Почва - это весьма специфический компонент биосферы, не только геохимически аккумулирующий компоненты загрязнений, но и выступающий как природный буфер, контролирующий перенос химических элементов в контактирующие среды. Поллютанты, поступающие из различных источников, попадают в конечном итоге на поверхность почвы, и дальнейшая их судьба зависит от ее физических и химических свойств. Источником техногенного загрязнения почв является, прежде всего, выбросы химических соединений предприятий и транспорта, опосредованное влияние различных промышленных объектов усугубляется механическим нарушением естественных ландшафтов.
Цель работы - оценка состояния почв и почво-грунтов селитебной территории и промышленной зоны г. Мирный. Определение опасности загрязнения почво-грунтов городской территории с эколого-гигиенических позиций и уровня влияния их на качество среды.
Объекты и методы исследования. Исследования проводились на территории промышленной зоны Мирнинского горно-обогатительного комбината (МГОК) и жилого сектора города Мирный. Опробовались четыре категории участков: почвы не нарушенных естественных ландшафтов; почвы не нарушенных ландшафтов, подвергшихся косвенному химическому загрязнению; почво-грунты селитебной территории г. Мирный и грунты промышленной зоны МГОК-а. Во всех точках опробования отбирались образцы почвенного субстрата по разным методикам в зависимости от степени нарушенности территории.
В пределах не нарушенных ландшафтов проходился почвенный разрез на всю глубину оттайки с отбором почвенных образцов из каждого генетического горизонта. На участках нарушенных ландшафтов закладывались точки опробования с отбором образцов из каждых 10 см по слоям на глубину до 40 см.
Пробоподготовка проводилась согласно ГОСТ 17.4.4.02.-84. Химические, физико-химические и агрохимические и агрофизические свойства определялись стандартными методиками в лаборатории агрохимии и почвоведения ИПА СО РАН в г. Новосибирске и ГУП ЦГАЛ ГГК РС (Я). Анализы проводились в 3-х кратной повторности. Результаты исследований обработаны методом дисперсного анализа (Доспехов,1985).
В рамках работы при оценке качества почвенного покрова, считаем, не целесообразным использовать установленные нормативы ПДК для почв, т.к. территория исследований расположена в пределах формирования в почвенном покрове природной геохимической аномалии, где концентрация многих элементов и соединений намного превышает установленные нормы ПДК. К тому же нормы предельно-допустимых концентраций рассчитаны для пахотных почв, а исследуемая территория МГОКа не относится к землям сельхозугодий. Поэтому для оценки качества среды использовались значения регионального (Сф) и локального (С) фона, коэффициенты концентрации относительно регионального фона (Кк), коэффициент фитотоксичности (Кт) и суммарный коэффициент загрязнения (Zc).
За значения регионального фона приняты статистически достоверные (n=1241) средние геометрические параметры содержания микроэлементов в почвенном покрове природных ненарушенных ландшафтов Западной Якутии по многолетним данным наших исследований. За значения локального фона приняты среднегеометрические параметры содержания микро- и макрокомпонентов в зональных типах почв ненарушенных ландшафтов окрестностей г. Мирный.
Коэффициент концентрации относительно регионального фона Кк - это показатель кратности превышения содержания загрязнителя в точке опробования над значениями регионального фона. Кк = С/ Сф Суммарный показатель загрязнения рассчитывается для элементов, коэффициенты концентраций которых больше двух. В подсчете Zc не включаются элементы с очень низким фоновым содержанием. Суммарный показатель загрязнения равен сумме коэффициентов концентраций химических элементов Zc = ∑ Кк (Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами, 1982).
Результаты исследований и обсуждение. По данным Госкомстата РС(Я) на 1 января 2002 года общая площадь территории Мирнинского района составляет 16 577 919 га (5,4% удельный вес района в Республике Саха (Якутия)), из них только 0,7% занимают территории сельскохозяйственных земель. Остальное приходится на земли Государственного лесного фонда, селитебные территории и площади земель, изъятые под инфраструктуру алмазодобывающей промышленности.
Территория г. Мирный, включающая жилые районы, промышленную площадку МГОКа, площади хвостохранилищ, отвалов и т. д., составляет 13 747 га, из них на долю земель фермерских хозяйств приходится всего 464 га. Таким образом, большую часть территории Мирнинского района занимают техногенно и антропогенно-нарушенные ландшафты.
Естественный почвенный покров территории Мирнинского района характеризуется микрокомплексностью. Смена основных типов почв подчиняется характеру широтного распространения и геологическим условиям района. В пределах естественных ландшафтов доминируют мерзлотные дерново-карбонатные и мерзлотные перегнойно-карбонатные почвы, которые формируют комплексы с мерзлотными палевыми деформированными высоко вскипающими почвами. Почвы характеризуются тяжелым гранулометрическим составом, мало мощным, щебнистым, слабо дифференцированным почвенным профилем с высоким содержанием грубо перегнойной органики и, следовательно, высокой сорбционной способностью. Реакция среды в целом изменяется по почвенному профилю от слабо кислой в органогенных горизонтах и до нейтральной в горизонте ВС и С. Все эти показатели свидетельствуют о низкой геодинамической и геохимической устойчивости почв к техногенным воздействиям и очень слабой ее способности к само восстановлению.
На территории техногенных ландшафтов, к которым относится карьер трубки Мир, карьеры приводораздельных галечников, отвалы пустых пород, площади хвостохранилищ и т.д., полностью снят или нарушен почвенный покров или произведена отсыпка грунтами. Рекультивационных работ здесь не проводилось, процессы самозарастания не зафиксированы, поэтому исследуемый субстрат техногенных ландшафтов характеризуется как грунт. В морфологическом строении профиля грунтов отвалов полностью отсутствует дифференциация на генетические горизонты, гранулометрический состав по всему профилю относится к одной градации, как правило это сильно щебнистые тяжелые суглинки или супеси, окраска приобретает более однородный серовато-зеленоватый тон. Реакция среды по всему профилю изменяется от нейтральной до сильно щелочной. Содержание органики очень низкое, не насыщенное подвижным N и P. Содержание подвижных форм K очень высокое, что связано с высокими его концентрациями в породе. В воднорастворимом комплексе преобладают катионы Ca и Mg. В грунтах отвалов трубки Мир в воднорастворимом комплексе зафиксированы очень высокие значения суммы Na и K. Таким образом, происходят активные процессы засоления, предположительно сульфатно-хлоридного состава.
В микроэлементном составе грунтов происходит накопление широкого спектра. По данным средне статистических параметров значительные превышения регионального фона наблюдаются по B, Sc, Zn, Ge, Ag и Mo, с коэффициентами концентрации от 2,5 до 5,6. Но нами зафиксированы отдельные локальные точки, относящиеся, как правило, к вершинам или подошвам отвалов, где превышение регионального фона составляет от 10 до 50 раз в содержании таких элементов как Ni, Cr, Zn, Mn, Cu и Co. Эти элементы обладают низкой подвижностью и для соосаждения гидроксидов им необходима нейтральная или щелочная реакция среды. Следовательно, эти элементы, переходя в водорастворимую форму, отсорбируются мелкодисперсной фракцией субстрата, что делает эти соединения потенциально опасными в смысле их воздушно-миграционной способности.
В целом на исследуемой территории допустимая экологическая ситуация по значениям суммарного показателя загрязнения почвенного покрова наблюдается очень локально только на участках естественных ландшафтов, где зафиксирован наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений
Умеренно опасная и опасная экологическая ситуация по значениям суммарного показателя загрязнения почвенного покрова со значениями Zc от 40 до 95 занимает не менее 75% от всей исследуемой площади. Эта категория имеет две градации 32-70 стабильного состояния и 70-128 - участки с ярко выраженной тенденцией к накоплению поллютантов. На этой территории по данным медицинской статистического управления по РС (Я) зафиксировано увеличение общей заболеваемости, числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы.
К чрезвычайно опасным территориям относится площадь карьера трубки Мир и отвалов, влияние которых на близ лежащие дома выражено в увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикоза беременности, числа преждевременных родов, мертворождаемости, гипотрофий новорожденных).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- ГОСТ 17.4.4.02-84. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.
- Гос. доклад Госкомстата РС(Я) «Основные показатели экономики Мирнинского района за 2001-2002 гг.» - 40 с.
- Еловская Л.Г. Классификация и диагностика мерзлотных почв Якутии // АН СССР. Сиб. Отд. Якут. филиал СО АН СССР, 1987. - 172 с.
- Методические рекомендации по геохимическим исследованиям для оценки воздействия на окружающую среду проектируемых горнодобывающих предприятий. М.: Изд-во ИМГРЭ. 1986. - 99С.