ЗёологмгесёйЗ оценён è ёйр^огрйфмровйнме
УДК 631.4
МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ СНЕГОВОЙ ВОДЫ В ЗОНЕ АЭРОПОРТОВ МОСКОВСКОГО РЕГИОНА И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВ
В. П. Белобров, д. с-х н.,
Почвенный институт им. В. В. Докучаева
Россельхозакадемии,
belobrovvp@mail.ru,
А. Е. Гуськов, аспирант, Государственный
университет по землеустройству, Москва,
_sanek_2003@mail.ru,
А. А. Петров, аспирант,
Институт естественных наук МГПУ,
anton - @bk.ru
Изучен микроэлементный состав снеговых вод на примере аэропортов Шереметьево и Чкаловс-кий. Выявлены аномалии в содержании растворенных форм тяжелых металлов (ТМ) и высокая вариабельность в пространстве и по вертикальному профилю снежного покрова. В снеговой воде аэропорта Шереметьево содержание ТМ во много раз выше. Почвенные растворы насыщенные ТМ из снеговой воды увеличивают их общую концентрацию в почвах, что негативно сказывается в первую очередь на биологических компонентах почв и снижает ее защитные экологические функции.
The paper deals with the microelement composition of the snow water in the territory of Sheremetyevo and Chkalovsky airports. The anomalies in dissolved forms of heavy metals (HM) and high variability in space and vertical profile of the snow cover are identified.
The content of heavy metals in Sheremetyevo airport snow water was many times higher. The soil solutions enriched with heavy metals from the snow water increase their total concentration in soil, thus adversely affecting the soil biological components and increasing protective ecological functions of soils.
Ключевые слова: почвенно-экологическое обследование, аэрозоль, тяжелые металлы, поллю-танты.
Keywords: soil-ecological survey, aerosol, heavy metals, pollutants.
Введение. Интенсивность авиационных грузопотоков в мире и в нашей стране постоянно увеличивается. С 2006 г. по 2014 г. грузопоток в аэропортах Шереметьево, Домодедово и Внуково увеличился в млн чел. соответственно с 12,5, 6 и 5 до 31, 32 и 13. Это вызывает вблизи крупных аэропортов формирование зон наибольшей концентрации аэрозолей, что усиливает нагрузку на экосистемы [1]. К таким зонам относятся промышленно-авиационные узлы аэропортов Шереметьево, Домодедово, Внуково и Чкалов-ский Московского региона, которые включают летные поля аэродромов и окружающие их санитарно-защитные территории.
Цель работы — на примере аэропортов Шереметьево и Чкаловский выявить микроэлементный состав снеговых вод, в частности растворимых форм тяжелых металлов, и оценить их воздействие на экосистемы как загрязнителей почвенного покрова, представленного почвами с естественным профилем, а также техногенными поверхностными образованиями [2].
Объекты и методы. Объект исследования в районе аэропорта Шереметьево, северо-западнее Москвы, был ограничен территорией, представляющей в настоящее время санитарно-защитную зону, предназначенную для строительства третьей очереди аэропорта (взлетно-посадочной полосы — ВВП, магистральных и рулежных дорожек, а также сопутствующей инфраструктуры) [3]. Территория обследования в районе аэропорта Чкаловский, расположенного северо-восточнее Москвы, вблизи г. Щелково, была ограничена ориентированным по линии юго-восток — северо-запад коридором взлета-посадки самолетов шириной в 1 км.
Таблица 1
Описание места отбора проб снега и мощности снежного покрова в районе аэропорта Шереметьево
№ пробы Мощность
Место отбора проб снега снежного Цвет Признаки
покрова, см
1 Елово-березовый лес в коридоре взлета-посадки самолетов 50 см Белый, с оттенками серого Растительный опад
2 Около с. Паршино, под елово-осиново-березовым лесом 40—50 см Белый
3 Елово-березовый лес, первая надпойменная терраса р. Клязьмы 50 см Белый
4 На склоне холма в 30 метрах от Шереметьевского шоссе 60 см Белый с оттенками серого
5 В 20 метрах от Шереметьевского шоссе под коридором взлета-посадки самолетов 50 см Белый с оттенками серого Прослойки льда
6 Березово-еловый лес в коридоре взлета-посадки авиатранспорта 60 см Белый
7 Залежь, в 150 метрах от Шереметьевского шоссе в коридоре взлета-посадки самолетов 60—70 см Белый
8 В 20 метрах от шоссе к поселку Перепечино 70 см Белый
9 Западина в 40 метрах от шоссе к поселку Перепечино 70 см Белый
Пробы снега на участках отбирались в периоды максимального снежного покрова. В зоне аэропорта Шереметьево в марте 2010 г. (табл. 1), а в районе аэропорта Чкаловский 10 марта 2013 г. (табл. 2). Содержание микроэлементов в снеговой воде определено в аналитическом центре Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института (АЦ ЦНИГРИ) методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP MS) на приборе ELAN 6100 производства фирмы Perkin Elmer. Координаты проб снега, взятых в районе аэропорта Чкаловский, определены по GPS GARMIN RINO — 120. В статистической обработке данных использована программа Excel.
Результаты и обсуждение. У всех аэропортов Московского региона отмечается общая геоморфологическая особенность. Они занимают более высокие гипсометрические отметки относительно общей поверхности. Как правило, это локальные водоразделы, представляющие собой зону выноса и транзита грунтовых и поверхностных вод, а также почвенных растворов, насыщенных как природными элементами, характерными для окружающих почв, так и привнесенными извне с атмосферными осадками, снегом, аэрозолями. Техногенное загрязнение в пределах аэропорта связано, как правило, с применением в зимнее время рас-
Таблица 2
Описание места, глубины отбора проб снега и мощности снежного покрова в районе аэропорта Чкаловский
№ пробы Глубина взятия Место отбора проб снега Мощность снежного покрова, см
1 0—10 Залежь. Справа в 50 м от Щелковского шоссе по коридору ВПП (координаты — 55°53,772' с.ш. и 38 01,549' в.д.) 50—55
10—20
2 20—30 Залежь. Вблизи д. Кишки-но в 50 м от края леса по коридору ВПП (координаты — 55°51,278' с.ш. и 3805,678' в.д.) 60—65
3 0—10 Залежь. В 250 м от пробы 2 по коридору ВПП (координаты — 55°51,108' с.ш. и 3805,836' в.д.) 55
20—30
50—60
4 0—10 Залежь. В 150 м от пробы 3 по коридору ВПП в 100 м от дороги Соколово-Ники-форово(координаты — 55 50,909' с.ш. и 3805,981' в.д.) 70
20—30
50—60
творов-антиобледенителей в пределах зоны перронов и стоянок самолетов, ремонтными работами, прогревом двигателей.
Почвенные образования, слагающие аэропорты и прилегающие территории, по морфологии и физико-химическому составу можно представить в виде генетического ряда почв естественного профиля, техногенных поверхностных образований и депонированных поч-вогрунтов. Окружающие аэропорты территории, как правило, представлены фоновыми дерново-подзолистыми почвами (в Домодедово и Шереметьево суглинистого состава, а в Чка-
ловском супесчаного), в разной степени измененными процессами агро- и техногенеза, имеющими локальные аномалии загрязнения тяжелыми металлами, превышающими ПДК, что обычно обусловлено влиянием автотранспорта на подъездных к аэропорту магистралях, а также аэрозолей.
Микроэлементный состав снега (растворимые формы тяжелых металлов преимущественно I—III класса опасности) по периферии аэропортов Шереметьево и Чкаловский представлен в табл. 3 и 4. В результате проведенного анализа в снеговой воде аэропорта Чка-
Таблица 3
Содержание химических элементов в снеговой воде (мкг/л; аэропорт Чкаловский)
Глубина, см № пробы снега Ni Cu Zn As Se Sr Cd Pb B Cr Co Mo Sb Mn
1 0—10 0,64 1,00 10,20 0,16 0,77 4,65 0,12 0,19 0,89 0,92 0,10 0,36 5,97 0,04
10—20 0,72 1,11 18,25 0,41 13,03 7,66 0,15 0,60 1,58 0,56 0,21 1,33 7,66 0,03
2 20—30 0,47 1,21 9,90 0,44 0,48 1,72 0,11 0,97 1,19 0,47 0,04 0,08 2,51 0,02
3 0—10 0,26 0,99 7,60 0,44 11,04 1,83 0,06 0,24 0,79 0,44 0,06 0,13 1,79 0,03
20—30 0,55 1,51 8,97 0,12 0,64 2,74 0,19 0,13 0,59 0,57 0,05 0,06 5,37 0,02
50—60 0,37 1,10 5,14 0,21 0,64 2,85 0,07 0,14 1,19 0,54 0,01 0,07 1,98 0,00
4 0—10 0,64 2,08 9,70 0,27 11,47 2,64 0,08 0,07 0,69 0,60 0,03 0,16 2,23 0,05
20—30 0,93 1,72 8,89 0,23 0,96 2,79 0,12 0,26 0,89 0,45 0,05 0,09 2,92 0,02
50—60 0,27 0,46 5,58 0,25 1,11 1,26 0,09 0,17 0,49 0,40 0,12 0,11 2,26 0,03
Средняя 0,54 1,24 9,36 0,29 4,46 3,13 0,11 0,31 0,92 0,55 0,07 0,26 3,63 0,03
Шпицберген 1,81 0,59 4,18 0,82 12,30 3,67 0,04 0,11 1,75 0,57 0,01 0,01 0,07 0,31
Вода Шаловка 3,80 1,53 7,02 1,36 11,91 442,8 0,10 0,10 22,7 6,95 0,58 0,12 0,79 0,43
Дунай 2,72 1,19 1,76 3,18 1,43 274,7 0,10 0,12 20,7 6,87 0,41 0,29 0,56 1,21
Дистилл. 0,10 0,68 1,05 0,40 1,73 0,01 0,19 0,06 0,51 0,43 0,01 0,02 0,01 0,23
Таблица 4
Содержание химических элементов в снеговой воде (мкг/л; аэропорт Шереметьево)
№ пробы Глубина, см Ni Cu Zn As Se Sr Cd Pb B Cr Co Mo Sb Mn
1 0—10 3,35 5,06 23,20 0,88 12,40 27,82 0,00 0,03 8,77 1,57 0,02 0,18 0,64 0,41
2 0—10 4,56 9,67 16,38 0,86 13,15 23,99 0,02 0,02 5,53 0,91 0,01 0,17 0,88 0,28
3 0—10 175,3 8,73 27,68 0,91 1,39 30,06 0,04 0,72 6,57 2,03 0,17 0,14 0,68 134,4
4 0—10 3,70 4,11 16,61 1,00 13,03 34,62 0,04 0,04 4,27 1,85 0,03 0,15 0,81 0,28
5 0—10 2,23 4,72 10,25 0,70 12,67 30,64 0,16 0,02 2,25 2,26 0,02 0,09 0,43 0,11
6 0—10 4,09 9,53 91,26 0,77 1,70 18,68 0,22 0,02 2,79 1,58 0,02 0,08 0,46 0,20
7 0—10 4,65 10,37 85,73 0,84 1,19 28,56 0,07 0,06 3,69 3,23 0,06 0,14 0,56 0,22
8 0—10 2,83 2,85 28,96 0,92 12,94 41,83 0,11 0,02 2,61 1,43 0,03 0,06 0,41 0,95
9 0—10 2,67 5,12 36,38 0,72 12,69 17,76 0,14 0,02 2,20 0,79 0,02 0,05 0,37 5,00
Средняя 22,60 6,68 37,38 0,84 9,01 28,22 0,08 0,10 4,3 1,74 0,04 0,12 0,58 15,76
ловский по сравнению с дистиллированной водой были выявлены аномалии в содержании ряда химических элементов — N1, Си, 7п, Бе, Бг, РЬ, Мо, БЬ. Причем содержание N1 и РЬ существенно превышало ПДК [4]. При сравнении этих данных с составом снеговой воды о. Шпицберген состав элементов, формирующих аномалии, несколько сужается — Си, 7п, Сё, РЬ, Мо, БЬ. Это говорит в пользу большей чистоты снега о. Шпицберген, где, судя по концентрации некоторых элементов, имеет место более высокий фон по содержанию N1, Лв, Бе, Бг и Мп. В целом отмечается высокая ва
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.