Содержание к диссертации
Введение
1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ИХ ДЕТОКСИКАЦИИ
1.1 Влияние градообразующих предприятий различных отраслей промышленности на педосферу 11
1.2 Взаимосвязь поверхностного и дренажного стока с состоянием почв 18
1.3 Ароматические ксенобиотики и тяжелые металлы в почвах и почвенных компонентах и способы их детоксикации 23
1.4 Механизм каталитического окисления ксенобиотиков в почвенном растворе и почвах 30
Выводы по 1 главе, постановка цели и задач исследований 38
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ УГЛЕДОБЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ГЛАУКОНИТОВОГО ПЕСКА И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ДЛЯ ДЕТОКСИКАЦИИ ПОЧВ
2.1 Характеристика отходов угледобывающей промышленности и глау-конитового песка 40
2.2 Современные направления использования отходов угледобывающей промышленности 48
2.3 Теоретическое обоснование использования отходов угледобывающей промышленности и глауконитового песка в практике детоксикации почв 51 Выводы по 2 главе 56
3. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1 Задачи и объекты лабораторных и полевых исследований 58
3.2 Методы исследований и основные определяемые показатели 60
Выводы по 3 главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ДЕТОКСИКАЦИИ ПОЧВ В ЛАБОРАТОРНЫХ И ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
4.1 Исследование каталитических свойств различных отходов угледобывающей промышленности и глауконита 63
4.2 Исследование сорбционных характеристик различных отходов угледобывающей промышленности и глауконита 70
4.3 Исследование влияния различных отходов угледобывающей промышленности и глауконита на степень детоксикации антропогенно-нагруженных почв
4.3.1 Исследование влияния вносимых детоксикантов на агрохимические характеристики почв 78
4.3.2 Опытно-промышленные исследования эффективности детоксикации почв при внесении различных отходов угледобывающей промышленности и глауконита 85
4.4 Исследование динамики детоксикации почв при внесении отходов обогатительной фабрики в качестве детоксикантов
4.4.1 Исследование динамики изменения физико-химических, агрохимических и микробиологических показателей почв 87
4.4.2 Исследование влияния вносимых детоксикантов на качество грунтовых вод и возможность регенерации детоксикантов 97
Выводы по 4 главе 99
5. Эколого - экономическое обоснование технологии детоксикации почв 100
Выводы по 5 главе 111
Литература 114
Приложения 127
- Влияние градообразующих предприятий различных отраслей промышленности на педосферу
- Характеристика отходов угледобывающей промышленности и глау-конитового песка
- Задачи и объекты лабораторных и полевых исследований
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В настоящее время в России наблюдается ряд негативных техногенных изменений геологической среды. Среди них особую опасность представляют ее загрязнение и ухудшение экологического состояния селитебных территорий. Исторически сложилось, что в центральной части городов расположены крупные промышленные предприятия, оборудование, технология производства которых соответствуют 30-40-м годам прошлого века. Чем мощнее производство, выше его концентрация и «старше» применяемое оборудование, тем масштабнее ущерб, наносимый экологии данного района. Например, концентрация целого ряда токсичных загрязнителей в атмосфере, почвах, поверхностных и грунтовых водах г. Новочеркасска в десятки раз превышает предельно допустимые, в связи с чем городу присвоен статус территории чрезвычайной экологической ситуации.
В последние годы в России все масштабнее реализуются программы вывода промышленных предприятий из центральной части городов за их черту. Площади, высвобождаемые в результате этого вывода, являются на сегодняшний день одним из основных источников предложений на рынке земли. Особенно трудное положение с наличием свободных земельных участков под инфраструктурную застройку складывается в центральной части крупных городов. Например, оценочная стоимость земель Москвы колеблется в пределах от 300 тыс. до 13 млн. долларов за гектар. Однако, прежде чем использовать освобожденные земли, долгое время находившиеся под антропогенным воздействием промышленного производства, необходимо провести их экологическую оценку и, при необходимости, - экономически обоснованную реабилитацию. В соответствии с требованиями Закона об охране окружающей среды и Санитарно-эпидемиологическими требованиями к качеству почвы (СанПиН 2.1.7.128-03) на всех стадиях проектирования и строительства регламентирован перечень показателей качества почв различных территорий, в зависимости от их функционального назначения и использования. Гигиеническая оценка почвы прово- дится с целью определения ее качества и степени безопасности для человека, а также разработки мероприятий (рекомендаций) по снижению химических и биологических загрязнений. Поэтому возникает потребность в разработке, оценке и практическом внедрении способов и технологий детоксикации различных элементов геологической среды населенных мест от загрязнителей с последующим их использованием под строительство.
Наибольшая опасность загрязнения педосферы и подстилающих пород связана со стойкими полиорганическими, в т. ч. и полиароматическими соединениями. Попадая из почв в подземные воды и растения, эти вещества могут оказывать токсическое действие на различные организмы, включая и человека. По токсичному и вредному воздействию на экосистемы на первом месте находятся полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). В качестве показателя присутствия канцерогенных ПАУ в природных объектах чаще всего определяют бенз(а)пирен (БП), который является еще и сильнейшим мутагеном. Для стран Европейского сообщества ПДК БП в питьевой воде составляет 0,2 мкг/л, а по рекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) - ПДК БП в воде - 0,01 мкг/л, в атмосферном воздухе - 0,1 мкг/100 м3, в почве - 0,2 мг/кг, что в пересчете на один грамм составляет 20 нг. ПАУ поступают в почвы и горные породы в основном с атмосферными выбросами различных промышленных предприятий, вследствие развевания золо- и шламоотвалов ТЭЦ, производственными и бытовыми отходами. Источником ПАУ является также и автотранспорт.
Наряду с ПАУ довольно частым является загрязнение территорий тяжелыми металлами, поступление которых осуществляется разнообразными путями (обжиг цементного сырья, производство керамзита, черная и цветная металлургия, сжигание минерального топлива, породные отвалы, хвостохранилища и т.д.).
В настоящее время существуют физические, физико-химические, химические и биологические методы детоксикации загрязненных почв и грунтов, ни один из которых не является универсальным. Поэтому актуальна разработка и применение комплексных методов детоксикации, позволяющих добиться экологически и экономически приемлемых результатов, например, сочетание физико-химических и биологических методов.
Работа выполнялась в соответствии с научным направлением кафедры «Инженерная экология и защита окружающей среды» ЮРГТУ (НПИ) по госбюджетной теме № 012. 0001. 0024 - «Разработка теоретических основ и высокоэффективных технологий охраны окружающей среды», а также в рамках реализации Мероприятий по поддержке государственной высшей и средней профессиональной школы Ростовской области на 2004 год по -теме «Экологическая оценка состояния урболандшафтов ряда крупнейших промышленных центров юга России и разработка инженерно-экологических мероприятий по реабилитации территорий с использованием отходов».
Область исследования: п. 11 паспорта специальности («Развитие теоретических основ для разработки инженерных методов рационального природопользования: сохранение и мелиорация земель, санация водных объектов и техногенно загрязненных территорий, восстановление и рекультивация ландшафтов, управление обращением отходами, формирование экологически совместимых городских и региональных инфраструктур».
Объект исследования - загрязненные ПАУ и тяжелыми металлами почвы, расположенные в зоне подфакельных выбросов ОАО «Новочеркасский электродный завод» (НЭЗ), а также отходы угледобывающей промышленности шахт Восточного Донбасса (отходы антрацита, термоизмененные отвальные породы угольных шахт, отходы обогатительной фабрики) и глауконитовый песок.
Предмет исследования - техника и технология детоксикации почв, загрязненных ПАУ и тяжелыми металлами.
Цель работы - теоретическое обоснование, оценка и разработка комплексной технологии детоксикации и возврата в хозяйственный оборот территорий, загрязненных ароматическими ксенобиотиками и тяжелыми металлами.
Для достижения поставленной цели потребовалось комплексное решение ряда взаимосвязанных задач, основными из которых являлись: выявить особенности оценки, технологии и экономики детоксикации почв и почвогрунтов территорий промпредприятии, выводимых из населенных пунктов, применительно к использованию их в строительстве; установить зависимость содержания и форм ксенобиотиков от окислительно-восстановительных свойств среды; определить влияние регулируемых и нерегулируемых факторов на де-токсикацию ксенобиотиков в модельных и природных условиях; исследовать каталитические и сорбционные характеристики отходов угледобывающей промышленности с учетом климатических условий; изучить влияние отходов угледобывающей промышленности на степень детоксикации почв и грунтов, обосновать их использование для защиты педосферы; разработать технологию детоксикации почв и грунтов, провести ее опытно-промышленную апробацию; оценить инвестиционную привлекательность предлагаемой технологии.
Основная идея работы. Использование отходов угледобычи в качестве детоксиканта антропогенно-нагруженных территорий урбообразований от ксенобиотиков для возврата их в хозяйственный оборот.
Методы исследования. Агрохимические и физико-химические показатели загрязнений образцов почв определялись методами, применяемыми в агрохимической практике, утвержденными Госстандартом РФ. Для определения общей токсичности исследуемых почв использовали стандартную методику биотестирования.
Научная новизна работы: - впервые обосновано использование отходов углеобогатительных фаб рик в качестве эффективного детоксиканта ПАУ и тяжелых металлов для защи ты педосферы; предложена и реализована в опытно-промышленных условиях технология детоксикации почвы от ароматических ксенобиотиков и тяжелых металлов с использованием отходов углеобогатительных фабрик в качестве детокси-кантов; установлено влияние сезонных циклов на детоксикацию почв с помощью предложенной технологии; обосновано использование стандартного метода биотестирования для оценки степени детоксикации почв.
Наиболее существенные научные результаты, полученные лично автором: обоснование и применение комплексного метода, сочетающего физико-химическую и биологическую детоксикацию; установление закономерностей детоксикации почв от ксенобиотиков с применением отходов угледобычи; экспериментальное обоснование оптимальных параметров технологии детоксикации почв от ксенобиотиков с помощью отходов угледобычи.
Практическая значимость работы состоит в том, что: разработана комплексная технология детоксикации загрязненных почв и грунтов урбообра-зований in situ, применение которой позволяет использовать освобождающиеся территории промпредприятий, выводимых из населенных мест, под строительство, а также улучшить продуктивность и санитарное состояние почв, качество поверхностного стока и грунтовых вод в ареале загрязнения. Применение данной технологии позволяет получить значительный эколого-экономический эффект - суммарный предотвращенный ущерб от химического загрязнения почв и водной среды составляет 209416 руб./га в год в ценах 2006 г.
Рекомендации по детоксикации почв с помощью разработанной технологии реализованы в ряде проектов ОАО «Институт «Ростовский Водоканал-проект», РостгипроНИИстройдормаш, ОАО УК «Ростовгипрошахт», используются в учебном процессе ЮРГТУ (НПИ).
На защиту выносятся следующие положения: использование под новое строительство загрязненных территорий, освобождающихся после вывода промпредприятий из населенных мест, требует проведения эколого-экономического обоснования технологии детоксикации почв и грунтов; отходы углеобогащения и угледобычи обладают ионообменными и сорбционными свойствами, обусловленными их химическим составом, и могут применяться в качестве относительно дешевого и эффективного детоксиканта для снижения уровня загрязнения почв ПАУ и тяжелыми металлами; отходы углеобогащения обладают сорбционной емкостью по отношению к ПАУ и тяжелым металлам за счет высокой пористости и развитой удельной поверхности; внедрение отходов углеобогащения в качестве сорбента-катализатора в практику детоксикации почв имеет существенную эколого-экономическую эффективность.
Апробация работы. Основные положения и результаты работы доложены и обсуждены на: 7-й Международной научной конференции «Биосфера и человек: Проблемы взаимодействия» (Пенза, 2003 г.); 53-й научно-технической конференции студентов и аспирантов ЮРГТУ (НПИ) (Новочеркасск, 2004); Международной научно-практической конференции «Проблемы геологии, полезных ископаемых и рационального недропользования» (Новочеркасск, 2004 г.); Ежегодной научно-практической конференции института инженерно-экологических систем РГСУ (Ростов-на-Дону, 2002 - 2006 гг.); 54-й научно-технической конференции студентов и аспирантов ЮРГТУ (НПИ) (Новочеркасск, 2005); конференции аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ) «Студенческая научная весна - 2005» (Новочеркасск, 2005); II Всероссийской выставке-ярмарке научно-исследовательских работ и инновационной деятельности студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений Российской Федерации «Иннов-2005» (Новочеркасск, 2005); выставке «Промышленный потенциал юга России», Ростов - 2005 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 9 статей, 2 тезиса и материалы докладов. Подготовлены методические указания, использующиеся в учебном процессе.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, перечня цитируемой литературы, включающего 130 источников, и приложений. Общий объем диссертации составляет 186 страниц, из них 126 страниц машинописного текста, включая 15 таблиц, 7 формул, 47 рисунков и 5 приложений на 60 страницах.
Автор выражает глубокую признательность: научному руководителю доктору техн. наук профессору Н.С. Серпокрылову и научному консультанту канд. техн. наук доценту Л.П. Сергиенко - за постоянные научные консультации и помощь в работе; коллективу кафедры «Инженерная экология и защита окружающей среды» ЮРГТУ (НПИ) (г.Новочеркасск) - за внимание и поддержку при проведении исследований; ФГУГП «Южгеология» (г. Ростов-на-Дону, начальник РЛЦ - Гальчиков В.В.) - за выполнение КХА отобранных проб воды и почвы.
1. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ПОЧВ И АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СПОСОБОВ ИХ ДЕТОКСИКАЦИИ
Влияние градообразующих предприятий различных отраслей промышленности на педосферу
Геохимические последствия деятельности людей стали проявляться ещё много столетий тому назад. Однако значимость этих последствий резко возросла только в XX в. Об этом можно судить по следующим данным В.И. Вернадского: в античном мире люди использовали только 19 элементов, в XVIII в. - 28, в XIX в. - 50, а в начале XX в. - 60 [1]. В последние десятилетия, как считает Перельман, стали использовать не только все 89 известных химических элементов, имеющихся в земной коре, но и искусственные радиоактивные элементы [2].
Годовая добыча минерального сырья составляет около 100 млрд. т. Большинство продуктов переработки минерального сырья представляют собой соединения химических элементов, которые или не образуются в результате природных процессов, или не встречаются в тех частях биосферы, в которые они попадают в результате антропогенной деятельности [3]. В связи с этим их поведение и в биосфере в целом, и в конкретных ландшафтно-геохимических условиях, отличается от поведения природных соединений. Так, некоторые из них практически даже не попадают в биологический круговорот элементов; к ним, например, относятся фреоны.
Однако все рассматриваемые соединения и самородные металлы техногенного происхождения, попадая техногенным путем в биосферу, в дальнейшем начинают подчиняться основным законам миграции и концентрации, действующим в этой сфере. Следует также отметить, что, попав в биосферу, техногенные соединения, не имеющие природных аналогов, начинают оказывать своеобразное воздействие на живые организмы.
Так как производство таких соединений непрерывно и очень быстро возрастает, как по общей массе, так и по видовому разнообразию, то возрастает и их воздействие на организмы. Не учитывать геохимическую (биогеохимическую) роль техногенных соединений становится невозможно.
Антропогенные процессы, связанные с производством и использованием техногенных соединений, особенно не имеющих природных аналогов, очень часто приводят к непланируемым изменениям эколого-геохимической обстановки. Таких не ожидаемых изменений может быть очень много, и в большинстве своем они, к сожалению, ухудшают условия существования современных организмов, включая человека.
Процесс производства техногенных соединений сопровождается «стандартным» загрязнением ландшафтов, расположенных вблизи предприятий. При этом общий набор загрязняющих элементов определяется уровнем развития науки и техники на период производства техногенных соединений [4-6]. К этому следует добавить загрязнение, связанное с катастрофами, авариями и складированием отходов предприятий, производящих техногенные соединения. В нашей стране ежегодно образуется свыше миллиарда тонн промышленных отходов, из них более 50 млн. тонн особо токсичных. Огромные площади земель заняты свалками, золоотвалами, хвостохранилищами и др., которые интенсивно загрязняют почвы, а их способность к самоочищению, как известно, ограничена [7].
Огромный вред для нормального функционирования почв представляют газодымовые выбросы промышленных предприятий. Почва обладает способностью накапливать весьма опасные для здоровья человека загрязняющие вещества, например тяжелые металлы, нефтепродукты, полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) и т.п.
Минеральные ресурсы, почти все виды которых относятся к практически невозобновимым, современной горной промышленностью используются далеко не полностью. В большинстве стран остается в недрах или выбрасывается в отвал 12-15% руд черных и цветных металлов. Так называемые плановые потери каменного угля составляют 40%, нефти - в среднем 56%) [8]. При разра ботке полиметаллических руд из них, как правило, извлекаются 1-2 металла, которые в настоящий момент особенно нужны, а остальные выбрасываются вместе с вмещающей породой. Для их извлечения перемещаются сотни миллиардов тонн вскрышных пород, грунта, почвы. Только на территории Донбасса расположено более 2000 отвалов пород, вынутых из пустых шахт - терриконов, достигающих высоты 50-80 м, а в отдельных случаях и более 100 м, объемом 2-4 млн. м [7]. Эти отвалы не только сокращают площади сельскохозяйственных угодий, но являются источниками различных загрязняющих веществ, которые развеваются ветрами, повышая запыленность атмосферы, угнетающе действуют на растительность прилегающих территорий, загрязняют почвенный покров, поверхностные и грунтовые воды.
В теплоэнергетике источником массированных атмосферных выбросов и крупнотоннажных твердых отходов являются теплоэлектростанции, предприятия и установки паросилового хозяйства, т.е. любые промышленные и коммунальные предприятия, работа которых связана со сжиганием топлива. В состав отходящих дымовых газов входят С02, S02, SO3, ПАУ, в т.ч. БП и ряд других компонентов, поступление которых в воздушную среду наносит большой ущерб как всем основным компонентам биосферы, так и предприятиям, объектам городского хозяйства, транспорту, и, разумеется, населению городов. Наря ду с газообразными выбросами теплоэнергетика является «производителем» огромных масс твердых отходов; к ним относятся хвосты углеобогащения, золы и шлаки. Отходы углеобогатительных фабрик содержат 55-60% Si02, 22-26% А120з, 5-12% Fe203, 0,5-1% CaO, 4-4,5% К20 и Na20, и до 5% С [8]. Они поступают в отвалы, которые пылят, «дымят», и резко ухудшают состояние атмосферы и прилегающих территорий. В настоящее время огромные площади занимают твердые отходы тепловых электростанций (ТЭС) — золы и шлаки, близкие по составу к металлургическим. Их ежегодный выход достигает 70 млн. т., тогда как степень использования не превышает 1-2%.
Характеристика отходов угледобывающей промышленности и глау-конитового песка
Ростовская область - один из наиболее крупных и развитых регионов юга России. В то же время она и наиболее крупный поставщик промышленных отходов, которых здесь ежегодно образуется от 7 до 8 млн. т. Ведущая роль в их формировании принадлежит предприятиям угледобывающей промышленное сти: шахты, обогатительные фабрики - свыше 500 млн. т., и углепотребляющие ТЭС и ТЭЦ - свыше 40 млн. т. Породные отвалы занимают большую площадь (1,3 тыс.га), ухудшают ландшафт местности [9]. Проблемы охраны окружающей среды при разработке угольных месторождений с каждым годом приобретают все большее значение. Одной из важных экологических проблем для природных ландшафтов является негативное воздействие процессов угледобычи, связанное с отчуждением плодородных земель, осолонцеванием почв, образованием различных отходов, изменением состава пресных родниковых вод и поверхностных водоисточников [45-48].
Наибольшее количество отвалов шахт и обогатительных фабрик сосредоточено в Шахтинско-Несветаевском углепромышленном районе, вокруг городов Шахты и Новошахтинск. Здесь находится 44% их общего количества и сконцентрировано 61% всей углепородной массы, накопленной на территории Ростовской области. Для восточного Донбасса наиболее характерны терриконы, т.е. отвалы конической формы (81,7%), в меньшей степени - отвалы хребтовой формы и плоские [49].
Терриконы - это техногенные образования, сформировавшиеся в результате добычи угля, сложенные горными породами и поднятые на поверхность в процессе угледобычи [50]. Отвалы шахт и обогатительных фабрик сложены обломками углевмещающих пород различной размерности - от пылевидных частиц до глыб размером 1000 мм в поперечнике. Строение их, особенно крупных и очень крупных, довольно сложное. Это обусловлено естественной сегрегацией материала как в момент отсыпки отвалов, так и в последующие периоды. Наиболее крупные обломки сконцентрированы у подножья, вверх по склону размеры обломков уменьшаются, и верхние части отвалов сложены мелкообломочным материалом. За время своего существования отвалы под воздействием природных процессов в значительной степени деформируются. На их внешних частях широко развиты размывы, оползни, трещины; во внут-ренних частях происходит усадка и уплотнение материала, в результате выгорания пород образуются пустоты, что вызывает просадку поверхности склонов. Сухие отвалы шахт и обогатительных фабрик сложены преимущественно угле-вмещающими породами, извлеченными на поверхность одновременно с углем: песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известняками, углеродными сростками и обломками угля. В шахтных отвалах содержание обломков угля невелико - до 10%, в отвалах обогатительных фабрик они достигают весьма значительной величины - 40-45% общей массы.
Вещественный состав скоплений отвальных шахтных пород определяется рядом последовательно воздействующих на них факторов, главнейшими из которых являются выветривание и термическое воздействие. Выветривание горных пород представляет собой сложный процесс их изменения на поверхности Земли, вызванный взаимодействием физических, химических и биологических агентов. В скоплениях отвальных пород, в связи с особенностями структуры и строения отвалов, процессы как физического, так и химического выветривания пород проявляются очень интенсивно. Это объясняется тем, что породные отвалы угольных шахт обладают повышенной проницаемостью и относительно свободно аэрируются. Наиболее проницаемы нижние зоны породных отвалов, сложенные крупнокусковатым материалом. Эта особенность строения отвалов определяет и их температурную зональность. Выделяют три зоны: внутренняя часть отвалов - зона постоянных температур, примерно равных среднегодовой температуре почвы (глубина более 30 м, температура +5...+10С); выше следует зона сезонных колебаний температуры с сезонным ходом для районов Восточного Донбасса от -33 до +40С и даже более, и, наконец, у поверхности терриконов на глубинах до 1-2 м - зона суточных колебаний температур с суточным ходом до 20С.
В поверхностной зоне отвалов условия выветривания близки к аридным, характеризующимся дефицитом влаги, контрастными суточными колебаниями температуры, вторичным засол онением. В зоне резких суточных колебаний температуры вследствие обычных процессов физического выветривания происходит интенсивная диспергация обломков пород, которая стимулируется воздействием образующихся здесь же органических кислот и сернокислых растворов. В таких условиях аргиллиты очень быстро, в течение года - полутора лет, превращаются в мелкий щебень и глинистую массу. Кроме этого, интенсивному. выветриванию пород, слагающих отвалы, способствуют криогенные процессы. В осенне-зимний период в пределах породных отвалов накапливается влага в различных формах - в виде снегового покрова и снежников; натечных образований и ледяного цемента в периферических зонах отвалов; наледей, возникающих у подножия отвалов при стоке поверхностных вод (атмосферных осадков и талых вод в период оттепелей).
Задачи и объекты лабораторных и полевых исследований
Почвенный покров принимает на себя давление потока промышленных и бытовых выбросов и отходов, выполняя важнейшую роль буфера и детокси-канта. Почва аккумулирует загрязняющие вещества, предупреждая тем самым их поступление в природные воды и очищая от них атмосферный воздух. В почве многие химические соединения претерпевают глубокие изменения и могут быть минерализованы или трансформированы в вещества, не оказывающие токсичного воздействия на микроорганизмы, растения, животных и человека. К сожалению, природная сопротивляемость почв, их естественная буферность не беспредельны. Постоянное увеличение антропогенной нагрузки на почвы, наблюдаемое в последние годы, приводит к снижению их самоочищающей способности. Поэтому актуальной задачей является разработка технологий и методов повышения самоочищающей способности и детоксикации почв.
В качестве объекта исследования рассматривались аллювиально-луговые, солонцеватые почвы, расположенные в зоне подфакельных выбросов ОАО «Новочеркасский электродный завод», характеризующиеся высоким уровнем загрязнения ПАУ и тяжелыми металлами. Контроль - почвы дачной зоны - чернозем обыкновенный карбонатный, расположенной в 10 км от ОАО «Новочеркасский электродный завод».
Точки отбора образцов почв и исследуемые площадки расположены на территории Южно-Европейской теплой почвенной фации (теплых кратковременно промерзающих почв), представленной Предкавказской провинцией. Основными условиями, характеризующими почвообразовательный процесс, здесь являются: годовое количество осадков - 450 мм, годовая сумма температур выше 10С - 3300, гидротермический коэффициент (отношение количества осадков к испаряемости) - 0,7; продолжительность безморозного периода в году - 160-180 дней, сумма осадков за период с температурами выше 10С - 233 мм. Уровень pH исследуемых почв в подфакельной зоне ОАО «НЭЗ» - 7, 57, І-фоновой площадки - 7,85. Окислительно-восстановительный потенциал, соответственно 152,53 мВ и 158,68 мВ. Высокая плотность почв подфакельной зоны (1,99 г/см , плотность почв фоновой площадки 1,04 г/см ), механический состав (табл. 6) - сильнокаменистые почвы подфакельной зоны и среднекаменистые -фоновой, более высокое содержание гумуса (6-8%) и превышение концентрации загрязнителей выше фонового и предельно допустимого значений существенно отличают данные почвы, урбанизированные, но, тем не менее не потерявшие своих типовых признаков, от почв фоновой площадки и их типичного природного аналога- аллювиально-луговых почв.
