1. Краткая характеристика ЛОД РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева

Лесная опытная дача находится в Северном административном округе в северо-западной части города Москвы на территории РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева и составляет юго-западную часть её землепользования. Площадь ЛОД в настоящее время составляет 232,6 га (рис. 1). Первоначально территория ЛОД занимала 250 га.

Лесная опытная дача Тимирязевской академии - одно из старейших в России научно-исследовательских и учебных учреждений в области лесоводства.

В конце XVI столетия Дача (площадью около 1000 га с с. Семчено) входила в состав вотчины князя А.И. Шуйского и использовалась как подсобное хозяйство. Во второй половине XVII века вотчина принадлежала князю И.С. Прозоровскому, который в 1676 г. продал ее К.П. Нарышкину, тестю царя Алексея Михайловича. В этот период на самом высоком холме (175 м над уровнем моря), в нынешнем квартале 11, было построено с. Астрадамово.

С 1705 года владельцем имения стал Петр I, который бывал в нем, принимал участие в различных работах и, по преданию, лично произвел посадку группы лип, из которых одна сохранилась до настоящего времени. В эти годы имение в честь его владельца было переименовано в Петровское.

С 1732 года оно перешло в собственность И.Л. Нарышкина, который в 1766 году передал ее графу К.Г. Разумовскому как приданое своей дочери Е.И. Нарышкиной. Разумовский перенес усадьбу со Старого на Новое шоссе. На вершине второго по высоте холма (на месте нынешнего 10 корпуса) был возведен так называемый гетманский дом и при нем заложен оригинальный парк, созданный в геометрическом (классическом) стиле, ныне являющийся памятником архитектуры XVIII столетия и находится под государственной охраной. При этом село Петровское переименовано в село Петровско-Разумовское.

После смерти К.Г. Разумовского (1803 г.) имение по наследству перешло к его сыну Л.К. Разумовскому, который жил в нём до захвата Москвы французами (1812 г.). Разрушенное французскими солдатами имение (сохранились только здания нынешней Фермы и Лесного кабинета) поступило в ведение Московской дворянской опеки, и в 1820 году было передано графу С.С. Уварову, потом перешло к князю Ю.В. Долгорукому, а затем к его дочери В.Ю. Горчаковой. Наконец, сильно разоренное Петровско-Разумовское в 1828 году было продано московскому аптекарю П.А. Шульцу, который хищнически эксплуатировал его более 30 лет.

В январе 1861 года за 250 тысяч рублей имение было приобретено государством для организации на его базе высшей сельскохозяйственной и лесной школы - Петровской земледельческой и лесной академии, Дача была организована за три года до ее открытия. В 1862 г. будущий первый директор академии, профессор Н.И. Железнов, пригласил известного ученого-лесовода, тогда подполковника корпуса лесничих А.Р. Варгаса де Бедемара для устройства Лесной опытной дачи (ЛОД), которая должна была служить полигоном для обучения студентов и проведения опытных работ. Датчанин по национальности, потомок старинного аристократического испанского рода, приехал в Россию и остался здесь навсегда.

До приезда Bаpгaca лесное хозяйство на ЛОД было истощено бессистемными рубками и велось без всякого плана и расчета. Варгас в 1862 г. провел впервые подробную геодезическую съемку на площади 257,1 га, разделив ее на 14 кварталов.

Рельеф на территории ЛОД РГАУ-МСХА холмистый, волнистый, реже слабоволнистый или плоский. Перепад высот составляет 15 м. Преобладающая материнская порода - моренный красно-бурый суглинок. Почвы дерново-подзолистые и дерново-подзолистые оглеенные. Плотный иллювиальный горизонт. Экзогенные процессы: эрозия и заболачивание.

2. Зеленые насаждения ЛОД РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева и их роль

 

Состав насаждений Лесной опытной дачи по годам таксации за 100-летний период сильно изменялся. На протяжении всего столетнего периода на ЛОД преобладали хвойные породы, главным образом сосна. Только при таксации в 1962 году площадь хвойных насаждений (51%) почти сравнялась с площадью лиственных (49%).

За 100 лет хозяйственной и научной деятельности в насаждения Дачи было введено большое количество древесных и кустарниковых пород, естественно в подмосковных лесах не произрастающих. Наибольшая площадь хвойных отмечена таксацией 1935 года (3,8 га). Сюда входили пихты, ели, сосны и в том числе кедр сибирский и тцуга. Почти все эти породы по разным причинам и прежде всего в результате засухи 1938-1939 годов оказались неустойчивыми и усохли. Более устойчивыми и лучше сохранившимися в городских условиях оказались введенные вновь лиственные породы.

Растительность, как средовосстанавливающая система, обеспечивает комфортность условий проживания людей в городе, регулирует (в определенных пределах) газовый состав воздуха и степень его загрязненности, климатические характеристики городских территорий, снижает влияние шумового фактора, снижает уровень радиационных отходов, очищает воздух от пыли, очищает воздух от тяжелых металлов и является источником эстетического восприятия.

3. Экологическая характеристика САО г. Москвы

 

Северный административный округ (САО) является относительно небольшим по площади, он занимает шестое место (10212 га) среди всех АО Москвы. Площадь - 109,9 км², население 978 тыс. человек, плотность населения около 12 тыс. человек на км².

Округ был создан на территориях ряда бывших районов: Ленинградского, Железнодорожного, Тимирязевского, Французского, Свердловского, и частично Краснопресненского, простирается от Белорусского вокзал до Московской кольцевой автомобильной дороги. С запада его границы проходят по акватории Химкинского водохранилища, и линии Окружной железной дороги, а с востока - по линии железной дороги Савёловского направления. В прошлом веке эта территория практически не попадала в городскую черту нашей столицы. Прежде всего, здесь существовали более тридцати сёл, деревень, посёлков. Сейчас Северный округ подразделяется на муниципальные округа. Многие из них получили названия бывших на их территорий селений: Бескудноково, Бусиново, Восточное и Западное Дегунино, Головинский, Коптево, Сокол, Ховрино.

За последнее столетие экология города ухудшилась так сильно, как не ухудшалась за все время своего существования. Особенно сильное влияние на экологию города оказал научно-технический прогресс. Москва является важнейшим в стране политическим, промышленным, научным и культурным центром, а также важнейшим транспортным узлом страны.

Экологически наиболее благополучными, в которых экологическое состояние территории характеризуется как наилучшее, являются муниципальные районы Левобережный, Головинский, Тимирязевский, Восточное и Западное Дегунино. Наиболее напряженная экологическая ситуация сложилась в районах Беговой, Аэропорт, Войковский.

4. Атмосферный воздух САО

 

Территория округа характеризуется большой транспортной нагрузкой, значительным объемом промышленных выбросов на единицу площади, относительно высоким среднесуточным содержанием пыли в воздухе.

Самым сильным источником негативного воздействия на окружающую природную среду является автомобильный транспорт. Особое влияние оказывает наличие крупных магистралей. К ним относится Ленинградское, Дмитровское, Коровинское и Алтуфьевское шоссе. Важным индикатором является доля земель округа, использующаяся в качестве автодорог, гаражей и стоянок. По этому показателю САО входит в тройку лидеров с показателем в 22% от всей территории округа. Содержание таких вредных веществ, как угарный газ и углекислый газ возле магистралей превышает допустимое втрое. Усугубляет ситуацию и то, что перегруженность основных магистралей приходится на трафик из области, который весьма существенный на Ленинградском шоссе. За последние десятилетия автомобильный парк города вырос более чем в три раза, что существенно увеличило техногенные нагрузки на окружающую среду. По результатам комплексной оценки влияния транспорта на экологическую обстановку округа оказалось, что наибольшее влияние испытывают территории районов Беговой, Савеловский, Аэропорт, Хорошевский, Войковский, относительно незначительна транспортная нагрузка в районе Головинский.

4. Зеленые насаждения САО

 

Также на экологическую обстановку оказывает влияние наличие на территории округа зеленых территорий. В САО только 969,5 га земли, что составляет 8,55% от площади округа, заняты зелеными насаждениями. Из них можно отметить парк Сельскохозяйственной академии им. К.А. Тимирязева, парк Дубки, парк Дружбы, Петровский парк, парк Березовая роща, экологический парк Лихоборка, а также Ходынское поле. Однако же по уровню насыщения округа зелеными территориями Север находится далеко не на первом месте, ведь удельный вес парковых территорий здесь достаточно низок.

Здесь существует большая концентрированная промзона в окрестности станции метро Войковская, в районе «Коптево» и еще одна промзона, растянувшаяся с 78 по 82 километры МКАДа. Всего же они занимают 977 гектаров или 8,59% от всей территории округа, но при этом дают 10%-ый суммарный вклад в общее промышленное загрязнение столицы. Особенно печальна ситуация с ТЭЦ-21 в Дмитровском районе, работающей на газе и мазуте. Совместно с Лианозовским электромеханическим заводом, расположенном в одноименном районе, эти два предприятия формируют 55% суммарных вредных для здоровья выбросов в атмосферу. Многие из предприятий, функционирующих здесь, работают по старой технологии, без современных «зеленых» фильтров, что и влияет на загрязнение окружающей среды.

Самым наиболее опасным предприятием на территории Северного Административного Округа является Мусоросжигательный завод. На этом предприятие, хоть он и был реконструирован относительно недавно, температура обжига мусора составляет всего 800-900⁰С. Поэтому менее токсичные диоксины превращаются в более токсичные.
 

6. Свойства свинца как тяжелого металла

 

Свинец (лат. Plumbum; обозначается символом Pb) - элемент 14-й группы (поустаревшей классификации - главной подгруппы IV группы), шестого периодапериодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с атомным номером 82 и, таким образом, содержит магическое число протонов. Простое вещество свинец (CAS-номер: 7439-92-1) - ковкий, сравнительно легкоплавкий металл серебристо-белого цвета с синеватым отливом.

Свинец используется многие тысячелетия, поскольку он широко распространён, легко добывается и обрабатывается. Он очень ковкий и легко плавится. Выплавка свинца была первым из известных человеку металлургических процессов. Бусины из свинца, датируемые 6400 г. до н.э., были найдены в культуре Чатал-Хююк. Самым древним предметом, сделанным из свинца часто считается статуэтка стоящей женщины в длинной юбке времен первой династии Египта, датируемая 3100-3900 гг. до н.э., хранящаяся в Британском музее (инвентарный номер EA 32138) [6]. Она была найдена в храме Осириса в Абидосе и привезена из Египта в 1899 году. В Древнем Египте использовались монеты и медальоны из свинца. В раннем бронзовом веке свинец использовался наряду с сурьмой и мышьяком. Указание на свинец как на определённый металл имеется в Ветхом Завете.

Свинец имеет довольно низкую теплопроводность, она составляет 35,1 Вт/(м·К), при температуре 0 °C. Металл мягкий, режется ножом, легко царапается ногтем[18]. На поверхности он обычно покрыт более или менее толстой плёнкой оксидов, при разрезании открывается блестящая поверхность, которая на воздухе со временем тускнеет. Температура плавления - 600,61 K (327,46 °C) [3], кипит при 2022 K (1749 °C) [3]. Относится к группе тяжёлых металлов; его плотность - 11,3415 г./см3 (20 °С. С повышением температуры плотность свинца падает:

Электронная формула: 5s²5p⁶5d¹⁰6s²6p², энергия ионизации (Pb → Pb⁺ + e⁻) равна 7,42 эВ. На внешней электронной оболочке находятся 4 неспаренных электрона (2 на p- и 2 на d-подуровнях), поэтому основные степени окисления атома свинца +2 и +4.

              Соли двухвалентного свинца реагируют с щелочами, образуя почти нерастворимый гидроксид свинца:

              При избытке щелочи гидроксид растворяется:

              Реагирует со щелочами и кислотами:

Свинец образует комплексные соединения с координационным числом 4, например

Реакция диспропорционирования между PbO₂ и Pb лежит в основе работы свинцовых аккумуляторов.

Содержание в земной коре 1,6·10⁻³% по массе. Самородный свинец встречается редко, круг пород, в которых он установлен, достаточно широк: от осадочных пород до ультраосновных интрузивных пород.

В этих образованиях он часто образует интерметаллические соединения (например, звягинцевит (Pd, Pt)₃(Pb, Sn) и др.) и сплавы с другими элементами (например, (Pb + Sn + Sb)). Он входит в состав 80 различных минералов. Важнейшие из них: галенит PbS, церуссит PbCO₃, англезит PbSO₄ (сульфат свинца); из более сложных - тиллит PbSnS₂ и бетехтинит Pb₂(Cu, Fe)₂₁S₁₅, а также сульфосоли свинца - джемсонит FePb₄Sn₆S₁₄, буланжерит Pb₅Sb₄S₁₁. Всегда содержится в рудах урана и тория, имея часто радиогенную природу. В природных условиях часто образует крупные залежи свинцово-цинковых или полиметаллических руд стратиформного типа (Холоднинское, Забайкалье), а также скарнового (Дальнегорское (бывшее Тетюхинское), Приморье; Брокен-Хилл в Австралии) типа; галенит часто встречается и в месторождениях других металлов: колчеданно-полиметаллических (Южный и Средний Урал), медно-никелевых (Норильск), урановых (Казахстан), золоторудных и др. Сульфосоли обычно встречаются в низкотемпературных гидротермальных месторождениях с сурьмой, мышьяком, а также в золоторудных месторождениях (Дарасун, Забайкалье). Минералы свинца сульфидного типа имеют гидротермальный генезис, минералы окисного типа часты в корах выветривания (зонах окисления) свинцово-цинковых месторождений. В кларковых концентрациях свинец входит практически во все породы. Единственное место на земле, где в породах больше свинца по сравнению с ураном - Кохистанско-Ладакхская дуга на севере Пакистана.

Свинец и его соединения токсичны. При сильном отравлении наблюдаются боли в животе, в суставах, судороги, обмороки. Свинец может накапливаться в костях, вызывая их постепенное разрушение, осаждается в печени и почках. Особенно опасно воздействие свинца на детей: при длительном воздействии он вызывает умственную отсталость и хронические заболевания мозга. Значительное загрязнение окружающей среды свинцом происходит в результате выхлопов автомобильных двигателей, так как соединения свинца добавляют в топливо (тетраэтилсвинец) с целью улучшения его качества. ПДК в атмосферном воздухе соединений свинца 0,003 мг/м³, в воде 0,03 мг/л, почве 20,0 мг/кг. Выброс свинца в Мировой океан 430-650 тысяч т/год.

Токсикологическое значение свинца определяется ядовитыми свойствами металлического свинца, его солей и некоторых производных: широким и разнообразным применением их в промышленности и быту. Из различных соединений свинца наибольшее токсикологическое значение имеют арсенат, ацетат, хромат, карбонат, хлорид, нитрат и ряд других солей этого металла.

Оксид свинца применяется для приготовления некоторых красок, входит в состав свинцового пластыря. Свинца карбонат является одним из компонентов свинцовых белил. В состав некоторых красок входит и свинца хромат. Свинца арсенат относится к числу соединений, применяемых для борьбы с вредителями садов и виноградников. Основной свинца ацетат в ряде стран применяется и медицине. Стеарат, олеат и другие соединения свинца с органическими кислотами используются в качестве стабилизаторов при получении пластмасс. Эти соединения используются как добавки к краскам, а также входят в состав некоторых помад и жидкостей для волос.

Источниками бытовых отравлений являлось в ряде случаев недоброкачественно луженая (при употреблении консервов, изготовленных в недоброкачественно луженной посуде), эмалированная, фарфорово-фаянсовая и глиняная посуда, покрытая глазурью. Описаны случаи отравления свинцом через питьевую воду (свинцовые трубы), нюхательный табак, завернутый в свинцовую бумагу, после огнестрельного ранения и т.п. Более известны также случаи отравлений свинцовыми солями и тетраэтилсвинцом.

Основным источником отравлений соединениями свинца является поступление их в пищевой канал. Ионы свинца, поступившие в организм, соединяются с сульфгидрильными и другими функциональными группами ферментов и некоторых других жизненно важных белковых соединений. Около 90% ионов свинца, поступивших в кровь, связываются эритроцитами (по Р. Лудевигу и К. Лосу, 1983).

Свинец является протоплазматическим ядом, вызывающим изменения главным образом в нервной ткани, крови и сосудах. Ядовитость соединений свинца в значительной степени связана с растворимостью их и в желудочном соке, и в других жидкостях организма. Хроническое отравление свинцом дает характерную клиническую картину. Смертельная доза различных соединений свинца неодинакова. Дети особенно чувствительны к нему.

Свинец поражает все отделы головного мозга, особенно гипоталамические отделы и ретикулярную формацию ствола. Свинец блокирует ферменты, участвующие в синтезе гема. Развивается гипохромная анемия при нормальном содержании железа сыворотки. Кроме того, свинец повышает гемолиз эритроцитов.

Свинец не относится к числу биологических элементов, но обычно присутствует в воде и пище, откуда поступает в организм. Человек, не занятый работой со свинцом, поглощает в сутки, как указывает Н.В. Лазарев, 0,05 - 2 г свинца (в среднем 0,3 мг). Соединения свинца способны кумулироваться в костной ткани, печени, почках. Около 10% его всасывается организмом, остальное количество выделяется с калом. Свинец откладывается в печени и в трубчатых, несколько меньше в плоских костях. В остальных органах откладывается в незначительном количестве. Отсюда необходимость обнаружения свинца во внутренних органах трупов людей, умерших от других причин, и обязательное количественное определения его при положительных результатах качественного анализа.

Естественное содержание свинца (по данным А.О. Войнара, в миллиграммах на 100 г. органа) в печени 0,130; в почке 0,027; в трубчатых костях 1,88; в желудке и кишечнике 0,022 и 0,023 соответственно.

Соединения свинца выделяются из организма главным образом с калом. Меньшие количества этих соединений выделяются с желчью, а следовые количества - с мочой. Соединения свинца частично откладываются в костной ткани в виде трехзамещенного фосфата.

Клиническая картина. Острое отравление - головная боль, слабость, головокружение, рвота, брадикардия, артериальная гипотензия, потливость, слюнотечение, зуд, парестезии, тремор конечностей. Симптомы часто развиваются через 6 ч - 2 сут после отравления. При вдыхании паров более выражена неврологическая симптоматика: бессонница, головная боль, атаксия, судороги, галлюцинации, психомоторное возбуждение. При пероральном приеме - диспептические расстройства: жажда, отрыжка, боль в животе, тошнота, рвота, диарея. У детей в течение 1-5 дней - стойкая неукротимая рвота, атаксия, судороги, нарушения сознания.

Хроническое отравление, Возможно возникновение тремора конечностей, повышенной утомляемости, раздражительности, расстройств памяти, бессонницы. Дискомфорт в области живота, рвота, снижение массы тела, гипотрофия мышц. Возможно развитие почечной недостаточности.

Тяжелая интоксикация (острая или хроническая): алиментарный синдром - анорексия, привкус металла (при хронической интоксикации - ощущение волоса) во рту, запоры, кишечные колики, напряжение мышц брюшной стенки (иногда), на дёснах - свинцовая (сине-черная) кайма. Нервно-мышечный синдром (чаще у взрослых): безболезненный периферический неврит и слабость мышц-разгибателей. При хроническом отравлении - свинцовая энцефалопатия (чаще у детей) с эпилептиформными припадками, коматозное состояние; долговременные остаточные явления, включающие неврологические дефекты (нейроциркуляторная триада - артериальная гипотензия, брадикардия, гипотермия), психопатологические расстройства (упорные головные боли, бессонница, повышенная возбудимость, беспокойный сон с кошмарами), задержка умственного развития (у детей). При остром отравлении - галлюцинации, бред, психомоторное возбуждение, маниакальный синдром, судороги. Беременность. Отравление свинцом во время беременности приводит к рождению недоношенных детей и преждевременному родоразрешению. Свинец обладает тератогенными свойствами.
 

Заключение

 

В результате проведенной расчетно-графической работы мы выяснили, что самая большая концентрация наблюдается в точках 1,2,3 - территориально это запад Лесной опытной дачи, так как с этой стороны наиболее испытывает влияние города. Но наибольшее содержание СВИНЦА на Лесной опытной даче оказалось наивысшим в точках 1 и 3. Активное загрязнение свинцом на них составило 35 мг/кг и 29 мг/кг. Наименьшее загрязнение свинцом в точках 4 и 5, так как территориально расположены в центре Лесной дачи и город не оказывает отрицательного воздействия, активное загрязнение на этих точках составило всего 11 мг/кг и 9,5 мг/кг соответственно.

Для решения сложившихся проблем тяжелых металлов, необходимо в первую очередь принять меры по повышению экологической культуры, поскольку именно отношение человека к окружающей среде играет наиболее важную роль. Человека в результате неподобающего отношения к окружающей среде, загрязняет ее различными бытовыми отходами, откуда в ней и появляются тяжелые металлы.

Лесная опытная дача оказывает очень большое влияние в формировании экологического благополучия всего района, поэтому необходимо предотвратить разрушение этого уникального места, оградить его от загрязнения бытовыми отходами и прочим мусором.

Влияние хозяйственной деятельности на окружающую среду характеризуется производством большого количества загрязняющих веществ, отходов и другими факторами, которые приводят к изменению естественных ландшафтов, загрязнению атмосферы и природных водных объектов. Непрерывное увеличение промышленного производства химических веществ и расширение их ассортимента, неизбежно влекут за собой усиление вызываемой ими экологической нагрузки. Превышение порогов надежности экологических систем под действием экстремальных факторов антропогенного происхождения может являться причиной существенных изменений условий существования и функционирования биогеоценозов.

Сегодня, когда скорость увеличения вредного воздействия средовых факторов и интенсивность их влияния уже выходит за пределы биологической приспособляемости экосистем к изменениям среды обитания и создает прямую угрозу жизни и здоровью населения, всестороннее изучение экотоксикантов и разработка мер борьбы с их распространением и повреждающим действием являются актуальной проблемой всемирного значения.