1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Почвоведение
  4. № 8, 2023

Почвоведение, 2023, № 8, стр. 953-969

Эколого-геохимическое состояние почвенного покрова г. Гусиноозерска в зоне влияния угольной ГРЭС

Д. Г. Сычева a, *, Н. Е. Кошелева a

a МГУ им. М.В. Ломоносова
119991 Москва, Ленинские горы, 1, Россия

* E-mail: l.msu@yandex.ru

Поступила в редакцию 28.02.2023
После доработки 08.04.2023
Принята к публикации 12.04.2023

Аннотация

Изучено загрязнение верхних горизонтов почв г. Гусиноозерска (Республика Бурятия) под воздействием выбросов работающей на Окино-Ключевских бурых углях ГРЭС. Проанализировано содержание 14-ти элементов (Sr, As, Co, Mo, Sb, V, Cu, Ni, Cr, W, Zn, Bi, Cd, Pb) в валовых пробах, а также во фракции физической глины (частиц диаметром <10 мкм, PM10) и в пробах бурых углей и золы ГРЭС. Приоритетными поллютантами почв (Urbic Technosols) Гусиноозерска являются Sr, As, Co, Mo, Sb, V с более высокими концентрациями большинства элементов во фракции PM10. Наиболее загрязнены почвы и фракция PM10 промышленной действующей подзоны, где аккумулируются Sr, As, Co, V, Cu, Mo, Ni, Cr, содержащиеся в золе-уносе Гусиноозерской ГРЭС. Бóльшая часть территории (57% для почв в целом и 47% для фракции PM10) характеризуется низким уровнем загрязнения (Zc = 8–16). Наибольшую экологическую опасность представляет As, во фракции PM10 его концентрации превысили ОДК в 90% исследуемых проб. Факторами накопления элементов в почвах и их фракции PM10 являются содержание Fe2O3 и MnO, органического вещества, гранулометрический состав, кислотно-щелочные условия, значение EC1 : 5, а также принадлежность к функциональной зоне, обусловливающие формирование различных классов геохимических барьеров. Сравнение химического состава Окино-Ключевских бурых углей и золы Гусиноозерской ГРЭС и Канско-Ачинских углей и золы Центральной ТЭЦ г. Северобайкальска показало, что используемые в Северобайкальске Канско-Ачинские бурые угли и зола ТЭЦ незначительно обогащены металлами и металлоидами, что объясняет их слабую аккумуляцию в почвах.

Ключевые слова: тяжелые металлы, металлоиды, городские почвы, факторы аккумуляции поллютантов, бурый уголь, Urbic Technosols

Список литературы

  1. Белоголовов В.Ф. Геохимический атлас Улан-Удэ. Улан-Удэ: Бурят. кн. изд-во, 1989. 52 с.

  2. Битюкова В.Р. Экологический рейтинг регионов России // Ежегодник Русского географического общества / Под ред. Касимова Н.С. М.: Эксмо, 2021. 336 с.

  3. Власов Д.В., Кукушкина О.В., Кошелева Н.Е., Касимов Н.С. Уровни и факторы накопления металлов и металлоидов в придорожных почвах, дорожной пыли и их фракции РМ10 в Западном округе Москвы // Почвоведение. 2022. № 5. С. 538–555. https://doi.org/10.31857/S0032180X22050112

  4. Волошин А.Л. Причины и некоторые аспекты настоящего снижения водности рек Западного Забайкалья // Мат-лы IX Междунар. конф. “Реки Сибири и Дальнего Востока”. Улан-Удэ. 2015. С. 124–128.

  5. Герасимова М.И., Строганова М.Н., Можарова Н.В., Прокофьева Т.В. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Смоленск: Ойкумена, 2003. 268 с.

  6. Голубцов В.А., Рыжов Ю.В., Кобылкин Д.В. Почвообразование и осадконакопление в Селенгинском среднегорье в позднеледниковье и голоцене. Иркутск: Изд-во Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2017. 139 с.

  7. Государственный доклад “О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2020 году”. Иркутск: ИНЦХТ, 2017. 374 с.

  8. Григорьев Н.А. Распределение химических элементов в верхней части континентальной коры. Екатеринбург: УрО РАН, 2009. 382 с.

  9. Журавлева М.А., Зубрев Н.И., Кокин С.М. Загрязнение полосы отвода // Мир транспорта. 2016. № 3. С. 112–118.

  10. Казанцев И.В. Железнодорожный транспорт как источник загрязнения почв тяжелыми металлами // Самарский научный вестник. 2015. № 2. С. 94–96.

  11. Касимов Н.С. Экогеохимия ландшафтов. М.: ИП Филимонов М.В., 2013. 208 с.

  12. Касимов Н.С., Власов Д.В. Кларки химических элементов как эталоны сравнения в экогеохимии // Вестник Моск. ун-та. Сер. география. 2015. № 2. С. 7–17.

  13. Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е. Химический состав дорожной пыли и ее фракции PM10 как индикатор загрязнения городской среды // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 10. С. 43–49.

  14. Касимов Н.С., Власов Д.В., Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М. Геохимия ландшафтов Восточной Москвы. М.: АПР, 2016. 276 с.

  15. Кошелева Н.Е., Касимов Н.С., Власов Д.В. Факторы накопления тяжелых металлов и металлоидов на геохимических барьерах в городских почвах // Почвоведение. 2015. № 5. С. 536–553.

  16. Кошелева Н.Е., Никифорова Е.М., Тимофеев И.В. Загрязнение тяжелыми металлами и металлоидами и экологическое состояние почв г. Северобайкальска // Почвоведение. 2022. № 5. С. 571–585. https://doi.org/10.31857/S0032180X22050045

  17. Основные показатели охраны окружающей среды. Статистический бюллетень. Федеральная служба государственной статистики. 2021. 110 с.

  18. Ратанова М.П. Экологические основы общественного производства. Смоленск: СГУ, 1999. 176 с.

  19. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин Е.П., Смирнова Р.С., Башаркевич Е.Л., Онищенко Т.Л., Павлова Л.Н., Трефилова Н.Я., Ачкасов А.И., Саркисян С.Ш. Геохимия окружающей среды. М.: Недра, 1990. 335 с.

  20. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 655 с.

  21. Altikulac A., Turhan S., Kurnaz A., Goren E., Duran C., Hançerliogullari A., Ugur F.A. Assessment of the Enrichment of Heavy Metals in Coal and Its Combustion Residues // ACS Omega. 2022. V. 7. P. 21239–21245. https://doi.org/10.1021/acsomega.2c02308

  22. Alves C.A., Vicente A.M.P., Calvo A.I., Baumgardner D., Amato F., Querol X., Pio C., Gustafsson M. Physical and chemical properties of non-exhaust particles generated from wear between pavements and tyres // Atmos. Environ. 2020. V. 224. P. 24–35. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.117252

  23. Anaman R., Peng C., Jiang Z., Liu X., Zhou Z., Guo Z., Xiao, X. Identifying sources and transport routes of heavy metals in soil with different land uses around a smelting site by GIS based PCA and PMF // Sci. Total Environ. 2022. V. 823. P. 153759. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.153759

  24. Demetriades A., Birke M. Urban geochemical mapping manual: sampling, sample preparation, laboratory analysis, quality control check, statistical processing and map plotting // Brussels: EuroGeoSurveys, 2015. 162 p. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2017.10.024

  25. Facchinelli A., Sacchi E., Mallen L. Multivariate statistical and GIS-based approach to identify heavy metal sources in soils // Environ. Poll. 2001. V. 114. P. 313–324. https://doi.org/10.1016/S0269-7491(00)00243-8

  26. Fan H., Zhao C., Yang Y. A comprehensive analysis of the spatio-temporal variation of urban air pollution in China during 2014–2018 // Atmospheric Environment. 2020. V. 220. P. 117066. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2019.117066

  27. Fu B., Liu G., Mian M.M., Sun M., Wu D. Characteristics and speciation of heavy metals in fly ash and FGD gypsum from Chinese coal-fired power plants // Fuel. 2019. V. 251. P. 593–602. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.04.055

  28. Ghosh S.P., Maiti S.K. Evaluation of heavy metal contamination in roadside deposited sediments and road surface runoff: a case study // Environmental earth sciences. 2018. V. 77. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s12665-018-7370-1

  29. Gulia S., Nagendra S., Khare M., Khanna I. Urban air quality management-A review // Atmospheric Pollution Research. 2015. V. 6. P. 286–304. https://doi.org/10.5094/APR.2015.033

  30. Harrison R.M., Jones A.M., Gietl J., Yin J., Green D.C. Estimation of the contributions of brake dust, tire wear, and resuspension to nonexhaust traffic particles derived from atmospheric measurements // Environ. Sci. Technol. 2012. V. 46. P. 63–79. https://doi.org/10.1021/es300894r

  31. Hu Z., Gao S. Upper crustal abundances of trace elements: A revision and update // Chem. Geol. 2008. V. 253. P. 205–221. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2008.05.010

  32. Huang X., Hu J., Qin F., Quan W., Cao R., Fan M., Wu X. Heavy metal pollution and ecological assessment around the Jinsha Coal-Fired Power Plant (China) // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2017. V. 14. P. 15–23. https://doi.org/10.3390/ijerph14121589

  33. Kelepertzis E. Accumulation of heavy metals in agricultural soils of Mediterranean: Insights from Argolida basin, Peloponnese, Greece // Geoderma. 2014. V. 221. P. 82–90. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2014.01.007

  34. Limbeck A., Puls C. Particulate emissions from on-road vehicles // Urban airborne particulate matter: origin, chemistry, fate and health impacts. Heidelberg: Springer-Verlag Berlin. 2011. P. 63–76. https://doi.org/10.1007/978-3-642-12278-1_4

  35. Lin B., Zhu J. Changes in urban air quality during urbanization in China // J. Cleaner Production. 2018. V. 188. P. 312–321. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.03.293

  36. Meij R., Te Winkel B. The emissions and environmental impact of PM10 and trace elements from a modern coal-fired power plant equipped with ESP and wet FGD // Fuel Processing Technology. 2004. V. 85 (6-7). P. 641–656. https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2003.11.012

  37. Moses E.A., Orok U.B. Contamination and health risk assessment of suspended particulate matter (SPM) in Uyo, Niger Delta, Nigeria // J. Scientific Res. Rep. 2015. P. 276–286. https://doi.org/10.9734/JSRR/2015/16296

  38. Nan J., Xiaohan L., Shanshan W., Xue Y., Shasha Y., Shiguang D., Shenbo W., Ruiqin Z., Shengli L. Pollution characterization, source identification, and health risks of atmospheric-particle-bound heavy metals in PM10 and PM2.5 at multiple sites in an emerging megacity in the central region of China // Aerosol and Air Quality Research. 2019. V. 19. P. 247–271. https://doi.org/10.4209/aaqr.2018.07.0275

  39. Rovira J., Domingo J.L., Schuhmacher M. Air quality, health impacts and burden of disease due to air pollution (PM10, PM2. 5, NO2 and O3): Application of AirQ+ model to the Camp de Tarragona County (Catalonia, Spain) // Sci. Total Environ. 2020. V. 703. P. 135538. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.135538

  40. Rudnick R.L., Gao S. Composition of the Continental Crust // Treatise on Geochemistry. 2014. P. 1–51. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-095975-7.00301-6

  41. Saha D., Chatterje D., Chakravarty S., Roychowdhury T. Investigation of environmental-concern trace elements in coal and their combustion residues from thermal power plants in Eastern India // Natural Resources Research. 2019. V. 28(4). P. 1505–1520. https://doi.org/10.1007/s11053-019-09451-2

  42. Sanders P.G., Xu N., Dalka T.M., Maricq M.M. Airborne brake wear debris: size distributions, composition, and a comparison of dynamometer and vehicle tests // Environ. Sci. Technol. 2003. V. 37. P. 4060–4069. https://doi.org/10.1021/es034145s

  43. Savic D., Nisic D., Malic N., Dragosavljevic Z., Medenica D. Research on power plant ash impact on the quality of soil in Kostolac and Gacko coal basins // Minerals. 2018. V. 8. P. 54–67. https://doi.org/10.3390/min8020054

  44. Truong M.T., Nguyen L.S.P., Hien T.T., Pham T.D.H., Do T.T.L. Source Apportionment and Risk Estimation of Heavy Metals in PM10 at a Southern Vietnam Megacity // Aerosol and Air Quality Research. 2022. V. 22. P. 220094. https://doi.org/10.4209/aaqr.220094

  45. Verma C., Madan S., Hussain A. Heavy metal contamination of groundwater due to fly ash disposal of coal-fired thermal power plant, Parichha, Jhansi, India // Cogent Eng. 2016. V. 3. P. 112–125. https://doi.org/10.1080/23311916.2016.1179243

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Почвоведение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал