Оценка воздействия промышленности и транспорта на экосистему национального парка "Лосиный остров"

Глава 5. Особенности транспортного загрязнения от МКАД и его оценка

Поступление загрязняющих веществ от транспортных магистралей в окружающую среду происходит с выхлопными газами и пылевыми частицами от истирающихся деталей машин и компонентов дорожного полотна. Перенос загрязнителей осуществляется преимущественно воздушным путем.

Пылевые выпадения в летний период происходит на поверхность почв. На участке МКАД, проходящей через лесной массив, пыль преимущественно оседает на листьях и хвое деревьев, откуда она периодически смывается атмосферными осадками.

В зимний период пылевые выпадения аккумулируются снегом. При снеготаянии загрязняющие вещества вместе с талыми водами переносятся в водные системы. Наиболее интенсивно с талыми водами мигрируют легкорастворимые солевые компоненты противогололедных смесей. Твердофазные выпадения, аккумулированные снеговым покровом, в меньшей степени подвержены растворению. Часть их поступает в почвы, другая часть - уноситься талыми водами.

Наряду с воздушным массопереносом, загрязняющие вещества смываются с полотна дорог дождем, при снеготаянии и уборке дорожного полотна. Большая часть загрязнителей при этом поступают в водосточные канавы, расположенные по обеим сторонам насыпи МКАД и оттуда - в р.Ичку, по долине которой проходит основной отрезок этой транспортной магистрали.

По результатам снеговой съемки установлено, что пылевые выпадения содержат широкий спектр химических элементов: Pb, Cu, Ni, Cr (выхлопные газы); Mn, V, W, Co, Mo, Cu, Ni, Zn, Sn, Cr, Ni (частицы истирающихся деталей машин); Cr, Zn, Co, Cd, Ag, Bi, Ti, Sb (пластмассы и краска); Ba, Sr, Ca (компоненты дорожного покрытия); Zn (автопокрышки), Na, Cl, K, SO₄, Ca (противогололедные препараты).

Основная масса загрязнителей выпадает в полосе до 100 м. (рис.4) Средняя ширина придорожных аномалий 120 15 м, коэффициенты концентрации химических элементов в аномалиях К_с=4-10. По удалению от МКАД наблюдается четкая дифференциация загрязнителей, которая определяется размерами переносимых частиц. Максимумы выпадений Fe, Mn, V, W, Co, содержащихся в наиболее крупных частицах истирающихся деталей машин находятся в 0-10 м от МКАД; Pb, Cu, Ni, Cr, поступающих преимущественно с выхлопами автотранспорта и имеющих меньшие размеры в 30 м от МКАД, компонентов противогололедных препаратов Na, Cl - в 80 м от МКАД. На интервале 200-500 м от МКАД наблюдаются области аномальных содержаний Pb, Cu, Ni, Cr, соответствующие выпадению наиболее тонких частиц из аэрозолей. Устойчивость выявленных распределений элементов подтверждена анализами состава пылевых смывов с листьев деревьев в летний период.

Транспортное загрязнение в почвах и растительности характеризуется двумя ассоциациями элементов: солевыми компонентами (Na, Cl) и тяжелыми металлами (Pb, Zn, Cu, Ag, Sn, Ni, Cr).

Рис.5

Наиболее интенсивное загрязнение натрием и хлором установлено в почвах немосковской части парка, в районе центрального отрезка кольцевой автодороги. Здесь, в полосе протяженностью 3 км и шириной до 150 м, концентрации натрия и хлора превышают 100 мг/кг почвы, при этом максимальные значения натрия достигают 450 мг/кг, хлора - 650 мг/кг почвы. Повышенные концентрации натрия и хлора в почвах (>30 мг/кг) наблюдаются на всем протяжении МКАД и распространяются вглубь немосковской части парка на расстояние до 300 м, в московской части парка-до 30-50 м. Общая площадь выявленного загрязнения составляет 4 км². (рис.5) Проникновение хлорида натрия на глубину ограничено слоем в 40 см. Ниже этого уровня концентрации загрязнителей резко падают.

Рис.6

Загрязнение почв хлоридом натрия отчетливо коррелируется с содержаниями хлора в листьях березы, которые на расстоянии 20-50 м от МКАД достигают 0.1-0.2%. В меньшей степени, такая корреляция характерна для ели, в хвое которой уровень концентраций в аналогичных точках составляет 0.05-0.07%. Накопление хлора в листьях и хвое в 3-8 раз превышает фон, что считается опасным уровнем загрязнения и способно привести к гибели лесной растительности (Николаевский и др., 1998).

Наряду с солевым отравлением, одной из причин ухудшения состояния растительности, является подщелачивание почв. В придорожной полосе МКАД, наиболее подверженной засолению, в некоторых точках установлены значения рН=8-9, что существенно превышает величину этого показателя для лесных дерново-подзолистых почв (рН=5-5.5). Экспериментально доказано, что одной из причин подщелачивания почв является солевое загрязнение, в результате которого происходит замещение протонов в почвенном комплексе ионами натрия.

Загрязнение придорожной полосы МКАД тяжелыми металлами несколько уступает по своим масштабам солевому загрязнению. При оценке почвенного загрязнения установлено, что превышение уровня ПДК по свинцу существует на площади 2 км², большая часть которой приходится на центральный и юго-восточный отрезки МКАД в немосковской части парка. Средняя ширина полосы загрязнения составляет здесь 150-200 м (рис. 6). Загрязнение проникает на глубину до 40 см, причем значительная доля свинца и цинка (до 20-40%) находится в виде подвижных форм (рис. 7).

Подсчеты количества основных загрязнителей показали, что в почвах в пределах загрязненной площади накоплено до 20 т техногенного свинца и 40 т техногенного цинка.

Загрязнение растительности тяжелыми металлами охватывает большую площадь, чем загрязнение почв. Это связано с частичным поглощением загрязнителей напрямую листвой и хвоей деревьев. Выполненные эксперименты по обработке проб хвои ели хлороформом показали, что доля металлорганических соединений свинца, поступающего с выхлопами от автотранспорта и аккумулируемых растительностью, составляет 60-80%.

Основное загрязнение хвои ели свинцом зафиксировано с немосковской стороны МКАД (рис. 6). Ширина полосы загрязнения в районе ее центрального и юго-восточного отрезков достигает 400 м. Загрязнение цинком ели более симметрично и протягивается равномерной полосой с обеих сторон автомагистрали. Загрязнение березы свинцом выявлено непосредственно рядом с МКАД только в московской части парка. Степень концентрации тяжелых металлов в загрязненной хвое ели и листьях березы в среднем в 2-3 раза превышает фон, и уступает по своей интенсивности загрязнению растительности хлором, вследствие чего признано менее опасным.

Солевое загрязнение по своим масштабам и интенсивности превосходит загрязнение тяжелыми металлами и является главной причиной деградации почв и растительности на участках, прилегающих к транспортным магистралям (табл. 8).

Таблица 8

Параметры геохимических аномалий натрия, хлора, свинца и цинка в опробованных горизонтах почв

Воздействие МКАД на лесную растительность фиксируется и по ряду других показателей (суммарному показателю загрязнения, отношению Fe/Mn в растительности), каждый из которых отражает существующее критическое состояние растений в полосе шириной 30-50 м и неблагоприятное - в полосе 150-200 м.