Вариант 4.
1.Развитие научных представлений о питании растений, макро и микроэлементы.
2.Поглотительная способность почв, ее виды и роль в оценке плодородия почв.
3.Сравнение водно- физические свойства почв разного гранул металлического состава.
4.Сущность дернового и подзолообразовательного процессов. Строение профиля подзолистых и дерново- подзолистых почв.
5.Качественный количественный состав гумуса в почвах разных типов.
6. Общая характеристика почв Москвы
1. Развитие научных представлений о питании растений, макро и микроэлементы.
Без организации эффективного минерального питания выращивание сельскохозяйственных культур низкорентабельно, теряют смысл затраты на элитные семена, пестициды и комплексы полевых и уборочных работ. Важнейшую роль в эффективности питания растений играют макро-микроэлементы – азот, фосфор, калий, кальций, магний, сера, бор, молибден, медь, цинк, железо, марганец.
Все растения не могут нормально развиваться без этих элементов, так как они входят в состав важнейших ферментов, витаминов, гормонов и других физиологически активных соединений, играющих большую роль в жизни растений. Макроэлементы регулируют рост вегетативной массы и определяют величину и качество урожая, активизируют рост корневой системы, усиливают образование сахаров и их передвижение их по тканям растений; мезо- и микроэлементы участвуют в процессах синтеза белков, углеводов, жиров, витаминов. Под их влиянием мезо увеличивается содержание хлорофилла в листьях, усиливается ассимилирующая деятельность всего растения, улучшается процесс фотосинтеза. Исключительно важную роль играют микроэлементы в процессах оплодотворения. Они положительно влияют на развитие семян и их посевные качества. Под их воздействием растения становятся более устойчивыми к неблагоприятным условиям, засухе, поражению болезнями, вредителями и др.
Макроэлементы
(их вынос с урожаем исчисляется в килограммах на тонну продукции)
Азот
- элемент образования органического вещества. Регулирует рост вегетативной массы. Определяет уровень урожайности.
Фосфор
- элемент энергетического обеспечения (АТФ, АДФ). Активизирует рост корневой системы и закладки генеративных органов. Ускоряет развитие всех процессов. Повышает зимостойкость.
Калий
- элемент молодости клеток. Сохраняет и удерживает воду. Усиливает образование сахаров и их передвижение по тканям. Повышает устойчивость к болезням, засухе и заморозкам.
Микроэлементы
(их вынос с урожаем исчисляется в граммах на тонну продукции)
Железо
- Регулирует фотосинтез, дыхание, белковый обмен и биосинтез ростовых веществ – ауксинов.
Медь
- Регулирует дыхание, фотосинтез, углеводный и белковый обмен. Повышает засухо -, морозо -, и жароустойчивость
Марганец
- Регулирует фотосинтез, дыхание, углеводный и белковый обмен. Входит в состав и активирует ферменты.
Цинк
- Регулирует белковый, липоидный, углеводный, фосфорный обмен и биосинтез витаминов и ростовых веществ - ауксинов.
Бор
- Регулирует опыление и оплодотворение, углеводный и белковый обмен. Повышает устойчивость к болезням.
Молибден
- Регулирует азотный, углеводный и фосфорный обмен, синтез хлорофилла и витаминов, стимулирует фиксацию азота воздуха.
(макроэлементы – кг, микроэлементы – г)
| Элементы минерального питания |
Средний вынос элементов минерального питания из почвы с урожаем |
||
| Озимая пшеница (зерно, солома) урожай зерна 40 ц/га |
Кукуруза (зерно, стебли) урожай зерна 70 ц/га |
Сахарная свекла (корни, ботва) урожай корней 400 ц/га |
|
| Макро - элементы ( кг/га )
|
|||
| N |
125 |
190 |
210 |
| P2
|
54 |
70 |
75 |
| К2
|
143 |
200 |
320 |
| MgO |
24 |
40 |
72 |
| CaO |
39 |
42 |
70 |
| Микроэлементы ( г/га )
|
|||
| Fe |
550 |
1200 |
10.000 |
| Mn |
400 |
750 |
1.600 |
| Zn |
155 |
400 |
750 |
| Cu |
37 |
60 |
76 |
| B |
28 |
70 |
204 |
| Mo |
3,2 |
5,5 |
7,5 |
Все элементы минерального питания тесно связаны между собой участием в единых процессах, но роль каждого из них строго специфична. Роль микроэлементов в получении высоких и полноценных урожаев сельскохозяйственных культур столь же велика и не менее значима, сколь и основных элементов минерального питания – азота, фосфора, калия, кальция, серы и магния.
Однако химический анализ почвы на содержание доступных растениям форм микроэлементов, в силу двух основных причин
, нельзя считать реально отражающим необходимую потребность растений.
Первая.
Большинство исследователей под этим термином подразумевают все формы и количество микроэлементов, переходящих в любую вытяжку: водную, солевую, в разбавленные сильные минеральные и слабые органические кислоты, щелочи и другие растворы. При этом часто между подвижными и доступными растениям формами микроэлементов не делают различий. При сопоставлении же размеров потребления микроэлементов растениями с их количеством в почве, извлекаемым агрессивными вытяжками, можно сделать вывод, что растениями используется менее 1% извлекаемых из почвы микроэлементов. Поэтому следует проявлять известную осторожность при оценке обеспеченности почв усвояемыми формами микроэлементов. (Академик ВАСХНИЛ Б.А. Ягодин).
Вторая.
Даже на почвах с высоким содержанием микроэлементов, растения в силу различных причин могут испытывать голодание от недостатка тех или иных элементов. Фактически любые почвенно-климатические условия могут влиять на подвижность и усвояемость микроэлементов растениями.
Факторы, снижающие подвижность и усвоение элементов минерального питания растениями
Железо - Высокая влажность или переувлажнение почвы, обилие Р и недостаток К в почве, низкая или высокая температура, избыток растворимых солей тяжелых металлов в кислых почвах, плохая аэрация, высокое содержание органического вещества.
Марганец - Сухая погода, низкая температура почвы, низкая интенсивность освещения, высокое содержание ионов Р, Fe, Cu, Zn, в почве, высокое содержание органического вещества.
Цинк - Высокие дозы фосфорных и азотных удобрений, обильное известкование, низкая температура, уплотненная почва, низкое содержание органического вещества.
Медь - Высокая концентрация ионов Р, N и Zn в почве, избыток растворимых соединений тяжелых металлов в почве, жаркая погода, высокое содержание органического вещества.
Бор - Засуха, избыточная влажность, интенсивное освещение, изобилие азотных и калийных удобрений.
Молибден - Высокое содержание ионов Mn, Fe и Cu, и сульфат-ионов в почве, высокие дозы нитратного азота, высокое содержание органического вещества.
Оптимальная кислотность почвы для наилучшей доступности растению микроэлементов
| Бор
|
Медь
|
Железо
|
Марганец
|
Молибден
|
Цинк
|
|
| РН почвы
|
5.0-7.0
|
5.0-7.0
|
4.0-6.5
|
5.0-6.5
|
7.0-8.5
|
5.0-7.0
|
2.Поглотительная способность почв, ее виды и роль в оценке плодородия почв.
Почва обладает способностью поглощать из проходящих через нее жидкостей и газов необходимые растению питательные вещества в форме ионов — положительно заряженных (катионов) или отрицательно заряженных (анионов). Некоторые катионы, такие, как кальций, магний, калий, аммиачный азот, прочно удерживаются почвой, другие, например натрий, удерживаются слабо, а анионы, кроме аниона фосфорной кислоты, почвой не удерживаются, подвергаются вымыванию при дождях и интенсивных поливах. Поглощенные питательные вещества лучше всего удерживаются глинистыми и перегнойными, хуже супесчаными и особенно песчаными почвами. Высокой поглотительной способностью обладает тонкодисперсная глинистая фракция почв, состоящая из минеральных и органических веществ. Чем больше в почве илистых частиц, тем выше ее способность удерживать в поглощенном состоянии питательные вещества. Основной особенностью таких поглощенных почвой ионов является то, что они способны вступать в обменные реакции с корневой системой и поэтому служат источником питания растений. Именно в связи с этим поглотительная способность почвы, или, как ее называют, емкость поглощения, является одним из важных показателей плодородия почвы: чем она выше, тем богаче почва.
Наряду с содержанием водорастворимых форм питательных веществ содержание их в обменной форме характеризует запасы доступных растению элементов питания. Ценным источником азотного питания растений является поглощенный аммиачный азот. Особенно много его содержится в сильногумусированных почвах с высоким содержанием органического вещества. Калийное питание растений осуществляется в большой степени за счет обменного калия, входящего в поглощающий комплекс почв. Поэтому на легких почвах с низкой емкостью поглощения особенно важно калийное питание и внесение калийных удобрений. Большое значение имеет также содержание в почвах поглощенного кальция. В плодородной почве кальция бывает в несколько раз больше, чем всех питательных веществ, вместе взятых. Такая почва обычно обладает прочной структурой, имеет хорошие водно-физические свойства, благоприятный состав гумуса. Дерново-подзолистые и особенно торфяные почвы содержат в поглощающем комплексе мало обменного кальция, но много ионов водорода, ухудшающих качество почв, поэтому важной задачей овощевода является пополнение запасов кальция (известкованием), а также создание прочного глинисто-перегнойного комплекса, за счет внесения органических удобрений (навоза, компоста и т. д.).
5. Качественный количественный состав гумуса в почвах разных типов.
Почва является средой и основным условием развития растений. В почве растения укореняются и из нее черпают все необходимые для жизнедеятельности питательные вещества и воду. Под понятием почва подразумевается самый верхний слой твердой земной коры, пригодный для обработки и выращивания растений, который в свою очередь состоит из достаточно тонких увлажняемого и гумусного слоев. Увлажняемый слой темного цвета, имеет незначительную толщину в несколько сантиметров, содержит наибольшее число почвенных организмов, в нем идет бурная биологическая деятельность. Гумусный слой толще; если его толщина достигает 30 см, можно говорить об очень плодородной почве, в нем обитают многочисленные живые организмы, перерабатывающие растительные и органические остатки на минеральные составляющие, в результате чего они растворяются грунтовыми водами и всасываются корнями растений. Ниже располагаются минеральный слой и материнские породы. Минеральный слой, или подпочвенный горизонт, обладает ограниченной биологической активностью, в нем действует меньше живых почвенных организмов, но содержится огромное количество питательных минеральных веществ. Минеральные вещества перерабатываются почвенными организмами и приобретают форму, доступную для усвоения растениями. Слой материнских горных пород биологически мало активен, какие-либо органические процессы в нем весьма ограничены, породы подвержены медленному вымыванию и выветриванию. Почва состоит из различных твердых частиц, воздуха и воды. Чем больше пространство между частицами, тем более проницаемой для воздуха и воды является почва. Твердые частицы, по сути, и являются основной почвенной массой и могут быть органического и неорганического происхождения. Твердые частицы почвы неорганического происхождения это песок, каменистые остатки и глина. Глинистые частицы в оптимальном количестве очень важны для качества почвы, они обладают способностью связывать почву, создавая более крупные комковатые образования, и удерживать воду с растворенными в ней питательными веществами. Органическая часть почвы состоит из гумуса, или перегноя, и так называемой фауны почвы. Перегной, что следует из названия этой субстанции, образуется в результате разложения органических и растительных остатков бактериями и другими почвенными организмами. Сам этот процесс является основой жизни почвы и, значит, укорененных в ней растений, так как только живые почвенные организмы способны в процессе жизнедеятельности переработать органические остатки в доступную и пригодную для потребления растениями форму. Процесс разложения органических веществ в почве называется гумификацией, и конечным его результатом становится такой продукт, как гумус, который и определяет степень плодородности почвы. В упрощенном виде данный процесс можно описать следующим образом: почвенные бактерии и другие организмы разлагают растительные и органические остатки, в результате чего высвобождаются минеральные соединения, жизненно важные для развития растений. Важно, чтобы процесс разложения происходил при достаточном доступе кислорода, иначе он приобретет форму гниения. По степени содержания гумуса (перегноя) почвы подразделяются на бедно или незначительно гумусные (1% гумуса и меньше), умеренно гумусные ( до 2% гумуса), среднегумусные (2-3%) и, наконец, гумусные, содержащие более 3% перегноя. Благоприятными для разведения любых сельскохозяйственных культур считаются почвы, содержащие не менее 3-5% гумуса. 1. Увлажняемый слой почвы, скрепленный корнями растений, его толщина составляет не более нескольких сантиметров. 2. Гумусный слой, являющийся основой плодородия почвы, толщиной 10—30 см. 3. Подпочвенный слой характеризуется пониженной активностью биологической жизни. 4. Материнские горные породы Гумус — наиболее ценная органическая и биологически активная часть почвы. Для растений гумус является основным источником питательных веществ, которые, растворяясь в воде, поступают в растение через корни и насыщают его, прежде всего азотом. Гумус образуется как результат процессов гумификации продуктов разложения органических остатков, осуществляемого почвенными бактериями и другими микроорганизмами. Питательные вещества в гумусе переработаны таким образом, что становятся доступными для всасывающих корней растений, а значит, могут быть целиком усвоены растением. Кроме того, находясь в связанном состоянии, они не вымываются из почвы. Высокое содержание гумуса в почве означает богатые резервы азота, крайне необходимого для жизни растений. Гумус оказывает стабилизирующее влияние на все реакции и процессы в почве, в том числе на процессы кислородного и водного обмена. Гумус связывает твердые частицы почвы, превращая их в рассыпчатые комочки с порами, создает оптимальную рыхлую структуру почвы, что в значительной степени повышает ее способность к поглощению и задержанию влаги, а также оказывает решающее воздействие на воздухопроницаемость почвы. Гумус обладает темно-коричневым до черного цветом, что придает ему способность аккумулировать и сохранять тепло. Гумусные почвы значительно быстрее прогреваются. Гумус называют иммунной системой почвы, так как благодаря его действию сохраняется и улучшается структура почвы, поддерживаются ее основные функции и обеспечивается здоровье почвенной среды, гумус активизирует естественную сопротивляемость растений заболеваниям и вредителям, предотвращает массовое развитие болезнетворных организмов. Благодаря оптимальному балансу гумуса в почве поддерживаются и улучшаются ее фильтрующие и связывающие способности. Питательные вещества удерживаются в органическом поверхностном слое почвы с развитой корневой системой, вредные вещества распадаются или в составе коллоидов дезактивируются и не представляют опасности для почвенной фауны и растений. Внесение неоправданно высоких доз различных минеральных удобрений и нерациональное ведение хозяйства отражается на биологическом состоянии гумуса, которое является главным критерием его ценности. Из этого следует, что количественная оценка содержания гумуса в почве еще не является показателем ее плодородия. Существенным при оценке гумуса является его биогенное состояние или показатель собственно гумуса. В почвах с относительно высоким содержанием гумуса в результате многолетней неправильной обработки может наблюдаться очень низкое биогенное состояние гумуса, поэтому только абсолютное содержание гумуса совместно с его биологической ценностью могу
— это тип почвы, встречающийся в луговой и степной зонах, характеризуется повышенным содержанием гумуса (до 15) и высоким уровнем природного плодородия. Из названия данного типа почвы следует характеристика его окраски, которой чернозем обязан гумусу. Высокое содержание гумуса в черноземе обусловлено тем, что характерная для луговых и степных зон растительность в процессе развития накапливает большую растительную массу, которая, ежегодно отмирая, становится источником для формирования почвенного органического вещества. Гумус аккумулирует в себе ценные питательные элементы, азотистые соединения, которые присутствуют в его составе в форме связанных органических веществ. Такой способ преобразования минеральных соединений азота гумусом препятствует их вымыванию из почвы. Гумус накапливает в себе азот, который затем дозированно поставляет растениям. Именно гумус определяет темную окраску, зернистую структуру и повышенное плодородие чернозема. Важной составляющей почвы является почвенная вода, заполняющая пространства между твердыми частицами. В ней в растворенном виде содержатся питательные вещества почвы, так что, по сути, это уже не вода в чистом виде, а некий почвенный раствор. Вода поступает в почву посредством осадков, из воздуха, в незначительной степени в результате подпитки грунтовыми водами или путем целенаправленного полива. Снабжение почвы водой является основным условием развития всех жизненных процессов в ней. Пространства, или поры, между твердыми частицами почвы заполняются водой и вследствие действия капилляров служат проводниками воды до корней растений, а также выполняют роль дренажа, препятствующего процессам избыточного накопления и застоя воды. Способность различных видов почв впитывать и сохранять влагу не одинакова. Лучше всего впитывают влагу песчаные почвы, где пространство между почвенными частицами является наибольшим, но они вследствие этого же фактора не способны удержать ее. Глинистые почвы из-за своей плотной структуры и незначительных пространств между твердыми частицами хуже впитывают воду и плохо избавляются от ее избытка, вследствие невозможности образования капилляров в слипшейся массе почвы. Глинистые почвы наиболее подвержены застойным процессам. Идеальным вариантом являются гумусные почвы, которые обладают сбалансированной структурой с оптимальным соотношением твердых частиц и пространства между ними, они хорошо впитывают влагу, удерживают ее внутри и через систему капилляров поставляют корням растений. Почвенная влага, кроме того, играет роль регулятора температуры почвы и поддерживает температурный баланс. Чем больше увлажнена почва, тем медленнее она нагревается и медленнее охлаждается. В этом сказывается компенсирующее влияние воды. Почвенный воздух также содержится в полостях между твердыми частицами почвы и определяет степень жизнеспособности определенной почвенной среды. Почвенный воздух содержит больше углекислого газа, чем атмосферный, что объясняется спецификой жизнедеятельности корней растений, которые для дыхания используют кислород и вырабатывают углекислый газ. В результате наличия продуктов обмена доля углекислого газа в почвенном воздухе возрастает. Воздух необходим почве, чтобы обеспечить дыхание корневой системы растений и почвенных организмов. Недостаток кислорода в почве сдерживает рост корневой системы, отрицательно влияет на поглощение растениями почвенной влаги и на усвоение ими питательных веществ, растворенных в воде. Поэтому даже в почве с достаточной степенью увлажнения рост растений может быть подавлен вследствие недостатка почвенного воздуха и затрудненного в этой связи усвоения питательных веществ. Почвенный воздух содержит около 90% водяных паров, поэтому в жаркую погоду снижается содержание водяных паров в почвенном воздухе и температура почвы начинает приближаться к температуре атмосферного воздуха. Вследствие этого в засуху растения испытывают экстремальную нехватку влаги.
6. Общая характеристика почв Москвы
Озелененность городских почв характеризуется как удовлетворительная, и остается стабильной и неизменчивой по сравнению с предыдущими годами.
Большинство исследованных участков характеризуются высокой степенью озелененности, достигающей 100% на территориях парков и лесопарков. Ниже 40% степень озелененности опускается лишь в четверти точек опробования за этот год. Площадки с озелененностью порядка 25% и менее встретились на 15% исследуемых территорий и все они относятся к селитебным территориям и промзонам.
Захламленность территории, исследованной при опробовании почв за 2008 г., в целом не превышает 30%. Мусор обнаружен на поверхности в 75% пунктах мониторинга. Минимальным процентом захламленности (0-5%) характеризуются территории природных парков, а также ухоженные газоны в центре города (Бережковская и Космодамианская набережные, газон на ул. Свободы). Наиболее замусоренная поверхность (20-30%) среди исследуемых пунктов наблюдения отмечена в пределах жилой застройки (ул. Голубкинская, ул. Инженерная, ул. Шипиловская). Основная же часть пунктов опробования характеризуется небольшим процентом захламленности 5-10%, причем следует отметить, что в точках, располагающихся на территории промзон и пустырей, мусор проникает и в верхний почвенный слой, где также были отмечены различные антропогенные включения и большое количество камней.
Запечатанность почвенного покрова города по-прежнему остается высокой. Большая часть площадок мониторинга за 2008 г. характеризуется значительной запечатанностью – более 30%. Средняя запечатанность городских почв составляет 50%. Максимальный процент запечатанности (60 и 70%) зафиксирован на территориях жилой застройки на ул. Инженерная, Крондштадтском и Осеннем бульварах, минимальный (0%) на территориях парков, лесопарков (Нескучный сад, Коломенское, Братцево).
Агрохимическая характеристика почв города
Величина рНводн.
Для фоновых зональных (дерново-подзолистых) почв характерен большой разброс показателя кислотной реакции почвенного раствора (рНводн. 4,9-6,5).
Максимальная кислотность отмечается в верхнем горизонте и снижается с глубиной.
Для городских почв одним из диагностических признаков является сдвиг реакции среды в сторону щелочных значений (рНводн. 8-9 и выше).
Обследование почв на территории города Москвы в 2008 г. показало, что основная часть почв характеризуется нейтральной или близкой к ней реакцией среды, значения рН колеблются от 6,6 до 7,5 (45%). Показатель кислотности остальных проб достаточно равномерно распределен по классификационным группам: количество случаев встречаемости групп очень сильнокислой и сильнокислой, среднекислой и слабокислой, слабощелочной и щелочной составляет около 16-19%. Одновременно лишь в 0,4% случаев были обнаружены почвы с сильнощелочной и очень сильнощелочной реакцией среды. Средний уровень рН в исследованных почвах составляет 6,6 единиц.
Содержание органического вещества (гумуса, Сорг.)
Природные дерново-подзолистые почвы характеризуются четко обозначенным как морфологически, так и химически гумусовым горизонтом. Он хорошо отличается по более темной окраске. Мощность колеблется от 5-10 до 15 см. Содержание гумуса составляет 1-4%. В нижележащих горизонтах (элювиальном и иллювиальном) его содержание ниже 1%.
Главное отличие городских почв от природных заключается в том, что городские почвы обычно сильно загрязнены (особенно их верхняя часть) битумно-асфальтовыми смесями, сажей, нефтепродуктами. Поэтому для городских почв правильнее говорить о содержании органического углерода (Сорг.), а не о содержании гумуса. Разделение гумуса и продуктов загрязнения требует специальных исследований, до настоящего времени методически до конца не решенных. Содержание Сорг. в городских почвах по литературным данным может колебаться от 2 до 7%.
Большая часть исследуемых почв характеризуется степенью гумусности от очень низкой до средней. Повышенное содержание органического углерода обнаружено в 8,7% случаев, высокое и очень высокое лишь в 3,9 и 3% соответственно. Среднее содержание органического углерода в исследованных почвах составляет 4,1%, что соответствует среднему уровню гумусности. Наибольшее количество Сорг. имеют почвы скверов, бульваров, озелененных газонов, что связано с повышенным агрохимическим уходом за этим типом озелененных территорий.
Содержание гумуса в почвах административных округов распределилось следующим образом: СЗАО, ЮВАО, САО, ЮАО относятся к категории с низким содержанием органического углерода (2,4-4,0%); почвы СВАО, ВАО, ЮЗАО, ЗАО соответствуют среднему уровню обеспеченности органическим углеродом (4,3-5,0%); ЗелАО и ЦАО соответствуют повышенному уровню содержания в почвах органического углерода (6,5-6,6%).
Загрязнение почв Москвы тяжелыми металлами
Особое место среди проявлений антропогенного воздействия на почвы мегаполисов принадлежит загрязнению городской территории тяжелыми металлами, поскольку быстрое самоочищение почв от металлического загрязнения до требуемого по соображениям гигиенической и экологической безопасности уровня затруднено, а во многих случаях практически невозможно.
Основными источниками тяжелых металлов в условиях города являются:
дорожно-транспортный комплекс, промышленные предприятия, неутилизированные промышленные и коммунально-бытовые отходы. По результатам мониторинга почвенного покрова в 2008 г. установлено, что на территории города концентрации отдельных токсичных тяжелых металлов превышают установленные санитарно-гигиенические нормативы.
Наибольшие превышения предельно-допустимых концентраций (ориентировочно-допустимых концентраций) – ПДК (ОДК), а также наибольшее количество случаев таких превышений отмечены для цинка, свинца и кадмия, являющихся элементами 1 класса опасности.
Цинк
Валовое содержание цинка в среднем по городу составляет 103 мг/кг, что почти вдвое ниже значения ОДК. Количество превышений норматива составляет 9,2%, максимальная величина превышения – 1,8 раза. Среднее содержание подвижных форм цинка (40 мг/кг) выше ПДК почти в 2 раза.
Количество случаев превышения норматива достигает 52%. По функциональным зонам валовые и подвижные формы элемента распределяются аналогичным образом – максимальные их количества характерны для почв селитебных территорий и территорий, не вовлеченных в хозяйственную деятельность, минимальные – для почв природных и национальных парков, ботанических садов.
Свинец
Валовое содержание свинца в почвах в среднем составляет 29 мг/кг, что почти в 5 раз ниже ОДК, а максимальное содержание превышает норматив всего в 1,4 раза. Концентрация в почвах всех типов функциональных зон ниже норматива и колеблется от 21 до 35 мг/кг (рис. 7.4.2).
Среднее содержание подвижных форм свинца (9,4 мг/кг) выше ПДК в 1,8 раза. Количество случаев превышения норматива по подвижным формам достигает 46%. Минимальное количество подвижных форм элемента (3,6 мг/кг, ниже ПДК) характерно для лесопарков. В почвах остальных типов функциональных зон средние концентрации превышают ПДК, максимальное содержание приходится на территории, не охваченные хозяйственной деятельностью, и парки культуры и отдыха.
Кадмий
Среднее содержание в почвах кадмия составляет 0,6 мг/кг, что почти в 3 раза ниже ПДК. Превышение ПДК отмечено для 4,5% точек, максимальная степень превышения 3,3 раза. Среднее содержание подвижных форм элемента 0,4 мг/кг. Максимальное содержание элемента (валовых и подвижных форм) характерно для почв, не вовлеченных в хозяйственную деятельность (пустырей).
Мышьяк, ртуть
Средние содержания остальных элементов 1 класса опасности – мышьяка (3,8 мг/кг) и ртути (0,2 мг/кг), значительно меньше нормативов, а максимальные концентрации находятся на уровне нормативных значений. Содержания мышьяка распределяются сравнительно равномерно по всем типам функциональных территорий, а максимальное количество ртути присуще почвам скверов, бульваров и газонов.
Медь, никель Из химических элементов 2 класса опасности – меди и никеля – в загрязнении городских почв участвует только медь, особенно ее подвижные формы.
Среднее валовое содержание меди по городу (28 мг/кг) значительно ниже ОДК, а количество случаев превышения его составляет 1,5% (максимальное превышение в 1,4 раза). Среднее содержание подвижных форм элемента (2,9 мг/кг) лишь немного ниже ПДК, а максимальное (24 мг/кг) превышает ПДК в 4,6 раза. Количество превышений норматива составляет 26%. Распределение элемента по типам функционального зонирования характеризуется более высокими содержаниями валовых и подвижных форм в почвах скверов, бульваров, газонов и не вовлеченных в хозяйственную деятельность территорий и минимальными – в почвах природных и национальных парков.
Ни в одной отобранной на ППН почвенной пробе валовое содержание никеля не достигает ОДК. Средняя концентрация подвижных форм (1,2 мг/кг) почти в 3 раза ниже ПДК. Количество случаев превышения норматива составляет 4,6%, максимальная величина превышения – 5 раз. Распределение средних концентраций элемента по типам функциональных зон сравнительно равномерное.
Содержание бенз(а)пирена и нефтепродуктов в почве Москвы
Являясь крупным мегаполисом с развитой инфраструктурой, город Москва располагает значительным количеством источников поступления органических загрязнителей в окружающую среду, которые подразделяются на стационарные (промышленные предприятия, ТЭЦ, крупные и мелкие отопительные системы), загрязняющие атмосферу в относительно ограниченных районах, и передвижные (транспорт), выбросы которых распространяются на значительно большие пространства. Бенз(a)пирен – вещество 1-го класса опасности, очень медленно разлагается, накапливается в почве, откуда поступает в грунтовые воды и, накапливаясь в пищевых цепях, может поступать в организм человека.
В исследуемых почвах содержание бенз(а)пирена варьирует от менее 0,001 до 6,3 мг/кг. В 63 % проб концентрации соединения превышают ПДК (0,02 мг/кг). Наиболее загрязнены почвы в центре и на востоке города. Не загрязнены почвы в основном на периферии города, особенно в южной и юго-западной его частях.
Среднее содержание бенз(а)пирена в почвах города составляет 0,32 мг/кг, что в 16 раз выше ПДК (0,02 мг/кг). Средние концентрации по всем округам, за исключением Северо-Западного, также превышают ПДК. Максимальные концентрации загрязнителя выявлены в почвах ЦАО и ЮВАО, минимальные – в почвах СЗАО.
Из функциональных зон наиболее высокие содержания загрязнителя зафиксированы в промзонах и на селитебных территориях, не загрязнены почвы природных, национальных, дендрологических парков и ботанических садов.
Нефть и нефтепродукты
Поступление в почву компонентов нефти и нефтепродуктов вызывает изменение физических, химических и биологических свойств и характеристик почвы, что приводит к снижению и даже полной утрате почвенного плодородия. Кроме того, углеводороды нефти способны образовывать в процессе трансформации токсичные соединения, обладающие канцерогенной, тератогенной и мутагенной активностью. Разложение нефтепродуктов почвенными бактериями происходит крайне медленно.
Содержание нефтепродуктов в исследуемых почвах варьирует в широких пределах – от 5 до 5100 мг/кг. В 53% проб, отобранных в 2008 г., концентрации превышают норматив (300 мг/кг).
На площади города наблюдается чередование участков с загрязненными и незагрязненными почвами. Участки с повышенными концентрациями загрязнителя располагаются в основном вблизи границ Центрального административного округа, а также к северо-западу, востоку и юго-востоку от него, это связанно с наличием множества источников поступления в окружающую среду (автотранспорт, промышленные предприятия). Незагрязненные почвы распространены преимущественно на периферии города, особенно в пределах южного и западного секторов и Лосиного острова, а также в виде более мелких участков по всей его территории.
Среднее содержание нефтепродуктов в почвах составляет 754 мг/кг, т.е. в 2,5 раза выше ПДК. Среднее содержание в почве всех округов, за исключением Северо-Западного, также выше ПДК. Максимальные средниеконцентрации установлены в почве округов ВАО и ЮВАО, в меньшей мере округов ЦАО и ЗАО, минимальные – в почве СЗАО.
Из функциональных зон наиболее высокие содержания нефтепродуктов зафиксированы в промзонах, несколько меньше на селитебных территориях и территориях, не вовлеченных в хозяйственную деятельность (пустыри). Не загрязнены почвы природных, национальных, дендрологических парков и ботанических садов – среднее содержание ниже ПДК.
Эколого-геохимическая и агрохимическая характеристика почв вблизи транспортных магистралей Москвы
Одной из задач мониторинга почв является выявление особенностей их загрязнения вблизи транспортных магистралей. Для этого было заложено 16 профилей в крест простирания четырех основных кольцевых магистралей города
Проектная длина профилей составляла 250 м с отбором проб почв в точках 5, 10, 15, 30, 50, 75, 100, 150, 200 и 250 м от магистралей. На практике только в районе МКАД удалось пройти все профили такой длины. Ввиду близкого расположения жилых застроек к автотрассам длина профилей, заложенных на внутригородских кольцевых трассах, варьировалась от 30 до 250 м.
Пробы почв отбирались из верхнего, гумусового горизонта по методу «конверта» при стороне конверта 1-2 м, что позволяло снизить влияние случайных факторов локального загрязнения почв.
Большая часть площадок, на которых проводились исследования профилей, представляет собой засеянные газонной травой открытые участки, часто с растущими деревьями.
С целью исследования вертикального распространения химических соединений на каждой из 16 площадок были заложены почвенные разрезы глубиной от 50 до 110 см. Разрезы располагались на расстоянии 10 метров от проезжей части. При отборе образцов из почвенных разрезов производилось описание, как ландшафтно-экологических условий местности, так и физико-механических свойств почв.
По результатам мониторинга выявлены некоторые различия в распределении загрязняющих веществ около МКАД и около городских кольцевых трасс, связанные с тем, что в первом случае основным источником поступления загрязняющих веществ в почвы является МКАД, тогда как на территории города помимо автодорог существует (или существовало) множество других источников загрязнения, повлиявших на состояние почв.