ИЗВЕСТИЯ РАН. СЕРИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ, 2013, № 5, с. 109-124
РЕГИОНАЛЬНЫЕ ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ
УДК 504.54:504.054:669.018.674(517.3-25)
ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТОВ УЛАН-БАТОРА1
© 2013 г. Н.Е. Кошелева*, Н.С. Касимов*, О.И. Сорокина*, П.Д. Гунин**, С.Н. Бажа**, С. Энх-Амгалан***
*Географический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова **Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова ***Институт географии АН Монголии
Поступила в редакцию 10.07.2012 г.
На основе данных геохимических съемок 2008-2010 гг. дана дифференцированная по функциональным зонам оценка загрязнения тяжелыми металлами (Лб, Сё, Со, Сг, Си, Мо, N1, РЬ, Бг, V и 2п) снежного покрова, почв и древесных растений г. Улан-Батора. Определена региональная специализация депонирующих сред и их техногенная геохимическая трансформация в условиях города. Установлены факторы, контролирующие аккумуляцию поллютантов в ландшафтах. Рассмотрено пространственное распределение тяжелых металлов в почвах и листьях тополя. На основании эколого-геохимической оценки снежного покрова, почв и древесной растительности степень загрязнения городских ландшафтов в целом охарактеризована как слабая. Загрязнение функциональных зон уменьшается в ряду промышленная > транспортная > селитебные > рекреационная.
Введение. Первые эколого-геохимические исследования Улан-Батора были выполнены в 1990-е гг. [22]. Высокие темпы урбанизации Монголии, отличавшие последние 20 лет, повлекли за собой удвоение численности населения столицы, перешагнувшей в 2007 г. рубеж в 1 млн жителей. Вместе с ростом населения постоянно увеличивается техногенное воздействие на городские ландшафты: выросли объемы промышленного производства, утроилось число автомобилей, достигшее 100 тыс. ед., на окраинах появились обширные районы юрточ-ной застройки. Все это не могло не сказаться на экологической ситуации в столице. При высокой плотности населения, большом количестве и разнообразии источников эмиссии тяжелых металлов (ТМ) и других поллютантов в почвенно-растительном покрове города возникают техногенные геохимические аномалии и появляются зоны, крайне неблагоприятные для проживания людей.
1 Результаты исследований являются итогом совместных работ географического факультета МГУ и Российско-монгольской комплексной биологической экспедиции РАН и АН Монголии (совместный проект РФФИ - РГО "Эко-лого-геохимическая оценка состояния и картографирование трансграничного бассейна реки Селенги"; грант РГО "Комплексная экспедиция Селенга-Байкал", проект РФФИ № 13-05-92221-Монг_а; Госконтракт № 11.519.11.5008).
Цель данной работы - оценить современное эколого-геохимическое состояние ландшафтов г. Улан-Батора, испытывающих комплексное воздействие промышленных предприятий, энергетики, транспорта и коммунально-бытовых отходов. Для этого решались следующие задачи: 1) определение геохимических параметров фоновых ландшафтов и их техногенной трансформации в разных функциональных зонах города; 2) анализ пространственной структуры загрязнения снега, почв и древесных растений; 3) выявление ландшафтных и техногенных факторов, контролирующих накопление ТМ в почвах и вегетативных органах деревьев; 4) характеристика загрязнения городских ландшафтов по данным о содержании ТМ в депонирующих средах.
Объект исследования. Природные условия. Город расположен в дренируемой р. Тола Ургин-ской котловине, вытянутой с запада на восток и представляющей собой полузамкнутую ланд-шафтно-геохимическую арену с широким развитием аккумулятивных, трансаккумулятивных и трансэлювиальных ландшафтов. Уклоны поверхности в днище котловины составляют первые градусы, по направлению к горному обрамлению они возрастают до 20-25° [9]. Долина р. Тола имеет ширину 5-10 км с абсолютными отметками уреза 1230-1240 м. Коренные породы представ-
лены архейскими гранитами, каменноугольными метаморфическими глинистыми сланцами и неогеновыми пестроцветными глинами, часто содержащими легкорастворимые соли, гипс, пески и конгломераты. Сланцы и глины обогащены Fe, Мп, Сг, Со, РЬ, N1, Т1, а граниты и аллювиальные отложения обеднены ими [5].
Климат города резко континентальный. Среднегодовое количество осадков составляет 240260 мм, из которых 60-90% приходится на июль и август и имеет ливневой характер. В зимний период выпадает около 2-3% осадков, максимальная высота снежного покрова составляет 20-30 см [6]. Из-за господства безветренного антицикло-нального режима погоды в зимнее время в городе формируются устойчивые температурные инверсии, создающие экологически неблагоприятную обстановку. Она обусловлена повышенным содержанием в воздухе многих токсичных веществ из техногенных источников, которые постепенно депонируются в снежном покрове и в верхних горизонтах почв.
Ургинская котловина относится к Предхэнтэй-скому округу Хангайской почвенно-биоклимати-ческой провинции с характерной экспозиционной лесостепью: на относительно холодных и влажных склонах северной экспозиции распространена лесная растительность, а на южных, более теплых и сухих - степная. Типичными ландшафтами на склонах северной экспозиции являются лиственничные и лиственнично-сосновые леса на горных дерново-таежных и горных лугово-лесных почвах; на склонах южной экспозиции - полын-но-разнотравно-злаковые степи на каштановых и темно-каштановых мучнисто-карбонатных почвах, в долинах рек - ивово-тополевые сообщества на аллювиальных каменисто-галечниковых почвах [12, 26, 32].
Почвы, как правило, имеют супесчаный или легко суглинистый гранулометрический состав, высокую водопроницаемость, низкое содержание гумуса (0.5-1.5%), реакцию среды от нейтральной до щелочной (рН = 7.5-9.0) и содержание СаС03 от 0.7 до 5.0% [20]. На южном борту котловины, на склонах г. Богдо-Ула формируются горные дерново-таежные и горные лугово-лесные почвы с более высоким (до 7.0%) содержанием гумуса. В пределах Улан-Батора почвы подвержены сильному антропогенному воздействию (перемешиванию, запечатыванию, уничтожению и др.), которое уменьшается от центральной части города к районам юрточной застройки. Естественная растительность на территории города практически полностью уничтожена, древесные насаждения
состоят в основном из тополя и лиственницы. В городе существует небольшая по площади зеленая зона, включающая парки и скверы, спортивный комплекс и Ботанический сад. Районы многоэтажной застройки на западе Улан-Батора практически не имеют пояса зеленых насаждений, отделяющего их от промышленной зоны.
Источники загрязнения и функциональное зонирование г. Улан-Батора. Площадь Улан-Батора в настоящее время составляет 4 704.4 км2, население - 1 044 500 чел. [28]. Город включает территории с застройкой городского типа - многоэтажными жилыми домами и административными зданиями - и окружающие их обширные районы юрточной застройки, состоящие из традиционных юрт и небольших частных домиков [41]. Территория города увеличивается главным образом за счет разрастания юрточных районов, большая часть которых образовалась после 1990 г. Появление и быстрое развитие таких районов является отличительной особенностью урбанизации промышленных городов Монголии. Массивы юрточной застройки протягиваются вдоль притоков р. Тола и поднимаются на склоны холмов. Источниками загрязнения в этой зоне являются автотранспорт, индивидуальное отопление в зимнее время и стихийные свалки коммунально-бытовых отходов, которые по комплексу загрязнителей не уступают промышленным.
В центре города, расположенном на пойме и речных террасах р. Тола, сосредоточены крупные промышленные предприятия и многоэтажные жилые кварталы. Они пересекаются автомагистралями, идущими параллельно реке. В настоящее время центр представляет собой единый промышленно-транспортно-селитебный ареал, отличающийся наиболее длительным периодом накопления техногенных поллютантов. Значительное количество РЬ и других загрязняющих веществ поступает с выхлопными газами автомобилей, работающих на этилированном бензине [39]. Зона многоэтажной застройки расширяется на запад и юг (рис. 1).
Основная часть промышленных предприятий сосредоточена на правом берегу Толы в юго-западной части города. В промышленной зоне расположены заводы по производству стройматериалов, металлоремонтные производства, предприятия деревообрабатывающей, текстильной, обувной, пищевой отраслей, в том числе монгольского табака, а также склады. Топливно-энергетический комплекс - один из главных источников загрязнения окружающей среды Улан-Батора - включает три действующие ТЭЦ и большое количество
Функциональные зоны I I промышленная
□ многоэтажной административной и жилой застройки | юрточной застройки | рекреационная
- транспортная
Точки отбора проб ■ снега • почв
о листьев тополя о хвои лиственницы
0 1 2 4 6 8 10
Рис. 1. Карта функциональных зон г. Улан-Батора с точками отбора проб.
котельных. Они работают на бурых углях месторождений Бага-Нур, Налайх и Чулут, которые в десятки раз по сравнению с кларками обогащены РЬ, лб, Мо, а также Си, Бг, Сё, N1 [23]. К северу от основной промзоны находятся элеватор и мясокомбинат. С отходами и выбросами промышленных предприятий в окружающую среду могут поступать Zn, РЬ, Со, N1, Си, Мо, Бг, V [10]. В западной части города находятся очистные сооружения, где стоки очищаются методом естественного разбавления и отстаивания, а затем выводятся за пределы города [12, 22]. Вода на выходе из очистных сооружений, как правило, бывает в десятки раз обогащена Си, Сг, N1, в разы - другими ТМ [10].
В соответствии с функциональным назначением территорий и специализацией источников загрязнения в Улан-Баторе выделены следующие функциональные зоны: промышленная, транспортная, многоэтажной застройки административного и жилого назначения, традиционной юр-точной застройки, рекреационная (рис. 1).
Методика исследований. Для оценки загрязнения в 2008-2009 гг. опробовались почвы, древесные растения и снежный покров городских ландшафтов. Снег отбирался в феврале 2008 г. методом трубок площадью поперечного сечения 20 см2. Из-за фрагментарности снежного покрова съемка велась в трех функциональных зонах: промышленной, многоэтажной
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.