Почва, находящаяся в городе, обладает общими чертами профильного строения зональных почв в понимании классического почвоведения с присущими им почвообразовательными элементарными процессами (гумусонакопление, выщелачивание, выветривание, заболачивание и т.д.) и специфическими чертами: отсутствием сложившейся системы генетических горизонтов А-В-С (в связи с молодостью профиля), преобладанием слоистого сложения (антропогенного происхождения) и т.д. Это почвы, находящиеся под «прессом» города или сформированные деятельностью человека в городе, которая одновременно является и пусковым механизмом и постоянным регулятором городского почвообразования.
Городская почва – это созданный человеком поверхностный слой мощностью более 50 см (сформированный в результате перемешивания, отсыпания, погребения или загрязнения строительно-бытовым мусором) естественной почвы или геологической породы.
Городские почвы следует отнести к азональным почвам, сформировавшимся в результате урбанистической (градостроительной) деятельности человека.
Геохимические процессы, происходящие в городских ландшафтах, отличаются от процессов в естественных условиях. В природных ландшафтах эволюция и развитие негативных процессов протекают медленно и постепенно, и экосистема успевает с ним приспособиться и перестроиться. Городские системы принципиально отличаются от природных тем, что они подвергаются катастрофическим воздействиям высокой степени интенсивности процесса, что часто приводит к гибели самой системы.
Городские ландшафты испытывают одновременно воздействие нескольких процессов, что приводит к усилению антропогенного преобразования земель и геологических пород, расположенных в зоне поселений.
С 1974 года подразделения Управления по гидрометеорологии проводят наблюдения за загрязнением почв ингредиентами промышленного производства вокруг крупных центров цветной и черной металлургии, химической и нефтехимической промышленности, машиностроения, энергетики. Сравнение данных за десятилетие (1978-1988), показало, что за пределами промышленных и санитарно-защитных зон не отмечено существенного приращения массовых долей металлов в почвах. С учетом этого обстоятельства 166 городов страны, почвы которых обследованы наиболее полно, были ранжированы по суммарному показателю загрязнения почв металлами, утвержденному Минздравом СССР в 1987 году (табл. 4.2). Этот показатель рассчитывают по следующей формуле:
где n – число определяемых металлов; Ксi – коэффициент концентрации металла, который определяется отношением содержания металла в почве к фоновому содержанию металла.
По величине суммарного показателя загрязнения, рассчитанного по средним величинам содержания элемента в зоне обследования, 3% городов отнесены к чрезвычайно опасной категории загрязнения почв, 6% – к опасной, 7% – к умеренно опасной и 84% – к допустимой категории загрязнения. В первую категорию попали Чимкент, Усть-Каменогорск, Ревда, Мончегорск, Белово. Однако и в городах, отнесенных к допустимой категории загрязнения, имеются локальные участки, отнесенный к чрезвычайно опасной категории загрязнения, и с учетом этого факта только 42,7 % городов попадают в категорию, где вся территория отнесена к допустимому уровню загрязнения.
Исследования загрязнения почв г. Старого Оскола местными органами санитарно-эпидемиологического надзора показало, что суммарный показатель загрязнения почв не превышает допустимое значение, однако в городе встречаются территории, где загрязнение почв некоторыми тяжелыми металлами превышает допустимые концентрации в несколько раз.
Для оценки аномальных геохимических зон В.А. Алексеенко предложен показатель абсолютного накопления (ПАН) химических элементов, показывающий, какая масса того или иного химического элемента (его соединений) накопилась в результате определенных процессов (как природных, так и техногенных) на единице площади в концентрациях, превышающих региональной фоновое содержание. Вместо фонового содержания (при отсутствии данных) можно брать кларковое значение или использовать величину ПДК.
Чтобы узнать величину относительного накопления химического элемента, следует вычислить значение показателя относительного накопления – ПОН, представляющий собой отношение количества элемента (в тоннах), накопившегося в ландшафте или его определенной части в результате техногенеза, к Кларку (местному фоновому содержанию) этого элемента в аналогичном ландшафте, не испытывающем техногенного воздействия:
ПОН = ПАН/Сф
В качестве примера можно рассмотреть эколого-геохимические исследования в масштабе 1:500000 вблизи одного из промышленных центров Европейской части России (табл. 4.3). Как видно из табл. 4.3, по абсолютному накоплению металлов представляется следующий ряд: Ti → Zn → (Pb, Cr, V, Cu) → Ga. При этом на первом месте стоит относительно инертный в зоне гипергенеза титан. Однако если учитывать фоновое содержание и определять ПОН, то ряд загрязняющих веществ, составленный по мере уменьшения его значения, примет следующий вид: Pb → Cu → Zn → Ga → V → Cr → Ti. Следовательно, в изучаемом районе нужно обращать наибольшее внимание на загрязнение окружающей среды Pb, Cu и Zn. На эти элементы и вызываемые ими заболевания необходимо обращать особое внимание и при медико-экологических исследованиях, и при разработке профилактических мероприятий.
Таблица 4.2