Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 8
1.1 Урбоэкосистема как феномен и объект изучения 8
1.2 Образование и накопление отходов как антропогенный (техногенный) экологический фактор 11
1.3 Характеристика твердых бытовых отходов - основного компонента исследуемых несанкционированных свалок 13
1.4 Свалка бытовых отходов как необходимая функциональная зона в структуре населенного пункта 29
1.5 Понятие несанкционированной свалки 31
1.6 Изменение почвенного покрова под влиянием свалок бытовых отходов 35
Глава 2. Объекты и методы исследования 59
2.1 Специфика объектов исследования 59
2.2 Методика отбора образцов почв (грунта) на несанкционированных свалках бытовых отходов 64
2.3 Методы лабораторного анализа образцов 66
2.4 Методы интерпретации экспериментальных данных 69
Глава 3. Ландшафтно-экологическая характеристика местности и морфология исследуемых почв 71
3.1 Общая географическая характеристика исследуемой урбанизированной территории 71
3.2 Геологические, почвенные и гидрогеологические условия территории г. Ульяновска и исследуемых участков 72
3.3 Характеристика фоновых территорий и морфологическое описание контрольных почвенных разрезов 74
3.4 Ландшафтно-экологическая характеристика участков несанкционированных свалок на территории г. Ульяновска 78
3.5 Морфологические свойства городских почв, занятых несанкционированными свалками бытовых отходов 82
Глава 4. Литолого-микроморфологическое исследование почв на участках несанкционированных свалок бытовых отходов 89
4.1 Возможности применения литолого-микроморфологического метода в экологических исследованиях 89
4.2 Микроморфологическая характеристика городских почв и почвоподобного субстрата на участках несанкционированных свалок бытовых отходов 91
4.3 Результаты литолого-микроморфологического анализа в свете концепций «памяти почв» и экологических функций почвы 108
Глава 5. Загрязнение исследуемых почв и изменение эколого-геохимических условий среды обитания человека 130
5.1 Общая оценка накопления химических элементов в городских почвах под влиянием несанкционированных свалок бытовых отходов 130
5.2 Геохимические показатели бытового органического загрязнения городских почв 135
5.3 Реакция почвенного раствора исследуемых почв и контрольных образцов 144
5.4 Оценка накопления ТМ в городских почвах под влиянием несанкционированных свалок бытовых отходов 149
5.5 Доля подвижных соединений и барьерная функция исследуемых почв 167
5.6 Сравнение несаніщионированньїх свалок бытовых отходов с другими источниками загрязнения почв г. Ульяновска 173
5.7 Общая оценка ухудшения эколого-геохимической обстановки в г. Ульяновске в связи с загрязнением среды бытовыми отходами 181
Выводы 190
Список использованных источников 192
- Образование и накопление отходов как антропогенный (техногенный) экологический фактор
- Методика отбора образцов почв (грунта) на несанкционированных свалках бытовых отходов
- Геологические, почвенные и гидрогеологические условия территории г. Ульяновска и исследуемых участков
- Микроморфологическая характеристика городских почв и почвоподобного субстрата на участках несанкционированных свалок бытовых отходов
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Урбоэкосистема как среда обитания человека, первоначально описанная в рамках географической науки (Лихачева, 1996; Максаковский, 2006), в настоящее время является весьма популярным объектом исследований в экологии (Тетиор, 2006; Урбоэкосистемы…, 2008, 2009, 2010 и др.). Наряду с абиотическими и биотическими факторами для урбоэкосистем характерны антропогенные (техногенные) факторы, действие которых может быть как управляемым и контролируемым, так и неуправляемым, или стихийным. Среди стихийных антропогенных факторов выделяется такое широко распространенное явление как формирование несанкционированных свалок при бесконтрольном размещении бытового мусора в окружающей среде. Известно, что формирование таких свалок является одной из экологических проблем, сопровождающих развитие урбоэкосистем, и в то же время понятно, что неконтролируемое накопление бытового мусора на многочисленных локальных свалках воздействует на почвенный покров, а значит, изменяет эдафические факторы среды обитания человека. Однако в настоящее время весьма слабо изучено влияние несанкционированных свалок на почвенный покров урбанизированных территорий и, соответственно, изменения в среде обитания человека, которые происходят под данным влиянием.
С одной стороны, факторы окружающей среды, влияющие на человека, являются предметом исследования токсикологии, медицинской экологии и др., однако в рамках данных направлений почти не уделяется внимания изучению почвенных (эдафических) факторов, которые, как и все компоненты биосферы, приобретают в результате антропогенного влияния новые, требующие тщательного изучения, свойства. С другой стороны, некоторые сведения по данной проблеме приводятся в работах по почвоведению (Антропогенные почвы…, 2003; Добровольский, Никитин, 2006 и др.), биогеохимии (Добровольский, 2003), экологической геохимии (Алексеенко, 2006; Галицкая и др., 2004), однако на сегодняшний день ощущается явный недостаток таких исследований для ответа на возникающие вопросы и предотвращения негативных (стихийных) процессов, разрушающих почвенный покров планеты.
Цель и задачи работы
Цель работы: исследовать влияние несанкционированных свалок бытовых отходов на экологическое состояние почв (на примере территории г. Ульяновска).
Для достижения указанной цели были поставлены и решались следующие задачи:
-
Охарактеризовать морфологические свойства почв г. Ульяновска, занятых свалками бытовых отходов.
-
Исследовать структуру и микроморфологические особенности почв и охарактеризовать отражение антропогенных процессов в их «памяти».
-
Исследовать влияние свалок бытовых отходов на химический состав почв.
-
Установить геохимические показатели бытового органического загрязнения городских почв.
-
Оценить вклад свалок бытовых отходов в загрязнение почв тяжелыми металлами и изменение эколого-геохимических условий на территории г. Ульяновска.
Научная новизна работы
Впервые на территории г. Ульяновска проведено исследование локальных несанкционированных свалок бытовых отходов как источника воздействия на почвенный покров. Для данных объектов впервые применен метод литолого-микроморфологического анализа для оценки антропогенного изменения почв и изучены структурно-минералогические особенности данных почв. Дана оценка эколого-геохимических изменений, происходящих в среде обитания человека при бесконтрольном загрязнении окружающей среды бытовыми отходами.
Практическая значимость полученных результатов
Материалы исследований могут быть использованы:
специалистами в области экологии и почвоведения при планировании и проведении мероприятий по комплексному экологическому мониторингу состояния окружающей среды;
специалистами в области экологической геохимии и геоэкологии при районировании урбанизированных территорий по степени геохимической опасности, для выявления участков техногенных геохимических аномалий;
грунтоведами для исследования свойств поверхностных техногенных грунтов;
при проведении почвенно-экологической экспертизы по фактам нарушений земельного и экологического законодательства;
при разработке мероприятий по ограничению землепользования по экологическим условиям.
Материалы исследований включены в программу учебного курса «Влияние отходов производства и потребления на окружающую среду» для студентов Ульяновского государственного университета, обучающихся по специальности «экология».
На защиту выносятся следующие положения:
Локальные несанкционированные свалки бытовых отходов приводят к деградации почвы как природного объекта, что проявляется в разрушении многих почвенных компонентов, ответственных за выполнение экологических функций почвенного покрова;
Геохимическими индикаторами загрязнения почвы бытовыми отходами являются высокие концентрации органического вещества, азота, фосфора, серы и реже - мышьяка, а также тяжелых металлов - цинка, меди, кадмия, свинца и хрома;
В почвенном покрове под влиянием свалок бытовых отходов формируются локальные высоко-контрастные геохимические аномалии, что способствует локальному изменению эколого-геохимической обстановки в сторону неблагоприятных условий для живых организмов, включая человека.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на международных (Владивосток, 2007; Ишим, 2008-2010; Пермь, 2009; Тольятти, 2010, 2011), всероссийских (Краснодар, 2007; Майкоп, 2007; Миасс, 2009-2011; Москва, 2009; Сыктывкар, 2009; Екатеринбург, 2010; Томск, 2010; Ярославль-Ивантеевка, 2010) и региональных (Ульяновск, 2009-2011) научно-практических конференциях, научных чтениях и семинарах.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 34 работы, из них 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие в постановке темы, разработке программы исследований, отборе почвенных образцов. При личном участии автора проведены лабораторные анализы, обработка и интерпретация полученных результатов. Под руководством автора выполнены эколого-геохимические исследования в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы, ГК № П1691.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и списка использованных источников, содержит 208 страниц машинописного текста, 14 рисунков, 34 таблицы и 3 приложения. Список использованных источников включает 162 наименования, в том числе 6 на иностранных языках.
Образование и накопление отходов как антропогенный (техногенный) экологический фактор
Образующиеся в урбоэкосистеме отходы достаточно условно разделяются- на отходы производства, для которых вопросы утилизации и взаимодействия с окружающей средой решаются в рамках промышленной экологии; и не рассматриваются в настоящей работе, и отходы потребления, которые в границах любой урбоэкосистемы постоянно концентрируются на специально организованных объектах их размещения (полигонах и муниципальных свалках) или рассеиваются в окружающей среде, в местах неорганизованного складирования, не предусмотренных для этих целей.
По сравнению со скоростью природного накопления геологических осадков скорость техногенного накопления отходов гораздо выше, что является количественным отличием антропогенных явлений от природных, то есть на урбанизированных территориях постоянно увеличивается количество отходов на единицу площади [17, 58, 68].
Г.Л. Кофф с соавторами называют отходы (промышленные и бытовые) и места их размещения (свалки, поля орошения, канализационную сеть) техногенными факторами, действующими на территории городов [85]. Объектом воздействия данных техногенных факторов выступают горные породы, рельеф, грунтовые воды, а ведущими процессами являются техногенная седиментация, загрязнение вод и недр, уплотнение и разуплотнение пород, микробиологическая активизация, а также формирование техногенных форм рельефа.
Поскольку для ассимиляции твердых видов отходов человеком издревле эксплуатируется преимущественно твердая оболочка планеты - литосфера, то объекты размещения отходов в первую очередь оказывают воздействие именно на компоненты литосферы. В случае крупных полигонов и свалок - это недра и связанные с ними грунтовые воды, а в случае неорганизованных свалок - это преимущественно почвенный покров, который является не только компонентом литосферы, но и частью среды обитания самого человека.
Ряд авторов рассматривают накопление отходов как фактор, формирующий качество геоэкологической среды [6, 58, 95]. Поэтому образование и накопление отходов молено считать непременным условием среды обитания человека и специфическим свойством урбоэкосистемы, которое определяется хозяйственно-бытовой деятельностью. Вопросы вывоза и утилизации отходов входят в задачи четко отлаженных социальных и экономических отношений в городе [75], поскольку решение экологических проблем может быть осуществлено лишь посредством территориального управления, которое относится к механизмам саморегуляции и устойчивости урбоэкосистем [51].
Поскольку города изначально являются центрами специализации, выход из экологического кризиса, в том числе решение проблемы мусора и несанкционированных свалок, представляется в виде наиболее полной реализации профессиональных «ниш». В мегаполисах отмечаются примеры «замыкания» экономико-социально-экологических связей, когда в рамках природоохранных мероприятий появляются и приобретают устойчивость, т.е. «входят в рынок» рециклинг отходов (как аналог природного круговорота элементов) и комплексная система управления отходами с минимальным негативным воздействием на среду (реализация цели Zero Waste) [94]. Так, урбоэкосистема, способная использовать условия, возникающие при действии техногенных факторов (в том числе образования и накопления отходов), постепенно достигает функциональной «зрелости» территориальной структуры, при которой становится возможным решение многих экологических проблем и достижение экологического равновесия с окружающей средой [51].
В городских экосистемах, далеких от достижения экологического равновесия, загрязнение окружающей среды и ухудшение условий обитания живых организмов, включая самого человека, являются побудительными причинами для проведения научного поиска решений данных проблем.
В течение тысячелетий до начала индустриальной революции продовольствие производилось из природного сырья, что сопровождалось образованием отходов из материалов естественного органического и минерального происхождения. В состав «древнего» мусора входили предметы, изготовленные из горных пород, минералов, металлов, обожженной глины, кости, дерева, стекла, а также уголь, зола, органическое вещество [58, 59].
Свойства всей совокупности бытовых отходов прошлых эпох отражаются в семантических значениях понятий «сор», «мусор» и множества их синонимов. В народных представлениях славян сор понимается как «вещная», или физическая, субстанция, периодически накапливающаяся в жилище, обладающая характерными признаками: малый размер, разъятость, множественность при сохранении однородности, сухость, отсутствие собственной формы, нечистота, остаточность (сор «вторичен») [73]. В России подобное представление о мусоре было закреплено в народном сознании вплоть до начала XX в., когда бытовой мусор представлял собой совокупность остатков (золы, угольков), сора, осколков предметов быта, строительных материалов из природного сырья. Характерное свойство рассматриваемого мусора - твердое агрегатное состояние. Для конечного размещения бытового мусора в пределах освоенного культурного пространства организовывалась особая зона, что, в частности, служило границей между освоенным ландшафтом поселения и «чуждой», дикой (в народных представлениях опасной) средой.
Методика отбора образцов почв (грунта) на несанкционированных свалках бытовых отходов
Определенное сходство отложений несанкционированных свалок с формирующимся культурным (мусорным) слоем позволяет их относить к современным техногенным кэнум-фациям (от лат. саепшп - грязь, нечистоты) [49, 58, 59, 153], формирующимся в геолого-почвенной среде населенных пунктов, и изучать их при помощи методов, применяемых для изучения как почв, так и техногенных отложений (культурного слоя).
Для исследования отражения в «памяти почв» [142] антропогенных процессов, т.е. для изучения минералогических особенностей и структуры твердой фазы природно-техногенного почвоподобного субстрата свалок использовался метод литолого-микроморфологического анализа образцов свалочного почвогрунта (метод оптического исследования образцов в прозрачных шлифах ненарушенного сложения) [56-58]. Данный метод, успешно применяемый для исследования техногенных отложений и антропогенно-измененных почв, был применен нами впервые для увеличения объема знаний по исследуемой проблеме.
Отбор образцов неконсолидированного материала ненарушенного сложения для указанного анализа производился по методике А. А. Каздыма: на стенке профиля вырезался необходимого размера монолит, на который аккуратно до упора надвигалась одноразовая емкость (на емкости указывались номер образца и ориентировка «верх-низ»), затем образец поддевался ножом, отделялся, и емкость с образцом оборачивалась плотной бумагой [57, 59]. Количество образцов и глубина их отбора определялись в соответствии с задачами исследования. Для оптимизации объема работ отбор проводили по основным горизонтам и разнородным участкам, визуально выделяемым в профиле. Всего на девяти объектах исследования — несанкционированных свалках в черте г. Ульяновска - было отобрано 34 образца почв и грунта ненарушенного сложения. Образцы отбирались из верхних почвенных горизонтов с глубины 0-20 см (13 образцов), а также по профилю 0-210 см (21 образец). Транспортировка образцов производилась аккуратно во избежание их деформации. Сушка образцов производилась при комнатной температуре в сухом проветриваемом помещении, избегая прямого попадания солнечных лучей (приложение Б, см. этапы а, б). Дальнейшее препарирование и подготовка образцов к анализу проводились в соответствии с методическими указаниями по изготовлению прозрачных шлифов [57, 59].
Отбор образцов почв (грунта) на объектах исследования и фоновых территориях, составление средних проб, первичная пробоподготовка, составление сопроводительной документации проводились в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83, ГОСТ 17.4.4.02-84. Материалы, описывающие проведение данного исследования фиксировались в полевом дневнике. Образцы отбирались июне-сентябре 2009 года в сухую погоду до перехода среднесуточной температуры воздуха ниже 0С, т.е. до формирования условий многократной смены агрегатного состояния воды в верхнем горизонте почвы, при которых увеличивается подвижность большинства ТМ, во время фенофазы цветения и вегетативного роста растений, исключающей вероятный дополнительный привнос ТМ с листовым опадом, а также до начала реализации механизма аэрогенного поступления ТМ в почву путем осаждения с атмосферными осадками.
Отбор проб производился на ландшафтно-геохимической основе, с учетом положения участка в ландшафте. На участках свалок, относительно свободных от техногенных (мусорных) отложений, методом «конверта» либо «по диагонали» отбирались пять точечных проб массой 200 г каждая, из которых составлялись средние образцы [54], количество которых определялось размерами свалки и характером насыпи.
Каждая локальная свалка рассматривалась как пробная площадка. Если размеры захламленной площади не превышали 25 м - составлялся один средний образец; при площади свалки 25-100 м2 и более захламленный участок делился на несколько пробных площадок, и с каждой отбирались пробы для составления среднего образца. В случае если свалка располагалась на склоне, каждый средний образец представлял только определенную часть ландшафта -элювиальную (автономную), трансэлювиальную (транзитную) или аккумулятивную. Группы проб объединялись в выборки по ландшафтно-геохимическому принципу и по глубине отбора. Для каждой группы проб отбирался представительный фоновый образец из почв, слабо измененных антропогенным воздействием на территории г. Ульяновска (подробная эколого-геохимическая характеристика данных почв дана в п. 7.1 главы 7).
Итого на 17 объектах исследования (несанкционированных свалках ТБО г. Ульяновска) с двух глубин 0-5 и 5-20 см было отобрано 280 точечных проб, из которых методом «конверта» и квартования составлено 56 смешанных проб. Было заложено 5 разрезов на фоновых территориях, с которых отобрано 10 проб почвы с двух глубин 0...5 и 5...20 см.
Геологические, почвенные и гидрогеологические условия территории г. Ульяновска и исследуемых участков
В геологическом строении территории г. Ульяновска принимают участие отложения верхнего отдела юрской системы, нижнего отдела меловой системы (высокое правобережье) и отложения четвертичной системы (пониженные пойменные участки правобережья и левобережье).
Почвообразующими породами высокого правобережья являются неоднородные по вещественному и механическому составу сложнопереслаивающиеся накопления мелового и юрского возрастов. Почвенный покров правобережной части г. Ульяновска представлен в северной части серыми лесными (Лг) и темно-серыми лесными (Лз) почвами; в средней части вдоль р. Свияги — аллювиальными дерновыми насыщенными карбонатными (Акн) почвами; в западной и южной части - черноземами выщелоченными и оподзоленными (Чв) и темно-серыми лесными почвами [Ш].
Почвообразующими породами левобережья являются рыхлые пески или слабосвязанные четвертичные бурые суглинки и супеси. Почвенный покров левобережной части г. Ульяновска представлен преимущественно черноземами выщелоченными, остаточно-луговатыми.
Черноземы, исторически развитые на территории г. Ульяновска, как правило, характеризуются слабой и средней гумуссированностью и средней мощностью. Почвы, развитые на крутых склонах, характеризуются смытостью и размытостью. Почвы правобережья преимущественно тяжелосуглинистые, левобережья - средне и легкосуглинистые, что объясняется различием материнских почвообразующих пород.
В пределах селитебного ландшафта зональный тип почв претерпевает существенные антропогенные изменения, но в то же время локально сохраняется на некоторых участках особо охраняемых природных территорий (ООПТ), которые представляют собой реликты базисных экосистем, существовавших на данной территории до начала ее интенсивного антропогенного освоения (например, Винновская роща).
Глубина залегания грунтовых вод на исследуемых участках стихийных свалок, в зависимости от типа ландшафта, представлена в таблице 9.
Подземные воды правого высокого берега Куйбышевского водохранилища (сложенного преимущественно терригенно-карбонатными породами палеозоя и мезозоя) приурочены к карстовым полостям, трещиноватым породам или не выдержанным по мощности и простиранию пластам и линзам песков и песчаников, характеризуется гидрокарбонатно-калышевым, иногда сульфидным составом с различной степенью минерализации [40].
Подземные воды левого низкого берега водохранилища (П, III и IV террасы Волги) приурочены к толще аллювия, перекрытого лессовидными суглинками и иногда эоловыми песками, и образуют единый водоносный горизонт, водоупором которого служат глины палеозойского, мезозойского и кайнозойского возрастов [40].
В качестве фоновых (контрольных) участков были выбраны испытывающие наименьшее антропогенное воздействие участки ООПТ в пределах г. Ульяновска - в правобережье п. Юности и п. Винновская роща, в левобережье - п. Прибрежный.
ООПТ п. Юности - располагается на северной окраине г. Ульяновска, к востоку от парка Победы до бровки волжского косогора, площадь - 97 га. Парк заложен в 1950 г. В геологическом строении основную роль играют нижнемеловые отложения, преимущественно темно-серые, почти черные, в разной степени песчанистые глины. Почвенный покров представлен среднегумусными среднемощными выщелоченными суглинистыми черноземами. Флора парка имеет смешанный характер, растительность имеет искусственное происхождение (древесный ярус: тополь черный, береза повислая, липа сердцевидная с довольно значительной примесью карагача; кустарниковый ярус: сирень обыкновенная, снежноягодник белый, карагана древовидная, акация белая). Посадки были осуществлены на месте луговой степи, остатки которой сохранились вдоль западной границы парка. В результате искусственного смешения принципиально различных флор образовалось сообщество, не имеющее аналогов в естественных условиях. С момента организации парка не велось рубок ухода и очистки почвы от листового опада, что определило естественность сукцессионных процессов. На участках с большой сомкнутостью крон травянистый ярус почти не выражен. В местах разреженных древостоев травянистый ярус представляет обедненный вариант луговой разнотравной степи. Довольно богат рудеральный комплекс. Видовое многообразие растений не слишком велико, но постоянно обогащается в результате идущих сукцессионных процессов. Лесопарк «Юность» не благоустроен.
Территория изучена в качестве фоновой для геохимического анализа черноземов выщелоченных и серых лесных почв. Исследованный участок естественного фитоценоза практически не захламлен, визуально не нарушен. Характеристика фонового разреза: 0-3 см - рыхлый мелкозернистый, кремнеземистая присыпка, отмечены мелкие беспозвоночные (мезофауна почв), листовой опад, семена растений; 3-5 см - горизонт однородный темноокрашенный, рыхлый, структура мелкозернистая, множество корней; 5-20 см - однородный, более темный, уплотнен за счет корней, структура ореховатая, отмечены ходы беспозвоночных животных, почва свежая.
ООПТ Винновская роща — располагается в южной части г. Ульяновска на террасированном и изрезанном глубокими оврагами волжском склоне. Один из старейших парков города, утвержден памятником природы в 1961 г. Площадь парка составляет 122 га, лесом занято 85 га. На этом участке склон имеет наибольшую высоту над меженным урезом Волги (до 180 м), здесь же наблюдается наиболее высокое положение горизонтов нижнемеловой системы, отложения которой играют основную роль в геологическом строении.
Микроморфологическая характеристика городских почв и почвоподобного субстрата на участках несанкционированных свалок бытовых отходов
Все образцы ненарушенного сложения, предназначенные для литолого-микроморфологического анализа, были отобраны на участках несанкционированных свалок г. Ульяновска, имеющих различное положение в ландшафте, и поэтому могут быть разделены на две основные группы: 1) образцы измененных почв автономных ландшафтов, а именно участков водораздела между реками Волгой (Куйбышевским водохранилищем) и Свиягой, и 2) образцы почвоподобного субстрата на месте техногенных отложений в центральной части города над коллектором р. Симбирки и в пойменной части р. Свияги.
Основной характеристикой всех исследованных участков является положение, граничащее с зоной индивидуальной жилой застройки, или их окраинное местонахождение, - территории, для которых характерно постоянное накопление техногенных отложений, в том числе отходов от строительства, ремонта и сноса зданий и сооружений, отходов домашнего животноводства и бытового мусора.
В то же время, экологическое значение данных участков для существующей урбоэкосистемы довольно велико, поскольку это открытые незапечатанные территории с сохранившимся почвенным покровом, обеспечивающим продуктивность зеленой биомассы и выполняющим роль санитарно-гигиенического и сорбционного геохимического барьера.
Номера исследованных участков, фото разрезов и шлифов с краткой характеристикой микростроения представлены в таблицах 11-17. На фотографиях тонких срезов (шлифов), которые представлены в указанных таблицах в двукратном увеличении (натуральная величина среза 24x24 мм), можно видеть форму агрегатов и блоков, пор и трещин, распределение и соотношение данных компонентов, а также некоторые крупные включения, например, угольки, растительные остатки, обломки известняка и т.п. С помощью представленных колонок, характеризующих отдельные разрезы (таблицы 15, 16, 17) можно проследить изменение морфологических характеристик по профилю - пористости, агрегативности, прогумусированности (по цвету) и т.д.
Шлиф 1 (табл.11) представляет собой пример разложения полимерного компонента бытового мусора в почвенной среде. По происхождению данного субстрата шлиф не может быть назван почвенным, а так же, по-видимому, здесь не корректно говорить об антропогенно-измененной почве, поскольку характер материала свидетельствует о его геотехногенной природе - этот субстрат создан искусственным перемешиванием компонентов мусора и мелкозема. Наличие гумусового вещества обеспечивается разложением растительных остатков и привнесением мелкозема. Данный субстрат мощностью более 20 см не может быть использован в сельскохозяйственных целях, а наличие потенциальных токсичных компонентов (разлагающегося пластика и металлической стружки) делает проблематичным его использование в целях городского озеленения.
Стабилизация данного субстрата потребует длительного времени, при условии ликвидации свалки, и впоследствии возможно формирование городского культурного слоя, свойства которого будут определяться характером техногенных включений.
Шлиф 2 (табл.11) представляет собой сильно измененный почвенный горизонт, скорее всего горизонт С, почвообразующую породу, причем его изменение произошло достаточно давно, вероятно десятки или даже сотни лет назад. Глинистая составляющая шлифа - монтмориллонит-гидрослюдистая, с хорошо выраженными чешуйками гидрослюд (гидромусковита), в глинистой массе отмечены опаловые образования, вероятно это радиолярии, сохранившиеся от материнской горной породы. Данный шлиф может характеризовать глубоко преобразованную антропогенную почву, либо техногенное поверхностное образование, возникшее в результате переотложения грунта, - в любом случае, здесь не отмечены черты зональных выщелоченных черноземов.
Свалки 1 и 2 характеризуются глубоким (более 30 см) нарушением почвенного покрова, либо погребением почвы под слоем свалочных отложений мощностью 1,5-2 м (табл.8 главы 2). Поверхностный почвоподобный (геотехногенный) субстрат не обеспечивает выполнение почвенных экологических функций, поскольку представляет собой «молодой» аналог нестабилизированного культурного слоя. Постепенная стабилизация обеспечивается за счет природных компонентов - гумусового и глинистого вещества, которые скрепляют компоненты «техногенного скелета», переводят в неподвижную форму загрязняющие вещества (например, ионы тяжелых металлов). Однако следы биогенных процессов гумусообразования в шлифах 1-2 выражены неявно, что является косвенным признаком угнетения почвенной микрофлоры на участках несанкционированных свалок.
Шлифы 3-4 (табл.12) характеризуют поверхностный почвоподобный субстрат, перекрывающий многолетние отложения бытового мусора на обширном участке несанкциониованной свалки в черте города. Гумус типа мулль темно-бурого цвета, наличие экскрементов мезофауны и занятость участка рудеральной растительностью свидетельствуют о том, что перекрывающий свалку поверхностный мелкозем мощностью 15-20 см выполняет почвенные экологические функции, нейтрализуя негативный загрязняющий эффект погребенного мусора и техногенных включений в профиле.
Обломки железисто-гумусово-глинистых кутан иллювиирования шлифа 4 являются морфологическими признаками иллювиального горизонта В, а наличие осветленных карбонатно-кальциевых микрозон в этом же шлифе свидетельствует о привнесении техногенного материала, учитывая, что общая высокодисперсная составляющая (плазма) является гумусово-глинистой. Данный шлиф характеризует почвенный материал глубокой антропогенной переработки, который, тем не менее, является органо-минеральным почвоподобным барьером для потенциальных свалочных загрязнителей.
