Загрязнение почвы у дорог

Исследовательская работа «Влияние дорог на почвенную среду»

В настоящее время, занимаясь исследованием структуры почв на территории села Абакумовка Токаревского района, выявлено много причин изменения структуры почв. Основными причинами являются: потоки транспорта на грунтовых дорогах, шоссе, прокладывание троп местными жителями по склонам реки Битюг. По склонам талые воды размывают почву, начинается эрозия, образуются овражки. Если этот процесс не остановить, то почва будет полностью размыта, разбита. Движение транспортных средств по грунтовым дорогам вызывает гибель растений и животных в верхних слоях почвы, что сказывается на гибели плодородного почвенного слоя. Все типы дорог, в том числе и тропинки, интересны для изучения и с точки зрения их значения как транспортной магистрали и как экологических факторов.

Скачать:

Вложение	Размер
pochva.rar	86.08 КБ

Предварительный просмотр:

МБОУ Токаревская средняя общеобразовательная школа №2

Токаревского района Тамбовской области

Областная научно-практическая конференция

«Человек и Природа»

Номинация: « Проблемы природных экосистем »

обучающаяся 9 класса

Платухина Галина Николаевна

Введение
Методика исследования
Результаты исследований
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения

«Почва – особое природное образование,

возникшее в результате влияния воды и воздуха

на поверхностные горизонты горных пород,

а также воздействия живых организмов

на минеральный субстрат и

разложения живых организмов».

Оглядываясь вокруг, мы чаще замечаем бегущие облака, сверкающие горные вершины, пышную крону лесов, извивы рек и ледников, чем почвы, то самый верхний слой земли, по которому ходим и на котором произрастают деревья, травы, сельскохозяйственные культуры, который кормит нас и без которого едва ли возможна жизнь на нашей планете.

Предпочвы появились на Земле около 3,5-3,8 млрд. лет назад из измельченного выветриванием самого верхнего слоя литосферы. Но лишь около 400 млн. лет назад в конце силурийского периода начался нормальный процесс образования почвы. Его суть – во взаимодействии горной породы, климата, растительности, микроорганизмов. Физическое разрушение минералов сочетается со сложными химическими реакциями с участием микроорганизмов. Почва возникает на пересечении земных оболочек: атмосферы, биосферы и литосферы.

Она создает как бы защитный барьер литосферы, предохраняющий ее от чрезмерного разрушения (эрозии). Ежегодно с суши в океаны перемещается более 10 млрд. т вещества. Почва образует жизненное пространство, в котором со всеми удобствами «устраиваются» различные группы живых организмов, размещается корневая система всевозможных растений и ресурсы семян. Почвы плотно населены. В 1 г почвы содержится до 35 млрд. клеток микробов.

Из почвы растения получают необходимые им питательные элементы: воду, азот, фосфор, калий, кальций, и другие, а также химические соединения, обеспечивающие уникальное свойство почвы – ее плодородие. Большая пористость позволяет ей впитывать влагу и воздух и при определенных условиях освобождать их. Почва «дышит», обмениваясь газами с атмосферой.

Интенсивен обмен почвы с космическим пространством. В нее проникают космические излучения различного происхождения, метеориты, космическая пыль. За год покров Земли вбирает в себя от десятков тысяч до миллионов тонн вещества из космоса.

Собирая и концентрируя в себе различные природные материалы, химические элементы и соединения, почва перерабатывает их с помощью микроорганизмов и растений, создает благоприятную среду для обитания растений и животных. Но многие вредоносные вещества она не пропускает через себя.

В то же время почва ранима и чутко реагирует на неблагоприятные воздействия. Чаще всего в нарушении равновесного состояния почвы повинен человек. В результате хозяйственной деятельности человека происходит загрязнение, изменение состава почвы и даже ее уничтожение. Одним из последствий усиления производственной деятельности человека является интенсивное загрязнение почвенного покрова. В роли основных загрязнителей почв выступают промышленные и бытовые отходы, металлы и их соединения, удобрения и ядохимикаты, движение транспортных средств. Гибель почвы означает гибель жизни на Земле.

По результатам исследования почвы Тамбовской области представлены в основном черноземами, богатыми перегноем. Образованию перегноя способствовала богатая травянистая растительность, а накоплению и сохранению его – умеренное количество влаги. Большую часть территории области занимают выщелоченные черноземы, примерно третью часть почв составляют типичные черноземы, на остальной территории находятся дерново-подзолистые почвы и серые лесные почвы.

Типичные черноземы занимают самую широкую полосу, имеют мощность гумусового горизонта 80-100 см с содержанием перегноя в пахотном слое 9-12%.

В.В. Докучаев назвал типичные черноземы «царем почв» за высокое плодородие и благоприятные физико-химические свойства.

Говоря о Токаревском районе, черноземы здесь занимают широкую полосу и имеют мощность гумусового горизонта 50-70 см с содержанием перегноя 6-8,5%.

Цель исследования : исследовать влияние шоссе, дорог, троп

на почвенную среду.

Объект исследования : шоссейная и грунтовая дороги,

-изучить состояние дорог разных типов и их загруженность в течение

— определить состав напочвенных беспозвоночных животных;

— изучить разнообразие обитателей почвы;

— исследовать различия видового многообразия почвенных животных

на разных почвенных площадках;

— исследовать роль дождевых червей в преобразовании почвы;

— изучить места распространения растений близких видов.

Для определения состава напочвенных беспозвоночных животных использовался метод «банок». 10 банок по 0,5 л закапываются в почву так, чтобы край банки был на уровне поверхности почвы. Банки расставляются на расстоянии 1 м по одной линии. Вокруг банок укладывается дерн, чтобы сохранить почвенный покров. Такие ловушки выставляются около шоссе, у протоптанной тропы и вблизи грунтовой дороги. Проверяются 2 раза в сутки (см. Приложение 1).

Для выявления в почве роли дождевых червей используется следующая методика: на трех пробных площадках луга размером 1м х 1м перекапывается почва на глубину штыка лопаты. Собираются все дождевые черви. Подсчитывается их количество и определяется их общий вес.

Распространение растений близких видов изучается на подорожнике, так как именно он чаще всего встречается у дорог, на тропах, около шоссе и позволяет понять связи, существующие между человеком и природой. В Токаревском районе встречается 3 вида подорожника: подорожник большой, подорожник средний, подорожник малый. Они имеют анатомические различия: у подорожника большого точка роста находится ниже уровня почвы, проводящий пучок листа надежно защищен механическими тканями; у подорожника среднего точка роста находится на уровне почвы, проводящий пучок тоже защищен механическими тканями, но эти ткани залегают не сплошным кольцом, а с разрывами; у подорожника малого точка роста находится выше уровня почвы, проводящий пучок не защищен механическими тканями. Обследуя пробные площадки, заложенные в местах, подверженных разной степени вытаптывания (дорога, шоссе тропа), выясняется число особей подорожников разных видов и определяется вид подорожника наиболее устойчивого к вытаптыванию (см. Приложение 2).

Данная исследовательская работа проводилась в течение 2010-2012 годов. Местом проведения исследований стали:

* Грунтовая дорога , которая проходит по территории села Абакумовка Токаревского района. Её протяженность – 126 м, а ширина – 2,5 м. Дорога сильно разрушена весной машинами. На дороге много ухабов, камней, посередине проходит полоска травы. По обочинам дороги много растительности и несколько огородов. На дороге небольшой слой почвы, который смыт на склонах.

*Отрезок шоссе между высоковольтной линией и мостом через реку Битюг. Длина этого участка 420 м, ширина – 7 м. Близ высоковольтной линии дорога сильно разбита. Вдоль дороги растительность очень скудная: примятые лопухи и подорожники. И чем дальше мы отходили от дороги, тем лучше и богаче становилась растительность.

*Тропа , проложенная жителями села по правому склону реки Битюг, расположена в 50 м от реки и повторяет её очертание. Длина участка тропы – 67 м. Ширина её неодинакова в разных участках: от 1,25 м до 0,75 м. по краям тропы – очень густой и разнообразный травяной покров, вдали – деревья.

В ходе наших исследований были:

— выделены напочвенные животные. Мелкими обитателями исследуемых площадок являются почвенные водоросли, бактерии, грибы и простейшие. К животным средних размеров относятся круглые черви, личинки насекомых, клещи, ногохвостки. К крупным обитателям почвы относятся крупные насекомые, дождевые черви, кроты, землеройки (см. Приложение 3).

— проведены сравнения количества и веса дождевых червей около тропы, у обочины шоссе и на грунтовой дороги. Больше червей живет около тропы, так как почва рыхлая и плодородная, а меньше – на грунтовой дороге и обочине шоссе, так как здесь почва больше утоптана движущимся транспортом и пешеходами (см. Приложение 4).

-обследованы почвенные участки, подверженные разной степени вытаптывания. Выяснено, что наиболее устойчивы к вытаптыванию растения подорожника большого.

Грунтовые дороги, шоссе, тропы оказывают большое влияние на окружающую среду, в данном случае на формирование гумусового слоя почвы.
Почвы, отведенные под дороги изымаются из биологического круговорота.
Автомобили, которые ездят по дорогам, шоссе, выделяют свинец и сернистый газ. Сернистый газ, попадая в почву окисляет ее, снижает плодородие этой почвы, вызывает поражение растений. Свинец, накапливаясь в растениях, является отравляющим веществом для человека и для самих растений.
У дорог состав растений очень беден, в основном это подорожники. Чем дальше от дороги, тем разнообразнее становится растительность.
Количество и разнообразие почвенных животных зависит от степени вытаптывания почвенного слоя. Чем меньше почва вытаптывается, тем она более рыхлая и плодородная и тем разнообразнее и богаче животный мир.

Запрещается мыть машины возле водоёмов. Если вблизи нет моек, машину можно мыть, лишь убедившись в том, что использованная вода не попадет обратно в водоем.
Отработанное масло во избежание загрязнения грунтовых вод нельзя выливать на землю. Его необходимо собирать и сдавать на нефтебазы для вторичного использования.
Необходимо регулярно проверять двигатель: полностью ли сжигается горючее. Содержание угарного газа в выхлопных газах не должно превышать нормы.
Не заставляйте работать двигатель вхолостую – этим вы сэкономите топливо и предотвратите загрязнение атмосферного воздуха.
Используйте объездные пути, проезжайте через город только в случае крайней необходимости.
Берегите лесных обитателей на дорогах. Помните, если по вине автоводителя погибнет животное, виновного привлекают к административной или к уголовной ответственности.
Любоваться красотой можно и не обламывая ветки деревьев, не срывая цветы, которые вы выбросите, как только они завянут. А среди них могут оказаться и редкие, особо охраняемые растения.
Берегите придорожные насаждения!

Источник

Оценка загрязнения почв тяжелыми металлами в зависимости от удаленности автодорог

Дата публикации: 15.06.2020 2020-06-15

Статья просмотрена: 150 раз

Библиографическое описание:

Бейсеев, А. О. Оценка загрязнения почв тяжелыми металлами в зависимости от удаленности автодорог / А. О. Бейсеев, Айбек Нурланулы Бидайык. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 25 (315). — С. 367-371. — URL: https://moluch.ru/archive/315/71758/ (дата обращения: 11.12.2021).

Почва является наиболее объективным и стабильным индикатором антропогенного загрязнения, в отличие от воздуха и воды. Почва может отражать более точный уровень загрязняющих веществ и их распределение. В статье рассмотрены закономерности содержание подвижных форм тяжелых металлов на различном расстоянии от автомагистрали в сравнении с ПДК. Показано, что верхний слой почв, прилегающих к автомагистрали, загрязнен тяжелыми металлами в количествах близких и превышающих предельно допустимые концентрации, что указывает на негативное влияние выбросов автомобильного транспорта.

Ключевые слова: почвенный покров, загрязнение почв, тяжелые металлы, цинк.

Загрязнение почвенного покрова в крупных городах является одной из основных проблем охраны окружающей среды. Почва является наиболее объективным и стабильным индикатором антропогенного загрязнения, в отличие от воздуха и воды [1]. Почва может отражать более точный уровень загрязняющих веществ и их распределение. Одним из сильнейших по действию и наиболее распространенным химическим загрязнителем являются тяжелые металлы [2, 3].

Транспортный комплекс в настоящее время является одним из мощных источников загрязнения окружающей среды. Наибольший вклад в загрязнения города Алматы вносит автотранспорт, выбросы которого составляют более 80 % [4, 5].

Так статистические данные Казгидромета о состоянии окружающей среды показывают увеличение выбросов в атмосферу загрязняющих веществ от передвижных источников по сравнению с предыдущими годами [6]. Это связано, с одной стороны, с увеличением количества транспортных средств в городе, с другой, говорит о необходимости более тщательно контролировать их техническое состояние. Так по данным комитета по статистики МНЭ РК общий объем легковых автомобилей в городе составляет 456 966 штук (весна 2017г), при этом автомобили в возрасте старше 10 лет составили 60 % от общего объема автопарка страны [7].

Такой рост автотранспорта, в городе провоцирует пробки, стоя в которых автомобили резко увеличивают выброс в атмосферный воздух загрязняющих веществ, что в свою очередь приводит к увеличению выбросов в атмосферу различных тяжелых металлов и тем самым к ухудшению качества почв [8,9].

В связи с этим возникла необходимость оценить состояние проблемы загрязнения почвенного покрова в крупнейшем городе Казахстана, который развивается особенно стремительно.

Целью данного исследования является оценка уровня загрязнения почв города Алматы, в зависимости от места расположения от основных дорог. При этом были поставлены задачи, сравнить различные территории на содержания тяжелых металлов и определить среднее содержание в верхнем 10 см слое почвы.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования является состояние загрязнения почв города Алматы. Основными методами исследования выбраны физико-статистический, сравнительно — аналитический, математическая обработка эмпирических данных.

В качестве исходных данных использовались материалы по загрязнению почв городов Казахстана за 2013 -2015гг и 2017–2018гг [6].

Результаты исследования

В зависимости от загруженности участка улицы разными видами автотранспорта, расположения промышленных предприятий, источников теплосети, магистральных улиц, рельефа территории и т. д., выделены стационарные точки наблюдения города. Представленные пункты являются центром мониторинга загрязнения природной среды: парковая зона КазНУ; АХБК; проспект Абая и проспект Сейфулина (автомагистраль); ВАЗ; роща Баумана; Аэропорт; мкр-н Дорожник.

Необходимо отметить, что к числу приоритетных загрязнителей атмосферы, поступающих в городскую среду с отработавшими газами автомобилей, относится свинец. Как правило его добавляют в низкокачественный бензин для повышения качества, а как известно тетраэтил (метил) свинец представляет опасность для здоровья человека. Такой бензин называют «этилированным», в других странах его точное название leaded gasoline (бензин, содержащий свинец) [10,11].

По различным оценкам в результате сжигания жидкого топлива в атмосферу выбрасывается от 180 до 260 тысяч тонн свинцовых частиц, а этот показатель намного превосходит естественное поступление свинца, например при извержении вулканов.

Такой высокоактивный свинец хорошо «впитывается» в почву вдоль основных дорог, попадая в дальнейшем в растения [8].

Рассмотрим, какова закономерность распространения свинца по районам города Алматы [12], за период с 2013–2015 гг (рис. 1).

Рис. 1. Содержания свинца (в мг/кг) в различных регионах города за 2013–2015 гг.

Так из рисунка 1 видно, что в 2013г на всех постах уровень содержания свинца в почвах выше по сравнению с 2014 и 2015гг. Исключение составляет посты № 6 и 7, где уровень свинца, наоборот, с каждым годом растет.

Поскольку главным источником свинца, является автотранспорт, работающий на бензине, то наиболее высокий уровень загрязнения приходится на посты под номером 3 и 4 [12].

При дальнейшем изучении содержания тяжелых металлов в отобранных образцах почвы, прилегающей вдоль автомагистралей, показало следующие концентрации (рис 2,3).

Так как наиболее загрязнёнными оказались посты № 3 и 4, было интересно проследить изменение концентрации цинка, свинца и меди в почвенных образцах непосредственно от дороги и на расстоянии 50 и100 метров.

Рис. 2.Содержание подвижных форм тяжелых металлов на различном расстоянии от автомагистрали в сравнении с ПДК на посту № 3

В результате полученных данных выявлено, что содержание тяжелых металлов в отобранных образцах почвы, очень высоко и находится выше допустимых концентраций. Так количество свинца у дороги в точке 3 и 4 превышало ПДК почти в 3 раза, с последующим понижением до 42 мг/кг. Изменение концентраций содержания свинца мало изменяется в зависимости от времени года, так как главный его источник автотранспорт [13].

Если обратиться к цинку, то его содержание в почвах несколько ниже и на расстоянии 100 м от дороги практически не превышает ПДК. Загрязнение почв таким тяжелым металлом как медь, также вызывает опасение, при ПДК со значение 3, концентрация меди может достигать до 9 мг/кг.

Кроме того, если сравнивать посты на точках 3 и 4, то можно наблюдать разницу в концентрации тяжёлых металлов и их степени содержания в зависимости от удаления автодороги. Так пост № 3 находится в центре города на пересечении улиц Сейфулина и Абая, где в течении суток проходит огромный поток автомашин. Поэтому и концентрации всех исследуемых тяжёлых металлов значи-тельно выше. Но при удалении от дороги на расстояние 50 и 100 м, наблюдается последовательное снижение данных загрязнителей. На посту № 4, который находится в районе ВАЗа, концентрации всех исследуемых ТМ значительно ниже, но при удалении от дороги на расстояние 50 метров, не происходит значительного снижения, а в некоторых случаях как с цинком и свинцом наблюдается незначительное повышение. Скорее всего это связано с тем, что пост № 4 находится в нижней части города, где тяжёлые металлы с талыми водами смываются в более низкие участки от магистрали. Известно, что подвижные формы тяжелых металлов быстро мигрируют и хорошо переносятся поверхностными водами [14–15].

Заключение

Присутствие в почвах высоких концентраций тяжелых металлов ярко отражает степень техногенного загрязнения урбанизированной территории. Проведенные исследования показали, что верхний слой почвы, находящийся ближе к автодорогам, загрязнен тяжелыми металлами, которые превышает предельно допустимые концентрации.

Самыми загрязненными районами, ПДК которых превышает допустимые нормы, являются регион ВАЗа, и перекресток улиц Абая и Сейфулина, где наблюдается высокая проходимость автотранспорта.

В результате исследования выявлена определенная закономерность в распределении тяжелых металлов в зависимости от расстояния до источника загрязенения. Так концентрации некоторых ТМ на посту № 4, несколько повысились при удалении от дороги в отличии от поста № 3, где идет закономерное снижение концентраций.

Источник