Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов (ГЗ)НИР

Anthropogenic geochemical transformation of the components of landscapes

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов
Результаты этапа: По результатам исследований можно сделать вывод о том, что для дорожной пыли г. Москвы основными поллютантами частиц РМ1 являются Sb, Zn, Cd, Cu, Mo, W, Sn, Pb, Bi. Наиболее сильно РМ1 загрязнены в центральной части города из-за большого количества автомобилей и дорожных заторов. С уменьшением размера дороги и интенсивности движения транспорта обогащенность ТММ фракции РМ1 снижается. Однако из-за эффекта «ловушек» сильно загрязнены РМ1 в пределах дворов жилых домов, создавая высокий риск здоровью населения. В системе «почвы – дорожная пыль – РМ10 почв – РМ10 дорожной пыли» выявлено совместное накопление W–Sb–Sn–Mo–Zn–Cu, что указывает на общие источники ТММ и обмен веществом и ТММ между изученными компонентами. Наибольшую экологическую опасность представляют Zn, Ni и Cu c близкой к 100% частотой превышения ПДК во всех изучаемых компонентах. Дополнительную экологическую опасность создают высокие концентрации Pb, As, Cd и Sb в тонкодисперсных фракциях почв и пыли. Разработанный подход к изучению макро- и мезомасштабных источников загрязнения городской среды был применен для изучений изменения качества воздуха в Московском мегаполисе во время ограничительных мер и показал свою эффективность в оценке качества воздуха. Показано, что качество воздуха в значительной степени определяется массовыми концентрациям мелкодисперсных частиц размером менее 2.5 микрон (PM2.5) и менее 10 мкм. Техногенные аномалии ПАУ в верхних горизонтах почв г. Северобайкальска расположены в непосредственной близости от оз. Байкал, что создает опасность поступления полиаренов в воды озера Байкал и загрязнения его уникальной экосистемы. Максимальное загрязнение ПАУ характерно для селитебной усадебной и промышленной зон, при этом сумма 2-4-кольчатых ПАУ в 1,5-2,9 раза превышает сумму 5-6-кольчатых. По экологической опасности загрязнения ПАУ почв выделено 4 категории городских территорий: первая (42,6 % площади) со слабым загрязнением (ниже ПДК), вторая (34 %) – с допустимым (до 2 ПДК), третья (17%) – с опасным (2-5 ПДК) и четвертая (6,4%) – очень опасным загрязнением (более 5 ПДК), представляющим угрозу для здоровья жителей. Основными техногенными источниками загрязнения почв в г.Байкальск являются выбросы и отходы БЦБК, Байкальской ТЭЦ, авто-и железнодорожного транспорта. В отходах БЦБК (шлам-лигнин) преобладает бенз(б)флуорантена (83% от суммы ПАУ). Зола ТЭЦ имеет высокие содержания нафталина и его гомологов (24 и 34%) и бенз(б)флуорантена (16% от суммы ПАУ). В выбросах авто- и железнодорожного транспорта содержится наиболее широкий спектр ПАУ (нафталин, фенантрен, антрацен, пирен, флуорен, хризен, бенз(а)пирен и бенз(ghi)перилен). В городских почвах доминируют нафталин, его гомологи и фенантрен. Легкие 2-3-кольчатые ПАУ в почвах превышают фоновые концентрации в среднем в 13 раз. Среди тяжелых ПАУ высокие содержания выявлены у бенз(б)флуорантена, хризена и дибензо(ah)антрацена. Техногенные аномалии ПАУ в почвах приурочены преимущественно к транспортной и промышленной зонам. В них доминируют высокомолекулярные ПАУ – флуорантен, содержащийся в выбросах ТЭЦ и бенз(б)флуорантен, поступающий с выбросами автотранспорта. Сумма ПАУ, выраженная через бенз(а)пирен-эквиваленты, превышает ПДК по бенз(а)пирену в почвах на 84 % городской территории в среднем в 67 раз. Для районов падений ступеней ракет показано, что почвы загрязнены углеводородами после падения отработавших первых ступеней РН «Союз», в почвах техногенных участков фиксируются изменения концентраций анализируемых показателей как относительно фона, так и относительно величины ПДК. При этом химические свойства почв незначительно отличаются от фоновых территорий по исследованным показателям. На местах падения первой ступени ракеты-носителя «Протон» формируются участки химического загрязнения снега высокотоксичными азотсодержащими компонентами ракетного топлива и продуктами их трансформации. В районах падения второй ступени в 2010–2019 гг. не установлено фактов загрязнения снега компонентами ракетного топлива и продуктами их трансформации. Содержание NOх–, NH4+ и величина рН соответствуют природному фону или существенно ниже его. Всё это показывает, что районы падения первой ступени ракет-носителей «Протон», запускаемых с космодрома Байконур, нельзя считать зонами экологического бедствия, так как здесь не выявлено фактов глубокого необратимого изменения состояния окружающей среды. Вместе с тем в местах падения фрагментов первой ступени высок риск загрязнения экосистем азотсодержащими веществами – продуктами трансформации топлива ракеты-носителя «Протон». Районы падения второй ступени можно рассматривать как фоновые территории для характеристики уровней концентрации азотсодержащих веществ в снеге. Посттехногенная трансформация дерново-подзолов в зоне влияния отвалов угольных шахт обусловлена, прежде всего, изменением жидкой фазы почв – подкислением и ростом минерализации ПР, а также обогащением его ионами SO42-, Al3+, Fe2+ и Fe3+. Трансформация ПР вызывает изменения состава обменных катионов, в составе которых отмечается рост доли обменных Al3+ и H+, а также появление Fe2+ и Fe3+. Вследствие техногенно-спровоцированного ионного обмена, почвы приобретают очень низкую степень насыщенности основаниями (менее 20%). По интенсивности кислотного гидролиза и альфегумусового процессов трансформированные дерново-подзолы южной тайги в зоне влияния породных отвалов угольных шахт оказываются близки с подзолами средней и северной тайги. Почвы Атырауской области Казахстана были разделены на пять категорий с разным уровнем устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами. Преобладают почвы, относящиеся к 4 категории со средней или высокой интенсивностью разложения и слабой интенсивностью миграции углеводородов. Самые устойчивые к углеводородному загрязнению (1 категория) – почвы светло-каштановые, лугово-каштановые, бурые пустынные малоразвитые щебнистые, пески боровые, пески пустынно-степные. Самые неустойчивые (5 категория) – солончаки приморские. Месторождения нефти Атырауской области расположены на почвах с разной степенью устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами, но основная их часть на почвах, относящихся к 4 категории. Создана карта потенциальной устойчивости почв территории области к углеводородному загрязнению. Установлено, что засоленность почвообразующих пород и выклинивание грунтовых вод являются источником засоления и гипсоносности почв шлейфовой зоны подгорной Голодностепской равнины на территории Джизакской степи. Для исследованных пахотных почв Среднерусской возвышенности показано, что нафталин – фенантреновая ассоциация полиаренов является преобладающей ассоциацией ПАУ. Средние значения суммарного содержания полиаренов составляют 36 нг/г на глубине 0 – 25 см и 31 нг/г на глубине 25 – 50 см. Токсичные бенз(а)пирен и бенз(ghi)перилен обнаружены в почвах только вблизи железной дороги (на расстоянии менее 1 км от источника загрязнения). По газовому состоянию (как качественно, так и количественно) почвы на участках «лес», «подрост» и «разнотравье» существенно отличаются друг от друга. по Наибольшее разнообразие изучаемых компонентов отмечено в почвах подроста, а наименьшие значения содержания газов и их разнообразия отмечены под лесом. Четкая реакция микрофототрофов на антропогенные нарушения почвы на ценотическом уровне, продемонстрированная на примере альго-цианобактериальных сообществ НУС «Сатино», подтверждает возможности альгоиндикации при изучении биологической активности почв. Применение статистических методов показало, что в пределах автоморфных ландшафтов южной тайги с зональной растительностью формируются квазиоднородные почвы с относительно стабильным элементным составом верхних и срединных горизонтов. В оценке латеральной геохимической структуры наиболее контрастным и гетерогенным звеном являются почвы полугидроморфных ландшафтов. Примесь минерального вещества и разный состав разлагающихся органических остатков определяют неоднородность элементного состава торфяного горизонта. Учет этой неоднородности при расчете коэффициентов латеральной дифференциации повышает надежность выводов о латеральной геохимической структуре лесных ландшафтов. Исследование палеопочв курганов показалио что климатические условия периода, предшествовавшего созданию кургана (ранее 3800 лет назад), были более засушливыми по сравнению с современными. Однако более ранние эпизоды усиления засушливости климата были сравнительно кратковременными: они отражались на перестройке карбонатных профилей черноземов, но не влияли на заметное изменение мощности гумусовых горизонтов и гумусированной части профиля черноземов. Выявлено, что антропогенное влияние фиксируется в торфяной толще пальза Большеземельской тундры, что отражается на содержании главным образом, в верхних слоях торфа и подтверждается наличием в приповерхностной пробе максимума флуорантена, который в работе отнесен к «техногенным» ПАУ. Также к техногенным может быть отнесен бенз(а)антрацен, который является преобладающим ПАУ в слое торфа до нижней границы сезонно-талого слоя. Более глубоко залегающая часть торфяного материала и ПАУ в ней имеют природное происхождение. Это относится и к резким максимумам концентрации ПАУ (260 и 360 нг/г), находящимся на глубине 61 и 87 см, которые могут быть следствием природных палеопожаров, на это указывают и минимальные значения изотопного состава углерода. Минерализация позднеплейстоценового жильного льда Батагайской едомы составляет от 66,56 до 424,8 мг/л (лед преимущественно пресный), по ионному составу лёд гидрокарбонатно-кальциевый и соответствуют снегу, сформированному под воздействием континентальных солей. Исследование содержания макроэлементов в растворённой и взвешенной форме во льду показало, что доля Са, содержащегося в растворенной форме, составляет не более 20-30%, доля содержания Mg, K, Na, Al, Fe, Mn, Sr, Ba во взвешенной форме более 90%. Распределение макроэлементов в растворенной и взвешенной форме совпадает в повторно-жильных льдах и воде ближайших рек. Проведенный анализ показал разнообразие почвенных карт в региональных атласах, уровня их информативности, современности, наглядности. Значительная часть проанализированных карт продолжает и развивает традиции отечественной почвенной картографии. Выявлены недостатки, такие как несоответствие современным требованиям, не в полной мере используются возможности компьютерных технологий при составлении и оформлении карт в современный период. Цифровые базы данных обладают большей информативностью по сравнению с традиционными картами, что обусловлено возможностью хранения и обработки информации в ГИС в исходном виде по каждому отдельно взятому элементу регулярной сетки. Сведения об изменениях скорости круговорота органического углерода в почвах при трансформации типов землепользования пополняют базу данных, необходимую для разработки прогнозов и управления состоянием природной среды. Вычисленные по данным многозональной съемки спектральные индексы позволяют в районах завершенной добычи полезных ископаемых выделить участки техногенных нарушений и оценить пространственную неоднородность почвенного покрова. Полученные данные подтверждаются результатами полевых исследований. Установлено, что по ДДЗ могут быть выявлены различия в условиях увлажнения как ключевого фактора дифференциации физико-химических свойств почв в районах завершенной угледобычи. Сформирован перечень спектральных индексов, наиболее эффективных для выявления по ДДЗ запечатанных поверхностей. Установлено, что с большей достоверностью запечатанные поверхности на городских территориях выделяются по весенним снимкам Sentinel 2. Для разработки теории минерального происхождения нефтяных и газовых месторождений создана модель морфоструктурного районирования бассейна и его частей по формализованным информативным признакам рельефа с использованием картографических материалов и космических снимков. В результате создаются региональные и локальные модели современной блоковой структуры земной коры региона в масштабах от 1:1000000 до 1:50000, на которых выделяются морфоструктурные узлы, отражающие наиболее вероятные каналы миграции углеводородов. В узлах крупного нефтегазонакопления сосредоточено не менее 90% углеводородных ресурсов бассейна, занимающих не более 5-10 % его территории или акватории. Выполнен комплекс гидрогеохимических исследований, направленных на оценку экологического состояния р. Москвы. Влияние Московского мегаполиса на содержание ПТЭ в воде, взвеси и донных отложениях р. Москвы выражается в существенном увеличении их концентраций в нижнем течении как в половодье, так и в межень. В растворенной форме наиболее активно накапливаются W, Cs, Ni, Cd, Rb, Al; во взвешенной – Bi, W, Rb, Ni, Cr, Pd, Cu, Pb; в донных отложениях – Zr. Тем не менее, уровень загрязнения ПТЭ воды и взвеси по большинству из них либо не достигает ПДК, либо незначительно превышает нормативы. Однако, с учетом повторяемости эпизодов загрязнения в разные сезоны (по CCME WQI), нижнее течение реки Москвы можно отнести к категориям «загрязненных» и «умеренно загрязненных» вод. Установлено, что среди крупных дельт рек юга России наименьшими содержаниями ТММ и ПАУ в компонентах аквальных ландшафтов характеризуется дельта Волги. В дельте Кубани относительно повышено содержание взвешенных форм Ni и As, в дельте Дона – растворенных форм Cr, Zn, As, Mo, Pb, U и взвешенных форм Mn, Zn и As. В ряду Волга – Кубань – Дон возрастает содержание суммы ПАУ в речной взвеси и донных отложениях. Потоки сумм ПАУ в дельтах рек соизмеримы, несмотря на большие различия в расходах воды и взвешенных наносов.
2 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов
Результаты этапа: Впервые проведена эколого-геохимическая оценка загрязнения почв г. Байкальска широким спектром ТММ. Показано, что в почвах накапливаются все рассматриваемые ТММ, за исключением Mo. Под влиянием автотранспорта и отходов БЦБК они образуют локальные техногенные аномалии с превышением фона в среднем в 3-5 раз. Степень загрязнения ТММ почвенного покрова г. Байкальска слабая, 92 % территории относится к категории низкого суммарного загрязнения почв ТММ. Участки высокого и среднего загрязнения почв полностью приурочены к зоне захоронения отходов БЦБК. К основным источникам загрязнения в г.Москва относятся: транспорт, городская пыль, промышленные выбросы, сжигание биомасс, вторичные аэрозоли, засоление. Москва находится под значительным влиянием эмиссий от сжигания биомасс в весенне-осенний период. Уровни концентрации РМ10 РМ2.5 соответствуют городскому фону. Установлено, что в пределах г. Улан-Удэ в коре тополя усиливается накопление Cr, Ni, W, Mo, Pb, As, Cd, Sn, Bi. В группу сильного и энергичного бионакопления ПТЭ входят катионы Ni, Cu, Zn, Cd, которые в условиях кислой реакции среды наиболее миграционно способны, и анионы Sb и Мо. Предложены параметры усовершенствования российской системы нормирования качества почв по содержанию химических элементов при обосновании предельно допустимых концентраций для функциональных зон города. Для областей падения ступеней ракет-носителей показано, что воздействие возгорания растительности слабой интенсивности при приземлении отработавшей первой ступени ракет-носителей может в слабой степени сказываться на свойствах бурых пустынно-степных почв и солонцов Центрального Казахстана. Показано, что оказываемое в настоящее время в районах падения РН техногенное воздействие от ракетно-космической деятельности не приводит к масштабной деградации экосистем. Полученные данные о фоновых уровнях содержания элементов в гранулометрических фракциях гумусовых горизонтов почв южной тайги позволили типизировать их распределение, и показать, что в отсутствии техногенного воздействия, в качестве фракции-носителя в подзоне южной тайги практически для всех элементов выступает илистая фракция, и, отчасти, мелкопылеватая и песчаные фракции. Крупнопылеватая фракция является фракцией-концентратором для элементов акцессорных минералов Zr и Нf и деконцентратором для Sn, Bi, Sb, As, Mn, Fe, Mo, Co. Cr, Ni. Воздействие дренажных вод от отвалов сульфидсодержащих пород приводит к формированию в черноземной зоне нетипичных для данных физико-географических условий техногенных кислых солончаков. Оценка влияния сернокислых стоков на почвенный биоценоз на территории Подмосковного буроугольного бассейна на черноземе выщелоченном и лугово-черноземной почве показала, что исследованные почвы обладают высокой буферностью к кислотному воздействию. Исследование засоления, гипсоносности, загрязнения тяжелыми металлами почв Джезказганского Ботанического сада (Республика Казахстан) при орошении показали, что почвы не испытывают вторичного засоления и осолонцевания. В то же время изменились формы нахождения гипса в почвах: понизился уровень залегания инкрустационных новообразований и сформировался горизонт мучнистого гипса с содержанием его до 40%. Показана высокая индикационная значимость цианобактериально-водорослевых сообществ и перспективность их исследования для выявления уровней биологической активности почв, характера и степени их нарушенности и скорости восстановления. Установлены черты сходства и отличия в сезонной динамике исследованных газов под различными угодьями. Наиболее длительный период пиковых значения содержания газов отмечен в почвах подроста, а наименьший - под лесом. Исследована барьерная роль лесополос по отношению к полиаренам, показано, что по мере удаления почв от источника поступления полиаренов происходит уменьшение запасов техногенных бенз(а)пирена, бенз(ghi)перилена как в почвах пашен, так и в почвах под лесополосами. Показано изменение морфологических и химических свойств почв, испытавших воздействие лесных пожаров. Выявлено, что общее содержание почвенного углерода после пожара не изменилось, снизилось содержание лабильного углерода, углерода микробной биомассы, лабильного азота и аммонийного азота. Общее содержание изученных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) снизилось в результате пожара в 1.5-2 раза, концентрация тяжёлых 4-6-ядерных ПАУ увеличилась. Установлено, что если темпы современного лесопользования сохранятся и в дальнейшем, а посадки ели более 60 лет вновь будут вводится в лесооборот, то можно предположить определенную цикличность в смене почвенного покрова антропогенно-измененных лесов юго-западного Подмосковья. Установлено, что климат первого века новой эры в пределах Воронежской и Липецкой областей характеризовался повышенной континентальностью, приведшей к окарбоначиванию почв открытых травянистых ландшафтов, уменьшению мощности их гумусово-аккумулятивных профилей, и, как следствие, к снижению почвенного плодородия и к деградации природно-ресурсного потенциала территории. ГИС-картографирование позволило выявить структуры земельного покрова, формирующиеся при различных сценариях саморазвития пост-техногенных ландшафтов в районах завершенной угледобычи. Установлено, что такие территории характеризуются сложной структурой земельного покрова, отражающей техногенное воздействие угледобычи, связанное с формированием отвалов отработанной породы и просадок над выработанными шахтными полями. Анализ разновременных ДДЗ применительно к городским территориям позволил оценить влияние урбанизации на изменение структуры земельного покрова. Показано, что активное развитие аласов в низовьях р.Колымы и преимущественно сингенетический рост в них повторно-жильных льдов происходили в течение второй половины гренландского периода и большей части северогриппианского периода голоцена. В течение мегхалайского периода голоцена интенсивность развития аласов с повторно-жильными льдами на водоразделах заметно понизилась. Установлено, что среднеянварская температура воздуха в течение голоцена варьировала от –41 до –33 °С. Установлено, что сингенетические повторно-жильные льды верхней части разреза едомной толщи в долине р. Вилюй, близ пос. Кысыл-Сыр, центральная Якутия, формировались около 22.5–22.3 тыс. калибр. лет назад, среднеянварская температура воздуха в этот период варьировала от –44 до –42°C. В структуре почвенного покрова УНП Хановей преобладают почвы, генетический профиль которых в основном сформирован различными криогенными процессами – криометаморфизацией (криометаморфические почвы), криогенезом (криогенные почвы – криозёмы). Также в неё встраиваются сочетания торфяно-глеевых почв (торфяно-глеезёмов) с относительно невысокой мощностью торфяного горизонта и торфяные олиготрофные почвы на сухих торфяниках, мощность торфа в которых достигает нескольких метров. Криогенные почвы в пределах Чарской котловины (Забайкалье) в постпирогенном редкостойном лиственничнике на надпойменной террасе р. Чары, были отнесены к типу глеезёмов, подтипы – криогенно ожелезнённый криотурбированный мерзлотный и криогенно-ожелезнённый постпирогенный мерзлотный. Анализ уровней содержания, форм нахождения и потоков растворенных и взвешенных веществ позволили выявить преимущественно анионогенную (U, Mo, As, Sb, V) геохимическую специализацию вод р. Селенги – главного притока оз. Байкал. В устьях рек в потоках Mo, U, Cu значительную роль играют растворенные формы миграции, для Fe и Mn превалируют взвешенные формы. Выполнено уточнение и обновление трех главных диагностических элементов в классификации почв России - горизонтов, признаков и пород, что необходимо для следующего закономерного цикла обновления классификации. Проведенный картоведческий анализ показал разнообразие почвенных карт в региональных атласах, однако их концептуальный и технический уровень не всегда соответствует современным требованиям к почвенным картам.
3 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов
Результаты этапа: Применение технологии изучения состава аэрозолей и определения потенциальных источников загрязнения воздуха крупных городов позволило определить периоды воздействия локальных и региональных источников загрязняющих веществ, выявить как фоновые концентрации веществ в городских аэрозолях Москвы и Нового Уренгоя, так и максимальные концентрации в периоды загрязнений. Для юго-западного округа г.Москвы установлено, что для микрочастиц системы «снег-дорожная пыль-почвы-донные отложения» характерен общий парагенезис Cd-Sb-Zn связанный с транспортными и промышленными выбросами. Фракция РМ10 снеговой пыли и фракции РМ1 и РМ1-10 дорожной пыли в бассейне р.Сетуни представляют наибольшую экологическую опасность. Во всех средах частицы РМ1 и РМ1-10 обогащены ТММ по сравнению с фракцией РМ1000. Во фракции РМ10 снеговой и дорожной пыли, почв и донных отложений выявлена универсальная геохимическая ассоциация Cd-Sb-Zn, обусловленная транспортными и промышленными выбросами, загрязнение тонких фракций ТММ всех сред превышает валовое загрязнение. Для Москвы показано, что кислотность почв фоновых участков ниже, чем почв зон интенсивного воздействия автотранспортной инфраструктуры. Ряд элементов в почвах придорожных территорий (S, Ca, Cu, Zn, Fe, Sr, Pb) характеризуется увеличением содержания в 2–15 раз по сравнению с фоном, для группы элементов Zr, Nb, Y, Rb отмечено их снижается в 1,9–3,2 раза относительно фона, что может быть связано с усилением выноса из-за влияния противогололедных реагентов. Для г. Серпухова установлено, что наибольшие изменения в микроэлементном составе листьев одуванчика наблюдаются в концентрациях двух катионных (Bi, Pb) и четырех анионных (W, V, Cr, As) элементов, которые присутствуют в выбросах большинства предприятий и автотранспорта. Ассоциация Sc–Fe–V–Cr–Ni–Co в листьях одуванчика аналогична по составу ассоциации в почве, что свидетельствует о преимущественном поглощении этих элементов корнями. Доля городских растений с чрезвычайно высокой степенью геохимической трансформации составляет 9%, они образуют несколько контрастных полиэлементных аномалий в разных частях города. Наибольший дисбаланс элементов, превышающий физиологический оптимум более чем в 7 раз, наблюдался в промышленной и транспортной зонах. Для г. Байкальска показано, что основными техногенными источниками загрязнения почв ПАУ являются выбросы и отходы БЦБК, Байкальской ТЭЦ, авто и железнодорожного транспорта. В шлам-лигнине преобладает бенз(б)флуорантена (83% от суммы ПАУ). Зола ТЭЦ имеет высокие содержания нафталина, его гомологов (24 и 34%) и бенз(б)флуорантена (16% от суммы ПАУ). В выбросах авто-и железнодорожного транспорта содержится наиболее широкий спектр ПАУ: нафталин, фенантрен, антрацен, пирен, флуорен, хризен, бенз(а)пирен и бенз(ghi)перилен. В городских почвах доминируют нафталин, его гомологи и фенантрен. Легкие 2-3-кольчатые ПАУ в почвах превышают фоновые концентрации в среднем в 13 раз. Содержание ПАУ резко возрастает в почвах транспортной и промышленной зон. Техногенные аномалии ПАУ в почвах приурочены преимущественно к транспортной и промышленной зонам. В них доминируют высокомолекулярные ПАУ – флуорантен, содержащийся в выбросах ТЭЦ и БЦБК и бенз(б)флуорантен, поступающий с выбросами автотранспорта. Сумма ПАУ в почвах, выраженная через бенз(а)пирен=эквиваленты, превышает ПДК по бенз(а)пирену на 84 % городской территории в среднем в 67 раз. На территории г.Таганрога свойства и состав снежного покрова существенно трансформируется: увеличивается пылевая нагрузка и минерализация, происходит подщелачивание за счет пылевых выпадений. Техногенная геохимическая специализация снеговой взвеси определяется преимущественно накоплением Mn, Zn, Cr, Cu, W, Ca. Наиболее высокое содержание ТММ выявлено в промышленной и припромышленной рекреационной зонах. Для поверхностных горизонтов почв и техногенных поверхностных образований (ТПО) природно-техногенных ландшафтов районов угледобычи установлено, что низкие значения величины рН (до 3,5 ед.), повышенное содержание серы (до 0,55%) и малое количество доступной органики (незадернованные поверхности) ингибируют интенсивность биохимического окисления органических веществ. Планирование поверхности отвалов, изоляция суглинками поверхностных почвенных горизонтов от токсичных, в том числе кислых пород, и мероприятия по фитомелиорации создают благоприятные условия для развития почвенного микробоценоза. Рекультивация создает благоприятные гидротермические и физико-химические факторы для протекания процессов биохимического окисления органических веществ, а фитомелиорация приводит к накоплению в почвах легкодоступных для окисления органических веществ. В зоне воздействия терриконов и отвалов угольных шахт выявлена относительно благоприятная ситуация по содержанию подвижных форм соединений ТММ. В результате первичного почвообразования на поверхности терриконов и отвалов, а также при перемещении техногенного субстрата в делювиальных и пролювиальных шлейфах меняется фракционно-групповой состав ТММ: увеличивается содержание обменных Si, Al, комплексных соединений Mn, специфически сорбированных Li, Al, Si, Cr, Mn и уменьшается содержание обменных S, K, Pb, V и специфически сорбированной S. Воздействие дренажных вод от отвалов сульфидсодержащих пород приводит к формированию в черноземной зоне нетипичных для данных физико-географических условий техногенных кислых солончаков. Установлено, что различные типы нарушений, выявленные в том числе, с использованием вегетационных и влажностных спектральных индексов, вычисленных по результатам дешифрирования данных дистанционного зондирования (ДДЗ) среднего пространственного разрешения, являются ключевым фактором дифференциации биологической активности почв в районах завершенной угледобычи. Предложена методика картографирования почвенного покрова урбанизированной территории на основе открытых пространственных данных и пространственного анализа в ГИС. Установлено, что использование ГИС-технологий позволяет картографировать урбанизированные территории в крупном масштабе с получением более адекватного и детального пространственного представления территории, чем в случае применения традиционных подходов. Полученные результаты могут быть использованы в геоинформационном картографировании последствий антропогенного воздействия на ландшафты. В наземных районах падения первой ступени РН загрязнение гептилом и продуктами его трансформации обнаруживается только непосредственно на месте падения отработавшей ступени из баков горючего и ракетных двигателей. Площади таких загрязнений не превышают нескольких квадратных метров. В районах падения второй ступени РН загрязнение гептилом и продуктами его трансформации не обнаружено. Отсутствует достоверная информация, подтверждающая загрязнение поверхности земли аэрозолями гептила после пусков РН. То есть подтрассовые территории, находящиеся под маршрутом пролета РН, не загрязнены гептилом. В кислых органогенных почвах районов падения, расположенных в Архангельской области, гептил обнаруживается более чем через 10 лет после загрязнения, а в щелочных малогумусных почвах районов падения в Центральном Казахстане он исчезает в течение одного года. Показано, что через пять лет после аварии ракеты-носителя в центральном Казахстане содержание компонентов ракетного топлива во всех пробах почв (НДМА, НДМГ и нефтепродуктов) ниже утвержденных и рекомендованных нормативов. По другим показателям химического состояния также установлены уровни, характерные для фоновых почв Казахстана. Состояние экосистем в целом на участках мест падения фрагментов РН не вызывает опасений в аспекте техногенной деградации сообществ. Прогнозируемый срок восстановления фитоценозов составляет от 5 до 15 лет на разных участках обследования. Все почвы Актюбинской и Атырауской областей Казахстана можно разделить на пять категорий с разным уровнем устойчивости к загрязнению нефтью и нефтепродуктами. Преобладают почвы, относящиеся к 4 категории со средней или высокой интенсивностью разложения и слабой интенсивностью миграции углеводородов. Самые устойчивые к углеводородному загрязнению (1 категория) – почвы светло-каштановые, лугово-каштановые, бурые пустынные малоразвитые щебнистые, пески боровые, пески пустынно-степные. Самые неустойчивые (5 категория) – солончаки приморские. В поверхностных горизонтах почв Джезказганского ботанического сада в Казахстане в результате 80-летнего орошения наблюдаются повышенное содержание меди, свинца и марганца. Под арычным орошением на поверхности формируется горизонт, содержащий детрит, в котором содержание металлов превышают кларки и ПДК для валовых форм 40-50 раз. На неорошаемой территории содержание меди превышает ПДК в 1-5 раз, на орошении дождеванием – в 7 раз. Преобразование в результате орошения почв форм гипса из мелкокристаллической формы в мучнистую, сопровождается аккумуляцией стронция. Локально зафиксированы засоленные почвы средней степени хлоридно-сульфатно-натриевого состава, почвы солончаковатые – верхний засоленный горизонт расположен на глубине 20 см от поверхности. Для почв Каркаралинского района Казахстана показаны различные уровни природной биологической активности. Почвы, обладающие высокими уровнями биологической активности, формируются в условиях умеренных значений температур и высокой влажности, при этом высокое биологическое потребление кислорода в почвах замедляет процесс трансформации легкогидролизуемых органических веществ. В дерновых почвах, формирующихся в нижних частях склонов, аллювиальных и лугово-болотных почвах, где постоянно происходит поступление значительного количества лиственного или травянистого опада, при благоприятных гидротермических условиях биологическая активность почвенного микробоценоза повышена, при этом биохимическое окисление имеющейся органики заторможено. Тогда как, в почвах, формирующихся в хорошо аэрируемых условиях, при относительном дефиците влаги, со средними запасами биомассы на фоне пониженной биологической активности микробоценоза характерна повышенная способность к биохимической доступности органических веществ. Метод оценки потерь почвенного материала на основе расчетов скорости эрозии почв с помощью моделей WaTEM/SEDEM (дождевая эрозия) в сочетании с моделью Российского гидрологического института (эрозия при таянии снегов) может быть использован при обосновании почвозащитных мероприятий. Примененная методика исследования полиаренов в почвах разновозрастных гарей Байкальского биосферного заповедника позволила установить основные тренды пространственно-временных изменений состава и содержания ПАУ в послепожарный период, выявить генетические ассоциации полиаренов и факторы их определяющие, создать основу для дальнейших более детальных исследований в контексте развития общей теории экогеохимии ПАУ. Выявлены особенности распределения минералов и минеральных фаз по гранулометрическим фракциям гумусовых горизонтов фоновых почв на юго-востоке Московско-Смоленской возвышенности. В песчаных фракциях концентрируется кварц; максимальное содержание калиевых полевых шпатов отмечено во фракциях 250-50 и 50-10 мкм, а слюд и хлоритов – во фракции 10-1 мкм. В крупных фракциях плагиоклазы, слюды и хлориты могут выступать в роли фаз-концентраторов определенных групп элементов, в илистой фракции фазами-концентраторами являются хлорит и смешанослойные минералы. Для агроценозов лесостепной зоны (Белгородская область) показано, что создание лесополос однозначно привело к увеличению активности млекопитающих землероев (МЗ), что в большей степени проявилось в обогащении почвенного профиля подвижными соединениями фосфора и в изменении магнитных свойств почвы. Кроме того, более рыхлый по сравнению с вмещающей толщей материал ходов землероев создает благоприятные условия для существования микробиоты, трансформирующей сильномагнитные минералы в слабомагнитные или минерализующие органические (в тч гумусовые) вещества. Для восточного побережья Чукотки показано, что торфяники с повторно-жильными льдами начали формироваться около 14-13 тыс. кал. лет назад, в конце позднего дриаса, завершение активной стадии аккумуляции торфяника датировано около 10 тыс. кал. лет назад. Это позволяет говорить о том, что рост повторно-жильных льдов происходил в наиболее активную фазу аккумуляции торфяника, в самом начале голоцена. Изотопно-геохимический анализ льда жил показал в целом хорошую сохранность изотопного сигнала зимних осадков. Установлено, что среднеянварская температура воздуха в период формирования полигонального торфяника в раннегренландский период голоцена варьировала от –23 до –27оС, что ниже современной в среднем на 3оС. Исследование валового химического состава криогенных почв ландшафтов среднего течения Вилюя показало, что в автоморфных почвах большая часть химических элементов выносится из поверхностных органогенных горизонтов, а в минеральных они концентрируются, причём среди всех элементов наибольшими значениями коэффициентов радиальной дифференциации R отличаются такие элементы, как Ca, Ti, Mn, Fe, Zn и Zr (R достигают 20). На значения R значительное влияние оказывают кислотность, содержание органического углерода и другие свойства почв, например, повышенное относительно горизонтов почвообразующих пород содержание Si, Ca, V и Zn (R до 1,3 – 3,7) связано с содержанием Сорг. В плане латеральной дифференциации (коэффициента L) большая часть из исследованных элементов характеризуется аккумуляцией в верхней части почвенно-геохимической катены. Малая мощность горизонтов, неглубокое проникновение почвообразования и другие факторы не способствуют развитию здесь контрастных геохимических барьеров. Проведена гидролого-геохимическая характеристика низовьев рек Обь, Надым, Пур, Таз, Енисей, Лена. В рр. Обь, Пур и Таз, отмечено накопление Fe в растворенных и взвешенных формах, в рр. Енисей и Лена – растворенного Sr. Анализ соотношения форм миграции показал, что в большинстве рек растворенные формы являются преобладающими для Mo, As, U, Sr, взвешенные формы – для Fe, Al, Sc, Pb, Mn. На основе коэффициентов обогащения сделан вывод о значительном загрязнении As, Cd, Sb, Bi и Mn взвешенных наносов р. Оби в районе Салехарда. В низовьях других рек уровень загрязнения не превышает умеренного. Проведена количественная оценка стока растворенных и взвешенных форм металлов и металлоидов в моря Северного Ледовитого океана. В 2023 г. получены новые данные о содержании ТММ в компонентах аквальных систем рек, а также городских ландшафтах Южного берега Крыма (гг. Ялты, Алушты, Севастополя, Керчи). Проведено сравнение ассоциаций ТММ, мигрирующих в разных компонентах ландшафта городов Крыма: воде, донных отложениях, почвах, дорожной пыли для оценки источников поступления загрязняющих веществ в ландшафты, и последующей оценки доли антропогенной составляющей в миграции ТММ. В ходе реконструкции природно-климатических условий жизни населения Верхнего Подонья по материалам кургана Волхонские Выселки 1, относимого к среднедонской катакомбной культуре эпохи средней бронзы было выяснено, что природные условия времени создания кургана были засушливее современных. Степи имели более ксерофитный состав растительности с большей долей злаковых трав и меньшей долей разнотравья, а также с более высоким участием полыней и представителей семейства маревых. Более южный облик реконструируемых степных ландшафтов в среднем бронзовом веке на изучаемой территории позволяет предполагать расширение в это время контактов местного населения с племенами, проживавшими в более южных регионах. В 2023 г. была проведена работа по совершенстованию классификации почв, ее популяризации и созданию очередной версии. Написание учебника «География почв России» - третьего издания в форме классического учебника подводит итоги современных представлений о географических закономерностях строения почвенного покрова и одновременно содержит новую информацию о свойствах почв конкретных территорий.
4 1 января 2024 г.-31 декабря 2024 г. Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов
Результаты этапа:
5 1 января 2025 г.-31 декабря 2025 г. Антропогенная геохимическая трансформация компонентов ландшафтов
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы

№ Имя Описание Имя файла Размер Добавлен