Александр Челноков - Экология городской среды

Хозяйственная и строительная деятельность человека в течение исторического времени существования города значительно, а иногда практически полностью меняет первоначальный естественный рельеф местности, что выражается в перепланировке и выравнивании поверхности, исчезновении долинно-балочной разветвленной сети и создании антропогенного (техногенного) рельефа.

Антропогенный ( техногенный ) рельеф – совокупность форм земной поверхности, измененных или созданных человеком. Различают стихийно возникающие и сознательно созданные формы антропогенного рельефа (Реймерс, 1990).

Изменение рельефа происходит при вертикальной планировке, застройке и благоустройстве территории, добыче полезных ископаемых. Это связано со срезкой, подсыпкой и перемещением грунтов; складированием отвалов грунта, твердых промышленных и иных отходов; террасированием склонов; устройством выемок; опусканием и просадкой поверхности земли; засыпкой оврагов, болот и т. д.

Рельеф города непосредственно влияет на водную и воздушную миграцию загрязняющих веществ.

Влияние процессов искусственного рельефообразования на территории городов неоднозначно: выравнивание крутизны склонов и перепада высот вследствие засыпки оврагов, балок, промоин и других элементов естественного рельефа, планировка и намыв строительных площадок, с одной стороны, снижают интенсивность склоновых и эрозионных процессов, с другой стороны – снижают дренирующие возможности территории, изменяют естественные области разгрузки подземных вод, что приводит к формированию верховодки, повышению уровня грунтовых вод и к подтоплению территории.

На территории городов почвы подвергаются загрязнению , которое можно подразделить на механическое, химическое и биологическое.

Механическое загрязнение заключается в засорении почв крупнообломочным материалом в виде строительного мусора, битого стекла, керамики и других относительно инертных отходов. Это оказывает неблагоприятное влияние на механические свойства почв и снижают эстетические свойства природных объектов.

Химическое загрязнение почв связано с проникновением в них веществ, изменяющих естественную концентрацию химических элементов до уровня, превышающего допустимые, следствием чего является изменение физико-химических свойств почв. Этот вид их загрязнения является наиболее распространенным, долговременным и опасным.

Биологическое загрязнение связано с проникновением в почвенную среду и размножением в ней опасных для человека организмов. Бактериологические, гельминтологические и энтомологические показатели состояния почв городских территорий определяют уровень их эпидемиологической опасности. Эти виды загрязнения подлежат контролю, прежде всего на территории селитебных и рекреационных зон.

Для городских условий загрязненные почвы рассматривают прежде всего как источник вторичного загрязнения атмосферного воздуха. На основе сопряженных геохимических и гигиенических исследований установлена возможность использования уровня химического загрязнения почв как индикатора неблагополучного состояния атмосферы и оценки степени опасности загрязнения территории для здоровья населения. Исходной величиной для оценки уровня загрязнения почв в этом случае является значение фоновой концентрации рассматриваемого вещества в почвах региона. Обычно такие подходы используют при анализе загрязнения территории тяжелыми металлами и другими токсичными элементами.

Геохимический фон – среднее содержание химического элемента в почвах по данным изучения статистических параметров его распределения. Геохимический фон является региональной или местной характеристикой почв и пород.

Участок территории, в пределах которого статистические параметры распределения химического элемента достоверно отличаются от геохимического фона, называется геохимической аномалией.

Геохимические аномалии, в пределах которых содержание загрязняющих веществ достигает концентраций, оказывающих неблагоприятное влияние на здоровье человека, называют зонами загрязнения.

Уровень загрязнения характеризуется величиной коэффициента концентрации K C i, которую определяют из соотношения

K Ci = C i / C ф i ,

где С i– концентрация i -гo загрязняющего вещества в почве; C ф i– фоновая концентрация i -гo загрязняющего вещества, мг/кг почвы.

Загрязнение обычно бывает полиэлементным, и для его оценки рассчитывают суммарный показатель загрязнения, представляющий собой аддитивную сумму превышений коэффициентов концентраций над фоновым уровнем:

где К с– коэффициент концентрации /-го элемента; п – число элементов; К с> 1.

Химические элементы, условно называемые тяжелыми металлами (свинец, цинк, медь, кадмий, ванадий и др.), не только сами являются опасными для здоровья человека, но и служат индикаторами присутствия более широкого спектра загрязняющих веществ (газов, органических соединений).

Величину суммарного показателя загрязнения почв используют для оценки уровня опасности загрязнения территории города. Значения суммарного показателя загрязнения до 16 соответствуют допустимому уровню опасности для здоровья населения; от 16 до 32 – умеренно опасному; от 32 до 128 – опасному; более 128 – чрезвычайно опасному.

Также в качестве показателя степени загрязнения почв применяется коэффициент концентрации загрязнения (ККЗ) почвы, вычисляемый по формуле

где ККЗ. – коэффициент концентрации загрязнения для /-го вещества; ПДК. – предельно-допустимая концентрация /-го вещества; х. – содержание /-го загрязняющего вещества; – фоновое содержание этого вещества в почве.

Геохимическое изучение почв в городе на регулярной основе позволяет получить пространственную структуру загрязнения селитебных территорий и выявить участки, проживание на которых сопряжено с наибольшим риском для здоровья населения.

Наибольшее внимание вызывают вопросы загрязнения почв городов тяжелыми металлами, так как их поступление в организм человека обуславливает возникновение ряда неизлечимых соматических и генетических заболеваний.

В настоящее время для многих крупных городов мира составлены картосхемы и кадастры загрязнения почв тяжелыми металлами, такими как Pb, As, Си, Zn, Cd, Ni, Hg.