В настоящее время разграничение между понятиями Московская область и Подмосковье утратило смысл и они стали употребляться как синонимы, тогда как раньше под термином Подмосковье имелись ввиду лишь ближние подступы к Москве. С появлением железных дорог границы Подмосковья как бы отодвинулись от на 30-40 км, а с переводом железных дорог столичного узла на электротягу они практически слились с границей области.

РАЗДЕЛ 2.2. Болота как накопители загрязняющих веществ.

Торф, добываемый на болотах, используется как топливо или удобрение. Торф - прекрасный сорбент тяжелых металлов и других загрязняющих веществ. Традиционно сухой торф применяется в качестве теплоизолятора. Из мало разложенного типфа можно получать грубую бумагу, картон, половики и даже легкие ткани. Потеря болотных торфяников, а это больше всего происходит из-за их осушения - это утрата ресурсов, на возобновление которого требуются тысячелетия.

Особую ценность представляют собой верховные болота и осушать следует, как считают специалисты, в основном минеральные в разной степени окисленные почвы, избыточно увлажненные с дерновым малоразвитым торфянистым горизонтом.

Анализируя химический состав проб воздуха современной атмосферы, мы не можем с уверенностью сказать, какая часть веществ, присутствующих в воздухе, имеет природное, а какая - техногенное происхождение. Это связано с тем, что в настоящее время не только в Подмосковье, испытывающем сильную техногенную нагрузку, но даже на всей планете не сохранилось мест с природным геохимическим фондом атмосферы. На Земле исчезла “нулевая точка отсчета” степени техногенного загрязнения атмосферы.

Однако в Подмосковье есть природные объекты, записывающие информацию об изменении чистоты атмосферы во времени - как в прошлом, когда загрязнения, связанные с деятельностью человека, отсутствовали, так и в историческое время. Это верховые болота. Они образуются на водоразделах и питаются только атмосферными осадками. Напочвенный покров мхов в водораздельных ельниках-зеленомошниках удерживает очень много атмосферной влаги. Сфагновые мхи, например, способны удерживать количество воды, в 36 раз больше своей биомассы. Связанное с этим переувлажнение почв препятствует проникновению в них атмосферного воздуха и создает тем самым анаэробную среду. Это, в свою очередь, затрудняет существование аэробных микроорганизмов. Кроме того, продукты жизнедеятельности мхов являются очень кислыми, что также неблагоприятно для микроорганизмов. Поэтому мох верховых болот становится практически стерильным, что, кстати, позволяло в годы Великой Отечественной войны при отсутствии медикаментов использовать сфагновый мох для стерилизации ран.

В результате отмирающий опад мхов и других болотных растений слабо разлагается и накапливается в полуразложенном состоянии. Новые порции опада перекрывают предыдущие. Так формируется толща торфа. Скорость накопления торфа на верховых болотах Подмосковья - около 1 мм/год. Новые поколения растений поселяются на более молодых слоях торфа, отрываются от грунтового минерального питания и вынуждены питаться только за счет атмосферных осадков.

Недостаток минеральных веществ в жидких атмосферных осадках компенсируется атмосферной пылью, которая растворяется в кислых выделениях мхов. Важно также, что мхи как очень древние растения имеют безбарьерный тип поглощения элементов, то есть обладают низкой избирательной способностью при поглощение химических элементов из окружающей Среды. Поэтому мхи поглощают то, что выпадает на верховые болота из атмосферы, а то, что не успевает поглотиться растениями попадает в нижний слой торфа и прочно закрепляется в нем. Это происходит за счет исключительно большой сорбционной способности торфа. Его удельная поверхность достигает 200 м2/кг. Кроме того, над болотами воздух круглый год несколько холоднее, чем над окружающими их лесными массивами.

Торф Подмосковья накапливался практически непрерывно последние 10 тыс. лет со времени окончания последней ледниковой эпохи. Важно также то, что торф - прекрасный материал для определения возраста его слоев палеоботаническим и радиоуглеродным методами.

Все отмеченное выше позволяет использовать торф верховых болот в геохимическом мониторинге атмосферы.

Предпринятое нами изучение многих колонок торфа из разных районов, в том числе и из Подмосковной Мещеры, показало, что минимальное содержание зольных элементов, в том числе свинца, меди, цинка и др. - в слоях торфа глубже 1,5 м от поверхности. Эти слои образовались более 1,5 тыс. лет назад. Низкие концентрации минеральных веществ практически одинаковые для одних и тех же элементов в разных районах, позволяют считать это отражением общего низкого уровня загрязнения атмосферы того времени, отвечающего природному геохимическому фону. Расчета показывают, что скорость поступления свинца на болота из атмосферы составляла всего 0,01-0,5 мг/м2, тогда как в настоящее время она составляет 10-40 мг/м2 в год.

В слоях торфа, образовавшихся в последние 1,5 тыс. лет, во всех разрезах торфа лесной зоны Русской равнины отмечается сначала медленный, а в молодых слоях - более интенсивный рост содержания зольных элементов. Поскольку водный режим изученных болот в это время не менялся, можно считать, что эта особенность связана с ростом запыленности атмосферы. Последняя, очевидно, определялась миграцией орд кочевников в более южной лесостепной зоне и экспансией земледельческих племен с юга в лесную зону. При подсечно-огневой системе земледелия атмосфера загрязнялась золой растительности и почвенной пылью. Содержание последней возрастало с расширением площади пашни. Последующее развитие горнорудной промышленности, выплавка и обработка металлов еще больше усиливали поступление техногенных веществ в атмосферу в XIX веке, когда каменный уголь в большом количестве стал сжигаться в печах заводов в топках транспортных средств. В золе каменного угля особенно высока концентрация многих металлов.

Общая интенсификация техногенных процессов в XX веке, особенно во второй его половине, вызвала небывалые ранее масштабы загрязнения атмосферы. Вся эта история загрязнения атмосферы и была записана в соответствующих по возрасту слоях торфа верховых болот. Например, концентрация свинца в верхних горизонтах торфа по сравнению с природным фоном, зафиксированном в более глубоких его слоях, возросла в 20-30 раз. В удаленных от источников техногенного загрязнения торфяниках Нижней Печеры концентрация возросла только в полтора раза, а в торфяниках Нижнего Енисея она вообще не обнаружена. Примечательно, что рост загрязнения обнаружен в болотах так называемых “фоновых” территорий, удаленных от современных источников техногенного загрязнения на десятки километров.

Полученные материалы показывают, что верховые болота - перспективные объекты геохимического мониторинга для оценки прошлого природного геохимического фонда атмосферы и степени изменения его под влиянием техногенной деятельности человека.

Однако, как показали наши исследования, распределение концентрации кадмия по толщине верховых торфяников отличается от отмеченного выше распределения свинца, меди, цинка и ряда других элементов. Судя по материалам абсолютного возраста по радиоуглероду, высокие концентрации кадмия, кроме поверхностного слоя, отражающего последние десятилетия истории, приходятся также на 1,5, 3,0, 4,7, 6,2 тыс. лет назад и не сопровождаются параллельным увеличением концентрации свинца и других зольных элементов. Поэтому колебания концентрации кадмия нельзя связать с изменением интенсивности выпадения на болота почвенной или вулканической пыли. Из природных источников питания верховых болот только вещество метеоритов имеет концентрацию кадмия, на целый порядок превышающую в земном веществе. Поэтому периодические увеличения концентрации кадмия в отдельных слоях торфа по сравнению с природным геохимическим фоном можно связать только с интенсификацией выпадения с периодичностью примерно 1,5 тыс. лет космической пыли. Интенсивность этого выпадения менялась от 0,01-0,25 до 1-1,2 мг/м2 в год.