Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БАЛАНСОВОГО ПОДХОДА ДЛЯ РЕШЕНИЯ
ЗАДАЧ ПО ОЦЕНКЕ И ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ
ЭКОСИСТЕМ ХИМИЧЕСКИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ 6
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ 22
Природная характеристика парка 22
Основные источники загрязнения и последствия их воздействия на экосистему Национального парка (обзор предшествующих работ) 37
ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ 44
Полевые исследования 44
Аналитические исследования 50
Методика обработки данных 53
ГЛАВА 4. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ ТЯЖЕЛЫМИ
МЕТАЛЛАМИ ИЗ АТМОСФЕРНЫХ ВЫПАДЕНИЙ 58
Модель загрязнения почв тяжелыми металлами 58
Балансовые расчеты загрязнения почв в НП «Лосиный остров» 61
Поступление тяжелых металлов от промышленности и транспорта: общая характеристика и структура выпадений 63
Вынос тяжелых металлов с речным стоком и баланс загрязнителей в экосистеме 77
Оценка и прогноз загрязнения почв от промышленных источников 88
Оценка и прогноз загрязнения почв в зоне влияния автомагистралей 104
ГЛАВА 5. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ СОЛЕВЫМИ КОМПОНЕНТАМИ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ.... 126
Модель солевого загрязнения почв 126
Оценка и прогноз солевого загрязнения почв в НП «Лосиный остров» 128
ГЛАВА 6. ОЦЕНКА И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ДОННЫХ
ОТЛОЖЕНИЙ МАЛЫХ РЕК ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ 143
Модель загрязнения донных отложений малой реки (в отсутствии воздействия сточных вод) 143
Оценка и прогноз загрязнения донных отложений р.Ички (НП «Лосиный остров», г.Москва) 148
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 162
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 166
Введение к работе
Экологическая геохимия, сформировавшаяся как самостоятельная научная дисциплина в 70-80 годы XX века, развивалась как прикладная наука, направленная на констатацию факта техногенного загрязнения химическими элементами компонентов окружающей среды и описание объектов и ситуаций, где данное загрязнение наиболее ярко проявилось (горнорудные территории, урбо- и агроландшафты).
Техногенная эмиссия химических элементов в промышленно-развитых и урбанизированных районах формирует мощные искусственные миграционные потоки, загрязняющие компоненты окружающей среды.
Главной практической целью эколого-геохимических исследований в городах является оценка уровней загрязнения компонентов природной среды, экологической обстановки территорий, категорий загрязнения функциональных зон, условий произрастания городских растений и степени риска техногенного воздействия для здоровья населения.
Основы экологической геохимии урболандшафтов, базирующиеся на огромном фактическом материале, заложены Ю.Е.Саетом и развивались в работах В.А.Алексеенко, Л.Н.Алексинской, И.Л.Башаркевич, Э.К.Буренкова, А.А.Волоха, А.А.Головина, Н.С.Касимова, А.И.Летувнинкаса, И.А.Морозовой, Н.И.Несвижской, Б.А.Ревича, С.Б.Самаева, Л.С.Соколова, Н.Я.Трефиловой, Е.П.Янина и др., которые позволили установить важнейшие геохимические особенности техногенного преобразования компонентов окружающей среды и разработать методические основы изучения их загрязнения и оценки.
К настоящему времени разработаны методы количественной оценки загрязнения окружающей среды, определены геохимические показатели ее качества, сформировались представления о масштабах и последствиях геохимического преобразования биосферы в связи с деятельностью человека. Использование полученных знаний в практических целях служит основой для разработки рекомендаций и мероприятий по предотвращению, снижению и ликвидации негативных последствий человеческой деятельности.
Современные подходы к эколого-геохимической оценке территорий, находящихся под воздействием промышленных и транспортных источников (урболандшафтов), фактически не предполагают использования балансовых моделей загрязнения, хотя и базируются на устойчивых корреляционных связях между источниками загрязнения, миграцией химических элементов в транспортирующих (вода, воздух) и аккумуляцией в депонирующих (снежный покров, почвы, растительность, донные отложения) природных средах.
4 Прогноз загрязнения окружающей среды на современном этапе эколого-геохимических исследований основан преимущественно на оценке динамики загрязнения и экстраполяции полученных данных в некотором временном диапазоне. Такой подход страдает двумя очевидными недостатками:
1. Длительным периодом времени, затрачиваемым на выявление динамики
загрязнения в основных депонирующих компонентах окружающей среды, на основе
которой возможно осуществлять дальнейшее прогнозирование;
2. Отсутствием в его основе балансового подхода, позволяющего учитывать всю
последовательность геохимических изменений в сопряженных компонентах окружающей
среды, находящихся под воздействием источников химического загрязнения.
Устранение этих недостатков применительно к некоторым типам воздействия представляется возможным путем использования расчетных моделей загрязнения и балансовых подходов, которые рассмотрены в настоящей работе.
Целью работы являлась разработка научных основ прогнозирования химического загрязнения в локальных экосистемах на основе расчетных моделей и балансовых подходов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) оценка потоков поступления, выноса и количеств аккумулированных загрязнителей
в почвах, находящихся под воздействием промышленных выбросов (на примере
Национального парка Лосиный остров);
2) оценка потоков поступления и количеств аккумулированных загрязнителей в
почвах, находящихся в зоне влияния транспортной магистрали (на примере МКАД);
оценка потоков поступления, выноса и количеств аккумулированных загрязнителей в донных отложениях малых рек (на примере р. Ичка);
разработка расчетных моделей оценки и прогноза загрязнения почв химическими элементами, поступающими с выпадениями из атмосферы;
разработка расчетной модели оценки и прогноза загрязнения донных отложений химическими элементами, аккумулированными в снежном покрове в бассейнах рек.
В основу диссертационной работы положены результаты мониторинга снежного покрова, почв, донных отложений и вод (2000-06) на территории Национального парка Лосиный остров (г. Москва), проводимого с участием автора. За указанный период были отобраны 102 пробы снега, около 600 почвенных проб, 112 проб донных отложений, 25 проб речной воды, выполнено 49 пылевых смывов с листьев деревьев.
В работе использованы результаты снеговых съемок МОМГЭ ИМГРЭ за 1977-78., 1987-88 гг., предоставленные С.Б.Самаевым, и данные кафедры геохимии МГУ (1998-99
гг.), обобщенные в коллективной монографии (Николаев и др., 2000) и диссертационной работе Ю.Л.Марковой (2003).
Автор принимала непосредственное участие в аналитических исследованиях состава почв, вод и донных отложений, построении эколого-геохимических карт. Автором выполнен весь объем обработки данных и балансовых расчетов.
Результаты исследований докладывались на II Межвузовской молодежной научной конференции «Школа экологической геологии и рационального недропользования», Санкт-Петербург, 2001; III Международном совещании, посвященном 10-летию Научно-исследовательского института геохимии биосферы РГУ, Новороссийск, 2001 г.; V и VII Международных конференциях «Новые идеи в науках о Земле», Москва, 2001, 2005 г. г. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ.
Автор выражает благодарность научному руководителю доценту Ю.Н.Николаеву и Т.В.Шестаковой за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы; Самаеву СБ. - за предоставленные результаты снеговых и почвенных съемок по территории НП Лосиный остров и полезные советы, Гричуку Д.В. - за консультации и внимание к работе, Яникиевой О.Е. за плодотворную совместную работу; Алехину Ю.В. - за консультации, Пчелинцевой Н.Ф., Родионовой И.П., Митояну Р.А. за помощь при выполнении анализов; Аплеталину А.В. и Охапкиной Е.Ю. за содействие и помощь по обработке результатов и оформлении работы.
Похожие диссертации на Оценка и прогноз техногенного загрязнения локальных экосистем химическими элементами на основе балансовых расчетов
