Моделирование загрязнения чернозема свинцом с целью установления экологически безопасной концентрации

Сравнение средних общемировых концентраций (кларков) химических элементов в почвах с соответствующими региональными фоновыми показателями свидетельствует, что природные почвы региона обеднены оловом и литием, обогащены цинком и никелем. Концентрация свинца в зональных почвах соответствует общемировым нормам. Следовательно, высокие концентрации свинца в почвах в г. Тюмени связаны исключительно с

его техногенными поставками.

Основными техногенными поставщиками свинца являются промышленность и транспорт.

До начала 90-х годов, до повального спада промышленного производства, вклад промышленности в загрязнения городской среды свинцом был преобладающим. По сути, настоящая проблема свинцового загрязнения почв города Тюмени была создана в течение нескольких предыдущих десятилетий совместными «усилиями» более чем 180 промышленных предприятий - потенциальных источников свинца, условно объединенных в 9 промышленных узлов. Воздействие промышленных узлов как концентрированных, мощных источников загрязнения на экосистемы города в первую очередь определяется специализацией основных производственных предприятий.

Все промышленные узлы города (за исключением промузлов Южный и Затюменский) имеют в своей структуре значительную долю (16-38%) предприятии стройиндустрии, которые создают предпосьлки для повсеместного загрязнения свинцом городских экосистем. Доля свинца, например, в выбросах цехов готового кирпича, бетонно-смесительных и керамзитовых цехов весьма значительна и превышает фоновое значение в 10-100 раз. Наибольшее число предприятий стройиндустрии (завод керамзитового гравия, заводы ЖБИ, ПО «Сантехкомплект») сосредоточено в Юго-Восточном промузле.

Большая доля (около 50%) предприятий машиностроения и металлообработки, в Затюменском (аккумуляторный, механический, электромеханический и ремонтно-механический заводы), Центральном (станкостроительный завод, завод строймашин) промышленных узлах при преобладании ветров западного и юго-западного направлений предопределяет сильное техногенное загрязнение почв свинцом в западной и центральной частях города. Этому способствуют высокие концентрации свинца (в 100 - 1000 раз выше фона) в выбросах и сточных водах предприятий машиностроения и металлообработки.

Возрастание в 90-х годах экологической роли транспорта в загрязнении свинцом городских почв связано не только с началом снижения производственного потенциала промышленности, но и с абсолютным ростом автомобильного парка, насчитывающего около 200 тыс. единиц, и, соответственно, транспортных потоков в городе. Уровень автомобилизации населения г. Тюмени в 1998 г. составил 170 легковых автомобилей на 1000 человек при предельном для крупного города показателе 180 на 1000 человек.

Экологические последствия высокого темпа автомобилизации города (прирост с 1991 по 1998 г., составил 1,5 раза, в т. ч. легкового—1,7 раза) усугубляются тем, что при острой недостаточности магистральных улиц, проходящих по селитебной зоне (1,48 км/км2 при норме 2,2—2,4 км/км2), при сообщении между районами города с коэффициентом непрямолинейности 2,0 транспортные потоки концентрируются в основном на нескольких центральных улицах города: Республики, Мельникайте, Челюскинцев, Мориса Тореза, Герцена, загружая их до состояния регулярных заторов [17]. Режим движения в заторах в несколько раз увеличивает вероятность загрязнения свинцом атмосферного воздуха, городских почв.

Специализация и территориальное размещение промышленных предприятий, современное состояние улично-дорожной сети и интенсивность транспортных потоков по ним, главным образом, определяют особенности техногенного накопления свинца в почвах города.

Особенности техногенной концентрации свинца в почвах г. Тюмени

Граница статистически достоверного накопления свинца в почвах, когда его концентрация в 2 — 3 раза превышает фоновые показатели, совпадает с внешними границами городской застройки. От периферии к центру города концентрации свинца в почвах постепенно увеличиваются и достигают 10 —50-кратных фоновых показателей. Около 90% свинца (как и других атмотехногенных поллютантов) накапливается в самых верхних горизонтах (0—10 см) городских почв. Книзу концентрация свинца экспоненциально снижается и уже на глубине 10—30 см выходит на фоновый уровень.

Общие запасы свинца в верхнем аккумулятивном десятисантиметровом горизонте почв г. Тюмени оцениваются (при среднем удельном весе почв, равном 1,3 г/см3) в 200—3500 т. Однако территориальное распределение этих запасов и его отражение в экспликации почв с разной степенью свинцового загрязнения диаметрально противоположны (табл. 5.36).

Таблица 2

Экспликация загрязненных свинцом городских почв

Более чем на 40% территории города почвы имеют среднюю, около 20% — высокую и очень высокую степень загрязнения свинцом. Но именно в этой одной пятой части городской территории находится 80 —90% запасов свинца в почвах.

Педогеохимическая мозаичность в накоплении свинца в почвах является результатом, в первую очередь, территориальной неоднородности атмотехногенного его поступления. Резкий подъем содержания свинца в атмотехногенных поступлениях в европейских странах и в Америке приходится на 40-е годы нашего столетия, который фиксирует, с одной стороны, начало интенсивного роста промышленного производства, с другой — использования тетраэтилсвинца в бензине. В Тюмени аналогичный рост связан с началом «нефтяной лихорадки» в 50-х годах. Значит, существенная часть запасов свинца в почвах г. Тюмени накопилась в течение последних 50 лет. За этот срок ежегодно территории города с низким уровнем загрязнения получили около 36 мг/м2, со средним, сильным и очень сильным уровнями загрязнения — соответственно 80,4; 441,2 и 8179,1 мг/м.2.

 Скачать реферат