ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2007, № 1, с. 67-74
ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ^^^^^^^^ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
УДК 550.42.556.31
О РАСПРЕДЕЛЕНИИ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ (МЕДИ, ЦИНКА, КАДМИЯ, НИКЕЛЯ) В ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ТЕРРИТОРИИ МОСКВЫ
© 2007 г. С. В. Заволокина*, В. П. Зверев**
* ГУП "Мосгоргеотрест" ** Институт геоэкологии РАН Поступила в редакцию 15.11.2004 г.
Рассмотрены средние концентрации тяжелых металлов в горных породах неоплейстоцена и голоцена на территории Москвы. Химический анализ керновых проб проведен с использованием атом-но-абсорбционной спектрофотометрии. Установлена закономерность изменения концентраций меди, цинка, кадмия, никеля в различных литологических разностях в зависимости от их возраста, состава пород и кислотно-щелочного состояния последних.
ВВЕДЕНИЕ
Накопление химических элементов и их соединений в почвенном покрове и горных породах обуславливается как природными процессами, так и действием ряда антропогенных факторов.
Медь, цинк, кадмий и никель принадлежат к химическим микроэлементам, распространенность которых не достигает 0.1%. Их избыток, так же как и недостаток, одинаково вреден для человеческого организма. Эти металлы - основные составляющие многих токсичных соединений - являются достаточно распространенными элементами, встречающимися в концентрациях, превышающих ориентировочные значения для средней полосы России в связи с антропогенным воздействием на окружающую среду.
Один из основных источников поступления меди в почвенный покров и горные породы Москвы - коррозия медных трубопроводов и других сооружений, используемых в системах водоснабжения. Помимо этого, поступление в природные воды происходит со сточными водами предприятий химической, металлургической промышленности. В выбросах твердых веществ медь содержится в основном в виде СиО.
Побочным продуктом сварки и производства резины выступает оксид цинка. В окружающую среду он поступает при выплавке цветных металлов и в районах химкомбинатов. В организме человека уровень цинка, так же как и меди, находится под контролем гомеостаза.
Поступление кадмия в почвенный покров и горные породы происходит различными путями, по большей части за счет газообразных и жидких выбросов в процессе его производства или переработки, а также отходов. Из атмосферы кадмий
в виде соединений CdO или CdS осаждается в почвенном покрове и горных породах [13]. Кроме того, его соединения поступают со сточными водами предприятий, очистных сооружений и свалок.
Источником попадания никеля в окружающую среду - коррозионно-стойкие сплавы, его промышленное производство и производство никелированных изделий [1]. Сжигание ископаемого топлива сопровождается значительным выбросом никеля.
В настоящее время для количественной оценки загрязнения тяжелыми металлами почвенного покрова и горных пород используют фоновые значения для почвенного покрова средней полосы России официально принятыми в СП 11-10297 [6] (табл. 1). В Москве рекомендованы к использованию фоновые содержания химических элементов в почвах, приведенные в "Методических рекомендациях по контролю загрязнения
Таблица 1. Фоновое содержание валовых форм тяжелых металлов в почвенном покрове Москвы и средней полосы России (мг/кг)
Почвенный Ориентировочные значения
Химический элемент покров Москвы для дерново-подзолистых почв средней полосы России
1976 1986 песчаные и супесчаные суглинистые и глинистые
Си 80 100 8 15
Zn 200 300 28 45
Cd 1.5 1.5 0.05 0.12
№ 30 30 6 30
67
5*
почв и грунтов при проектировании и строительстве подземных сооружений и коммуникаций в г. Москве" [9] и "Методических рекомендациях по определению степени загрязнения почв и грунтов и проведению инвентаризации территорий, требующих рекультивации" [10]. Фоновых значений для горных пород г. Москвы, с которыми можно было сравнить полученные результаты, не существует. Помимо фонов, приведенных в выше указанных методических рекомендациях, мы взяли для анализа данные фоновые значения почвенного покрова г. Москвы, датирующиеся 1986 г. Эти данные существенно отличаются от фактических фоновых значений и средних фоновых значений, принятыми в СП 11-102-97.
ЧЕТВЕРТИЧНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ МОСКВЫ
Четвертичные отложения в Москве залегают на поверхности дочетвертичных пород и подразделяются на неоплейстоцен и голоцен [11].
Неоплейстоцен. Нижнее звено представлено сетуньско-донской свитой, которая является нерасчлененным комплексом водно-ледниковых (1- Qпd), аллювиальных и озерных отложений, выстилающих погребенные долины рек Москва и Яуза. Эти отложения (песками с прослоями супесей, суглинков, глин и алевритов) залегают на дочетвертичных породах, реже на сетуньской морене или более древних межледниковых образованиях.
Донской горизонт QdI) сложен ледниковыми отложениями (основная морена), которые широко распространены на территории города. Отложения перекрывают древние водоразделы, выполняют днища погребенных ложбин (в тальвегах палеодолины рек Москвы и Яузы морена отсутствует); состоят из валунных суглинков, реже супесей серо-коричневых тонов и грубых опесчаненных глин.
Нижнее-среднее звенья - донской - московский горизонты. Нерасчлененный комплекс водно-ледниковых отложений (1- QII ), аллювиальных и озерных отложений (^1- QdI-Im) широко распространен и выполняет палеодолины р. Москвы и ее притоков. Рассматриваемый комплекс отложений залегает на дочетвертичных породах, се-туньско-донских образованиях, либо на донской морене; это пески с редкими прослоями суглинков, иногда тонкопесчанистые суглинки и супеси с прослоями глин и песков (озерно-ледниковые отложения на древних водоразделах).
Среднее звено. Московский горизонт - ледниковые отложения московской свиты: ледниковые,
моренные Qms), водно-ледниковые (1- Qms) и аллювиальные.
Ледниковые отложения образованы основной и конечной мореной. Основная морена широко развита на территории города. Московская морена плащеобразно обтекает древний рельеф (в долинах современных рек и ручьев морена размыта); состоит из суглинков и известковистых супесей. Конечная морена широко развита на западе и юго-западе города, в восточной части - в районе Реутово-Ивановское. Эти отложения встречены в районах Измайлово и Орехово-Борисово; представлены валунными суглинками и супесями с линзами и прослоями песков и валун-но-галечных отложений, причем пески составляют до 30-50%. Мощность конечно-моренных отложений от 10 м до 20 м.
Водно-ледниковые наследные отложения развиты на небольших по площади участках водоразделов и их склонах, образованных московской мореной. Отложения в основном состоят из песков, реже супесей и алевритов. Суглинки и глины имеют подчиненное значение. Мощность отложений невелика: от 2 до 5 м.
Водно-ледниковые отложения первого этапа отступания ледника широко развиты в северной части города, реже в центре, а на юге погранично сопровождают понижения рельефа. Глинистые или разнозернистые пески с гравием и галькой и реже плотными глинами залегают на размытой поверхности московской морены, в случае полного ее размыва - на более древних породах.
Водно-ледниковые отложения второго этапа отступания московского ледника, так же как и первого, широко развиты в северных и западных частях города, а также на северо-востоке р. Яуза. Данные отложения залегают в основном на московской морене; состоят из песков с включением гравия и галки, реже суглинками.
Аллювиально-флювиогляциальные песчаные отложения третьей надпойменной (ходынской)
террасы (а- QI1I) широко распространены в долинах рек Москва, Яуза, Лихоборка, Битца. Отложения являются смежными с мореной либо с водно-ледниковыми отложениями времени отступания ледника московской свиты.
Верхнее звено включает нерасчлененный комплекс озерных и болотных отложений микулин-ского горизонта и валдайского надгоризонта, комплекс покровных субаэральных образований, а также отложения первой и второй надпойменных террас.
Микулинский горизонт - валдайский надгори-зонт (Ш- Qmik) довольно широко распространен в пределах древних озерных котловин [3] (Троице-
Лыково, Потылиха, Филевский парк). В основном залегают на морене, реже на водно-ледниковых образованиях московской свиты. Также их можно встретить в цоколе высокого уровня второй надпойменной террасы, понижениях на водоразделах, оставшихся после таяния московского ледника. Внизу они состоят из песков, выше - из супесей, алевритов и глин с прослоями сапропе-лей, торфа и диатомитов.
Калининский горизонт представляет собой аллювиальные отложения второй надпойменной террасы и озерные отложения. Кроме того, калининские отложения присутствуют в составе не-расчлененного комплекса субаэральных (лессо-во-почвенных) образований.
Субаэральные покровные отложения (рг^п-ш) развиты на севере и юге территории города, где они плащеобразно перекрывают современные водоразделы и их склоны, третью надпойменную террасу, не спускаясь на поверхности пойм, а также первой и второй надпойменных террас: это безвалунные суглинки, реже глины и супеси.
Аллювиальные отложения низкого уровня второй надпойменной (мневниковской) террасы
(а- QпI) широко распространены в долинах и притоках р. Москва; состоят из песка с гравием и галькой, реже суглинков и глин; в основании разреза пески разнозернистые содержат гравий и гальку.
Мончаловский-осташковский горизонты представлены аллювием первой надпойменной
(серебряноборской) террасы (ак-->- QI1II), а также озерными отложениями. Аллювиальные отложения развиты в долине и по притоком р. Москвы, прислонены ко второй надпойменной террасе. Рассматриваемые отложения покрывают нижне-и средненеплейстоценовые образования и состоят в основном из песков; глины, суглинки и супеси имеют подчиненное значение.
Голоцен. Современное звено включает молодые аллювиальные, болотные и техногенные отложения. Последние (kQIV) покрывают почти всю территорию города. Это культурный слой, свалки, насыпи, отвалы, поля фильтрации и т.д. Техногенные отложения хаотично перемешиваются с глинами, суглинками, супесями и песками с разнообразными включениями природного и техноген
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.