1.2.1 Автотранспорт и его влияние на экологию

городов и поселков

Чрезвычайно важной экологической проблемой сегодняшнего дня является автотранспорт, в значительной степени загрязняющий атмосферный воздух, почву, воду, растения и сельскохозяйственную продукцию, являющийся одним из мощных источников накопления в геофизических средах, растительном и животном мире тяжелых металлов (Лозовая, 2000, 2001, 2004; Лозовая, Каверина, 2002; Лозовая, Панков, 2002; Панков, Лозовая, 2003). О влиянии автомобильного транспорта на загрязнение окружающей природной среды и его роли в загрязнении атмосферы городов отмечается в работах У.Э. Кирсо, Д.И. Стом, Л.И. Белых, Н.И. Ирха, Ф.Я. Ровинского, М.И. Афанасьева, Ю.А. Буйволова, направлением в исследовании химического состава автомобильных выхлопов – G. Grimmer, H. Bonke, A. Glasser, R. J. Gordon, K.-W.Smith, R.D. Waniska (Кирсо, Стом, Белых, Ирха, 1998; Ровинский, Афанасьев, Буйлов, 1992; Лозовая, 2000, 2001, 2004; Лозовая, Каверина, 2002; Лозовая, Панков, 2002; Панков, Лозовая, 2003; Grimmer, 1977; Bonke, Glasser, 1977; Gordon, 1976; K.-W. Naujack, Schneider, 1980; Wallcove, Nagel, Smith, Waniska, 1975).

1.2.2 Промышленные и бытовые отходы

Немаловажную роль в загрязнении среды ученые уделяют промышленным и бытовым отходам. Этому направлению посвящены работы S. Schaum, D. Cleverly, M. Lorber, L.G. Oberg, N. Wagman, M. Koch, C. Rappe, P.W. Cains, P. Dyke, предпочтение термическим технологиям – M.S. Woodfield, B. Bushby, D. Scott, K. Webb; H. Hagenmaier, M. Kraft, H. Brunner, R. Haag, M.Hiraoka, N. Tareda, S. Okajima; D.S. Hanson, Sievers, P. Friesel, J. Deegan, L. Ember, H. Heida, M. Van den Berg, K. Olie (Schaum, Cleverly, Lorber, 1994; Oberg, Wagman, Koch, Rappe, 1994; Cains, Dyke, 1987; Woolfield, Bushby, Scott, Webb, 1987; Hagenmaler, B. Kraft, Brunner, Haag, 1987; Hiraoka, Takeda, Okasima, 1990; Hanson 1993; Sievers, Friesel, 1989; Deegan, 1987, Heida, Van den Berg, Olie, 1989).

Как известно, химические элементы по степени опасности подразделяются на три класса: вещества высоко опасные; умеренно опасные и мало опасные. К высоко опасным веществам относятся мышьяк, кадмий, ртуть, селен, свинец, цинк и фтор. К веществам второго класса относятся бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма и хром. И к третьему классу, представляющих для растений и животных относительно незначительную опасность, относятся барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций (Вронский, 1997; Коробкин, Передельский, 2003; Степановских, 2005). В.А. Большаков, Н.М. Краснова, Т.И. Борисочкина, С.Е. Сорокин и В.Г. Граковский отмечают, что основные источники антропогенных выбросов вредных веществ в атмосферу сосредоточены в индустриальных странах Северной Америки и Центральной Европы. В не меньшей степени эта проблема касается и России (Платонов,2002; Коробкин, Передельский, 2003).

1.2.3 Тяжелые металлы и основные источники их поступления

в окружающую среду

Во многих городах концентрации тяжелых металлов в почвах уже сегодня в десятки раз превышают предельно допустимые значения (Большаков, Краснова, Борисочкина, Сорокин, Граковский, 1993; Xian, 1987; Abdel-Saheb, 1992, Francek, 1992, Xiang-dong, 1991). В России большие территории подвержены загрязнению тяжелыми металлами, поступающими от автотранспорта и промышленных объектов. В ряде областей содержание кадмия и кобальта в десятки раз выше фонового (Воробьев, 1990; Евдокимова, 1990; Федоров, Шахов, 1990; Лях, 1990; Глазирина, Дубейковский, 1989; Кизильштейн, Соборникова, 1987; Крючков, 1992). Почвы оказывают прямое влияние на динамику и поведение тяжелых металлов. Суглинистые и глинистые почвы сдерживают поступление тяжелых металлов в растения. Поглощение растениями тяжелых металлов зависит от кислотности почв и состава анионов в почвенном растворе (Ильин, 1973, 1985, 1991, 1995). Тяжелые металлы способны взаимодействовать с органическими соединениями почвы с образованием сложных компонентов. В связи с этим в почвах с высоким содержанием гумуса тяжелые металлы менее доступны для растений (Кабата - Пендиас, Пендиас, 1989). Важным фактором, определяющим поведение тяжелых металлов в почвах, является способность катионного обмена, обусловленная минералогическим составом илистой фракции. Чем выше емкость катионного обмена, тем сильнее удерживающая способность почв по отношению к тяжелым металлам, что снижает их доступность для растений, но в городских почвах катионный обмен не значителен (Алексеенко, 2000).

Сохранность загрязняющих компонентов в почве гораздо больше, чем в других геофизических средах и металлы, очень медленно удаляются при выщелачивании, потреблении растениями, в результате эрозии. Необходимо учитывать, что загрязнение городских почв зависит от специфики промышленного потенциала города, поселка, мощности автопарка, наличия автомагистралей и интенсивности движения автомобильного транспорта (Аксенов, 1986; Голубев, Новиков, 1987; Ильин, 1991, 1995; Рохмистров, 1980; Рохмистров, Иванова, 1985; Акимова, Хаскин, 1999; Алексеенко, 2000).

Почва как основа обитания биоценоза в значительной мере определяет макро- и микроэлементный химический состав произрастающих растений (Ковалевский, 1969; Виноградов, 1985; Ильин, 1985, 1991; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Матвеев, Прохорова, Никитин, 1992; Никитин, Прохорова, 1992; Матвеев, Прохорова, Павловский, 1994, 1995;). Интенсивное накопление тяжелых металлов характерна для мхов, в которых концентрация тяжелых металлов в десять и более раз превышает их концентрации, например, в цветковых растениях. По химическому составу растений можно судить и об элементном составе среды обитания (Леванидов, Давыдов, 1961; Ковалевский, 1969; Добровольский, 1983). Зарегистрирована тесная прямая зависимость содержания тяжелых металлов в растениях от их содержания в почве (Цветкова, 1977). Поступление тяжелых металлов в растения осуществляется из почвы и атмосферного воздуха (Ильин, 1973, 1991; Добровольский, 1983; Виноградов, 1985; Павлов, 1989; Шиханов, Юлушев, 1984). Часто отмечается различие концентраций тяжелых металлов в надземных органах, что может быть связано со специфичностью метаболизма растений и свойствами тяжелых металлов. На поглощение элементов оказывает влияние факторы реакции среды, концентрации кальция, магния и других элементов, температура, аэрация, окислительно-восстановительный потенциал почвы, особенности растений и стадия их развития (Леванидов, Давыдов, 1961; Ковалевский, 1969; Кузина, 1969; Добровольский В.В., 1983; Павлов, 1989; Нестерова, 1989; Жемкова, 1989; Godzik, 1991). Передача тяжелых металлов и других токсических веществ по трофическим цепям, их поступление и накопление в организме человека является серьезной проблемой, о чем свидетельствуют исследования многих ученых (Cannon, 1976; Берзиня, 1980; Инсарова, 1983; Кабата-Пендиас, Пендиас, 1989; Реймерс, 1980, 1990, 1994; Прохорова, Матвеев, Павловский, 1992, 1998). К числу малоизученных относится и вопрос о распределении тяжелых металлов в почвенном покрове, об аккумуляции их растениями в зависимости от влияния антропогенных факторов, что имеет значение для решения многих практических задач, связанных с охраной окружающей среды, в том числе в малых городах и поселках, где значительная часть пищевой продукции выращивается в непосредственной близости от автомагистралей и промышленных предприятий (Зингель, 1993; Роева, Ровинский, Кононов, 1996; Ровинский, Егоров, Афанасьев, 1989; Miller, Khaledi, 1996). Техногенное рассеяние тяжелых металлов как загрязнителей создает неблагоприятные условия существования людей, животных и растений. (Вальков, Колесников, Князев, 1997).