативов, он унифицирован для основных депонирующих сред, относительно просто рассчитывается, дает возможность осуществить комплексную оценку загрязненности депонирующих сред. Таким образом, применительно к данной работе показатель является наиболее оптимальным вариантом.

Созданные автором картосхемы распределения тяжелых металлов в снежном покрове отражают закономерности поведения поллютантов и позволяют проектировать меры по его защите - третье защищаемое положение.

ЯП [ rii fH 1

а РЬ Zn Cil fe I

□ январь В февраль □ март

Рис. 5. Распределение поступления тяжелых металлов в снежном покрове центральной части Санкт-Петербурга в январе, феврале, марте 2008 г.

Сравнивая результаты проведенных анализов с официальными нормативами (Гигиенические..., 2003), можно прийти к однозначному и достаточно неожиданному выводу о сравнительно низком уровне загрязнения снежного покрова центральной части Санкт-Петербурга тяжелыми металлами. В талой воде содержание металлов от 4 до 111 раз ниже, чем уровень предельно допустимых концентраций для воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Следует, однако, отметить, что содержания токсикантов, тем не менее, на один-два порядка выше, чем это наблюдается для фоновых районов Якутии или в снеге гг. Орша и г. Якутск.

Результаты анализа проб почвенного покрова опорного участка Центральная часть Санкт-Петербурга на содержание тяжелых металлов указывают, что за исследуемый период наблюдаются в целом постоянные значения концентраций большинства исследуемых элементов. Однако необходимо отметить тенденцию к накоплению в почве, характерную для меди и тенденцию к уменьшению концентраций, характерную для свинца, марганца и мышьяка. Плодородные, специально завезенные, имеющие более тонкую структуру почвы обладают высокой сорбционной способностью и поглощают из снежного покрова свинец, цинк и другие токсиканты гораздо в большем количестве, чем старые почвогрунты, уже не обладающие такими сорбционными способностями и менее подверженные загрязнению. Рассматривая результаты проведенных исследований, можно придти к однозначному выводу о высокой степени загрязнения почв опробованной территории такими элементами как Ав, РЬ, Ъх\, относящимся к первому классу опасности.

При анализе закономерностей пространственного распределения тяжелых металлов в снежном покрове водоемов, нами было взято за основу крупнейшее искусственное водохранилище Санкт-Петербургского мегаполиса оз. Сестрорецкий разлив (рис. 6-7).

Условные обознэчс

■ точки пробоотб ора

о.ооэг 0.0028

Рис. 7. Картосхемы концентрации РЬ в снежном покрове оз.Сестрорецкий Разлив: валовое содержание

Полученные результаты свидетельствуют, что разница в плотности концентраций тяжелых металлов в снеге и поверхностных водах между относительно «чистыми» озерами Горовалдайское и Сестрорецкий разлив и «грязным» Охтинским разливом может достигать 5 и даже 10 кратных значений для снега и поверхностных вод соответственно. Таким образом, значительные концентрации тяжелых металлов в снежном покрове и поверхностных водах Охтинского разлива указывают на сильнейший антропогенный прессинг, продуцируемый комбинированным техногенным воздействием, в том числе и посредством аэрозольного выпадения.

Для территории Санкт-Петербурга в целом характерно мозаичное распределение зон высокой и низкой концентрации загрязнителей. Индексы загрязнения в этой части региона меняются от 8 до 56, тогда как остальная часть исследованной территории является своеобразным фоном относительно равномерного распределения загрязнений с наиболее низкими значениями индекса 2С в пределах 0,01-4. Мозаичность и высокие аномальные значения Z(. в пределах Большого Санкт-Петербурга сами по себе свидетельствуют об основном вкладе в загрязнение воздействия урбанизированной среды (рис. 8-9).

За пределами Санкт-Петербурга установлены низкие уровни загрязнения. Исключение составляют районы станции пробоотбора Токсово и Грузино, где

значение индекса ¿, превышает 9. Вдоль северного побережья р.Невы за пределами Большого Санкт-Петербурга намечается трог с минимальными значениями 2С, что может быть связано с воздействием потока воздушных течений, способствующих выносу загрязнений в окрестности.

Л--I —]_-—^

ФИНСКИМ ЗАЛИВ

|мя

0. Котлин

Кировск

59,6

29.8 30

Условные обозначения

30.2 30.4 30.6 30.8

> - населенные пункты; + - точки пробоотбора; гс

- 16— - изолинии суммарного загрязнения {Тс)

Рис. 8. Картосхема уровня суммарного загрязнения снежного покрова Санкт-Петербургского региона, 2008 г.

ФИНСКИИ ЗАЛИВ

о. Котлин

ировск

......

16-; 2

-<16

29.8 30 30.2 30.4 30.6 30.8 31

Условные обозначения: • - населенные пункты; - точки пробоотбора;

— 16--изолинии суммарного загрязнения (Zc)

Рис. 9. Картосхема уровня суммарного загрязнения почвенного покрова Санкт-Петербургского региона, 2008 г.

При анализе картосхем суммарного загрязнения почвенного покрова региона выявляются закономерности, в целом отражающие закономерности пространственного распределения загрязнений в снежном покрове: территория Санкт-Петербурга резко мозаична, а за его пределами появляются фоновые значения с индексом 5. За пределами Большого Санкт-Петербурга фиксируются крупные аномалии в районах Грузино ('/¿=52) и Гатчины {¿с= 16-25), что хорошо согласуется с повышенными концентрациями токсикантов в снежном покрове. Единственным существенным отличием пространственного распределения 2С в почвенном покрове от покрова снежного является исчезновение трога вдоль северного побережья р.Невы, что позволяет считать, что в загрязнение почв существенный вклад вносят процессы летней динамики поступлений поллютантов (рис. 8-9).

Пространственный геоэкологический анализ снежного и почвенного покровов позволил установить между ними ряд закономерностей отражающих, как высокую, так и крайне низкую степень корреляции загрязнений связанных с многоаспектным влиянием антропогенеза на экологию региона - чегвертое защищаемое положение.

Хотя приведенные данные свидетельствуют о том, что содержание тяжелых металлов в пробах снега редко превышают ПДК, установленные для вод водоемов хозяйственного и культурно-бытового назначения, загрязнение воздушного пространства является значительным. В дальнейшем, при таянии снега, тяжелые металлы депонируются в почвенный покров и донные осадки водоемов. Многолетнее их накопление приводит к образованию аномалий со значительным превышением ПДК, об этом свидетельствуют исследования автора по транзиту тяжелых металлов в почвы и донные осадки региона.

В заключении приведены основные выводы и результаты, полученные в ходе проделанной работы:

Систематические наблюдения за химическим составом взаимосвязанных депонирующих сред на одной и той же территории, позволяют выявить тенденцию в изменении качества окружающей среды, обнаружить новые очаги загрязнения, дать эколого-геохимическую оценку ситуации и спрогнозировать возможные варианты развития событий, что и определяет актуальность проведения экологического мониторинга.

Биологическая активность тяжелых металлов выводит данную группу загрязнителей на приоритетное место в мониторинговых исследованиях окружающей среды. Физиологическое действие тяжелых металлов на организм человека и животных различно и зависит от природы металла, типа соединения, в котором он существует в природной среде, а также интервалом концентраций, при которых возможна нормальная реакция обменных процессов.

элементов и уровнях взаимодействия между ними; при этом заложена возможность осуществления экологического районирования территорий.

Для территории Санкт-Петербурга в целом характерно мозаичное распределение зон высокой и низкой концентрации загрязнителей снежного покрова, что само по себе свидетельствуют об основном вкладе в загрязнение воздействия урбанизированной среды. За пределами Санкт-Петербурга установлены низкие уровни загрязнения.

При картографическом сравнении геохимических полей каждого из микроэлементов в валовой и водорастворимой фазах талого снега выявилось, что аномалии по валовой составляющей имеют более локальный характер, чем по водорастворимой. Особенно это характерно для распределения таких микроэлементов, как Zn, Fe, Си и др. Такое распределение, по-видимому, связано с уменьшением массы и размерности твердой составляющей и удалением от источников загрязнения.

При отсутствии крупных источников аэрозольных выбросов, главенствующая роль в формировании геохимического поля снежного покрова будет приходиться на естественные пути поступления вещества и межрегиональный перенос.

Хотя полученные данные свидетельствуют о том, что содержание тяжелых металлов в пробах снега редко превышают ПДК установленные для питьевой воды, загрязнение воздушного пространства являются значительным. В дальнейшем, при таянии снега, токсиканты депонируются в почвенных покровах и донных осадках водоемов. Многолетнее их накопление приводит к образованию аномалий со значительным превышением ПДК, об этом свидетельствуют исследования автора по транзиту тяжелых металлов в почвы и донные осадки региона.

Совокупность наблюдений за элементным составом снежного покрова, почвами, водами открывают возможность оценки интенсивности антропогенного процесса и его соотношения с естественной изменчивостью, что необходимо для прогноза состояния объектов окружающей среды в перспективе.

III. СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Зарина JI.M., Нестеров Е.М., Пискунова M.A. Мониторинг поведения тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах центральной части Санкт-Петербурга // Ж. «Вестник Московского государственного областного университета». Серия «Естественные науки» - №1. - 2009 (февраль). - С.27-34 (0,5/0,4).

2. Зарина Л.М., Нестеров Е.М., Етко Г.Л. Новые данные по геохимии снежного покрова Санкт-Петербургского региона // Геология, геоэкология, эволюционная география: Коллект. монография. - СПб.: Эпиграф, 2008. - С. 23-27 (0,3/0,2).

3. Зарина Л.М., Соломин В.П., Нестеров Е.М., Влияние урбогенеза на геохимию донных отложений городских водотоков // Геоэкологические проблемы современности: Доклады 2-й Межд.конф. - Владимир, 2008. -С.215-218 (0,3/0,1).

4. Зарина Л.М., Нестеров Е.М., Тимиргалеев А.И., Диагностика городской среды через поведение тяжелых, металлов в малых водотоках // Вестник МАНЭБ. Научно-Техничсский журнал. - Т. 13. - №2. - 2008. - С. 225-229 (0,4/0,2).

5. Зарина Л.М., Нестеров Е.М., Соломин В.П., Окружающая среда Санкт-Петербурга. - СПб.: ТЕССА, 2007. - 146 с. (9,2/3,0).

6. Зарина Л.М., Воронцова A.B., Тимиргалеев А.И. Мониторинг поведения тяжелых металлов в снежном покрове урбанизированных территорий // Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация: Мат. международн. конф. - СПб., 2007. - С. 90-94 (0,3/0,2).

7. Зарина Л.М., Гильдин С.М., Кочубей О.В., Использование данных палинологического и геохимического методов изучения отложений голоценового возраста северо-восточной части побережья Финского залива в районе среднего течения р. Сенокосная // Геология, геоэкология и эволюционная география: Коллект. монография. - СПб., 2006. - С. 156-160 (0,3/0,2).

8. Зарина Л.М., Петров A.M., Тяжелые металлы в почвенном покрове территории РГПУ им.А.И.Герцена // Материалы III Международной конференции «Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация». - СПб.: «Эпиграф», 2005.-С. 331-333 (0,3/0,2).

9. Зарина Л.М., Гильдин С.М., Кочубей О.В., Егоров П.И., Нестеров Е.М. Влияние антропогенного и природного факторов на распределение ряда химических элементов в осадках Сестрорецкого разлива // Геология и эволюционная география: Коллект. монография. - СПб.: Эпиграф, 2005. - С. 85-89 (0,4/0,2).

Подписано в печать 24.04.2009г. Формат 60/84'/16 Бумага офсетная. Печать ризограф. Усл.печ.л.1,2. Тираж 100 экз. Заказ №047 Отпечатано в издательско-полиграфическом центре «Эпиграф» Санкт-Петербург, Южное шоссе, 54-а.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Зарина, Лариса Михайловна

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы загрязнения тяжелыми 9 металлами снежного покрова Санкт-Петербургского региона

1.1. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами и их 9 воздействие на здоровье человека

1.2. Состояние проблемы эколого-геохимического изучения снежного 20 покрова

1.3. Мониторинг загрязнения снежного покрова в системе 30 мониторинга окружающей среды

1.4. Характеристика района исследования

1.4.1. Природные условия Санкт-Петербургского региона

1.4.2. Геоэкология окружающей среды Санкт-Петербургского 44 региона

Глава 2. Методы и фактические материалы исследования

2.1. Объекты исследования

2.2. Методики сбора и обработки информации

2.2.1. Полевые исследования

2.2.2. Аналитические исследования

2.2.3. Методы статистической обработки материалов "

2.3. Фактические материалы исследования снежного покрова

2.3.1. Обоснование выбора участков исследования

2.3.2. Опорные участки

2.3.3. Радиальные маршруты

2.3.4. Кольцевые маршруты

2.4. Фактические материалы исследования почвенного покрова

Глава 3. Анализ распределения тяжелых металлов в снежном покрове 121 Санкт-Петербургского региона

3.1. Использование ГИС технологий при построении картосхем распределения тяжелых металлов и создании базы данных «Геохимия окружающей среды»

3.2. Критерии эколого-геохимической оценки состояния объектов 125 исследования

3.3. Сравнительный анализ распределения тяжелых металлов и оценка 130 эколого-геохимического состояния снежного и почвенного покровов

Санкт-Петербургского региона

3.3.1. Центральная часть Санкт-Петербурга (результаты 130 мониторинга снежного и почвенного покровов)

3.3.2. Сестрорецкая геосистема

3.3.3. Санкт-Петербург и окрестности 160 Заключение 173 Список литературы 177 Приложение 1. Результаты рентгенофлюоресцентного анализа проб 194 снежного покрова

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэкологические особенности распределения тяжелых металлов в снежном покрове Санкт-Петербургского региона"

Актуальность работы.

Диссертационное исследование, таким образом, посвящено актуальной проблеме — изучению состояния окружающей среды через контроль за загрязнением снежного покрова.

Объектом- исследования являются, снежный- и почвенный покровы территории Санкт-Петербургского региона.

Предмет исследования — особенности распределения тяжелых металлов» в снежном- и почвенном покровах Санкт-Петербургского региона, устанавливаемые геохимическими методами.

Целью настоящей- работы является выявление многолетней динамики загрязнения снежного покрова тяжелыми металлами* в Санкт-Петербургском регионе.

Основные задачи, решаемые для^достижения*поставленной цели:

- индикация состояния окружающей* среды через загрязнение снежного покрова;

- определение многолетнего тренда загрязнения снежного покрова тяжелыми-металлами центра Санкт-Петербурга.

- создание картосхем распределения тяжелых металлов в снежном покрове региона исследования.

- установление влияния тяжелых металлов из снежного покрова на экологическое состояние почв.

Защищаемые положения:

1. Выявленные в ходе исследования особенности загрязнения снежного покрова региона, указывая на статистически низкий уровень общего, загрязнения территории, позволяют установить ряд аномалий техногенного происхождения со значительными превышениями ПДК.

A.А.Матвеева, А.З.Миклишанского, И.М.Назарова, О.П.Негробова, Е.М.Нестерова, В.А.Полякова, В.З.Рубейкина, Ю.Б.Селецкого, С.А.Синякова, Л.Г.Соколовского, В.А.Углова, Ш.Д.Фридмана, С.С.Чичерина, Э.Я.Яхнина,

B.C.Scott, J.-P.Candelone, T.Doring, D.Gregurek, K.Yalcin и личные исследования и разработки автора.

Фактический материал и методы исследования. В диссертационной работе использованы авторские материалы и проанализированы данные предыдущих исследований. В основу диссертации легли результаты тематических исследований на территории Санкт-Петербурга и его окрестностей, полученные автором в течение полевых сезонов 2003-2009 гг. Фактический материал исследования обеспечивает статистически представительное количество отобранных и проанализированных проб снежного и почвенного покровов. Всего отобрано 678 проб. Отбор и подготовка проб к анализу проводились в соответствии с официально утвержденными (ГОСТ 17.1.5.05-85; ГОСТ 17.4.4.02-84; MP 5174-90; РД 52.04.186-89) и разработанными методиками. Выполнено более 8000 элементоопределений методом рентгенофлюоресцентного анализа в лаборатории Геохимии окружающей среды им. А.Е. Ферсмана РГПУ им. А.И. Герцена.

Теоретическая значимость исследования заключается в создании многомерной пространственно-временной модели поведения тяжелых металлов в снежном покрове Санкт-Петербургского региона.

Результаты исследований используются в учебном и научном процессах РГПУ им. А.И. Герцена: включены в авторские учебные программы «Геоэкология урбанизированной среды», «Экология человека с основами медицинской географии»; применяются при чтении лекций, проведении практических занятий, полевых геоэкологических практик для студентов факультета географии и института естествознания; являются частью программы научного развития кафедры геологии и геоэкологии по геоэкологическому мониторингу Северо-Запада России.

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации изложены в 9 печатных работах. Результаты исследований представлены на V, VI и VIII Международных семинарах «Геология, геоэкология и эволюционная география» (г.Санкт-Петербург, 2005, 2006, 2008 гг.); III Международной конференции «Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация» (г.Санкт-Петербург, 2005 г.); Международной научной конференции «Геоэкологические проблемы современности» (г.Владимир, 2008 г.). Книга «Окружающая среда Санкт-Петербурга: Ресурсы» награждена дипломами: лауреата конкурса на лучшую научную книгу 2007 г., проводимого Фондом развития отечественного образования (Сочи, 2008 г.); лауреата Международного конгресса-выставки «Global Education - Образование без границ» (г.Москва, 2008 г.).

Содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, пяти приложений. Цитированная литература содержит 181 название. Объем работы - 172 страницы машинописного текста, включая 46 таблиц и 65 рисунков.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Зарина, Лариса Михайловна

Выводы по главе

С целью оптимизации хранения и обеспечения уникальности и не противоречивости данных результаты наблюдений и анализов, полученные автором, организованы в отдельный блок с использованием' реляционной модели баз данных лаборатории Геохимии окружающей среды им. А.Е.Ферсмана. Основными компонентами блока «Геохимия снежного покрова Санкт-Петербургского региона» являются: цифровая картографическая основа ГИС, данные о пространственном положении станций наблюдений, результаты анализов, вспомогательная справочная информация.

Построенные на основе базы данных картосхемы дают наглядное представление о территориальных особенностях пространственного распределения,тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах региона', иерархии элементов, и уровнях взаимодействия между ними; при этом заложена' возможность осуществления экологического районирования территорий.

Сравнивая результаты проведенных анализов' с официальными нормативами, можно» прийти к однозначному и достаточно неожиданному выводу о сравнительно низком уровне" загрязнения снежного покрова» центральной части Санкт-Петербурга тяжелыми металлами. В' талой воде содержание металлов' от 4' до 111 раз' ниже, чем уровень предельно допустимых концентраций- для воды водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Следует, однако, отметить, что1 содержания тяжелых металлов, тем не менее, на один-два порядка выше, чем это наблюдается для-фоновых для нас районов Якутии или в снеге гг. Орша и г. Якутск.

Результаты анализа проб почвенного покрова опорного^ участка Центральная часть Санкт-Петербурга на содержание тяжелых металлов указывают, что за исследуемый период наблюдаются в целом постоянные значения концентраций большинства исследуемых элементов. Однако необходимо отметить тенденцию к накоплению в почве, характерную для меди и тенденцию к уменьшению концентраций, характерную для свинца, марганца и мышьяка. Плодородные, специально завезенные, имеющие более тонкую структуру почвы обладают высокой сорбционной способностью и поглощают из снежного покрова свинец, цинк и другие токсиканты гораздо в большем количестве, чем старые почвогрунты, уже не обладающие такими сорбционными способностями и менее подверженные загрязнению. Рассматривая результаты проведенных исследований, можно придти к однозначному выводу о высокой степени загрязнения почв опробованной' территории такими элементами как As, Pb; Zn, относящимся к первому классу опасности.

Полученные результаты свидетельствуют, что разница в плотности концентраций тяжелых металлов в снеге и поверхностных водах между относительно «чистыми» озерами Горовалдайское и Сестрорецкий разлив и «грязным» Охтинским разливом может достигать 5 и даже 10 кратных значений для снега и поверхностных вод соответственно. Таким образом, значительные концентрации тяжелых металлов в снежном покрове и поверхностных водах Охтинского разлива* указывают на сильнейший антропогенный прессинг, продуцируемый комбинированным техногенным воздействием, bvtom числе и посредством аэрозольного^выпадения. ,

Для- территории' Санкт-Петербурга в целом- характерно мозаичное-распределение зон высокой и низкой концентрации загрязнителей. Индексы загрязнения- в этой- части региона- меняются от 8 до 56, тогда как остальная часть исследованной территории является1 своеобразным фоном относительно равномерного распределения загрязнений с наиболее низкими значениями индекса Zc в пределах 0,01-4. Мозаичность и высокие аномальные значения Zc в пределах Санкт-Петербурга сами по себе свидетельствуют об основном вкладе в загрязнение воздействия урбанизированной среды.

За пределами Санкт-Петербурга установлены низкие уровни? загрязнения. Исключение составляют районы станции пробоотбора Токсово и Грузино, где значение индекса Zc превышает 9: Вдоль северного побережья р.Невы за пределами Большого Санкт-Петербурга намечается трог с минимальными значениями Zc, что может быть связано с воздействием* потока воздушных течений, способствующих выносу загрязнений' в* окрестности.

При анализе картосхем суммарного загрязнения почвенного покрова региона выявляются закономерности, в целом отражающие закономерности пространственного распределения загрязнений в снежном покрове: территория Санкт-Петербурга резко мозаична, а за его пределами появляются фоновые значения с индексом 5. За пределами Большого Санкт-Петербурга фиксируются крупные аномалии в районах Грузино (Zc=52) и Гатчины (Zc= 16-25), что хорошо согласуется с повышенными концентрациями токсикантов в снежном покрове. Единственным существенным отличием пространственного распределения Zc в почвенном покрове от покрова снежного является исчезновение трога вдоль северного побережья р.Невы, что позволяет считать, что в загрязнение почв существенный вклад вносят процессы летней динамики поступлений поллютантов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Принципами комплексного подхода при проведении экологического мониторинга являются, в т.ч., интегральность и многосредность. В связи с этим, в качестве объектов данного исследования были выбраны снежный и почвенный покровы в пределах территории мегаполиса Санкт-Петербурга и его окрестностей.

Геохимический состав снежного покрова по существу отражает эколого-геохимическое состояние атмосферы, суммируя воздействие природных, приро дно-техногенных и техногенных факторов и характеризуют динамику и контуры аэрогенного загрязнения на период образования снежного покрова. В период снеготаяния, находящиеся в нем водорастворимые примеси мигрируют в почвы, а также в поверхностные воды и донные осадки, причем ареал их распространения значительно превышает контуры геохимических аномалий в снеге. Снежный покров играет роль естественного накопителя атмосферной пыли за несколько зимних месяцев. Существенная часть накоплений в снеге формируется за счет сухого осаждения из приземного слоя атмосферы и носит преимущественно антропогенный характер.

Загрязнение атмосферного воздуха тяжелыми металлами в Санкт-Петербурге стало заметной проблемой в последнее десятилетие, уровень его характеризуется как «высокий».

Результаты кластерного анализа подтверждают наличие связей между элементами внутри выделенных с помощью факторного анализа групп.

Гистограммы концентраций тяжелых металлов^ и рассчитанные; коэффициенты концентрации для каждого элемента позволяют определить тренды изменения* содержания поллютантов. Изменение концентраций Bi, Pb, Cr, V в снежном покрове большинства станций пробоотбора происходит, за- редким исключением, закономерно (прямо пропорционально) ^ друг относительно1 друга. Для Zn, Си, Ni, Fe характерны высокие расхождения-между минимальными и максимальными значениями коэффициента концентрации.

Хотя полученные данные свидетельствуют о том, что- содержание тяжелых металлов в пробах снега редко превышают ПДК установленные для питьевой воды, загрязнение воздушного пространства являются значительным. В дальнейшем, при таянии снега, токсиканты депонируются в почвенных покровах и донных осадках водоемов. Многолетнее их накопление приводит к образованию аномалий со- значительным превышением ПДК, об этом свидетельствуют исследования автора по транзиту тяжелых металлов в почвы и донные осадки региона.

Построенные, на основе созданной автором базы данных, картосхемы дают наглядное представление о территориальных особенностях пространственного распределения тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах региона, иерархии элементов и уровнях взаимодействия между ними; при этом заложена возможность осуществления экологического районирования территорий.

Полученные результаты свидетельствуют, что разница в плотности концентраций тяжелых металлов в снеге и поверхностных водах между относительно «чистыми» озерами Горовалдайское и Сестрорецкий разливши «грязным» Охтинским разливом может достигать 5 и даже 10 кратных значений для снега и поверхностных вод соответственно; Таким образом, значительные концентрации тяжелых металлов в. снежном' покрове и поверхностных водах Охтинского разлива указывают на сильнейший антропогенный прессинг, продуцируемый, комбинированным техногенным воздействием, в том числе и посредством аэрозольного выпадения.

Для территории Санкт-Петербурга в целом- характерно мозаичное распределение зон высокой и низкой концентрации загрязнителей снежного покрова, что само по себе свидетельствуют об основном вкладе в загрязнение воздействия урбанизированной среды. За пределами Большого Санкт-Петербурга установлены низкие уровни загрязнения. Вдоль северного побережья р.Невы намечается трог с минимальными значениями Zc, что связано с воздействием потока воздушных течений, способствующих выносу загрязнений в окрестности.

Воздушное пространство центра Петербурга является наиболее загрязненным из охарактеризованных регионов. Самым чистым является воздушная среда юго-востока Вепсской возвышенности. Полученные результаты подтверждают известный тезис (достаточно парадоксальный для общественного сознания) о том, что способность к рассеянию у тяжелых металлов исключительно велика.

При анализе картосхем суммарного загрязнения* почвенного покрова региона выявляются закономерности, в целом отражающие закономерности пространственного распределения загрязнений в снежном покрове:

Исходя из анализа полученных данных, можно утверждать, что локальные атмосферные загрязнения тяжелыми металлами снежного покрова оказывают существенное влияние на формирование химического состава поверхностных вод, почв и донных отложений. Наибольшему антропогенному воздействию подвержены те объекты, которые непосредственно примыкают к источникам поступления загрязнений. При отсутствии крупных источников аэрозольных выбросов, главенствующая роль в формировании геохимического поля снежного покрова будет приходиться на естественные пути поступления вещества и межрегиональный перенос.

Таким образом, совокупность наблюдений за элементным составом снежного покрова, почвами, водами открывают возможность оценки интенсивности антропогенного процесса и его соотношения с естественной изменчивостью, что необходимо для прогноза состояния объектов окружающей среды в перспективе.

Данные систематических наблюдений в Санкт-Петербурге и Ленинградской области убедительно показывают, что задача охраны атмосферного воздуха, водных объектов и почв на сегодня является весьма актуальной для региона.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Зарина, Лариса Михайловна, Санкт-Петербург

1. Адаменко В.Н., Богданов A.JL Методы и возможности оценки поступления тяжелых металлов в водные бассейны // Палеолимнологический подход к изучению антропогенного воздействия на озера. Л., 1981.

2. Алферов A.M., Кровотынцев В.А. Опыт эколого-климатического мониторинга Северного Прикаспия на основе комплексного использования наземной и космической информации // Тр. НИЦ «Планета». 2005. - Вып. 1 (46). - С. 207-234.

3. Амбарцумян В.В. Автотранспорт и окружающая среда // Экология и жизнь. 1999. - №2. - С.62-66.

4. Анализ состояния окружающей среды региона по приоритетным проблемам. СПбНЦ РАН, 2008 ("http://www.spbrc.nw.ru).

5. Андрианов А.Н., Дроздова В.М. Исследование химического состава снега-вокруг г.Ленинграда // Труды ГГО. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - Вып. 352.-С. 208-212.

6. Атлас Ленинградской области. М. :ГУГК при СМ СССР, 1967. - 82 с.

7. Бабаянц Р.А. Загрязнение городского воздуха. М.: Изд-во АМН СССР, 1948.-94 с.

8. Баженова В.А., Булдаков Л.А., Василенко И.Я. и др. Вредные химические вещества: Радиоактивные вещества. Л., Химия. 1990. — 464 с.

9. Бандман А.Л., Волкова Н.В., Грехова Т.Д. и др. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп. Л., 1989. - 592 с.

10. Барабошкина Т.А., Самаев С.Б. Дискуссионные вопросы, эколого-геохимической оценки состояния приповерхностных горизонтов литосферы // Ломоносовские чтения: Мат. конф. М., 2004.

11. Барбье М. Введение в химическую экологию. М.: Мир, 1978. - 229 с.

12. Батоян В.В. Решение задач геохимии ландшафтов и почвоведения с применением математических методов. М.: Изд-во МГУ, 1983. - 121 с.

13. Белонин М.Д., Голубева В.А., Скублов Г.Т. Факторный анализ в геологии. М.: Недра, 1982. - 269с.

14. Беус А.А. Геохимия литосферы. -М.: Недра, 1981. 335 с.

15. Беус А.А., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. -М.: Недра, 1976.

16. Бондарев Л.Г. Микроэлементы — благо и зло / Л. Г. Бондарев. М.: Знание, 1984.-144 с.

17. Бордон С.В. Формирование геохимических аномалий в снежном покрове урбанизированных территорий // В ж. «Л1тасфера». №5. - 1996 - С. 172177.

18. Василенко В.Н., Назаров И.Н., Фридман Ш.Б. Мониторинг загрязнения снежного покрова. — Л.: Гидрометеоиздат, 1985. — 182 с.

19. Виленский В.Д. Сферические микрочастицы в ледниковом покрове Антарктиды//Метеоритика.-М.: Наука, 1972. —Вып. 31. —С. 57-61.

20. Виленский В.Д., Миклишанский А.З. Химический состав снежного покрова Восточной Антарктиды // Геохимия. — 1979 № 11. - С. 16831689.

21. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. — 1962. — №7. -С. 565-571.

22. Воронков П.П. О гидрохимическом изучении атмосферных осадков // Сборник работ по гидрологии. Д.: Гидрометеоиздат. — 1968. - №8. — С. 67-81.

23. Вредные химические вещества. Неорганические соединения I-IV групп: Справ, изд./ Под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия", 1988.

24. Вредные химические вещества. Неорганические соединения V-VIII групп: Справ, изд./ Под ред. В.А. Филова и др. — Л.: "Химия",1989.

25. Временные методические рекомендации по использованию спутниковой информации. Оценка загрязнения снежного покрова вблизи промышленных центров. Л.: Гидрометеоиздат. 1984. - 46 с.

26. Вронский В.А. Экология: Словарь-справочник. — Ростов на/Д.: Феникс, 1997.-576 с.

27. Гавриленко В.В. Экологическая минералогия и геохимия месторождений полезных ископаемых. СПб.: СПбГГИ (ТУ), 1993. - 150с.

28. Герман М.А. Космические методы исследования в метеорологии. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.-351 с.

29. Гигиенические нормативы «Ориентировочно-допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве». ГН 2.1.7.2042-06. М., 2006.

30. Гигиенические нормативы «Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и-культурно-бытового назначения». ГН 2.1.5.1315-03. -М., 2003.

31. Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. МУ 2.1.7.730-99.

32. Гильдин С.М. Эволюция береговой зоны восточной части Финского залива в голоцене. — Автореф. . канд. геогр. наук. — СПб., 2007. 20 с.

33. Гильдин С.М., Петров A.M., Кочубей О.В. Оценка поступления «тяжелых металлов в водоемы при геохимическом анализе снежного покрова // Герценовские чтения: сб. научн. тр. СПб., 2006. - С. 103-110.

34. Гиренко А.Х. Некоторые закономерности в химии вод атмосферы // Гидрохимические материалы. Т. 28. - 1959. - С. 101-114.

35. Глазовский Н.Ф., Злобина А.И., Учватов В.П. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна // Региональный экологический мониторинг. М.: Наука, 1983. - С. 67-86.

36. ГОСТ 17.1.5.05-85. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков.

37. ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.

38. ГОСТ 30772-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Термины и определения/

39. Делеур М.С. Космические методы изучения снежного покрова Земли. JL: Гидрометеоиздат, 1980. - 77 с.

40. Дмитриев Е.А. Математическая статистика в почвоведении: Учебник. — М.: Изд-во МГУ, 1995. 320 с.

41. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. — М.: Мысль, 1983.-272 с.

42. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. — М.: Изд-во «Академия», 2003.-403 с.

43. Зарина JI.M., Воронцова А.В., Тимиргалеев А.И. Мониторинг поведения тяжелых металлов в снежном покрове урбанизированных территорий // Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация: Мат. международн. конф. СПб., 2007. - С. 90-94.

44. Зверев В.П. Роль атмосферных осадков в круговороте химических элементов между атмосферой и литосферой // Докл. АН СССР. 1968. - Т. 181.-№3.-С. 716-719.

45. Зверев В.П. Химический состав атмосферных осадков Черноморского побережья Кавказа // ДАН СССР. Т: 142. - № 5. - 1962.5Г. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. Кн. 1-6. — М.: Недра, 1994.-304с.

46. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984.

47. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных меторождений / С.В.Григорян, А.П. Соловов, М.Ф. Кузин. -М.: Недра., 1983. 191 с.

48. Исидоров В.А. Введение в курс химической экотоксикологии. СПб.: СПбГУ., 1997.-88с.

49. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях / Пер. с англ. М.: Мир, 1989. - 439 с.

50. Каждая А.Б., Гуськов О.И. Математические методы в геологии. — М.: Недра, 1990.-251с.

51. Каждан А.Б., Гуськов О.И. Математические методы в геологии. М.: Недра, 1990.-251с.

52. Кильстрем Я.Э. Токсикология — экологическое воздействие загрязняющих веществ на жизнь. Урок 6. Балтийское море и его окружающая среда / Пер.

53. B.В. Голосова. СПб.: Гидрометеоиздат, 1997. - 30с.

54. Клинская Е.О. Оценка состояния окружающей среды г.Биробиджана по содержанию свинца, цинка, никеля и кадмия в почве, снеге и одуванчике лекарственном (Taraxacum officinale) Автореф. дисс. . канд. биол. н. -Биробиджан, 2005. - 20 с.

55. Ковальский В.В. Геохимическая среда и жизнь. М., 1982. — 78 с.

56. Ковда В.А., Керженцев А.С. Изучение миграции и трансформации загрязняющих веществ // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной среды. JL: Гидрометеоиздат, 1980. - С. 252-256.

57. Кондратьев К.Я., Козодеров В.В., Федченко П.П. Аэрокосмические исследования почв и растительности. — JL: Гидрометеоиздат, 1986. 231 с.

58. Константинов А.В., Никонов М.В. Мониторинг загрязнения снежного покрова в условиях длительного техногенеза (на примере ОАО «Акрон») // Учён. зап. Института С.Х. и ПР НовГУ. 2006. - Т. 14, в. 2.

59. Линевич H.JL, Томилина О.В., Яхнин Э.Я. Мезоклиматическая индикация зон аэротехногенного загрязнения // Ж. «Известия РГО». — 2000. №2. —1. C.25-40.

60. Линевич Н.Л., Яхнин Э.Я. Мезоклиматический потенциал седиментации атмосферных примесей // Экологическая безопасность% Научно-информационный бюллетень. СПб.: НИЦ ЭБ РАН. - 2007. - №3-4 (19-20).-С. 4-15.

61. Лукаревская Т.В. Растения в условиях города // Биология. №8. - 2007.

62. Макаров В.Н., Федосеев Н.Ф., Федосеева В.И. Геохимия снежного покрова Якутии. Якутск: ИММ СО АНСССР, 1990. - 152 с.

63. Марченко А.Г., Смоленский В.В. Геохимия. СПб.: СПбГГИ(ТУ), 2006. -56 с.

64. Марченко А.Г., Смоленский В.В. Геохимия. СПб.: СПбГГИ(ТУ), 2006. -56 с.

65. Матвеев А.А., Башмакова О.И. Химический состав атмосферных осадков некоторых районов СССР // Гидрохимические материалы. — Т. 42. — 1966. -С. 3-16.

66. Матвеева Н.А., Леонов А.В., Грачева М.П.и др. Гигиена и экология человека / Под ред. Н.А. Матвеевой. М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 304 с.

67. Махонько В.П., Малахов С.Г. Вымывание микроэлементов из атмосферы // Атмосферные аэрозоли. -М.: Гидрометеоиздат, 1976. С. 170-178.

68. Махонько Э.П., Первунина Р.И., Вертинская Г.К. и др. О загрязнении почв промышленных районов тяжелыми металлами // Труды ИЭМ. М.: Гидрометеоиздат, 1976. - Вып. 4(56). - С. 109-123.

69. Методика выполнения массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв методом рентгенофлуоресцентного анализа М049-П/04. СПб.: ООО «НПО Спектрон», 2002.

70. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве / Ревич Б.А., Сает Ю.Е., Смирнова Р.С. (Утв. 15 мая 1990 г. № 5174-90) -М.: ИМГРЭ, 1990.

71. Методические рекомендации пор геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами. — М.: ИМГРЭ, 1982. — 111 с.

72. Миклишанский А.З., Яковлев Ю.В., Савельев Б.В. О формах нахождения химических элементов в атмосфере: распределение элементов между парами атмосферной влаги и аэрозолем в приземных слоях атмосферы // Геохимия. 1978.-№1.-С. 3-10.

73. Милютин А.Г., Андросова Н.К., Калинин И.С., Порцевский А.К. Экология: геоэкология, и недропользование: Учебник. М.: Высш.шк., 2007. - 440 с.

74. Мойсеенко А.Е. Современное состояние и перспективы использования средств дистанционного зондирования Земли из космоса в целях изучения природных ресурсов и экологии. Обзор. М.: 1994. — 103 с.

75. Напрасникова Е.В., Макарова А.П. Снежный покров в оценке . экологического состояния городской среды // География и природные ресурсы: научный журнал. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео». — 2006 -ЖЗ.- С. 162-166.

76. Невская губа (Эколого-геологический очерк) / М.А. Спиридонов и др. — СПб., 2004.-182 с.

77. Негробов О.П., Астанин И.К., Стародубцев B.C., Астанина Н.Н. Снежный покров как индикатор состояния атмосферного воздуха в системе социально-гигиенического мониторинга // Ж. «Вестник ВГУ». Сер. Химия, биология, фармация. 2005. - №2. - С. 149-153.

78. Нежиховский Р.А. Река Нева и Невская губа. Д.: Гидрометеоиздат, 1981. -180 с.

79. Нестеров Д.А., Оленбург М.Г., Петров A.M. Мониторинг поведения тяжелых металлов в снежном покрове на территории РГПУ им. А.И.Герцена. «География и смежные науки. LIX Герценовские чтения» (Материалы межвузовской конференции). СПб., 2006. - С. 151-154.

80. Нестеров Е.М., Зарина Л.М., Етко Г.Л. Новые данные по геохимии снежного покрова Санкт-Петербургского региона // Геология, геоэкология, эволюционная география: Коллект. монография. — СПб.: Эпиграф, 2008. С. 23-27.

81. Нестеров Е.М., Зарина Л.М., Пискунова М.А. Мониторинг поведения тяжелых металлов в снежном и почвенном покровах центральной части Санкт-Петербурга // Ж. «Вестник МГОУ». — №1. 2009.

82. Нестеров Е.М., Табуне Э.В., Петров A.M. Геохимия снежного покрова территории РГГТУ им. А.И. Герцена // Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация: Материалы междунар. конф. СПб.: Эпиграф, 2003. - С. 3842.

83. Нестеров Е.М., Табуне Э.В., Петров A.M. Геохимия снежного покрова территории РГГТУ им. А.И.Герцена // Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация: Мат. международн. конф. СПб., 2003. - С. 38-42.

84. Нестеров Е.М., Тимиргалеев А.И., Зарина Л.М. Диагностика городской среды через поведение тяжелых металлов в малых водотоках // Вестник МАНЭБ. Научно-Технический журнал. Т. 13. - №2. - 2008. - С. 225-229.

85. Нецветаева О.Г., Ходжер Т.В., Оболкин В.А., Кобелева Н.А., Голобкова Л.П., Коровякова И.В, Чу баров М.П. Химический состав и кислотность атмосферных осадков в Прибайкалье // Оптика атмосферы и океана. — 2000. Т. 13. -№6-7. - С. 618-621.

86. Никитин А.Т. Тяжелые металлы и их удаление из стоков, почв // Экология, охрана природы, экологическая безопасность. — М.: Изд-во МИНЭПУ, 2000.

87. Николаевский B.C. Некоторые вопросы методологии и методики фонового мониторинга // Опыт и методы экологического мониторинга. Пущино: Изд-во АН СССР, 1978. - С. 53-59.

88. Новиков Г.В., Дудырев А .Я. Санитарная охрана окружающей среды современного города. М., 1978. - 216 с.

89. Оболкин В.А., Кобелева Н.А., Ходжер Т.В., Колмогоров С.Ю. Элементный состав нерастворимых фракций зимних атмосферных выпадений в некоторых районах Южного Прибайкалья // Оптика атмосферы и океана. 2004. - Т.17. - №5-6. - С. 414-417.

90. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1992. - 400 с.

91. Орлов Д.С., Безуглова О.С. Биогеохимия. — Ростов на/Д.: Феникс, 2000. -320 с.

92. Осокин И.М. Химический состав снежного покрова на территории СССР // Изв. АН СССР. Сер1, геогр. 1963. -№3. - С. 25-41.

93. Остромогильский А.Х., Анохин Ю.А., Ветров В.А. и др. Микроэлементы в< атмосфере фоновых районов суши и океана // Обзорная информация. Сер. «Контроль загрязнения!природной среды». — Обнинск, 1981. Вып. 2. - 41 с.

94. Охрана окружающей* среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2006 году / Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., 2007. - 528 с.

95. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2005 году / Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб., 2006. - 492 с.

96. Панова Е.Г., Гавриленко В.В. введение в геохимию осадочных пород. -СПб.: Изд-во СПбГУ, 2007. 36 с.

97. Петров A.M. Оценка влияния деятельности Ленинградской АЭС на состояние окружающей среды: рукопись. 2006. - 84 с.

98. Петров A.M. Содержание тяжелых металлов в снежном покрове территории РГПУ им. А.И.Герцена. «Школа экологической геологии и рационального недропользования» (Пятая межвузовская молодежная научная конференция). СПб., 2004. - С. 268-270.

99. Петров A.M., Зарина Л.М. Тяжелые металлы в почвенном' покрове территории РГПУ им.А.И.Герцена // Материалы III Международнойконференции «Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация». СПб.: «Эпиграф», 2005. - С. 331-333.

100. Питулько В.М. Экологическая экспертиза. — М.: Академия, 2004. 480 с.

101. Положение об организации и осуществлении государственного мониторинга окружающей среды (государственного экологического мониторинга) от 31.03.2003 №177.

102. Природа Ленинградской области и ее охрана / Сост. Т.И. Миронова, Э.И. Слепян. JL: Лениздат, 1983. - 277 с.

103. Прокачёва В.Г., Усачев В.Ф. Северо-Западный федеральный округ России. Загрязненные земли по городским поселениям и районам, в речных и озерных водосборах.- СПб: Изд. «Недра», 2006. 107 с.

104. Прокачёва В.Г., Усачев В.Ф. Снежный покров в сфере влияния города. — Л.: Гидрометеоиздат. 1989. 192 с.

105. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей средьг:в России., М.: Финансы и статистика, 2001. - 672 с.

106. Протасов В.Ф., Молчанов А.В. Экология здоровья и природопользование в России.-М., 1995.

107. Радионов Д.А., Коган Р.И., Горбунова В.А. и др. Справочник по математическим методам в геологии. М.: Недра. 1987.

108. Ревич Б. А., Сает Ю.Е., Смирнова Р.С. Использование метода геохимического картирования в гигиенических исследованиях // Гигиена и санитария. 1981. - №7. - С. 48-50.

109. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды. Словарь-справочник. -М.: «Просвещение», 1992. 319 с.

110. Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. М.: «Мысль», 1990:-639 с.

111. Ровинский Ф.Я., Егоров В.И., Пастухов Б.В., Черепанов Ю.В. Фоновое содержание свинца, ртути, мышьяка и кадмия в природных средах (по мировым данным) // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. -Л.: Гидрометеоиздат, 1982.-Вып. 1.-С. 14-35.

112. Ро диви лова О.В., Разинова Е.Ю., Костров В.В. Уровень антропогенного загрязнения снежного покрова г. Иванова // В ж. «Инженерная экология». -2000.-№5.-С. 53-59.

113. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. РД 52.04.186-89 (действует с 01.07.1991). -М.: Госкомгидромет, 1991. 600 с.

114. Савенко B.C. Химические процессы на границе раздела между гидросферой и атмосферой // В кн.: Химия морей и океанов. — М.: Наука, 1995.-С. 46-60.

115. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей,среды. — М.: Недра, 1990.-335 с.

116. Сборник санитарно-гигиенических нормативов и методов контроля вредных веществ в объектах окружающей среды. — М.,1991.

117. Свод правил по инженерным изысканиям для строительства СП 11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства».

118. Седунов Ю.С. и др. Основные направления развития и использования оперативных космических систем наблюдения для гидрометеорологического обеспечения и мониторинга окружающей среды // Метеорология и гидрология. 1995. - №4. - С. 7-21.

119. Сергеев А.П. Распределение загрязнения снегового покрова. Автореф. дисс. . канд. физ.-мат. н. - Екатеринбург, 2005. - 20 с.

120. Синяков С.А. Атмосферное загрязнение Ладожского и Онежского озер соединениями тяжелых металлов // Автореф. . канд.геогр.наук. СПб., 1988.-20 с.

121. Скляров Е.В., Гладкочуб Д.П., Донская Т.В. и др. Интерпретация геохимических данных. — М., 2001. 288 с.

122. Сколбин А.П., Белоус A.M. Микроэлементы в костной ткани. — М.: Медицина, 1968. 232 с.

123. Смирнов Б.И. Статистические методы выделения ассоциаций химических элементов и минералов. М.: ВИЭМС, 1975. — 62 с.

124. Соколовский Л.Г., Поляков В.А. Химический и изотопный состав снежного покрова и льдов в регионах с разным техногенным загрязнением атмосферы. -М.: ООО «Геоинформцентр», 2002. — 79 с.

125. Соломин В.П., Нестеров Е.М., Зарина Л.М. Влияние урбогенеза на геохимию донных отложений городских водотоков // Геоэкологические проблемы современности: Доклады 2-й Межд.конф. Владимир, 2008. — С.215-218.

126. Состояние окружающей среды Ленинградской, области (Результаты мониторинга за 2005 год) // Администрация Ленинградской области, Комитет по природным ресурсам и охране окружающей среды, 2006.

127. Справочник по элементарной химии / А.Т. Пилипенко и др. / Под ред. А.Т. * Пилипенко. Киев: Наукова думка, 1977. - 541 с.

128. Степановских А.С. Прикладная экология: охрана окружающей среды. -М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2003. 751 с.

129. Тимиргалеев А.И. Геоэкологическая оценка малых водотоков Петербурга в условиях современной антропогенной нагрузки на основе геохимических баз данных и ГИС // Автореф. . канд. геогр. наук. СПб., 2007. - 20 с.

130. Тимиргалеев А.И., Марков В.Е. Геохимические исследования донных отложений реки Мойка // Геология в Школе и ВУЗе: Геология и Цивилизация: Материалы IV Международной конференции. СПб.: Изд-во Эпиграф, 2005. - С. 330-331.

131. Трофимов В.Т. Зилинг Д.Г. Экологическая геология. Учебник. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2002. -415 с.

132. Трушина Т.П. Экологические основы природопользования. Ростов н/Дону: Феникс, 2001.-384 с.

133. Углов В.А. Борьба с пылью, дымом и газами в населенных пунктах. М.-Л., 1934.-154 с.

134. Уотсон Дж. Геология и человек. М.: Недра, 1986. 184 с.

135. Федеральный закон «О гидрометеорологической службе» 19 июля 1998 года№ПЗ-ФЗ.

136. Федеральный Закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 года №52-ФЗ (в ред. Федерального закона от 30.12.2001 №196-ФЗ).

137. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха» от 4 мая 1999 года № 96-ФЗ (с изменениями от 22 августа 2004 г. ФЗ-№122).

138. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2002 №7-ФЗ.

139. Феленберг Г. Загрязнение природной среды: Введение в экологическую химию / Пер. с нем. М.: Мир, 1997. - 232 с.

140. Хвостов И.В. Элементный состав аэрозоля, накапливаемого в снеговом* покрове Алтайского края. Автореф. дисс. . канд. техн. н. - М., 2007. — 20 с.

141. Чефранов И.П. Исследование динамики аэрозольных загрязнений снегового покрова промышленного города (на примере г.Барнаула) — Автореф. дисс. . канд. техн. н. Барнаул, 2006. - 20 с.

142. Шахвердов В.А. Невская губа проблемы изучения и оценки экологической обстановки // Минерал. - №1. - 1998. - С. 56-64.

143. Шахвердов В.А., Кулаков С.В. Некоторые особенности регионального распределения тяжелых металлов в донных отложениях оз. Пясино, р. Пясина и Пясинского залива // Сборник материалов конференции Акватерра. СПб.: ВСЕГЕИ., 2002. - С. 171-172.

144. Шевченко В.П. Влияние аэрозолей на условия среды и морское осадкообразование в Арктике. — М.: Наука, 2003. 20 л.

145. Ширенко JI.А. Влияние закисления на соотношение продукционно-деструкционных процессов в озерах Карельского перешейка // Автореф. . канд.биол.наук. — СПб., 1995. 20 с.

146. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге / Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. СПб.: ФормаТ, 2004. - 784 с.

147. Янин Е.П. Истоки, принципы и основные понятия экологической геохимии // Геохимические исследования городских англомераций. — М.: ИМГРЭ. 1998.-С. 13-40.

148. Ярошевский А.А. Применение математики в геохимии: некоторые типы задач и методы решения // СОЖ. Науки о Земле. №7. - 1996. - С. 67-73.

149. Ярошевский А.А. Применение математики в геохимии: некоторые типы задач и методы решения // СОЖ. Науки о Земле. — №7. 1996. - С. 67-73.

150. Яхнин Э.Я., Томилина О.В., Деларов Д.А. Атмосферные выпадения тяжелых металлов и их влияние на экологическое состояние почв // Ж. «Экологическая химия». 1997. - №6. - С.253-259.

151. Яхнин Э.Я., Томилина О.В., Тимонина Е.А., Бетхатова М.К., Тимонин А.А. Методические вопросы интерпретации результатов мониторинга загрязнения снежного покрова (на примере Северо-Западного региона) // Ж. «Экологическая химия». 1997. - №6. - С. 12-19.

152. Яхнин Э.Я., Томилина О.В., Тимонина Е.А., Бетхатова М.К., Тимонин А.А. Атмосферные выпадения в провинции Кюми (Финляндия) и на Карельском перешейке (по данным о загрязнении снежного покрова) // Ж. «Экологическая химия». 1998. - №3. - С. 174-190.

153. Candelone J.-P., Jafferezo J.-L., Hong S., Davidson C.I., Boutron C.F. Seasonal variations in present day Greenland snow // Science of the Total Environment. — Vol.193. -№2. 1996. — P. 101-110.

154. Doring Т., Schwikowski M., Gaggeler H.W. Determination of lead concentrations and isotope ratios in resent snow samples from high alpine sites with a double focusing ISP-MS // Fresenius J. of Analitical Chemistry. -Vol.359. -№4-5. 1997. - P. 289-293.

155. Gregurek D., Reimann C., Strumpfl E.F. Trace elements and precious metals in snow samples from the immediate vicinity of nickel processing plants, Kola Peninsula, northwest Russia // Environmental'Pollution. Vol. 102. - №2-3. -1998.-P. 221-232.

156. Mucha H.J. Anwendurg der Zuordnungsanalyse und der Hauptkjmponentenanalyse in der Geologie. 1990. Pp. 36-60.

157. Scott B.C. Suifate washout rations in winter storms // J. «Appl.Meteorol.» -1981.-Vol.20.-P. 619-625.

158. Лапо А.В., Баранова С.Г., Быков А.А. и др. Усовершенствовать и внедрить методику оценки загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами (на примере ряда районов Прибалтийского бассейна). Фонды ВСЕГЕИ. — СПб., 1989.-226с. {

159. Яхнин Э.Я. Отчет о геолого-экологических работах на территории Ленинградской области, Кн. 1. П. Г. ГГП Севзапгеология. СПб.', 1994.

Информация о работе

Зарина, Лариса Михайловна
кандидата географических наук
Санкт-Петербург, 2009
ВАК 25.00.36

Диссертация

Геоэкологические особенности распределения тяжелых металлов в снежном покрове Санкт-Петербургского региона - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы