Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Физико - географическая характеристика 10
1.1. Географическое положение 10
1.2. Геологическое строение и рельеф 10
1.3. Климат 13
1.4. Поверхностные воды 18
1.5. Почвы 18
1.6. Растительность 20
ГЛАВА 2. Методика проведения геоэкологических и эколого-геохимических исследований в условиях урболандшафтов г. Грозного 22
2.1. Геохимическое исследования 22
2.2. Литохимические исследования 24
2.3. Наблюдения за загрязнением водных систем 26
2.4. Почвенные исследования 30
ГЛАВА 3. Экологическая оценка состояния атмосферного воздуха 33
3.1. Основные особенности и закономерности загрязнения атмосферы 34
3.2. Основные источники загрязнения атмосферного воздуха 35
ГЛАВА 4. Гидрохимическая оценка состояния водных объектов г. Грозного 46
4.1. Органические вещества в водных объектах г. Грозного 46
4.2. Металлы в водных объектах г. Грозного 55
4.3. Санитарно-гигиеническая оценка качества питьевых вод 60
ГЛАВА 5. Химическое загрязнение почв урболандшафтов грозного и её оценка 68
5.1. Влияние урболандшафтов на почвообразование и экологические свойства почв 68
5.2. Миграционные процессы в профиле почв 82
5.3. Углеводороды как приоритетные загрязнители почв урболандшафтов г. Грозного и ареалы их распространения 88
5.4. Загрязнение урбанизированных почв тяжелыми металлами и ее оценка 93
Основные выводы и практические рекомендации по оптимизации природопользования в урболандшафтах г. гроЗного 113
Литература 127
- Геологическое строение и рельеф
- Наблюдения за загрязнением водных систем
- Основные источники загрязнения атмосферного воздуха
- Органические вещества в водных объектах г. Грозного
Введение к работе
Актуальность исследования. Населенные пункты, особенно крупные города, являются важнейшими объектами геоэкологических исследований. Это обусловлено тем, что они образуют особую искусственную среду обитания людей, выполняют административные, культурно-политические и организационно-хозяйственные функции, являются промышленными и транспортными узлами.
В процессе переустройства социально-экономического развития страны, в свете новых рыночных условий, меняется её территориальная организация, размещение, функционирование, характер взаимодействия с природной средой, обостряются экологические ситуации.
Геоэкологические проблемы, возникающие в урбосистемах требуют углубленного комплексного анализа с целью выработки комплекса мероприятий по оптимизации устойчивого эколого-социально-экономического развития территорий.
Развитие интеграционных процессов в геоэкологических исследованиях позволяет выявить причины возникновения, направленность и интенсивность развития неблагоприятных геоэкологических явлений в урболандшафтах, что служит необходимой предпосылкой для оптимизации функционирования региональных и локальных природно-социально-производственных систем.
Выбор территории г. Грозного в качестве объекта для геоэкологического исследования урболандшафтов определяется тем, что она отличается длительностью пространственно-временного техногенного воздействия и обладает широким спектром деструктивных геоэкологических процессов.
Исследования геоэкологического состояния урболандшафта и разработка рациональных методов природопользования на основе широкого привлечения новейших достижений науки и техники является актуальным и своевременным.
Цель исследования. Комплексная геоэкологическая характеристика урболандшафтов г. Грозного, выявление влияния на них техногенных процессов и определение закономерностей устойчивого развития.
В ходе выполнения исследования ставились и решались следующие задачи:
1. охарактеризовать природно-ресурсный потенциал урболандшафта г. Грозного;
2. провести геоэкологическую оценку и мониторинг состояния природных сред на территорий урболандшафтов г. Грозного, выявить ареалы геохимического загрязнения и масштабы его воздействия (на примере урбанизированной территории);
3. составить оценочные картосхемы состояния компонентов урболандшафтов г. Грозного;
4. обосновать мероприятия по оптимизации природопользования и геоэкологического состояния урболаншафтов г. Грозного;
5. на основе выявленных экологических проблем выделить экологически напряженные территории (зоны).
Объектом исследования – являются урболандшафты г. Грозного
Предмет исследований - геоэкологические процессы в урболандшафтах г. Грозного.
Теоретической и методологической основой исследования послужили труды в области геоэкологии, физической географии ведущих отечественных географов: И.П. Герасимова, В.С.Преображенского, Ю. А. Веденина, Н.С. Мироненко, И.Т. Твердохлебова, А.М. Трофимова, А.Г. Исаченко, К.Н.Дьяконова, Ю.Г. Пузаченко и др.
Методология и методы исследований. Геоэкологический анализ природно – социально - производственных систем урболандшафтов г. Грозного основывается на системе синтеза методик эколого-ландшафтных, историко-географических, социально-экономических и экологических исследований, разработок в области градостроительства, обеспечивающих комплексную геоэкологическую оценку состояния урболандшафтов г. Грозного и разработку предложений по оптимизации их функционирования. Для изучения развития и динамики природно-антропогенных комплексов автором использован эколого-географический метод и системный анализ фондовых, литературных материалов и источников, результатов полученных в полевых и лабораторных исследованиях. Использован также метод анализа эколого-экономических ситуаций в рамках геоситуационного подхода. Использованы картографический, исторический методы. Источниками геоэкологических данных явились официальные публикации и архивные документы комитета по экологии при Правительстве Чеченской Республики, ГУ «Чеченский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды», Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Чеченской Республике, Управление по технологическому и экологическому надзору Ростехнадзора по Чеченской Республики, фондовые материалы других республиканских и городских организаций, географические карты Чеченской Республики, результаты полевых исследований.
Практическая значимость работы:
Методические подходы к геоэкологическому анализу процессов техногенной трансформации урболандшафтов г. Грозного, результаты геоэкологической оценки состояния экосистем были внедрены в практику при экологическом обосновании проектных решений градостроительной документации г. Грозного.
1. Использование результатов исследования подтверждены актами о внедрении отделом мониторинга окружающей среды комитета по экологии при Правительстве Чеченской Республики, кафедрой экологии и БЖ ЧГПИ, кафедрой БЖ ГГНИ и кафедрой экономической и социальной географии ЧГУ.
2. Составленная картосхема геоэкологической оценки урболандшафтов используется администрацией г. Грозного при планировании и проведении мероприятий по оптимизации природопользовании.
3. Диссертационные разработки нашли применение в педагогической деятельности автора при организации выездных учебных практик и экологических экскурсии для студентов 1- 4 курсов дисциплин «Экологическая токсикология», «Техногенные системы и экологический риск», «Учение об атмосфере», «Экологический мониторинг» и т.
Научная новизна работы:
- впервые проведен анализ геоэкологических проблем урболандшафтов г. Грозного и выявлены пространственно-временные закономерности развития геоэкологических ситуаций.
- впервые обоснована структура хозяйственного и экологического каркаса, предложена схема геоэкологического зонирования территории города;
- впервые разработаны методические подходы к геоэкологическому анализу пространственно-временной организации урболандшафтов г. Грозного, для планирования устойчивого эколого-социально-экономического развития выявлены особенности истории развития и закономерности хозяйственного освоения;
Наиболее существенные результаты, полученные лично автором, состоят в следующем:
1.В результате анализа данных по загрязнению атмосферного воздуха, воды и почвы, изученных урболандшафтов выделены: зоны комфортные для проживания людей с благоприятными геоэкологическими условиями и зоны, где следует ограничить рост жилищного строительства вследствие высокой геоэкологической напряженности, с целью избежания негативных последствий.
2. Произведено картирование экологического состояния компонентов урболандшафтов г. Грозного
3. Комплексное изучение урболандшафтов г. Грозного позволило автору разработать мероприятия по оптимизации природопользования в урболандшафтах г. Грозного
На основании проведенных исследований сформированы и выносятся на защиту следующие положения:
1. геоэкологическая оценка компонентов урболандшафтов г. Грозного;
2. картосхемы загрязнений компонентов урболандшафтов г. Грозного
3. мероприятия по оптимизации природопользования в урболандшафтах г. Грозного
Предметом защиты являются результаты комплексной оценки современного состояния и техногенной трансформации урболандшафтов г. Грозного и оптимизации природопользования.
Апробация работы. Основные теоретические положения и практические результаты докладывались автором и обсуждались на семинаре научно-исследовательской лаборатории Чеченского комплексного научно-исследовательского института (КНИИ) Российской академии наук, на многочисленных совещаниях, конференциях, в том числе, международных: Межвузовской научно-практической конференции, посвященной 20-летию Чеченского госпединститута. Грозный, 2001.; Региональной научно-практической конференции «Системно-аналитическое решение проблем города и села». Грозный, 2002.; Региональной научно-практической конференции «Вузовская наука – народному хозяйству». Грозный, 2003; Научно-практической конференции «Чечня на рубеже веков состояние и перспективы». Грозный, 2004. Региональной межвузовской научно-практической конференции «Вузовская наука в условиях рыночных отношений». Грозный, 2005; 63 и 4-ой научно-практической конференции «Экологические проблемы. Взгляд в будущее». Ростов-на-Дону. 2006, 2007; 2-ой международной научно-практической конференции «Наука и устойчивое развитие общества. Наследие В.И. Вернадского. Тамбов, 2007.; I Международной интерактивной научной конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования». Москва-Астрахань-Назрань, 2007.; 1-й международной научно-практической конференции «Современные проблемы науки». Тамбов, 2008.
Основные положения работы докладывались и обсуждались на заседаниях кафедры экологии и природопользования Астраханского государственного университета.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения , 5 глав, заключения и списка литературы (132 названий из них 10 на иностранном языке). Общий объем работы составляет 172 страниц, в том числе 43 рисунков (включая 14 карт) и 11 таблиц.
Геологическое строение и рельеф
Замкнутая с юга отрогами Черных гор, с севера - цепями низких передовых складчатых хребтов и с запада - Ассинским отрогом, Чеченская предгорная равнина заполнена мощными вводно-ледниковыми отложениями, продуктов разрушения горных пород - галечниками и глинами. Сверху вводно-ледниковые осадки покрыты, более молодыми речными (аллювиальными) наносами.
С севера Чеченскую равнина окаймляется двойной цепью невысоких складчатых хребтов, образующих Терско - Сунженскую возвышенность, включающая Сунженский и Терский хребты, разделенные Алханчуртской долиной.
Они расчленены на многочисленные, иногда переплетающимися между собой отрогами и холмы, разделяющиеся седловинами, сухими балками и оврагами, замкнутыми котловинами. Слагают эти хребты третичные мергели и глины, верхнее - третичные песчано - глинистые отложения и конгломераты, по склонам прикрытые различной мощности пластом рыхлых четвертичных отложений. По своему строению Сунженский и Терский хребты, представляют сложные антиклинальные структуры, в которых первичная складчатость осложнена вторичными разломами, сбросами и надвигами пластов. На поверхности Терско - Сунженской возвышенности обнажаются горизонты миоцена и плиоцена, обычно не древнее верхнее - майкопского. Алхан -Чуртская долина в структурном отношении является синклиналью шириной 6-20 километров, выполненной с поверхности мощным покровом антропо-зойских образований.
Терский хребет протянулся почти на 120 километров. Западная часть его от долины реки Куры до селенья Минеральное имеет широтное направление. К ней приурочены и наиболее значительные вершины: гора Токарева (707 метров), Малгобек (652метра). В районе селения Минеральное от Терского хребта в северо - западном направлении ответвляется более низкий Эльда-ровский хребет. Между Терским и Эльдаровским хребтом располагается Ка-лаусская долина, образовавшаяся в продольном прогибе. Максимальные высоты вершин центральной и восточной части Терского хребта не превышают 460-515метров. У восточного окончания Терского хребта под наибольшим углом относительно его протянулся Брагунский хребет. Продолжением северной части и заключительным ее звеном является Гудермесский хребет с вершиной Гейран - Корт (428 метров). Длина Сунженского хребта около 70 километров, наивысшая точка - гора Албаскина (778 метров). У выхода из Алханчуртской долины между Терским и Сунженским хребтами на 20 кило метров протянулся Грозненский хребет, отражающий в рельефе Старогрозненскую антиклиналь.
На западе Грозненский хребет связан с Сунженским хребтом небольшой перемычкой, на востоке заканчивается возвышенностью Ташкала (286 метров). Грозненский и Сунженский хребты разделяются довольно широкой Андреевской долиной. К юго-востоку от Сунженского хребта, между реками Сунжей и Джалкой вытянулся Новогрозненский или Алдынский хребет. Ханкальским ущельем и современной долиной реки Аргуна он разделен на три отдельные возвышенности: Сюир - Корт с вершиной Велик - Барз (398 метров), Сюиль - Корт (432 метра) и Гойтен - Корт (237 метров).
Климат г. Грозного умеренно - континентальный с жарким продолжительным летом и короткой умеренной зимой Радиационно-тепловой режим территории складывается под воздействием солнечной радиации, приход которой, в свою очередь зависит от циркуляции атмосферы и особенности подстилающей поверхности.
Сложные физико - географические условия, разнообразие окружающих ландшафтов, близость системы Главного Кавказского хребта создают специфику циркуляционных условий над данным районом.
Территория находится под воздействием континентальных воздушных масс умеренных широт, так как невысокий Терский хребет не является достаточным препятствием для проникновения воздушных масс в Алхан-Чуртскую долину. Движение тропического воздуха из области Средиземноморья, свойственное южной зоне умеренных широт, в данном районе нечасты, так как Кавказский хребет служит существенным барьерам для его проникновения на данную территорию. На формирование климатических условий в зоне предгорий, куда входит рассматриваемый район, в значительной степени оказывает рельеф местности. В условиях сложной подстилающей поверхности даже на небольших площадях наблюдаются резкие климатические контрасты. Расположение г. Грозного в относительно низких широтах обуславливает интенсивный приток солнечной радиации , годовой ее приход при ясном небе составляет 10799,3 квт /м. Наличие солнечной радиации на горизонтальной поверхности сказывается прежде всего высотой солнца (июль месяц свыше 70 ). Максимум в годовом ходе радиации приходится на месяцы с максимальной высотой солнца (июнь, июль, август). В эти же месяцы отмечается наибольшая продолжительность часов солнечного сияния и минимальное число дней без солнца.
Суммарная радиация в июле, приходящая на горизонтальную поверхность, за сутки составляет: прямая - 6450 квт/м, рассеянная 1488 квт/м. Поступление суммы радиации в суточном ходе имеет ассиметричный характер. Максимальные - поступают в полуденные часы. В действительных условиях облачности и прозрачности атмосферы интенсивность радиации и часовые суммы в летние месяцы в утренние часы больше не 5 - 9 % , чем в вечерние. Это связано с увеличением во второй половине дня запыленности атмосферы вследствие развития конвекции и увеличения абсолютной влажности. Солнечная радиация в городских условиях приобретает большое практическое значение при ориентации улиц и отдельных зданий. Поэтому важной климатической характеристикой является величина солнечной радиации, радиации, поступающей на вертикальные поверхности зданий. Наиболее благоприятной для условий г. Грозного следует считать южную ориентацию т.к. на стены в период жарких летних месяцев поступает минимум солнца. Средняя суммарная радиация в июле, приходящая на горизонтальную поверхность, составляет за сутки 331 Вт/м, на вертикальную 128 ВГ/м. При избытке тепла в летние месяцы в Грозном следует положительно оценивать северо-восточную и северо-западную ориентацию (табл. 1.1) .
Наблюдения за загрязнением водных систем
Состояние водных объектов вызывает особое беспокойство ввиду исключительной роли воды, как в народном хозяйстве, так и в круговороте вещества в природе. В бассейн р. Сунжа ежегодно сбрасывается 9,37 млн. м сточных вод, из них 1,46 млн. м3 - сильно загрязненных. Эти данные Госкомгидромета Чеченской Республики учитывают загрязнения, сбрасываемые в водные объекты только с производственными и городскими сточными водами, но не учитывают загрязнения, поступающие в водоемы и водотоки с неорганизованных сбросов, в первую очередь с поверхностным стоком, формирующимся на городских территориях и сельскохозяйственных угодьях. По ориентировочным расчетам, суммарный годовой объем поверхностного стока с городских территорий (включая промзоны) составляет 0,3 % годового речного стока.
Несмотря на значительные объемы ливневых вод и их загрязненность, сооружения для очистки поверхностного стока в Грозном отсутствуют.
По характеру поступления загрязняющих веществ в окружающую среду источники загрязнения разделяются на локальные, точечные, площадные и-линейные. Если промышленные источники выбросов и стоков, как правило, точечные, то поверхностный сток с городских территорий относится к площадным источникам загрязнения.
До сих пор изучение поверхностного стока с территории Грозном проводилось лишь эпизодически. В большей степени эти исследования были посвящены ливневой канализации. Поверхностный сток с водотоками, не поступающими в «ливневку», при этом оставался неизученным.
Именно поэтому нами была поставлена задача получения объективной информации о качественном составе, объеме и основных миграционных путях поверхностного стока с промышленных площадок, городских улиц и жилых кварталов. Прослеживание путей и способов миграции химических элементов и их соединений в окружающей среде, установление природных компонентов, взаимодействующих с миграционным потоком, исследование интенсивности и результатов этого взаимодействия техногенных геохимических аномалий, изучение ассоциаций, уровней концентрации и форм нахождения веществ-загрязнителей в техногенных потоках - вот круг вопросов, на которые должны быть найдены ответы в процессе проведения геоэкологических работ.
Отбор проб ливневого стока производился с помощью специального приспособления - «лопаты-запруды». Изогнутая лопата высотой 30 см и шириной 70 см ставится на пути потока талых или дождевых вод выпуклой стороной вниз по течению. В запруде собирается достаточное для опробования количество воды, которая стеклянным стаканом отбирается в бутылки. Отобранные гидрохимические пробы - по 6 повторностей в одной пробе -консервировались по стандартным методикам и отправлялись в Региональный лабораторный центр Чеченской Республики СЭС на анализ.
Отбор проб воды из поверхностных водотоков: рек Сунжа, Марта,Гойта, Нефтянка, а также из ручья в Солянной балке производился 2-3 раза в год на одних и тех же створах.
Ежегодно обследовалось 12 крупных родников в районе пос. Черноречье. В комплекс работ входили: плановая, геоморфологическая и гидрогеологическая привязка родника, его описание и зарисовка; расчистка места выхода родника с концентрацией водотока; измерение объемным методом дебита родника и измерение температуры воды, отбор пробы воды на анализ. По заданию Совета Министров ЧИАССР в 1986-1987 гг. «СевКавНИПИНефть» оборудовал режимную сеть гидрогеологических скважин для наблюдения за уровнем, температурой и химическим составом грунтовых вод. В 1989 г. эта сеть в составе 67 действующих и 9 поврежденных скважин была передана Грозненской геологоразведочной экспедиции для продолжения наблюдений. По результатам гидрогеологических исследований и обобщения материалов работ составлена схематическая гидрогеологическая карта первых от поверхности водоносных горизонтов четвертичных отложений масштаба 1:25000. Предшествующими исследованиями установлено, что грунтовые воды на большей части исследуемой территории подвергаются интенсивному техногенному воздействию, так как практически не защищены от поступления с поверхности загрязняющих веществ. В грунтовые воды просачиваются атмосферные осадки (вместе с растворенными в них продуктами промышленных выбросов в атмосферу), воды ливневого стока, водопроводная вода, канализационные воды и вода из теплотрасс при различных авариях. Химические анализы проб воды, отобранных из наблюдательных скважин, показали, что первые от поверхности водоносные горизонты четвертичных отложений загрязнены марганцем и нефтепродуктами. В концентрациях выше ПДК в грунтовых водах обнаружены аммиак и нитраты. Кроме того, в большинстве скважин в пределах города отмечается тепловое загрязнение подземных вод. Повышение уровня грунтовых вод ведет к подтоплению городской застройки, просадкам грунтов и разрушению зданий и сооружений. В Грозном уже сегодня нередки заболоченные участки, образовавшиеся как следствие перекрытия ранее существовавших путей миграции подземных вод. Использование загрязненных грунтовых вод для полива садов и огородов может привести к вовлечению токсикантов в пищевые цепи.
Вышеперечисленные серьезнейшие проблемы, связанные с уровнем, химическим составом и температурой грунтовых вод, вызывают необходимость поддержания в рабочем состоянии и дальнейшего развития специализированной наблюдательной сети стационарных гидрогеологических скважин на территории города. Только за последние 15 лет 70 скважин были уничтожены или серьезно повреждены при ведении военных действий на территории Грозного. В связи с необходимостью получения регулярной информации об уровне и составе грунтовых вод постоянно проводится восстановление (перебурка) уничтоженных опорных скважин наблюдательной сети. Опытные гидрогеологические работы производились во всех вновь пробуренных скважинах. Для выявления положения уровней подземных вод при вскрытии водоносных горизонтов бурение приостанавливалось, и велась откачка с замером уровня и температуры воды (штанговым насосом).
Продолжительность откачек составляла для скважин группы 0-100 м -3, 0 станкосмены на 1 откачку, для скважин группы 0-25 м - 2,0 ст/см на 1 откачку. Продолжительность наблюдений за восстановлением уровня составляла 50 % от продолжительности откачек. Перед каждым отбором проб воды из наблюдательной скважины ее прокачивали желонкой. Температура и уровень воды во всех скважинах измерялась одновременно с отбором проб.
Основные источники загрязнения атмосферного воздуха
Изучение физических свойств почвы и динамики их изменения при антропогенных воздействиях, несомненно, является ведущим фактором рационального использования городских почв и управления их плодородием. Но использование в ходе подобных изысканий общепринятых в почвоведении методологических подходов и методик остается сомнительным и связано с рядом субъективных трудностей. Дело в том, что не всегда удается точно и с высокой долей вероятности определить ряд физических или водно -физических показателей в котлованах и траншеях городского строительства. Так к. профиль антропогенно-преобразованных почв, особенно центральной части города, характеризуется рядом существенных особенностей и содержит не менее 25 % антропогенных включений, иногда представленных большим количеством строительного и бытового мусора (кирпичная крошка, битое стекло, каменный уголь и другие материалы), то становится понятным, что применение на таком объекте бура или плотномера Качинского не представляется возможным. Кроме того, к моменту завершения работ по закладке строительного котлована или траншеи почвенный профиль в условиях высоких летних температур юга России характеризуется, как правило, низким содержанием влаги, вплоть до полного высыхания почвенной стенки. Все вышесказанное указывает на необходимость разработки собственных методик по определению физической деградации почв городских территорий и невозможность, точнее, нерациональность применения традиционных для почвоведения подходов. Но этот вопрос требует дополнительных и целенаправленных исследований, в нашей работе мы использовали лишь те данные, которые смогли реально отразить действительную и объективную картину физической деградации в условиях города, и это касается по большей части лишь исследования естественных почв г. Грозного.
В ходе описания урбаноземов и урбо-черноземов урболандшафтов г. Грозного в их профиле нами отмечено наличие различного рода включений, что соответствующим образом сказывается на изменении водных, воздушных, тепловых и физико-механических свойств этих почвенных разностей. Для антропогенно-преобразованных почв характерно, прежде всего, увеличение щебнистости и изменение фильтрационных свойств, кроме того, наличие провальной или мозаичной водопроницаемости, обусловленной присутствием пустот в профиле за счет строительного или бытового мусора, а также за счет более глубокого проникновения корневой системы растений и некоторых других факторов.
Вследствие повсеместного распространения такого явления как запечатывание дневной поверхности происходит погребение почв и, как результат, изменение их физических свойств, так как асфальтовые покрытия, полностью экранируя верхние горизонты, затрудняют газообмен между почвой и атмосферой. По описанию почвенного профиля и его морфологическому строению видно, что практически все запечатанные под асфальт почвы центральной части города, и почвы жилого массива «Микрорайона» уплотнены или довольно уплотнены. В связи с увеличением величины плотности сложения нарушается пористость верхних горизонтов, что определяет передвижение и мобильность воды в почве, водоподъемную способность и водопроницаемость последней.
Кроме того, в результате запечатывания прекращается поступление органического вещества в почву, которое является основным, агрегирующим и структурообразующим компонентом почвы. Из описания разрезов почв, сделанных на центральных улицах г. Грозного, замечено, что горизонты характеризуются бесструктурностью, рассыпчатостью или имеют глыбистую, призматическую, призматично-столбчатую структуру, не свойственную черноземам.
Достаточно показательной характеристикой физической деградации почвенного покрова города является плотность сложения почвы в целом. Для определения данного показателя мы использовали буровой метод Н. А. Качинского, отбирая образцы почвы ненарушенного сложения определенного объема, с последующим их взвешиванием. По данным ряда авторов (Земляницкий, 1963; Кочановский, 1964; Ротмистров, Иванова, 1985; Строганова, 1998) естественные и искусственно созданные почвы города, независимо от характера материнской и подстилающей пород, характеризуются сильным уплотнением с поверхности, что может сопровождаться их переувлажнением, заболачиванием, значительно повышается опасность засоления, развития эрозии и других неблагоприятных явлений. Следует отметить, что увеличение объёмной массы почвы может вызвать необратимые изменения - почва теряет способность к саморазуплотнению, а это может повлечь за собой не только потерю плодородия, но и последующие существенные материальные затраты на возвращение плотности сложения. /
Наибольшее уплотнение имеют почвы селитебных участков, характеризующиеся повышенной антропогенной нагрузкой. В почвах газонов, палисадников, скверов, бульваров и парков плотность сложения изменяется в пределах от 0,8 до 1,6 г/см (Земляницкий, 1963; Строганова, 1988; Сапожников, 1994; Иванин, Авдонин, 2000). Такой разброс объясняется состоянием древесного и травянистого ярусов, а также действием «пресса» города. В изученных нами почвенных разностях плотность сложения верхних горизонтов не превышает указанных ранее значений, и, как следовало ожидать, наибольшая величина данного показателя -1,38 г/см3, характерна для почвы с максимальным значением антропогенной нагрузки, заложенный в центральной части г. Грозного (ул. Р.Люксембург). При этом, по данным В. Ф. Валькова (992) величина в 1,3-1,4 г/см3 для верхних горизонтов черноземных почв является критической. С глубиной плотность сложения естественных почв города, как правило, возрастает (в среднем до 1,39 г/см для горизонтов ВС и Сса), что связано с уменьшением деятельности почвенной мезофауны и, отчасти, с процессами иллювиирования в нижнюю часть профиля.
Органические вещества в водных объектах г. Грозного
Нефть и нефтепродукты относятся к числу наиболее распространенных и опасных веществ загрязняющих водоемы, почвы, воздух и отравляющих биоту.
С химической точки зрения нефть представлена сложной смесью разнообразных по химической структуре углеводородов с примесью их производных, включающих в основном серу, кислород и азот, а также асфальтены и смолы. В сырой нефти также содержатся газообразные углеводороды (до 5%), вода (до 10%), минеральные соли (главным образом хлориды — до 4 г/л) и многие микроэлементы, как металлы, так и металлоиды.
К нефтепродуктам обычно относятся различные углеводородные фракции, получаемые из нефти: бензины, дизельные топлива, а также котельные топлива, масла разнообразного назначения и т.д.
Кислородосодержащие соединения могут составлять в нефти до 10%. Они представлены в основном кислотами, фенолами, кетонами, эфирами и лактанами. Наиболее распространены кислоты и фенолы. Фенолы нефти при попадании в питьевой водозабор могут хлорироваться при водоподготовке, образуя хлорфенолы, отличающиеся высокой токсичностью.
В состав нефти входят многие металлы, в том числе щелочные и щелочноземельные (Li, Na, К, Ва, Са, Mg), металлы подгруппы меди (Си, Ag, Аи), цинка (ZN, Cd, Hg), бора (В, Al, Ga, In, ТІ), ванадия (V, Nb, Та), металлы переменной валентности (Ni, Fe, Mo, Со, W, Cr, Mn, Sn и др.) и типичные неметаллы ( Si, Р, As, CI, Br, I и др.). Эти элементы находятся в нефти в виде мелкодисперсных водных растворов солей, тонкодисперсных взвесей минеральных пород, в виде комплексных соединений. Важная токсикологическая роль металлоорганических компонентов в нефти, несмотря на их микроколичество, может состоять в том, что они могут легче проникать в живую клетку, «втаскивая» за собой органическую часть комплекса, которая может оказывать токсическое действие на клетку.
Растворимость нефти в воде (в зависимости от ее химического состава) составляет 10-50, бензина 9 - 55, керосина 2 - 5 и дизельного топлива 8-22 мг/л. Растворимость увеличивается в ряду: ароматические циклопарафиновые - парафиновые углеводороды. Таким образом, растворенная доля нефти мала (5 х 10" % от всей ее массы). Однако при этом нужно учитывать: а) в число растворяющихся компонентов нефти попадают наиболее токсичные ее компоненты, б) нефть может образовывать с водой стойкие эмульсии, так что в толщу воды может перейти до 15% всей нефти. Нефть, которая разлита на суше, трансформируется уже до попадания в воду: происходит испарение, сорбция части компонентов на поверхностной почве, фильтрация части компонентов в почву. Нефть, попадающая в подземные воды через толщу почв, осадочных или других пород, претерпевает дополнительные изменения за счет того, что почва и нижележащие породы представляют своеобразную ионообменную и сорбционную колонку, где происходит разделение нефти на компоненты. Там, где загрязненные подземные воды выходят на поверхность, они могут выносить нефтяные загрязнения (точнее то, что от этой первоначальной нефти осталось) и отдавать эти загрязнения поверхностным водам. «Обмен» нефтяными загрязнениями будет происходить и при других формах взаимодействия подземных и поверхностных вод. В разливе нефти, как в химическом реакторе, существует целый мир превращений. Возникают новые химические вещества, исчезают или меняют свою структуру те, которые составляли раньше смесь, называемую нефтью. Все эти превращения представляли бы интерес исключительно для фундаментальной науки, если бы не существовала опасность попадания этих новых веществ в питьевую воду, в организм рыб, в сельскохозяйственные растения, на заливные луга и оттуда через травы в молоко и к человеку. У млекопитающих могут возникнуть самые разнообразные эффекты, от безобидных кожных реакций до летальных отравлений, от стимулирующего лечебного действия до резкого снижения иммунитета, появления аллергий, или смещения клиники в сторону интенсивного развития инфекций. Нефть из различных источников при больших дозах воздействия влияет на организм токсически, вызывая дегенерацию внутренних органов. При этом наиболее сильно поражаются печень, селезенка, костный мозг, легкие и почки. Загрязнение поверхности водоемов пленочной нефтью приводит к значительному нарушению кислородного режима вод. Содержание в воде нефтепродуктов выше 0,1 мг/л придает мясу рыбы не устранимый не при каких технологических обработках привкус и специфический запах нефти. Среди отдельных фракций наиболее токсичны низшие ароматические углеводороды. Сырая нефть и жидкое топливо при концентрации 0,1 мг/л убивают половину икринок Rhombus macoticus за два дня. Хотя летальная доза для форелей по содержанию газолина (одного из составных веществ растворенной фракции нефтепродуктов) в воде составляет 60-80 мг/л, существенное отклонение физиолого-биохимических параметров у рыб наступает при концентрации 0,5 мг/л. Тяжелые фракции нефти часто оседают на дно водоемов, пагубно действуют на икру, молодь, взрослую рыбу и их корм. Донные отложения, кроме того, являются источниками вторичного загрязнения водоемов.
