Эколого-геохимическая оценка состояния почвенного покрова в зоне влияния угледобывающих предприятий на примере г. Междуреченск (Кемеровская область)

Актуальность исследования. В настоящее время отмечается
повышенный интерес к исследованию экологического состояния объектов
окружающей среды урбанизированных территорий. Изучение почв и
почвенного покрова в таких исследованиях занимает важное место. Городские
почвы это совершенно особые, до сих пор малоизученные биологические
системы, отличные по ряду свойств от природных. Почвы урбанизированных
территорий несут повышенную антропогенную нагрузку. Продолжительность
пребывания техногенных загрязнителей в почве больше, чем в других
компонентах биосферы [3]. Загрязнение почв имеет устойчиво-прогрессивный
характер [60]. В связи с этим необходима детальная эколого-геохимическая
оценка их состояния на территории города с использованием в комплексе
минералого-геохимических методов и методов биотестирования.
Цель работы: эколого-геохимическая оценка состояния почвенного
покрова в зоне влияния угледобывающих предприятий на примере г.
Междуреченск (Кемеровская область).
Задачи:
1. Анализ литературных источников и ранее проведенных
исследований на исследуемой территории;
2. Установить уровни содержания химических элементов в почвах г.
Междуреченск и в почвах, отобранных в районе транспортировки сырья на
разрезе Кийзасском;
3. Определить физико-химические характеристики почв;
4. Рассчитать эколого – геохимические показатели содержания
компонентов в почвах г. Междуреченск;
5. Определить минеральный состав почв;
6. Установить токсичность почв;
7. Провести статистическую обработку полученных данных;
Научная новизна работы: Впервые получены данные по элементному
составу почв (28 элементов) южной части г. Междуреченск, а именно
Притомского района, а также почв, отобранных вблизи разреза Кийзасский.
Геохимическая специализация почв на территории г. Междуреченск
относительно кларка ноосферы формируется преимущественно за счет таких
химических элементов как Sb, Ba, Zn, тогда как уровни содержания
большинства рассматриваемых химических элементов сопоставимы со
значениями их кларковых концентраций. Превышения содержаний элементов
относительно предельно допустимых концентраций (ПДК) выявлены для Zn (до
12 раз) и Cr (до 10 раз) в почвах во всех точках. В 5 проанализированных
пробах почв зафиксированы превышения ПДК по Sb – от 2 до 13 раз.
Наибольшие величины превышения ПДК по Sb установлены в пробах,
отобранных в районах котельной. Превышений нормативов ПДК в почвах на
территории г. Междуреченск по концентрациям Hg не установлено (среднее
содержание Hg соответствует 0,03 доли ПДКHg). Сравнение полученных
данных с ранее проведенными исследованиями, показывает, что средние
содержания большинства элементов находятся на уровне средних значений по
городу. Вместе с тем наблюдается превышение средних содержаний Ba, Ce и
понижение средних содержаний Cr, Sr по сравнению со средними значениями
по городу в сравнении с [36]. А также превышение Co, Zn, Sr, Ba и понижение
Cr, As по сравнению со средними содержаниями по городу в сравнении с [45,
46]. Определена токсичность проб по методу изменения оптической плотности
культуры водоросли хлорелла. Среднюю токсичность имеют пробы,
отобранные возле котельной (КМ17, КМ 8ф, КМ 14), а также проба, отобранная
возле перекрестка (КМ 3). Токсичной пробой является проба, отобранная в
точке КМ 22, которая расположена вблизи интенсивного движения
автотранспорта.
Практическая значимость работы. Полученные результаты
представляют практический интерес для специалистов экологов, геоэкологов и
смежных направлений, а также могут быть основой для постановки более
детальных работ по исследованию данной территории.
Фактические материалы и методы исследования. Почвы на
территории г. Междуреченск были отобраны в начале октября 2018 г по
равномерной площадной сети в масштабе 1:25 000. Отбор проб осуществлялся
по методу конверта. Всего в ходе работы отобрано и проанализировано 28
проб.
Определение содержания химических элементов в почвах
производилось методом инструментального нейтронно-активационного анализа
в аккредитованной ядерно-геохимической лаборатории на ядерном реакторе
ИРТ-Т Томского политехнического университета (аналитики Судыко А.Ф и
Богутская Л.В.).
Реализация и апробация работы. Результаты выпускной
квалификационной работы доложены: на XXIII (8-12 апреля 2019 г.), XXIV (6-
10 апреля 2020 г.) Международном научном симпозиуме студентов и молодых
ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр»,
XII Всероссийской научно-практической конференции «Образование и наука
для устойчивого развития», посвященной Десятилетию действий по
достижению Целей устойчивого развития (21-23 апреля 2020 г.).
1 Характеристика района расположения объекта работ
1.1 Административно-географическая характеристика района
Междуреченск расположен на юго-востоке Кемеровской области
(рисунок 1), между реками Томь и Уса, в юго-восточной части Кузнецкого
угольного бассейна, в 63 км восточнее Новокузнецка и в 307 км юго-восточнее
г. Кемерово, на высоте в среднем 240 м над уровнем моря [12]. Междуреченск
— один из наиболее удалённых городов от областного центра. Это один из
крупнейших по количеству жителей, третий по площади город Кемеровской
области. Численность населения на 2019 г. составила 96159 человек, площадь
города – 332,56 км². Совместно с тринадцатью посёлками Междуреченского
района Кемеровской области образует Междуреченский городской округ.
Город входит в состав Новокузнецкой (Кузбасской) агломерации.