Дальше

Назад

Конец

Список

Весь эмпирический материал, рассматриваемый в диссертации, собран в районах действия точечных источников эмиссии поллютантов. Работы выполнены возле трех медеплавильных заводов – Среднеуральского (СУМЗ), Красноуральского (КМК) и Кировградского (КМЗ), расположенных в подзонах южной и средней тайги на Среднем Урале (Свердловская область). Выбор данного вида антропогенных нагрузок далеко не случаен: по ряду причин мы считаем его удобным модельным объектом для исследований в области экологического нормирования.

Под импактным регионом мы понимаем территориальный комплекс экосистем разного пространственно–временного масштаба, расположенных возле точечного источника эмиссии поллютантов и подверженных действию локальной токсической нагрузки от этого источника. Ключевое отличие данного объекта от других (например, от участков с площадным загрязнением) заключается в градиентной природе загрязнения. С удалением от источника выбросов происходит постепенное (но не всегда гладкое) уменьшение поступления поллютантов, соответственно, экосистемы получают все меньшие дозы токсических нагрузок. Из-за этого, импактный регион представляет собой специфическую пространственную структуру из концентрически расположенных зон с разной степенью загрязнения (Рисунок 2) и, соответственно, различным уровнем трансформации экосистем. Обычно выделяют три – четыре зоны трансформации: техногенную пустыню, импактную, буферную и фоновую (последняя, строго говоря, не входит в импактный регион). Пространственная граница импактного региона проходит там, где с помощью современных методов уже не удается отделить локальное действие токсической нагрузки от естественно–обусловленных изменений, а также фоновых (региональных и глобальных) выпадений поллютантов. Эта граница отделяет импактный регион от фоновой территории.

Рисунок 2. Пример распределения содержания подвижных форм меди (мкг/г) в лесной подстилке (а) и почве (б) в районе действия точечного источника эмиссии поллютантов (СУМЗ). По осям – расстояние в км.

Специфика действия выбросов медеплавильных комбинатов на наземные экосистемы заключается в сочетании токсического действия тяжелых металлов, сорбированных на пылевых частицах, и подкисления среды за счет сернистого ангидрида. В нашем случае техногенное подкисление накладывается на лесные почвы с естественно обусловленной слабо кислой реакцией (Рисунок 3), что еще более усиливает негативное действие загрязнения. В результате реакция биоты возле данного вида источников проявляется очень контрастно. Это обстоятельство существенно облегчает анализ трансформаций экосистем, в том числе, в отношении определения величин критических нагрузок.

Рисунок 3. Пример распределения актуальной кислотности (единиц рН_водный) лесной подстилки (а) и почвы (б) в районе действия точечного источника эмиссии поллютантов (СУМЗ). По осям – расстояние в км.

Максимальное содержание подвижных форм тяжелых металлов (составляют 70 – 90% от валового содержания) в лесной подстилке в районе СУМЗа достигает для меди 12120, свинца – 2350, кадмия – 80, цинка – 4190 мкг/г, что от 25 (для цинка) до 360 (для меди) раз выше минимальных фоновых значений. Такие величины сопоставимы с содержанием тяжелых металлов в бедных рудах. Кислотность подстилки опускается с фоновых 5.2 – 6.5 до минимально 2.9 единиц рН. По сравнению с наиболее “чистыми” районами Свердловской области фоновые концентрации в районе СУМЗа (на удалении 25 – 35 км от завода, далее начинает сказываться влияние соседних источников выбросов) превышены в 2 – 4 раза. Сходная по структуре, но менее сильная, токсическая нагрузка зарегистрирована в районе КМК: максимальное содержание подвижных форм в подстилке составляет для меди 4040, свинца – 1170, кадмия – 12.6, цинка – 1300 мкг/г; кислотность подстилки снижена с фоновых 5.3 – 5.7 до 4.1 единицы рН. В районе КМЗ, помимо выбросов медеплавильного завода, на экосистемы накладывается подщелачивающее действие кальцийсодержащей пыли (от расположенных недалеко цементного завода и ГРЭС): кислотность почвы смещается с фоновых 4.5 – 4.7 до 5.1 – 5.3 единицы рН вблизи завода. В результате тяжелые металлы в определенном смысле оказываются “законсервированными” в почве.

Трансформацию экосистем возле точечных источников обычно описывают как последовательную смену стадий, представляющих собой развитие во времени (или развертывание в пространстве возле источника) индуцированных загрязнением отдельных процессов, объединенных причинно–следственными связями. Один из ярких примеров пространственного сопряжения таких процессов – совпадение зон “люмбрицидной пустыни”, увеличенной мощности лесной подстилки (дождевые черви в таежной зоне – основные первичные деструкторы растительного опада) и “кротовой пустыни” (дождевые черви – основа рациона кротов) (Рисунок 4). Определение критических нагрузок на экосистемы должно базироваться на рассмотрении таких сопряженных процессов.

Рисунок 4. Пространственное распределение средней мощности лесной подстилки, см (а), обилия дождевых червей (б) и кротов (в) в районе действия точечного источника эмиссии поллютантов (СУМЗ). По осям – расстояние в км. Градации обилия дождевых червей: 0 – отсутствуют, 1 – единично, 2 – средне, 3 – обильно, 4 – очень обильно; кротов: 0 – отсутствуют, 1 – средне, 2 – обильно.

Дальше

Назад

Начало

Список