Горленко Анастасия Сергеевна

Наиболее перспективными направлениями оценки, нормирования и управления качеством почв и земель служат: углубленное изучение их экологических функций и роли антропогенного фактора в формировании природного комплекса земель, сложившегося в границах конкретных земельных участков с учетом природных условий, типа природопользования и прямой-обратной связи с сопредельными природными средами; исследование природных связей между почвенным покровом и подпочвенными геологическими слоями; определение допустимых изменений качества почв при нефтезагрязнении, лесо- и торфозаготовке с учетом перспектив естественного самовосстановления ландшафтов; изучение прямых и обратных связей почв, водных сред и земноводных ландшафтов в условиях загрязнения земель; выявление функциональной связи между качеством атмосферного воздуха и состоянием почв; изучение аспектов контакта почв и других компонентов окружающей среды с отходами производства и потребления. Анализ существующих правовых норм, направленных на охрану почв как компонента окружающей среды, позволил сделать вывод о незавершенности структуры природоохранного законодательства, в рамках которого среди существующих федеральных законов, регламентирующих охрану компонентов окружающей среды, требует разработки Закон об охране почв.

В рамках исследования экологического состояния почв и растительного покрова в зоне воздействия Среднеуральского медеплавильного завода (СУМЗ) были решены следующие задачи: определено содержание тяжелых металлов в почвах пробных площадок, заложенных в пределах зоны воздействия СУМЗ; выявлены макрокинетические закономерности сезонной динамики нормализованного относительного вегетационного индекса (NDVI) на пробных площадках в зоне воздействия СУМЗ; выявлены макрокинетические закономерности отклика растительности в форме NDVI, рассчитанного по данным MODIS и Landsat 8, на загрязнение почв комплексом тяжелых металлов в зоне воздействия СУМЗ; проведено ранжирование качества почв по закономерностям отклика растительности в форме NDVI на загрязнение почв комплексом тяжелых металлов в границах природно-защитной зоны (ПЗЗ) СУМЗ по данным 2023 г.

Внутрисезонную динамику фотосинтетически активной биомассы в форме NDVI моделировали с использованием теоретического уравнения роста по материалам спутниковых данных MODIS. Сезонный максимум вегетационного индекса на пробных площадках в 2012 г. пришелся на 25‒28 недели. В 2023 г. он наступил на 27‒33 неделе в зависимости от местоположения пункта пробоотбора. Показатель скорости достижения максимума характеризуется слабым внутрисезонным и межгодовым варьированием.

Закономерности изменения концентрации фотосинтетически активной биомассы в форме максимальных за сезон 2023 г. NDVI в ответ на валовое содержание комплекса тяжелых металлов (Cu, Pb, Cd и Zn) в почве пробных площадок моделировали с использованием теоретического уравнения дозовой зависимости. Предельно допустимый уровень содержания в почве комплекса тяжелых металлов в форме среднего геометрического, не вызывающий снижения значений вегетационного индекса, рассчитанного по данным спутников MODIS и Landsat 8, составил 101 и 106 мг×кг^-1 соответственно.

Проведен анализ гистограмм распределения величин NDVI в пределах природно-защитной зоны который показал, насколько истинные частоты встречаемости значений вегетационного индекса соответствуют ее эмпирической границе, ассоциированной с точкой максимума дозовой зависимости, выявленной по материалам исследования 2012 г. Характер распределения истинных значений NDVI исключительно полно поддерживает использованную теорию зонирования на основе анализа дозовой зависимости. Современные границы природно-защитной зоны СУМЗ удалены на 4–7 км от центра санитарно-защитной зоны.

Основная цель работы состояла в проверке применимости подхода к оценке экологического состояния почв и теоретической модели биологического отклика в форме вегетационного индекса на воздействие комплекса тяжелых металлов в зоне воздействия объектов добычи и переработки каменного угля в условиях дальневосточной таежно-лесной почвенно-биоклиматической области. Исследования проведены в комплексе с геохимической оценкой природных сред, что обеспечило возможность учета размеров зон воздействия объектов добычи и переработки каменного угля на территории эксперимента по квотированию выбросов, проводимого Минприроды России. Инвентаризация источников выбросов позволила определить ряд приоритетных объектов негативного воздействия на окружающую среду: основная промплощадка, промышленная котельная, интегрированная промплощадка, два угольных разреза и др. По результатам проведения сводных расчетов рассеивания загрязняющих веществ были выделены следующие маркерные поллютанты: углерод (сажа), пыль неорганическая и пыль каменного угля. Установление уровней загрязнения почв и снежного покрова позволило выявить локализацию техногенных аномалий тяжелых металлов, а также определить пылевую нагрузку на исследуемую территорию. Почвенный покров характеризуется низким уровнем загрязнения по суммарному показателю загрязнения, однако накопление микроэлементов в поверхностном слое почв характерно для большинства исследованных металлов и металлоидов, о чем свидетельствуют коэффициенты концентрации >1. Выявлены очаги загрязнения снежного покрова, приуроченные к зоне жилой застройки. Площади с очень высоким уровнем загрязнения снега расположены вблизи муниципальных котельных. На основе теоретической модели биологического отклика в форме вегетационного индекса на воздействие комплекса тяжелых металлов определенного набора, содержащегося в почвах окрестностей предприятия по добыче и переработке каменного угля, установлены предельно допустимые уровни их содержания. Определены границы зоны воздействия основных структурных подразделений предприятия угледобычи, за чертой которых распространены территории природно-антропогенного фона. Почвы в окрестностях объектов добычи и переработки каменного угля характеризуются преимущественно фоновым (ненарушенным) состоянием либо слабодеградированы, таким образом, вред почвам на территории эксперимента не нанесен.