Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Развитие техногенного загрязнения г. Томска тяжелыми металлами по данным изучения приземного слоя атмосферы и депонирующих сред

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Развитие техногенного загрязнения г. Томска тяжелыми металлами по данным изучения приземного слоя атмосферы и депонирующих сред"

На правах рукописи

РГБ

ИЛЬЧЕНКО НАТАЛИЯ ВИКТОРОВНА

РАЗВИТИЕ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ г. ТОМСКА ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ АТМОСФЕРЫ И ДЕПОНИРУЮЩИХ СРЕД

11.00.11 - охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск-2000

Работа выполнена в Томском государственном университете на кафедре минералогии и геохимии

Научный руководитель:

кандидат геолого-минералогических наук,

профессор А.И. Летувнинкас (ТГУ, г. Томск)

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

A.B. Мананков (ТГАСУ, г. Томск)

кандидат геолого-минералогических наук, Е.Г. Язиков (ПТУ, г. Томск)

Ведущее предприятие

Комитет природных ресурсов по Томской области (г. Томск)

Защита состоится 27 декабря 2000 г. в 1500 час. на заседании диссертационного совета Д 063.53.09 в Томском государственном университете (634050, г. Томск, пр. Ленина, 36, ауд. 119).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке ТГУ.

Автореферат разослан 1С. 4 1 2000 г.

Отзывы на автореферат (в 2-х экз., заверенные печатью) просьба направлять по указанному адресу Ученому секретарю совета или по факсу (382-2)

415-585:

Ученый секретарь диссертационного совета, канд. геол.- минерал, наук

Н.И. Савина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Напряженность экологической ситуации в нашей стране, и в частности в Сибири, известна давно, и поэтому, одной из важных задач настоящего времени является организация мониторинга, определения наиболее критических источников и факторов воздействия на биосферу и здоровье населения. Причем характер этих исследований должен быть не только региональным, но и локальным (Ю.А.Израэль, 1984).

В Сибири в связи с повышенной уязвимостью природы, с неблагоприятными метеоусловиями, способствующими загрязнению атмосферного воздуха, и другими факторами проблема мониторинговых наблюдений стоит очень остро. Известен ряд работ, затрагивающих этот аспект в природоохранной деятельности в целом по стране (Ю.А. Израэль и др., 1978, 1983; В.Н. Василенко и др., 1985). Большое внимание уделяется исследованию атмосферных (в том числе, снеговых) осадков. Начиная с 1980 г. в результате снегомерной съемки получены данные о выпадении пыли и ее составляющих на территории СССР (И.М. Назаров и др., 1978; Н.Ф. Глазовский и др., 1983; P.A. Бабаянц, 1984).

Что касается Сибири, и конкретно г. Томска, где снеговая съемка проводилась, начиная с 1974 г. (А.П. Боярюша и др., 1976, 1978, 1984,1988), то в течение последних двадцати лет было опубликовано немало монографий, статей и отчетов, затрагивающих вопрос организации мониторинга выпадений атмосферного аэрозоля (А.П. Бояркина, 1985; В.В. Байковский и др., 1989; А.И. Летувнинкас, A.B. Квасников, 1992; А.И. Летувнинкас, В.Е. Хохлов, 1992; Е.Г. Язиков и др., 1996).

Но в большей части работ рассматриваются возможности организации и результаты мониторинга выпадений фонового аэрозоля на территории Сибири, и лишь незначительное количество публикаций затрагивает проблему изучения загрязнения окружающей среды техногенными выбросами в атмосферу промышленными центрами (А.И. Летувнинкас,

A.B. Квасников, 1996). Так, в монографии "Аэрозоли в природных планшетах ..." (А.П. Бояркина и др., 1993) приводятся результаты исследования атмосферных выпадений пыли и ее составляющих на основании природных планшетов - снегового покрова и торфяной залежи в г. Томске н его окрестностях. Также дана характеристика интенсивности выпадения атмосферных примесей как по площади, так и во времени. Выделены зоны повышенной экологической опасности, сделан прогноз атмосферных выпадений до 2000 года.

Большая роль в мониторинге окружающей среды отводится изучению химических элементов, особенно тяжелых, металлов, которые в списке приоритетности занимают одно из ведущих положений (Ю.А. Израэль и др., 1980). Имеется ряд работ, в которых показано, что основным поставщиком тяжелых металлов в атмосферный воздух является техногенный аэрозоль (В.В. Фет, 1961; Е.К. Вульфсон и др., 1978; В.В. Добровольский, 1998). Так, в снеговом покрове окрестностей г. Томска выделено более тридцати лимитирующих показателей вредности, в том числе тяжелые металлы (А.П. Бояркина и др., 1978, 1980,1985; А.И. Летувнинкас, В.Е. Хохлов, 1992; Е.Г. Язиков и др., 1996).

Значительная пространственная и временная изменчивость состояния аэрозоля в атмосферном воздухе приводит к необходимости применения различных методов его исследования (В.А. Ковда, A.C. Керженцев, 1980), в частности, лазерное и лидарное зондирование (В.Е. Зуев, М.В. Кабанов, 1977; Б.Д. Белан, 1992; Ю.С. Балин, А.И. Разенков, 1993).

_В последние годы возросло число работ по изучению состояния

городских ландшафтов как в СНГ, так и в других странах. В частности, получено большое количество данных об уровнях загрязнения атмосферы и растительности.

Велика роль техногенного аэрозоля и в формировании элементного состава почв. Известен ряд работ, посвященных аэрозольному загрязнению почв тяжелыми металлами в окрестностях городов и отдельных

промышленных предприятий, закономерностям распределения токсикантов в почвах в зависимости от удаленности от промышленных предприятий и автомагистралей (Т.Д. Белицына, И.А. Салпагарова, 1980; В.А. Ковда, 1982; Г.К. Вертинская и др., 1988; М.Г. Агаркова, 1991; В.Н. Макаров, 1994; «Геохимия...», 1990; «Экогеохимия городских...», 1995; А.И. Перельман, Н.С. Касимов, 1999; и др.).

Имеется также ряд работ, характеризующих особенности загрязнения почво-грунтов тяжелыми металлами на территории бывшего СССР, и в частности, Сибири (О.И. Лепнева, А.И. Обухов, 1990; Ю.Г. Покатилов, 1993; H.A. Росляков и др., 1996; М.С. Панин, 1999) и в г.Томске (A.B. Квасников, H.A. Сазонтова, 1994; Л.П. Рихванов и др., 1993, 1995). Однако в большинстве из них упор делается на почвенно-химический мониторинг, отражаются особенности качественного и количественного загрязнения почв, и в первую очередь их верхнего горизонта (Л.В. Рохмистров, 1986; Л.К. Садовникова, 1989; Л.П. Рихванов, Е.Г. Язиков, 1992).

В настоящее время ведется интенсивная разработка теоретических основ учения о городских экосистемах и роли в них почв. Широко известна монография голландского ученого А.Винка (A.P.A.Vmk, 1983), в которой большое внимание уделено урбанизированным экосистемам. В последние годы вышли сборники, посвященные городским почвам в Японии, Германии, Англии и других странах (Craul, 1992; Тугжжавын Оюнчимэг, 1998).

В то же время только незначительная часть этих работ посвящена генезису и свойствам городских почв. Среди большого количества публикаций, содержащих информацию о химическом состоянии городских почв, лишь единичные касаются вопросов геохимии тяжелых металлов в почвенном профиле в условиях промышленного города. Остается слабо разработанной классификация нарушенных почв и почвенных горизонтов (Н.Ф. Мырлян и др., 1992; Н.С. Касимов, И.А. Перельман, 1993; Н.С. Касимов, 1995; А.И. Летувнинкас, 1998). Наиболее полно эти вопросы затронуты в книге «Почва, город, экология», вышедшей в 1997г. Здесь

обсуждаются принципиальные теоретические аспекты экологии городских почв: генезис и свойства, их роль в городских экосистемах, экологические функции, изменение свойств под воздействием человека. Особое внимание уделяется специфичности геохимических потоков в городских условиях и техногенному загрязнению почв: составу элементов, влиянию загрязнения на свойства почв и др.

Аналогичные исследования городских почв проведены Д.С. Обуховым (1989), рассмотревшим закономерности распределения тяжелых металлов вдоль автомагистралей и внутри крупных парков г. Москвы, формы соединений микроэлементов в почвенных профилях. Подробных работ, освещающих генезис, свойства городских почв по Западной Сибири и, конкретно, по г. Томску, нет.

В целом, можно отметить, что практически все публикации, касающиеся мониторинга промышленного города, загрязнений атмосферного воздуха и почво-грунтов, закономерностей распределения в них микроэлементов техногенного происхождения, имеют отношение к Центральной России, к крупным городам Сибири и Урала. Очень мало подобных исследований, особенно комплексных, проводилось на территории г. Томска, а по некоторым аспектам они практически отсутствуют и по сей день.

Естественным образом возникает необходимость продолжения работ по контролю качественных и количественных характеристик чистоты атмосферы г.Томска с использованием ранее апробированных методик и _внедрением новых методов в систему экологического мониторинга._

Цель работы:

На основании использования данных наземного мониторинга основных депонирующих сред (снеговой покров и почво-грушы) дать экогеохимическую характеристику загрязнения окружающей природной среды г.Томска техногенной пылью и тяжельми металлами, оценить интенсивность притока загрязняющих веществ на подстилающую

поверхность и разработать методику экогеохимического изучения техногенного воздействия на урболандшафты с использованием результатов лидарного зондирования.

В рамках достижения данной цели решались следующие задачи: 1 .Разработать и апробировать комплекс экогеохимических методов по использованию информации, полученной в результате лидарного зондирования для выявления зон техногенного загрязнения окружающей среды.

2.Сопоставить результаты наземного мониторинга с данными, полученными при лидарном зондировании.

3.Изучить уровень накопления и геохимические особенности радиального распределения тяжелых металлов в почвенном профиле в условиях г. Томска.

4.Выявить временную динамику загрязнения техногенной пылью и тяжелыми металлами на исследуемой части территории г.Томска и в пределах конкретных техногенных полей загрязнения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Параметры пространственного распределения концентраций аэрозоля в атмосфере, полученные при лидарпом зондировании в зимних условиях, хорошо коррелируют с результатами наземной снеговой съемки и позволяют проводить оценку количественных характеристик загрязнения приземного слоя атмосферы (интенсивности выпадения аэрозоля и скорости его оседания на подстилающую поверхность).

2. Скорость оседания загрязняющих веществ го атмосферы на подстилающую поверхность на основании данных лидарного зондирования и наземной снеговой съемки в пределах изученной части г.Томска составляет в среднем 2 см/сек, что необходимо учитывать при прогнозировании пространственной структуры и характера техногенных геохимических аномалий аэрозольной природы.

3. Использование снегового покрова для решения основных, задач мониторинга загрязнения окружающей среды даже в относительно короткий

срок (в данном случае три года) позволяет дать объективную оценку объема и экогеохимических особенностей аэрозольных выпадений в черте промышленного города.

4. Миграция и накопление тяжелых металлов в почвенном профиле в условиях урболандшафта отличаются от таковых в естественных условиях и, в конечном итоге, определяют уровень техногенного загрязнения и характер возникающих техногенных геохимических аномалий в почвах.

Научная новизна и теоретическая значимость работы:

1.Впервые для г.Томска проведен сравнительный анализ результатов двух методик изучения техногенного загрязнения приземной атмосферы: лидарного зондирования и основанной на исследовании природного планшета - снегового покрова.

2. Доказано дифференциальное проникновение микроэлементов техногенного происхождения вглубь почвенного профиля в условиях г.Томска (до 70-80 см).

3. Установлено, что под влиянием техногенных факторов кислые зональные почвы южно-таежной зоны ощелачиваются и нередко подвергаются оглеению, что существенно сказывается на поведении в них многих микроэлементов ввиду появления специфических техногенных геохимических барьеров.

4.Обоснован и апробирован метод вычисления скорости осаждения аэрозольных частиц из атмосферы на подстилающую поверхность с использованием карт лидарного зондирования, позволяющий определять интенсивность притока загрязнения в любое время года и оценивать вклад в общее загрязнение отдельных его источников.

5. Впервые для г.Томска проведена оценка изменения площадей участков с разной степенью пылевого загрязнения на изученной части города в течение 1996-1998 гг.

Публикации по теме диссертации: По теме диссертации опубликовано 4 статьи и 10 тезисов докладов.

Практическая значимость работы:

1.Впервые проведено исследование содержания микроэлементов во всех почвенных горизонтах в условиях г. Томска

2.Проведена оценка аэрогенного притока загрязняющих веществ от предприятий: ГРЭС-2, Домостроительный комбинат, объединение «Эмальпровод», 32-й цех Томского завода резиновой обуви в летний период.

3. Предложена комплексная методика контроля состояния приземной атмосферы и депонирующих сред для условий промышленного города, пригодная для круглогодичного использования.

Апробация результатов работы:

- Материалы исследований доложены и обсуждены на: научной конференции, посвященной 75-летию геологического образования в ТГУ (Томск, 1996), Международной конференции «Сопряженные задачи механики и экологии» (Томск, 1996), Первом международном научном симпозиуме «Молодежь и проблемы геологии» (Томск, 1997), Международной конференции «Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий» (Томск, 1999) Втором международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2000), Международном симпозиуме «Еп\агопш-2000», конференции «Проблемы геологии и геохимии юга Сибири» (Томск, 2000).

Объем и структура диссертации:

- Диссертация состоит из введения, б глав, заключения, списка использованной литературы, включающего 174 работы отечественных и иностранных авторов, приложений.

- Диссертация изложена на 124 страницах текста, содержит 35 таблиц, иллюстрирована 52 рисунками и схемами.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования:

- Основными блоками исследования были:

1) Выявление взаимосвязи между результатами наземной снеговой съемки и картами, полученными с помощью лидарного зондирования в ИОА СО РАН г.Томска.

2) Мониторинг техногенного загрязнения снегового покрова.

3) Изучение геохимических особенностей поведения тяжелых металлов в почвенных профилях на территории г.Томска.

- Работа выполнялась преимущественно в центральной и южной частях г. Томска. Основной объем фактического материала получен в ходе натурных исследований в 1996-1998 гг. Всего автором отобрано и обработано 130 снеговых и 135 почвенных проб.

- Помимо традиционных методов геоэкологических исследований автором предложена и апробирована новая методика, основанная на комплексном изучении загрязнения атмосферы с применением наземного мониторинга и дистанционного контроля с помощью лазерного оптического локатора (лидара) «ЛОЗА-З».

- В ходе камеральных работ использовались современные программные системы и средства создания и управления базами данных, систематизации и обработки эколого-геохимической информации на ПЭВМ. Графические построения выполнены с помощью пакетов прикладных программ: «Surfer», «Origin», «Designen>, «Statistica».

Основные результаты исследования

1.Первое защищаемое положение Параметры пространственного распределения концентраций аэрозоля в атмосфере, полученные при лидарном зондировании в зимних условиях, хорошо коррелируют с результатами наземной снеговой съемки и позволяют проводить оценку количественных характеристик загрязнения приземного слоя атмосферы (интенсивности выпадения аэрозоля и скорости его оседания на подстилающую поверхность).

Сопоставление данных наземных исследований загрязнения снега в черте г.Томска, в частности, вокруг его промышленных центров, и

двумерных пространственных карт, полученных с помощью лидарного зондирования атмосферы и отражающих распределение оптико - физических параметров (коэффициент рассеяния - массовая концентрация) аэрозольных загрязняющих полей в воздушном бассейне городского района, свидетельствует о наличии определенного соответствия между ними: в общих чертах шлейфы промышленных выбросов совпадают с ореолами пылевых выпадений на снег и имеют притяжение к расположению мощных источников атмосферных загрязнений. Обнаруженное соответствие подтвердилось при изучении техногенного загрязнения одного из районов г.Томска. При наземной снеговой съемке, проведенной в 1996г., был выделен ряд ореолов загрязнения различной формы и площади, соответствующих действующим промышленным предприятиям: ГРЭС-2, домостроительному комбинату, заводу «Эмальпровод» и ряду более мелких загрязнителей атмосферы. В процессе лидарного зондирования, проводимого зимой того же года, были выявлены следы шлейфов крупных предприятий, однако «привязка» шлейфов до недавнего времени никем не проводилась. Сравнение карты-схемы загрязнения снегового покрова и карты, отражающей распределение концентраций аэрозоля в приземном слое атмосферы, позволило сделать вывод, что это шлейфы выбросов тех же выше упомянутых источников.

Возможность оценки объемной концентрации аэрозоля в шлейфе промышленных выбросов, основанной на информации об его оптических параметрах, позволяет рассчитать скорость осаждения примеси, используя формулу:

о — 1/С„, (1)

где I- интенсивность притока загрязнения, мг/м2*сут; С„ -объемная концентрация, мг/м3; и -скорость оседания аэрозоля, м/с .

При наличии возможности расчета скорости оседания загрязнителя на любом участке исследуемого района можно решить еще ряд сопутствующих задач.

Так, если скорость оседания примеси летом условно принять равной скорости ее выпадения зимой, то можно также определить интенсивность притока загрязнения за летний (или какой-либо другой) период по формуле (2):

1= Су* и. (2)

В табл. 1 отражены результаты расчетов интенсивности пылевого загрязнения летом 1996 г. в одном из районов г.Томска.

Таким образом, информация, полученная в результате лидарного зондирования позволяет выделять участки слабого, умеренного и интенсивного техногенного воздействия; определять зоны городских территорий, в которых с помощью наземного мониторинга необходимо проводить более детальный контроль качественных и количественных характеристик чистоты атмосферы. С помощью карты, отражающей распределение аэрозольной концентрации, возможна оценка интенсивности притока загрязняющих примесей в любое время года.

Таблица 1. Интенсивность выпадения пыли на подстилающую поверхность в летний

период

Предприятие Интенсивность выпадения пыли

мг/м^сек мг/мг*суг

ГРЭС-2 ЗПО'1 260

ДСК 7,6*10'3 657

«Эмальпрогод» 6,8*10'3 588

Таким образом, доказано, что установленная пространственная корреляционная связь между параметрами распределения концентраций аэрозоля в атмосфере, полученными посредством лидарного зондирования, и

результатами наземной снеговой съемки, позволяет проводить оценку интенсивностей выпадения и скоростей оседания загрязнителей на подстилающую поверхность.

2. Второе защищаемое положение Скорость оседания загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность на основании данных лидарного зондирования и наземной снеговой съемки в пределах изученной части г.Томска составляет в среднем 2 см/сек, что необходимо учитывать при прогнозировании пространственной структуры и характера техногенных геохимических аномалий аэрозольной природы.

В большинстве работ, посвященных вопросу оценки скорости оседания загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность (М.Е. Берлянд, 1975; Э.П. Махонько,1980; В.Н. Василенко, 1985), величина о определяется экспериментально и составляет 0,01-0,04 м/с.

Для оценки скорости оседания примеси расчетным путем автор использовал результаты измерешм аэрозольных загрязнений с помощью лидара и наземной снеговой съемки (табл.2).

Таблица 2. Значения скорости оседания аэрозоля

Предприятие Скорость оседания, м/с

шах тш средняя

ГРЭС-2 0,026 0,011 0,015

ДСК 0,022 0,016 0,018

«Эмальпровод» 0,024 0,015 0,016

Экспериментальные исследования атмосферного воздуха во многих городах СНГ (М.Е. Берлянд,1975; В.Н. Василенко, 1985) говорят о приемлемости полученных автором оценок (2 см/сек) (см. табл.2).

Принципиально важным является то, что с помощью формулы (2), при наличии карт лидарного зондирования и условно принятой за постоянную

скорости выпадения аэрозоля возможна оценка вклада любого отдельно взятого промышленного предприятия в общее загрязнение. Если подобные расчеты проводить по всем зафиксированным на карте шлейфам и суммировать полученные результаты, можно оценить интенсивность притока загрязнения круглогодично в целом по городу.

Современные методы и аппаратура позволяют оценить объемную концентрацию аэрозоля не только во всем шлейфе, но и в его поперечных сечениях на любом удалении от источника выбросов. Следовательно, появляется возможность определения зависимости интенсивности выпадения примеси от расстояния от источника загрязнения (рис.1). Как видно из графика, в ядре атмохимической аномалии происходит резкое убывание концентрации загрязнения по мере удаления от источника выбросов (труб ГРЭС-2), в то время как за его пределами содержание загрязнения уменьшается достаточно плавно.

Рис.1. Зависимость интенсивности выпадения аэрозоля от удаления от источника

загрязнения (ГРЭС-2) в направлении господствующих ветров_

Сопоставление графика, полученного расчетным путем, с опубликованными ранее данными подфакельных наблюдений («Геохимия...», 1990) обнаруживает между ними внешнюю схожесть. В обоих случаях наблюдается близкий характер структуры загрязнения. Выделяются две зоны: ближняя, где происходит резкое убывание

1.МГ/М "сут 1400

сзэ .

■иГ>Ш,[>,»>11,11Ш1,1»111Ш1»(11и»111---,---,---(--

0 200 400 600 800 10ОО 1200 1400 1800

концентрации аэрозоля, и дальняя - где содержание примеси уменьшается плавно.

Таким образом, на основании дашшх лидарного зондирования атмосферы и наземной снеговой съемки в пределах изученной части г.Томска скорость оседания аэрозоля на подстилающую поверхность составила в среднем 2 см/сек. Возможность оценки скорости выпадения загрязнения из атмосферы позволяет отслеживать интенсивность его выпадения в любой точке, определять вклад отдельных источников в общее загрязнение атмосферы и, следовательно, прогнозировать пространстве1шую структуру и характер техногенного загрязнения аэрозольной природы.

3. Третье защищаемое положение Использование снегового покрова для решения основных задач мониторинга загрязнения окружающей среды даже в относительно короткий срок (в данном случае три года) позволяет дать объективную оценку объема и экогеохимических особенностей аэрозольных выпадений в черте промышленного города.

Снеговой покров с эколого-геохимической точки зрения представляет собой депонирующую распространяющиеся воздушным путем загрязнения среду, хранящую важнейшую информацию об уровне и характере загрязнения территорий.

На рис.2 показано изменение интенсивности пылевой нагрузки в период проведения исследований в 1996-1998 гг.

Высокая запыленность снега в целом по городу и в районах зафиксированных аномалий указывает на местный характер источников загрязнения - промышленных предприятий и автомагистралей.

Как видно из рисунка, зона повышенной запыленности имеет северовосточную ориентировку. При картировании конкретных аномалий были обнаружены некоторые закономерности в распределении загрязняющих веществ. На фоне общего загрязнения и крупных выявленных аномалий

выделяются контрастные (линейные, либо изомегричной формы) аномалии более низкого порядка. Они отчетливо фиксируют характер и направление воздушных течений в приземном слое атмосферы, которые, в свою очередь, зависят от застройки территории (Н.В. Ильченко, А.В. Квасников, 1996, 1997). Наиболее контрастные аномалии пространственно соответствуют положению таких крупных источников загрязнения, как ГРЭС-2, Домостроительный комбинат, заводы «Эмальпровод», «Сибкабель».

Тяжелые металлы являются постоянной составной частью техногенных пылей, значительно усиливая их негативное влияние на человека и живые организмы в целом. Автором изучалось распределение в снеговом покрове свинца, цинка, кобальта, меди, хрома, никеля и ванадия.

Так же, как и в случае с пылевой нагрузкой, интенсивное загрязнение снегового покрова тяжелыми металлами в изученной части г.Томска свидетельствует о местном характере его источников - промышленных предприятиях. Наиболее контрастные аномалии пространственно соответствуют положению мощных источников тяжелых металлов: ГРЭС-2, заводам «Сибкабель», «Эмальпровод», режущих инструментов, электромеханическому, электроламповому, измерительной аппаратуры и др. и основных транспортных узлов.

Загрязненность снегового покрова всей изученной территории и отдельных ее участков в ориентировочной шкале оценки аэрогенных очагов загрязнения показана на рис.3.

Как видно ю рисунка, на изученной части города дифференциация по уровню запыленности значительно больше, нежели по степени металлизации снегового покрова. Обращают на себя внимание точки 2 и 3, соответствующие районам Опытного поля и Телецентра. По степени запыленности снегового покрова территории этих районов соответствуют высокому опасному уровню загрязнения.

1996г.

1997г.

1998г.

Обозначения: • - Телецентр ■ - пл.Южная

вокзал Томск-1 А- ГРЭС-2 ♦-Академгородок Д-Универсигетская роща

5 00 1 0 00 15 00 20 00 25 0 0 30 00 35 00

Рис.2. Карта-схема пылевой нагрузки на снег в г.Томске в период 1996-1998 гг.(мг/м2*суг)

Ра

мг/Ы 800 600 400 200 *сут д С В ОВ

2* 3* в

9*И2 с

V6* н

О 100 200 2л

Рис.3. Загрязнение снегового покрова на изученной территории г.Томска в период 19961998гг. в ориентировочной шкале оценки аэрогенных очагов загрязнения (усредненные значения)

Цифрами обозначены районы города: 1-Академгородок, 2-Опытное поле, 3- Район телецентра, 4- Университетская роща, 5-Михайловская роща, 6-Лагерный сад, 7- пл. Южная, 8-пл.Ленина, 9- пл. Кирова, 10-пл.Дзержинского, 11-ул.Дальне-Ключевская, 12-среднее значение по городу.

Уровни загрязнения1. Н- низкий, С- средний умеренно опасный, В- высокий опасный, ОВ- очень высокий чрезвычайно опасный.

По суммарному показателю загрязнения снегового покрова тяжелыми металлами эти участки также имеют наибольшие значения, хотя располагаются в зоне шкалы, соответствующей низкому уровню загрязнения. Наиболее «чистым» участком и по уровню запыленности, и по степени металлизации снеговой пыли является Академгородок (1) с низким уровнем загрязнения по обоим показателям. Близкими к нему по санитарно-гигиеническому состоянию оказались районы Лагерного сада (6), пл. Южной (7), пл. Ленина (8), Хотя видно, что по значению суммарного коэффициента нагрузки 2С они превосходят Академгородок.

В среднюю группу по степени запыленности попали районы Университетской рощи (4), Михайловской рощи (5), пл. Кирова (9), пл .Дзержинского (10), ул. Дальне-Ключевской (11).

В работе помимо учета составляющих снеговой пыли большое внимание уделялось оценкам притока пыли и химических элементов на подстилающую поверхность.

Оценки притоков пыли на снеговой покров в г.Томске в период 1996-1998гг.приведены в табл.3. Рисунок 4 отражает для изученной части г.Томска изменение площади участков с разным уровнем пылевой нагрузки: низким (Р„<250 мг/м2*сут), средним умеренно опасным (450мг/м2*сут>Рп >250мг/м2*сут), высоким опасным (800м г/м2 *сут>Р„>45Омг/м2*сут) в течение 1996-1998гг.

1996-1998 гг. (%)

В таблице 4 содержатся данные о притоке изучаемых элементов на снеговой покров в среднем по городу за 1996, 1997, 1998гг.

Общая закономерность изменения состава снегового покрова весьма отчетлива: богатые цинком аэрозоли одновременно оказываются бедными свинцом и медью. При увеличении концентрации в снеговой пыли никеля параллельно растут и содержания ванадия и кобальта. Хром практически не имеет положительных корреляционных связей на статистически значимом уровне с другими металлами (за исключением связей со свинцом и медью в 1998 г.).

В отношении взаимосвязи суммарных показателей загрязнения элементами первого и второго классов опасности и пылевой нагрузки в период 199б-1998гг.можно сказать следующее. Слабая корреляционная связь

в паре: 2с1 - Ъл в 1996г.(г=0.24) , либо ее практически полное отсутствие между: - Рп в 1996г. (г=-0.04) с каждым годом становилась все более устойчивой. Так, в 1998г. отмечались отчетливые корреляционные связи для показателей техногенного загрязнения среды в парах: ~ЪЛ (г=0.89), -Рп (г=0.80), гс2 - Рп (г=0.64).

Таблица 3. Характеристика притока пыли на снеговой покров по г.Томску

Место отбора Приток пыли по годам

проб 1996г. 1997г. 1998г.

(г/м2*год) мг/м'*суг (г/м2*год) мг/м2*сут (г/м2*год) мг/м *сут

Академгородок 58,40 160,02 54,36 148,95 59,69 163,55

Опытное поле 247,13 677,14 241,11 660,64 258,16 707,36

Район телецентра 139,35 518,82 202,74 555,51 200,33 - 548,90

Университетская роща 109,86 300,98 125,36 343,49 110,57 302,96

Михайловская роща 142,10 389,32 139,70 382,78 157,16 430,62

Лагерный сад 92,77 254,16 100,02 274,05 95,19 260,82

пл.Южная 97,00 265,75 89,04 243,97 94,24 258,22

пл.Ленина 84,19 230,66 85,12 233,23 83,11 227,72

пл.Кирова- 120,67 —330,60 — 125,16 — 342,94 —119,99 — 327,02

пл. Дзержинского 115,36 316,05 119,39 327,13 110,35 302,36

ул.Дальне-Ключевская 164,15 449,73 158,33 433,82 143,30 392,64

Среднее по г.Томску 129,18 353,92 130,94 358,78 130,19 356,72

Фон 2,92 8,00 данных нет данных нет

Причины таких взаимосвязей объясняются особенностями метеоусловий, уменьшением отдельными промышленными предприятиями эмиссии загрязнителей в атмосферу, установкой на них пылеуловителей и фильтров, сокращением объема производства и расхода топлива на котельных и предприятиях стройиндустрии, с одной стороны, увеличением

количества автотранспорта на дорогах города, возрождением производства на предприятиях, связанных с металлообработкой, с другой стороны. Это подтверждается и данными Комитета природных ресурсов по Томской области («Экологическое состояние...», 1996,1997, 1998).

Таблица 4. Средний приток химических элементов на снеговой покров в г.Томске (мкг/мг*год)

Элемент 1996г. 1997г. 1998г.

РЬ 8,41 ± 0,86 6,93 ±1,16 7,31 ± 1,52

гп 25,93 ±3,18 28,72 + 3,39 23,28 ± 2,89

Си 9,35 ± 1,44 10,21 ±2,05 10,10 ± 1,81

Со 4,43 ±0,80 5,11 ± 1,33 5,33 ±1,31

Сг 14,14 ±1,72 14,72 ±1,99 13,92 ± 2,37

N4 7,51 ±0,95 7,64 ± 1,47 7,51 ± 1,40

V 6,42 ± 0,77 5,85 ± 1,24 6,27 ±1,21

Уровень запыленности снегового покрова г.Томска по итогам трех лет его изучения в существующих ориентировочных шкалах оценки аэрогенных очагов загрязнения соответствует среднему умеренно опасному. Степень же загрязнения снегового покрова тяжелыми металлами соответствует низкому.

Общий годовой приток изученных тяжелых металлов в среднем по итогам трех лет исследования составляет от 4 до 29 кг/км2 *год. Общий приток пыли составляет в среднем 130000 кг/км2 *год. Это соответствует среднему уровню загрязнения и среднему уровню опасности по А.П. Бояркиной (1993). Ориентируясь на рекомендуемые геохимические показатели состояния снегового покрова («Геохимия...», 1990) и данные о реальном притоке на его поверхность вредных веществ, общее санитарно-гигиеническое состояние воздушного бассейна г.Томска можно считать вполне благополучным. Это относится, в первую очередь, к степе™ концентрации тяжелых металлов в аэрозолях воздушного бассейна г.Томска. В отношении интенсивности притока пыли в пределах изученной части

города общую оценку дать сложно: наблюдается дифференциация по степени пылевой нагрузки по различным районам города. Наиболее загрязненными в этом смысле являются северные и северо-западные окраины изученной части города и районы, примыкающие к предприятиям стройиндустрии. Наиболее «чистыми» - южные окраины города и Академгородок.

Итак, интерпретация снегового покрова как депонирующей распространяющиеся воздушным путем загрязнения среды дала возможность оценить аэрозольные выпадения в пределах изученной части г.Томска: интенсивность притока пыли на подстилающую поверхность и химический состав ее зольной составляющей, позволила практически организовать мониторинг загрязнения окружающей природной среды атмосферными выбросами. Отсутствие ощутимых расхождений в результатах, полученных по итогам трехлетних исследований позволяет судить о приемлемости полученных автором, оценок и их объективности.

4. Четвертое защищаемое положение Миграция и накопление тяжелых металлов в почвенном профиле в условиях урболандшафта отличаются от таковых в естественных -условиях—и, в конечном итоге, определяют уровень техногенного загрязнения и характер возникающих техногенных геохимических аномалий в почвах.

С целью выявления основных тенденций распределения в почвенном профиле меди, цинка, свинца, хрома, никеля, олова, ванадия и кобальта изучались пять площадок в черте г.Томска, которые по особенностям радиальной дифференциации перечисленных выше металлов разделились на три группы: а) Университетская роща, Михайловская роща, Ботанический сад; б) Лагерный сад; в) Академгородок.

Общие закономерности, присущие поведению изученных тяжелых металлов в почвенных горизонтах первой выделенной группы (а) таковы.

В верхнем горизонте А) отмечаются повышенные концентрации изучаемых химических элементов, поскольку в щелочных условиях они мало подвижны, и на их накопление (помимо прочих факторов) влияют сорбционный, биогеохимический и механический барьеры. Далее с глубиной содержание элементов падает, и на уровне подзолистого горизонта их концентрации минимальные. Сравнивая особенности распределения элементов в горизонтах АВ-В, можно отмстить схожесть в их поведении в изучаемых и незагрязненных почвах («Экогеохимия Западной...», 1996). В то же время концентрация металлов в городских почвах выше, чем в фоновых.

Цинк. Основным механизмом закрепления цинка в почве является сорбция глинистыми минералами и ионный обмен. Для почв г. Томска наиболее вероятна сорбция цинка монтмориллонитом, в структуре которого он может изоморфно замещать алюминий и магний (Н.А. Росляков, 1969). Максимальные концентрации этого элемента приходятся на горизонт А(. Уменьшение рН и действие подзолистого процесса влекут за собой вынос металла вглубь почвенного профиля. На уровне иллювиального горизонта В наблюдается рост концентрации цинка, в том числе и в связи с увеличением емкости катионного обмена и утяжелением механического состава почв.

Свинец. Максимальные концентрации отмечаются, как и для других элементов, в дерновом горизонте А] (сказывается действие механического, биогеохимического и сорбционного барьеров). Минимум содержания свинца приходится на подзолистый горизонт А2. Далее отмечается достаточно равномерное распределение металла по профилю.

Медь. Максимальные ее концентрации приходятся на гумусовый горизонт Аь В подзолистом горизонте содержание металла минимально. На уровне переходного горизонта АВ и глубже отмечается рост концентраций элемента. Несомненно, что на поведении меди сказываются действие сорбционного барьера в горизонте В и наличие в почве большого количества органического вещества.

Кобальт. Инертный в окислительной обстановке кобальт по своему поведению отличается от предыдущих металлов: не отмечается резкого изменения его концентраций в почвенных горизонтах. Незначительное повышение содержания кобальта с глубиной - особенность распределения этого металла в почвенном профиле.

Никель. Максимальное его содержание в горизонте А1 - следствие действия механического, сорбционного и биогеохимического барьеров. Слабощелочная среда верхних горизонтов и наличие в почве органических кислот способствуют переходу металла в легкорастворимые формы и его выносу вплоть до переходного горизонта АВ, где он становится менее подвижным, с глубиной миграционная способность никеля вновь возрастает.

Хром. Максимум его концентраций также приходится на гумусовый горизонт. Далее отмечается постепенный вынос металла вплоть до иллювиального горизонта В (видимо, в составе органических комплексов). Появление в почве на этом уровне включений, окрашенных в сизый цвет, указывает на действие глеевого геохимического барьера, на котором концентрируется металл. Равнинный рельеф, высокий уровень грунтовых вод, присущие площадкам группы (а), способствуют развитию восстановительной глеевой среды. В данном случае этот процесс стимулируется и техногенным подтоплением территорий Университетской и Михайловской рощ. На глубине около 70 см идет резкий спад содержания хрома. Очевидно, на этом уровне восстановительная обстановка сменяется окислительной, что ведет к переходу Сг3+ в Сг6< и его выносу.

Олово. По своему поведению в почвенном профиле он отличается от остальных элементов. Более или менее равномерное, монотонное распределение в каждом горизонте свидетельствует о преимущественно сорбционных формах нахождения олова.

Ванадий. Особенность его поведения в почвенном профиле - рост концентраций с глубиной после подзолистого горизонта, что объясняется ослаблением подвижности металла в кислой среде. На увеличении

содержания ванадия на уровне иллювиального горизонта сказывается, как и в случае с хромом, действие глеевого геохимического барьера. Ниже иллювиального горизонта он вновь приобретает подвижность, что может указывать на смену окислительно-восстановительных условий, при которых V переходит в V .

Основным отличием почвенных профилей Лагерного сада (б) является отсутствие особой индивидуальности в поведении тяжелых металлов. Их безградиентное, монотонное распределение по почвенным горизонтам -следствие преимущественной сорбции гидроксидами железа и марганца, глинистыми минералами. В то же время так же, как и в случае с дифференциацией металлов в почвенных профилях группы (а) отмечаются превышения концентраций элементов по сравнению с фоновыми значениями.

Распределение тяжелых металлов в почвенных профилях Академгородка (в) идентично их дифференциации в профиле незагрязненных кислых дерново-подзолистых почв. Так, повышению концешраций металлов в верхнем горизонте А] способствуют процессы гумусообразования, действие механического и биогеохимического барьеров. Процесс подзолообразования, сопровождающийся выносом вещества из подзолистого горизонта, определяет низкие концентрации металлов в этом горизонте. Обогащение микроэлементами нижней части профиля объясняется действием сорбциошюго барьера и вмыванием металлов из верхних горизонтов. Таким образом, на распределение микроэлементов в почвах Академгородка оказывают влияние преимущественно природные процессы: гумусонакопление и подзолообразование.

Итак, изучение основных тенденций миграции и накопления тяжелых металлов в почвенном профиле в условиях промышленного города доказало, что высокие концентрации химических элементов техногенного происхождения в верхнем гумусовом горизонте обусловливают их повышенные содержания по сравнению с фоновыми и на глубине. Иначе

говоря, загрязнение не задерживается в дерновом горизонте, а проникает вглубь почвенного профиля.

Вне связи с ландшафтными и санитарно-гигиеническими условиями во всех изученных почвенных профилях отмечено действие механического, биогеохимического и сорбционного геохимических барьеров. Также установлена возможность создания обстановки, способствующей развитию в условиях урболандшафта глеевого геохимического барьера.

Подводя итоги проделанной работы по изучению техногенного загрязнения г. Томска по данным исследования приземного слоя атмосферы и депонирующих сред - снегового покрова и почво-грунтов, нужно отметить ряд важных моментов.

Использование карт пространственного распределения аэрозоля в приземной атмосфере, полученных при лидарном зондировании, значительно облегчило геоэкологические работы, позволив выделить участки техногенного воздействия и провести оценку интенсивности выпадения загрязнителей па подстилающую поверхность в летний период.

Ориентируясь на рекомендуемые геохимические показатели состояния снегового покрова («Геохимия...», 1990) и данные о реальном притоке на его поверхность вредных веществ, полученные при наземной снеговой съемке, общее санитарно-гигиеническое состояние воздушного бассейна г.Томска можно считать вполне благополучным.

Наличие в пределах изученных площадок достоверно ненарушенных почв с естественным залеганием их генетических горизонтов обеспечило возможность выявления корреляционных связей между суммарными показателями загрязнения почв, снегового покрова и пылевой нагрузкой. Установлено, что высокие положительные корреляционные связи в перспективе дают возможность предварительной и объективной оценки санитарно-гигиенического состояния территории по результатам изучения одной долговременной депонирующей среды - почво-грунтам.

Наиболее загрязненной из всех изученных плспцадок является Михайловская роща (это относится как к снеговому покрову, так и к почвам), наиболее чистым - Академгородок. Остальные площадки занимают промежуточное положение, что в каждом конкретном случае определяется многочисленными учитываемыми экологической геохимией факторами.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Ильченко Н.В. Геоэкологическая оценка состояния окружающей среды территорий детских дошкольных учреждений №№ 49 и 81 г.Томска // Проблемы геологии Сибири. Тезисы докладов научной конференции, посвященной 75-летию геологического образования в ТГУ. Томск, 1996. С.233.

2. Ильченко Н.В. Особенности геоэкологического исследования урбосистем (исследование снегового покрова) // Проблемы геологии Сибири. Тезисы докладов научной конференции, посвященной 75-летию геологического образования в ТГУ. Томск, 1996. С.237.

3. Ильченко Н.В. Особенности геоэкологического исследования урбосистем

(исследование почво-грунтов) // Проблемы геологии Сибири. Тезисы докладов научной конференции, посвященной 75-летию геологического образования в ТГУ. Томск, 1996. С.238.

4. Ильченко Н.В., Квасников A.B. О техногенных геохимических аномалиях

в окружающей среде // Материалы международной конференции «Сопряженные задачи механики и экологии». Томск, 1996. С.111.

5. Квасников A.B., Ильченко Н.В., Кацюба Н.Г. Геохимические аспекты состояния природной среды а г.Томске и его пригородах. // Рудные месторождения. Минералогия. Геохимия. - Томск: Томский госуниверситет, 1996. С. 110-116.

6. Ильченко Н.В., Квасников A.B. К вопросу о строении техногенных геохимических аномалий // Тезисы докладов Первого международного

научного симпозиума «Молодежь и проблемы геологии». Томск, 1997. С. 193.

7. Ильченко Н.В. Особенности распределения тяжелых металлов в профиле кислых подзолистых почв на примере г.Томска // Материалы Международной конференции «Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий». Томск, Изд-во ТГАСУ,1999. С. 145-146.

8. Ильченко Н.В., Разенков И.А. Комплексное исследование распределения аэрозольного загрязнения в атмосфере и в снеговом покрове //Тезисы докладов II Международного симпозиума «Контроль и реабилитация окружающей среды». Томск, Изд-во «Спектр» ИОА СО РАН, 2000. С. 125-126.

9. Ильченко Н.В. Особенности радиальной дифференциации меди, кобальта,

свинца и цшша в профиле кислых дерново-подзолистых почв в условиях промышленного города (на примере г.Томска) // Рудные месторождения. Минералогия. Геохимия. Вып. 2. - Томск: Том. гос. ун-т, 2000. С. 82-88.

10. Ильченко Н.В. Преимущества комплексного исследования атмосферных загрязнений И Материалы Международной конференции «Измерения, моделирование и информационные системы как средства реабилитации окружающей среды на городском и региональном уровне» «Епукопт-2000», Томск, Изд-во Томского Ц.Н.Т.И., 2000. С. 55-56.

П.Ильченко Н.В. Характеристика притока пыли на подстилающую поверхность в г.Томске по итогам снеговой съемки 1996-1998гг. // Материалы конференции «Проблемы геологии и геохимии юга Сибири», Томск, 2000. С. 19012. Хан Л.В., Ильченко Н.В. Особенности роста сосны обыкновенной и сосны кедровой сибирской в парках г.Томска И Экология и рациональное природопользование на рубеже веков. Итоги и перспективы: материалы международной научной конференции. Т.З-Томск: Изд-во Том. ун-та, 2000. С. 106-108.

13. Хан JI.В., Ильченко Н.В. Рост и состояние хвойных в исторических парках г.Томска // 2-ая Межреспубликанская конференция «Проблемы региональной экологии». -Новосибирск: Изд-во СО.РАН, 2000. С. 145146.

14.Ilchenko N. Measuring of aerosol pollution with the help of lidar and snow survey in the Tomsk city. Tomsk, «Enviromis-2000». 6 с. В печати.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Ильченко, Наталия Викторовна

Введение.

1. Состояние вопроса.

2. Краткая физико-географическая, геологическая и санитарногигиеническая характеристика Томской области и г.Томска.

2.1. Географическое положение.

2.2. Рельеф.

2.3. Геологическое строение.

2.4. Климат.

2.5. Основные источники загрязнения атмосферы.

3. Объекты и методы исследований.

3.1. Опробование почв.

3.2. Опробование снегового покрова.

3.3. Анализ проб.

3.4. Контроль качества аналитических работ. „ ^ у.,.

3.5. Математическая обработка результатов геоэкологических работ.

3.6. Выбор фонового района.

3.7. Аппаратура дистанционного контроля аэрозольных загрязнений.

4. Комплексное исследование особенностей распределения аэрозольного загрязнения в атмосфере и в снеговом покрове.

4.1. Техногенное загрязнение снегового покрова г. Томска.

4.1.1. Пылевая нагрузка.

4.2. Расчет скорости оседания загрязняющих веществ с использованием карт лидарного зондирования.

4.2.1. Расчет интенсивности притока загрязнения в летний период с использованием карт лидарного зондирования.

4.2.2. Оценка вклада отдельного промышленного предприятия в общее загрязнение с использованием карт лидарного зондирования на примере 32 цеха Томского завода резиновой обуви).

4.2.3. Оценка зависимости выпадения загрязняющих веществ по мере удаления от источника загрязнения с помощью карт лидарного зондирования.

Выводы.

5. Эколого-геохимическое состояние территории г.Томска по данным изучения снегового покрова.

Введение Диссертация по географии, на тему "Развитие техногенного загрязнения г. Томска тяжелыми металлами по данным изучения приземного слоя атмосферы и депонирующих сред"

Научно-технический прогресс породил глобальную проблему оптимального взаимодействия человека и биосферы. Вторая половина двадцатого столетия отмечена резким, почти повсеместным ухудшением характеристик среды обитания в результате поступления в нее разнообразных веществ - побочных продуктов многих видов производств. Большинство этих веществ попадает в среду обитания в формах, плохо совмещаемых с химическим составом экосистем [10, 77, 94].

В 1992 г. в Бразилии проходила международная конференция, на которой рассматривался вопрос о необходимости перехода всего человечества на сбалансированное использование природных ресурсов и сохранение окружающей среды. Конференция отметила, что Научно-промышленная революция XX века, которая является основой экономического развития и социального благополучия общества, шла без учета исчерпаемости многих видов невозобновимых ресурсов в мире и понимания того, что восстановительные способности живой природы не беспредельны.

Сегодня угроза выживанию человечества пришла со стороны окружающей среды, деградирующей по причине часто необдуманного вмешательства человека в законы природы, вследствие человеческой деятельности, направленной на улучшение материальных благ за счет ресурсов окружающей среды.

Ученые давно предупреждают о возможном истощении энергоресурсов, запасов пресной воды, полезных ископаемых, уменьшении озонового слоя, загрязнении больших территорий радионуклидами, токсичными тяжелыми металлами, пестицидами [93, 167].

Как показали многочисленные исследования, различные загрязнители атмосферы, накапливаясь в ее нижних слоях и достигая значительного уровня, оказывают неблагоприятное воздействие на биосферу в целом и на здоровье человека в частности. Действие загрязнителей на организм человека зависит от концентрации вредных веществ, продолжительности и характера действия каждого их них, в связи с чем могут возникнуть острые или хронические заболевания. Загрязнение для человека, равно как и для животных и растений, усугубляется еще и тем, что некоторые химические примеси аккумулируются в организме, что снижает сопротивляемость и предрасполагает к заболеваниям.

Химическое загрязнение является нарастающей угрозой среде обитания. Охрана природы от нависшей над ней химической опасности стала глобальной проблемой. Она связана с производительными силами общества: с развитием промышленного и сельскохозяйственного производства, энергетики, транспорта, добычей полезных ископаемых. Все это приводит к поступлению в воздух, воду, почву сотен тысяч токсичных соединений, проникновению их в организм растений, животных, человека. Повсеместное применение различных химических соединений в быту, в сфере научных исследований также способствует нарастанию химической экологической опасности. Масштабы техногенного химического загрязнения природной среды не поддаются точной оценке, однако приводимые в литературе данные свидетельствуют о дорогой цене, которую приходится платить человеку за успехи, достигнутые в ходе научно-технического прогресса [77, 106, 109, 160]. Так, за один год на Земле сжигается 7 млрд тонн условного топлива и выплавляется более 800 млн тонн различных металлов, что сопровождается выделением в окружающую среду сотен миллионов тонн вредных веществ [28].

По данным В.А.Ковды [88] в биосферу уже с середины семидесятых годов ежегодно поступало 600 млн тонн токсичных газообразных веществ, в том числе оксида углерода - 200 млн тонн, сернистого газа - 150 млн тонн, несколько млрд тонн различных аэрозолей, 5500 млрд куб.м сточных вод

Загрязнение окружающей среды химическими веществами в настоящее время достигает критических размеров и оказывает большое давление на природное равновесие. В настоящее время довольно хорошо изучены глобальные потоки многих химических элементов. Так, И.О. Нриагу [171] в своей работе показал, что антропогенная эмиссия редких металлов в атмосферу в 1983 г. превышала природную для многих элементов. Наряду с изучением глобальных потоков вредных веществ, очень важно оценить такие же потоки на локальной территории. Развитие промышленности, резкое увеличение численности населения повлекли за собой серьезные проблемы, связанные с загрязнением атмосферы возрастающим количеством химических элементов, используемых в производстве; возникновение новых технологических процессов обусловили появление новых загрязняющих синтетических соединений, аэрозолей, тяжелых и редких металлов. Более резко, чем глобальные последствия загрязнения атмосферы, выступают локальные проявления в крупных населенных пунктах [59, 93, 98,].

Концентрация на ограниченном пространстве большого числа предприятий, автотранспорта, коммуникаций, являющихся источником выбросов вредных веществ, не характерных для естественной атмосферы, приводит к тому, что городская среда становится агрессивной по отношению к проживающему здесь населению [27, 51, 63]. Высокая концентрация самых разных источников выбросов на ограниченной территории приводит не только к росту уровня загрязнения воздуха на ней, но и к взаимодействию примесей между собой и образованию вторичных примесей, то есть веществ, первично отсутствующих в первоначальных выбросах [168].

Экспериментальные и эпидемиологические исследования выявили широкую гамму отрицательных воздействий химических элементов на живые организмы всех основных групп на различных уровнях их организации. Важно отметить, что для многих химических элементов, помимо прямого токсического воздействия, характерны, и так называемые, отдаленные эффекты, которые затрагивают основополагающие функции живых организмов: воспроизводство и биопродуктивность. Способность химических элементов к аккумуляции в живых организмах с токсическим воздействием на многие их системы приводит как к появлению специфической заболеваемости, так и к ослаблению иммунной системы и росту общей неспецифической заболеваемости.

В истории человечества известно много случаев, когда мощные выбросы загрязняющих веществ влекли за собой всплески заболеваемости и смертности людей. Так, в 1952 г. в Лондоне пятидневный смог повлек за собой около 4000 смертей. Другой случай произошел в 1950 г. в Мексике, когда одним из промышленных предприятий было выброшено в атмосферу несколько тонн сероводорода, что привело к гибели тысяч людей. В 1958 г. в Токио в результате продолжительного воздушного загрязнения сотни людей заболели астмой (Токийско-Иокогамская астма). В этот же год подобный случай произошел и в Новом Орлеане [168].

В нашей стране также известно немало вспышек заболеваемости и смертности населения, связанных с загрязнением воздуха. Опубликован ряд работ, характеризующих уровень загрязнения атмосферы и связанные с ним случаи повышения заболеваемости и смертности людей в г. Томске [36, 37, 38, 103, 139 ].

Все изложенное выше свидетельствует о необходимости продолжения работ по контролю качественных и количественных характеристик чистоты атмосферы с использованием ранее апробированных методик и разработкой и внедрением новых методов в систему экологического мониторинга. Это и послужило исходной предпосылкой для написания данной работы.

Цель работы:

На основании использования данных наземного мониторинга основных депонирующих сред (снеговой покров и почво-грунты) дать экогеохимическую характеристику загрязнения окружающей природной среды г.Томска техногенной пылью и тяжелыми металлами, оценить интенсивность притока загрязняющих веществ на подстилающую поверхность и разработать методику экогеохимического изучения техногенного воздействия на урбо-ландшафты с использованием результатов лидарного зондирования.

В рамках достижения данной цели решались следующие задачи: 1 .Разработать и апробировать комплекс экогеохимических методов по использованию информации, полученной в результате лидарного зондирования для выявления зон техногенного загрязнения окружающей среды.

2.Сопоставить результаты наземного мониторинга с данными, полученными при лидарном зондировании.

3.Изучить уровень накопления и геохимические особенности радиального распределения тяжелых металлов в почвенном профиле в условиях г. Томска.

4.Выявить временную динамику загрязнения техногенной пылью и тяжелыми металлами на исследуемой части территории г.Томска и в пределах конкретных техногенных полей загрязнения.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Параметры пространственного распределения концентраций аэрозоля в атмосфере, полученные при лидарном зондировании в зимних условиях, хорошо коррелируют с результатами наземной снеговой съемки и позволяют проводить оценку количественных характеристик загрязнения приземного слоя атмосферы (интенсивности выпадения аэрозоля и скорости его оседания на подстилающую поверхность).

2. Скорость оседания загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность на основании данных лидарного зондирования и наземной снеговой съемки в пределах изученной части г.Томска составляет в среднем 2 см/сек, что необходимо учитывать при прогнозировании пространственной структуры и характера техногенных геохимических аномалий аэрозольной природы.

3. Использование снегового покрова для решения основных задач мониторинга загрязнения окружающей среды даже в относительно короткий срок (в данном случае три года) позволяет дать объективную оценку объема и экогеохимических особенностей аэрозольных выпадений в черте промышленного города.

4. Миграция и накопление тяжелых металлов в почвенном профиле в условиях урбо-ландшафта отличаются от таковых в естественных условиях и, в конечном итоге, определяют уровень техногенного загрязнения и характер возникающих техногенных геохимических аномалий в почвах.

Научная новизна и теоретическая значимость работы: ¡.Впервые для г.Томска проведен сравнительный анализ результатов двух методик изучения техногенного загрязнения приземной атмосферы: лидарного зондирования и основанной на исследовании природного планшета - снегового покрова.

2.Доказано дифференциальное проникновение микроэлементов техногенного происхождения вглубь почвенного профиля в условиях г.Томска (до 70-80 см).

3. Установлено, что под влиянием техногенных факторов кислые зональные почвы южнотаежной зоны ощелачиваются и нередко подвергаются оглеению, что существенно сказывается на поведении в них многих микроэлементов ввиду появления специфических техногенных геохимических барьеров.

4.Обоснован и апробирован метод вычисления скорости осаждения аэрозольных частиц из атмосферы на подстилающую поверхность с использованием карт лидарного зондирования, позволяющий определять интенсивность притока загрязнения в любое время года и оценивать вклад в общее загрязнение отдельных его источников.

5. Впервые для г.Томска проведена оценка изменения площадей участков с разной степенью пылевого загрязнения на изученной части города в течение 1996-1998 гг.

Публикации по теме диссертации: По теме диссертации опубликовано 4 статьи и 10 тезисов докладов. Практическая значимость работы:

1.Впервые проведено исследование содержания микроэлементов во всех почвенных горизонтах в условиях г. Томска

2.Проведена оценка аэрогенного притока загрязняющих веществ от предприятий: ГРЭС-2, Домостроительный комбинат, объединение «Эмальпровод», 32-й цех Томского завода резиновой обуви в летний период.

3. Предложена комплексная методика контроля состояния приземной атмосферы и депонирующих сред для условий промышленного города, пригодная для круглогодичного использования.

Апробация результатов работы:

- Материалы исследований доложены и обсуждены на: научной конференции, посвященной 75-летию геологического образования в ТГУ (Томск, 1996), Международной конференции «Сопряженные задачи механики и экологии» (Томск, 1996), Первом международном научном симпозиуме «Молодежь и проблемы геологии» (Томск, 1997), Международной конференции «Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий» (Томск, 1999) Втором международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (Томск, 2000), Международном симпозиуме «Егтгопш-2000», конференции «Проблемы геологии и геохимии юга Сибири» (Томск, 2000).

Объем и структура диссертации:

- Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения. Список литературы включает 174 работы.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Ильченко, Наталия Викторовна

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1) Информация, полученная в результате лидарного зондирования позволяет выделять участки слабого, умеренного и интенсивного техногенного воздействия; определять зоны городских территорий, в которых с помощью наземного мониторинга необходимо проводить более детальный контроль качественных и количественных характеристик чистоты атмосферы.

2) С помощью карты, отражающей распределение аэрозольной концентрации, можно определить источники загрязнения локальных территорий, площадь рассеяния и мощность их выбросов, отслеживать интенсивность выпадения загрязнения в любой точке; определять вклад отдельных источников в общее загрязнение атмосферы; оценивать интенсивность притока загрязняющих примесей в любое время года.

3) Изучение состояния атмосферного воздуха на большей части г.Томска по кратковременной депонирующей среде - снеговому покрову показало, что уровень его запыленности в существующих ориентировочных шкалах оценки аэрогенных очагов загрязнения соответствует среднему умеренно опасному. Степень же загрязнения снегового покрова тяжелыми металлами соответствует низкому.

4) Общий годовой приток изученных тяжелых металлов в среднем по итогам трех лет исследования составляет от 4 до 29 кг/км *год. Общий приток пыли составляет в среднем 130000 кг/км *год. Это соответствует среднему уровню загрязнения и среднему уровню опасности [19].

5) Ориентируясь на рекомендуемые геохимические показатели состояния снегового покрова [43] и данные о реальном притоке на его поверхность вредных веществ, общее санитарно-гигиеническое состояние воздушного бассейна г.Томска можно считать вполне благополучным. Это относится, в первую очередь, к степени концентрации тяжелых металлов в аэрозолях воздушного бассейна г.Томска. В отношении оценки запыленности изученной части города трудно сказать однозначно: наблюдается дифференциация по степени пылевой нагрузки по различным районам города. Наиболее загрязненными в этом смысле являются северные и северо-западные окраины изученной части города и районы, примыкающие к предприятиям стройиндустрии. Наиболее «чистыми» - южные окраины города и Академгородок.

6) Подводя итоги изучению тенденций распределения микроэлементов в профиле кислых дерново-подзолистых почв в условиях города, следует отметить ряд моментов.

Предположение о том, что загрязнение не проникает на глубину, а задерживается в дерновом горизонте, не подтвердилось. Результаты исследований показали, что концентрации металлов на глубине в загрязненных почвах выше фоновых показателей.

7) Вне зависимости от того, какие концентрации элементов фиксируются в горизонте А1, в нижележащих горизонтах они ведут себя по-разному. По особенностям распределения тяжелых металлов в почвенном профиле изучаемые площадки можно поделить на три группы: а) Академгородок, где картина распределения тяжелых металлов в почвенном профиле идентична естественным условиям - здесь отмечается преимущественная зависимость концентрации элементов от содержания гумуса; б) Лагерный сад, где поведение элементов не отличается особой индивидуальностью и наблюдается преимущественно безградиентное, монотонное их распределение, постепенное снижение концентраций металлов с глубиной; в) Университетская роща, Михайловская роща, Ботанический сад, где поведение металлов, наоборот, в пределах одной площадки достаточно индивидуально, но одни и те же элементы ведут себя практически одинаково на разных площадках. Распределение их преимущественно элювиально-иллювиальное (содержание металлов растет в иллювиальном горизонте).

Объяснение такому разделению на группы можно найти в ландшафтных условиях-автономный (Лагерный сад, Академгородок) или подчиненный (Университетская роща, Михайловская роща, Ботанический сад) ландшафты, также в интенсивности и характере источников загрязнения: предприятия, занимающиеся металлообработкой и приборостроением плюс автотранспорт (Михайловская роща, Университетская роща, Ботанический сад) или только автотранспорт (Лагерный сад).

8) Вне связи с ландшафтными и санитарно-гигиеническими условиями во всех изученных почвенных профилях отмечено действие механического, биогеохимического, сорбционного и глеевого геохимических барьеров.

9) Анализ корреляционных связей между суммарными показателями загрязнения почвы, снегового покрова и пылевой нагрузкой указывают на ненарушенность изученных почвенных профилей и относительную механическую однородность почво-грунтов. Следовательно, при наличии достоверно ненарушенных почв, где их горизонты находятся в своем естественном залегании, предварительная оценка санитарно-гигиенического состояния территории может быть объективной по одной долговременной депонирующей среде - почво-грунтам. Так, наиболее загрязненной среди изученных площадок оказалась

Михайловская роща. Причем это относится как к снеговому покрову, так и к почвам. Наиболее чистым по всем рассмотренным показателям является Академгородок. Остальные изученные площадки занимают промежуточное положение, на которое влияют многочисленные учитываемые геохимической экологией факторы.

Автор выражает глубокую благодарность руководителю Летувнинкасу Арвидасу Иосифовичу за постоянное внимание и поддержку в работе, а также Индукаеву Юрию Васильевичу, Коноваленко Сергею Ивановичу, Строителеву Александру Дмитриевичу, Князеву Георгию Борисовичу за помощь и полезные замечания.

Автор выражает признательность Разенкову Игорю Александровичу за любезно предоставленные материалы лидарного зондирования.

Отдельная благодарность Агаповой Елене Дмитриевне за выполненный спектральный анализ проб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Библиография Диссертация по географии, кандидата геолого-минералогических наук, Ильченко, Наталия Викторовна, Томск

1.Александров H.H. Об оценке точности измерения количества оседающей пыли // Труды ГГО. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. Вып.185. С.83-93.

2. Агаркова М.Г. Эколого-генетические особенности почв городских экосистем // Автореф. канд. дисс. М.: МГУ, 1991. 26с.

3. Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда. М.: Недра, 1990.142с.

4. Бабаянц P.A. Загрязнение городского воздуха. М.: Изд-во АМН СССР, 1948.94с.

5. Байковский В.В., Бояркина А.П., Васильев Н.В. и др. Использование природных планшетов в изучении техногенного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами // Гигиена и санитария, 1989. №7. С.24-27.

6. Балин Ю.С., Разенков А.И. Лазерный контроль аэрозольных загрязнений воздушного бассейна индустриальных центров //Оптика атмосферы и океана. 1993. Т.6. №2. С. 169-189.

7. Баширова Ф.Н. Некоторые показатели промышленного и бытового загрязнения почв в городах Кузбасса // Охрана природы на Урале, вып.У, 1966. С.79-83.

8. Баширова Ф.Н. Почвы индустриальных центров Кузбасса и изменение их свойств под влиянием промвыбросов и бытового загрязнения // Проблемы комплексного изучения географического района и методика краеведческой работы в школе. Новокузнецк, 1970ю С.44-46.

9. Белан Б.Д. и др. Некоторые результаты зондирования промышленных выбросов бортовым лидаром «Макрель-2м» II Оптика атмосферы. 1992. Т.5. №2. С.186-192.

10. Ю.Белан Б.Д. Экология воздушного бассейна промышленного центра. Современные представления // Тезисы докладов IV симпозиума «Оптика атмосферы и океана». Томск, 1997. С.216.

11. П.Белицына Г.Д., Салпагарова И.А. Бор, марганец, медь, цинк в некоторых почвах дерново-подзолистой подзоны, подверженных техногенному загрязнению // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. с. 8390.

12. Берлянд М.Е., Оникул Р.И. Физические основы расчета рассеивания в атмосфере промышленных выбросов // Труды ГГО. Л.: Гидрометеоиздат, 1968. Вып.234. С.3-27.

13. Беус A.A., Грабовская Л.И., Тихонова Н.В. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1976. 247с.

14. Бобовникова Ц.И., Малахов С.Г., Махонько Э.П. Система наблюдения и контроля за уровнем загрязнения почв // Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С.5-19.

15. Болынаков В.А., Гальпер Н.Я., Клименко Г.А. и др. Загрязнение почв и растительности тяжелыми металлами. М., 1978. 53с.

16. Борзилов В.А., Сенилов Н.Б. Модель выпадения загрязняющих веществ промышленного происхождения на почву // Труды ИЭМ. М.: Гидрометеоиздат, 1977. Вып. 7(76). С.26-36.

17. Бояркина А.П. Об изменении элементарного состава снега в окрестности города // Гляциология Сибири. -Томск : Изд-во Томского Госуниверситета, 1985. с. 178-187.

18. Бояркина А.П., Байковский В.В., Васильев Н.В. и др. Аэрозоли в природных планшетах Сибири. Томск: Изд-во Томского госуниверситета, 1993. 160с.

19. Бояркина А.П., Будаева Л.И., Васильев Н.В. и др. Атмосферные выбросы тяжелых металлов в снеговом покрове // Тяжелые металлы в окружающей среде и охрана природы. М„ 1988. 4.1. с.58-61.

20. Бояркина А.П., Васильев Н.В., Агапова Е.Д. и др. О загрязнении снега, почв и растений промышленными выбросами // Комплексные гигиенические исследования в практику здравоохранения. Новокузнецк : Изд-во СО АМН СССР, 1981. с. 208-210.

21. Бояркина А.П., Васильев Н.В., Глухов Г.Г. и др. Изменение элементного состава окружающей среды в окрестности промышленных городов на примере г.Томска // Опыт и Методы экологического мониторинга. Пущино : Изд-во АН СССР, 1978а. с. 157-161.

22. Бояркина А.П., Васильев Н.В., Глухов Г.Г. и др. О загрязнении техногенными отходами почв окрестностей промышленных центров по данным снеговой и торфяной съемки//Экспресс- информация. Гидрология. Обнинск, 1976а. Вып. 3 (47). с. 22-24.

23. Бояркина А.П., Васильев Н.В., Шелудько С.И. и др. Применение ядерно-физических методов анализа в мониторинге окружающей среды : Труды 1-го Всесоюзного совещания. Л.: Гидрометеоиздат, 1980а. с. 53-60.

24. Бретшнайдер Б., Курфюрст И. Охрана воздушного бассейна от загрязнений. JL: Химия, 1989.288 с.

25. Будыко М.И. О возможных изменениях глобального климата // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 361-366.

26. Букатый В.И., Кисляк Н.В, Суторихин И.А. Исследование элементного состава аэрозольных частиц приземного слоя атмосферы промышленно-развитых центров // Тезисы докладов IV симпозиума «Оптика атмосферы и океана». Томск, 1997. С.137-138.

27. Булаткин Г.А., Максимович Ю.А. Мониторинг содержания некоторых микроэлементов в атмосферных осадках Московской области // Опыт и методы экологического мониторинга. Пущино: Изд-во АН СССР, 1978. С. 196-201.

28. Важенин И.Г., Большаков В.А. 1-ое Всесоюзное межведомственное совещание на тему : «Методические основы картографирования загрязненности почв тяжелыми металлами и методы их определения» // Почвоведение, 1978. № 2. с.151-159.

29. Василенко В.Н., Назаров И.М. Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л. : Гидрометеоиздат, 1985. 181 с.

30. Васильев Н.В., Бояркина А.П. К оценке пространственно-временных закономерностей выпадения промышленной пыли в окрестностях больших городов // Экологические аспекты городских систем. Минск: Наука и техника, 1984. С. 110-116.

31. Вертинская Г.К., Малахов С.Г., Махонько Э. П. Метод оценки приоритетности веществ, подлежащих контролю в почвах // Загрязнение почв и сопредельных сред, М.: Гидрометеоиздат, 1988. С. 117-120.

32. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: Изд-во АН СССР, 1957. 237с.

33. Волкотруб Л.П. Совершенствование методов мониторинга техногенных загрязнений в целях выявления территорий повышенного онкологического риска // Автореф. докт. дисс,- Томск, 1995. 54с.

34. Воробьева А.И., Лебедев М.А. и др. Атмосферные загрязнения Томска и их влияние на здоровье населения. -Томск : Изд-во Томского госуниверситета, 1992. 142с.

35. Воробьева А.И., Медведев М.А., Волкотруб Л.П., Васильев Н.В. Атмосферные загрязнения Томска и их влияние на здоровье населения. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1992. 192с.

36. Вульфсон Е.К., Горяченкова Т.А., Дворкин В.И. и др. Содержание некоторых микроэлементов в лесных и пахотных почвах Подмосковья // Труды ИЭМ. М. : Гидрометеоиздат, 1978. Вып. 9 (82). с. 56- 67.

37. Гаврилова И.П. Почвенно- геохимическое районирование срединного региона по условиям миграции микроэлементов. Сбор. Вопр. географии №120. С. 169-183.

38. Гаврилова И.П., Касимов Н.С. Практикум по геохимии ландшафта: Учебное пособие. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1989. 73с.

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

40. Гидрометеоиздат, 1983. 206 с.

41. Глазовская М.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР.-М.: Высшая школа, 1988. 328с.

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

43. Голева Г.А. Гидрогеохимия рудных элементов. М.: Недра, 1977. 216с.

44. Голенецкий С.П., Жигаловская Т.Н., Голенецкая С.И. Роль атмосферных выпадений в формировании микроэлементного состава почв и растений // Почвоведение. 1981. №2. С.41-48.

45. Горбунов Н.И. // Почвоведение. -1970. -№2.

46. ГОСТ 17.4.02-83. Охрана природы. Почвы, классификация химических веществ для контроля загрязнения.

47. Дэвис Дж. Статистический анализ данных в геологии. Т.1.М.: Недра, 1990. 319с.

48. Дэвис Дж. Статистический анализ данных в геологии. Т.2.М.: Недра, 1990. 315с.

49. Журалев Г.Г. Экология атмосферы г.Томска // Автореф. канд. дисс. Томск, 1998.19с.

50. Зуев В.Е., Кабанов М.В. Перенос оптических сигналов в земной атмосфере. М.: Советское радио, 1977.368 с.

51. Иванов А.П., Чайковский А.П. и др. Лидарный комплекс для контроля загрязнения атмосферы в промышленных регионах // Тезисы докладов IV симпозиума «Оптика атмосферы и океана». Томск, 1997. С. 192.

52. Изерская Л.А. Содержание, закономерности распределения и запасы микроэлементов в почвах р.Оби //Почвы поймы средней Оби, их мелиоративное состояние и агорохимическая характеристика. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1981. С. 194-205.

53. Изерская Л.А. Содержание, распределение, запасы микроэлементов в почвах Томской области // Генезис и свойства почв Томского Приобья. Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1980. С. 139-155.

54. Измеров Н.Ф. Социально-гигиенические аспекты охраны атмосферного воздуха в условиях научно-технического прогресса. М.: Медицина, 1976.184 с.

55. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. 560с.

56. Израэль Ю.А., Гасилина Н.К., Ровинский Ф.Я. и др. Осуществление в СССР системы мониторинга загрязнения природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. 116 с.

57. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Прессман А.Я. и др. Кислотные дожди. Л.: Гидрометеоиздат, 1983. 206с.

58. Израэль Ю.А., Назаров И.М., Филиппова Л.М. Экологический подход к оценке состояния и регулирования качества окружающей природной среды // Всесторонний анализ окружающей природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. С. 101-130.

59. Израэль Ю.А., Николишин И.Я., Воронская Г.Н. Определение антропогенного вклада в загрязнение природной среды и ядерно-физические методы анализа // Ядерно-физические методы анализа в контроле окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. с. 21-31.

60. Израэль Ю.А., Ровинский Ф.Я., Черханов Ю.П. Изучение фонового загрязнения окружающей природной среды в СССР : функциональная структура фонового мониторинга // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. JL: Гидрометеоиздат, 1984. Вып. 2. с. 3-10.

61. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в почвах Западной Сибири // Почвоведение. 1987. №11. С.87-94.

62. Ильченко Н.В. Особенности геоэкологического исследования урбосистем (исследование снегового покрова) // Проблемы геологии Сибири. Тезисы докладов научной конференции, посвященной 75-летию геологического образования в ТГУ. Томск, 1996. С.237.

63. Ильченко Н.В. Особенности геоэкологического исследования урбосистем (исследование почво-грунтов) // Проблемы геологии Сибири. Тезисы докладов научной конференции, посвященной 75-летию геологического образования в ТГУ. Томск, 1996. С.238.

64. Ильченко Н.В., Квасников A.B. О техногенных геохимических аномалиях в окружающей среде // Материалы международной конференции «Сопряженные задачи механики и экологии». Томск, 1996. С. 111.

65. Ильченко Н.В., Квасников A.B. К вопросу о строении техногенных геохимических аномалий // Тезисы докладов Первого международного научного симпозиума «Молодежь и проблемы геологии». Томск, 1997. С. 193.

66. Ильченко Н.В. Особенности распределения тяжелых металлов в профиле кислых дерново-подзолистых почв на примере г.Томска // Материалы Международной конференции «Геоэкологические проблемы урбанизированных территорий». Томск, Изд-во ТГАСУД999. С. 145-146.

67. Ильченко Н.В. Характеристика притока пыли на подстилающую поверхность в г.Томске по итогам снеговой съемки 1996-1998гг. // Материалы конференции «Проблемы геологии и геохимии юга Сибири», Томск, 2000. С.

68. Индукаев Ю.В. Основные экологические проблемы и современная концепция развития мира // Природокомплекс Томской области. Т.1. Геология и экология. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1995. С. 176-183.

69. Калинин С.К., Файн Э.М. Эмиссионный спектральный анализ минерального вещества. М.: Недра, 1969. 248с.

70. Касимов Н.С. Экогеохимия городских ландшафтов. М.: Изд-во МГУ, 1995.336с.

71. О.Касимов Н.С., Перельман А. И. Геохимические принципы эко лого-географической систематики городов // Вестн. Моск. ун-та. Се. география,№3, 1993. С.16-21.

72. Квасников A.B. Техногенное загрязнение окружающей среды в районе «Опытного поля» г.Томска // Проблемы экологии Томской области: Тезисы докладов. Т.2.Томск:1992. С.27-29.

73. Квасников A.B. Тяжелые металлы в осадках промышленно-бытовых вод / Основные проблемы охраны геологической среды (информационные материалы). Томск: Том. гос. ун-т, 1995. С.114-118.

74. Ковальский B.B. Геохимическая экология: Очерки. М.: Наука, 1974. 298с.

75. Ковальчук П.И., Лахио Е.С. Методология прогнозирования санитарного состояния городских экосистем // Экологические аспекты городских систем. Минск: Наука и техника, 1984. С.69-77.

76. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1982. 262 с.

77. Ковда В.А., Керженцев A.C. Изучение миграции и трансформации загрязняющих веществ // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. с. 252-256.

78. Кускова И.Н. Структура загрязнения атмосферы г.Томска окисью углерода // Проблемы экологии Томской области: Тезисы докладов. Т.2.Томск:1992. С.34.

79. Кэдл Р.Д. Взвешенные частицы в нижней атмосфере // Химия нижней атмосферы М.: Мир, 1976. С.90-154.

80. Лазерное зондирование индустриальных аэрозолей // Под. ред. М.В. Кабанова. Новосибирск: Наука, 1986. 186с.

81. Лазерный контроль атмосферы // Под.ред. Э.Д. Хинкли, М.: Мир, 1979. 416с.93 .Лаптев Н.И. Региональные экологические проблемы и устойчивое развитие // Проблемы взаимодействия природы и общества. Томск: Томский гос. ун-т и др., 1995. С.22-27.

82. Лемешев М.Я. Природа и мы. М.: Советская Россия, 1989.270 с.

83. Лепнева О.М., Обухов А.И. Экологические последствия влияния урбанизации на состояние почв Москвы // Экология и охрана почв Москвы и Московского региона. М.: Изд-во МГУ, 1990. С.28-32.

84. Летувнинкас А.И. Геохимическая трансформация в зоне влияния мазутных ТЭЦ / Основные проблемы охраны геологической среды (Информационные материалы). Томск: Томский гос. ун-т, 1995.С.88-92.

85. Летувнинкас А.И. Геохимические аспекты экологии города: методические материалы 4-ой международной конференции учащихся и учителей средней школы «Экология и человек». Томск: Изд-во Томского госуниверситета, 1997,- 77с.

86. Летувнинкас А.И. Некоторые аспекты концепции устойчивого развития для Томского Севера // Освоение Севера: традиции и современность. Тезисы докл. Российско-Канадского семинара, Томск, 8-9сентября 1999г. Томск: ТГУ, 1999. С. 19-22.

87. Летувнинкас А.И. Экологические аспекты гипергенной геохимии металлов: цинк // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири. Т.З. / Материалы науч. Конф., посвященной 120-летию ТГУ. Томск: Том. гос. ун-т, 1998. С.226-273.

88. Летувнинкас А.И., Квасников A.B. Техногенное загрязнение атмосферы и снегового покрова. Томск: Томский гос. ун-т, 1996. 51с.

89. Летувнинкас А.И., Квасников A.B. Тяжелые металлы в почвах фонового участка / Проблемы экологии Томской области (экология производства, экологический мониторинг), Т.2. -Томск: 1992. с.35-36.

90. Летувнинкас А.И., Квасников A.B., Строителев А.Д., Хохлов В.Е. Прикладная геохимия в оценке состояния природной среды //Рудные месторождения. Минералогия. Геохимия. Томск: Томский гос. ун-т, 1996. С.98-103.

91. Летувнинкас А.И., Нарзулаев С.Б., Филиппов Г.П., Капилевич Л.В., Квасников A.B. Техногенное загрязнение и здоровье детей в дошкольных учреждениях г.Томска. -Томск: Изд-во Том. ун-та, 1993. 92с.

92. Летувнинкас А.И., Парначев В.П. О роли геохимических методов в экологической оценке экосистем // Проблемы экологии Томской области: Тезисы докладов. Т.2.Томск: 1992. С.99-101.

93. Летувнинкас А.И., Хохлов В.Е. Тяжелые металлы в депонирующих средах Северного промузла / Проблемы экологии Томской области. Экология производства, экологический мониторинг. Т.2. Томск: Томский гос. ун-т, 1992. С.36-39.

94. Юб.Лукашев К.И., Лукашев О.В. Техногенез и геохимические изменения в окружающей среде. Минск: Наука и техника, 1986. 204с.

95. Львов Ю. А. Снеговой покров как показатель антропогенных нагрузок на экосистемы // Экология промышленного города (методические разработки). Томск: Том. гос. ун-т, 1992. С.64-66.

96. Макаров В.Н. Охрана природы. Геохимия техногенеза Севера: учебное пособие. -Якутск: Институт мерзлотоведения СО РАН, 1994. 68с.

97. Ю9.Мананков A.B., Парначев В.П. Проблемы геоэкологического состояния территории города Томска // Основные проблемы охраны геологической среды. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1995. С. 47-55.

98. ПО.Мананков A.B., Яковлев В.М., Гудошникова B.C. Геоэкология промышленных отходов г.Томска // Природокомплекс Томской области. Т.1. Геология и экология. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1995. С. 269-273.

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

100. Методические рекомендации по геохимической оценке территории городов химическими элементами. М., 1982. 111с.

101. Миклишанский А.З., Павлоцкая Ф.И., Савельев Б.В. и др. Содержание и формы нахождения микроэлементов в приземном слое воздуха и атмосферных осадках // Геохимия. 1977. №11. С.1673-1679.

102. Моисеенков О.В. Геохимические барьеры в городских ландшафтах // Современные проблемы инженерной геологии и гидрогеологии на территории города и городских агломераций. М.: Недра, 1987. С.271-272.

103. Пб.Мырлян Н.Ф., Настас Г.С., Милкова Л.Н. Геохимическая трансформация распределения и форм нахождения тяжелых металлов в городских почвах // Вестник Моск. ун-та. Сер. география. №6, 1992. С. 84-91

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

105. Назаров И.М., Ренне О.С., Фридман Ш.Д. Снежный покров как индикатор загрязнения атмосферы // Содержание примесей в атмосферных осадках, атмосферных аэрозолях. Вильнюс, 1976. Вып.З. С.10-15.

106. Налимов В.В. Применение математической статистики при анализе вещества. М.: Физматгиз,1960. 430с.

107. Нежданова И.К., Суетин Ю.П., Свешников Г.Б. Об изучении загрязненности городских почв в связи с охраной окружающей среды // Вестник ЛГУ. 1984. - №12. С.87-91.

108. Обухов А.И., Лепнева О.М. Биогеохимия тяжелых металлов в городской среде // Почвоведение , №5, 1989. С.65-74.

109. Описание почв и почвенных профилей // Методические рекомендации. Томск, 1996. 30с.

110. Орлов Д.С. Химия почв. М.: Изд-во МГУ, 1985. 376с.

111. Орлов Д.С., Малинина М.С., Мотузова Г.В. и др. Химическое загрязнение почв и их охрана: Словарь-справочник. М.: Агропромиздат, 1991. 303с.

112. Обзор «Экологическое состояние, использование природных ресурсов, охрана окружающей среды Томской области в 1996г.» / Комитет природных ресурсов по Томской области.-Томск, 1996. 178с.

113. Обзор «Экологическое состояние, использование природных ресурсов, охрана окружающей среды Томской области в 1996г.» / Комитет природных ресурсов по Томской области. -Томск, 1997. 210с.

114. Обзор «Экологическое состояние, использование природных ресурсов, охрана окружающей среды Томской области в 1996г.» / Комитет природных ресурсов по Томской области. -Томск, 1998. 214с.

115. Панин М.С. Формы соединения тяжелых металлов в почвах средней полосы Восточного Казахстана (фоновый уровень). Семипалатинск: ГУ «Семей». -1999. 329с.

116. Пашнева Г.Е., Серебренников В.В. О взаимосвязи между химическими элементами в почвах Томской области // Вопросы химии. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1971. Т. 204. С.309-320.

117. Перельман А.И. Геохимия ландшафта. М.: Высшая школа. 1968. 392с.

118. Перельман А.И. Геохимия эпигенетических процессов. М.: Недра, 1968. С.332.

119. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта: Учебное пособие. М.: Астрея -2000, 1999. 768с.

120. Покатилов Ю.Г. Биогеохимия биосферы и медико-биологические проблемы. -Новосибирск: ВО «Наука», 1993. С.168.

121. Почва, город, экология. М.: Фонд "За экологическую грамотность", 1997.320с.

122. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. Под ред. Д.С. Орлова, В.Д. Василевской. М.: Изд-во МГУ, 1994. 272с.

123. Почвы Горно-Алтайской автономной области. Новосибирск: Наука, 1973. 352с.

124. Проблемы региональной экологии. Вып.З. Региональный мониторинг: сб. науч. ст./ Институт экологии природных комплексов СО РАН. -Томск: Изд-во «Красное знамя», 1994. 128с.

125. Рихванов Л.П. Общие и региональные проблемы радиоэкологии. Томск: изд-во Томского политехнического университета, 1997. 384с.

126. Рихванов Л.П., Нарзулаев С.Б., Язиков Е.Г., Капилевич Л.В., Сарнаев С.И., Филиппов Г. Геохимия почв и здоровье детей Томска. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1993. 142с.

127. Рихванов Л.П., Сарнаев С.И., Язиков Е.Г., Балабаева Л.М. Геохимические особенности почво-грунтов города Томска // Проблемы экологии Томской области: Тезисы докладов. Т.2. Томск, 1992. С.61-63.

128. Рихванов Л.П., Язиков Е.Г. Содержание тяжелых металлов в почвах: Справочные материалы. Томск: ТПУ, 1992. 42с.

129. НЗ.Ровинский Ф.Я., Чичева Т.Б., Виленский М.Г., Гришина Л.А. и др. Влияние кислотных дождей на почвенные растворы и почвы // Мониторинг фонового загрязнения природных сред. Вып.5. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. с. 136-148.

130. Росляков H.A. зона окисления сульфидных месторождений Западного Алтая. -Новосибирск : Наука, 1969. 254с.

131. Рохмистров В.Л., Иванова Т.Г. Изменение дерново-подзолистых почв в условиях крупного промышленного центра // Почвоведение, 1986, №5. С.71-76.

132. Рягценко C.B., Попп C.B. Медико-географическое изучение антропогенных изменений природной среды Иркутской области // Охрана окружающей среды и экология человека. Иркутск, 1980. С.27-29.

133. Савенко B.C. Природные и антропогенные источники загрязнения атмосферы. -M.: ВИНИТИ, 1991.212с.

134. Садовникова Л.К. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами // Биологические науки, № 9,1989. С.47-53.

135. Сапрыкин Ф.Я. Геохимия почв и охрана природы. Л.: Недра, 1984. 231с.

136. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых / А.П.Соловов, А.Я.Архипов, В.А. Бугров и др. -М.: Недра, 1990. 335с.

137. Стыро Б.И., Шопаускас К.К. О механизмах поступления атмосферной примеси на земную поверхность // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. С. 173-179.

138. Сурков B.C., Жеро О.Г. Фундамент и развитие платформенного чехла ЗападноСибирской плиты. М.: Недра, 1981. 143с.

139. Теория и методология экологической геологии / Под ред. В.Т. Трофимова. М.: Изд-во МГУ, 1997. 368с.

140. Тугжжавын Оюнчимэг. Некоторые особенности почв аридных территорий Монголии // Автореф. канд. дисс. -Улаанбаатар, 1998. 28с.

141. Удодов П.А., Солодовникова P.C., Шварцева Н.М. Микрокомпоненты в почвах Томского района // Вопросы химизации сельского хозяйства. Томск, 1965. С. 139-147.

142. Фет В.В. Атмосферная пыль. М.: ИЛ., 1961.336.

143. Хан Л.В., Ильченко Н.В. Рост и состояние хвойных в исторических парках г.Томска // 2-ая Межреспубликанская конференция «Проблемы региональной экологии». -Новосибирск: Изд-во СО РАН , 2000. С. 145-146.

144. Хахалкин В.В., Урбановский В.Е. К вопросу создания кадастра геоэкологических ограничений на урбанизированных территориях // Экологическая безопасность. Материалы заочной интернет конференции. Томск: Изд-во ТПУ, 1999. С.74-75.

145. Чибисова Н.В., Долгань Е.К. Экологическая химия: учебное пособие / Изд-во Калининградского ун-та, 1998. 113с.

146. Шестаков Ю.Г. Математическая статистика: Учебное пособие. -Красноярск: Изд-во Красноярского ун-та, 1982. 115с.

147. Экогеохимия Западной Сибири. Тяжелые металлы и радионуклиды. / Изд-во СО РАН, Новосибирск. 1996. 248 с.

148. Экологическое состояние города Твери / Сб. науч. трудов. Тверь: Твер. гос. унт, Твер. гум. ин-т, Твер. обл. совет Всерос. общ-ва ОП, 1994. 112с.

149. Язиков Е.Г., Арбузов С.Е., Кропанин С.С., Ермохин А.И., Агафонова А.И. Микроэлементный состав снежного покрова и почв сельхозугодий совхоза «Степановский» / Проблемы экологии Томской области. Т.2. Томск, 1996. С.313-316.

150. Язиков Е.Г., Балабаева Л.М., Файзова Л.В. Эколого-геохимические исследования при паспортизации промышленного предприятия (на примере НПО «Сибэлектромотор», г.Томск) / Проблемы экологии Томской области. Т.2. Томск: 1992. С.82-83.

151. Craul P.G. Urban soils in landscape design // 1992. P.396.

152. Ecology and society // USA Symposium on Biosphere Reserves 2-nd Everglades. 1994.P. 1-21.

153. Hikey R.J. Ecological statistical studies concerning environmental pollution and chronic disease. IEEE Trans. Geosci. Electronics. 1970. P. 186-202.

154. Ilchenko N. Measuring of aerosol pollution with the help of lidar and snow survey in the Tomsk city. Tomsk, 2000. 6 с. В печати.

155. Kitagishi К., Yamane I. Heave Metal Pollution. Tokio.: Japan Sei. Press. 1981. P.302.

156. Nriagu I.O. A global assestment of natural sources of atmospheric frace metals // Nature, 1989. V.338, N 6210 P.47-49.

157. Soils in the Urban Environments, ed. by P. Bullok and P.J. Gregory // Blackwell Scientific publications, Oxford, 1991. P. 174.

158. Uthe E.E., Collis R.T. // Opto-elektron. 1972.V.4. №2. P.87.

159. Vink A.P.A. Landscape ecology and Land use // London and New York, 1983,p.264.