ЭКОГЕОХИМИЯ МЕДИ В ПОЧВАХ г.ВОРОНЕЖА

Девятова Т.А., Дудкина М.Ю., Стороженко Н.В.
Воронежский государственный университет, Воронеж

На территории г.Воронежа на поверхность почв ежегодно осаждается в среднем около 18 г водорастворимой меди на каждый м 52 0 в год при вариабельности (V) 54%. Следовательно, техногенный поток меди в почвы города в 43 раза превышает фоновое поступление, равное 0,4г/м 52 0 в год. В нашем случае коэффициент концентрации (КК) меди в атмосферных осадках города с учетом кларка этого металла в почвах достигает 26,5, т.е. в каждом выпавшем кг пыли находится в 26,5 раза больше меди, чем в почвах. Отсюда нетрудно посчитать за сколько лет при нынешних темпах поступления техногенной пылегазовой эмиссии концентрация общей меди в почвах города достигает ПДК, т.е. станет равной 100 мг на кг почвы. Возьмем возделываемую (т.е. ежегодно перекапываемую) огородную почву частного сектора со средним содержанием меди - 29,5 мг/кг. Каждый кг пыли приносит в почву 556 мг водорастворимой меди и способен "отравить" около 7,36 кг почвы, включая и выпавшую пыль. В год на 1 га почв города выпадает около 312 кг пыли, которая способна поднять концентрацию меди в 2296 кг почвы до уровня ПДК. Вскапываемый 20 см слой почвы весит не более 3 000 000 кг на га. Следовательно, для токсикоза такой массы почвы потребуется 1306 лет. Казалось бы на наш век хватит. Но не нужно обольщаться. Во-первых, в расчет взята растворимая форма меди в поллютантах, которая может составлять всего 1/3 от валовой, что сократит срок отравления почв города в 3 раза. Во-вторых, большая часть почв города (парки, промышленные площадки, спортивные городки и стадионы, дворы и т.д.) не перекапываются и поэтому уже 60-70 лет достаточно, что бы на их поверхности образовался сантиметровый слой пыли с концентрацией меди более чем в 5-10 раз выше ПДК. И наконец, в третьих, сегодняшнее содержание меди в почвах некоторых районах города достигает 150-180 мг/кг, т.е. уже превышает ПДК и дальнейшее загрязнение будет весьма катастрофически усугублять экологическую ситуацию г.Воронежа.
Общее количество меди в городских почвах очень не постоянно и колеблется от 0,7 до 180 мг/кг, что обусловило высокий коэффициент вариации, равный 112% при выборке 38. В фоновых почвах области вариабельность меди не превышает 20%. Исходя из того, что V содержания меди в поллюантах не более 50%, следует признать, что, наряду с повсеместным и общим авральным загрязнением, ведущим к конвергенции почв по меди, происходит так же точечнолокальные и прямые "инъекции" почв медью. В настоящее время средняя величина содержания меди в почвах города близка к кларку черноземов и почти в 1,5 раза превышает общий кларк почв, равный 21 мг/кг. Следовательно, в большинстве своем городские почвы накапливают медь. И в пользу обогащения медью почв говорят и другие факты. С одной стороны, опесчаненая флювиогляциальная и древнеаллювиальная основа почв города весьма обеднена медью - не более 5 мг/кг. И эта скудность медью передалась и почвам, многие из которых (около 35 % от S) не только за городской чертой, но и в городе на фоне загрязнения испытывают острый дефицит в меди. С другой - облегченный состав почв города и бедность их гумусом и глиной должна была ограничить природное биоаккумулятивное накопление меди на уровне не более 15 мг/кг. И наконец, наличие еще сегодня, после более чем 300 летнего антропогенного воздействия, почв города с концентрацией 2-10 мг/кг меди со всей убедительностью свидетельствуют о малом изначальном содержании меди в них до поселения людей и основания города.
Следовательно, сегодняшние высокие отметки концентрации меди в почвах города и ее крайне большая вариабильность есть результат загрязнения почв. Логично предположить, что наиболее весомый вклад в загрязнение происходил в послевоенные годы, т.е. за последние 40-50 лет. Превышении меди в городских почвах над содержанием ее в аналогичных пригородных почвах составляет где-то около 10-20 мг/кг. Как показывает ранее сделанные расчеты, за год по цепочки: промышленность-аэрозольные выбросы - атмосфера - почвенный покров в каждый кг 10 сантиметрового слоя почвы поступало около 0,2-0,3 мг общей меди. Таким образом, если эти сегодняшние темпы загрязнения ретроспективно экстраполировать в прошлое, то для накопления меди от изначального его содержания до уровня сегодняшнего дня потребовалось около 50-70 лет. Понятно, что 50 и тем более 70 лет назад такого натиска ТМ на почвы города не было. Следовательно, загрязнение ландшафтов и почв города медью началось значительно раньше, но основная масса ее (около 50-60 %) была внесена за последние 50 лет, тогда как остальная часть (около 40-50 %) за все остальные 250 лет.