Из множества факторов, влияющих на экологию г. Алматы, особый интерес представляет вопрос по изучению влияния автотранспорта и дорожной индустрии. Асфальтовые покрытия – это «визитная карточка» любого мегаполиса, т.к. уровень его развития оценивается по техногенному обустройству. Но не следует забывать, что асфальтовые покрытия, «паутиной» распространяясь на урбанизированных территориях, вследствие наличия в своем составе токсичных веществ (тяжелые металла) не только загрязняют почву, но и препятствуют нормальному природному процессу самоочищения почв, т.к. микроорганизмы, как «санитары» почв, испытывают трехкратную техногенную нагрузку: от асфальтовых покрытий, автотранспорта и химического загрязнения.
Цель. Изучить влияние химического загрязнения почв (на примере цинка и свинца) около автодорог г. Алматы на микробиоценоз.
Объекты и методы исследования. Для выполнения поставленных задач были:
– исследованы почвы, отобранные, согласно ГОСТ 17.4.4.02–84, около 5 асфальтированных улиц г. Алматы (два проспекта – Достык, Раимбека; три улицы – Толе би, Тимирязева, Момышулы; рисунок 1),
– выполнены химические [1] и микробиологические [2] исследования по отобранным пробам почв, проведен статистический анализ [3].
В дополнение к фотоизображениям рис. 1 следует отметить, улицы Алматы отличаются тем, что большинство из них вдоль озеленены деревьями и цветами.
Краткая характеристика исследуемых улиц г. Алматы описана в табл. 1.
Рис. 1. Фотоизображения объектов исследования: проспекты Достык (а), Раимбека (б), улицы – Толе би (в), Тимирязева (г), Момышулы (д)
Таблица 1
Краткая характеристика исследуемых улиц г. Алматы [4]
|
Название улиц |
Историческая справка |
Характеристика |
|
Достык, пр-т |
1870–1887 гг. – ул. Соборная; 1887–1919 гг. – ул. губернатора Колпаковского (в честь русского генерала); 19919–1995 гг. пр-т Ленина; с 1995 г. Пр-т Достык |
Медеуский район, расположен между ул. Пушкина и Зенкова |
|
Райымбек, пр-т |
до 1967 г. – ул. Ташкентская; 1967 – 1992 г. – ул. 50-летия Октября; с 1992 года – пр-т Райымбек батыр |
Основная транспортная артерия Алматы, проходит через весь город, в направлении запад-восход |
|
Толе би |
до 1927 г. – ул. Гимназическая; до 1991 г. – ул. Комсомольская; с 1991 года – ул. Толе би |
Медеуский, Алмалинский и Ауэзовский районы, расположен между ул. Уалиханова и Зенкова |
|
Тимирязева |
с 1960–1970 гг., в честь основоположника русской школы физиологии растений |
Бостандыкский район, от. ул. Желтоксан до ул. Джандосова |
|
Момышулы |
с 1985 г., в честь участника Великой Отечественной войны, Героя Советского Союза, панфиловца, писателя |
Алмалинский и Ауэзовский районы, между ул. Саина и Яссауи |
Рис. 2. ПДК ксенобиотиков на исследуемых улицах Алматы
Рис. 3. Интенсивность движения на исследуемых улицах Алматы
Результаты и обсуждение. Свинец и цинк – это «придорожные» тяжелые металлы, т.к. их наибольшая концентрация фиксируется на расстоянии 1–2 м от автодорог и может достигать 500–600 мг/кг (свинец) [5] и 400 мг/кг (цинк) [6].
Интенсивность поступления цинка и свинца в атмосферу от сжигания топлива 80•103 т/год и 4•103 т/год соответственно. Сроки полуудаления цинка из почвы составляет примерно 500 лет, тогда как свинца – до нескольких тысяч лет [7].
Согласно ГН 2.1.7.2041–06, ПДК цинка равно 23 мг/кг, свинца 32 мг/кг.
На придорожных почвах исследуемых улиц, отмечается превышение ПДК по свинцу и цинку:
1) по проспектам:
– Достык: свинец 33,92 мг/кг, цинк 107,4 мг/кг,
– Раимбека: свинец 32,7 мг/кг, цинк 194,7 мг/кг;
2) по улицам:
– Толе би: свинец 27,63 мг/кг, цинк 146,8 мг/кг;
– Тимирязева: свинец 48,28 мг/кг, цинк 123,41 мг/кг;
– Момышулы: свинец 34,81 мг/кг, цинк 87,63 мг/кг.
Как видим (рисунок 2), по свинцу наибольшее превышение ПДК зафиксировано на улице Тимирязева (1,5 ПДК), тогда как по цинку – на проспекте Раимбека (8,5 ПДК), а наименьшее, соответственно на ул. Толе би (0,9 ПДК) и Момышулы (3,8 ПДК).
При изучении содержания свинца из-под асфальтовых покрытий [8] было отмечено, что чем выше интенсивность движения на автодорогах, тем выше содержание свинца в почвах. Такая же зависимость обнаруживается при сопоставлении интенсивности движения с содержанием цинка в почвах, отобранных в придорожной зоне (рис. 3).
Средняя суточная скорость движения на этих улицах варьировало от 22 до 35 км/ч, тогда как в час пик скорость движения составляло от 16 до 22 км/ч.
Общая численность гетеротрофных микроорганизмов в пробах почв, отобранных на окраине исследуемых автодорог представлена в табл. 2.
Таблица 2
Общая численность гетеротрофных микроорганизмов в пробах почв, отобранных на окраине исследуемых автодорог
|
Показатель |
Исследуемые улицы |
||||
|
Момышулы |
Достык |
Тимирязева |
Толе би |
Раимбека |
|
|
|
(2,1±0,2)•105 |
(1,8±0,1)•105 |
(2,5±0,3)•105 |
(6,5±0,4)•105 |
(3,5±0,8)•105 |
|
СV,% |
78 |
78 |
84 |
54 |
23 |
, КОЕ/гИз табл. 1 видно, что рост колоний гетеротрофных микроорганизмов на плотном питательном агаре был зафиксирован для исследуемых проб почв на уровне пятого разведения. При этом следует отметить, что коэффициент вариации для исследуемых отобранных проб почв по ОМЧ гетеротрофных микроорганизмов увеличивается с 23% (пр-т Райымбека) до 84% (ул. Тимирязева), что свидетельствует о неоднородности влияния исследуемых факторов (автотранспортные средства, асфальтовые покрытия, степень нагрузки автодорог – интенсивность движения автотранспорта, химические загрязнения) на процесс обсемененности почв.
Заключение. Химический анализ показал, что по свинцу наибольшее превышение ПДК зафиксировано на улице Тимирязева (1,5 ПДК), по цинку – на проспекте Раимбека (8,5 ПДК), а наименьшее, соответственно на ул. Толе би (0,9 ПДК) и Момышулы (3,8 ПДК). Чем выше интенсивность движения на автодорогах, тем выше содержание свинца и цинка в почвах. Средняя суточная скорость движения на этих улицах варьировало от 22 до 35 км/ч, тогда как в час пик – от 16 до 22 км/ч. ОМЧ гетеротрофными микроорганизмами было зафиксировано для исследуемых проб почв на уровне пятого разведения. Отмечено, что коэффициент вариации увеличивается с 23% (пр-т Райымбека) до 84% (ул. Тимирязева), что свидетельствует о неоднородности влияния исследуемых факторов на процесс обсемененности почв.