На сегодняшний день из-за спроса на продукцию промышленных секторов в мире наблюдается увеличение их количества. Это сказывается на изменении морфологических характеристик почв под влиянием промышленных отходов. В частности, по результатам научных исследований с целью изучения почв, разбросанных вокруг промышленных секторов в г. Линань, Китай, когда было отобрано и исследовано 188 проб почвы из этого района, было установлено, что количество Cd, Cu, Zn, Pb, Ni и Cr было высоким. Также эти тяжелые металлы вызывают изменения в морфологическом строении растений. Это было оценено как прямое влияние отраслей [1, 2]. Химические соединения, выделяющиеся из промышленных производств, приводят к изменению морфологических признаков почв в результате быстрого смешения субстратов на орошаемых почвах с почвой [3]. На территориях, зараженных отходами промышленных предприятий и нефтепродуктами, поступление углеводородов в почву приводит к негативному изменению ее морфологических, физических и химических свойств [4]. Обнаружено, что морфологическая характеристика почв претерпевает изменения под воздействием шлаковых выбросов при извлечении руд с участков вокруг угольного месторождения в Екатеринбурге. При этом подчеркивается, что изменение структуры почвы вызвано увеличением частиц шлаковой пыли [5]. Исследовано, что основной причиной техногенной деградации почв Орско-Новотроицкой агломерации являются тяжелые металлы и нефтепродукты, которые выбрасываются в почву в результате химического загрязнения. В результате загрязнения почвенные покровы подверглись морфологическим изменениям, и было показано, что в г. Орске содержание тяжелых металлов превышает допустимую норму в среднем на 43 % [6]. Также под воздействием химических соединений, попадающих в почвы в результате деятельности промышленных отраслей, наблюдалось техногенное загрязнение почв и изменение их морфологического состава. В результате изменяются не только характеристики плодородия почвы, но и ее физические, химические, агрохимические и механические морфологические характеристики [7, 8].

Материалы и методы исследования

АО «Узбекский металлургический комбинат», АО «Бекабадцемент», расположенный в Бекабадском районе Ташкентской области, Ангренская ТЭС в Ахангаранском районе, г. Ангрен, новая Ангренская ТЭС и Нефтегазо-химический комплекс, а также АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат» и АО «Аммофос-Максам», расположенные в Алмалыкском районе Ташкентской области. Изучено влияние отходов, поступающих с предприятий, на морфологические особенности почвы. Взятие разрезов грунта и разрезов перекопки из района исследований осуществлялось на основании требований ГОСТ 17.4.4.02–84 – Межгосударственный стандарт.

Упомянутый выше ГОСТ 17.4.4.02–84 – Межгосударственный стандарт направлен на определение общего уровня загрязнения почвы на загрязненных территориях и его контроль. Исходя из этого, пробы почвы были отобраны по направлению ветра на орошаемых землях в промзонах.

Результаты исследования и их обсуждение

Были вскрыты участки почвы для анализа морфологических характеристик земель, используемых для орошаемого сельскохозяйственного производства, вокруг АО «Узбекский металлургический комбинат» АО «Бекабадцемент», Ангренская ТЭЦ в г. Ангрен Ахангаранского района, Новоангренская ТЭС и НГХК, а также АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат» и АО «Аммофос-Максам», расположенные в Алмалыкском районе по направлению ветра. Также для определения влияния на почву вредных химических соединений вышеуказанных производственных отраслей были взяты образцы почвы с глубиной 0–5, 0–30 и 0–50 см по направлению ветра с расстояний (таблица).

В соответствии с таблицей в качестве объекта исследования нашей научной работы были изучены крупные промышленные отрасли Бекабадского района, Ахангаранского района и г. Алмалык Ташкентской области с целью анализа объемов загрязнения в лабораторных условиях.

В частности, от АО «Узбекский металлургический комбинат» были взяты образцы почвы на дистанциях 0,9; 2,5; 5; 8; 12; 16; 23 км. А также взяты образцы почвы всего с 49 точек: 0,5; 1,2; 2; 3; 4,5; 5,7; 6,8 км от АС Бекабадцемент; 1,6; 2,5; 5 км от Ангренской АЭС; 8; 12; 16; 23 км; 1,7; 2,8; 5,6; 7; 11; 15; 24 км от Новоангренской АЭС, от комплекса «Ангрен химия» 0,2; 0,6; 1; 1,5; 2,2; 2,8; 3,5; 0,9; 2,8 км от Алмалыкского горно-металлургического комбината, 6; 8; 11; 15; 22; 0,7; 1,3; 2; 4; 8; 12; 16 км от AО «Аммофос-Максам».

В то же время из них были взяты образцы для изучения влияния отраслей промышленности, названных выше, на растительность и воды, разбросанные по регионам. Всего было выкопано 7 грунтовых разрезов с дальних расстояний: 2,5 км от АО «Металлургического комбината Узбекистана», 1,2 км от АО «Бекабадцемент», 2,5 км от ОЭС «Ангрен», 2,8 км от ОЭС «Новый Ангрен», 0 от «Ангренского химического комбината», 2,8 км от АО «Алмалыкского горно-металлургического комбината», 1,3 км от АО «Аммофос-Максам».

Разрез-КБМ-16-1,2. Раскопан в точке в 1,2 км к западу от окрестностей АО «Металлургического комбината Узбекистана». Территория покрыта орошаемой серо-луговой почвой, окружена можжевеловыми, джидовыми и тутовыми деревьями, посеяна кукуруза, на земле встречается много камней, элементы отходов или золы от источника загрязнения не заметны.

0-5 см. Бледный цвет, малое увлажнение, средний песок, ореховатая структура, средняя плотность, следы корней растений и насекомых, обилие крупных и мелких камней, загрязнителей не видно невооруженным глазом, плотность переходит в следующий слой.

Описание участков, где были выкопаны разрезы почвы и взяты образцы

5–15 см. Бледного цвета, слабо увлажненный, со средней суглинистостью, орехообразной структурой, средней густотой, с большим количеством корней растений и следов насекомых, крупных и мелких камней, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом, переходят в следующий слой по плотности.

15–30 см. Светло-сероватый, слабо увлажненный, со среднесуглинистой, ореховой структурой, с повышенной по отношению к среднеуплотненной поверхностью, с растительными корнями и следами животных, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом, гравий в слое переходит в следующий слой по цвету щебня.

30–48 см. Светло-коричневого цвета, со слегка повышенной влажностью, зернистой структурой, со средним суглинком, более плотным по отношению к верхнему слою, реже встречаются корни растений и гнезда животных, встречаются мелкие и средние щебни, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом, переходят в следующий слой с механическим составом и влажностью.

48–80 см. Бурого цвета, сильно увлажненные, с тяжелым суглинком, зернистой и глинистой структурой, сильно уплотненные, корни растений встречаются в небольшом количестве, гнезда животных не встречаются, мелкие щебни редки, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом, проникают в следующий слой вместе с камнями и влагой.

80–125 см. Бурого цвета, сильно увлажненный, песок тяжелый, зернистой и комковатой структуры, средней плотности, корни растений встречаются в небольшом количестве, гнезда животных не обнаружены, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом.

Разрез-КБР-16-1,2. Выкопано с запада от АО «Бекабадцемент» из точки, удаленной на 1,2 км. На территории распространены орошаемые ледово-луговые почвы, засеянные пшеницей, вокруг встречаются такие деревья, как абрикосы, шелковицы, платаны, над почвами, разбросанными по территории, на поверхности земли заметны пылевые и зольные отложения, исходящие от источника загрязнения.

0–25 см. Светло-бурого цвета, увлажненные, со среднесуглинистой, бугристой и зернистой структурой, слабо уплотненные, часто встречаются следы корней растений и беспозвоночных, много мелких и крупных камней, пылеватые элементы встречаются в поверхностном слое земли в тонком состоянии, переходят в следующий по плотности слой.

25–40 см. Светло-коричневого цвета, увлажненные, с механическим составом суглинков средней зернистости, с повышенной плотностью к верху, редко встречаются следы корней растений и беспозвоночных животных, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом, гравийные камни редки, переходят в следующий слой по цвету

40–65-см. Светло-коричневого цвета, со слегка повышенной влажностью, с зернистой структурой, механический состав среднезернистый, среднеуплотненный, корни растений редки, следы беспозвоночных животных встречаются очень редко, камни не встречаются, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом, переходят в следующий слой с повышенной влажностью.

65–100 см. Светло-коричневого цвета, сильно увлажненный, структура зернистая, механическая текстура среднепесчаная, средней плотности, корни растений редки, следы беспозвоночных очень редки, камни не обнаружены, карбонаты в небольшом количестве, загрязняющие вещества не видны, с влагой и цветом проходит в следующий слой.

100–140 см. Бурого цвета, сильно увлажненный, с зернистой структурой, механический состав среднесуглинистый, средне-плотный, корни растений очень редки, следы беспозвоночных животных и камни не встречаются, карбонаты встречаются в небольших количествах, загрязняющие вещества не видны невооруженным глазом.

Разрез-КА-16-2,5. Выкопан с северо-восточной стороны Ангренской ТЭЦ в г. Ангрен по направлению ветра, с расстояния в 2,5 км. На данном исследовательском объекте, выкопанном с расстояния километра, вдоль северо-восточного направления ветра на Ангренской ТЭЦ в Ангрен, в районе, где распространены орошаемые темноцветные ледниковые почвы, был посажен ячмень, а ранее был посажен мох, вокруг были можжевельник, платан, шелковица. Воздействие ТЭС на окружающую среду в Ангрен также можно увидеть невооруженным глазом в полевых условиях, когда на поверхности почвы можно увидеть отложения золы и пыли.

Разрез-КА-16-2,5. Раскопан в 2,5 км по ветру от северо-восточной стороны «Ангренского ТЭС» в г. Ангрен. На исследуемой территории распространены орошаемые темно-серые почвы. На участке был посажен ячмень, а ранее был посажен брагу, вокруг растут можжевельник, клен, тутовник. Воздействие ТЭС на окружающую среду в Ангрене также можно увидеть невооруженным глазом в полевых условиях, когда на поверхности почвы можно увидеть отложения золы и пыли.

0–5 см. Темно-серого цвета, слабо неувлажненный, мелкоструктурный, умеренно уплотненный, механический состав среднесуглинистый, корни растений многочисленны. Редко встречаются гнезда беспозвоночных животных, тропинки, новые пористые почвы, количество отходов золы встречается в виде пыли, в ней мало камней, она переходит в следующий слой при изменении ее влажности

5–20 см. Темно-серого цвета, более высокая влажность по сравнению с верхним слоем, мелкозернистая структура, среднепесчаный механический состав, средняя плотность, редко встречаются корни растений. Следы беспозвоночных и новые пористые почвы, а также гнезда встречаются редко, остатки пепельной подстилки редки. Переход к следующему слою с цветом.

20–60 см. Светло-серого цвета, сильно увлажненный, по механическому составу – тяжелый песок, очень плотный, тонкой структуры, корней растений не обнаружено. Гнезд беспозвоночных животных, следов и свежих ран не обнаружено, остатки зольных отходов не встречаются. Переходит на следующий слой с плотностью.

60–100 см. Светло-серого цвета, мелкой структуры, сильно увлажненный, по механическому составу тяжелосуглинистый, сильно уплотненный, корни растений не встречаются. Гнезда беспозвоночных животных, следы и новые пористые почвы не обнаружены, остатки зольных отходов не обнаружены. Переходит на следующий слой с плотностью.

100–140 см. Темно-серый, повышенной влажности, механический состав – тяжелый песок, мелкозернистая структура, слабое уплотнение, корни растений не обнаружены. Гнезда беспозвоночных животных, следы и новые пористые почвы не обнаружены, остатки зольных отходов не встречаются. Переходит к следующему слою с влагой. В нижних слоях почвенного разреза загрязняющие вещества не видны.

Разрез-КЯА-16-2,8. Раскопан в 2,8 км северо-восточнее Новоангренской ТЭС» в г. Ангрен. На этом участке орошаемые темно-серые почвы, в районе раскопа засажен маш (бобовое растение), до этого был посажен ячмень, вокруг встречаются сосновые и тутовые деревья. Воздействие источника загрязнения на окружающую среду также проявляется в полевых условиях, где можно будет видеть в верхней части почвы тонкий слой зольной пыли.

0–5 см. Встречаются темно-серые, умеренно неувлажненные, умеренно уплотненные, среднесуглинистые, мелкозернистые корни растений. Редко встречаются гнезда и следы беспозвоночных животных. Количество зольных отходов встречается в большом количестве в виде пыли, редко обнаружены мелкие камни, а при изменении влажности переходят на следующий слой.

5–25 см. Темно-серого цвета, сильно увлажненный, мелкоструктурный, тяжелосуглинистый, умеренно уплотненный, корни растений и следы беспозвоночных встречаются в очень небольшом количестве, обнаружены остатки зольных отходов в виде пыли в очень небольшом количестве, мелкие камни встречаются в этом слое в небольшом количестве, переход к следующему слою проходит с цветом.

25–60 см. Светло-серого и светло-коричневого цвета, сильно увлажненный, сильно уплотненный, тяжелосуглинистый, тонкой структуры, в небольшом количестве встречаются корни растений и следы животных, остатки загрязняющих зольных отходов не обнаружены. Он переходит в следующий слой с влажностью, цветом и плотностью.

60–100 см. Темно-бурого цвета, средней плотности, сильно увлажненный, мелкоструктурный, тяжелосуглинистый, в небольшом количестве встречаются корни растений. Следы беспозвоночных животных не обнаружены, карбонаты встречаются в небольшом количестве, следов золо-шлаковых отходов не обнаружено. Он переходит в следующий слой с плотностью и влажностью.

100–135 см. Темно-бурый цвет, сильно увлажнен, тонкой структуры, средней плотности, тяжелый песок; корни растений, а также следы беспозвоночных животных не обнаружены, карбонаты обнаружены в небольшом количестве, зольные остатки не встречаются.

Разрез-КАК-16-2,5. Был раскопан в 0,6 км к северо-востоку от Ангренского химического комплекса в г. Ангрен. В этом месте на изучаемой территории распространены орошаемые темно-серые почвы, высажена метла, вокруг растут ивы, тутовники и ели. Воздействие Ангренского химического комплекса на окружающую среду невозможно увидеть невооруженным глазом в полевых условиях.

0–5 см. Цвет темно-коричневый, умеренно увлажненный, по механическому составу среднесуглинистый, ореховидной и зернистой структуры, встречаются корни растений и следы насекомых, менее уплотнен, остатков отходов не обнаружено, переходит в следующий слой с влагой и цветом.

5–22 см. Темно-бурого цвета, с ореховой и зернистой структурой, механический состав со средними суглинками, обнаружены корни растений и следы насекомых, увлажненные, менее уплотненные. В составе почвы встречаются карбонаты. Он переходит к следующему слою с его влажностью и цветом.

22–55 см. В темно-коричневом слое встречаются суглинистые почвы, с зернистой структурой, следы насекомых и корни растений встречаются редко, механический состав: среднесуглинистые, умеренно увлажненные, слабо уплотненные. В почве карбонаты содержатся в небольших количествах. Переходит к следующему слою по влажности, цвету и включениям.

55–95 см. В буроватом слое встречаются суглинистые и серые почвы, без зернистой структуры, со средним суглинистым механическим составом, корни растений редки, следы насекомых отсутствуют, умеренно увлажненные, не уплотнены. В почве карбонаты содержатся в небольших количествах. Переходит к следующему слою с цветом и влажностью.

95–145 см. Светло-бурого цвета, без зернистой структуры, со среднесуглинистым механическим составом, без корней растений и следов насекомых, с повышенной влажностью по отношению к верхнему слою, без уплотнения, с низким содержанием карбонатов.

Разрез-КO-16-2,8. Раскопан в 2,8 км с северо-восточной стороны по ветру от АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат» в г. Алмалык. На этой территории распространены типичные орошаемые сероземы. На этих почвах выращивают кукурузу, а вокруг растут абрикосовые, тутовые, яблоневые, тополевые, вишневые и тутовые деревья. Пыль, золу и другие вредные соединения, выходящие в результате работы установки, можно увидеть даже в полевых условиях: на листьях растений и поверхности земли имеются пылевидные соединения в виде золы.

0–20 см. В светло-буроватом слое встречаются серые почвы, с глинистой и зернистой структурой, со следами корней растений и насекомых, умеренно увлажненные, со среднесуглинистым механическим составом, с низкой плотностью, часто встречаются крупные и мелкие камни, а также в поверхностном слое почвы обнаруживаются пылеватые и зольные отложения, переходит к следующему слою с влажностью.

20–45 см. Сероземы встречаются в светло-коричневом слое, с грубой и зернистой структурой, корнями растений, встречаются следы насекомых, увлажненные, среднесуглинистые, менее уплотненные, редко встречается мелкий гравий и щебень. Почва содержит карбонаты. Переходит на следующий слой с влагой и цветом.

45–68 см. По сравнению со светло-бурым верхним слоем цвет темный, структура ореховато-зернистая, встречаются корни растений и следы насекомых, средняя влажность, механический состав среднесуглинистый, средней плотности, встречается мелкий гравий и песчаники. Почва содержит карбонаты. Он переходит на следующий слой с влагой и цветом.

68–95 см. Бурого цвета, с ореховидной структурой, редко встречаются корни растений, следы насекомых, со средне увлажненным верхним слоем, со средне повышенным содержанием влаги, со средне уплотненным, механическим составом, встречаются суглинки, песчаные россыпи. В составе почвы встречаются карбонаты. Переходит к следующему слою с влажностью.

95–115 см. Бурого цвета, с ореховидной структурой, на корнях растений и следов насекомых не встречаются, механический состав умеренно суглинистый, с повышенной влажностью по отношению к увлажненному верхнему ярусу, с низкой плотностью, встречаются песчаные камни. В составе почвы встречаются карбонаты. Переходит к следующему слою с влажностью.

115–150 см. Бурого цвета, структура с ореховидной структурой, на корнях растений и следов насекомых не встречаются, сильно увлажненный, среднесуглинистый, менее уплотненный, редко встречаются песчанистые камни. Почва содержит карбонаты.

Разрез КО-16-1,3. Раскопан в 1,3 км к северо-востоку от окрестностей АО «Аммофос-Максам», расположенного в г. Алмалык. На этой территории разбросаны типичные орошаемые сероземы, на участке был посажен ячмень, а до этого – люцерна, а вокруг посажены деревья джийды, тутовника, абрикоса и тополя. В результате источника загрязнения, исходящего от этой промышленной сети, мы можем видеть пепел, пыль и другие соединения в этом районе.

В результате деятельности АО «Аммофос-Максам» можно видеть значительное изменение морфологических особенностей почв на территории (рисунок).

0–25 см. Структура светло-коричневая, ореховидная и зернистая, встречаются следы корней растений и насекомых, увлажненный, среднесуглинистый по механическому составу, менее уплотненный. Переходит на следующий слой с влагой и цветом.

25–45 см. Структура светло-коричневая, зернистая и ореховидная, редко встречаются следы насекомых, корни растений, увлажнены, механический состав среднесуглинистый, менее уплотнен. Почва содержит карбонаты. Переходит на следующий слой с влагой и цветом.

45–65 см. В слое встречаются буроцветные и бурые почвы, структура зернистая, следы насекомых и корней растений редки, механический состав среднесуглинистый, менее уплотненный, средней влажности. Карбонаты в небольших количествах содержатся в почве. Переходит на следующий слой с влагой, цветом и соединениями.

65–90 см. Цвет светло-коричневый, бесструктурный, небольшое количество битого стекла и каменных смесей, механический состав средний песок, следы насекомых редки, корни растений не обнаружены, умеренно увлажненная, не уплотненная, карбонатов в составе почвы очень мало, переходит на следующий слой с влагой и пористыми почвами.

Морфологические признаки почв на территории в результате деятельности АО «Аммофос-Максам»

90–120 см. Светло-коричневого цвета, бесструктурный, по механическому составу среднесуглинистый, корней растений и следов насекомых не обнаружено, обнаружен мицелий (почвенный понг), влажность несколько повышена по сравнению с верхним слоем, не уплотнен, обнаружены карбонаты в очень малом количестве в почве. Переходит к следующему слою с влагой.

120–160 см. Светло-коричневого цвета, бесструктурный, по механическому составу среднесуглинистый, корни растений и следы насекомых не обнаружены, обнаружен мицелий (почвенный понг), влажность несколько повышена по сравнению с верхним слоем, не уплотнен, карбонаты обнаружены в почве в очень малом количестве.

Заключение

В ходе исследований установлено, что химические соединения, выбрасываемые при деятельности промышленных предприятий, вызывали изменения морфологических особенностей почвы. В частности, по результатам наших исследований было признано необходимым изучить факторы, вызывающие морфологические изменения почв, на три группы. Первый из них (антропогенный) – заметное химическое изменение частиц, попадающих в почву в результате деятельности производств, второй – миграция растворенных веществ через химическое изменение соединений путем окисления и восстановления, а также третьи почвенные микроорганизмы, т.е. другие элементы, попадая в почву, вызывают ее морфологическое изменение. А третий становится причиной ее морфологического изменения через микроорганизмы, т.е. другие элементы, попадающие в почву.

Изменения морфологических особенностей грунта при проходке грунтовых разрезов на исследуемых объектах в г. Ангрен, Новоангренской ТЭС, а также АО «Бекабадцемент», расположенном в Бекабадском районе, и АО «Аммофос-Максам» в г. Алмалык наблюдаются в большей степени, чем на территориях АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат», АО «Металлургический комбинат Узбекистана», АО «Ангренский нефтегазохимический комлекс».