Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Магнитная восприимчивость урбанизированных почв

ВАК РФ 03.00.27, Почвоведение

Автореферат диссертации по теме "Магнитная восприимчивость урбанизированных почв"

На правах рукописи

ГЛАДЫШЕВА Мария Александровна

МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ПОЧВ (на примере г Москвы)

Специальность 03 00 27 - почвоведение 03 00 16 - экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических

□03066844

Москва-2007

003066844

Работа выполнена на кафедре географии почв факультета почвоведения Московского государственного университета им. М В Ломоносова

Научные руководители:

доктор биологических наук, профессор М Н Строганова доктор биологических наук А В Иванов

Официальные оппоненты:

Доктор сельскохозяйственных наук Ю Н Водянидкий Кандидат биологических наук Е Г Моргун

Ведущая организация:

Ярославский государственный технический университет

Защита состоится у> ¡О^-пЛ^иЯ- 2007 г в /часов зо мин в ауд М-2 на заседании диссертационного совета К 501.001,04 при МГУ им М В Ломоносова

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке факультета почвоведения МГУ им М В.Ломоносова

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба присылать по адресу 119991, ГСП-1, Москва, Ленинские горы, МГУ им М В Ломоносова, факультет почвоведения, Ученый Совет Факс (495)939-36-84

Автореферат разослан « » _2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета Л Г Богатырев

Актуальность темы. Возрастающее внимание общества к современным экологическим проблемам усиливает интерес к разработке новых подходов и методов анализа для оценки состояния окружающей среды Расширяется и изменяется набор измеряемых характеристик загрязнения, увеличивается плотность анализов на единицу площади исследуемого объекта Типичным примером являются городские почвы, для которых высокая неоднородность почвенного покрова территории вызывает проблемы представительности результатов измерений Они преодолеваются либо процедурами усреднения образцов, либо увеличением количества образцов, что, в свою очередь, вызывает резкий рост затрат на проведение обследования

Выход из создавшейся ситуации может быть найден в использовании экспрессных методов исследования и оптимизации отбора образцов почв для последующих анализов В качестве одного из экспериментальных методов при предварительном обследовании территории могут быть применены магнитные измерения, а в качестве теоретической основы использованы представления о генезисе и свойствах магнитных соединений железа в почвах Индустриальная деятельность приводит к поступлению в окружающую среду разнообразных минеральных отходов, содержащих, в том числе, и сильномагнитные соединения железа Они поступают в почву через поверхность, имеют широкий разброс размеров частиц, специфические морфологические особенности и с течением времени их вклад возрастает Твердые атмосферные осадки техногенного происхождения дают один из существенных вкладов в магнитные свойства почв

Наиболее важными магнитными характеристиками почв являются магнитная восприимчивость, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила и некоторые другие Из них доступна для измерения относительно простыми приборами в полевых условиях магнитная восприимчивость (МВ)

Во второй половине XX века были проведены работы по изучению МВ природных почв, не подвергавшихся антропогенному влиянию, сельскохозяйственных почв, в последние годы, в основном за рубежом, стали проводиться исследования почв промышленных и индустриальных ландшафтов Работы по изучению МВ городских почв в России только начинают появляться Трудностью в работе стало отсутствие разработанных методик исследования МВ в городе

Цель работы Выявить особенности МВ почв урбанизированных территорий (на примере г Москвы)

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи 1 Разработать методы изучения МВ с учетом специфики почв города

2 Изучить профильное распределение и выявить зависимость между значениями MB и некоторыми химическими свойствами почв

3 Изучить специфику сильномагнитных частиц антропогенного происхождения

4 Изучить особенности статистического распределения и пространственную закономерность распространения значений MB

5 Оценить возможность использования разрабатываемого метода для оценки техногенного загрязнения почв урбанизированных территорий

Научно-методическая новизна исследований

Впервые в России проведено детальное комплексное исследование MB городских почв - как поверхностных горизонтов, так и всего профиля почв, с учетом специфики формирования урбанизированных почв

Разработана система методов сбора и обработки материала, заключающаяся в постепенном укрупнении масштаба исследования территории и последующей оригинальной обработке полученного массива данных, и учитывающая особенности статистического распределения MB почв городских территорий и пространственного расположения источников поступления загрязняющего материала

Впервые предложен метод определения техногенного (ТГ) воздействия на поверхность почв города и его варьирования (контрастности), основанный на магнитных измерениях и естественных статистических закономерностях распределения значений MB Практическая значимость

Разработаны детальные методики исследования MB урбанизированных почв городских территорий

Измерения величин MB могут использоваться как экспресс-метод изучения урбанизированных территорий для выявления ареалов техногенно-загрязненных почв

На основе данных о ТГ контрастности почвенного ареала можно оценивать степень детальности предстоящего исследования почв Чем более контрастный ареал, тем более детально необходимо изучать его

Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на VII Всероссийской конференции Докучаевские молодежные чтения "Человек и почва в XXI веке" (Санкт-Петербург, 2004), Международной научной конференции «Современные •проблемы загрязнения почв» (Москва, 2004), на международной конференции Eurosoil 2004 (Freiburg, Germany, 2004), 18-м мировом конгрессе почвоведов (Philadelphia, USA, 2006), II Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» (Москва, 2007), 4-й международной конференции SUITMA (Nanjmg, China, 2007) Публикации По теме диссертации опубликована 1 статья, 6 тезисов

Структура и объем работы Диссертационная работа изложена на /^страницах, включает !/ таблиц, ^^рисунков и ^^фотографий, состоит из введения, 3 глав, выводов,

.-3

списка литературы, включающегося" раоот отечественных и иностранных авторов, и~ приложений

Благодарности. Автор выражает свою признательность проф М Н Строгановой и д б н AB Иванову за постановку задачи, многочисленные обсуждения и постоянное внимание к работе Особенно хочется поблагодарить начальника отдела экологической геохимии ИМГРЭ к г н С Б Самаева и сотрудников Н Н Елизарову, О А Варава и К В Варава за неоценимую помощь, оказанную при сборе данных, а также любезно предоставленные описания почвенных разрезов и результатов анализов по содержанию тяжелых металлов ТМ Автор благодарен сотрудникам кафедры географии почв И А Мартыненко, к б н Т В Прокофьеву и Д В Добрынину, оказывавших помощь в проведении исследований и высказывавшим ценные замечания и советы при написании работы

Современное состояние проблемы изучения магнитной восприимчивости почв Первая работа по исследованию магнитных свойств почв появились за рубежом в 1955 г (Le Bornge) Но уже в 1958 г Васильев и Семенов (цит по Бабанину, 1972) измерили MB почв Забайкалья Были изучены магнитные свойства плейстоценовых погребенных почв Молдавии и Приобья (Вирина), изучена магнитная восприимчивость почв Удмуртии (Румянцева, Лукшин, Ковриго) В начале 70-х Вадюнина и Бабанин (1972) провели работу по систематизации MB основных почвенных типов СССР Водяницким (1979) был предложен опыт составления картограммы MB Позднее, Алексеев, Моргун и др (1988) исследовали MB в почвах геохимически сопряженных ландшафтов с целью выявления закономерностей ее изменения

В 1995 году вышла монография коллектива авторов (Бабанин и др , 1995), в которой подведены итоги изученности магнитных свойств естественных почв, а также дано теоретическое и экспериментальное обоснование магнетизма почв

За последние годы стало появляться много работ по изучению MB почв, рассматриваемых в прикладном аспекте, опубликованы сведения по магнитным свойствам почв, используемых в сельскохозяйственном производстве (Панкратова, 1994, Обыденова, 2005) и в последние годы, в основном за рубежом (Kapicka, Petrovsky, Hrabak, 2000, Macchiato, Ragosta, Hilter, 2000, Petrovsky E, Jordanova, 2000, Lecoanet, Leveque Ambrosi, 2001, Caggiano, D'emilio, 2003, Fialova, 2006, Hoffman, Knab, Appel, 2006, Magiera, Strzyszcz, 2007, Водяницкий, 2003, Геннадиев, 2006,) стали проводиться исследования почв

промышленных и индустриальных ландшафтов Подробные картографические работы по изучению МВ городских почв в России практически отсутствуют

Объекты и методы исследования

Объектом исследования являлись почвы территории г Москвы МВ почв города изучалась в зависимости от типа функциональной зоны города (жилая застройка, промышленная зона, природный комплекс, в том числе лесопарки Тушинский, Лефортовский, Покровское-Стрешнево и ботанические сады МГУ им Ломоносова на пр Мира и на Воробьевых горах), от характера автотранспортной сети и от возраста использования территории Полевые работы проводились в 2002-2006 гг Всего было заложено около 100 почвенных разрезов Фоновые значения почв вне зоны влияния мегаполиса составляют до (0,15-0,3) 10"3 СИ

Для изучения закономерностей распределения значений МВ были использованы три метода

а) Площадным методом изучали влияние факторов почвообразования на магнитные свойства почв при относительно однородном воздействии аэрозольного техногенного фактора Измеряли значения объемной (аг) МВ поверхностных горизонтов почв двух ботанических садов г Москвы в филиале Ботанического сада МГУ на Проспекте Мира и в Ботаническом саду МГУ им М В Ломоносова на Воробьевых горах Территория садов была разделена на отдельные ареалы На каждом участке выделено несколько пробных участков площадью 1 м2 Всего - 90 участков, получено около 1000 значений МВ Для каждого участка рассчитывали среднее арифметическое значение и дисперсию В каждом ботаническом саду заложено 5 почвенных разрезов и произведены измерения МВ по профилю почв

б) Метод трансекты (параллельно и перпендикулярно автотрассе) использовался для изучения воздействия автотранспорта на МВ участков почв в районе шоссе Энтузиастов, на Октябрьском проспекте, Ленинском проспекте, Ленинградском шоссе, Дубининской улице Измерения проводились от бордюра дороги до 100-150 м от полотна дороги Также проводились измерения МВ вдоль автотрассы (Ломоносовский проспект)

в) Маршрутный метод использовался для изучения МВ почвенного покрова города в целом Для этого территория была разделена сеткой с шагом 1,7 км В каждом узле (точка пересечения) выделяли от одного до пяти "однородных" участков почвенной поверхности размером 1 м2, на которых проводили серию измерений в разных точках участка Таким образом, было охарактеризовано 160 узлов, 395 участков, получено около 8000 значений МВ

Для изучения химических свойств и MB почв использовались следующие методы.

Содержание Сорг определялось по методу И В Тюрина с фотометрическим определением концентрации углерода, рН определялся только в водной суспензии (1 2,5), так как почвы насыщены основаниями и имеют нейтральную реакцию, определяли содержание оксалаторастворимого железа по методу Тамма, а содержание несиликатного по методу Мера-Джексона, определяли ТМ в IN HNO3 вытяжке почв на атомно-абсорбционном спектрофотометре HITACHI 180-80

Из каждого горизонта описанных разрезов были отобраны образцы, и в лабораторных условиях была измерена удельная MB каппаметром (модель КТ-5) Удельную магнитную восприимчивость (х) образцов рассчитывали с использованием эталона (соль Мора, Хэ=32,5 10"6 СГСМ) по формуле Хо=Хэ (ко/к,э) (шэ/mo), где к0 и кэ - показания КТ-5 (значения MB образца и эталона), а то, тэ - массы для образца и эталона в бюксе с фиксированным объемом соответственно

Для изучения устойчивости сильномагнитных частиц был поставлен модельный опыт Для проведения модельного опыта 12 отобранных образцов объемом 100 см3 засыпали каждый в три стаканчика Затем делали измерения MB каждого образца После чего первую партию заливали дистиллированной водой, вторую - раствором сахара концентрацией 0,5 г/л, а третью заливали раствором сахара концентрацией 1 г/л Сахар добавляли для стимулирования микробиологической активности После этого все тщательно перемешивали Затем в течение 2-х недель каждый день измеряли значения MB, Eh и рН После измерений раствор сливали и меняли раствор на новый и вновь перемешивали По истечении двух недель измерения стали проводить раз в неделю Опыт проводили на протяжении 4 месяцев

Для выделения магнитной фракции почв применялась следующая методика Образцы почвы разводили в воде и выделяли фракцию при помощи магнита, помещенного в полиэтиленовый чехол Магнитную фракцию выделяли как из исходных образцов, так и из образцов, взятых после проведения модельного опыта Также изучали микроморфологию частиц из городской уличной пыли, магнитных минералов

Были использованы картографические методы с помощью программ Surfer, Maplnfo 7,0, Arc View 3,0 Все полученные данные были обработаны статистически программами Excel и Statistica

Также были использованы морфологические описания почвенных разрезов (частично при личном участии) и результаты анализов ТМ (подвижные формы определялись в вытяжке

ацетатно-аммонийного буфера), любезно предоставленные сотрудниками ИМГРЭ отдела экологической геохимии

Результаты и их обсуждение 1. Профильное распределение значений магнитной восприимчивости почв города Москвы

Как показали Ье Вопще (1955), Кетапе^ег (1961) общей закономерностью распределения значений МВ природных автоморфных почв является повышенное значение в поверхностном гумусовом горизонте и уменьшение к нижележащим горизонтам и почвообразующим породам Бабанин в 1972 г предложил использовать коэффициент К -отношение значений МВ верхнего горизонта к нижнему В природной дерново-подзолистой почве данный коэффициент составтгает 1,5-2,0

В изученных нами почвах величина МВ верхнего горизонта почв варьирует от 0,11 10"3 СИ (ненарушенные почвы) до 3,72 10"3 СИ (технозем)

Профильные распределение удельной МВ в ненарушенных почвах и урбо-почвах города, в целом, можно отнести к поверхностно-аккумулятивным с элементами элювиально-иллювиального типам (рис 1а,б) Коэффициент К по Бабанину достигает значений 6,5-7,0, что свидетельствует о привнесенном техногенном материале и может рассматриваться как допочнительный признак свойств городских почв

В урбаноземах и техноземах, развитых на техногенных грунтах, наблюдается неравномерное скачкообразное распределение МВ (рис 1 в,г), что обусловлено свойствами привнесенного техногенного материала и насыпных грунтов Значения МВ погребенных естественных горизонтов значительно ниже вышележащих техногенных горизонтов Коэффициент К по Бабанину для изученных почв достигает 16

Необходимо отметить важность измерения максимальных значений МВ в ряду урбаногенной измененности, так как это указывает на степень интенсивности техногенного воздействия в различных почвах Наблюдается увеличение максимальных значений МВ в профиле от ненарушенных почв, в которых МВтах составляет 0,35-0,60 10"3 СИ, в урбопочвах это значение составляет 1,24 10"3 СИ, в урбаноземах - 2,06 10"3 СИ и до техноземов на грунтах, в которых МВтах — 7,30-7,93 10"3 СИ

Дерново-подзолистая легко суглинистая мв 10 з си

0,2 9,4 0,6 0,8

Урбо-аллювиальная перегнойно-глеевая легкосуглинистая

МВ'Ю Зси

0 05 1 15

Урбанозем мощный легкосредне су глинистый

I 1в •

1

Те хно зе м маломощный, подстилаемый скальпированной

дерново-подзолистои почвой ^

МВ 10 «СИ • 1,5 1 1,8

а '

5 «

В Г

Рис 1 Профильное распределение значений магнитной восприимчивости (10 3 СИ)

Таким образом, распределение значений МВ урбопочв в целом под влиянием урбогенеза с нарушениями поверхностного слоя менее 40-50 см по профилю сходно с распределением в природных почвах, но возрастание величины МВ наблюдается в урбиковых горизонтах, что может рассматриваться как дополнительный диагностический признак городских почв В урбаноземах и техноземах значения МВ сильно варьируют по слоям в зависимости от свойств привнесенного техногенного материала и насыпных грунтов

2. Экспериментальные исследования магнитной восприимчивости (модельный

опыт)

Для изучения устойчивости сильномагнитных частиц в присутствии органического вещества на магнитные свойства был поставлен модельный опыт, который показал следующее

В изменении значений МВ можно выделить три этапа 1) быстрое уменьшение значений в течение первых двух недель во всех растворах с различными концентрациями сахара, 2) затем идет медленный рост значений МВ После этого 3) в образцах, залитых дистиллированной водой, значение МВ установилось примерно на одном уровне, а в образцах, залитых растворами сахара, значения понижаются, причем в более концентрированном растворе наблюдается более сильное понижение значений

Полученные результаты можно объяснить исходя из предположения, что в изучаемых образцах присутствуют два вида ферромагнетиков, отличающихся размером частиц легкорастворимые и слаборастворимые

На первом этапе (первые две недели) растворялись легкорастворимые высокодисперсные частицы По спаду значений МВ можно оценить вклад этих частиц - он составляет в среднем около 10%, но не более 20%

По нашему предположению, параллельно с процессом растворения шел процесс выделения более крупных частиц

На втором этапе началась ускоренная седиментация отмытых более тяжелых частиц, и значения МВ начали возрастать

На третьем этапе, примерно во второй половине опыта (через шесть недель), началось медленное разрушение уже крупнодисперсных частиц, причем оно происходило только в растворах сахара, в дистиллированной воде значения % практически не менялись

Таким образом, результаты модельного опыта показывают, что в изучаемых образцах присутствуют два вида ферромагнетиков легкорастворимые высокодисперсные и слаборастворимые крупные частицы, являющиеся сильными магнетиками

На основе модельного опыта также можно предположить, что в гидроморфных почвах при соответствующих условиях происходит разрушение магнитных частиц

Из образцов, подвергшихся влиянию модельного опыта, были выделены сильномагнитные фракции

3. Микиостроение магнитной фракции

При рассмотрении под бинокуляром магнитных фракций, выделенных из изученных почв, образцов, полученных после модельного опыта и атмосферной пыли, отобранной на фермах спортзала, наблюдается большое количество серых шариков с металлическим блеском

х220 хШ хЗООЙ

Рис. 2. Микрофотографии частиц магнитной фракции из исходных почв

Съемка с помощью растрового электронного микроскопа также показывает, что

морфологической особенностью образцов из почв (рис. 2, 3) и атмосферной мыли (рис. 4)

является наличие высокою содержания сферических частиц. Меньшая часть представлена

шлакообразныии частицами, и лишь иногда встречаются остроугольные осколки. Для

сравнения была изучена микроморфология магнитных минералов, выделенных из песчаных

отложений, отобранных к районе 11оти (рис.5)

оощий вид. коррозия на поверхности.

\320 х2600

Микрофотографии чилиц магнитной фракция из ночи после модельного опыта

х2000

Рис. 4. (¡Микрофотографии частиц магнитной фракции из атмосферной пыли города

¡1200

Рис. 3,

Рис. з. Микрофотографии частиц магнитных минералов песчаных отложений Для большинства сферических частиц характерна стеклообразная зализанная поверхность. На некоторых образцах различима слабодифференцированная структура, иногда под которой можно различить более крупные структурные отдельности в форме пластин, имеющих гексагональную форму л, вероятно, представляющих гематитовые пластины.

Полученные фотографии соответствуют представлениям о форме антропогенного магнетита. По мнению Бабанина с соавторами (1995 г.), общим для почвенных сферических магнитных частиц является то. что все они поступают из атмосферы, а сама сферичность является следствием высокотем пературного происхождения. Большое количество аналогичных сферических железосодержащих силикатных сферул содержится и пылевой фракции шлаковых отходов при сжигании угольного материала (Sokol К. V. ci al , 2000),

-t. Магнитим воепдиимчивость и химические свойства ночи 4.1. Содержание органического вещества и гумуса. В ненарушенных и урбо-почвах максимальное содержанке гумуса (до 6,94-10,60%) соответствует верхним горизонтам при резком уменьшении значений вниз по профилю (ДО 0,05-0.36% в горизонтах С, Ci) В урбаноземзх и тех позе мах наибольшее содержание гумуса может наблюдаться как в верхних (содержание Сорт до 7,04-27,15% в горизонтах Ad, A(Ítg), так и нижележащих горизонтах (Сор, 2,84-4,56 % в горизонтах U, ТО), минимальные значения наблюдаются в естественных горизонтах нижней части профиля почв При сравнении величин МИ с содержанием гумуса по профилю было установлено, что коэффициент корреляции (г) для каждого профиля принимал Значения от -0.99 до 0,99. Коэффициент корреляции по Сппрмену (г) между всеми значениями содержания гумуса значениями MB составил 0,26 (ори п=285) Тем не менее, Водяницкин (1979) выявил, что в природной дерново-подзолистой супесчаной почве прямая зависимость сохраняется только в диапазоне содержания гумуса от I до 2% При дальнейшем увеличении количества гумуса в почве возрастания величины х не наблюдается. В нашем случае, даже при малых величинах гумуса четкой зависимости не наблюдается, что также можСТ являться отличительной чертой почв города,

При изучении поверхностных горизонтов выявлено, что в ряду от ненарушенных почв до техноземов не наблюдается четкой тенденции распределения содержания Сорг В среднем содержание варьирует в пределах 1,8-4,0%, исключением являются техноземы, в которых содержание достигает 15-27%, что, по-видимому, связано с привносом органогенного материала Коэффициент корреляции содержания органического углерода со значениями МВ составил 0,16 при п=65

4.2. Реакция среды В ненарушенных дерново-подзолистых почвах реакция среды изменяется от кислой до нейтральной (рНВОДн от 4,8 до 6,8) В урбо-почвах реакция смещается в нейтральные значения Урбаноземы, техиопочвы и техноземы характеризуются слабощелочной реакциейя среды, причем наблюдается как уменьшение значений вниз по профилю, так и резкое увеличение до 7,8 По-видимомгу, это объясняется свойствами привнесенного техногенного материала При сопоставлении значений МВ с величинами рНводн в пределах профилей почв была выявлена аналогичная ситуация, при которой значения коэффициента корреляции составляли от -0,99 до + 0,93 Для всех значений рНВ0Д„ коэффициент г составил 0,31 (п=289) В научной литературе существует двоякое мнение на данный счет Водяницкий (1979) считает, что связь существует, объясняя это тем, что магнетит стабильнее в нейтральной и щелочной среде, чем в кислой МиШпв (1977) считает, что корреляция отсутствует, что подтверждается и нашими данными Коэффициент корреляции между значениями МВ и рНВОДн поверхностных горизонтов изученных почв составил 0,13 (п=65)

4.3. Содержание железа Для поверхностных горизонтов значения содержания железа, определяемого по методу Тамма, составили 0,08-0,77% Для несиликатного Бе, определяемого по Меру-Джексону значения достигали 0,66-1,42%

Значения содержания оксалато-растворимого железа, уменьшаются вниз по профилю от 0,77 до 0,37%, исключение составляют урбиковые горизонты (до 0,72%) Аналогичная ситуация имеет место и в отношении содержания несиликатного Ре (уменьшение значений от 1,42% до 0,62%) Сравнение данных по МВ и содержанию оксалато-растворимого железа показал, что между исследуемыми свойствами существует некоторая связь (коэффициент корреляции принимает значимую величину 0,54) При сопоставлении значений МВ и величин, полученных при определении несиликатного железа было выявлено, что коэффициент корреляции принимал значения от 0,23 до 0, 88

4.4. Тяжелые металлы

В ненарушенных почвах содержания подвижных форм (п ф ) тяжелых металлов по профилю не превышают ПДК (значения содержания Си варьируют в пределах 0,4-1,8 мг/кг, - 0,1-14,6 мг/кг, № - 0,1-1,9 мг/кг и РЬ - 0,1-4,2 мг/кг) (рис 6а) В изученных нами почвах

не наблюдается четкой тенденции распределения ТМ по профилю, за исключением Хп, для которого максимальные значения соответствуют верхним горизонтам, а затем наблюдается понижение значений Содержание валовых форм (в ф ) ТМ в основном, не превышает ПДК (ОДК), за исключением единичных случаев

В урбопочвах повышенные значения подвижных и валовых форм ТМ наблюдаются в верхних гумусовых горизонтах Ас1 и Апах и практически не превышают ПДК (ОДК)

В урбаноземах большая часть значений подвижных форм Си, №, РЬ (3,8-98,1 мг/кг, 53,0-383,0 мг/кг, 7,0-77,6 мг/кг) превышает ПДК и соответствуют горизонтам и Содержание подвижных форм № лишь в единичных случаях превышает ПДК (в 2-13 раз), причем это происходит только в верхних горизонтах А и и Содержание валовых форм таких ТМ, как Хп и РЬ превышает ПДК (ОДК) в 1,5-5 раз, 1,5-23 раза в средней части профиля урбаноземов в горизонтах урбик

В техноземах содержание подвижных форм Си, Хп и РЬ превышает ПДК до 2-13, 1,511, 2-30 раз, содержание валовых форм в некоторых случаях превышает ОДК до 10-20,25-30 раз (Хп, РЬ) Максимальные значения соответствуют техногенным горизонтам

Таблица 1

Коэффициенты корреляции между содержанием подвижных форм ТМ и значением

почва медь цинк | свинец

(прос >иль/поверность)

ненарушенные 0,48/0,82 0,45/0,25 0,76/0,37

урбопочвы 0,68/0,60 0,82/0,70 0,58/0,10

урабноземы 0,75/0,90 0,82/0,80 0,71/0,60

техноземы 0,75/0,92 0,82/0,98 0,78/0,82

Прим Значимые коэффициенты выделены жирным шрифтом Анализ коррелятивной связи содержания подвижных форм ТМ и значениями МВ по профилю почв значимые коэффициенты корреляции отмечены только для подвижных форм Хп, Си и РЬ 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 (табл 1) Подобная тенденция наблюдается в этом же ряду и для поверхностных горизонтов (до 0,98)

Ур б о- аллювиальная легк о суглинис т ая

1 2 3

Урбанозем мощный среднесуглинистый на скальпированной дерново-подзолистой почве

О 2 1 6

-ШЧО-'СИ

-СиЧО4 л.ф ткт

-г!!*«"1

П ф МгАГ

-14л ф Я1Йг

-РЬЧО"1 в.ф мгАг

Технозем малом ощньй, подстилаем ьй скагымрованной дерново-подзолистой по>еой

12 3 4

Рис 6 Распределение тяжелых металлов (мг/кг) по профилю почвы и МВ (10"3 СИ) Отсутствие коррелятивной связи между валовым содержанием ТМ и значениями МВ можно объяснить гипотезой, что вклад техногенных соединений в подвижных формах выше, чем в валовых формах (Ладонин, 2007) В изученных нами почвах основной вклад в значения МВ также дают частицы техногенного происхождения

5. Распределение значений магнитной восприимчивости поверхностных горизонтов почв ботанических садов, исследованной площадным методом

Площадным методом исследовали территории Ботанических садов МГУ, размеры которых порядка п (1-100) м

Величины Яср для участков Ботанического сада МГУ на Воробьёвых горах имеют значения от 0,28 до 0,42 10"3 СИ со средним - 0,32 10"3СИ

Расчет средних величин МВ для 90 пробных участков размером 1x1 м в Филиале Ботанического сада МГУ на пр Мира показал, что они находятся в пределах (0,2-1,0) 10"3СИ, с большим средним значением 0,62 103СИ По-видимому, это связано с тем, что территория сада на проспекте Мира находится в центре мегаполиса и имеет длительный 300-летний хозяйственного использования по сравнению с50-летней историей Бот Сада на Воробьевых Горах

Наиболее общие закономерности изменения (вариаций) значений МВ - это значимое уменьшение значений МВ при переходе от повышенных мест к пониженным (1,03—>0,63—>0,46) 10'3 СИ при ДЬ~10-20 см Обращает внимание низкие значения МВ участков под деревьями и кустарниками - 0,24-0,42 10"3 СИ по сравнению с участками, покрытыми травяным покровом, газонами, грядками или участками без растительности - это может быть вызвано вертикальным перемещением слоев почвы (вскопка) и их меньшей плотностью Добавление в почву таких примесей, как опилки и торф, приводит к существенному уменьшению МВ (0,52—>0,09) 10'3 СИ и (0,64—>0,18) 10"3 СИ, а минеральной крошки для формирования насыпных дорожек - к выбросу значений МВ в отдельных измерениях до (1,7-2,4) 10"3 СИ Аналогичная ситуация наблюдалась в природно-историческом парке Тушино, где для формирования тропиночной сети использовался сильномагнитный щебень и гравий, поэтому значения достигали значения до 5 10"3 СИ При изучении почв Петрозаводска значения МВ аналогичных дорожек и тропинок достигали (2730) 10"3 СИ

6 Распределение значений магнитной восприимчивости параллельно и перпендикулярно автотрассам, исследованной методом трансект.

Исследования распределений значений МВ вблизи крупных автотрасс Москвы показали четкую зависимость удаленности точки измерений от дорожного полотна Типичный пример распределения значений МВ поперек в районе Ленинградского проспекта приведен на рис 7 Чем ближе к дороге - тем выше значения МВ (от 0,23 до 1,67), таким образом, автотранспортные артерии являются элементарной магнитной аномалией Следует отметить, что на кривой распределения максимум значений наблюдается не на обочине дороги, а на некотором расстоянии от полотна дороги Величина возрастания зависит от степени интенсивности пользования автотрассы Например, для Ленинградского шоссе значения ®ср падают примерно в 10 раз на расстоянии 20-30 м, а на таком же расстоянии для Дубининской улицы - в 3 раза

Рис 7 Распределение значений магнитной восприимчивости (103 СИ) перпендикулярно Ленинградскому проспекту При исследовании МВ вдоль Ломоносовского проспекта было вьивлено, что

распределение значений зависит от степени удаленности от перекрестков (от 1,55 до 0,44 103

СИ) и интенсивности использования автотрасс, с которыми пересекается исследуемая дорога

(от 0,46 до 1,66 10"3 СИ)

7. Магнитная восприимчивость поверхностных горизонтов почв территории

города Москвы, исследованная маршрутным методом.

Для анализа 8000 данных, полученных маршрутным методом внутри Московской

кольцевой автодороги, были использованы статистические методы

7.1. Статистические методы анализа закономерностей распределения значений

магнитной восприимчивости поверхностного горизонта почв Москвы.

Для определения характера загрязненности городских почв важным являются

представления о статистических закономерностях результатов измерения Полученные нами

данные позволили изучить статистические особенности распределения значений МВ на

территории города

Известно, что распределение химических элементов с высокими кларками обычно подчиняется нормальному закону, а рассеянных - логнормальному (Добровольский В В, 2000) Это обусловлено принципиальным различием распространенных и рассеянных элементов - способностью низкокларковых элементов к высокой концентрации Максимальная степень концентрации главных элементов составляет 10-20 раз по отношению к кларку, а для рассеянных элементов - в сотни и тысячи раз больше Например, в рудах промышленных месторождений степень концентрации свинца, никеля, олова и хрома составляет 1000 п (Перельман А И, 1989) Заметим, что логарифмически нормальным

распределением с хорошим приближением описывается большое количество явлений, тесно связанных с возвратом продуктов производства в окружающую среду - например, размер частиц при дроблении какого-либо материала, процесс износа промышленных изделий (Добровольский В В, 2000)

Статистическая обработка массива полученных значений МВ показывает (рис 8), что распределение ге поверхностного слоя почв также с хорошим приближением описываются логнормальной функцией распределения То есть, сильномагнитное минеральное вещество в исследуемых почвах проявляет себя аналогично поведению рассеянных элементов, в то время как основной элемент, ответственный за их магнитные свойства - железо, относится к геохимически распространенному

да.ЗГ^СЙ

Рис 8 Распределение значений МВ поверхностных горизонтов почв территории Москвы С учетом данных о морфологии магнитных фракций, изученных в работе, мы считаем, что эта зависимость является следствием сочетания различных механизмов появления магнетиков и их природы в почвах В условиях города это могут быть как мелкодисперсные атмосферные осадки (как результат высокотемпературных процессов), так и более крупные частицы и техногенные артефакты (разнообразные фрагменты Ре°, промышленных и строительно-бытовых отходов и др), попадающие в область чувствительности датчика прибора Если основной причиной роста МВ являются регулярные пылевые выпадения от постоянно действующих источников, то можно предполагать, что они будут осаждаться относительно равномерно и статистический разброс измерений на некоторой небольшой по сравнению с размерами источника площадке будет относительно невелик Скрытые ферромагнитные элементы должны проявляться аномально высокими значениями МВ в серии для близко расположенных точек измерений Регистрируемые совместно, они формируют асимметричный хвост полученного распределения, в котором отражаются

различия по концентрации, фазовому составу и по происхождению ферромагнитных соединений в почвах города

Исходя из этого, для вьиленения действующих факторов мы сочли необходимым анализировать следующую группу параметров - средние значения - ®ср, дисперсию МВ - стж2 для узлов исследуемой территории, а также выборку минимальных - азт1„ и максимальных -азтах значений единичных измерений во всех пробных участках в узле

Значения эгтш независимо от величин среднего, дисперсии и максимальных значений МВ в локальных измерениях на узле позволяют судить о наименьшей измененности почвенного образца в конкретной исследуемой точке поверхности Наличие аномально высоких значений аеШах при большой дисперсии а^2 и невысоких значений аеср для пробного участка почвы говорит о присутствии в его отдельных точках техногенных артефактов Участки с аномально высокими значениями а?тах, высокими значениями агор и относительно небольшой дисперсиеи ст^ наиболее интенсивно подвергаются воздействия загрязняющих факторов Средние значения аеср с небольшой дисперсией сж2 свидетельствует о наличии преимущественно аэрозольного загрязнения, а величина дисперсии или различие между гЕтах и еетш позволяет судить о степени неоднородности участка Эти соображения легли в основу построения картосхем

7.2. Магнитная восприимчивость почвенного покрова города Москвы В результате анализа полученных данных построены три картосхемы распределения значений МВ поверхностного горизонта почв города Москвы

На всех картосхемах участки с повышенными значениями МВ локализованы в пределах третьего транспортного кольца По картосхемам также выделяются крупные автотрассы и железнодорожные пути

На картосхеме распределения средних значений выборки ®ср (рис 9 а)выделяются 15 городских районов, характеризующихся величинами выше 1 10"3 СИ - это территории промышленных зон (3,4, 6, 7, 8, 10, 13,14, 15,16), отдельных заводов (1, 5, 13), ГРЭС-1 (2) и крупных транспортных узлов (3, 9, 14, 15) города Москвы (в табл2 выделены штриховкой- Ё=1)

Ареалы, со значениями аеср, сравнимыми с фоновым (<0,3 10"3 СИ), соответствуют зонам парков и лесопарков (18, 20, 22) и жилых районов (19, 21, 23) Эти группы территорий отличаются также низкими (меньше 0,01 103 СИ) значениями дисперсии стк2 (в табл2 выделены штриховкой - Щ), которая в промзонах достигает 2,6 10"3 СИ

а. Картосхема средних значений магнитной восприимчивости почв Москвы

б. Картосхема минимальных значений магнитной восприимчивости почв Москвы

. . г i

í I 'S

□ (да

в. Картосхема максимальных значений магнитной восприимчивости почв Москвы

Рис. 9. Картосхемы распределения значений МВ

На картосхеме распределения минимальных значений выборки г„ип (рис.9 б) выделяются 11 городских районов со значениями выше фоновых. Все они входят в состав вышеописанных 15 городских территорий, более половины из них характеризуются значениями а;,,,;,,, меньшими íCqi в 1,6-3.3 раза. Необходимо отметить, что н ряде исследуемых районов с высокими значениями встречаются отдельные измерения с величинами а;,,,,,, близкими или соответствующими фоновым - дня них отношение a:cf/a:m¡n составляет от 4,3 до 17, Значение дисперсии для таких ареалов существенно возрастает и составляет от 0.7 1 Сг СИ и выше (в табл.2 выделены штриховкой - ЩЦ) Данные цифры выявляют тенденцию начинающегося загрязнения, либо указывают на местное, локальное загрязнение. На

территориях зон рекреации и жилых районов гетт в локальных точках измерений также уменьшается и в целом остается соответствующей значениям МВ фоновых почв, что свидетельствует об однородной "незагрязненности" территории

Заметные изменения происходят на картосхеме распределения максимальных значений выборки гетах (рис 9 в) Они связаны со значительным увеличением величин эгтах -до 5 раз по отношению к аеср и до 50 раз по отношению к аещш (табл 2)

Территории некоторых промзон (7, 8, И, 12), завода "Серп и молот" (1) и ГРЭС-1 (2) характеризуются высокими значениями азтах и невысокими значениями аж2 - (0,2-0,4) 10"3 СИ, что свидетельствует об относительно однородном плотном воздействии загрязняющих факторов

Таблица 2

Значения магнитной восприимчивости пота территории г Москвы

№ Территория ге^Ю3 СИ 10 си »та* Ю"3 си с2* 103 СИ

1 Киевский вокзал --=£65-.

2 Завод строительных материалов в районе м Университет 3,8. - ; - - -.- у- л.;

3 Промзона железнодорожной линии и Павелецкого 1-9—: Е^тр,,,/:

вокзала ™ —: . : . . .

4 Завод "Серп и молот" г-пд^-™ 0,2

5 Промзоны Фили и Силикатной улицы [=.—"158т; - VI ! '

6 Промзона завода ЗИЛ : _ -93" - -дй^;*;;..

7 Промзона предприятий города Химки „ -г У-Ч^ЦРг,

8 Савеловский вокзал, Марьина роща, промзона Владыкино "0,9 г-

9 Промзона Донская 1 - г 1,9-- -

10 Центральная ГРЭС-1 ~ — г— г, 2,4=-: 0,4

11 Промзона Коптево 1,3 --ГГ : 0,4 — 2.8' ~

12 Район вокзалов Казанского, - --м-"" Тт^Й г-

Ярославского и Ленинградского -

13 Район Марьино-Братеево вблизи Капотни - -£2—- -

14 Промзона Семеновская ."ЬТ---. • - 0,2

15 Промзона Перовская 0,3

16 Район между Рязанским и Волгоградскими проспектами 0,8 0,4 2,2 0,3

17 Чертановская промзона 0,7 0,2 2,1 0,3

ш 4.0,-02.4'Л '

ш > л V ' ^ Л , у'

.Ж-

" (1,08 •"• " 'ШМК-,

•0.01 ^

Ш 4 V •

Ареалы, соответствующие ряду других промзон (4, 5, 6, 10, 13, 16, 17) и вокзалам (9,

14, 15), также характеризуются большими максимальными значениями выборки Но им соответствуют высокие значения дисперсии - (0,7-2,6) 10"3 СИ, что позволяет судить о наличии случайных техногенных включений в поверхность почв Территории парков и лесопарков (18, 20, 22) и зон жилых районов (19, 21, 23) характеризуются жтах, близкими к фоновым значения, дисперсия для данных ареалов также невысокая - (0,004-0,024) 10'3 СИ

21

Заметим, что, как нами выявлено, участки с максимальными значениями МВ в Москве связаны с деятельностью предприятий металлоплавильного производства, тяжелого транспортного машиностроения и крупных железнодорожных узлов, которые отличаются технологией производства и, соответственно, характером загрязнения окружающих почв На картосхемах видно, как при переходе от аетт к гегаах появляются, объединяются и укрупняются ареалы с повышенными значениями МВ

8. Группировка ареалов почв по техногенной нагрузке и техногенной контрастности

Поскольку образование магнитных минералов в твердых атмосферных выпадениях обусловлено наиболее общими технологическими процессами (достаточным условием является сочетание трех факторов - наличие высокой температуры и вовлечения в них двух химических элементов - Бе и С в разной форме), то нами предложено использовать магнитные измерения для оценки техногенной нагруженности (нагрузки) территорий почв города по принадлежности к определенным диапазонам величин МВ

С этой целью удобно воспользоваться свойствами статистической закономерности распределения МВ ДагО - наличием критических точек - максимума и точек перегибов Однако, так как для логнормального распределения точки оказались сильно смещенными в область низких величин МВ (максимум - 0,22 10'3 СИ, первая точка перегиба - 0,06 10"3 СИ и вторая - 0,38 10"3 СИ), то было решено использовать значения критических точек, определенные из приведенного к нормальному распределению логарифмических значений МВ, которые равны 0,46 10"3 СИ, 1,00 10"3 СИ и 0,68 103 СИ соответственно Группировка ареалов почв степени ТГ нагрузки приведена в табл 3

Таблица 3

Значения аеср( 10~3 СИ) Степень ТГ нагрузки

Балл Градация

95св<0,46 1 ТГ ненагруженный

0,46<аес„<0,68 2 ТГ слабонагруженный

О.бвогср-^ОО 3 ТГ средненагруженный

а5о>1,00 4 ТГ сильнонагруженный

Для отнесения территории к степени нагрузки используется среднее значение МВ пробного участка Наиболее загрязненные ареалы подвергаются интенсивному техногенному воздействию, и, следовательно, им будет соответствовать наибольшие значения жор по сравнению с менее загрязненными или ТГ нагруженными ареалами

Был предложен критерий контрастности почвенного ареала, понимаемый нами как разность степеней нагрузки в баллах, определенных по принадлежности значений еетт и жтах МВ на пробных участках Группировка ареалов почв по ТГ контрастности представлена в табл 4

Таблица 4

Группировка ареалов почв по степени техногенной контрастности_

Значения «Ш|„ ( 10"3 СИ) Значения ж„„( 10"3 СИ) Степень контрастности

Балл Градация

эет,„<0,46 »»«<0,46 1 ТГ неконтрастный

0,46<гет|Е<0,68 0,46<аг„„<0,68

0,68<®„1„<1,00 0,68<агв,«<1,00

аг^М.ОО аг„»>1,00

гет1»<0,46 0,46<ж„„<0,68 2 ТГ слабоконтрастный

0,46<ж„|П<0,68 0,68<®т„<1,00

0,68<®„|в<1,00 аг»„>1,00

«„,»<0,46 0,68<ж„„<1,00 3 ТГ среднеконтрастный

0,46<®тт<0,68 ге„„>1,00

Э5т1„<0,46 «»»>1,00 4 ТГ сильноконтрастный

По степени контрастности можно судить о том, насколько почвенный ареал однородно подвержен техногенному загрязнению С увеличением контрастности возрастает необходимость более детального обследования территории и увеличения числа отобранных проб для дальнейшего изучения

На основе выделенных классов были построены 2 картосхемы распределения техногенной нагрузки и техногенной неоднородности почв г Москва (рис 10 и 11)

ТГ слабоконтрастные ареалы соотвествуют Лосиноостровскому и Битцевскому лесопаркам и районам Коньково, Хорошево-Мневники, которые являются ненагруженными, следовательно, они однородно ТГ незагрязнены Районы территорий завода "Серп и Молот", Центральной ГРЭС-1, промзоны Фили также слабоконтрастны, но они, в свою очередь, являются ТГ сильнонагруженными, что свидетельствует об их однородном сильном ТГ загрязнении

Рис, 10 Картосхема техногенной нагрузки почв г. Рис. И Картосхема техногенной контрастности Москвы (неоднородности) почв г. Москвы

Таблица 5,

Состав почвенного покрова Москвы по степени техногенной нагрузки и техногенной

ТГ нагрузка узла % от всей площади Москвы ТГ контрастность узла % от всей площади Москвы

Ненагр уженный 9,1 11 еконграстный -

Слабонагруженны й 48,2 С лабоконтрастный 11,8

Сред ненагружен н ы 14.3 Средиеконтрастны й 23.4

Сил ьнон а гр ужен и ы й 28.4 Сильно контрастный 64,8

Согласно предложенному методу оценки с помощью магнитных измерений из полученных карт следует, что 28% площалей территории Москвы подвергаются наибольшей техногенной нзфузке. а 48 % - слабой (табл. 5). Они также показывают, что 65% территории города выявляются как сильноконтрастные, и лишь 12% - проявляются как слабоконтрастные по вероятности проявления неоднородности ТГ загрязнений, Эти данные могут быть использованы для оптимизации отбора образцов при дальнейших исследованиях.

Вы волы

!. Одним из признаков техногенного индустриального воздействия являются повышенные значения МВ. Эти показатели растут в верхнем |умусовом горизонте Д1 естественных и естественных почв с признаками урбогенеза, горизонте урбик II в поверхностно-преобразованных почвах (урбо-почвы) и горизонтах II и ТС

глубоко-преобразованных почв (урбаноземов) и искусственно созданных сконструированных почв (техноземов), которые могут находиться как в верхней, так и в средней части профиля Отношение ¡егар а/жГОр с (коэффициент К по Бабанину) в слабонарушенных почвах в пределах города возрастает по сравнению с естественными до 6-7, а в профиле сильнонарушенных урбанизированных почв достигает 16

2 Разработана система методов проведения полевых измерений МВ, заключающаяся в постепенном укрупнении масштаба исследования территории, с последующей статистической обработкой полученного массива данных, учитывающий значения средних величин МВ - ®ср и выборок минимальных - »шш и максимальных значений ятах, а также статистические особенности распределения МВ поверхности почв города Она отличается универсальным подходом к разномасштабным исследованиям территории и позволяет выявить особенности пространственного распределения МВ почв города и источников поступления магнитного материала

3 На территории Москвы маршрутным методом выделены 15 ареалов с повышенными значениями МВ - геср более 1 10"3 СИ, соответствующих территориям крупных металлоперерабатывающих предприятий, тяжелого машиностроения, строительной индустрии и крупных железнодорожных узлов Значения МВ территорий парков, лесопарков, зон рекреаций и районов спальной жилой застройки близки или соответствуют фоновым значениям для автоморфных почв зонального типа

4 Обследование ключевых участков показало, что величины МВ закономерно снижаются при понижении элементов микрорельефа и вертикальном перемешивании вещества поверхностных горизонтов почв, привнос в почву различного органо-минерального насыпного материала приводит как к понижению, так и к повышению значений МВ В отличие от имеющейся коррелятивной зависимости между значением МВ и содержанием гумуса и величиной рН для зональных почв вне зоны влияния города, значимой корреляции между этими параметрами для почв урбанизированной территории не выявлено

5 Метод трансекты позволил установить, что автотранспортные артерии являются элементарной магнитной аномалией Максимальные значения МВ поверхности почвенного покрова локализованы в пределах первых метров от края дорожного полотна и падают в 3-10 раз на расстоянии нескольких десятков метров

6 Установлено, что в магнитной фракции городских почв присутствуют два вида ферромагнетиков легкорастворимые высокодисперсные и слаборастворимые крупные частицы, являющиеся сильными магнетиками Морфологическими особенностями этих частиц является сферическая форма, свидетельствующая об их высокотемпературном происхождении и техногенном генезисе

7 Разработана система оценки степени техногенной нагрузки и неоднородности (техногенной контрастности) территории с использованием градаций и основанная на естественных особенностях статистического распределения МВ поверхностного покрова города Выявлено, что 28% площадей территории Москвы имеют наибольшую техногенную нагрузку, и 48 % - слабую, 65% площадей - техногенно сильноконтрастны, 12% - техногенно слабоконтрастны и 23% - техногенно среднеконтрастны

8 Измерения МВ можно отнести к одному из экспресс-методов изучения урбанизированных территорий для выявления ареалов техногенно-загрязненных почв, а учет техногенной неоднородности (контрастности) территории может быть использован в целях оптимального планировании при отборе образцов для последующих лабораторных анализов

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

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

2 Гладышева М А , Иванов А В , Строганова М Н Применение метода магнитной восприимчивости для диагностики загрязненных ТМ городских почв (тезисы) // Материалы Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв» Москва, 24-28 мая, 2004

3 GladyshevaMA Ivanov А V , Stroganova М N Magnetic susceptibility of urban soil (on example of Moscow) In ConferenceEurosoil 2004 Freiburg, Germany, September 4-12, 2004 Id 922

4 GladyshevaMA Ivanov A V , Stroganova M N Kappametrical Research of Urban Soils of Moscow In 18th World Congress of Soil Science Philadelphia, USA, My 9-15,2006 Paper no 13275

5 Гладышева M A , Иванов А В , Строганова M H Применение магнитной восприимчивости для выявления ареалов техногенно-загрязненных почв города Москвы // Почвоведение, 2007, № 2, с 235-242

6 Гладышева М А , Иванов А В , Строганова М Н Исследование состояния техногенного загрязнения городских почв каппаметрическим методом // Тез докл II Международной научной конференции «Современные проблемы загрязнения почв», Москва, 28 мая - 1 июня, 2007, с 188-191

1 Gladysheva М А , Ivanov А V, Stroganova М N The use of magnetic susceptibility for studying of technogenic soils m megapohs (on example of Moscow) In 4th International Conference on Soils m Urban, Industrial, Traffic, Mining and Military Areas (SUITMA), Nanjing, China, 2007

Подписано в печать 06 09 2007 г Исполнено 06 09 2007 г Печать трафаретная

Заказ № 676 Тираж 100 экз

Типография «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 115230, Москва, Варшавское ш, 36 (495) 975-78-56 www autoreferat ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Гладышева, Мария Александровна

Введение

Глава 1. Современное состояние проблемы магнитной восприимчивости почв

1.1. История изучения магнитной восприимчивости

1.2. Основные характеристики магнитных свойств вещества

1.3. Связь магнитной восприимчивости со свойствами почв

1.4. Применение магнитной восприимчивости для изучения почвообразовательных процессов и почв

1.4.1. Устойчивость магнитной восприимчивости во времени

1.4.2. Устойчивость величины магнитной восприимчивости к прокаливанию

1.4.3. Магнитная восприимчивость механических элементов почв и 19 конкреций

1.4.4. Влияние окислительно-восстановительного потенциала и рН 21 на магнитную восприимчивость почв

1.5. Генезис почвенных магнетиков

1.6. Применение магнитной восприимчивости в географии почв

1.6.1. Исследования магнитной восприимчивости методом 27 почвенных профилей

1.6.2. Линейные измерения на поверхности (метод 29 горизонтального сечения трансектой)

1.6.3. Исследования магнитной восприимчивости площадным 30 методом

1.6.4. Применение магнитной восприимчивости как экспресс-метод 31 оценки загрязнения почв.

Глава 2. Объекты и методы

2.1 .Объекты исследования

2.2. Методика измерения магнитной восприимчивости

2.3. Площадной метод исследования

2.4. Метод трансекты

2.5. Маршрутный метод исследования

2.6. Модельный опыт

Глава 3. Результаты исследований и обсуждения

3.1. Профильное распределение значений магнитной 49 восприимчивости почв города Москвы

3.2. Экспериментальные исследования магнитной 52 восприимчивости (модельный опыт)

3.3. Микростроение магнитной фракции

3.4. Магнитная восприимчивость и химические свойства почв

3.5. Распределение значений магнитной восприимчивости 81 поверхностных горизонтов почв ботанических садов, исследованной площадным методом

3.6. Распределение значений магнитной восприимчивости вдоль и 82 поперек автотрасс, исследованной методом трансект

3.7. Магнитная восприимчивость поверхностных горизонтов почв 84 территории города Москвы, исследованная маршрутным методом

3.7.1. Статистические методы анализа закономерностей 85 распределения значений магнитной восприимчивости поверхностного горизонта почв Москвы

3.7.2. Магнитная восприимчивость почвенного покрова города 89 Москвы

3.8. Группировка ареалов почв по техногенной нагрузке и 96 техногенной контрастности (неоднородности)

Выводы

Введение Диссертация по биологии, на тему "Магнитная восприимчивость урбанизированных почв"

В настоящее время около трех четвертей населения промышленно развитых стран проживает в крупных городских агломерациях и это соотношение постоянно увеличивается. Индустриальные, особо большие по численности населения, города стали возникать и множиться с середины XIX века. В XX веке индустриальное производство выросло в 50 раз. Города вместили новые виды сложных производств. В результате чего в почвы индустриальных ландшафтов поступают значительные количества различных продуктов и отходов производства (Беляев, 1997). Эти отходы характеризуются широким спектром состава химических соединений. Возрастают требования к оценке состояния окружающей среды и разработке новых методов анализа и подхода. Как следствие увеличиваются экономические затраты на выполнение обследований территорий и дорогостоящих анализов при выполнении прямых измерений загрязняющих веществ. Кроме того, из-за высокой неоднородности территории городских почв, возникают вопросы о представительности результатов измерений и проблемы оптимизация отбора образцов для дальнейшего использования. Выход из создавшейся ситуации может быть связан с применением экспрессных методов анализа или таких, которые могут дать какие-то интегрированные оценки.

В качестве одного из этих подходов, по нашему мнению, могут быть использованы методы, основанные на магнитных свойствах соединений железа. Хотя железо не относится к классу токсичных веществ, тем не менее, с начала железного века оно является самым используемым химическим элементом. Человек с давних пор добывает и перерабатывает железную руду, а затем использует продукты их переработки. На каждом этапе этого процесса происходит износ изделий и возврат железосодержащего материала в окружающую среду. В значительном количестве железо содержится в шлаках, образующихся при сжигании и переработке энергетических полезных ископаемых. Как примесь, либо как сопутствующий элемент, железо входит в состав широчайшего спектра продуктов промышленного производства. Поэтому хозяйская деятельность человека непосредственно связана с поступлением в окружающую среду различных соединений железа. Глазовская М.А. (1964) отмечает, что техногенез связан с "ожелезнением" культурных ландшафтов.

Общим признаком процессов техногенеза является круговорот валентного состояния железа (рис. 1), при котором в результате действия различных производственных технологических процессов имеет место восстановление окисленных форм Fe3 до Fe: и Fe°, а затем последующий возврат Fe°-> Fe2-> Fe3+. В этом круговороте одной из стадий является образование ряда оксидов - от металлического железа - Fe°, магнетита -Fe304 (Fe2'0'Fe3r203), маггемита - y-Fe^Cb, гематита - a-Fe3+203» гетита - a-Fe' OOH, которые в этом ряду закономерно располагаются по степени уменьшения своих магнитных свойств.

Износ механизмов, оборудования и поступление в почву.

Fe2+

Рис. 1 Превращения валентного состояния железа в условиях техногеза.

Таким образом, любая индустриальная деятельность приводит к поступлению в атмосферу твердую пыль, содержащую сильномагнитные

Условия:

Т°,С

Природный процесс; окисление в почвах

Техногенное восстановление соединения. И уже из атмосферы в почву попадают эти соединения, довольно сильно меняющие магнитные свойства исходной почвы, что может быть использовано при изучении техногенного загрязнения почв.

Наиболее важными магнитными характеристиками почв являются магнитная восприимчивость, остаточная намагниченность, коэрцитивная сила и др. Из них наиболее изучена и доступна для измерения относительно простыми приборами магнитная восприимчивость.

За последнее время были проведены работы по изучению магнитной восприимчивости естественно-развивающихся зональных почв, не подвергавшихся антропогенному влиянию, опубликованы сведения по применению магнитной восприимчивости почв, используемых в сельскохозяйственном производстве, но лишь небольшая часть исследований посвящена городским почвам.

Цель работы. Выявить особенности магнитной восприимчивости почв урбанизированных территорий (на примере г. Москвы).

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработать методы изучения магнитной восприимчивости с учетом специфики почв города.

2. Изучить профильное распределение и выявить зависимость между значениями магнитной восприимчивости и некоторыми химическими свойствами почв.

3. Изучить специфику сильномагнитных частиц антропогенного происхождения.

4. Изучить особенности статистического распределения и пространственную закономерность распространения значений магнитной восприимчивости.

5. Оценить возможность использования разрабатываемого метода для оценки техногенного загрязнения почв урбанизированных территорий.

1. Современное состояние проблемы магнитной восприимчивости почв

Заключение Диссертация по теме "Почвоведение", Гладышева, Мария Александровна

Выводы

1. Одним из признаков техногенного индустриального воздействия являются повышенные значения MB. Эти показатели растут в верхнем гумусовом горизонте А1 естественных и естественных почв с признаками урбогенеза, горизонте урбик U в поверхностно-преобразованных почвах (урбо-почвы) и горизонтах U и ТГ глубоко-преобразованных почв (урбаноземов) и искусственно созданных сконструированных почв (техноземов), которые могут находиться как в верхней, так и в средней части профиля. Отношение агГОр.А/аггор.с (коэффициент К по Бабанину) в слабонарушенных почвах в пределах города возрастает по сравнению с естественными до 6-7, а в профиле сильнонарушенных урбанизированных почв достигает 16.

2. Разработана система методов проведения полевых измерений MB, заключающаяся в постепенном укрупнении масштаба исследования территории, с последующей статистической обработкой полученного массива данных, учитывающий значения средних величин MB - хср и выборок минимальных - semjn и максимальных значений агтах, а также статистические особенности распределения MB поверхности почв города. Она отличается универсальным подходом к разномасштабным исследованиям территории и позволяет выявить особенности пространственного распределения MB почв города и источников поступления магнитного материала.

3. На территории Москвы маршрутным методом выделены 15 ареалов у с повышенными значениями MB - аеср более МО" СИ, соответствующих территориям крупных металлоперерабатывающих предприятий, тяжелого машиностроения, строительной индустрии и крупных железнодорожных узлов. Значения MB территорий парков, лесопарков, зон рекреаций и районов спальной жилой застройки близки или соответствуют фоновым значениям для автоморфных почв зонального типа.

4. Обследование ключевых участков показало, что величины MB закономерно снижаются при понижении элементов микрорельефа и вертикальном перемешивании вещества поверхностных горизонтов почв; привнос в почву различного органо-минерального насыпного материала приводит как к понижению, так и к повышению значений MB. В отличие от имеющейся коррелятивной зависимости между значением MB и содержанием гумуса и величиной рН для зональных почв вне зоны влияния города, значимой корреляции между этими параметрами для почв урбанизированной территории не выявлено.

5. Метод трансекты позволил установить, что автотранспортные артерии являются элементарной магнитной аномалией. Максимальные значения MB поверхности почвенного покрова локализованы в пределах первых метров от края дорожного полотна и падают в 3-10 раз на расстоянии нескольких десятков метров.

6. Установлено, что в магнитной фракции городских почв присутствуют два вида ферромагнетиков: легкорастворимые высокодисперсные и слаборастворимые крупные частицы, являющиеся сильными магнетиками. Морфологическими особенностями этих частиц является сферическая форма, свидетельствующая об их высокотемпературном происхождении и техногенном генезисе.

7. Разработана система оценки степени техногенной нагрузки и неоднородности (техногенной контрастности) территории с использованием градаций и основанная на естественных особенностях статистического распределения MB поверхностного покрова города. Выявлено, что 28% площадей территории Москвы имеют наибольшую техногенную нагрузку, и 48 % - слабую; 65% площадей - техногенно сильноконтрастны, 12% - техногенно слабоконтрастны и 23% -техногенно среднеконтрастны.

8. Измерения MB можно отнести к одному из экспресс-методов изучения урбанизированных территорий для выявления ареалов техногенно-загрязненных почв, а учет техногенной неоднородности (контрастности) территории может быть использован в целях оптимального планировании при отборе образцов для последующих лабораторных анализов.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Гладышева, Мария Александровна, Москва

1. Алексеев А.О., Ковалевская И.С., Моргун Е.Г., Самойлова Е.М. Магнитная восприимчивость почв сопряжённых ландшафтов. // Почвоведение, 1988, №8, с.27-35.

2. Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых типов почв европейской части СССР. // Вестник МГУ, серия биология, почвоведение, 1971, №4, с.122-125.

3. Бабанин В.Ф., Худяков О.И. Магнитная восприимчивость мерзлотно-таёжных почва Магаданской области. // Вестник МГУ, серия биология, почвоведение, 1971, №5, с.88-93.

4. Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость основных почвенных типов СССР и использование её в почвенных исследованиях. Дисс. на соиск. уч. ст. канд. биол. наук. - М.: МГУ, 1972.

5. Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость почв временного избыточного увлажнения. // Вестник МГУ, серия биология, почвоведение, 1972, №4, с.72-74.

6. Бабанин В.Ф., Маланьин А.Н. Магнитная восприимчивость некоторых почв в связи с их химическим составом. // Вестник МГУ, серия биология, почвоведение, 1972, №1, c.l 11-117.

7. Бабанин В.Ф. О применении магнитной восприимчивости в диагностике форм железа. // Почвоведение, 1973, №7, с. 154-161.

8. Бабанин В.Ф., Балабко П.Н., Верховцева Н.В., Палечек Л.А. Магнитная восприимчивость почв и аллювиальных отложений поймы р. Оби.// Почвоведение, 1982, №5, с. 133-136

9. Бабанин В.Ф., Иванов А.В. и др. Морфология и мессбауэровская спектроскопия сильномагнитных сферул из почв Ярославской области. // Геохимия, 1987, №12, с.792-1798.

10. Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский JI.O., Иванов А.В., Морозов В.В. Магнетизм почв. Ярославль: ЯГТУ, 1995,223 с.

11. Беляев А.В. Техногенная трансформация ландшафтов крупного промышленного центра (на примере г. Ярославля). Дисс. на соиск. уч. степ, канд. геогр. наук. М.: МГПИ, 1997,211 с.

12. Большаков В. А., Свитом А. А. Корреляция лессово-почвенных разрезов северной Болгарии по магнитным и палеомагнитным данным. // Стратиграфия. Геологическая корреляция, 1995, т.З, №5, с.104-112

13. Вадюнина А.Ф., Бабанин В.Ф. Магнитная восприимчивость некоторых почв СССР. // Почвоведение, 1972, №10, с.55-65.

14. Вадюнина А.Ф., Бабанин В.Ф., Ковтун В.Я. Магнитная восприимчивость фракций механических элементов некоторых почв. // Почвоведение, 1974, №1, с. 116-121.

15. Вадюнина А.Ф., Смирнов Ю.А. Естественная остаточная намагниченность некоторых почв. // Почвоведение, 1976, №7, с. 120-127.

16. Вадюнина А.Ф., Смирнов Ю.А. Магнитная восприимчивость некоторых почв Забайкалья. // Почвоведение, 1977, №7, с.74-81

17. Вадюнина А.Ф., Смирнов Ю.А. Использование магнитной восприимчивости для изучения почв и их картирования. // Почвоведение, 1978, №7, с. 87-96.

18. Васильев С.В., Бабанин В.Ф., Иванов А.В., Карпачевский JI.O. Превращения минералов в почвообразующих породах Долины Гейзеров. // Вестник МГУ, сер. 17, Почвоведение, 1986, №2, с.26-30.

19. Верховцева Н.В. Трансформация соединений железа гетеротрофными бактериями: Дис. докт. биол. наук. Москва, 1993.

20. Виноградов Б.В. Основы ландшафтной экологии. Изд-во Геос: Москва, 1998.

21. Вирина Е.И. Магнитные свойства плейстоценовых погребенных почв Молдавии и Приобья. //Автореферат дисс. канд. биол. наук. Москва, 1972.

22. Водяницкий Ю.Н., Багин В.И. Изменение свойств ферромагнетиков в дерново-подзолистой почве. // Почвоведение, 1978, №8, с.42-47.

23. Водяницкий Ю.Н. Опыт составления картограммы магнитной восприимчивости дерново-подзолистой почвы. // Почвоведение, 1979, №11, с.83-87.

24. Водяницкий Ю.Н. Образование ферромагнетиков в дерново-подзолистой почве // Почвоведение, 1981, № 5, с. 114-122.

25. Водяницкий Ю.Н., Бондаревская Ф.Г. Влияние техногенных оксидов железа на свойства дерново-подзолистых почв // Агрохимия, 1988, № 4, с. 83-88.

26. Водяницкий Ю.Н. Образование оксидов железа в почве. М.: ПИ им. В.В.Докучаева, 1992,275 с.

27. Водяницкий Ю.Н., Большаков В.А. и др. Техно-геохимическая аномалия в зоне влияния Череповецкого металлургического комбината // Почвоведение, 1995, № 4, с. 498-507.

28. Водяницкий Ю.Н., Никифорова А.С., Зайдельман Ф.Р. Магнитная восприимчивость конкреций почв южной зоны. // Почвоведение, 1997, №12, с.1445-1453

29. Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М.: 1998. Почвенный ин-т им. В.В.Докучаева, 216 с.

30. Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа // Почвенный ин-т им. Докучаева, 2003,238 с.

31. Воробьёва JI.A. Теория и методы химического анализа почв. М.: Московский университет, 1995,133 с.

32. Воробьёва JI.A., Гриндель Н.М. Подготовка почв к валовому и фазовому анализу. М.: Московский университет, 1988.

33. Геннадиев А.Н., Олсон К.Р. Количественная оценка эрозионно-акккумулятивных явлений в помощью техногенной магнитной метки.// Почвоведение, 2002, № 1, с. 21-32.

34. Геннадиев А.Н., Голосов В.Н. и др. Сравнительная оценка содержания в почвах магнитных сферул, I37Cs и 210РЬ для целей индикации эрозионно-аккумулятивных процессов. // Почвоведение, 2006, № 10, с. 1218-1234.

35. Геннадиев А.Н., Чернянский С.С., Ковач Р.Г. Сферические магнитные частицы как микрокомпоненты почв и трассеры массопереноса. // Почвоведение, 2004, № 5, с. 21-32.

36. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. М.: Ойкумена,2003, 270 с.

37. Глазовская М.А. Геохимические основы типологии и методики исследований природных ландшафтов. М.: Московский университет. 1964, 324 с.

38. Глебова И.Н., Бабанин В.Ф. и др. О природе повышенного магнетизма органо-аккумулятивных горизонтов почв. // Вестник МГУ, серия почвоведение, 1984, №3, с.37-43.

39. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. // М.: ACADEMA, 2003, 397с.

40. Ефимов Ф.Н. Каппаметрическоей и магнитно-фракционно-мииералогическое изучение осадочных образований. // М.: Недра, 1969, 168 с.

41. Иванов А.В. Магнитное и валентное состояние железа в твердой фазе почв // Автореферат дисс. докт. биол. наук. Москва. 2003. 41 с.

42. Иванов А.В., Бабанин В.Ф. Методы исследования и эволюция представлений о формах соединений железа в почвах. // Почвоведение, 1993, №5, с. 121-128

43. Иванова JI.A., Бусоргина Н.А., Ковриго В.П. Опыт использования показателей магнитной восприимчивости почв при составлении почвенных карт. // Адаптивные технологии в растениеводстве. Ижевск, 2005, с. 73-77.

44. Ковриго В.П., Лукшин А.А: Магнитные свойства почв как проблема почвоведения. // Агрономическая наука достижения и перспективы. -Киров, 1994, с.83-84.

45. Кузьмин Н.А. Процессы и закономерности изменения технического состояния автомобилей в эксплуатации. Нижний Новгород, 2002.

46. Ладонин Д.В., Пляскина О.В. Использование изотопных отношений для выявлений источников загрязнений почв Юго-восточного административного округа г. Москвы свинцом. // Современные проблемы загрязнения почв, Москва, 2007, с. 208-212.

47. Ломов С.П., Пеньков А.В. Магнитная восприимчивость некоторых современных и ископаемых почв Таджикистана. // Почвоведение, 1979, №6, с.100-109.

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

49. Мищенко М.А. Геоэкологическая обстановка и оценка геоэкологической опастности детских дошкольных учреждений города Дубна. // http://ecology.dubna.rU/project/dou/a.html

50. Перельман А.И. Геохимия ландшафтов. М.: Высшая школа, 1975, 342 с.

51. Раппопорт А.В., Строганова М.Н. Антропогенные почвы ботанических садов мегаполиса и факторы их устойчивости.//Сб. «Влияние рекреации на лесные экосистемы и их компоненты». М.: РАН, 2004, с. 243-281.

52. Раппопорт А.В. Антропогенные почвы городских ботанических садов ( на примере Москвы и Санкт-Петербурга). Автореф. дис. . канд. биол. наук. Москва, 2004, 25 с.

53. Розанов Б.Г. Морфология почв. М.: Академический проект, 2004,432 с.

54. Румянцева Т.И. Магнитная восприимчивость почв Удмуртской АССР: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Москва, 1971.

55. Самсонова В.П. Пространственная вариабельность состава и свойств дерново-подзолистой почвы. // Автореферат дисс. . докт. биол. наук. Москва, 2003,41 с.

56. Строганова М.Н., М.Г. Агаркова, А.Д.Мягкова. Почвы города Москвы: тревоги и надежды. //Сб. "Почва, город, экология". М.1997.С. 181-265 .

57. Строганова М.Н.Городские почвы: генезис, систематика и экологическое значение (на примере г. Москвы). // Автореферат на соиск. док. биол. наук. Москва, 1998, 71с.

58. Смирнов Ю.А., Чернов Г.П. Применение магнитных параметров для диагностики некоторых почв Калининградской области. // Вестник МГУ, серия почвоведение, 1979, №1, с.39-46.

59. Соловьёва Т.П. Магнитная восприимчивость почв Хакасии. // Автореферат дисс. на соискание уч. степ, к.б.н., Новосибирск, 1999, 17с.

60. Страдина О.А Опыт составления картограммы нуждаемости дерново-подзолистых почв в известковании по величине магнитной восприимчивости. // Агрономическая наука достижения и перспективы. -Киров, 1994, с.106.

61. Фураев Е.А. Удельная магнитная восприимчивость некоторых типов почв Русской Равнины и их гранулометрических фракций. // Железо в почвах. -Ярославль, 1999, с.60-61.

62. Чумаченко И.Н., Прошкин В.А. и др. Экспресс-метод оценки загрязнения земель тяжёлыми металлами на основе картирования магнитной восприимчивости почв. // Агрохимический вестник, 1998, №1, с.33-35.

63. Babanin V.F., Ivanov A.V., Shoba S.A. Iron spherules and paleopedological aspects of magnetic susceptibility of soil. Soil Micromorphology: Studies on Soil Diversity, Diagnostics, Dynamics - Moscow-Wageningen, 1997, pp. 106-113.

64. Boyko T, Scholger R, Stanjek H. Topsoil magnetic susceptibility mapping as a tool for pollution monitoring: repeatability of in situ measurements. // Journal of applied geophysics, 2004, № 55, pp. 249-259.

65. Caggiano R, D'emilio M., Macchiato M., Ragosta M. Magnetic susceptibility measurements as proxy method to monitor soil pollution // 12th Internatiopnal Symposium on Enviromental Pollution and its Impact in the life in the Mediterranean Region, 2003.

66. Chan L.S., NG S.L. Magnetic properties and heavy-metal contents of contaminated seabed sediments of Penny's Bay, Hong Kong. // Marine Pollution Bulletin, 2001, vol. 42, № 7, pp. 569-583

67. Dearing J.A., Hannam J.A., Anderson A.S., Wellington E.M. Magnetic, geochemical and DNA properties of highly magnetic soils in England. // Geophys. J. Int, 2001, №144, pp. 183-189.

68. Durza Soil kappa-measurement a new method of monitoring of heavy metal contamination. //http://www.sci.muni.cz/~sulovsky/Enviweath/durza.htm.

69. Fialova H., Maier G. et al. Magnetic properties of soils from sites with different geological and environmental settings. // Journal of applied geophysics, 2006, № 59, pp. 273-283.

70. Flanders P.J. Correction, measurements and analysis of airborne magnetic particulates from pollution in the environment. //Journal of applied physics, 1994, vol. 75, pp. 5931-5936.

71. Frankel R.B., Blakemore R.P., Wolfe R.S. Magnetite in Freshwater Magnetic Bacteria// Science, 1979, vol.203, pp.1355-1357.

72. Jelenska M., Hasso-Agopsowicz et al. Magnetic properties of the profile of polluted and not-polluted soils. A case study from Ukraine. // Geophysical Journal International, 2004, № 159, pp. 104-116.

73. Jong E. De, Kozak L.M., Rostad H.P.W. Effects of parent material and climate on the magnetic susceptibility of Saskatchewan soils. // Canadian Journal Soil Science, 2000, vol.80, №1, pp. 135-142.

74. Hanesch M., Scholger R. Derivation of typical susceptibility profiles for different types of recent soil. // Mag-net, 2001, № 3.

75. Heller F., Strzyszcz Z and Magiera T. Magnetic record of industrial pollution in forest soils of Upper Silesia, Poland. // Journal of geophysical research, 1998, vol.103, №B8, pp.17, 767-17,774.

76. Hiller D. Characterization of soils of industrial and urban areas by iron and susceptibility. // Proceedings of First International Conference on soils of Urban, Industrial, Traffic and Mining area, 2000, vol.1, pp. 185-188.

77. Hoffman V., Knab M, Appel E. Magnetic susceptibility mapping of roadside pollution // Journal of Geochemistry Explore. 1999, 66, pp. 313-320.

78. Jordanova D., Jordanova N. Magnetic characteristics of different soil types from Bulgaria. // Studia Geophysica et Geodaetica. 1999, v. 43, № 3, pp. 303-318.

79. Jordanova D., Hoffman V., Fehr K.T. Mineral magnetic characterization of antropogenic magnetic phases in the Danube river sediments (Bulgarian part). // Earth and Planetary science letters, 2004, № 221, pp. 71-89.

80. Georgeaud V., P. Rochette et al. Relationship between heavy metals and magnetic properties in a large polluted catchments: the Etang de Berre (South of France). // Phys. Chem.Earth, 2003, № 22, pp. 211-214

81. Kalliomaki P.L., Aittoniemi K., Gustafson Т., Kalliomaki K., Kopponen M., Vaaranen V. Research on industrial ferrous metal aerosols. // Ann. Occup. Hyg., 1982, vol.26,pp. 337-345.

82. Kapicka A., Petrovsky E. et al. Magnetic method of mapping industrially polluted soils. // Proceedings of First International Conference on soils of Urban, Industrial, Traffic and Mining area, 2000, vol.1, pp.151-155.

83. Kapicka A., Petrovsky E. et al. The influence of industrial immissions on the magnetic parameters of soils // Materials of congress in Thailand, 17th WCSS, 2002, pp.21301-21307.

84. Knab, M., Hoffmann, V., Appel, E. Magnetic susceptibility as a proxy parameter for the detection of pollution of soils and sediments case studies. Annal. Geophys., 1997, У15/ Suppl. C, p.102.

85. Knab M., Appel E. and Hoffmann, V. Magnetic measurements for the detection of roadside pollution: distribution of heavy metal contamination. Annal. Geophys., 1998, V16/Suppl.C, p. 217.

86. Le Borgne E. Suceptibilite magnetique anormale du sol super ficiel // Ann. geophys., 1955, v.l 1, №4, pp.399-419.

87. Le Borgne E. The influence of iron on the magnetic properties of soil and on those schists and granite // Ann. de Geophys, 1960, T.16, F.2, p. 159-195.

88. Lecoanet H., Leveque F. and Segura S. Magnetic susceptibility in environmental application: comparison of field probes. // Phys. Earth Planet. Inter., 2002,115, pp. 191-204.

89. Lecoanet H., Leveque F., Ambrosi J.-P. Magnetic properties of salt-marsh soils contaminated by iron industry emissions (southeast France). // Journal of Applied Geophysics, 2001, v. 48, № 2, pp. 67-81.

90. Lecoanet H., Leveque F., Ambrosi J.-P. Combination of magnetic parameters: an efficient way to discriminate soil-contamination sources (south France). // Environmental pollution, 2003, № 122, pp. 229-234.

91. Lu S.G., Bai S.Q. Study on the correlation of magnetic properties and heavy metals content in urban soils of Hangzhou City, China. // Journal of applied geophysics, 2006, № 60, pp. 1-12.

92. Luo W., Dongsheng L. and Houyuan L. Magnetic susceptibility properties of polluted soils. // Chinese Science Bulletin, 2000, vol. 45, № 18.

93. Maier G., Scholger R. and Schon J. The influence of soil moisture on magnetic susceptibility measurements. // Journal of applied geophysics, 2006, № 59, pp. 162-175.

94. Magiera Т., Strzyszcz Z. Using of field magnetometry in estimation of urban soil degradation. // Proceedings of First International Conference on soils of Urban, Industrial, Traffic and Mining area, 2000, vol.1, pp. 105-110.

95. Magiera Т., Strzyszcz Z., Petrovsky E., Kapicka A., Smolka D. Ferrimagnetic minerals and heavy metal distribution within different granulometric fraction of fly ashes. Geologica Carpatica, 1998, vol. 49, no. 4 p.238-239.

96. Magiera Т., Strzyszcz Z. Ferrimagnetic minerals of anthropogenic origin in soils of some Polish national parks. // Water, Air, and Soil pollution, 2000, № 124, 37-48

97. Magiera Т., Lis J., Nawrocki J., Strzyszcz Z . Magentic susceptibility of soils in Poland // Warsawa. 2002.

98. Magiera Т., Strzyszcz Z. et al. Discrimination of lithogenic and anthropogenic influences on topsoil magnetic susceptibility in Central Europe. // Geoderma, 2006, № 130, pp. 299-311.

99. Magiera Т., Strzyszcz Z., Rachwal M. Mapping particulate pollution loads using soil magnetometry in urban forests in the Upper Silesia Industrial Region, Poland. // Forest ecology and management, 2007, vol. 248, is. 1-2, pp. 36-42.

100. Mathu P.E., P. Rochette, et F. Colin, The origin of magnetic susceptibility and its anisotropy in some weathered profiles, Phys. Chem. Earth, 2001, 22, pp. 183-187.

101. Mcintosh G, Osete M.L., Perez-Gozales A. Dune soils of the Llanura Manchega: an environmental magnetic study. // Mag-net, 2000, №2.

102. Montoya A., Casarez E. and Devaney K. Magnetic susceptibility and soil pollution in El Paso, Texas. // Seattle annual meeting, 2003, paper № 75-13.

103. Muggier C, Van Loef J. et al. Mineralogical and (sub)microcsopic aspects of iron oxides in polygenetic Oxisols from Minas Gerais, Brazil. // Geoderma, 2001, vol.100, pp.147-173.

104. Mullins C. Magnetic susceptibility of the soil and its significance in soil science, a review. // Journal Soil Science, 1977, v.28, №2, pp.223-247.

105. Muxworthy A.R., Matzka J. and Petersen N. Comparison of magnetic parameters of urban atmospheric pparticulate matter with pollution and meteorogical data. // Atmospheric environment, 2001, № 35, pp. 4379-4386.

106. Neumeister H., Peschel G. Die magnetische suszeptibilitat von Boden und pleistozanen sedimenten in der Umgebung Leipzigs // Abbreeht-Thaer. Arc. 1968, bd.l2.h, №12, p.1055-1072.

107. Oldfield F., Crowther J. Establishing fire incidence in temperate soils using magnetic measurements. // Palaeogeography, palaeoclimatology, palaeoecology, 2007, vol. 249, is. 3-4, pp. 362-369.

108. Olson K.R., Gennadiev A.N. et al. Erosion patterns on cuktivated and reforested hillslopes in Moscow Region, Russia. // Soil Science society of American journal, 2002, vol. 66, № 1, pp. 193-201.

109. Olson K.R., Jones R.L. et al. Soil catena formation and erosion of two Mississippian mounds at Cahokia archaeological site, Illinois. // Soil Science, 2003, vol. 44, № 3, pp. 73-106.

110. Petrovsky E., Kapicka A., Jordanova N., Knab M., Hoffmann V. Low field magnetic susceptibility: a proxy method of estimating increased pollution of different environmental systems // Environmental Geology, 2000, 39, pp. 312-318.

111. Robertson D.J., Taylor K.G., Hoon S.R. Geochemical and mineralmagnetic characterization of urban sediment particulates, Manchester, UK. // Applied Geochemistry, 2003, № 18, pp. 269-282.

112. Sokol E.V., Maksimova N.V., Volkova N.I., Nigmatulina E.N., Frenkel A.E. Hollow silicate microspheres from fly ashes of the Chelyabinsk brown coals (South Urals, Russia) // Fuel processing technology, 2000, v. 67, pp. 35-52.

113. Schibler L., Boyko T. et al. Topsoil Magnetic Susceptibility Mapping: Data Reproductibility and Compatibility, Measurement Strategy. Stud. Geophys. Geod., 46,43-57,2002.

114. Schmidt A., Yarnold R. et al. Magnetic susceptibility as proxy for heavy metal pollution: a site study. // Journal of geochemical exploration, 2005, № 85, pp. 109-117.

115. Shi R., Cioppa M.T. Magnetic survey of topsoils in Windsor-Essex County, Canada. // Journal of applied geophysics, 2006, № 60, pp. 201-212.

116. Shilton V.F., Booth C.A. et al. Magnetic properties of urban street dust and their relationship with organic matter content in the West Midlands, UK. // Atmospheric Environment, 2005, № 39, pp. 3651-3659.

117. Strzyszcz Z., Recultivation And Landscaping In Areas After Brown-Coal Mining In Middle-East European Countries , Water, Air and Soil Pollution, 1996, 91, pp. 145-157.

118. Strzyszcz Z., Magiera Т., Heller F., The Influence Of Industrial Immissions On The Magnetic Susceptibility Of Soils In Upper Silesia , Studia geoph. et geod., 1996, v. 40, pp. 276-286.

119. Vassilev S.V. Phase mineralogy studies of solid waste products from coal burning at some Bulgarian thermoelectric power plants. // Fuel, 1992, vol. 71, pp.625-633.

120. Xie S., Dearing J.A. et al. Association between magnetic properties and element concentrations of Liverpool street dust and its implications. // Journal of geochemical exploration, 2001, № 48, pp. 83-92.