Klassifizierung und Eigenschaften städtischer Böden. Vielfalt von Böden und bodenähnlichen Körpern in städtischen Ökosystemen

Städtische Böden sind anthropogen veränderte Böden mit einer mehr als 50 cm dicken Oberflächenschicht, die durch menschliches Handeln entstanden ist und durch Mischen, Gießen oder Vergraben von Material städtischen Ursprungs, einschließlich Baumaterial, gewonnen wird Hausmüll.

Allgemeine Merkmale städtischer Böden sind:

Muttergestein – Massen-, Schwemm- oder Mischböden oder Kulturschicht;
Einbeziehung von Bau- und Hausmüll in die oberen Horizonte;
neutrale oder alkalische Reaktion (auch in einem Waldgebiet);
hohe Belastung mit Schwermetallen (HM) und Erdölprodukten;
besondere physikalische und mechanische Eigenschaften von Böden (reduzierte Feuchtigkeitskapazität, erhöhte Schüttdichte, Verdichtung, Felsigkeit);
Aufwärtswachstum aufgrund der ständigen Einführung verschiedener Materialien und des intensiven äolischen Sputterns.

Die Besonderheit städtischer Böden liegt in der Kombination der aufgeführten Eigenschaften. Urbane Böden zeichnen sich durch einen spezifischen Diagnosehorizont „urbic“ (vom Wort urbanus – Stadt) aus. Der „urbische“ Horizont ist ein oberflächlicher organisch-mineralischer Schüttgut-Mischhorizont mit städtisch-anthropogenen Einschlüssen (mehr als 5 % des Bau- und Hausmülls, Industrieabfalls) mit einer Dicke von mehr als 5 cm (Fedorets, Medvedeva, 2009).

Aufgrund des anthropogenen Einflusses weisen städtische Böden erhebliche Unterschiede auf natürliche Böden, die wichtigsten sind die folgenden:

Bildung von Böden auf Massen-, Schwemm-, Mischböden und Kulturschichten;
Vorhandensein von Einschlüssen von Bau- und Hausmüll in den oberen Horizonten;
Veränderungen im Säure-Basen-Haushalt mit Tendenz zur Alkalisierung;
hohe Belastung mit Schwermetallen, Erdölprodukten, Emissionsbestandteilen von Industriebetrieben;
Veränderungen der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Böden (verminderte Feuchtigkeitskapazität, erhöhte Dichte, Felsigkeit usw.);
Profilwachstum durch intensives Sprühen.

Es lassen sich einige Gruppen städtischer Böden unterscheiden: natürliche, ungestörte Böden, die das normale Vorkommen natürlicher Bodenhorizonte bewahren (Böden städtischer Wälder und Waldparks); natürlich-anthropogen veränderte Oberfläche, deren Bodenprofil in einer Schicht von weniger als 50 cm Dicke verändert wird; anthropogen tief veränderte Böden, die sich auf der Kulturschicht oder auf Massen-, Schwemm- und Mischböden mit einer Mächtigkeit von mehr als 50 cm gebildet haben und in denen aufgrund chemischer Verschmutzung eine physikalische und mechanische Umstrukturierung der Profile oder eine chemische Umwandlung stattgefunden hat; Urban-Technozeme sind künstliche Böden, die durch Anreicherung von Schüttgut oder anderen frischen Böden mit einer fruchtbaren Schicht, einer Torf-Kompost-Mischung, entstehen. In der Stadt Joschkar-Ola, im Stadtteil Zarechnaya, wurde ein ganzer Mikrobezirk auf künstlichem Boden errichtet – Sand, der vom Grund des Flusses angeschwemmt wurde. Malaya Kokshaga, die Bodendicke erreicht 6 m.

Böden in der Stadt stehen unter dem Einfluss derselben Bodenbildungsfaktoren wie natürliche, ungestörte Böden, in Städten überwiegen jedoch anthropogene Bodenbildungsfaktoren natürliche Faktoren. Die Merkmale bodenbildender Prozesse in städtischen Gebieten sind wie folgt: Bodenstörung infolge der Verschiebung von Horizonten von natürlichen Standorten, Verformung der Bodenstruktur und der Reihenfolge der Anordnung der Bodenhorizonte; geringer Gehalt an organischer Substanz – dem wichtigsten strukturbildenden Bestandteil des Bodens; eine Abnahme der Populationsgröße und Aktivität von Bodenmikroorganismen und Wirbellosen als Folge eines Mangels an organischer Substanz.

Durch das Entfernen und Verbrennen von Blättern werden städtische Biogeozänosen erheblich geschädigt, wodurch der biogeochemische Kreislauf der Bodennährstoffe gestört wird; Die Böden werden immer schlechter und der Zustand der darauf wachsenden Vegetation verschlechtert sich. Darüber hinaus führt das Verbrennen von Blättern in der Stadt zu einer zusätzlichen Verschmutzung der Stadtatmosphäre, da dadurch die gleichen schädlichen Schadstoffe in die Luft freigesetzt werden, darunter auch Schwermetalle, die von den Blättern sorbiert wurden.

Die Hauptquellen der Bodenverschmutzung sind Hausmüll, Straßen- und Schienenverkehr, Emissionen aus Wärmekraftwerken, Industriebetrieben, Abwasser und Bauschutt.

Stadtböden sind komplexe und sich schnell entwickelnde natürlich-anthropogene Formationen. An ökologischer Zustand Bodenbedeckung haben negative Auswirkung Produktionsanlagen durch Schadstoffemissionen in die Luft und durch die Ansammlung und Lagerung von Produktionsabfällen sowie durch Emissionen von Kraftfahrzeugen.

Das Ergebnis langjähriger Belastung durch Schadstoffe atmosphärische Luft ist der Gehalt an Metallen in der Oberflächenschicht städtischer Böden, die mit Veränderungen einhergehen technologischer Prozess, die Effizienz der Staub- und Gassammlung, der Einfluss messtechnischer und anderer Faktoren.

Die Bodenbedeckung des Stadtgebiets wird durch natürliche Böden unterschiedlicher Störung und Böden anthropogenen Ursprungs (Böden oder, wie sie heute allgemein genannt werden, Urbanozeme) repräsentiert. Der Großteil des Bodens in der Stadt liegt unter einer Asphaltschicht, unter Häusern und unter Rasenflächen. Natürliche Böden gibt es nur in naturbelassenen Waldgebieten innerhalb der Stadt.

Das Horizontsystem in städtischen Böden, ihre Mächtigkeit und morphologische Ausprägung in verschiedenen Bereichen des Stadtgebiets variieren stark. Es kommt zu einem vollständigen Verschwinden einiger Horizonte (A 1, A 1 A 2, A 2 B) oder zu einer Verletzung ihrer Reihenfolge, dem Auftreten von Bleichung und Gleying beim Kontakt von Schichten unterschiedlicher granulometrischer Zusammensetzung. In der Steppenzone fehlen städtischen Böden die Horizonte A, AB und häufig der Horizont B1; es finden sich Einschlüsse von Müll, Ziegelfragmenten usw.

Böden mit unterschiedlichem Störungsgrad sind in der Regel auf Randgebiete und Siedlungsgebiete beschränkt. Diese Böden kombinieren einen ungestörten unteren Teil des Profils und anthropogen gestörte obere Schichten. Je nach Formationsmethode kann die Deckschicht lose, gemischt oder gemischt sein. Die Störung kann sich auf den Humusakkumulationshorizont auswirken oder illuviale Horizonte erreichen. Somit hat das Profil von sod-podzolisch leicht gestörtem Boden die folgende Struktur: U↓ (0...25 cm) – eine urbanisierte Schicht, die durch die Vermischung von Bodenschichten entsteht, dunkelgrau, mit Einschlüssen von Ziegeln und Hausmüll; gefolgt von den Horizonten: A 2 B, B 1, B 2 und C.

Das Profil des soddy-podzolisch stark gestörten Bodens umfasst die folgenden Horizonte: U 1h (0...15 cm) – urbanisierte Humusschicht aus dunkelgrauem oder grau mit Einschlüssen; U 2h ↓ (15...50 cm) – eine urbanisierte Schicht mit Humus entlang der Wurzeln, grau oder hellgrau gefärbt, enthält eine Fülle von Einschlüssen häuslicher oder industrieller Natur; geht allmählich in den B 1-Horizont über, dann in die B 2- und C-Horizonte.

Die meisten städtischen Böden zeichnen sich durch das Fehlen der genetischen Bodenhorizonte A und B aus. Das Bodenprofil ist eine Kombination anthropogener Schichten unterschiedlicher Farbe und Mächtigkeit mit Einschlüssen von Wohn-, Bau-, Industrieabfälle(U 1, U 2, U 3 usw.). Solche Böden bzw. Stadtböden sind typisch für den zentralen Teil von Städten und Neubaugebiete.

Die Böden von Rasenflächen und Plätzen weisen ein einzigartiges Bodenprofil auf. Es zeichnet sich durch die große Dicke des Humushorizonts und der Humus-Torf-Kompostschicht (70...80 cm oder mehr) aus, die sich im unteren illuvialen Teil des Bodenprofils entwickelt.

Im Vergleich zu den natürlichen Bedingungen verändern sich in der Stadt alle Bodenbildungsfaktoren, der wichtigste davon ist die menschliche Aktivität.

Das thermische Regime von Böden ändert sich stark. Die Bodentemperatur an der Oberfläche ist im Durchschnitt 1...3 °C (10 °C) höher als in der Umgebung. Dies kommt häufiger auf Autobahnen und in dicht besiedelten Gebieten vor. Der Boden wird von innen durch das städtische Wärmenetz erwärmt. In diesem Zusammenhang schmilzt der Schnee früher und die Vegetationsperiode der Pflanzen verlängert sich.

Das Vorhandensein erheblicher wasserdichter Gebiete mit verringerter Versickerungskapazität in der Stadt führt zu einer erheblichen Änderung des Entwässerungsprozesses. Dies äußert sich in einer Verkürzung der Zeit, einer Zunahme der Abflussmenge und -intensität, was zu verstärkten Erosionsprozessen sowie einer Bodenauswaschung führt. Als Folge solcher ungünstigen Phänomene kommt es zu einem Rückgang der Feuchtigkeitsreserven in der Wurzelschicht.

In Städten kommt es zu einer Einebnung von Geländeformen: Auffüllen von Schluchten, Abschneiden von Hügeln und Hängen.

Charakteristisches Merkmal In städtischen Böden ist das Fehlen von Abfall zu verzeichnen, und dort, wo er vorhanden ist, ist seine Dicke sehr gering (nicht mehr als 2 cm). Die granulometrische Zusammensetzung von Böden und Böden ist überwiegend leicht lehmig, seltener sandig und mittellehmig. Die Beimischung von Skelettmaterial in anthropogen gestörten Böden beträgt 40...50 % und mehr. Der Boden enthält Einschlüsse heimischer Natur. Aufgrund der hohen Erholungsbelastung ist eine starke Verdichtung der Bodenoberfläche zu beobachten. Die Schüttdichte beträgt im Allgemeinen 1,4...1,6 g/cm 3 und in Wohngebieten bis zu 1,7 g/cm 3 .

Besonderheit städtische Böden - hochwertig pH-Wert. Der austauschbare Säuregehalt beträgt durchschnittlich 4,7...7,6 und ist damit deutlich höher als in den Böden der umliegenden Gebiete (3,5...4,5).

Es ist zu beachten, dass die Bildung der Bodenbedeckung mit dem aktiven Austausch bodenbildender Gesteine, der Fragmentierung des Bauwerks durch teilweise Versiegelung mit künstlichen Beschichtungen, der Abwertung oder Degradation bis hin zum vollständigen Austausch der Böden in bestimmten Bereichen erfolgt.

Manche Die ökologischen Probleme Großstadt (städtische Bodenverschmutzung)

Megastädte, Größten Städte, städtische Ballungsräume und urbanisierte Gebiete sind Gebiete, die durch anthropogene Aktivitäten der Natur stark verändert wurden. Emissionen aus Großstädten verändern die Umgebung Naturgebiete. Ingenieurgeologische Veränderungen im Untergrund, Verschmutzungen von Boden, Luft und Gewässern manifestieren sich in einer Entfernung, die 50-mal größer ist als der Radius der Agglomeration. So breitet sich die Luftverschmutzung in Moskau (dank des westlichen Makrotransfers) bis zu 70–100 km nach Osten aus, thermische Verschmutzung und Störungen des Niederschlagsregimes sind in einer Entfernung von 90–100 km zu beobachten und Unterdrückung Waldgebiete- bei 30-40 km.

Einzelne Verschmutzungshöfe rund um Moskau und andere Städte und Gemeinden der zentralen Wirtschaftsregion sind zu einem einzigen riesigen Fleck mit einer Fläche von 177.900 Quadratkilometern verschmolzen. km – von Twer im Nordwesten bis Nischni Nowgorod im Nordosten, von den südlichen Grenzen der Region Kaluga im Südwesten bis zu den Grenzen Mordwiniens im Südosten. Die Verschmutzungsfläche um Jekaterinburg übersteigt 32,5 Tausend Quadratkilometer; rund um Irkutsk - 31.000 km².

Je höher der wissenschaftliche und technische Fortschritt ist, desto größer ist die Belastung Umfeld. Ein US-Bürger verbraucht im Durchschnitt 20 bis 30 Mal mehr Ressourcen als der durchschnittliche indische Bürger.

In vielen Ländern übersteigt die Fläche des urbanisierten Landes 10 % der Gesamtfläche. So sind es in den USA 10,8 %, in Deutschland 13,5 %; in Holland 15,9 %. Die Nutzung von Land für verschiedene Bauwerke beeinflusst die Prozesse in der Biosphäre erheblich. Städtische Gebiete setzen 1,5-mal mehr organische Stoffe, 2-mal mehr Stickstoffverbindungen, 250-mal mehr Schwefeldioxid und 410-mal mehr Kohlenmonoxid frei als landwirtschaftliche Gebiete.

Eine ökologisch ungünstige Situation ist in allen Städten mit mehr als 1 Million Einwohnern, in 60 % der Städte mit 500.000 bis 1 Million Einwohnern und in 25 % der Städte mit 250.000 bis 500.000 Einwohnern zu beobachten. Nach vorliegenden Schätzungen leben etwa 1,2 Millionen Menschen in russischen Städten unter Bedingungen mit ausgeprägten Umweltbelastungen und etwa 50 % der städtischen Bevölkerung Russlands leben unter Bedingungen mit Lärmbelästigung.

Eines der drängendsten Probleme der Stadtökologie ist das Problem der Verschmutzung städtischer Böden – städtischer Böden. Ich beschloss, dort aufzuhören.

Städtische Böden (Urbozeme).

Stadtböden unterscheiden sich von natürlichen Böden in ihren chemischen und wasserphysikalischen Eigenschaften. Sie sind überverdichtet, die Bodenhorizonte sind mit Bauschutt und Hausmüll vermischt und angereichert, weshalb sie eine höhere Alkalität aufweisen als ihre natürlichen Vorbilder. Auch die Bodenbedeckung von Großstädten zeichnet sich durch hohe Kontraste und Heterogenität aufgrund der komplexen Geschichte der Stadtentwicklung, der Mischung verschütteter historischer Böden unterschiedlichen Alters und kultureller Schichten aus. So entstehen im Zentrum von Kasan Böden auf einer dicken Kulturschicht – dem Erbe vergangener Epochen, und am Stadtrand, in Neubaugebieten, entwickelt sich die Bodenbildung auf frischen Schütt- oder Mischböden.

Die natürliche Bodenbedeckung in den meisten städtischen Gebieten ist zerstört. Es hat nur als Inseln in städtischen Waldparks überlebt. Stadtböden (Urbozeme) unterscheiden sich in der Art der Bildung (Masse, gemischt), im Humusgehalt, im Grad der Profilstörung, in der Anzahl und Zusammensetzung der Einschlüsse (Beton, Glas, Giftmüll) usw. Die meisten städtischen Böden zeichnen sich durch das Fehlen genetischer Horizonte und das Vorhandensein von Schichten künstlichen Ursprungs unterschiedlicher Farbe und Dicke aus. Bis zu 30-40 % der Fläche bebauter Wohngebiete sind von versiegelten Böden (Ekranozemen) eingenommen, in Industriegebieten überwiegen chemisch kontaminierte Industrieböden auf Massen- und Importböden, um Tankstellen bilden sich Intruzeme (Mischböden). und in Neubaugebieten - bodenähnliche Körper (Replantozeme).

Besonderer Beitrag zur Verschlechterung chemische Eigenschaften Böden werden durch „Schneefräsen“ eingebracht – der Einsatz von Salzen im Winter, um Straßenoberflächen schnell vom Schnee zu befreien. Hierzu wird üblicherweise Natriumchlorid (Kochsalz) verwendet, was nicht nur zur Korrosion unterirdischer Verbindungen, sondern auch zu einer künstlichen Versalzung der Bodenschicht führt. Infolgedessen entstanden in Städten und entlang von Autobahnen die gleichen salzhaltigen Böden wie überall in trockenen Steppen oder an Meeresküsten (wie sich herausstellte, ein wesentlicher Beitrag zur Versalzung von Straßenböden in letzten Jahren Sie bringen leistungsstarke Autos wie Jeeps mit, die mit hoher Geschwindigkeit weit am Rand Pfützen auf die Straßen spritzen. Die vorgeschlagenen, für Pflanzen unschädlichen Salzersatzstoffe (z. B. phosphorhaltige Asche) haben in Russland keine breite Anwendung gefunden. Aufgrund der erhöhten Zufuhr von Kalzium- und Magnesiumcarbonaten aus der Atmosphäre weisen die Böden eine erhöhte Alkalität auf (ihr pH-Wert erreicht 8–9) und sind außerdem mit Ruß angereichert (bis zu 5 % statt der normalen 2–3 %).

Der Großteil der Schadstoffe gelangt in städtische Böden Niederschlag, von Orten, an denen Industrie- und Haushaltsabfälle gelagert werden. Eine besondere Gefahr stellt die Belastung des Bodens mit Schwermetallen dar.

Städtische Böden weisen einen hohen Gehalt an Schwermetallen auf, insbesondere in den oberen (bis zu 5 cm) künstlich angelegten Schichten, die 4-6 mal höher sind als der Hintergrundgehalt. In den letzten 15 Jahren ist die stark mit Schwermetallen belastete Fläche in Städten um ein Drittel gestiegen und umfasst bereits Neubauflächen. Beispielsweise ist das historische Zentrum Moskaus stark mit Schwermetallen belastet, insbesondere mit Stoffen der 1. und 2. Gefahrenklasse. Hier wurden hohe Belastungen mit Zink, Cadmium, Blei, Chrom, Nickel und Kupfer sowie Benzopyren festgestellt, das stark krebserregende Eigenschaften besitzt. Man findet sie im Boden, in Baumblättern, im Rasen und in Sandkästen für Kinder (Kinder, die auf Spielplätzen im Stadtzentrum spielen, erhalten sechsmal mehr Blei als Erwachsene). Im Central Park of Culture and Recreation wurden erhebliche Mengen an Schwermetallen festgestellt. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass der Park Anfang der 1920er Jahre an der Stelle von Mülldeponien auf der anderen Seite der Moskwa angelegt wurde (hier fand 1923 die Allrussische Landwirtschaftsausstellung statt).

Eine große Rolle bei dieser Verschmutzung spielen nicht nur stationäre (industrielle (hauptsächlich metallurgische) Betriebe, sondern auch mobile Quellen, insbesondere Kraftfahrzeuge, deren Zahl mit zunehmender Stadtgröße ständig zunimmt. Wenn 15- Vor 20 Jahren wurde die Atmosphäre der Städte hauptsächlich durch Industrie und Energie verschmutzt, heute ist die „Palme“ auf „chemische Fabriken auf Rädern“ übergegangen – Fahrzeuge, die bis zu 90 % aller Emissionen in die Atmosphäre ausmachen. Beispielsweise Jede dritte Moskauer Familie besitzt ein Auto (es gibt mehr als 3 Millionen Autos in Moskau), und etwa 15 % davon sind veraltete „ausländische Autos“. Ein erheblicher Teil von ihnen wird mit demontierten Anti-Toxik-Systemen ins Land importiert. 46 % aller in Moskau betriebenen Fahrzeuge sind älter als 9 Jahre, d. h. haben ihre Abschreibungsdauer überschritten. Zu den vorrangigen Schadstoffen in der Atmosphäre und damit im Boden, die mit den Abgasen von Autos stammen, gehören Blei und Benzopyren. Ihr Gehalt in Die Böden vieler Städte überschreiten die maximal zulässigen Standards deutlich. In den Böden von 120 russischen Städten überschritten 80 % die maximal zulässige Bleikonzentration; etwa 10 Millionen Stadtbewohner haben ständigen Kontakt mit bleiverseuchten Böden.

In der folgenden Tabelle sind Indikatoren für die chemische Kontamination der Bodenbedeckung einiger Boulevards des Moskauer Boulevardrings aufgeführt.

Die Exposition gegenüber Blei stört die Funktionen des weiblichen und männlichen Fortpflanzungssystems, führt zu einer Zunahme von Fehlgeburten und angeborenen Krankheiten, beeinträchtigt das Nervensystem, verringert die Intelligenz, verursacht Herzerkrankungen, beeinträchtigt die motorische Aktivität, die Koordination und das Gehör. Quecksilber stört die Funktion nervöses System und Nieren, und in hohen Konzentrationen kann es zu Lähmungen und der Minomata-Krankheit kommen. Hohe Cadmiumdosen verringern die Aufnahme von Kalzium in das Knochengewebe und führen zu spontanen Knochenbrüchen. Die systematische Einnahme von Zink führt zu Entzündungen der Lunge und der Bronchien, einer Zirrhose der Bauchspeicheldrüse und einer Anämie. Kupfer verursacht Funktionsstörungen des Nervensystems, der Leber, der Nieren und eine verminderte Immunität.

Langzeitbeobachtungen des Schwermetallgehalts in den Böden von 200 russischen Städten zeigten, dass die Böden von 0,5 % von ihnen (Norilsk) zur äußerst gefährlichen Verschmutzungskategorie gehören, 3,5 % gehören zur gefährlichen Kategorie (Kirovograd, Monchegorsk, St. Petersburg usw.), bis mäßig gefährlich - 8,5 % (Asbest, Jekaterinburg, Komsomolsk am Amur, Moskau, Nischni Tagil, Tscherepowez usw.).

22,2 % des Moskauer Territoriums gehören zu Gebieten mit mittlerer Verschmutzung, 19,6 % zu starker Verschmutzung und 5,8 % zu maximaler Bodenverschmutzung.

Untersuchungen der Böden des Boulevardrings, die im Frühjahr 1999 durchgeführt wurden, zeigten einen geringen Gehalt an biologisch aktiven Substanzen (Humus, Stickstoff, Phosphor, Kalium), die für die Pflanzenernährung notwendig sind. Die Aktivität der Bodenenzyme liegt unter dem optimalen Niveau. All dies führt zu einer Unterdrückung der Grünflächen in der Umgebung.

Städtische Böden tragen die Hauptlast der radioaktiven Kontamination. Allein in Moskau gibt es mehr als eineinhalbtausend Unternehmen, die radioaktive Stoffe für ihren Bedarf nutzen. Jedes Jahr entstehen in der Stadt mehrere Dutzend neue Standorte radioaktiver Kontamination, deren Beseitigung von der NPO Radon durchgeführt wird.

Durch die regelmäßige Entfernung von Pflanzenresten kommt es auch zu einem Rückgang der Fruchtbarkeit städtischer Böden, was Stadtpflanzen zum Verhungern verurteilt. Auch regelmäßiges Rasenmähen verschlechtert die Bodenqualität. Die Fruchtbarkeit städtischer Flächen wird auch durch eine schlechte Bodenmikroflora und eine geringe Anzahl mikrobieller Populationen verringert. In städtischen Böden gibt es fast keine so nützlichen und unverzichtbaren Mitglieder der Bodenbevölkerung wie Regenwürmer. Oftmals sind städtische Böden bis zu einer Tiefe von fast einem Meter unfruchtbar. Aber es sind Bodenbakterien, die abgestorbene organische Rückstände in eine Form umwandeln, die für die Aufnahme durch Pflanzenwurzeln geeignet ist. Die ökologischen Funktionen städtischer Böden werden nicht nur durch starke Verschmutzung geschwächt (die Bodenbedeckung ist keine Filterbarriere mehr), sondern auch durch Verdichtung, die den Gasaustausch im Boden-Atmosphäre-System behindert und zur Entstehung eines Mikrogewächshauses führt Wirkung unter der dichten (gestampften) Bodenkruste. An heißen Sommertagen geben Asphaltbeläge beim Erhitzen Wärme nicht nur an die Bodenluftschicht, sondern auch tief in den Boden ab. Bei einer Lufttemperatur von 26-27°C erreicht die Bodentemperatur in einer Tiefe von 20 cm 37°C und in einer Tiefe von 40 cm - 32°C. Das sind die wirklich heißen Horizonte – genau die, in denen sich die lebenden Enden der Pflanzenwurzeln konzentrieren. Dadurch entsteht für Freilandpflanzen eine ungewöhnliche thermische Situation: Die Temperatur ihrer unterirdischen Organe ist höher als die der oberirdischen.

Durch das Entfernen abgefallener Blätter im Herbst und des Schnees im Winter werden städtische Böden sehr kalt und gefrieren stark – oft bis zu -10...-15°C. Es zeigte sich, dass der jährliche Temperaturunterschied in der Wurzelschicht städtischer Böden 40–50 °C erreicht, während er unter natürlichen Bedingungen (für mittlere Breiten) 20–25 °C nicht überschreitet.

Die Untersuchung des Gesundheitszustands der Bevölkerung in Abhängigkeit vom Grad der Bodenverschmutzung mit Schwermetallen aus der Atmosphäre ermöglichte die Entwicklung einer Bewertungsskala für die gesundheitliche Gefährdung der Umweltverschmutzung – des Gesamtverschmutzungsindex (TPI).

SDR-Wert	Gefahrenstufe	Bevölkerungsmorbidität
	ist nicht gefährlich	Die niedrigste Inzidenzrate bei Kindern. Minimale Häufigkeit funktioneller Abweichungen
	niedriges Risiko	Anstieg der Gesamtmorbidität
		Eine Zunahme der Gesamtmorbidität von Kindern und Erwachsenen, die Zahl der Kinder mit chronische Krankheit, Funktionsstörungen des Herz-Kreislauf-Systems
	höchst gefährlich	Eine Zunahme der allgemeinen Morbidität von Kindern und Erwachsenen, der Zahl von Kindern mit chronischen Erkrankungen, Störungen des Funktionszustands des Herz-Kreislauf-Systems und der Fortpflanzungsfunktion von Frauen

Keine Errungenschaften von Wissenschaft und Technik können eine Umweltkatastrophe verhindern, es sei denn, ein echter Wandel in der Einstellung des Menschen zur Natur wird maßgeblich zur Bildung einer neuen Umweltkultur und -ethik. Unter ökologischer Kultur versteht man eine Veränderung der Weltanschauung jedes Menschen von der modernen anthropozentrischen zu einer fortschrittlicheren – biozentrischen.

Frage „Analyse der Wirksamkeit der Aktivitäten der Verwaltung von Stadtbezirken und kreisfreien Städten“

Frage „Funktionale (städtebauliche) Zonierung städtischer Gebiete“

Frage Nr. 59. Unterirdische Ingenieurnetze (INS) und ihre Platzierung in städtischen Gebieten.

Reproduktion der Bodenfruchtbarkeit in der Intensivlandwirtschaft

Entfernung von Grundnährstoffen mit einer Tonne Haupt- und der entsprechenden Menge an Nebenprodukten, kg (Mineralböden)

KAPITEL 2. SPEZIFITÄT DES BODENS ALS LEBENSRAUM FÜR MIKROORGANISMEN

Tatsächlich mögliche Ernte, Entfernung von Elementen durch Ernte, Nährstoffreserven im Boden, Nutzungskoeffizient von Nährstoffen aus Boden und Düngemitteln

Stadtökologie

Vorlesung Nr. 4

Städtische Landschaft.

1. Böden städtischer Gebiete.

2. Gesamtverschmutzungsindikator.

3. Städtische Flora und Fauna.

4. Die Rolle von Flora und Fauna im städtischen Ökosystem

5. Formen der Bildung von Flora und Fauna in Städten.

6. Anthropogene und städtische Landschaft.

7. Klassifizierung der anthropogenen Landschaft.

Böden städtischer Gebiete.

Diversität natürliche Bedingungen auf der Erde führte zur Bildung einer heterogenen Bodenbedeckung mit einem bestimmten Muster sich ändernder Bodentypen über natürliche Zonen hinweg. An jedem Punkt des Gebiets ist der Boden heterogen und zeichnet sich durch eine Differenzierung des Profils in mehr oder weniger klar definierte genetische Horizonte aus. Ein Beispiel für ein differenziertes Bodenprofil ist in Abb. dargestellt. 4.1.

Die Bildung eines bestimmten Bodentyps und Bodenprofils wird durch das Klima, die zugrunde liegenden Ausgangsgesteine, das Relief, die Art der Wasseraustauschprozesse und die Art der natürlichen Vegetation beeinflusst, die für einen bestimmten Bodentyp charakteristisch ist Klimazone, im Boden lebende Tiere und Mikroorganismen. Typisch für die Ukraine sind Tschernozeme, Grau- und Braunwälder, Kastanien- und Soddy-Podsol-Böden.

In den letzten Jahrhunderten Wichtiger Faktor Die Bodenbildung wurde zur menschlichen Aktivität. In städtischen Gebieten kann im Vergleich zu natürlichen Gebieten der anthropogene Faktor bei der Bodenbildung als der führende Faktor angesehen werden.

Städte zeichnen sich durch das sogenannte aus Technozeme- Böden, die von Menschen im Zuge der Rekultivierung von Objekten oder der wirtschaftlichen Erschließung von Grundstücken geschaffen wurden. Sie zeichnen sich durch das Fehlen klar definierter Horizonte, oft eine Mosaikfarbe, eine erhöhte Dichte und dementsprechend eine geringere Porosität aus.

Im Bereich von Waldparks und alten Parkanlagen können in der Stadt naturnahe Vollprofilböden erhalten bleiben.

Unabhängig von der Art des Bodens ist die wichtigste Eigenschaft, nach der sie beurteilt werden, die Fruchtbarkeit. Bodenfruchtbarkeit aufgrund des Vorhandenseins organischer und mineralischer Nährstoffe in ihrer Zusammensetzung, bestimmter Strukturparameter, die den normalen Gas- und Wasseraustausch unterstützen, und physikalisch-chemischer Eigenschaften (Konzentration von Wasserstoffionen und Salzregime), die den normalen Ablauf physiologischer Prozesse in Pflanzen unterstützen.

Die Bodennutzung in Städten ist in der Regel nichtlandwirtschaftlicher Natur . Die wichtigste Richtung ihrer Verwendung- Schaffung von Parks, Plätzen, Rasenflächen und Belägen für Sportanlagen.

Rasenschicht Das Bodenprofil wird zur Hangsicherung beim Bau von Transportbaugruben, Böschungen usw. verwendet.

Unfruchtbare Böden Zusammen mit Lehm und anderen Bodenmaterialien werden sie als Fundamente beim Bau von Gebäuden verwendet. Aufgrund seiner hohen Absorptionsfähigkeit fungiert der Boden als Filter zur Reinigung von Oberflächenabflüssen.

Tone und Lehme Wird für undurchlässige Siebe auf Deponien zur Entsorgung von Haushalts- und Industrieabfällen verwendet.

Erdbodenverschmutzung. In städtischen Gebieten sind Böden Verschmutzungen ausgesetzt, die in mechanische, chemische und biologische Verschmutzungen unterteilt werden können.

Mechanische Verschmutzung besteht aus der Verstopfung von Böden mit grobem Material in Form Bauschutt, Glasscherben, Keramik und andere relativ inerte Abfälle. Dies wirkt sich negativ auf die mechanischen Eigenschaften von Böden aus.

Chemische Verschmutzung Böden sind mit dem Eindringen von Substanzen in sie verbunden, die die natürliche Konzentration chemischer Elemente auf ein über der Norm liegendes Niveau verändern, was zu einer Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Böden führt.

Biologische Kontamination im Zusammenhang mit der Einführung von für den Menschen gefährlichen Organismen in die Bodenumgebung und deren Vermehrung. Bakteriologische, helminthologische und entomologische Indikatoren des Bodenzustands in städtischen Gebieten bestimmen das Ausmaß ihrer epidemiologischen Gefahr.

1 | | | | |

In städtischen Gebieten sind Böden Verschmutzungen ausgesetzt, die in mechanische, chemische und biologische Verschmutzungen unterteilt werden können.

Bei der mechanischen Verschmutzung handelt es sich um die Verstopfung des Bodens mit grobem Material in Form von Bauschutt, Glasscherben, Keramik und anderen relativ inerten Abfällen. Dies wirkt sich negativ auf die mechanischen Eigenschaften von Böden aus.

Die chemische Kontamination von Böden ist mit dem Eindringen von Substanzen verbunden, die die natürliche Konzentration chemischer Elemente auf ein über der Norm liegendes Niveau verändern, was zu einer Veränderung der physikalisch-chemischen Eigenschaften von Böden führt. Diese Art der Kontamination ist die häufigste, langfristigste und gefährlichste.

Biologische Verschmutzung ist mit der Einführung von für den Menschen gefährlichen Organismen in die Bodenumgebung und deren Vermehrung verbunden. Bakteriologische, helminthologische und entomologische Indikatoren des Bodenzustands in städtischen Gebieten bestimmen das Ausmaß ihrer epidemiologischen Gefahr. Der Kontrolle unterliegen diese Verschmutzungsarten vor allem in Wohn- und Erholungsgebieten.

Hauptbodenschadstoffe:

1) Pestizide (giftige Chemikalien);

2) Mineraldünger;

3) Abfälle und Industrieabfälle;

4) Gas- und Rauchemissionen von Schadstoffen in die Atmosphäre;

5) Öl und Erdölprodukte.

Derzeit werden die Auswirkungen von Pestiziden auf die öffentliche Gesundheit mit den Auswirkungen radioaktiver Substanzen auf den Menschen gleichgesetzt. Nach Angaben der WHO werden weltweit jedes Jahr bis zu 2 Millionen Menschen durch Pestizide vergiftet, 40.000 davon enden tödlich. Der überwiegende Teil der eingesetzten Pestizide gelangt in die Umwelt (Wasser, Luft).

Sie verursachen tiefgreifende Veränderungen im gesamten Ökosystem, wirken sich auf alle lebenden Organismen aus und werden zur Zerstörung einer sehr begrenzten Anzahl von Arten eingesetzt. Dadurch werden zahlreiche weitere biologische Arten (Nützlinge, Vögel) bis zur Ausrottung vergiftet.

Unter den Pestiziden besteht die größte Gefahr persistente Organochlorverbindungen, die über viele Jahre im Boden verbleiben können und bereits in geringen Konzentrationen durch biologische Anreicherung lebensgefährlich für Organismen werden können, da sie mutagene und krebserregende Eigenschaften haben. Sobald sie im menschlichen Körper sind, können sie verursachen schnelles Wachstum bösartige Neubildungen sowie genetische Auswirkungen auf den Körper, was für die Gesundheit künftiger Generationen gefährlich ist. Aus diesem Grund ist die Verwendung des gefährlichsten davon, DDT, in unserem Land und in den meisten entwickelten Ländern verboten. Pestizide können aus kontaminierten Böden über das Wurzelsystem in Pflanzen eindringen, sich in der Biomasse anreichern und anschließend die Nahrungskette kontaminieren. Beim Versprühen von Pestiziden wird eine erhebliche Vergiftung der Vögel (Avifauna) beobachtet. Besonders betroffen sind Populationen von Sing- und Wanderdrosseln, Lerchen und anderen Sperlingsvögeln.

Der langfristige Einsatz von Pestiziden ist auch mit der Entwicklung resistenter (resistenter) Schädlingsrassen und dem Auftreten neuer Schädlinge verbunden. natürliche Feinde die zerstört wurden.

Daher können wir mit Sicherheit sagen, dass der Gesamtumweltschaden durch den Einsatz bodenverschmutzender Pestizide den Nutzen ihres Einsatzes um ein Vielfaches übersteigt.

Es stellte sich auch heraus, dass Nitrate im Überschuss den Sauerstoffgehalt im Boden verringern, was zu einer erhöhten Freisetzung von zwei „Treibhausgasen“ in die Atmosphäre beiträgt – Lachgas und Methan. Auch für den Menschen sind Nitrate gefährlich: Bei Konzentrationen über 50 mg/l wird ihre direkte allgemeintoxische Wirkung beobachtet, insbesondere das Auftreten einer Methämoglobinämie aufgrund der biologischen Umwandlung von Nitraten in giftige Stickstoffverbindungen.

Führen zu starker Bodenverschmutzung Abfälle und Produktionsabfälle. Das Land erzeugt jährlich über eine Milliarde Tonnen Industrieabfälle, von denen mehr als 50 Millionen Tonnen besonders giftig sind. Riesige Landflächen werden von Deponien, Aschehalden, Rückstandsdeponien etc. eingenommen, die Böden intensiv verschmutzen, deren Fähigkeit zur Selbstreinigung bekanntermaßen begrenzt ist.

Dadurch wird die Bodenfunktion enorm geschädigt Gas und Rauch Emissionen von Industrieunternehmen. Im Boden können sich Schadstoffe ansammeln, die für die menschliche Gesundheit sehr gefährlich sind, beispielsweise Schwermetalle. In 1997 Fast 0,4 Millionen Hektar in unserem Land waren mit Kupfer, Blei, Cadmium usw. verseucht. Noch mehr Land wurde infolge der Katastrophe von Tschernobyl mit Radionukliden und Radioisotopen verseucht.

Die Bodenverschmutzung wird zu einem der schwerwiegendsten Umweltprobleme Öl und Erdölprodukte

Zu den wichtigsten anthropogenen Einwirkungen auf Gesteine zählen: statische und dynamische Belastungen, thermische, elektrische und andere Einwirkungen.

Statische Belastungen. Dies ist die häufigste Art der anthropogenen Einwirkung auf Gesteine. Unter dem Einfluss statischer Belastungen von Gebäuden und Bauwerken, die 2 MPa oder mehr erreichen, bildet sich in einer Tiefe von ca. 70-100 m eine Zone aktiver Gesteinsveränderung. Dabei werden die größten Veränderungen beobachtet: 1) im Permafrost-Eis Felsen, in deren Bereichen häufig Auftauen, Hebungen und andere ungünstige Prozesse beobachtet werden; 2) in stark komprimierbaren Gesteinen, zum Beispiel Torf, Schluff usw.

Dynamische Belastungen. Vibrationen, Stöße, Erschütterungen und andere dynamische Belastungen sind typisch beim Betrieb von Transport-, Stoß- und Vibrationsbaumaschinen, Fabrikanlagen etc. Am empfindlichsten gegenüber Erschütterungen sind lockere, unterverdichtete Gesteine (Sande, wassergesättigter Löss, Torf etc.) – Die Festigkeit dieser Gesteine nimmt merklich ab, sie werden verdichtet (gleichmäßig oder ungleichmäßig), strukturelle Verbindungen werden unterbrochen, schlagartig Verflüssigung und die Bildung von Erdrutschen, Halden, Treibsanden und anderen schadenverursachenden Ereignissen sind mögliche Prozesse.

Eine weitere Art dynamischer Belastungen sind Explosionen, deren Wirkung seismischen ähnelt. Beim Bau von Straßen, Staudämmen, im Bergbau usw. werden Gesteine durch Sprengung zerstört. Sehr oft gehen Explosionen mit einer Verletzung des natürlichen Gleichgewichts einher – es kommt zu Erdrutschen, Einstürzen, Wespen usw. So entstand laut A. A. Makhorin (1985) infolge der Explosion einer tonnenschweren Ladung in einer der Regionen Kirgisistans beim Bau eines Steinschüttdamms eine Zone gestörter Gesteine mit Rissen von 0,2 bis 1 m breit und bis zu 200 m lang. Auf ihnen kam es zu Gesteinsverschiebungen von bis zu 30.000 m 3.

Thermische Wirkung. Ein Anstieg der Gesteinstemperatur wird bei der unterirdischen Kohlevergasung, am Fuß von Hochöfen und offenen Herdöfen usw. beobachtet. In einigen Fällen steigt die Gesteinstemperatur auf 40–50 °C und manchmal auf 100 °C °C oder mehr (am Fuß von Hochöfen). In der Zone der unterirdischen Kohlevergasung bei einer Temperatur von 1000-1600 °C werden Gesteine gesintert, „versteinert“ und verlieren ihre ursprünglichen Eigenschaften. Wie andere Einwirkungsarten beeinflusst der anthropogene Wärmefluss nicht nur den Zustand von Gesteinen, sondern auch andere Bestandteile der natürlichen Umwelt: Böden, Grundwasser, Vegetation.

Elektrischer Einfluss. Ein in Gesteinen erzeugtes künstliches elektrisches Feld (elektrifizierter Transport, Stromleitungen usw.) erzeugt Streuströme und Felder. Am auffälligsten sind sie in städtischen Gebieten, wo die Dichte an Stromquellen am höchsten ist. Gleichzeitig ändern sich die elektrische Leitfähigkeit, der elektrische Widerstand und andere elektrische Eigenschaften der Gesteine.

Auf Gesteinen entstehen dynamische, thermische und elektrische Einwirkungen physische „Verschmutzung“ umliegende natürliche Umgebung.

Im Zuge der technischen und wirtschaftlichen Entwicklung sind Gesteinsmassen starken anthropogenen Einflüssen ausgesetzt. Gleichzeitig entstehen gefährliche geologische Prozesse wie Erdrutsche, Karst, Überschwemmungen, Bodensenkungen usw. Alle diese Prozesse werden, wenn sie durch menschliches Handeln verursacht werden und das natürliche Gleichgewicht stören, als schädlich bezeichnet und verursachen Umweltschäden (und als solche). (in der Regel auch wirtschaftlicher) Schaden für die Umwelt. natürliche Umwelt.

Erdrutsche. Erdrutsche sind das Abrutschen von Steinen einen Hang hinunter unter dem Einfluss des Eigengewichts und der Belastung des Bodens: Filterung, Erdbeben oder Vibration. Erdrutsche sind ein häufiges Phänomen an den Hängen von Flusstälern, Schluchten, Küsten und künstlichen Ausgrabungen. Die wichtigsten anthropogenen Faktoren, die sich oft mit natürlichen überlagern, sind: zusätzliche Belastung des Hangs durch Bauwerke, Vibrationsbelastung durch fahrende Fahrzeuge und seismische Einflüsse durch Explosionen, Bewässerung des Hangs, Veränderung seiner Form usw. Erdrutschprozesse an den Ufern des Die Schwarzmeerküste des Kaukasus verursacht jedes Jahr große Schäden an der natürlichen Umwelt, auf der Krim, in den Tälern der Wolga, des Dnjepr, des Don und vieler anderer Flüsse und Bergregionen.

Erdrutsche stören die Stabilität von Gesteinsmassen und wirken sich negativ auf viele andere Bestandteile der umgebenden natürlichen Umwelt aus (Störung des Oberflächenabflusses, Erschöpfung der Grundwasserressourcen bei ihrer Öffnung, Bildung von Sümpfen, Störung der Bodenbedeckung, Absterben von Bäumen usw.). Es gibt viele Beispiele für Erdrutschphänomene katastrophaler Natur, die zu erheblichen menschlichen Verlusten führen.

Karst. Ein geologisches Phänomen, das mit der Auflösung von Gesteinen (Kalkstein, Dolomit, Gips oder Steinsalz) durch Wasser, der Bildung von unterirdischen Hohlräumen (Höhlen, Kavernen usw.) und begleitet von Störungen der Erdoberfläche verbunden ist, wird als geologisches Phänomen bezeichnet Karst. Ihre Bildung ist mit einer Intensivierung der Selektion verbunden Grundwasser. In vielen Regionen Russlands ist eine Intensivierung des Karsts zu beobachten. Überschwemmungen sind ein Beispiel für die Reaktion der geologischen Umwelt auf anthropogene Einflüsse. Unter Überschwemmung versteht man jeden Anstieg des Grundwasserspiegels auf kritische Werte (weniger als 1-2 m über dem Grundwasserspiegel).

Überschwemmungen von Gebieten wirken sich negativ auf den ökologischen Zustand der natürlichen Umwelt aus. Felsmassen werden durchnässt und sumpfig. Erdrutsche, Karst und andere Prozesse werden aktiver. In Lössböden kommt es zu Setzungen und in Tonen zu Quellungen. Senkungen führen zu einer starken ungleichmäßigen Setzung und Schwellungen führen zu einem ungleichmäßigen Anstieg von Gebäuden und Bauwerken. Dadurch verformen sich Bauwerke und werden für den Betrieb unbrauchbar, was die Hygiene- und Umweltsituation in Wohn- und Wohngebieten erheblich verschlechtert Produktionsgelände. Im Überschwemmungsgebiet wird durch die sekundäre Bodenversalzung die Vegetation unterdrückt, eine chemische und bakterielle Kontamination des Grundwassers ist möglich und die sanitäre und epidemiologische Situation verschlechtert sich.

Die Ursachen für Überschwemmungen sind vielfältig, hängen jedoch fast immer mit menschlichen Aktivitäten zusammen. Dies sind Wasserlecks aus unterirdischen wasserführenden Leitungen, Verfüllung natürlicher Abflüsse – Schluchten, Asphaltierung und Bebauung des Territoriums, irrationale Bewässerung von Gärten, Plätzen, Grundwasserstau durch tiefe Fundamente, Filterung aus Stauseen, Kühlteiche von Kernkraftwerken usw .

Schlammschlamm aus biologischen Kläranlagen und Kompost aus Siedlungsabfällen enthalten große Menge organische und pflanzennährende Mineralstoffe, daher werden sie als Düngemittel verwendet. Sie neigen jedoch dazu, viele Metalle in toxischen Konzentrationen zu enthalten. Wenn den Böden Schlicksedimente und Kompost in Dosen zugesetzt werden, die sich nach ihrem Düngewert richten, ist es möglich, einen Anstieg des Gehalts an toxischen Elementen in den Böden um ein Vielfaches vorherzusagen. Chemische Elemente, die üblicherweise als Schwermetalle Blei, Zink, Kupfer, Cadmium, Vanadium usw. bezeichnet werden, sind nicht nur gefährlich für die menschliche Gesundheit, sondern dienen auch als Indikatoren für das Vorhandensein einer Vielzahl von Schadstoffen (Gase, organische Verbindungen). Zur Beurteilung des Niveaus wird der Wert des Gesamtindikators der Bodenverschmutzung herangezogen Gefahren durch Umweltverschmutzung Territorium der Stadt. Die Werte des Gesamtindikators der Bodenverschmutzung werden zur Einschätzung des Grads der Verschmutzungsgefahr in der Stadt herangezogen. Verschmutzungswerte bis 16 entsprechen zulässiges Maß Gefahren für die öffentliche Gesundheit; von 16 bis 32 - mäßig gefährlich; von 32 bis 128 – gefährlich, über 128 – extrem gefährlich. Die regelmäßige geochemische Untersuchung der Böden in der Stadt ermöglicht es, die räumliche Struktur der Verschmutzung in Wohngebieten zu ermitteln und Bereiche zu identifizieren, in denen das Wohnen mit der größten Gefahr für die Öffentlichkeit verbunden ist Gesundheit.

Der Einsatz von Speisesalzen und anderen Salzen zur Eisbekämpfung im Winter sowie das Austreten hochmineralisierter technologischer Lösungen wirken sich negativ auf den Zustand des Bodens in der Stadt aus. Dies führt zu einem Anstieg der Menge phytotoxischer Verbindungen in der Bodenzusammensetzung. Es ist bekannt, dass Natrium- und Calciumchloride eine zerstörerische Wirkung auf Bodenkolloide haben und in bestimmten Konzentrationen zum Absterben von Pflanzen führen. Geschmolzenes Schneewasser aus einer großen Industriestadt kann 150-mal mehr Chlorionen enthalten als natürliches Flusswasser.

Es könnte nützlich sein zu lesen: