Размер:
AAA
Цвет: CCC
Изображения Вкл.Выкл.
Обычная версия сайта
Информационный портал «Город Йошкар-Ола»

Городские почвы и загрязнение почвенного покрова

Городские почвы – это антропогенно измененные почвы, имеющие созданный в результате человеческой деятельности поверхностный слой мощностью более 50 см, полученный перемешиванием, насыпанием или погребением материала урбаногенного происхождения, в том числе строительно-бытового мусора.

Общие черты городских почв следующие:
  • материнская порода – насыпные, намывные или перемешанные грунты или культурный слой;
  • включения строительного и бытового мусора в верхних горизонтах;
  • нейтральная или щелочная реакция (даже в лесной зоне);
  • высокая загрязненность тяжелыми металлами (ТМ) и нефтепродуктами;
  • особые физико-механические свойства почв (пониженная влагоемкость, повышенная объемная масса, уплотненность, каменистость);
  • рост профиля вверх за счет постоянного привнесения различных материалов и интенсивного эолового напыления .


Специфика городских почв состоит в сочетании перечисленных свойств. Для городских почв характерен специфический диагностический горизонт "урбик" (от слова urbanus – город). Горизонт "урбик" – поверхностный органо-минеральный насыпной, перемешанный горизонт, с урбоантропогенными включениями (более 5% строительно-бытового мусора, промышленных отходов), мощностью более 5 см (Федорец, Медведева, 2009).

В результате антропогенного воздействия городские почвы имеют существенные отличия от природных почв, главными из которых являются следующие:
  • формирование почв на насыпных, намывных, перемешанных грунтах и культурном слое;
  • наличие включений строительного и бытового мусора в верхних горизонтах;
  • изменение кислотно-щелочного баланса с тенденцией к подщелачиванию;
  • высокая загрязненность тяжелыми металлами, нефтепродуктами, компонентами выбросов промышленных предприятий;
  • изменение физико-механических свойств почв (пониженная влагоемкость, повышенная плотность, каменистость и т.д.);
  • рост профиля за счет интенсивного напыления.


Можно выделить некоторые группы городских почв: естественные ненарушенные, сохраняющие нормальное залегание горизонтов естественных почв (почвы городских лесов и лесопарков); естественно-антропогенные поверхностно преобразованные, почвенный профиль которых изменен в слое мощностью менее 50 см; антропогенные глубокопреобразованные почвы, формирующиеся на культурном слое или насыпных, намывных и перемешанных грунтах мощностью более 50 см, в которых произошла физико-механическая перестройка профилей или химическое преобразование за счет химического загрязнения; урботехноземы – искусственные почвогрунты, созданные путем обогащения плодородным слоем, торфо-компостной смесью насыпных или других свежих грунтов. В городе Йошкар-Оле, в Заречной части города, целый микрорайон построен на искусственном грунте – песке, который намыт со дна р. Малая Кокшага, толщина грунта доходит до 6 м.

Почвы в городе существуют под воздействием тех же факторов почвообразования, что и природные ненарушенные почвы, но в городах антропогенные факторы почвообразования преобладают над естественными факторами. Особенности почвообразовательных процессов на городских территориях состоят в следующем: нарушение почв в результате перемещения горизонтов с природных мест залегания, деформация структуры почвы и порядка расположения почвенных горизонтов; низкое содержание органического вещества – основного структурообразующего компонента почвы; уменьшение численности популяций и активности почвенных микроорганизмов и беспозвоночных как следствие дефицита органического вещества.

Значительный вред городским биогеоценозам наносит вывоз и сжигание листвы, в результате чего нарушается биогеохимический цикл питательных элементов почвы; почвы постоянно беднеют, состояние произрастающей на них растительности ухудшается. Кроме того, сжигание листвы на территории города приводит к дополнительному загрязнению городской атмосферы, поскольку при этом в воздух поступают те самые вредные загрязнители, в том числе тяжелые металлы, которые были сорбированы листьями.

Основными источниками загрязнения почвы являются бытовые отходы, автомобильный и железнодорожный транспорт, выбросы теплоэлектростанций, промышленных предприятий, сточные воды, строительный мусор .

Городские почвы – это сложные и быстро развивающиеся природно-антропогенные образования. На экологическое состояние почвенного покрова оказывают негативное воздействие производственные объекты через выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух и вследствие накопления и хранения отходов производства, а также выбросы автотранспорта.

Результатом многолетнего воздействия загрязненного атмосферного воздуха является содержание металлов в поверхностном слое городских почв, связанные с изменением технологического процесса, эффективностью пылегазоулавливания, влиянием метрологических и других факторов.

Как показали результаты ряда исследований (Воскресенская, 2009), содержание тяжелых металлов – свинца, кадмия, меди и цинка неравномерно распределено по территории города Йошкар–Олы (табл. 5-6). Анализируя данные исследования, следует отметить, что концентрация тяжелых металлов на территории города в целом не имеет четко выраженной направленности, скорее носит мозаичное распределение.


Таблица 5 – Содержание тяжелых металлов в почве города Йошкар-Олы
(Воскресенская, 2009)
Район исследования, улицы   Содержание тяжелых металлов, мг/кг
свинецкадмиймедьцинк
Лесопарковая зона
1ООПТ «Сосновая роща»4,2±0,01    0,9±0,012,2±0,0121,5±0,03
Промышленная и селитебная зоны
2Красноармейская146,5±8,461,6±0,0645,6±2,63169,6±9,79
3Советская28,1±1,331,2±0,0122,7±1,08173,7±8,87
4Луначарского47,0±2,13020,8±1,09141,3±7,58
5Машиностроителей35,0±0.050,5±0,01104,9±0,9637,5±0,01
6Воинов интернационалистов22,5±0,020,7±0,0137,5±0,3196,7±0,02
7Водопроводная27,5±0,010,5±0,0325,0±0,0313,8±0,01
8Пушкина34,2±0,022,0±0,0135,2±0,0312,7±0,01
9Панфилова25,0±0,02086,5±0,0533,8±0,01
10Карла Маркса30,7±0,02021,0±0,0682,2±3,02
11Ленинский проспект51,7±0,010,5±0,0182,7±0,02112,5±8,42
12Кирова40,0±0,03025,5±0,0338,2±0,03
13Димитрова29,2±0,030,9±0,0225,5±0,0633,7±0,01
14Коммунистическая32,4±0,03021,7±0,0398,0±7,01
15Эшкинина36,7±0,03035,2±0,0394,2±0,51
16Эшпая34,2±0,04038,0±0,0692,3±3,01
17ЙванаКырли93,5±0,04092,5±0,05232,5±7,02
18Карла Либкнехта51,4±0,090,4±0,0138,3±0,1272,3±1,12
Среднее содержание по городу, без ООПТ48,50,542,396,2
ПДК (валовое содержание)130,02,0132,0220,0

Таблица 6 – Значения комплексного индекса загрязнения почвы, Zc
(Воскресенская, 2009)
Район исследованияZcОценка уровня загрязнения
1Красноармейская24,97умеренно опасная
2Советская13,62допустимая
3Луначарского11,51допустимая
4Машиностроителей34,94опасная
5Воинов интернационалистов24,79умеренно опасная
6Водопроводная7,03допустимая
7Пушкина11,37допустимая
8Панфилова28,08умеренно опасная
9Карла Маркса8,54допустимая
10Ленинский проспект31,34умеренно опасная
11Кирова8,41допустимая
12Димитрова8,36допустимая
13Коммунистическая9,52допустимая
14Эшкинина13,99допустимая
15Эшпая4,75допустимая
16Й. Кырли22,79умеренно опасная
17К. Либнехта44,31опасная
18Парк ХХХ-летия ВЛКСМ4,92допустимая
19Завод НП «Искож»12,37допустимая
20ОАО «Марбиофарм»22,47умеренно опасная
21ЗАО «Мясокомбинат»5,47допустимая
22ОКТБ «Кристалл»11,47допустимая
23ОАО «ММЗ»21,13умеренно опасная

Несмотря на неоднородность городских почв, полученные результаты дают возможность выявить степень антропогенного влияния на содержание металлов в почвах города Йошкар-Олы. Анализ показал, что в грунтах города содержание свинца в 11,5, меди в 19,2, а цинка в 4,5 раза больше, чем в лесопарке «Сосновая роща». В целом следует отметить, что в исследуемых почвах города Йошкар-Олы не выявлено существенных превышений ПДК по валовому содержанию тяжелых металлов, однако все же остается достаточно высокий уровень содержания ТМ вдоль автомагистралей и в промышленной части города.

При изучении загрязнения городских почв радионуклидами (Воскресенский, 2008) было установлено, что более высокое содержание 40K, 226Ra, 232Th и 90Sr наблюдалось на антрапогенно-загрязненных территориях, это объясняется тем, что в городе Йошкар-Оле до 30% территории занимают почвы с сильной степенью нарушенности профиля, в строении которого присутствуют насыпные гумусовые слои мощностью от 18 до 30 см, а также погребенные органо-минеральные (иногда торфяные) горизонты. Известно, что уровни содержания радионуклидов в почвах в значительной степени обусловлены их содержанием в почвообразующих породах. В целом, содержание радионуклидов в почвах города Йошкар-Олы можно классифицировать как не значительное, более высокий уровень загрязнения городских почв радиоактивными элементами связан с антропогенной деятельностью. В целом, загрязненность почв основными дозообразующими радионуклидами не вызывает опасений, среднее значение по городу Йошкар-Оле намного меньше, чем по России (Государственный доклад …, 2007, 2008, 2009).

Таким образом, почвы г. Йошкар-Олы имеют низкий уровень загрязнения, это свидетельствует о том, что несмотря на высокую антропогенную нагрузку, городские почвы сохранили способность самоочищаться. Кроме того, загрязнение почвы солями тяжелых металлов не является актуальной проблемой, так как на территории города отсутствуют химические, металлургические, нефтехимические и другие предприятия, являющиеся источниками загрязнения атмосферного воздуха и почвы.

Почва непосредственно влияет на среду обитания и качество жизни населения. Поэтому проблемы сбора, хранения, вывоза и утилизации отходов производства и потребления, благоустройства и санитарного содержания населённых мест продолжают оставаться одними из приоритетных направлений в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия человека.

Утилизация отходов. Под отходами понимают остатки сырья материалов и полуфабрикатов, образовавшихся в процессе изготовления продукции и утратившие полностью или частично потребительские свойства исходного материала; продукты физико-химической переработки сырья, а также добычи и обогащения полезных ископаемых, получение которых не является целью рассматриваемого производственного процесса и, которые могут быть использованы в производстве в качестве сырья для переработки, топлива и др. Отходы относятся к материальным объектам, которые могут обладать высокой потенциальной опасностью для окружающей среды и здоровья населения.

Отходы делятся на бытовые (коммунальные) и промышленные (отходы производства). В свою очередь бытовые и промышленные отходы можно подразделить на две группы: твердые (отходы металлов, дерева, пластмасс, пыли, мусор и т.д.) и жидкие (осадки сточных вод, шламы и т.д.). Отходы по степени возможного вредного воздействия на окружающую среду подразделяются на чрезвычайно опасные (1 класс), высоко опасные (2 класс), умерено опасные (3 класс), мало опасные (4 класс) и практически неопасные (5 класс). Классы опасности отходов введены Федеральным законом от 30.12.2008 N 309-ФЗ.

Количество накопившегося мусора на планете растет, при этом на каждого городского жителя приходится от 150 до 600 кг мусора в год. На одного горожанина Российской Федерации приходится 300-400 кг/год бытового мусора (в г Москве – 300-320 кг).

Основными нерешенными вопросами в сфере санитарной очистки территорий населённых мест являются: наличие несанкционированных свалок, приводящих к загрязнению почвы, грунтовых вод, атмосферного воздуха и являющихся кормовой базой для мышевидных грызунов; увеличение накопления отходов, изменение их структуры, в том числе с большим сроком разложения; неудовлетворительная организация сбора, хранения и вывоза мусора. Такие проблемы наиболее характерны для г. Йошкар-Олы. Мусоросборные площадки, построенные преимущественно 30-40 лет назад под накопление до 1 м3 отходов на одного жителя, сейчас применяются при норме 1,25 м3. Фактически с учётом крупногабаритного мусора, в том числе сложного комбинированного состава в виде изделий, утративших свои потребительские свойства (старая мебель, бытовые приборы, бытовая техника, коляски, упаковка, отходы ремонта жилья и т.п.), эта норма превышает 1,45 м3, а в центральной части города составляет около 2 м3. Открытие значительного количества новых организаций мелкорозничной торговли, общепита, объектов бытового обслуживания населения, офисных помещений продолжает усугублять проблему (Ежегодный доклад..., 2010).

В настоящее время существует несколько способов утилизации отходов. По технологической сущности методы обезвреживания отходов могут быть разделены на: 1) биотермические (свалки, поля запахивания, полигоны складирования, компостные поля и завод биотермического компостирования); 2) термические (сжигание без использования, сжигание отходов как энергетического топлива, пиролиз с получением горючего газа и нефтеподобных масел); 3) химические (гидролиз); 4) механические (прессование отходов в строительные блоки). Но наибольшее распространение получили биотермический и термический методы. На территории России слабо организована система сортировки мусора на полигонах.

Анализ фракционного состава твердых бытовых отходов (ТБО), поступающих на полигон ТБО города Йошкар-Олы, показал, что на долю пищевых отходов приходится 40-42%, бумаги – 31-33, древесины – 4,6-5,0, полимерных материалов – 3,5-5,0, текстиля – 3,5-4,5, стеклобоя – 2,0-2,5, камней и керамики – 1,5-2,0, черных и цветных металлов – 0,5-0,6, костей – 0,3-0,5, кожи и резины – 0,5-1,0, угля и шлака – 0,8-1,5 и отсева – 11,0-20,0% (табл. 7).

Таблица 7 – Состав твердых бытовых отходов в Российской Федерации и г. Йошкар-Оле, %
(Экология города Йошкар-Олы, 2007)
ИнгредиентыФракционный состав твердых бытовых отходов
Российская Федерацияг. Йошкар-Ола
Бумага25-4031-33
Пищевые отходы20-3040-42
Садовые отходы1-3,2
Текстиль4-63,5-4,5
Металл (черный, цветной)2-40,5-0,6
Стекло5-92,0-2,5
Дерево0,5-30,54,6-5,0
Прочие5-250,3-20,0

Полигоны захоронения отходов. Полигон по захоронению отходов – это специальное инженерное сооружение, исключающее негативное воздействие на окружающую среду в процессе захоронения отходов. Проект организации и строительства полигона предусматривает создание противофильтрационных многослойных экранов, препятствующих поступлению фильтрата в почвогрунты и водоносные горизонты. Наряду с этим на полигоне образуется сбор и очистка фильтрата. Организация и строительство полигона осуществляются в соответствии с законодательством в области охраны окружающей среды и обращения с отходами, санитарно-эпидемиологического и градостроительного законодательств, а также при наличии положительного заключения государственной экспертизы на проект этого строительства.

Современный полигон ТБО – это комплекс природоохранных сооружений, предназначенный для централизованного сбора, обезвреживания и захоронения ТБО, предотвращения попадания вредных веществ в окружающую среду, загрязнения атмосферы, почвы, поверхностных и грунтовых вод, распространения грызунов, насекомых и болезнетворных микроорганизмов.

В городском округе «Город Йошкар-Ола» имеется два объекта захоронения отходов: один для захоронения твердых бытовых отходов, а второй для промышленных отходов. Свалка твердых бытовых отходов предназначена для складирования твердых отходов, предусматривает постоянную, хотя и очень долговременную переработку отходов при участии кислорода воздуха и микроорганизмов.

На полигон промышленных отходов г. Йошкар-Олы принимаются промышленные отходы 3-4 класса опасности (шламы, содержащие соли тяжелых металлов, кислоты, щелочи и т.д.), образующиеся в ходе производства на промышленных предприятиях города.

Согласно Федеральному закону от 08.08.2001 № 128-ФЗ деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, размещению отходов I - IV класса опасности подлежит лицензированию. Не подлежит лицензированию деятельность по накоплению отходов I - V класса опасности, а также деятельность по сбору, использованию, обезвреживанию, транспортированию, размещению отходов V класса опасности (в ред. Федерального закона от 30.12.2008 N 309-ФЗ).

Дата изменения: 01.02.2011