Кадастровая оценка земель Красноармейского района Челябинской области

Отвалы  Молодежного месторождения в  Верхнеуральском районе загрязняют пахотные земли АО «Курганское» за счет поверхностного смыва халькофильных  элементов. На расстоянии 100-150 м от отвалов  содержание цинка в почве превышает  ПДК в 2-3 раза, мышьяка в 10-25 раз  и меди до 30 раз.

Почвы города Верхний Уфалей и земли, прилегающие  к комбинату «Уфалейникель», загрязнены медью, цинком, кобальтом, никелем, свинцом, кадмием и хромом. Сильное загрязнение  этими элементами установлено на площади 3200 га. Ферментативная активность почв снизилась в 1,8-3 раза.

Основное  количество тяжелых металлов (до 95%) при техногенном загрязнении в почву поступает от предприятий черной и цветной металлургии, деятельности ТЭС и ГРЭС. Ежегодно из труб стационарных установок выбросы загрязняющих веществ составляют более 1 млн тонн; в среднем на каждый квадратный километр за год их выпадает 11,6 тонн или 32 кг на 1 кв.км в сутки.

На 1 кв.км территории Челябинской области  все выбросы в атмосферу достигли 3937 кг твердых веществ, в составе  которых весь спектр тяжелых металлов. Кроме того, 2524 кг сернистого ангидрида  и 4349 кг окислов углерода и азота  выбрасываются в атмосферу предприятиями  цветной металлургий и энергетического  комплекса. >

Из общего количества выброса металлоидных загрязняющих веществ в 1990 году предприятиями  г.Карабаш сернокислый ангидрид составил 92%, г. В. Уфалей - 89%, г.Троицк - 35%, г.Челябинск - 12%, г. Южноуральск - 9%, г.Магнитогорск - 9%. Оксиды азота и углерода при  взаимодействии с атмосферной влагой образуют азотную и серную кислоты. В дальнейшем они выпадают на поверхность  в виде кислых дождей. По этой причине, как показали агрохимические анализы, почвы пригородной зоны г.В.Уфалея имеют сильнокислую реакцию почвенной  среды (рН=3,9-4,0). Токсичность кислотных  дождей и тяжелых металлов усиливается  при совместном действии, так как  приводит к подвижности последних.

Под действием  сернистого ангидрида, окислов азота  и углерода снижается буферность почв, поражается древесный и кустарниковый  ярусы леса, выпадает травянистый  покров и отдельные растительные виды, развиваются эрозионные почвенные  процессы и в конечном результате территории превращаются в пустыни  техногенного происхождения.

Территория  г.Карабаша - классический пример такого процесса. За годы деятельности Карабашского медеплавильного комбината выброшено  в город и ближайшие окрестности 12 млн тонн вредных веществ, или 20,5 тыс.тонн на 1 кв.км территории. При этом на 1 кв.метр приходится 20,5 кг всех токсикантов, в том числе 18 кг/м² сернистого ангидрида. Исследование почв и видных источников территории г.Карабаша выявило их высокую кислотность, при которой происходит интенсивное разрушение гумусового слоя и ускоряется эрозия почв. Так, на склонах Золотой горы на протяжении более 3 км совершенно уничтожен гумусовый слой почвы. Вследствие этого исчезли не только остатки древесной, но и вся кустарниковая и травянистая растительность. Происходит интенсивная эрозия склонов. Глубина отдельных оврагов достигает 3-3,5 метра. В жестких техногенных условиях под действием кислых осадков происходят протонирование образованных ранее гумусных соединений, их диспергирование и вынос за пределы почвенных горизонтов, т.е химическая эрозия почвы, которая сменяется механической эрозией, сопровождающейся полным уничтожением органических и органо-минеральных горизонтов почвы.

Формирование  атмосферных осадков с повышенной кислотностью вследствие трансформации  в атмосфере промышленных выбросов кислотообразующих соединений стало  широкомасштабным явлением. На почвенный  покров территорий прилегающих к  промышленным центрам, предприятия которых выбрасывают в атмосферу аэрозоли кислотного характера соединения хлора, сероводорода, окиси азота и сернистого ангидрида, выпадают кислотные дожди. В этих районах наблюдается интенсивный процесс подкисления почв. Предприятия цементной промышленности, выбрасывая в атмосферу загрязняющие вещества с преобладанием пыли известняка и гипса, формируют щелочной тип загрязнения окружающей среды и почв. Мониторинг земель таких территорий (АО «Уралцемент» и СХПО «Полевое» ЮУЖД) показал [38], что на расстоянии 2,5-5,0 км от цемзавода рН талой воды составляет 9,03-9,4, на расстоянии 7-8 км - рН 7,3-7,9. Почвы Шумаковского отделения СХПО «Полевое» имеют абиатический нанос цементной пыли до 3 см. Ежегодная масса выпадающей цементной пыли составляет 330 тонн на 1 кв.км.

Высокий уровень накопления в почве химически  активных карбонатов (СаСО₃) вызывает резкое подщелачивание почвенной среды, ухудшает физические свойства почвы (цементирует почвенную массу), подавляет деятельность биоты и вообще все биологические процессы. Примером могут служить почвы СХПО «Полевое». На площади 1416 га из 5001 га они ввиду загрязнения цементной пылью имеют слабо- и среднещелочную реакцию почвенного раствора, объемный вес пахотного и подпахотного горизонта повысился до 1,8 г/см³, содержание подвижных фосфатов упало до 8-10 мг/кг почвы.

Мощным  источником загрязнения почв являются сельскохозяйственные предприятия. В  агропромышленном секторе Челябинской  области в 70-80-е годы были созданы  десятки крупнейших животноводческих ферм и птицеводческих фабрик. При  этом проблемы тысяч тонн ежегодно образующихся отходов решены не были. По этой причине животноводческие комплексы  и птицефабрики превратились в мощнейший  источник загрязнения природной  среды, вывели из строя значительные площади плодородной земли.

Почвенно-экологическое  обследование земель АОЗТ «Челябинская птицефабрика» показало, что земельные  участки, используемые под складирование  помета, деградированы настолько, что  требуют консервации и мелиоративной  рекультивации. Почвенный профиль  в районе складирования помета насыщен  ионом аммония до глубины 1,5 м, его  концентрация достигла 50-90 мг/л при  ПДК 2 мг/л.

Почва полей  севооборота, где вносился помет  ежегодно и в больших дозах (до 200 т/га), имеет чрезвычайно высокое  содержание нитратного азота. Куриный  помет имеет очень высокую  концентрацию иона аммония, так как  конечным продуктом азотистого обмена у птиц является мочевая кислота, составляющая около 60% от общего содержания азотистых веществ в помете. Систематическое  внесение высоких доз помёта на одних  и тех же земельных участках, а  также складирование помета на поле без последующей заделки вызывают подщелачивание и ухудшение физических свойств почвы (ввиду развития процессов  слитизации). Кроме того, из почвы  теряется до 75% азота, внесенного с пометом. Поэтому агрохимические анализы  показали, что почвы птицефабрики имеют слабо- и среднещелочную реакцию  почвенного раствора и щелочной тип  загрязнения и деградации почв.

Загрязнение земель нефтепродуктами происходит в основном за счет различных аварийных  ситуаций на нефтепродуктопроводах, на центральных нефтебазах и автозаправочных  станциях, на складах ГСМ сельхозпредприятий.

Загрязнение нефтепродуктами вызывает глубокие необратимые изменения морфологических, физических, физико-химических и микробиологических свойств всего почвенного профиля, что приводит к потере плодородия почв и отторжению территорий из сельскохозяйственного пользования.

В Челябинской  области в настоящее время  действуют 17 хранилищ нефтепродуктов (нефтебаз) площадью 180 га, 280 складов  ГСМ сельхозпредприятий. По территории области проходят четыре нефтепровода Урало-Сибирских магистральных нефтепроводов  и нефтепродуктопроводов общей  протяженностью 400 км. Все эти объекты  являются потенциальными загрязнителями окружающей природной среды, прежде всего почвогрунтов. Так, при обследовании Челябинской нефтебазы выявлены и прослежены две аномальные зоны протяженностью около 3 км с высоким  содержанием углеводородов в  почве. На территории нефтебазы почвы  и подстилающие породы загрязнены нефтепродуктами  с превышением ПДК в 10 раз.

На территории Магнитогорской нефтебазы соответствующие  загрязняющие продукты обнаружены в  толще почвогрунта от 1,6 до 2,0 метров. Их содержание колебалось от 1,2 до 122 мг на 100 г почвы, что превышает ПДК  в 40-400 раз.

Острота экологической ситуации в Челябинской  области заключается также в  том, что в составе огромной суммарной  площади загрязнения (50 тыс.кв.км, или 56% всей территории) большая доля приходится на земли, загрязненные радионуклидами - 20,5 тыс.кв.км.

Элементарный  состав радиоактивных веществ разнообразен (табл.34). У одних период полураспада  составляет несколько часов (калий-42) или суток (йод-131 и цинк-65), у других длится десятки и сотни лет.

Наибольшая  доля среди радиоактивных элементов  приходится на строн-ций-90, обладающий (3-излучением, и цезий-137, который  излучает у-лучи, поражающие человека и животных. Эти радионуклиды усваиваются  растениями, с пищей транспортируются в организм животных и человека, накапливаются в отдельных частях тела (например стронций накапливается  в костях) и вызывают неизлечимые  лучевые болезни.

Таблица 34

Радиоактивные элементы и их характеристика

Элемент	Период полураспада	Вид излучения	Элемент	Период полураспада	Вид излучения
Углерод-14	5568 лет	β	Стронций-90	28 лет	β
Калий-42	12,4 часа	β, γ	Цезий-137	33 года	γ
Цинк-65	250 суток	β, γ	Плутоний-239	2,4 • 104 лет	α, γ
Иод-131	8 суток	β, γ	Кобальт-60	5,27 лет	β, γ

 

 

3. Почвенно-экологическая оценка  и оптимальные модели основных  типов почв челябинской области

3.1. Методика почвенно-экологической  оценки и бонитировки пахотных  земель

Почвенный покров - составная часть биосферы, а  почва - сложная "биокостная", открытая в кибернетическом понимании  система. Сущностью почвообразования является единство двух противоположных  процессов - геологического элювиального и биологического аккумулятивного [2t}x Природные условия на равнинной территории Челябинской области благоприятны для развития аккумулятивного дернового процесса почвообразования и формирования почв черноземного типа.

При сельскохозяйственном освоении черноземов дерновый (аккумулятивный) процесс почвообразования ослабевает настолько, что создается отрицательный  баланс органического вещества, щелочноземельных катионов (прежде всего кальция) и  элементов питания, усиливается  элювиальный процесс. В условиях горно-лесной зоны и северной лесостепи  повышается актуальная, обменная и  гидролитическая кислотность, уменьшается  емкость поглощения почвы и доля обменного кальция и магния в  ППК, происходит обеднение почвы  гумусом, азотом, фосфором и калием. Поэтому диагностика природных (генетических) процессов почвообразования и состояния  почв является практической необходимостью.

Сейчас  становится очевидным, что дифференцированный подход к охране и использованию  отдельных почв с учетом их особенностей является ключевым принципом в земледелии. Особое значение он приобретает на фоне усиления антропогенных нагрузок на педосферу, включая интенсификацию сельскохозяйственного производства. Переход от почвосберегающих систем и технологий к системам интенсивного (часто/бесхозяйственного) ведения  сельскохозяйственного производства нанесло почвенному покрову значительный ущерб.

Статистической  базой учета состояния земельных  ресурсов являются кадастровые работы почвоведов системы Гипрозема. Однако в них не рассматривается ряд существенных характеристик плодородия: сложение и мощность мелкоземистой толщи почв, ряд эдафических свойств (слитность, загрязнение, гидроморфизм и др.). Субстантивные и функциональные характеристики рассматриваются изолированно, невзаимосвязанно.

Более совршенную методику и технологию оценки и бонитировки  почв предложил И.И.Карманов [17]. Методика позволяет определить почвенно-экологические  показатели и баллы бонитетов  почв пашни, многолетних насаждений, сенокосов и пастбищ. Основываясь  на природных показателях, она исключает  возможность резких несоответствий между действительным и расчетным  уровнем плодородия почв.

Естественно, методика, предложенная И.И.Кармановым, нуждается в дальнейшем совершенствовании  и дополнении с целью более  полного учета местных природных  условий и особенностей почв. В соответствии с вышеизложенным разработаны зональные коэффициенты, необходимые для расчета почвенно-экологических индексов, по данным мониторинга земель сельскохозяйственного назначения проведена оценка плодородия основных типов почв Челябинской области.

Методика  и технология почвенно-экологической  оценки и бонитировки почв разработана  в Почвенном институте РАСХН [17] на основе принципиально новых подходов, с учетом опыта такой работы, как  в нашей стране так и за рубежом.

Методика  позволяет оценивать состояние  почв пашни, многолетних насаждений, сенокосов и пастбищ от конкретного  участка и поля до хозяйства и  области, дает сопоставимые результаты на единой основе.

Технология  выполнения работ по данной методике включает три раздела:

1. подготовку почвенно-агрохимических и агроклиматических данных;
2. почвенно-экологическую оценку;
3. бонитировку почв в отношении различных сельскохозяйственных культур.

3.1.1. Почвенно-экологическая  оценка

Почвенно-экологическая  оценка проводится на основании свойств  почв и климатических показателей. В основу положен расчет йочвенно-экологического индекса (ПЭи) по формуле, предложенной ЛЛ.Шишовым и др. [64]:

где ПЭи - почвенно-экологический  индекс;

V - плотность (объемная масса) почвы в среднем для метрового слоя, г/см³;

2 - максимально  возможная плотность, г/см³;

П - "полезный" объем почвы в метровом слое;

Дс - дополнительно  учитываемые свойства почвы: содержание гумуса, рН солевой вытяжки, степень  эродированности почвы, гидроморфность, степень солонцеватости и др.

Ht>10 - среднегодовая сумма температур более 10°;

КУ - коэффициент  увлажнения: для горно-лесной зоны - 5,3; лесостепной - 5,1; степной зоны - 4,9;

Р - поправка к коэффициенту увлажнения;

КК - коэффициент  континентальности;

А - итоговый агрохимический показатель - содержание элементов питания.

 

 

 

 

 

 

 

3.1.2. Расчет почвенно-экологических  показателей

Множитель 12,5 является постоянным для всех типов  почв.

Величина 2-V рассчитывается на основании объемной массы метрового слоя почвы с учетом поправки на коэффициент увлажнения (КУ-Р), значения которой приведены в табл. 35.

Таблица 35

Поправки к величине 2 - V для условий повышенного атмосферного увлажнения (по Л.Л. Шишову и др.)