Этап 1.

Лабораторная работа № 1

Организация мониторинга состояния почво-грунтов в зонах влияния промпредприятий, их подразделений и различных накопителей отходов. Анализ и построение карт ландшафтно-геохимических условий

Почво-грунты Донецкой области испытывают комплексное антропогенное воздействие, выраженное в значительном физико-механическом преобразовании, связанном со строительством и эксплуатацией разнообразных зданий и сооружений, жилых домов, прокдадкой различных коммуникаций, строительством автомобильных и железных дорог, с разработкой м.п.и., с обустройством огородных участков, распашкой сельскохозяйственных полей, организацией различных полигонов и накопителей отходов. В связи с этим, основная часть почво-грунтов имеет перемешанный и насыпной характер. Первичные почвы имеют мозаичный характер распространения.

Наряду с физико-механическим воздействием почвы региона испытывают значительные физико-химические преобразования, выраженные в изменении их первичных структурно-вещественных признаков и в формировании нового типа почв. Наиболее интенсивные изменения фиксируются визуально по цвету, характерному развитию новых минеральных видов (фото 1).

 

 

Фото 1. Первичные черноземы участка периодического подтопления. Верхняя часть обогащена слабо переработанными растительными остатками бурого цвета, имеет повышенную пористость. Ниже обыкновенные черноземы, развитые на суглинистом субстрате, пронизанные корнями растений. Особенностью является обилие нетипичной прожилково-вкрапленной тонко-мелкозернистой минерализацией белого цвета. По визуальным признакам основным минералом прожилково-вкрапленных агрегатов является гипс.

 

Для Донбасса характерны высокие показатели регионального геохимического фона многих элементов в почво-грунтах. Это обусловлено деятельностью крупных региональных источников загрязнения - промышленных предприятий городов. При этом почвы являются аккумуляторами техногенных выбросов, как со стороны промышленных предприятий, так и со стороны других источников антропогенного загрязнения. Накапливание таких металлов как свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, серебро, хром, молибден в почвах происходит на глубине до 50см. Под действием различных факторов, например, кислотных дождей, постепенно многие из этих металлов образуют растворимые и высоко токсичные соединения, которые мигрируют дальше в биосферу в результате выщелачивания атмосферными осадками, потребления растениями, под воздействием эрозии и дефляции.

Особенности миграции и локализации загрязняющих компонентов, распространяемых со стороны источников антропогенного загрязнения определяются разнообразием ландшафто-геохимических условий конкретной территории. Основным механизмом поступления загрязняющих веществ в почвы являются пылевые и газовые выбросы в атмосферный воздух. Распространяясь воздушными потоками, загрязняющие вещества в соответствии с их удельным весом, физико-химическими и другими особенностями, постепенно осаждаются на земную поверхность, аккумулируются в почво-грунтах, образуя своеобразные закономерно построенные ореолы рассеивания. Часть веществ вовлекается в гидрогеохимические или биогеохимические циклы. Со временем наступает динамичное равновесие между поступлением веществ в почво-грунты и их выносом под действием разных процессов. Создаются статистически устойчивые аномальные зоны, контуры которых могут меняться, однако закономерности внутреннего строения, общая пространственная приуроченность относительно источника загрязнения сохраняются в зависимости от интенсивности деятельности последнего.

Основными природными факторами, влияющими на условия миграции и локализации загрязняющих веществ, являются: климатические особенности (скорость и преобладающее направление ветра, температурный режим, количество атмосферных осадков, величина испарения); рельеф и геоморфология; развитость гидрографической сети; глубина залегания грунтовых вод; характер растительного покрова. К антропогенным факторам относятся: различные источники загрязнения; селитебные территории, лесопосадки, сельскохозяйственные поля; промышленные площадки предприятий; шахты и карьеры; разнообразные накопители отходов; водохранилища, пруды и каналы и т.п. Эти же факторы определяют характер ландшафтно-геохимических условий территорий.

Для получения достоверной и представительной информации при организации мониторинга почво-грунтов необходимо обосновать плотность сети и размещение площадок отбора проб. Для этого необходим тщательный анализ ландшафтно-геохимических условий с учетом всех обозначенных факторов.

 

Этап 1.

Поведение химических элементов, поступающих в результате антропогенной деятельности в биосферу (содержание, распределение, форма нахождения в отдельных частях ландшафтов) определяется ландшафтно-геохимическими особенностями данного участка, в который они поступают.

Ландшафты, учитывая особенности внешних факторов миграции химических веществ, делятся на биогенные (леса, степи, пустыни) и антропогенные (сельскохозяйственные, промышленные, селитебные территории).

При этом большая часть биогенных ландшафтов испытывает постоянно возрастающее антропогенное воздействие со стороны промышленных предприятий и постепенно переходит в техногенные ландшафты.

При организации мониторинга почво-грунтов любая исследуемая территория должна анализироваться с двух позиций:

1. Развития природных ландшафтов.

2. Проявленности антропогенных ландшафтов.

Природные ландшафты выделяются в первую очередь по рельефу и геоморфологическим условиям:

- элювиальные (водораздельные равнины) ландшафты наиболее подвержены ветровой эрозии, поэтому могут рассматриваться как источник поступления различных веществ в другие элементы ландшафта;

- трансэлювиальные (склоновые), в меньшей степени подвергаются ветровой эрозии, но в большей мере испытывают разрушительное влияние поверхностного стока, особенно те участки, где развит слабо или отсутствует растительный покров, и где отмечаются локальные понижения в рельефе;

- трансаккумулятивные (нижние части склонов), где отмечается накопление эолово-пролювиально-делювиальных отложений и могут концетрироваться загрязняющие вещества антропогенного происхождения;

- транссупераквальные (заболоченные участки долин рек и балок) и аквальные (водные) ландшафты преимущественно долин рек и балок, где интенсивно накапливаются аллювиальные, аллювиально-делювиальные осадки.

Важным фактором миграции загрязняющих веществ является также характер растительного покрова, поэтому необходимо выделять ландшафты:

- лесов (хвойных, лиственных, смещенных);

- степей;

-лугов;

- заболоченных участков.

Антропогенные ландшафты отражают деятельность людей в пределах исследуемых территорий. В связи с этим необходимо выделять:

- селитебные ландшафты;

- промышленные площадки предприятий;

- карьеры и шахтные поля;

- автомобильные и железные дороги;

- накопители отходов (полигоны промышленных и бытовых отходов, отвалы, шламо-и шлаконакопители, илоотстойники, золоотвалы и др.);

- водохранилища, различные пруды и каналы;

- различные коммуникации, особенно канализационные;

- сельскохозяйственные предприятия (фермы) и поля;

- лесопосадки и лесополосы.

Большая часть выделенных элементов антропогенных ландшафтов не только влияют на условия миграции и локализации загрязняющих веществ, но и являются источниками загрязнения почво-грунтов.

Задание:

Используя топографическую карту составить две карты ландшафтно-геохимических условий территории: природних (реликтовых) ландшафтов и антропогенних ландшафтов.

Исходные данные:Ситуационный план (карта) территории зоны влияния пердприятия или его подразделения – источника воздействия (загрязнения) на почво-грунты.

Методические указания:

1. По характеру рельефа местности выделить на топографической карте элювиальные, трансэлювиальные, трансаккумулятивные, транссупераквальные и аквальные ландшафты. Отдельно показать овраги и обрывистые склоны.

2. Используя топографическую карту наносим контуры лесных, степных, луговых, заболоченных ландшафтов.

3. Все контуры природных ландшафтов сводятся на одну карту, при этом геоморфологические ландшафты рекомендуется раскрасить разными оттенками коричневого и синего цвета, а биогенные ландшафты вынести сверху штриховкой различных оттенков зеленого цвета.

4. На отдельной карте вынести границы селитебных территорий, промышленных площадок предприятий, накопителей отходов, карьеров и шахтных полей, автомобильных и железных дорог, сельхозугодий; лесопосадки и лесополосы.

5. Все выделенные элементы антропогенных ландшафтов необходимо закрасить различными цветами.

6. По возможности карту антропогенных ландшафтов совместить с картой ландшафтов по геоморфологических условиям.

7. Сделать описание карт природных и антропогенных ландшафтов. Выделить источники и факторы воздействия на почво-грунты. С учетом климатического фактора и характера источников воздействия определить условия миграции и локализации загрязняющих веществ в почвах исследуемой территории.

8. Результаты работы должны быть оформлены в виде пояснительной записки к построенным картам.