Почвы городских территорий

Разнообразие природных условий на Земле привело к формированию не­однородного почвенного покрова с определенной закономерностью смены типа почв по природным зонам и в связи с высотной зональностью. В любой точке

Раздел 2. Геологическая среда города

местности почва также неоднородна и характеризуется дифференциацией про­филя на более или менее четко выраженные генетические горизонты. Пример дифференцированного почвенного профиля представлен на рис. 2.1.

Рис. 2.1. Схема строения почвенного профиля:

А, — гумусово-аккумулятивный горизонт; А₂ — элювиальный горизонт; А₂В — элювиально-иллювиальный горизонт; В — иллювиальный горизонт; С — материнская порода

На формирование определенного типа почвы и почвенного профиля вли­яют климат, материнские горные породы, которые ее подстилают, рельеф, характер водообменных процессов, тип природной растительности, харак­терной для данной климатической зоны, животные и микроорганизмы, оби­тающие в почве. Типичными для Украины являются черноземы, серые и бу­рые лесные, каштановые и дерново-подзолистые почвы.

В последние столетия важным фактором почвообразования стала дея­тельность человека. На урбанизированных территориях, по сравнению с при­родными, антропогенный фактор в почвообразовании можно считать веду­щим.. Для городов характерны так называемые техноземы — почвы, создава­емые человеком в процессе рекультивации тех или иных объектов или хозяйственного освоения участков земли. Техноземы частично наследуют свойства зональных нарушенных почв и горных пород, частично формиру­ются под влиянием мощной техники, используемой при укладке почвенного слоя. Для них характерно отсутствие четко выраженных горизонтов, зачас­тую мозаичный характер окраски, повышенная плотность и, соответственно, меньшая пористость.

Полнопрофильные почвы, близкие к естественным, могут сохраняться в городе в зоне лесопарков и старых парковых насаждений.

Вне зависимости от типа почв основным свой ством,,jto_ которому прово-дится^их^оценка^ является плодородие^ Плодородие почв обусловлено наличи­ем в их составе органических и минеральных питательных веществ, определен­ными параметрами структуры, поддерживающими нормальный газообмен и

32 Экология города

водообмен, физико-химическими характеристиками (концентрацией водород­ных ионов и солевым режимом), поддерживающими нормальное протекание физиологических процессов в растениях. Плодородие почвы обеспечивает оп­ределенную биологическую продуктивность природной растительности и уро­жай сельскохозяйственных культур. Являясь важнейшим звеном биологичес­кого круговорота веществ, почва продуцирует основной пищевой и энергети­ческий материал для остальных обитателей планеты. При этом она выполняет функции регулятора, поддерживающего естественный состав атмосферы за счет преобразования отмирающей биоты и продуктов производственной деятель­ности человека. Именно эта сторона участия почвы в биологическом кругово­роте веществ делает ее важнейшей составляющей экосистем городов. _Исполь-зование почв в городах, как правило, имеет несельскохозяйственный характер. Важнейшее направление их использования — создание парков, скверов, газо­нов, покрытий для спортивных сооружений. Дерновый слой почвенного про­филя используют для крепления откосов при строительстве транспортных вы­емок, насыпей и т.п. Неплодородные почвы наряду с суглинками и другими грунтовыми материалами применяют для оснований при строительстве зда­ний. Благодаря высокой поглотительной способности почва выполняет роль фильтра для очистки поверхностного стока. Глины и суглинки используют для противофильтрационных экранов полигонов захоронения бытовых и произ­водственных отходов.

Загрязнение почв. 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.

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

Биологическое загрязнение связано с привнесением 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.

Рассмотрим более детально процессы химического загрязнения почв.

На урбанизированных территориях загрязнение почв обычно происходит в результате выбросов промышленных предприятий, транспорта, предприя­тий теплоэнергетики, утечек из канализации и отстойников, воздействия про­мышленных и бытовых отходов, а также в определенной мере за счет исполь­зования удобрений и пестицидов.

Раздел 2. Геологическая среда города

Выбросы промышленных предприятий являются источником загрязне­ния почв городских территорий тяжелыми металлами, канцерогенными ве­ществами, соединениями азота и серы. Однако данных, позволяющих оце­нить корреляционные связи между содержанием химических элементов в выбросах, их концентрацией в атмосферном воздухе, в выпадениях на поверх­ность земли и степенью загрязнения почв, недостаточно. Поэтому оценить зависимость распределения химических элементов в выбросах и выпадениях из воздушных потоков можно лишь приближенно.

График на рис. 2.2 отражает количественную связь между концентрацией свинца в составе выброса предприятия цветной металлургии, в пыли, осаж­денной снегом из атмосферного воздуха, и в почве.

Рис. 2.2. Зависимость между содержанием свинца в атмосферном воздухе (х, мг/м³), в снежном покрове (у,, мг/м³) и в почве (у₂, мг/м³) (по Саету, 1990)

Иловые осадки станций биологической очистки сточных вод и компост из городских бытовых отходов содержат большое количество органических и питательных для растений минеральных веществ, поэтому их используют как удобрение. Однако они, как правило, содержат многие металлы в концентра­циях, которые являются токсичными (табл. 2.1).

При внесении в почвы иловых осадков и компоста в дозах, определяемых по их удобрительной ценности, можно прогнозировать увеличение содержа­ния токсичных элементов в почвах в несколько раз.

Внесение отходов с повышенным содержанием токсичных элементов как удобрений приводит к концентрации металлов в растениях. На рис. 2.3 показан уровень накопления химических элементов в салате при выращивании его на участках с использованием компоста из городских бытовых отходов.

Более предпочтительным является использование удобрений, получен-! ных на основе городских отходов, для повышения плодородия почв город­ских зеленых насаждений.

Поступление загрязняющих химических веществ из почвы в организм человека связано с процессом их миграции по биологическим цепям: почва

Экология города

— растение — человек, почва — растение — животное — человек; почва вода — человек; почва — атмосферный воздух — человек.

Таблица 2.1. Содержание химических элементов в иловых осадках городских сточных вод очистных сооружений (по Саету, 1990)