4 Оценка экологического состояния территории балки рябинина
Экологическая обстановка на территории балки Рябинина (по результатам студенческих практик и ранее опубликованных исследований)
Изучив состояние природных компонентов на территории объекта исследования и прилежащих территориях с помощью ряда методов, можно дать комплексную оценку экологической обстановке и её изменению в течение нескольких последних лет, основываясь также на ранее опубликованные результаты.
Местоположение и физико-географические характеристики балки Рябинина показывают её слабую экологическую устойчивость во время снеготаяния и интенсивных продолжительных дождей, что объясняется наличием крутых склонов и низинным положением по сравнению с прилежащими территориями. Вокруг исследуемого объекта находится множество асфальтированных автомобильных дорог и пешеходных дорожек, что увеличивает площадь водосбора и его низкую пропускную способность. Всё это приводит к резкому сезонному увеличению уровня воды в ручье, изменению его физико-химических параметров и гидрологического режима [8]. Русло ручья непостоянно и меняет своё местоположение в тальвеге балки, создавая небольшие отвершки. Нестабильность гидрологического режима ручья балки приводит к абразии её бортов и нарушению естественного залегания почвенных горизонтов, путем их перекрывания другими породами [32].
Результаты визуальных наблюдений показали наличие огромного количества твердых бытовых отходов и крупных сухих веток, падающих с крон близрастущих деревьев и кустарников. Осенью ситуация усугубляется большим количеством сухих листьев (рисунок 20). Твердые бытовые отходы имеют разнообразные физические и химические свойства, что увеличивает риск возникновения пожароопасных ситуаций. Риск возникновения пожара увеличивается также действиями местных жителей, которые разводят костры на территории балки, используя при этом горючие бытовые отходы, картон и обломки веток [7].
Рисунок 20 – Несанкционированная свалка на территории балки Рябинина
(из отчета по практике в 2017 г.)
Эколого-геохимическое исследование показало высокую уязвимость почв, связанную с нарушением естественного гидрологического режима ручья, отсутствием естественного ненарушенного покрова в виде травянистой растительности. Свалка из твердых коммунальных отходов может менять физико-химические параметры почвы, изменяя её pH и гравиметрический состав. Всё это оказывает негативное влияние по естественный процесс почвообразования [33, 34].
В ходе гидрохимических исследований, проведенных студентами Института наук о Земле ЮФУ, были выявлены превышения предельно-допустимых концентраций по нескольким показателям, что может быть вызвано антропогенным воздействием или же являться естественным состоянием ручья на исследуемой территории. Например, превышения содержания кальция, магния и гидрокарбонатов можно объяснить естественным составом воды данного ручья, которые характеризуют его воду, как кальциево-магниевую гидрокарбонатную.
В 2014 году в г. Ростов-на-Дону проводились исследования, целью которых являлось определение объемной активности радиоактивного радона (222Rn) в родниках города. В перечень родников, подвергшимся наблюдениям, был включен родник, протекающий в балке Рябинина (рисунок 21).
Рисунок 21 – Точки отбора проб родниковой воды в г. Ростов-на-Дону в 2014 г. Точка №11 – родник в балке Рябинина [5]
Было отобрано три пробы воды от истока родника и далее вниз по течению. Средняя объёмная активность радона в воде составила 8±3 Бк/л, что является довольно низким значением и не превышает установленные требования [5].
В 2018 году сотрудниками Гидрохимического института Росгидромета также проводилось изучение химического состава воды ручья балки Рябинина, в ходе которого было выявлено превышение предельно-допустимой концентрации фторидов [27]. Исследования, проводимые студентами в ходе учебных полевых практик в 2016-2017 гг. не показывают значительных различий в полученных результатах, но можно заметить, что в 2017 году происходит увеличение концентрации вниз по течению от истока ручья некоторых химических показателей, что может быть связано с вовлечением в русловой поток взвешенных частиц из почвы и разложением твердых коммунальных отходов.
Экотоксикологические исследования воды балки Рябинина проводятся уже несколько лет студентами Института наук о Земле Южного федерального университета и сотрудниками Гидрохимического института Росгидромета, что позволяет сравнивать полученные результаты. Результаты исследований, проведенных студентами в 2017 году, показывают стимулирующее действие воды на рост редиса и токсическое действие на особи инфузории-туфельки (около 50% выживаемости). Исследования, проведенные на территории балки Рябинина в 2018 году (рисунок 22), показали, что воды являются наиболее токсичными в летний период, что объясняется высокой рекреационной нагрузкой на ручей.
Рисунок 22 – Точки отбора проб для биотестирования воды в 2018 г. [27]
В весенний период отмечалась направленность к угнетающему влиянию вод на метрические показатели ростков редиса. Однако прослеживалось стимулирующее воздействие на всхожесть ростков в некоторых точках. Также были отмечены четкие отличия сезонной токсичности вод [27].
В ходе проведения комплекса геофизических исследований было выявлено превышение содержания концентраций радиоактивных изотопов калия в почве (K40), что является естественной аномалией, связанной с тем, что данный изотоп содержится в почво-материнских породах. Стоит отметить, что нарушение последовательности слоев залегания почвенных горизонтов может увеличивать концентрацию этого изотопа и интенсивность его радиоактивного воздействия. Пешеходная гамма-спектральная гамма-съемка не выявила превышений радиоактивности в воздухе и околоземных слоях. Превышений предельно-допустимых уровней в ходе комплекса геофизических исследования выявлено не было.
В 2016 году в Советском районе города Ростова-на-Дону коллективом преподавателей и студентами Института наук о Земле ЮФУ проводились электромагнитные обследования Советского района г. Ростова-на-Дону, на территории которого и располагается балка Рябинина (рисунок 23) [6].
Рисунок 23 – Карта-схемы напряженности электрической (а) и магнитной (б) составляющей электромагнитного поля промышленной частоты в Советском районе г. Ростова-на-Дону (составлено автором по [6])
Определив местоположение балки на картосхеме электромагнитной напряженности, можно сделать вывод, что объект находится на территории превышения фоновой электромагнитной обстановки.
В ходе проведения эколого-гидрологических и эколого-геохимических исследований было выявлено нарушение гидрологического режима, причиной которому могут являться неправильно спроектированные системы водоотведения с дорожных покрытий. Превышений тяжелых металлов в почве обнаружено не было.
Экологический паспорт объекта
После обработки полученных результатов, был составлен экологический паспорт объекта, который характеризует его физико-географические параметры и экологическое состояние по нескольким компонентам в сжатой форме [26]. Данный паспорт имеет большое практическое значение и может быть использован в качестве основы для составления плана ликвидации негативных последствий.
1. Название: балка имени Игоря Рябинина
2. Местоположение: балка находится в западной части г. Ростова-на-Дону (Советский район, «ЗЖМ») ниже впадения в р. Дон на Донском склоне.
3. Исток: исток ручья расположен в Советском районе города Ростов-на-Дону. Ширина ручья в истоке достигает около 0,5 м, глубина около 0,2 м.
4. Устье: ручей балки Рябинина впадает в правый рукав Дона (Мёртвый Донец) в районе железнодорожной станции Левенцовская.
5. Притоки: во время исследований регулярных притоков не было замечено.
6. Физические характеристики: Длина балки до расхождения на два отвершка около 2,7 км. По тальвегу балки протекает ручей, дренирующий грунтовые и подземные воды. Общая протяженность ручья в балке Рябинина составляет более 4 км.
7. Хозяйственное использование: балка является местом отдыха людей, а также местом несанкционированной свалки.
8. Описание местоположения исследуемого участка ручья: ручей протекает по дну балки в направлении с северо-востока на юго-запад.
9. Особенности долины балки: балка Рябинина имеет хорошо сформированные долины с асимметричными склонами (крутой правый и пологий левый), протяженностью 3-5 км и глубиной 40-50 м.
10. Параметры русла ручья: ширина русла составляет примерно 1,2-1,7 м, среднем глубина – 0,20-0,25 м. Дно илистое и вязкое.
11. Экологическое состояние по ранее проводимым исследованиям:
Большая часть проективного покрытия загрязнена большим количеством твердых коммунальных отходов.
Имеется превышение предельно допустимой концентрации по некоторым химическим показателям (кальций, магний, гидрокарбонаты, сульфаты). За всё время наблюдений около 50% проб воды показали токсическое действие на тест-объекты. Радиоактивное загрязнение воды ручья радоном и другими радиоактивными изотопами отсутствует.
Проводимые анализы почвы на выявления тяжелых металлов, показали отсутствие превышений предельно-допустимых концентраций.
Значительных повреждений, представленных на территории балки видов растительности, обнаружено не было.
Рекомендации по улучшению экологической ситуации
Изучив экологическое состояние балки Рябинина и протекающего в ней ручья можно дать множество рекомендаций, по реабилитации исследуемого объекта от последствий антропогенного воздействия. Также рекомендации могут быть полезны при проведении градостроительной деятельности на прилежащих территориях. Важнейшей целью должно являться недопущение усиления интенсивности антропогенного воздействия и, по возможности, его минимизация. Стоит отметить, что территория балки Рябинина должна сохранить свой статус в качестве рекреационной зоны для местных жителей. Обусловлено это тем, что в данном районе наблюдается дефицит рекреационных территорий. Исходя из всех присутствующих экологических проблем на объекте исследования и его назначения, можно дать следующие рекомендации.
1) Одной из самых важных проблем, видимой невооруженным глазом, является проблема наличия на территории балки несанкционированной свалки твердых коммунальных отходов, которые создают заторы в ручье во время снеготаяния и создают слабую проходимость вод в системе водоотведения. Так как данная территория может выполнять рекреационную функцию, то несанкционированная свалка создает неблагоприятный внешний вид данного природно-антропогенного объекта. Также неблагоприятный вид и затор воды в ручье создают сухие ветки деревьев. Из всего этого следует, что нужно принять соответствующие меры по ликвидации свалки мусора. Для этого могут быть организованы субботники и прочие мероприятия, организованные общественностью или местными властями.
2) После очистки балки и русла ручья от коммунальных отходов следует позаботиться о форме её ландшафта. При необходимости ландшафт балки нужно спроектировать таким образом, чтобы создать благоприятную траекторию для протекания ручья, которая будет наиболее устойчива в периоды интенсивного весеннего снеготаяния. Также проектирование ландшафта может минимизировать склоновые процессы, связанные с размывом почв. Ландшафт должен быть организован таким образом, чтобы он максимально сохранил свой уникальный первоначальный геоморфологический облик.
3) Так как территория балки используется велосипедистами и пешеходами во время прогулок, следует создать специальные дорожки, которые смогли бы обеспечить местным жителям твердое покрытие для передвижения во время прогулок [42, 43]. Также можно организовать дополнительные места для отдыха (беседки, лавочки и т.д.). Эти меры смогут воспрепятствовать уплотнению почвенного покрова и уничтожению травянистой растительности.
4) Во время проведения визуальных наблюдений было замечено, что большая часть территории балки покрыта древесной и травянистой растительностью, но иногда встречаются участки, где данная растительность практически отсутствует, что создает необходимость её восстановления таким же видовым составом [44, 45]. Наличие густой растительности на исследуемой территории будет создавать влажный благоприятный микроклимат в данной части города, а также создавать тень и отсутствие сильного ветра, который так характерен для города.