Мониторинг геологической среды - Королев В.А.
ISBN 5-211-03344-2
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 41. Блок-диаграмма сернокислого ландшафта (по В.Г. Прохорову)
районах эти цифры намного превышаются и достигают 60-100 кг/га за год, а в Рурской области, например, поступление серы составляет 1800 кг/га за год.
Таблица 22
Расчетные величины поглощения атмосферных загрязнителей лесными экосистемами Земли, кг/год (по Л.А. Гришиной и др., 1991)
Загрязнитель Компоненты лесных экосистем:
растительность почвы сумма Диоксид углерода 70 <1012 __ —- Оксид углерода 5 •1010 50 •1010 55 • 1010 Диоксид серы 0,675-Ю12 200 • 1012 201 • 1012 Окись азота 1 - Ю11 35 • 10й 36-Ю11 Углеводороды (этилен) — 40 • 109 — Озон 0,03-1012 45 • 1013 45 • 1013 Свинец — 100 • 106 — Часть атмосферных выпадений задерживается растениями, а часть проникает в почву и оттуда в грунты и подземные воды. Некоторые данные об атмосферных загрязнителях, поглощаемых лесными экосистемами, приведены в табл. 22, а критические кислотные нагрузки на почвы указаны в приложении 5.
Выбросы токсичных металлов в виде пыли и аэрозолей составляют до 0,5 млн т за год, выбросы же механических и химических загрязнителей в виде пыли — 200-250 млн т/год. Источниками этих выбросов чаще всего являются теплоэлектростанции, цементные и металлургические заводы. Например, выпадения цементной пыли вблизи цементного завода составляют около 3 кг/год на 1 м2, в фоновых районах на поверхность почвы поступает почти в тысячу раз меньше пыли — 7-10 г/год на 1 м2. ПДК некоторых элементов в почвах указаны в приложении 6.
В районах сельскохозяйственных угодий и различных видов земледелия загрязнение почв связано прежде всего с внесением удобрений (азотных, калийных, фосфорных), обработкой культур пестицидами и гербицидами. Нормирование загрязнения почв с разработкой научно обоснованных ПДК — задача еще далеко не решенная.
Рис. 42. Накопление суммы /3-активных продуктов, выпавших в окрестностях Санкт-Петербурга (а) и плотность глобального выпадения 8г-89 в Англии (6) за период 1954-1960 гг. (по СВ. Нерпину и А.Ф. Чуднов-скому, 1967)
Для оценки фоновых значений показателей почв необходимо выявление участков почв, не затронутых сельскохозяйственной деятельностью. В настоящее время целинные земли сохранились лишь в ряде заповедников. Одним из методов оценки техногенной "ненарушенное™" почв (и грунтов верхней зоны аэрации) является изотопный анализ по определению содержания цезия-137 — одного из компонентов глобальных радиоактивных выбросов после' начала испытаний ядерного оружия в атмосфере в период 1954-1966 гг. (рис. 42). В США этот метод используется для оценки эродированности почв. Суть метода заключается в том, что цезий-137 сорбируется почвой в
15 В.А.Королев
225
верхних 5 см, если данная почва "целинная". Если же она обрабатывалась, перемешалась и т.д., то распределение цезия-137 по профилю будет равномерным или более сложным. Таким образом, отбирая пробы по профилю и определяя на гамма-спектрометре абсолютную и относительную концентрацию в них изотопа цезия-137, затем делают вывод о ненарушенности или нарушенности данной почвы (по крайней мере за период с 1954 г.).
При организации мониторинга в районах земледелия следует иметь в виду и оценку геохимической устойчивости почв, в частности, устойчивость к техногенному подкислению. Последняя обусловлена наличием в почвах нескольких буферных зон, главными из которых являются:
карбонатная зона (6,2 < рН < 8, 6), характерная для карбонатных почв и обладающая высокой буферной емкостью, активно нейтрализующей кислотные дожди (см. приложение 5);
силикатная зона (5 < рН < 6,2), обусловлена реакциями выветривания силикатов, обладает низкой буферной емкостью;
катионообменная зона (4,2 < рН < 5), обусловленная реакциями ионного обмена и определяемая величиной емкости обмена;
алюминиевая зона (3 < рН < 4, 2), обладающая высокой буферной емкостью и обусловленная реакциями свободного водорода с алюмо-содержащими минералами.
Наряду с этими зонами вклад в буферность почв вносят железосодержащие соединения и органическое вещество почв. Установлено, что сильнокислые, высокобуферные, близкие к нейтральным, или щелочные почвы сравнительно устойчивы к подкислению при современном уровне антропогенной кислотной нагрузки. Однако слабокислые почвы, обладающие низкой буферностью, промывным типом водного режима и слабой способностью к связыванию анионов (особенно сульфатов), могут быть чувствительными к длительному кислотному воздействию (см. приложение 5).
Расширение сети мониторинга почв на основе единой комплексной программы позволит оценить состояние и дать прогноз антропогенной эволюции почв в условиях промышленного загрязнения разного состава и интенсивности, более четко выявить параметры устойчивости почв и величины критических нагрузок на них.
В районах гидромелиоративного освоения территорий мониторинг геологической среды должен строиться с учетом основных особенностей гидромелиоративного строительства. К ним относятся: большие осваиваемые площади территорий при сравнительно малой глубине (мощности) техногенного мелиоративного профиля; тесная зависимость почвенно-мелиоративных условий территорий от их инженерно-геологических и гидрогеологических условий; часто
