Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв

по суммарному показателю [95]

В процессе хозяй­ственной деятельности в окружающую среду поступает огромное количество веществ, которые включаются в природные миграци­онные потоки в форме растворов, газов, суспензий, тонких и гру­бых взвесей. В результате в природных системах нарушается совокупность устойчивых первичных миграционных связей, может происходить полное или частич­ное разрушение природных гео­химических барьеров (как радиальных, так и латеральных) или их перестройка. Формируются также и собственно техногенные гео­химические барьеры.

По А. И. Перельману, техногенный геохимический барьер – это участок, где происходит резкое уменьшение интенсивности техно­генной миграции и, как следствие, концентрирование элементов и соединений. Химические элементы, мигрирующие в составе техногенных соединений, накапливаются на геохимических барьерах, характерных и для природ­ных ландшафтов. Однако техногенные ассоциации элементов отличаются большим разнообразием состава и высокими коэффициентами аккумуляции (накопления). Проведение специальных исследований требуется для выявления геохимических барье­ров, на которых концентрируются искусственные соединения, не имеющие природных аналогов (пестициды, полихлорированные бифенилы и другие синтетические органические вещества).

Интенсивность миграции или осаждения веществ из техногенных потоков меняются в процессе их радиального внутрипочвенного перемещения в соответствии с особенностями почвенно-геохимических обстановок. При этом осаждение химических веществ на геохимических барьерах определяется их структурно-фун­кциональной организацией. На рисунке 21.3 показано накопление свинца в опасных концентрациях (выше ПДК) на почвенно-геохимических барьерах в центре г. Минска.

Рис. 21.3. Аккумуляция свинца на радиальных почвенно-геохимических барьерах: А – сорбционно-биогенно-механическом, Б – техногенном сорбционно-механическом.

Для природно-техногенных ландшаф­тов характерно, в отличие от природных, значительное поступление на земную поверхность веществ из атмосферы. По­чвенный покров при этом выступает в качестве аэротехногенного барьера, на котором осаждается ос­новная масса примесей, переносимых воздушными потоками. Мощность и контрастность такого барьера, а также дальнейшая судьба техногенных веществ зависят как от свойств элементов, так и от физико-химических и механических свойств почв. Например, кислые окислительные малогумусные легкие почвы представляют собой слабоконтрастный аэротехногенный барьер, достаточно проницаемую среду для миграции многих загрязнителей. Нейтраль­ные и щелочные восстановительные или окислительные гумусированные почвы тяжелого состава – это система щелочных, глеевых, сорбционных и биогеохимических барьеров, на которых вещества, по­ступившие из атмосферы, закрепляются и менее ак­тивно участвуют в дальнейшей миграции.

Во многих городах в атмосферу поступает большое количество кар­бонатной пыли от предприятий по производству строительных материалов, теплоэнергетики, производства аммиака и др. В результате может происходить подщелачивание снеговых вод и почв на 1,5–2,5 единицы рН [104]. В кислых и нейтральных почвах городских ланд­шафтов длительное поступление значительного количества карбо­натной пыли ведет к техногенной трансформации классов водной миграции. Кислый, кислый глеевый, нейтральный и нейтральный глеевый классы трансформируются в кальциевый и кальциевый глеевый классы водной миграции. При этом формируются особые природно-техногенные почвы, сочетающие в своих морфологичес­ких и физико-химических свойствах реликтовые признаки естествен­ных дерново-подзолистых почв (элювиально-ил­лювиальная дифференциация профиля, кислая и слабокислая реак­ция средних и нижних горизонтов) и эпигенетические техногенные признаки (нейтральная, слабощелочная и даже щелочная реакция гумусовых горизонтов, насыщенность поглощающего комплекса основаниями и др.). В результате верхние горизонты городских почв представляют собой площадный щелочной геохи­мический барьер, на котором в виде труднорастворимых карбона­тов осаждаются многие металлы, более подвижные в кислой сре­де (Zn, Pb, Си, Со, Ni, Cd и др.). Наличие таких техногенных карбонатных барьеров установлено во многих городах России, Украины, Польши и Беларуси [97, 104].

Высокая концентрация техногенных органических веществ, в том числе ис­кусственных, в городских почвах также приурочена к геохимичес­ким барьерам [64, 105]. Среди природных геохимических барьеров, ограничивающих миграцию нефтяных углеводородов, наиболее важное значение имеют сорбционные, криогенные и окисли­тельно-восстановительные барьеры [104]. В местах техногенных утечек углеводородов (разливы нефти, аварийные утечки ПХБ-содержащих веществ и др.) значительное влияние на их приповерхностную аккумуляцию оказывает наличие органо-сорбционных барьеров, приуроченных к органогенным горизонтам почв. Концентрируются углеводоро­ды и на минерально-сорбционных барьерах, формирующихся на контакте гранулометрически легких и тяжелых субстра­тов в профиле почв или подстилающих пород. Термодинамические криогенные барьеры связаны со слабой подвижностью нефти при низкой температуре и отсутствием в мерзлых толщах каналов для радиальной и лате­ральной миграции. Как правило, они приурочены к средним гори­зонтам почвенного профиля. Глеевые барьеры формируются в заболоченных почвах, где при застое вод уменьшается интенсивность микробиологического разложения и окисления битуминоз­ных веществ и, как следствие, их концентрация.

Защитная роль геохимических барьеров определяется уровнями их предельной емкости, показывающими, сколько вещества может быть удержано из потока. Если барьеры – природные регуляторы миграции техногенных веществ не справляются с нагрузками, происходит трансформация свойств субстратов барьерных горизонтов: они могут стать менее проницае­мыми (из-за формирования плотных экранов) или, наоборот, превратиться в свое­образное сито, активно пропускающее вещества, что способ­ствует проникновению загрязнителей в более глубокие гори­зонты или расположенные гипсометрически ниже природные системы. При этом пре­дельная емкость барьеров определяется не только соотноше­нием «физико-химические параметры барьера – геохимические свойства поступающих к нему компонен­тов», но и в значительной степени структурной организацией барьера, определяющей его емкость [104].