Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Оценка воздействия промышленности и транспорта на экосистему национального парка "Лосиный остров"

ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Маркова, Юлия Леонидовна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПАРКА И ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЕГО ЭКОСИСТЕМЫ.

1.1. Физико-географическая характеристика.

1.2. Геологическая характеристика.

1.3. Почвы.

1.4. Растительность.

1.5. Воды.

1.6. Ландшафты.

1.7. Основные виды и источники загрязнения парка химическими элементами.

1.8. Состояние экосистемы парка по результатам ранее проведенных работ.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Полевые исследования.

2.1.1. Опробование почв.

2.1.2. Опробование растительности.

2.1.3. Опробование снегового покрова.

2.1.4. Опробование поверхностных вод и донных отложений.

2.1.5. Детализационное опробование в зоне влияния МКАД.

2.2. Аналитические исследования.

2.2.1. Анализ почв и донных отложений.

2.2.2. Анализ растительности.

2.2.3. Анализ поверхностных вод.

2.3. Методика выявления и оценки загрязнения.

2.3.1. Выявление загрязнения методами эколого-геохгтического картирования.

2.3.2. Нормативные показатели по оценке загрязнения окружающей среды.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ТРАНСПОРТА НА ЭКОСИСТЕМУ ПАРКА.

3.1. Интенсивность пылевых выпадений.

3.2. Состав и структура аэротехногенных аномалий.

3.3. Динамика загрязнения.

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ТЕРРИТОРИИ ПАРКА.

4.2. Загрязнение почв.

4.3. Загрязнение растительности.

4.4. Загрязнение донных отложений и поверхностных вод.

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОТ МКАД И ЕГО ОЦЕНКАЮ

5.1. Загрязнение тяжелыми металлами.

5.1.1. Пылевые выпадения.

5.1.2. Загрязнение почв.

5.1.3. Загрязнение растительности.

5.1.4. Загрязнение поверхностных вод и донных отложений.

5.2. Солевое загрязнение.

5.2.1. Загрязнение снегового покрова.

5.2.2. Загрязнение почв.

5.2.3. Загрязнение растительности.

5.2.4. Загрязнение поверхностных вод.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка воздействия промышленности и транспорта на экосистему национального парка "Лосиный остров""

НП "Лосиный остров" является одним из крупнейших лесных массивов, оказывающих благотворное влияние на экологию г. Москвы.

Состояние природного парка на протяжении многих лет является предметом пристального внимания общественности столицы и специалистов-экологов.

Национальный парк представляет собой сложную экосистему, в которой основную ценность представляют природно-ландшафтные комплексы истоков р. Яузы, лесная растительность и животный мир.

Антропогенное воздействие на экосистему природного парка в многолетнем аспекте носит как глобальный (изменение климата, состава атмосферы), так и локальный (нарушение природных ландшафтов, рекреационная нагрузка, изменение уровня грунтовых вод, загрязнение территории химическими элементами) характер.

Геохимическое загрязнение территории является одним из результатов многолетнего воздействие города на экосистему природного парка и по своим последствиям может рассматриваться в числе главнейших факторов, способствующих ухудшению состояния всех компонентов окружающей среды, сокращению видового состава и частичной деградации растительности и живых организмов.

На протяжении длительного периода на территории НП "Лосиный остров" проводятся систематические научные исследования по оценке техногенного воздействия и сложившейся экологической ситуации с целью принятия оптимальных решений и мер по сохранению этого уникального лесного массива.

Среди них можно выделить работы МОМГЭ ИМГРЭ 1977-1997 г.г. по эколого-геохимическому картированию г. Москвы, включающей площадь национального парка, исследования по геохимической оценке территории, проводимые с 1986 года Институтом прикладной геофизики им. акад. Фёдорова, Институтом водных проблем АН СССР и Научно-координационным отделом НП "Лосиный остров", Государственным научно-исследовательским институтом земельных ресурсов (с 1990 г.), многолетние исследования кафедры экологии и защиты леса МГУЛ, Международным институтом леса, МГУ им. Ломоносова, ВНИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства, Институтом физики Земли, Институтом лесоведения, а также ряд других работ, отраженных в соответствующих публикациях. Одной из заметных работ последних лет является комплексная оценка техногенного воздействия на национальный парк, выполненная АО "Прима-М" с привлечением широкого круга специалистов из других организаций (1998г.). Координацию всех работ на территории национального парка осуществляет его Дирекция во главе с А.И. Янгутовым. Реальный научный и практический вклад в решение проблем, связанных с состоянием и охраной окружающей среды внесли своими работами Е.Г. Мозолевская, С.Б. Самаев, Х.Г. Якубов, В.В. Нефедьев, Т.А. Соколова, А.В.Абатуров, В.И.Обыденников и др.

Научные исследования, выполненные кафедрой геохимии МГУ по заказу Международного института леса в период с 1998 по 2000 г., проводились в рамках разработки ГИС-проекта мониторинга лесных насаждений на территории национального парка "Лосиный остров" и преследовали цель эколого-геохимической оценки загрязнения компонентов окружающей среды.

Выполненная работа посвящена эколого-геохимической оценке загрязнения территории национального парка "Лосиный остров". В работе приведены краткие сведения о природной экосистеме парка и охарактеризовано современное состояние компонентов окружающей среды, находящихся под воздействием промышленности и транспорта.

Основным методом изучения загрязнения территории парка являлось эколого-геохимическое картирование. Оно производилось путем опробования различных сред (почв, вод, донных отложений, растительности, снегового покрова, пылевых выпадений из атмосферы) для выявления в них геохимических аномалий, которые тесно взаимосвязаны между собой и имеют техногенный характер.

Оценка загрязнения компонентов окружающей среды базируется на результатах полевых и аналитических исследований и картографировании геохимических аномалий. Воздействие на территорию парка многочисленных промышленных источников проявляется в интегральном характере загрязнения снегового покрова, почв, растительности, донных отложений и вод. В работе предприняты попытки поиска индикаторов, по которым выявляется загрязнение окружающей среды от промышленных предприятий различного профиля и транспортных магистралей.

Особое внимание в работе уделено оценке транспортного загрязнения в полосе, прилегающей к Московской кольцевой автодороге, которое в последние годы играет все более заметную роль в ухудшении состояния лесной растительности национального парка "Лосиный остров". Выделены два основных вида загрязнения: солевое, связанное с применением противогололедных препаратов, и тяжелыми металлами, попадающими в компоненты окружающей среды с выхлопами автотранспорта и пылью от автомагистрали. Показано, что основное воздействие на лесную растительность оказывает солевое загрязнение.

Работа выполнена на кафедре геохимии геологического факультета МГУ.

Целью работы являлось определение состава, форм нахождения, механизмов поступления химических элементов и оценка уровня и масштабов загрязнения компонентов окружающей среды в Национальном парке "Лосиный остров" в связи с произошедшими изменениями соотношения нагрузок от основных источников воздействия - промышленности и транспорта.

Основные задачи исследований:

1) изучение распределения химических элементов в снеговом покрове и пылевых смывах и выявление структуры и состава загрязнителей, поступающих на территорию парка;

2) определение форм нахождения и количества загрязняющих веществ, поступающих от основных источников загрязнения на территорию парка;

3) изучение распределения химических элементов и оценка количества загрязняющих веществ и форм их нахождения в почвах и растительности;

4) изучение распределения и форм их нахождения химических элементов в донных отложениях и водах;

5) определение уровня загрязнения компонентов окружающей среды, выявление участков парка с наиболее напряженной экологической ситуацией.

Практическая значимость работы заключается в том, что ее результаты, наряду с другими исследованиями и публикациями в этой области, привлекли внимание общественности, Правительства г.Москвы и специальных служб к ухудшению состояния зеленых насаждений, отчетливо проявившемуся в конце 90-х годов. На основании полученных результатов исследований автора и ее коллег было доказано, что основной причиной ухудшения состояния лесной растительности в столичном мегаполисе являются противогололедные препараты, что привело к их замене зимой 2001/2002 г.

Созданный при участии автора эколого-геохимический раздел ГИС-проекта "Лосиный остров" является основой для продолжающегося мониторинга на территории национального парка и средством для принятия обоснованных управленческих решений его дирекцией и научным отделом.

При выполнении работы автор использовал данные, полученные в результате полевых исследований, проведенных в 1998-2001 г.г. Основными видами полевых работ являлись эколого-геохимическое картирование территории парка и детальное картирование в районе МКАД с опробованием снегового покрова, почв, растительности, вод и донных отложений водотоков.

В основу диссертационной работы положены результаты анализов 570 почвенных проб, 34 почвенных вытяжек, 340 проб растительности, 77 проб пылевых смывов с листьев, 35 проб донных отложений, 72 проб речных и 60 проб снеговых вод, в которых определялись концентрации растворенных и взвешенных форм химических элементов.

Определение химического состава природных вод и содержаний в них микроэлементов в растворенной и взвешенной формах, химических свойств почв и содержаний в них подвижных форм металлов, содержаний Fe, Mn, РЬ и С1 в листьях березы и ели проводилось автором в лаборатории кафедры геохимии.

Автором проведена компьютерная обработка данных и построение карт геохимических аномалий. Результаты картографирования и аналитический банк данных являются самостоятельной частью ГИС-проекта "Лосиный остров", в создании которого автор принимал непосредственное участие.

Основные выводы докладывались на III экологической конференции студентов и молодых ученых вузов города Москвы «Охрана окружающей среды на пороге третьего тысячелетия в интересах устойчивого развития» в 1999 г., на эколого-геологической межвузовской студенческой школе в 2000 г. и на III Международном совещании «Геохимия биосферы» в 2001 г.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доценту Ю.Н.Николаеву и Т.В.Шестаковой за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы; Лубковой Т.Н. и Яникиевой O.E. за плодотворную совместную работу; Пчелинцевой Н.Ф. и Родионовой И.П. за помощь при выполеннии анализов; Митояну P.A., Аплеталину A.B. и Охапкиной Е.Ю. за содействие при написании и оформлении работы.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Маркова, Юлия Леонидовна

1.5. Воды

По территории парка протекают реки Яуза (с притоком р. Ичкой) и Пехорка. Река Яуза берет начало в Верхне-Яузском водно-болотном комплексе и пересекает парк по дуге с северо-востока на север-запад. Долина реки в верхнем течении выражена слабо, имеет заболоченную пойму. Русло спрямлено канавами, сток зарегулирован дамбами. Основным притоком р. Яузы является протекающая с юго-востока на северо-запад вдоль МКАД р. Ичка. Она берет свое начало у южной границы и впадает в р. Яузу за пределами парка. Река Пехорка протекает в восточной части парка. Она берет свое начало из расположенного там болота и не имеет постоянного водотока в верхнем течении.

Реки, протекающие на территории парка, имеют смешанное питание, в котором основную роль играет снеговое, а дождевое и грунтовые воды - подчиненное. Естественный режим уровней рек бассейнов Яузы и Пехорки характеризуется высоким весенним половодьем, летней и зимней меженью и кратковременными летними дождевыми паводками. Для поддержания уровня рек в периоды маловодья их питание осуществляется в результате сброса вод из водоканала через систему переключателей.

Грунтовые воды в пределах парка залегают близко к поверхности (1.5-6 м). Более глубокий уровень залегания грунтовых вод связан с развитием в восточной части парка флювиогляциальных отложений.

1.6. Ландшафты

Территория парка приурочена к ландшафтам моренно-водноледниковых, плоских и волнистых московских влажных и сырых равнин. В них преобладают абсолютные высоты в 140-150 м. [5] Их положение в краевых частях поднятий коренного фундамента, сложенного по повышениям песками с прослоями глин нижнего мела, а по понижениям - глинам с прослоями песков юры, обусловливает спокойный (слабоволнистый и плоский с отдельными холмами) рельеф с мощностью надморенных водноледниковых отложений до 9 м, повышенное увлажнение почв и более влаголюбивый облик растительности.

Для данных ландшафтов характерны местности моренно-водноледниковых равнин и местности водноледниковых равнин.

Первые обособились на основной поверхности рельефа коренных пород, сложенных песками нижнего мела и глинами юры. Доминантным урочищем являются плоские поверхности моренно-водноледниковых равнин с характерным нанорельефом

- чередованием повышений и понижений (+- 0,5-0,8 м), расплывчатой формы, плохо заметных на глаз, но хорошо - по более или менее влаголюбивой растительности.

С поверхности они сложены на повышениях водноледниковыми супесями, реже

- суглинками (0,3-1,7 м), подстилаемыми гравийными песками; в понижениях -водноледниковыми суглинками с прослоями таких же песков. С глубины от 0,3 до 9 м эта толща подстилается мореной, а иногда прямо ложится на коренные отложения. Это вызывает фациальную пестроту урочищ. На повышениях господствуют сосновые с примесью ели и дуба леса, черничные разнотравно-вейниковые, разнотравно-вейниковые и разнотравно-орляковые. Под ними развиты преимущественно слабоподзолистые (реже - среднеподзолистые) почвы глееватые, переходные к глеевым, местами глеевые. Там, где с поверхности залегают водноледниковые суглинки, можно встретить ельники с березой мергвопокрытные или широкотравные зеленомошные на слабоподзолистых глееватых почвах, переходных к перегнойно-подзолистым глееватым. Сосновые и еловые леса иногда замещены березняками.

Согласно ландшафтному описанию [1] на территории национального парка выделено более 40 видов ландшафтов. Их многообразие может быть сведено к пяти основным типам (рис.4):

1. Ландшафты моренных холмов, покрытые березняками, ельниками и липой, занимающие южную часть парка;

2. Ландшафты пологих склонов водно-ледниковой равнины, покрытые березняками с липой, сосной и дубом (юго-западная часть парка);

3. Ландшафты пологонаклонной ледниковой равнины, покрытые сосновыми и еловыми лесами (юго-восточная часть парка);

4. Ландшафты пологонаклонной ледниковой равнины, покрытые ельниками (северная часть парка);

5. Поименно-болотные ландшафты долины р. Яузы с березовым редколесьем.

Среди болотных ландшафтов преобладают многочисленные небольшие по площади болота, чаще всего переходного типа. Исключение составляет обширное Мытищинское болото в верховьях р.Яуза. Здесь отмечаются фрагменты болот всех трёх типов: верхового, переходного и низинного. Значительные территории болот осушены, распаханы или заняты под посадки лиственных и хвойных пород.

Фоновые значения химических элементов в различных типах ландшафтов приведены в табл.2.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате комплексных эколого-геохимических исследований на территории НП "Лосиный остров" было выявлено и оценено загрязнение в основных компонентах окружающей среды, находящихся под воздействием промышленных предприятий и транспорта.

Полученные данные по пылевым выпадениям из атмосферы за 1998-2000 г.г. свидетельствуют, что максимум нагрузки приходится на московскую часть парка и полосу, прилегающую к МКАД. Состав загрязняющих веществ в снеге и пылевых смывах с листьев включает в себя более 30-ти химических элементов, среди которых наибольшую опасность представляют тяжелые металлы и хлорид натрия.

Техногенное загрязнение почв охватывает практически всю территорию парка и соответствует минимальному и низкому уровню. Выше низкого уровня загрязнены почвы на 25% площади парка.

Основными загрязнителями почв являются цинк, свинец и никель, содержания которых превышают ПДК на 1/3 территории парка. К числу основных загрязнителей нами отнесена ртуть из-за ее существенного вклада в суммарный показатель, по которому проводилась оценка общего загрязнения почв. Второстепенными загрязнителями почв являются медь, хром, ванадий, марганец и олово.

Ассоциация загрязнителей, депонируемых почвами, отражают профиль основных источников воздействия: машиностроительной (Мп-Мо-М^-Сг), энергетической (У-№), электротехнической (8п-РЬ-2п-Си), электронной (Ag-Zn-Pb-Cu-Бп), полиграфической (гп-РЬ-А§-8п), химической (Сг, Zn, В1, БЬ, Щ) промышленности и транспорта (РЬ- №-2п).

Опасный уровень загрязнения выявлен в пределах территории парка на 11 участках, из них восемь расположены в краевых частях парка, а три - во внутренних.

Особую опасность в загрязненных почвах представляют подвижные формы тяжелых металлов. Доля подвижного свинца в аномалиях составляет 25-40%, а его содержания "повсеместно превышают ПДК, в том числе на участках со слабоаномальными валовыми концентрациями этого химического элемента. Достаточно велика доля подвижных форм цинка, никеля и марганца (до 15-20%), которые активно мигрируют в почвах и являются источниками загрязнения вод и растительности.

Важнейшей характеристикой загрязнения почв, подверженных техногенному воздействию, является величина рН. Возрастание щелочности почв связано с выпадением на их поверхность частиц, обогащенных кальцием, поступающим в атмосферу с выбросами промышленных предприятий и от объектов городского и дорожного строительства, широко развитого в прилегающих к парку районах.

Выявленная тенденция возрастания щелочности почв от центральных частей парка к периферии, наиболее отчетливо проявленная по направлению к городским кварталам Москвы, позволяет рассматривать рН среды в качестве индикатора загрязненности.

Многочисленные локальные источники загрязнения почв существуют на территории самого парка, особенно в его юго-западной части. К их числу относится спецобъекты, узкоколейные железные дороги, свалки металлолома, строительного и бытового мусора. В загрязненных почвах установлены максимальные концентрации подвижных форм и валовых содержаний Си, Ъп, РЬ, Мп, №, Сг и Ag.

Общее загрязнение растительности на территории национального парка характеризуется достаточно высоким уровнем.

Загрязнение березы по суммарному показателю оценивается как низкое -среднее. Среднее загрязнение приурочено к южным окраинампарка ¿"распространено в широкой полосе, прилегающей к МКАД, а также на севере, где оно тяготеет к окраинам г.Королева.

Основным элементам-загрязнителям березы являются Zn, Мп, Мо, Со, Ag и N1. Ассоциации химических элементов, накапливающихся в листьях березы на участках со средним и высоким уровнем загрязнения, в гораздо меньшей степени, чем почвы, отражают профиль расположенных поблизости промышленных предприятий. Заметную роль в этих ассоциациях играют химические элементы с низкими кларками в биосфере (Ag, Мо, Со).

Загрязнение ели химическими элементами по суммарному показателю соответствует преимущественно низкому уровню. Среднее загрязнение ели приурочено к краевым частям парка и к полосе, прилегающей к МКАД. Из крупных массивов еловых лесов наиболее сильное загрязнение выявлено в Мытищинском лесопарке (уровень загрязнения средний или низкий). В Алексеевском лесопарке сильное загрязнение елового леса характерно только для краевых частей. Его центральные части загрязнены в меньшей степени. На территории Лесопогонного лесопарка уровень загрязнения низкий.

Ель в наибольшей степени подверглась загрязнению Ъх\, Мп, РЬ, Мо, Бг и N1. Ассоциации химических элементов на участках среднего уровня загрязнения различаются по составу: в южных частях парка основными загрязнителями ели являются РЬ, №, Со, Ъп и Мо, в северных - Бг, РЬ и Хп. Состав элементов-загрязнителей закономерно сокращается при удалении от г. Москвы с одновременным уменьшением суммарного уровня загрязнения. Ассоциации элементов-загрязнителей в хвое ели слабо отражают профиль промышленного производства. В то же время, ассоциация загрязнителей РЬ, N1, Со и Ъа, однозначно свидетельствуют о преобладающей роли транспорта как источника загрязнения. Наиболее ярко транспортное загрязнение фиксируется аномалиями свинца.

В обеих видах растительности содержания цинка, марганца и никеля превышают избыточную токсичность в 12-70 % проб. Следует особо отметить, что состояние растительности по визуальным оценкам на таких участках не вызывает особых опасений.

В донных отложениях спектральным анализом выявлены повышенные содержания 24 химических элементов. По суммарному показателю установлен широкий диапазон изменения уровня загрязнения донных отложений: от 0 до 48,4.

Усредненные расчеты по трем основным бассейнам (Яузы, Ички и Пехорки) показывают, что уровень загрязнения донных отложений рек на территории национального парка преимущественно низкий. Низким уровнем загрязнения характеризуются донные отложения р. Пехорки ниже Пехоркинского пруда, р. Яузы у Ярославского шоссе, р. Ички у МКАД, Нехлюдова рукава.

К числу основных загрязнителей относятся цинк, фосфор и ртуть. Для этих химических элементов характерно образование потоков загрязнения протяженностью до 2-3 км.

Основным источником загрязнения донных отложений являются загрязненные снеговые воды и почвы, из которых химические элементы поступают в аллювий при снеготаянии и плоскостном смыве. Влияние сточных вод на загрязнение донных отложений имеет ограниченный характер и прослеживается только в тех водотоках, которые берут начало у границ парка вблизи расположенных там промзон (Нехлюдов рукав).

Загрязнение водоемов парка в целом является неопасным. Основными загрязнителями поверхностных вод этих водотоков являются хлориды, нитраты и сульфаты, из катионов - натрий, калий, кальций, аммоний, из тяжелых металлов - ртуть, кадмий, свинец, серебро, кобальт цинк, железо и марганец.

Наиболее загрязненными являются воды р.Ички. Минерализация вод на участке, где река протекает вблизи МКАД, в 2-4 раза превышает среднюю минерализацию в незагрязненных водоемах парка.

Повышение концентраций загрязнителей в водоемах происходит в результате их попадания с талыми и грунтовыми водами из почв в районе МКАД (р.Ичка - хлоридно-натриевый кадмиево - свинцовый тип загрязнения), со сточными водами г.Королева (Нехлюдов рукав - хлоридно-нитратный кадмиевый тип загрязнения) и талыми и грунтовыми водами с полей и дачных участков (р.Пехорка - аммонийно-мышьяковый тип загрязнения). Роль донных отложений как источника загрязнения вод не подтверждается произведенными расчетами.

Основной формой нахождения Бе, Мп и РЬ в водах является взвешенная (81,72 и 72%), остальных химических элементов-растворенная.

Проведенными работами установлено, что в полосе, прилегающей к МКАД, основную опасность для лесной растительности представляет загрязнение хлоридом натрия, применяемым при посыпке автомагистрали против обледенения.

Наиболее интенсивное загрязнение натрием и хлором установлено в почвах немосковской части парка, в районе центрального отрезка кольцевой автодороги.

Загрязнение почв хлоридом натрия отчетливо коррелируется с содержаниями хлора в листьях березы, которые на расстоянии 20-50 м от МКАД достигают 0.1-0.2%. В меньшей степени, такая корреляция характерна для ели, в хвое которой уровень концентраций в аналогичных точках составляет 0.05-0.07%. Накопление хлора в листьях и хвое в 3-8 раз превышает фон, что считается опасным уровнем загрязнения и способно привести к гибели лесной растительности.

Наряду с солевым отравлением, одной из причин ухудшения состояния растительности, является подщелачивание почв. В придорожной полосе МКАД, наиболее подверженной засолению, в некоторых точках установлены значения рН=8-9, что существенно превышает обычную для лесных дерново-подзолистых почв величину этого показателя (рН=5-5.5).

Экспериментально доказано, что одной из причин подщелачивания почв является солевое загрязнение, в результате которого происходит замещение ионами натрия протонов в почвенном комплексе. ""Загрязнение придорожной полосы МКАД тяжелыми металлами несколько уступает по своим масштабам солевому загрязнению.

Оценка пылевых выпадений в летний и зимний период показала, что в пыли присутствует широкий спектр химических элементов, среди которых к транспортному загрязнению имеют непосредственное отношение РЬ, Тх\, Сг, Мо. Основная масса пыли выпадает в полосе, шириной до 30-50 м, прилегающей к МКАД. При этом на немосковскую часть парка приходится 2/3 пылевых выпадений, что связано с преобладанием юго-западного направления ветров.

Распределение химических элементов в пылевых выпадениях дифференцированно по удалению от МКАД: Бе, Мп, V, Со - РЬ, Си, №, Сг - Сс1 - Иа, С1 - РЬ, Си, N1, Сг и определяется размерами переносимых частиц.

При оценке почвенного загрязнения установлено, что превышение уровня ПДК по свинцу существует на площади 2 км2, большая часть которой приходится на центральный и юго-восточный отрезки МКАД в немосковской части парка. Средняя ширина полосы загрязнения составляет здесь 150-200. Загрязнение проникает на глубину до 40 см, причем значительная доля свинца и цинка (до 20-40%) находится в виде подвижных форм.

Подсчеты количества основных загрязнителей показали, что в почве до глубины 40 см в пределах загрязненной площади накоплено до 20 т техногенного свинца и 40 т техногенного цинка.

Загрязнение растительности тяжелыми металлами охватывает большую площадь, чем загрязнение почв. Это связано с частичным поглощением загрязнителей напрямую листвой и хвоей деревьев. Выполненные эксперименты по обработке проб хвои ели хлороформом показали, что доля металлорганических соединений свинца, поступающего с выхлопами от автотранспорта и аккумулируемых растительностью, составляет 60-80%.

Основное загрязнение хвои ели свинцом зафиксировано с немосковской стороны МКАД. Ширина полосы загрязнения в районе ее центрального и юго-восточного отрезков достигает 400 м. Загрязнение цинком ели более симметрично и протягивается равномерной полосой с обеих сторон автомагистрали. Загрязнение березы свинцом выявлено непосредственно рядом с МКАД только в московской части парка. Степень концентрации тяжелых металлов в загрязненной хвое ели и листьях березы в среднем в 2-3 раза превышает фон, и уступает по своей интенсивности загрязнению растительности хлором, вследствие чего признано менее опасным.

Воздействие МКАД на лесную растительность фиксируется и по ряду других показателей (суммарному показателю загрязнения, отношению Fe/Mn в растительности), каждый из которых отражает существующее критическое состояние растений в полосе шириной 30-50 м и неблагоприятное - в полосе 150-200 м.

Сильному загрязнению хлоридом натрия и тяжелыми металлами, в результате воздействия МКАД, подверглись воды р.Ички. По наблюдениям, ведущимся с июня 1998 г., в период посыпки МКАД противогололедными реагентами содержания хлора и натрия в водах в 8-10 раз превышает ПДК. Превышения над ПДК этих загрязнителей зафиксировано и в летний период после проливных дождей. В несколько меньшей степени воды р.Ички загрязнены тяжелыми металлами, но и для них наблюдаются превышения содержаний над ПДК (кадмий) или существенные превышения их над фоном (свинец, цинк). Работой по эколого-геохимической оценке загрязнения территории ГНПП "Лосиный остров" заложена основа для проведения мониторинга окружающей среды на основе современных ГИС-технологий.

Система мониторинга за состоянием окружающей среды должна включать:

- контроль за состоянием почв и донных отложений, как основных сред, депонирующих загрязнение от промышленных предприятий и транспорта в долговременный период - раз в 10 лет;

- контроль за состоянием лесной растительности, как основного богатства национального парка - раз в 10 лет по основным видам растительности, что не исключает вовлечения в систему мониторинга других видов, в том числе редких;

- контроль за поверхностными водами - раз в 2-3 года, включая поиски источников сливов и утечек из канализационных систем;

- контроль за пылевыми выпадениями из атмосферы - раз в 2-3 года с параллельным контролем за выбросами предприятий - основных источников загрязнения.

Таким образом, защищаемыми в работе являются следующие положения:

1. Современные пылевые выпадения из атмосферы являются основным источником поступления на территорию парка загрязняющих веществ, характеризуются различной интенсивностью (от 11 до 135 кг/км2 зимой и до 459 кг/км2 в сутки летом) и широким спектром загрязнителей (более 20 х. э.). Наиболее высокие коэффициенты концентрации в пыли имеют Ag, Со, Pb, W, Zn и Си.

2. В составе современных выпадений из атмосферы установлена возросшая роль транспортного загрязнения, уровень и масштабы которого по некоторым элементам приближаются к промышленному. Доля транспортной составляющей в пылевых выпадениях на территории парка с 1987 по 2000 год увеличилась почти в два раза, с 11% до 19%.

3. Загрязнение почв от промышленных предприятий прослеживается на расстояние до 3 км в глубину парка, максимально в его краевых частях и соответствует слабому и среднему уровню. Состав техногенных аномалий в почвах отражает профиль наиболее крупных предприятий промышленных зон, расположенных у границ парка: машиностроительный (Мп, Мо, N1, Сг); энергетический (V, N1); электротехнический (Ag, Ъа., N1, РЬ, Си, 8п), полиграфический (¿п, РЬ, Ag, 8п) и химический (Сг, Ъа., В1, 8Ь, Нв).

4. Загрязнение растительности в общем плане повторяет пространственную структуру загрязнения почв, превосходя последнее по интенсивности. Основными загрязнителями растительности являются А§, Со, Мо, РЬ, Zn, N1, Мп и Бг. Наиболее высокую степень концентрации в растительности обнаруживают химические элементы с низким фоном: Ад, Со, и Мо, которые могут напрямую поглощаться из атмосферы. Наличие значимых корреляционных связей между содержаниями подвижных форм Zn, Мп, РЬ и 8г в почвах и их содержаниями в растительности свидетельствует, что основная масса этих элементов поступает из загрязненных почв.

5. Уровень загрязнения донных отложений водотоков парка характеризуется как низкий, к числу основных загрязнителей донных отложений относятся Zn и Р. Загрязнение речных вод фиксируется в следующих объектах: р.Ичка - хлоридно-натриевый кадмиево-свинцовый тип загрязнения (противогололедные препараты, автотранспорт), Нехлюдов рукав - хлоридно-нитратный кадмиевый тип загрязнения (сточные воды г.Королева), р.Пехорка - аммонийно-мышьяковый тип загрязнения (поля и дачные участки). Основной формой нахождения Бе, Мп и РЬ в водах является взвешенная (81,72 и 72%), остальных химических элементов-растворенная.

6. Распределение химических элементов в пылевых выпадениях дифференцированно по удалению от МКАД: Бе, Мп, У, Со - РЬ, Си, N1, Сг - Сё - Иа, С1 - РЬ, Си, N1, Сг и определяется размерами переносимых частиц. Транспортное загрязнение в почвах и растительности характеризуется двумя ассоциациями элементов: солевые компоненты (Ъ1а, С1) и тяжелые металлы (РЬ, Zn, N1). Солевое загрязнение по своим масштабам и интенсивности превосходит загрязнение тяжелыми металлами и является основной причиной деградации почв и растительности на участках, прилегающих к транспортным магистралям.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Маркова, Юлия Леонидовна, Москва

1. «Лосиный остров». Заповедники СССР. Национальные парки и заказники. СоколоваВ.Е., Сыроечковского Е.Е. -ред. М.: APF, 1996. с. 11-34

2. Абатуров A.B., Кочевая О.В., Янгутов А.И. 150 лет Лосиноостровской даче. М.:Аслан, 1997.240 с.

3. Алексахин P.M., Гольцев В.Ф., Карпачевский Л.О. О поведении в почвах и распределении в древесной растительности щелочных и щелочноземельных элементов.// Почвоведение 1970. № 5. с. 73-83

4. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. 627 с.

5. Анненская Г.Н., Жучкова В.К., Калинина В.Р. и др. Ландшафты Московской области и их современное состояние. Смоленск: СГУ, 1997. 296 с.

6. Аржанова B.C., Елпатьевский П.В. Геохимия ландшафтов и техногенез. -М.:Наука, 1990. 198 с.

7. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.:МГУ.1970. 488с.

8. Башкин В.Н., Евстафьева Е.В., Снакин В.В. и др. Биогеохимические основы экологического нормирования -М.: Наука, 1993. 304 с.

9. Блэк К.А. Растение и почва. М.: Колос, 1973. 503 с.

10. Вомперский С.Э. Биологическая продуктивность лесов Поволжья. М.: Наука, 1982.224 с.

11. Вомперский С.Э., Уткин А.И. Вертикально-фракционное распределение фитомассы в лесах. М.: Наука, 1986. 278 с.

12. Временная инструкция по технологии зимней уборки проезжей части улиц и проездов с применением химических противогололедных реагентов и щебня фракции 2-5 мм. Утверждена нач. управл. Ком. хоз. и благоустр. Правительства Москвы. 1997.

13. Геохимия окружающей среды. Авт: Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. М.:Недра. 1990.335с.

14. Головин A.A., Самаев С.Б., Соколов Л.С. Опыт мониторинга техногенного загрязнения почв г.Москвы // Разведка и охрана недр.

15. Гуляева Н.Г. Методически рекомендации по эколого-геохимической оценке территорий при проведении многоцелевого геохимического картирования масштаба 1:1 000 000 и 1:200 000. -М.: ИМГРЭ, 2002,72 с.

16. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеяние. М.: Мысль, 1983. 282с.

17. Добровольский В.В. Свинец в окружающей среде. -М., 1987.

18. Елпатьевский П.В., Аржанова B.C. Поглощение химических элементов древесной растительностью в различных эколого-геохимических условиях.// Почвоведение. 1984. № 4. с.117-125

19. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. Справочник. В 6-ти кн. Буренков Э.К. ред. М.:Недра. 1994-1997.

20. Исследование состояния природных комплексов парка. Отчет НИЛ ГПНП "Лосиный остров". М.1990.

21. Кабата-Пендиас А., Пендиас X. Микроэлементы в почвах и растениях. М.: Мир, 1989. 439с.

22. Касимов Н.С. Экогеохимия городских ландшафтов. М.: МГУ, 1995. 336 с.

23. Ковалевский А.Л. Биогеохимические поиски рудных месторождений. 2-е изд. М.: Недра, 1984. 176 с.

24. Лепнева О.М., Обухов А.И. Поступление загрязняющих веществ в снежный покров и почвы городских газонов// Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 1988. №3. с. 17-20

25. Лихачева Э.А. Смирнова Е.Б. Экологические проблемы Москвы за 150 лет. М., 1994. 248 с.

26. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 447 с.

27. Маилянц В.К., Миронова A.B. Москва из космоса// Разведка и охрана недр. 1997. №8-9.с.75-80.

28. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территорий городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982.

29. Мозолевская Е.Г. Результаты оценки и динамики состояния зеленых насаждений и городских лесов Москвы в 1998 г.// Лесной вестник. 1999. №2. с.183-188.

30. Морозова И.А., Москаленко H.H. «Горячие точки» отечественного эколого-геохимического картирования и картографирования.// Прикладная геохимия. Выпуск 2. Экологическая геохимия. Сборник статей. Буренков Э.К. ред.- М.: ИМГРЭ, 2001,514 с.

31. Назаров И.М., Фридман Ш.Д., Ренне О.С. Использование сетевых снегосъемок для изучения загрязнения снежного покрова.// Метеорология и гидрология. 1978. № 7. с. 74-78

32. Николаевский B.C., Васина И.В., Николаевская Н.Г. Влияние некоторых факторов городской среды на состояние древесных пород// Лесной вестник. 1998, №2.

33. Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды. Справочный материал. С.-П.: Научно-технический центр "АМЕКОС", 1994.

34. Обухов А.И., Лепнева О.М. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде.// Почвоведение. 1988. № 5. с. 65-73

35. Обухов А.И., Лепнева О.М. Экологические последствия применения противогололедных соединений на городских автомагистралях и меры по их устранению.// Экологические исследования в Москве и Московской области. М.,1990. с. 197-202.

36. Оценка экологического состояния городских территорий на основе комплексных методов исследований// Экологический вестник. М.: Изд-во МГУ, 2001. № 4.

37. Парибок Т.А., Сазыкина H.A., Тэмп Г.А. и др. Содержание металлов в листьях деревьев в городе// Ботанический журнал. 1982, №11. С.1533-1539.

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

39. Перельман А.И. Геохимия. Учебн. для геол. спец. вузов 2-е изд. М.: Высшая школа, 1989.527с.

40. Ратанова М.П., Остапенко Л.С. Определение экономического ущерба от влияния хозяйственной деятельности на территорию НП "Лосиный остров"// Вест. Моск. ун-та. сер.5. География. 1991. №2.

41. С.А. Воробьев, С.Б. Самаев. Ореолы загрязнения автотранспортных магистралей// Вестн. Моск. ун-та. сер. 4. Геология. 2002. № 6. с. 47-53

42. Садовникова JI.K., Зырин Н.Г. Показатели загрязнения почв тяжелыми металлами и неметаллами в почвенно-химическом мониторинге.// Почвоведение. 1985. № 10. с. 84-89

43. Сборник нормативных актов. Выпуск 2. "Охрана почв". М.: РЭФИА, 1996.

44. Скурлатов Ю.И., Дука Г.Г., Мизити А. Введение в экологическую химию. Уч.пособие для хим. и хим.-техн.спец.вузов. М.: Высш.шк.,1994. 399с.

45. Соколова Т.А. Экологическая оценка территории государственного природного национального парка "Лосиный остров". Авт. дисс. на соиск. уч. степ.канд.геогр.наук. М., 1995.

46. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. Соловов А.П.-ред. М.: Недра, 1990. 335с.

47. Фридман Ш.Д., Василенко В.Н. Мониторинг загрязнения снежного покрова. -М„ 1985.

48. Экзарьян В.Н., Бан A.A. Изучение закономерностей формирования геохимических аномалий в почвах ГПНП "Лосиный остров".

49. Экология и охрана природы Москвы и Московской области. Сборник науч. тр. Садовничий В.А., Ушаков С.А.- ред. М.: Изд-во МГУ, 1990. 237 с.

50. Якубов Х.Г. Влияние промышленных предприятий на состояние национального природного парка "Лосиный остров"// Проблемы промышленных мегаполисов. с.4-8

51. Bowen H.J.M. Environmental Chemistry of the Elements / Academic Press 1979 / London-New-York-Toronto-Sydney-San Frencisco