ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Исследование пространственного распределения потенциально токсичных химических элементов в реках разных регионов России. Изучение поведения и экологическая опасность загрязнения полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) и тяжёлыми металлами и металлоидами (ТММ) городских почв. Анализ содержания ТММ в частицах РМ1 дорожной пыли Москвы. Изучение динамики сезонной изменчивости уровней загрязнения ландшафтов черным углеродом в условиях высокой Арктики. Анализ химический состав и свойства почв и снега в районах падения ступеней ракет-носителей. Исследование устойчивости почв в условиях загрязнения нефтью и нефтепродуктами и в зоне влияния отвалов сульфидсодержащих пород в районах угледобычи. Изучение генетических особенностей и трендов аридного почвообразования. Исследование вариаций потенциально опасных поллютантов (включая ТММ и ПАУ) в фоновых почвах различных природных зон. При изучении экологии городов и антропогенно-нарушенных ландшафтов будут применяться ГИС-технологии.
It is planned to study the spatial distribution of potentially toxic chemical elements in the rivers of different regions of Russia. Study of the behavior and environmental hazard of pollution with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals and metalloids (TMM) in urban soils. Analysis of TMM content in PM1 particles of Moscow road dust. To study the dynamics of seasonal variability in the levels of black carbon pollution of landscapes in the high Arctic. Analysis of the chemical composition and properties of soil and snow in the areas where the launch vehicle stages fall. Study of soil stability under conditions of oil and oil products pollution and in the zone of influence of sulfide-containing rock dumps in coal mining areas. Study of genetic features and trends of arid soil formation. Study of variations of potentially dangerous pollutants (including TMM and PAH) in background soils of different natural zones. GIS technologies will be used to study the ecology of cities and anthropogenic-disturbed landscapes.
Результатами исследований будут: характеристика особенностей миграции тяжелых металлов и ПАУ в аквальных ландшафтах устьевых областей рек России; определение спектра поллютантов в компонентах ландшафта функциональных зон городов; выявление источников ТММ в частицах РМ1; оценка загрязнения почв и снега аридных ландшафтов азот-содержащими соединениями в районах падения фрагментов ракет; оценка изменения состава ионно-солевого комплекса почв в зоне влияния угольных отвалов; распределение ТММ и других микроэлементов в фоновых и техногенно-нарушенных почвах и ландшафтах тундровой, лесотундровой и лесной зон.
Получены результаты эколого-геохимических исследований в бассейне р. Селенга, проведена количественная оценка потоков растворенных и взвешенных форм тяжелых металлов и металлоидов (ТММ). Охарактеризованы особенности миграции тяжелых металлов в водных объектах Крымского полуострова, а также в устьевых областях рек юга России. Рассмотрены свойства почв и снега в районах падения первых ступеней ракет-носителей. Проведен анализ многолетней динамики содержания поллютантов в почвах г. Москвы. Выполнена оценка современного экологического состояния почвенного покрова промышленных центров. Выполнено моделирование переноса черного углерода вблизи г. Салехард. Выявлены особенности латеральной дифференциации содержаний редкоземельных элементов в гумусовых горизонтах почв, ТММ в почвах тундровых, таежных и лесостепных ландшафтов. Охарактеризованы пространственные структуры латеральной миграции твердофазного вещества почв в пределах ланшафтно-геохимических систем. Определена интенсивность самовосстановления микробиоты почв таежной зоны после загрязнения нефтепродуктами. Показана скорость восстановления альго-цианобактериальных сообществ после загрязнения почв углеводородным топливом. Проведена оценка устойчивости почв Актюбинской области к углеводородному загрязнению. Дана оценка геохимической трансформации почвенных и поверхностных вод в зоне влияния угольных терриконов Подмосковного буроугольного бассейна. В рамках почвенно-углеводородной тематики установлено, что углеводородные комплексы исследованных фоновых почв, характеризуются очень низким содержанием всех углеводородных компонентов. Исследованы основные почвообразующие процессы в современных мерзлотных почвах Центральной Якутии. Установлено, что липиды, экстрагированные из осадка из ледяных жил Батагайской едомы, имеют педогенное происхождение. Предложены геостатистические методы для математико-картографического моделирования пространственной неоднородности свойств почв различных природных и техногенных ландшафтов.
Полученные научные результаты буду опубликованы в статьях из списков Web of Science, Scopus и РИНЦ, войдут в состав курсовых, магистерских и дипломных работ и кандидатских диссертаций.
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | 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: |
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".
№ | Имя | Описание | Имя файла | Размер | Добавлен |
---|