Введение 3
Актуальность 4
Глава 1. Обзор литературы 5
1.1 Почвы Санкт-Петербурга 5
Природные и антропогенно-измененные почвы Санкт-Петербурга 5
Группы городских почв 9
1.2 Экологическое и санитарное состояние почв Санкт-Петербурга 12
Законодательство в сфере охраны и качества почв 15
1.3 Виды (разнообразие) техногенных привозных субстратов (почвоподобных тел) .21
Глава 2. Природно-климатические условия Санкт-Петербурга 25
Глава 3. Объекты исследования 28
Глава 4. Материалы и методы исследования 35
Глава 5. Результаты и обсуждение 39
1. Морфология и локализация грунтов 39
2. Мезоморфология 40
3. Агрегатный состав 51
4. Базальное дыхание 54
5. рН водной суспензии 55
6. Углерод органических соединений 57
7. Плотность твердой фазы 58
8. Состав органического вещества 61
Выводы 64
Список литературы
Почвы являются одним из главных объектов окружающей среды, трудновозобновимым природным ресурсом, который характеризуется плодородием. Они также являются центральным связующим звеном биосферы, основным источником получения продуктов питания, жизнеобеспечения и жизнедеятельности человека, средой обитания и источником существования растительного и животного мира.
Почва является базисом экономического и социального развития, благосостояния общества, национальным достоянием России. Состояние почв оказывает огромное воздействие на окружающую среду и природные ресурсы, уровень экономического и социального развития государства, здоровье населения. Без решения проблем охраны почв невозможно устойчивое развитие биосферы, безопасность и благополучие населения.
Городские почвы являются одним из важнейших компонентов городской среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных, а также основой ведения хозяйственной и иной деятельности.
Так как понятие «земля» вмещает большое число характеристик, то это более общий термин, чем «почвы» и «городские почвы», которые являются только одной из многих характеристик земель[37].
На территории крупных населенных пунктов практически полностью отсутствуют природные типы почв и формируются специфичные органо-минеральные образования с той или иной примесью строительного и бытового мусора, реликтами исходных природных типов почв. Данные образования различными специалистами именуются почво-грунтами, или урболитами, городскими почвами или урбанозёмами и характеризуются той или иной степенью техногенного загрязнения.
Состояние почв имеет важнейшее значение в оценке экологического состояния той или иной территории, так как почвы представляют интерес как минимум в трех направлениях: как исходное звено пищевой цепи, как источник вторичного загрязнения атмосферы и вод и как единый показатель экологического состояния окружающей среды. Кроме того, возможно и прямое негативное воздействие загрязненных почв на здоровье населения. Именно поэтому большинство обследований урбанизированных территорий начинается с исследования состояния почв. Почвенный покров является самой тонкой оболочкой Земли, и, следовательно, наиболее чувствительной к антропогенному воздействию.
Санкт-Петербург - второй по величине город России с многовековой историей развития диверсифицированной промышленности, большим количеством научных учреждений и центров, что, несомненно, сказалось на состоянии почв и грунтов, находящихся на его территории.
Понятие качества почв очень широко и включает как параметры, влияющие на функции почвы как элемента природной среды и объекта хозяйственной деятельности, так и параметры, характеризующие её опасность для населения, как впрямую, так и опосредованно через её влияние на сопредельные природные среды, растительность, продукты питания.
Таким образом, рассматривая почву как компонент городских экосистем, следует подчеркнуть, что благодаря своим физико-химическим свойствам почва аккумулирует различные экотоксиканты, тем самым становясь одним из важнейших биогеохимических барьеров для большинства токсикантов на пути их миграции из атмосферы города в грунтовые и поверхностные воды. В этом состоит одна из важнейших экологических функций городских почв. Так как на большей части урбанизированных территорий техногенное воздействие преобладает над естественными факторами почвообразования, то в городах мы имеем специфические типы почв, характерной особенностью которых является высокий уровень загрязнения. При максимальном проявлении процессов химического загрязнения почва полностью утрачивает способность к продуктивности и биологическому самоочищению, что ведет к нарушению ее экологических функций.
Актуальность
Городские почвы, являясь составной частью городской природной среды, обеспечивают жизнеспособность всего природно-антропогенного комплекса. Почвы являются поглотителем загрязняющих веществ, выполняют важную санитарно-гигиеническую средозащитную функцию. При сильном загрязнении почвы становятся источником опасности для окружающей среды (сильное загрязнение почв приводит к гибели зеленых насаждений). Почвы в условиях городской среды испытывают колоссальные нагрузки, по сравнению с теми, которые приходятся на их долю в естественных условиях.
В Санкт-Петербурге эта проблема стоит особое остро, так как в настоящее время в мегаполисах большую площадь занимают привозные почвы, которые заменяют нарушенные и загрязненные почвы, а также служат средством озеленения.
Цель настоящего исследования - изучение современной проблематики сертификации и паспортизации почв и грунтов на примере крупного мегаполиса. В рамках поставленной цели решались следующие задачи:
1. Провести химический лабораторный анализ на соответствие декларируемым параметрам (содержание гумуса, pH, гранулометрический состав, углерод и т.д.);
2. Выявить проблемные типы ввозимых почв и грунтов;
3. Дать рекомендации по совершенствованию системы добровольной и обязательной сертификации почв и грунтов.
• Грунты, используемые для озеленения города, не соответствуют стандартам качества для создания цветников, указанным в Постановлении Правительства Москвы от 27.07.2004 №514-1111. Об этом свидетельствуют такие показатели как, низкое содержание органического вещества, высокое содержание частиц <0.01 мм, а также низкие показатели эмиссии СО2.
• Основная часть грунтов характеризуется нейтральной или близкой к ней реакцией среды, что соответствует стандарту качества, указанному в Постановлении Правительства Москвы от 27.07.2004 №514-ПП.
• Гранулометрический состав грунтов отличается от естественных почв города. Привозные грунты имеют более легкий гранулометрический состав и относятся к песчаным суглинкам. За счет аэрального переноса происходит значительное накопление крупнопылеватых и песчаных частиц.
• При высокой антропогенной нагрузке механическое разрушение почвенных агрегатов приводит к сильному переуплотнению грунтов, уплотнению упаковки частиц и снижению пористости. Что неблагоприятно сказывается на физических свойствах грунтов.
• Городские почвы отличаются от грунтов горизонтной организацией, которая представлена одним или несколькими слоями гумусированного или иного органогенного потенциально плодородного материала. Гранулометрический состав городских почв меняется в диапазоне от супесчаных до глинистых, в то время как большинство привозных грунтов относится к песчаным суглинкам. Городские почвы обладают от средне- до слабо кислой реакцией среды, а грунты - нейтральной или близкой к ней. Среднее содержание органического вещества в городских почвах и грунтах примерно одинаково.
1. Ананьева Н.Д., Сусьян Е.А., Гавриленко Е.Г. Особенности определения углерода микробной биомассы методом субстрат индуцированного дыхания// Почвоведение. 2011. № 11. С. 1327-1333.
2. Апарин Б. Ф., Русаков А. В. Почвы и почвенный покров зоны восточного полукольца кольцевой автодороги (кад) вокруг Санкт-Петербурга // Вестник СПбГУ. Серия 3. Биология. 2003. №2 С.103-116.
3. Апарин Б.Ф., Сухачева Е.Ю. Методологические основы классификации почв мегаполисов на примере г. Санкт-Петербурга. Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 3: Биология. 2013. №2. С. 115-122.
4. Апарин Б. Ф., Сухачева Е. Ю. Классификация городских почв в системе российской и международной классификации почв. 2015г.
5. Большаков В. А. Картография и классификация деградированных почв
//Техногенное воздействие на почвы и их плодородие: методы контроля. Научные труды конференции. М., 1991. С. 17-21.
6. Вершинин А.А., Петров А.М., Каримуллин Л.К., Игнатьев Ю.А. Влияние нефтяного загрязнения на эколого-биологическое состояние различных типов почв // Вестник Казанского технологического университета. 2012. №8 С.207-210.
7. Владимиров В.В. Оценка экологии почв. -М.: Инфра-М, 2004. С. 320.
8. Водяницкий Ю. Н. Формулы оценки суммарного загрязнения почв тяжелыми металлами и металлоидами // Почвоведение. 2010. № 10. С. 1276-1280.
9. Высоцкий В.С., Перлин В.И. Некоторые вопросы развития крупнейших городов и агломераций // Промышленное и гражданское строительство, 2005. №7. С. 5-6.
10. Герасимова М. И., Строганова М. Н., Можарова Н. В., Прокофьева Т. В. Антропогенные почвы. М.:, 2003. 266 с.
11. Горький А. В., Петрова Е. А. Загрязнение почв Санкт-Петербурга тяжелыми металлами С-Пб, 2010. 218 с.
12. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава.
13. ГОСТ 17.4.4.02-84. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.
14. Даринский А. В. География Ленинграда. — Л.: Лениздат, 1982.
15. Доклад об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2014 году/ под редакцией И.А.Серебрицкого - СПб.: ООО «Дитон», 2015. - 180 с.
16. Етеревская Л. В., Донченко М. Т., Лехциер Л. В. К вопросу о систематике и классификации техногенных почв // Рекультивация земель в СССР: Тезисы Всесоюзной научно-технической конференции. М., 1982. Т. 2. С. 67-70.
17. Закон г. Москвы от 04.07.2007 N 31 (ред. от 29.04.2015) "О городских почвах".
18. Закон г. Москвы от 05.05.1999 N 17 (ред. от 07.05.2014) "О защите зеленых насаждений".
19. Закон № 155-21 «Об экологическом мониторинге на территории Санкт-
Петербурга» от 17.04.2006 г.
20. Закон № 396-88 «О зелёных насаждениях в Санкт-Петербурге» от 28.06.2010 г.
21. Каздым А.А. Техногенные отложения и культурный слой - к вопросу о систематике и классификации. // Минералогия техногенеза 2007. Миасс: ИМин УрО РАН, 2007.
22. Капелькина Л. П. Эколого-гигиенические аспекты нормирования загрязняющих веществ в почвах мегаполисов // Сб. мат. V Междунар. конф. «Проблемы обращения с отходами лечебно-профилактических учреждений». М., 2009. С. 58¬68.
23. Классификация и диагностика почв СССР. М.: «Колос», 1977. 224 с.
24. Классификация и диагностика почв России / авторы и составители: Шишов Л. Л., Тонконогов В. Д., Лебедева И. И., Герасимова М. И. Смоленск: Ойкумена, 2004. 235 с.
25. Ларионов М.В. Агрохимическая характеристика почв в пределах урбанизированных территорий Поволжья // Современные проблемы науки и образования. 2012. №3 С.307.
26. Ленинград: Историко-географический атлас. — М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете министров СССР, 1981.
27. Матинян Н. Н., Бахматова К. А., Шешукова А. А. Почвы бывшей усадьбы Шереметьевых (Санкт-Петербург, наб. р. Фонтанки, 34) // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 3. Биология. 2008. Вып. 2. С. 91-100.
28. МУ 2.1.7.730-99. Почва, очистка населённых мест, бытовые и промышленные отходы. Санитарная охрана почвы. Гигиеническая оценка качества почвы населённых мест. Методические указания. Минздрав России, Москва 1999.
29. Наконечный Н.В., Фахрутдинов А.И. Агрохимический мониторинг почв города Сургута // Известия Самарского научного центра РАН. 2012. №1-8 С.2054-2060.
30. Нестеров Д. А., Максимова А. М., Финаров Д. П. Загрязнение почв Красногвардейского района Санкт-Петербурга тяжелыми металлами. [Работа выполнена в рамках Программы стратегического развития РГПУ им. А. И. Герцена на 2012 - 2016 годы (мероприятие 2.3.1)].
31. Огородникова Е. Н., Николаева С. К. Техногенные грунты. М.: Изд-во МГУ, 2004. 249 с.
32. Официальный сайт администрации Санкт-Петербурга.http://gov.spb.ru/
33. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2002 году / под ред. Д. А. Голубева, Н. Д. Сорокина. СПб., 2003. С. 241-254.
34. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2010 году. Санкт-Петербург, 2011. С. 241-254.
35. Петербург в цифрах.официальный сайт. Администрация Санкт-Петербурга. Обращение 08.05.2016.
36. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 17.04.2003 №53 (ред. от 25.04.2007).
37. Пояснительная записка к проекту закона Санкт-Петербурга "Об охране почв в Санкт-Петербурге".
38. Правила охраны почв в Санкт-Петербурге (Вторая редакция) разработаны: Российским геоэкологическим центром - филиалом ФГУГП "Урангео" (Горький А.В., Потифоров А.И.); ФГУЗ «Центр эпидемиологии и гигиены в г.Санкт- Петербург» (Бек И.М., Ямсон В.А.), Санкт-Петербург, 2006.
39. Санкт-Петербург: Энциклопедия. — М.:Российская политическая энциклопедия, 2006.
40. СанПиН 2.1.7.1287-03 «Санитарно-эпидемиологические требования к качеству почвы». - М: Госсанэпиднадзор России, С. 26 - 2003.
41. Слепян Э. И., Волошко Л. Н., Дзюба О. Ф. и др. Растительный мир Невского проспекта и природная среда исторического центра Санкт-Петербурга // Жизнь и безопасность. 1997. № 2-3. С. 406-453.
42. Смирнов В. Г. и др. Анализ распределения потенциально опасных химических и биологических веществ на территории Санкт-Петербурга и оценка их количественного и качественного состава с детской заболеваемостью // Журнал «Вестник Санкт-Петербургской медицинской академии им. ИИ Мечникова. - №. 4. - С. 68-72. - 2003.
43. Сморкалов И. А., Воробейчик Е. Л. Почвенное дыхание лесных экосистем в градиентах загрязнения среды выбросами медеплавильных заводов, 2011. Институт экологии растений и животных УрО РАН, Экология, 2011, № 6, с. 429-435.
44. Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по городу Санкт-Петербургу и Ленинградской области.http://petrostat.gks.ru/
45. Уфимцева М.Д., Терехина Н.В. Эколого-геохимическая оценка состояния почв исторического центра Санкт-Петербурга. Вестник Санкт-Петербургского университета. Сария 7: Геология. География. 2014. №2. С. 122-136.
46. Федеральный закон от 30.03.1999 N 52-ФЗ (ред. от 28.11.2015) "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения".
47. Федеральный закон от 27.12.2002 N 184-ФЗ (ред. от 28.11.2015) "О техническом регулировании".
48. Шеин Е.В. Курс физики почв. Учебник. М.: Изд-во МГУ, 2005. С. 432 с.
49. Экологический портал Санкт-Петербурга. Комитет по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности. http://www.infoeco.ru/
50. Anderson J.P.E., Domsch K.H.A. Phisiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils // Soil Biol. Biochem. 1978. V. 10. № 3. P. 215¬221.
51. Bullock, P. and Gregory, P. J. (1991) Soils: a neglected resource in urban areas. In Soils in the urban environment (P. Bullock and P. J. Gregory, eds.), pp. 1-5. Blackwell Scientific Publications, Oxford, Great Britain.
52. Inman J.C., Parker G.R. Decomposition and heavy metal dynamics of forest litter in northwest Indiana // Environ. Poll. 1978. V. 17. P. 34-51.
53. International Soil Science Society (ISSS)-International Soil Reference and Information Centre (ISRIC)-Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). (1994) World reference base for soil resourcesdraft (O. C. Spaargaren, ed.), Wageningen/Rome.
54. McDonnell, M. J. and Pickett, S. T. A. (1990) The study of ecosystem structure and function along urban-rural gradients: an unexploited opportunity for ecology. Ecology 71, 1232-1237.
55. Scharenbroch B.C., Lloyd V.E., Johnson Maynard J.L. Distinguishing urban soils with physical, chemical, and biological properties // Pedobiologia. 2005. V. 49. P. 283-296.
56. Short J.R., Fanning D.S., McIntosh M.S., Foss J.E., Patterson J.C. Soils of mall in Washington, DC. I. Statistical summary of properties // Soil Sci. Soc. Am. J. 1986. V. 50. P. 699-705.
57. Soil Survey Staff. (1975) Soil Taxonomy - a basic system of soil classification for making and interpreting soil surveys. U.S. Department of Agriculture, Agricultural Handbook 436, Washington, DC.
58. W. R. Effland and R. V. Pouyat, “The Genesis, Classification, and Mapping of Soil in Urban Areas,” Urban Ecosystems, Vol. 1, No. 4, 1997, pp. 217-228.