Экология почв военных полигонов - Дмитрий Александрович Пантелеев

Для чернозема (разрез 2) с реакцией среды, близкой к нейтральной, характер фильтрации металлов иной: наблюдается их концентрирование на срезах 20–40 и 60–80 см, при этом свинец, никель и медь сосредоточены в верхних слоях горизонта до 40 см. Концентрация свинца в этом срезе превышает концентрацию на поверхности в 4 раза и составляет 78,5 мг/кг; никеля и меди – в три раза (47, 3 и 34, 5 мг/кг соответственно). Цинк, как наиболее подвижный из рассматриваемых тяжелых металлов, в больших количествах (82,2–91,4 мг/кг) обнаруживается и на срезах ниже 60 см.

Из изученных разрезов почв наименее подвержен изменению и загрязнению тяжелыми металлами разрез 3 на территории леса. Здесь установлено равномерное распределение металлов без ярко выраженных концентрационных пиков. Свинец сосредоточен в основном на глубине 30–80 см (средняя концентрация 59,3 мг/кг). Здесь его концентрация выше поверхностной в 3 раза. Никель, цинк и медь постепенно накапливаются на срезе 40–60 см, для которого характерно высокое содержание глинистых частиц. Их средние концентрации на глубине 60 см соответственно составляют 26,1; 52,0; 27,7 мг/кг.

Сравнительная оценка загрязнения разрезов почв, расположенных в функциональных зонах авиационно-ракетного кластера с различной техногенной нагрузкой и отличающихся по морфологическим свойствам, позволили выявить некоторые закономерности для распределения тяжелых металлов.

Свинец. Почвы с повышенной техногенной нагрузкой от металлургического, испытательного комплексов (разрез 1) и аэродрома государственной авиации (разрез 2) характеризуются идентичным глубокопрофильным загрязнением свинцом, даже несмотря на то, что эти разрезы по степени урбанизированности почв имеют противоположные свойства, а свинец характеризуется низкой подвижностью. На территории леса (разрез 3) толща почв до глубины 1 м слабо загрязнена свинцом, распределение металла относится к среднепрофильному.

Никель. Характер глубокопрофильного загрязнения никелем первых двух разрезов в целом аналогичен загрязнению свинцом, однако в разрезе 1 зафиксирована сильная степень загрязнения никелем толщи почвы на глубине 1 м. Почвы разреза 3 характеризуются не превышающим нормы загрязнением никелем и среднепрофильным его распределением.

Цинк. В отличие от Pb, при относительно высоком загрязнении урбанизированного грунта цинком в разрезе 1 характер его распределения средне-, а не глубокопрофильный. Такой факт может свидетельствовать об активной фильтрации Zn (как более подвижного элемента, чем Pb) в низкие слои горизонта. В остальных случаях содержание цинка находилось на уровне слабого и нормального загрязнения со среднепрофильным распределением.

Медь. Средняя степень загрязнения медью почв определена в первом профильном разрезе. На территории рекреационной зоны и дубравы, подверженных меньшему загрязнению, объемная концентрация Cu в срезах грунта не превышала нормы. Во всех трех случаях установлено среднепрофильное распределение меди.

Таким образом, в условиях постоянного высокого загрязнения почвы металлами, на их профильное распределение оказывают влияние масштабы выбросов и длительность фильтрации элементов, а не особенности их миграции и свойства почв. Как показано на примере заложенных разрезов 1 и 2 с преобладающим глубокопрофильным распределением объемной концентрации металлов, различия в миграции элементов для урбанизированного грунта и чернозема практически нивелируются из-за длительного периода поступления и накопления металлов по высоте среза. Напротив, в мало загрязненных металлами почвах (разрез 3) наглядны известные особенности фильтрации тяжелых металлов: Pb и Ni, как практически неподвижные элементы в щелочных средах, накапливаются в верхних гумусных слоях почвы; Zn, как более подвижный, проникает в более низкие слои горизонта.

Глава III

ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СИТУАЦИИ НА ПОЛИГОНЕ ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ «ПОГОНОВО» (ВОРОНЕЖ)

3.1 Назначение и особенности расположения полигона

Общая площадь полигона «Погоново» составляет 300 га. Он расположен в междуречье рек Воронеж и Дон, в средней его части проходит водораздел. Грунт полигона по максимальной глубине воронок – мелкозернистый песок, характеризующийся низкой устойчивостью по склонам. Полигон находится в заповедном лесу между миллионным городом Воронеж и «воронежским Байкалом» – озером Погоново (рисунок 16). Озеро входит в число памятников природы Воронежской области, в нем в изобилии водились окунь, серебряный карась, плотва, лещ, сазан, щука, судак. Среди водоплавающих птиц обитали чайки, цапли и множество других редких птиц. В 1970-х годах на берегу озера располагалась усадьба рыбного хозяйства. Озеро дало название расположившемуся на северо-востоке от него полигону Министерства обороны.

Рис. 16. Расположение полигона «Погоново», г. Воронеж

Территориально полигон приурочен к Воронежской флювиогляциальной гряде – уникальному по размерам и происхождению образованию в западном секторе Донского ледникового языка, сформировавшегося на стадии отмирания краевого сегмента ледника (рисунок 17). Гряда простирается с севера на 180 км от с. Хлевное Липецкой обл. до устья реки Икорец, проходит по водоразделу р. Дон и р. Воронеж. По левобережью р. Дон и к югу от устья р. Икорец гряда сохранилась в виде останца на междуречье р. Дон и р. Битюг. В рельефе представляет собой вал с увалистой поверхностью на абсолютных высотах до 170 м, который возвышается над аллювиальной равниной на 25–30 м [17].

а – галька и валуны дальнеприносных пород, б – галька; 2 – пески разнозернистые; 3 – пески средне- и мелкозернистые; 4 – суглинки; 5 – глины; 6 – глины ленточные; 7 – мергели пресноводные; 8 – додонские (преимущественно дочетвертичные) породы; 9 – поверхностная морена; 10 – локальная морена; 11 – основная морена; 12 – базальная морена

Рис. 17. Условия залегания донских ледниковых и связанных с ними отложений в бассейне Верхнего Дона [17]

Западный склон сложен песками мощностью до 80 м, к востоку они сменяются суглинками. Подошва тела гряды слабовогнутая и изменяется от +100 метров до +70–80 метров. Севернее с. Хлевное гряда переходит в мореные образования, а южнее Павловска – в долинный зандр. Образование вала происходило в глубоком каньоне с ледовыми бортами, проложенном талыми водами по направлению стока, близкому к доледниковой долине. После таяния льда флювиогляциальное тело стало иметь вид возвышенной гряды. Абсолютные отметки его поверхности I65–I72 м, ширина вала до 8 км. Характерной особенностью возвышенной части вала является чрезвычайно слабая расчлененность рельефа и почти полное отсутствие покровных суглинков.

Этот природный объект оказался интересным с разных позиций. С эколого-геодинамической точки зрения тем, что территория активна в неотектоническом отношении. Здесь это проявлено в рельефе и, соответственно, в гидрографии. Разрывные нарушения диктуют морфологию русла (долины) Дона, что проявляется в чередовании спрямленных и коленообразных изгибов реки. По активному нарушению произошло резкое коленообразные смещение русла в районе между Костенками и Борщево. По его простиранию активизируется рост оврагов на левом правом