КАРТОЧКА ПРОЕКТА,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 22-77-00099

НазваниеЭффект масштаба в урбогеохимии: проявления пространственной неоднородности для контрастных городских территорий и разных групп поллютантов

РуководительКонстантинова Елизавета Юрьевна, Кандидат географических наук

Организация финансирования, регионфедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет", Ростовская обл

КонкурсКонкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Актуальность представленного исследования обусловлена необходимостью обеспечения экологической безопасности городов и снижения потенциальных рисков для здоровья и качества жизни населения вследствие загрязнения окружающей среды. Предлагаемый научный проект ориентирован решение проблемы сопоставимости результатов эколого-геохимических исследований почвенного покрова урбанизированных территорий, проводимых с различной детализацией и масштабом съёмки. Объектами настоящего исследования служат поверхностные горизонты естественных и антропогенно-преобразованных почв и техногенных поверхностных образований в пределах территорий двух городов - Новочеркасска и Тюмени, расположенных в схожих ландшафтно-геохимических условиях, но с разной историей урбанизации и специализацией промышленности. Для успешного достижения заявленной целей планируется решение следующих задач: i) проведения площадных эколого-геохимических исследований в масштабах всего населенного пункта, отдельных городских районов и кварталов с пробоотбором по регулярной сетки для двух репрезентативных урбанизированных территорий, ii) получения аналитических данных о содержании органических (ПАУ) и неорганических (ТМ) поллютантов в почвах заявленных городов и их частей; iii) анализа и сопоставления паттернов пространственного распределения поллютантов в почвах рассматриваемых урбанизированных территорий в зависимости от масштабов исследований, iv) выявления связей между закономерностями пространственного распределения двух типов поллютантов (ТМ и ПАУ) с помощью методов статистического и геостатистического анализа и оценки факторов городской среды влияющих на сочетанное загрязнение почв, v) сравнения полученных результатов разномасштабных исследований для выбранных городов, выявление признаков наличия универсальных или их отсутствия закономерностей. Научная новизна предлагаемого исследования заключается в полимасштабном подходе к проведению эколого-геохимического картирования урбанизированной территории и последующей интеграции работ, проведенных с различной степенью детализации для формирования наиболее полной картины факторов, влияющих на неоднородность пространственного распределения органических и неорганических поллютантов. Для выполнения перечисленных выше задач планируется использование комбинации методов урбогеохимии, почвоведения, аналитической химии, статистической и геостатистической обработки данных и их визуализации.

Ожидаемые результаты
Будут проведены полимасштабные полевые почвенно-геохимические исследования в границах двух городов близких по литолого-геоморфологическим условиям, отличающихся длительностью и направлением процессов урбанизации и специализации промышленности. Отбор проб будет проводиться по регулярной сети с учетом функционального назначения территорий на трех уровнях детальности: общегородском, в пределах функциональной зоны, в пределах планировочного квартала. Планируется получить представительную выборку не менее 50 образцов поверхностного почвенного горизонта в рамках всех заявленных уровней исследования в каждом из городов. С применением рентгенофлуоресцентной спектрометрии будут получены данные о валовом содержании V, Fe, Cr, Co, Mn, Ni, Cu, Zn, As, Sr, Pb, по методу высокоэффективной жидкостной хроматографии будет определены состав и содержание приоритетных ПАУ в образцах поверхностного горизонта почв и техногенных поверхностных образований, отобранных на территории Новочеркасска и Тюмени. В почвах городов на различных уровнях генерализации будут установлены концентрирующиеся и рассеивающиеся элементы и соединения, геохимическая специализация почв относительно глобальных эталонов и аналогичных па масштабу урбанизированных территорий России и мира. На основе статистического и картографического анализа будут выделены парагенезисы ТМ и ПАУ и ключевые источники их поступления в городские почвы. На основе составленного картографического материала будут определены техногенные геохимические аномалии. Методами многомерной статистики будут выявлены связи между содержаниями загрязняющих веществ и значениями pH, содержанием органического углерода, макроэлементным и гранулометрическим составом почв. Установлена роль факторов урбанизации (возраста застройки, длительности урбанизации и функционального назначения территорий) на накопление элементов и соединений почвами. Будет создана математическая модель совместного влияния природных и антропогенных факторов на уровень моно- и полиэлементного и сочетанного загрязнения почв. Будет выполнена комплексная оценка состояния почв Новочеркасска. Определены приоритетные поллютанты. Рассчитаны значения индивидуальных и суммарных рисков общетоксических эффектов для разных возрастных групп и канцерогенных эффектов для всего населения в целом. Выделены зоны опасного загрязнения почв и повышенного экологического и эпидемиологического риска. На основе комплекса статистических, картографических и геохимических методов будет обоснована необходимая детальность геоэкологического мониторинга почв урбанизированных территорий для получения релевантных данных о состоянии почв. Будет установлен эффект процессов урбанизации на формирование специализации городских почв по содержанию загрязняющих веществ различных классов. Теоретическая значимость исследования состоит в получении новых фундаментальных знаний о закономерностях накопления, пространственного распределения, источниках и ведущих факторах дифференциации потенциально токсичных элементов и соединений в почвах урбанизированных территорий и возможных экологических и эпидемиологических последствиях. Основными методическими результатами проекта будут являться выработка наиболее эффективного подхода к организации полевых урбогеохимических исследований, обоснование системы методов изучения сочетанного загрязнения городских почв разными классами веществ. В практическом плане составленные картографические материалы позволят получить представление о наличии и расположении областей повышенного экологического и санитарно-эпидемиологического риска, что может стать основой для разработки решений в области градостроительной политики и обеспечении условий проживания городского населения. Полученные результаты могут стать основой для экологического мониторинга других компонентов окружающей среды Новочеркасска и Тюмени.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ