CC BY
36
БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬСТВА И ГОРОДСКОГО ХОЗЯЙСТВА
УДК 504.75 DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.533-552
Экологическая безопасность жилых и общественно-деловых зон с позиции мониторинга РМ2.5, РМ10 на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca)
И.Ю. Глинянова, В.Н. Азаров
Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ); г. Волгоград, Россия АННОТАЦИЯ
Введение. Мелкодисперсная пыль представляет определенные риски для здоровья человека в населенных пунктах. Предмет исследования — пылевидные частицы на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) в жилой зоне Среднеахтубинского района Волгоградской области (зона застройки индивидуальными жилыми домами и малоэтажными жилыми домами блокированной застройки) и в общественно-деловой зоне (зона размещения объектов социального назначения) вблизи предприятий стройиндустрии, машиностроения и друими в сравнении с дисперсионным составом пыли на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca), произрастающих на территории дачных и садоводческих объединений в условно чистой зоне (контроль) при отсутствии техногенной нагрузки со стороны индустриальных комплексов (СНТ «Орошенец», г. Волгоград, Советский район). Цель исследования — изучение дисперсного состава пыли и выявление мелкодисперсной пыли РМ2.5 и РМ10 на фитомониторах в жилой зоне. Задачи — отбор пылевидных частиц на листьях растений, анализ пыли, выявление районов экологических рисков. Материалы и методы. Материал изучения — листья абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) в жилой и общественно-деловой зонах Среднеахтубинского района Волгоградской области и в СНТ «Орошенец», г. Волгоград, Советский район, условно чистая зона (контроль). Методы исследования: смыв пыли с листовых пластинок в химический _ _
с QQ
стакан с дистиллированной водой, фильтрация суспензии через фильтр АФА-ВП, получение фильтрата, естественная ф ф
сушка фильтрата при температуре не выше 30-40 °C, размещение высушенного фильтрата на предметное стекло оп- n т
тического микроскопа. Исследование дисперсного состава пыли производилось согласно п. 11-13 ГОСТ Р 56929-2016. ^ |
Результаты. Выявили территории экологического риска в жилой и общественно-деловой зонах Среднеахтубин- ^
ского района Волгоградской области (ул. Больничная, жилые постройки по ул. Нечаевой, Омской, детский садик по О Г
ул. Кавказской: РМ2.5, РМ10) и места, безопасные для проживания (школа-интернат по ул. Воровского: РМ10 — 20 U о
мкм и 20-40 мкм). . ^
Выводы. Требуются дальнейшие исследования в жилой и общественно-деловой зонах Среднеахтубинского района О cö
Волгоградской области, определение химического состава пылевидных частиц и установление источника загрязне- h ^
ния атмосферного воздуха мелкодисперсной пылью, разработка мероприятий экологической направленности. y 1
U7
Environmental safety of residential and public areas in the context of PM2.5, PM10 monitoring on the leaves of apricot trees (Prunus armeniaca)
Irina Yu. Glinyanova, Valery N. Azarov
Volgograd State Technical University (VSTU); Volgograd, Russian Federation
о
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: пылевидные частицы, дисперсный состав, РМ2.5, РМ10, мелкодисперсная пыль, фитомо- _ ниторинг, биомониторы, жилая зона, экологические риски, техногенные нагрузки ш 3
о ш ш (
ДЛЯ ЦИТИРОВАНИЯ: Глинянова И.Ю., Азаров В.Н. Экологическая безопасность жилых и общественно-деловых о i зон с позиции мониторинга РМ2.5, РМ10 на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) // Вестник МГСУ. 2020. s ) Т. 15. Вып. 4. С. 533-552. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.533-552 U S
о ö
n g
Г œ to
ф ) gT
ABSTRACT = 3
Introduction. Fine dust puts human health at risk in populated areas. The research is focused on dust particles on the leaves e 5 of apricot trees (Prunus armeniaca) in the residential area of the Central Akhtuba district of the Volgograd region (the area of single family houses and low rise townhouses) and in the public area (the area of public amenities) located in close proximity
0 01 В
■ В"
to construction and development enterprises, machine builders, etc. as compared to the dispersion composition of dust on the s y
leaves of apricot trees (Prunus armeniaca) in the territory occupied by rural housing communities in the conditionally clean c O
zone (the benchmark zone) in absence of any man-induced loadings coming from industrial facilities (Oroshenets gardeners' 3 4
non-commercial partnership, Volgograd, Soviet district). The goal of the research is to study the dispersion composition of " "
N N
© И.Ю. Глинянова, В.Н. Азаров, 2020
Распространяется на основании Creative Commons Attribution Non-Commercial (CC BY-NC)
dust and to identify fine dust PM2.5 and PM10 using plant monitoring systems in the residential area. The objectives include the sampling of dust particles from plant leaves, dust analysis, and identification of areas exposed to ecological risks. Materials and methods. The leaves of apricot trees (Prunus armeniaca), growing in residential and public areas of the Central Akhtuba district of the Volgograd region and in the territory of Oroshenets gardeners' non-commercial partnership, Volgograd, Soviet district (the conditionally clean benchmark zone) represent the study material. Methods of research include leaf wash into the beaker full of distilled water, suspension filtration using AFA-VP analytical filter, filtrate production and natural drying at the temperature not exceeding 30-40 °C, and placement of the dried filtrate on the slide of an optical microscope. The distribution of dust particles was performed pursuant to State Standard of Russia 56929-2016. Results. The co-authors have identified the zones exposed to ecological risks in residential and public areas of the Central Akhtuba district of the Volgograd region (Bolnichnaya st., residential houses in Nechayeva, Omskaya streets, a kindergarten in Kavkazskaya st.: PM2.5, PM10) and safe residential areas (a boarding school in Vorovskogo st.: PM10 — 20 |jm and 20-40 jim).
Conclusions. Further studies of residential and public areas of the Central Akhtuba district of the Volgograd region are to be performed to identify the chemical composition of dust particles and the source of fine dust polluting the air and to develop a roadmap of environmental actions.
KEYWORDS: dust particles, distribution of dust particles, PM2.5, PM10, fine dust, plant monitoring, biological monitoring, residential area, ecological risks, man-induced loading
FOR CITATION: Glinyanova I.Yu., Azarov V.N. Environmental safety of residential and public areas in the context of PM2.5, PM10 monitoring on the leaves of apricot trees (Prunus armeniaca). Vestnik MGSU [Monthly Journal on Construction and Architecture]. 2020; 15(4):533-552. DOI: 10.22227/1997-0935.2020.4.533-552 (rus.).
ВВЕДЕНИЕ
о о
о о Исследование дисперсного состава пыли в ат-
N N
. . мосферном воздухе городских агломерации позво-
2 ф ляет спрогнозировать реальную экологическую > ю ситуацию и при необходимости разработать ряд
3 ~ мероприятии для улучшения качества жизни и сни-® !£ жения риска заболеваемости населения.
!r ^ До недавнего времени считалось, что «пыле-
5 з видные частицы больше 5 мкм не представляют
;> угрозу для здоровья человека, они легко задержи-
-¡и ф ваются в носовоИ полости и не проходят внутрь
с .
= организма»1, «пыль же размером меньше 5 мкм наи-
2. ..2 более опасна для человека» [1].
о у Как показывают многочисленные исследова-
-о ния последних лет, выполненные учеными в разных
° странах мира, РМ2.5 и РМ10 являются источниками
2 Ü возникновения различного рода заболевании чело-
$ J века. Так, R.S. Wu, L.J. Zhong, X.L. Huang, H.B. Xu
í? £= и др. обнаружили связь между мелкодисперсной пы-
£ о лью (РМ2.5, РМ10) и смертностью в возрасте 65 лет
ю о от сердечно-сосудистых заболеваний и заболеваний
о Е органов дыхания в Китае [2]. G. Cesar, A. Cristina, i
ES о L. Nascimento продемонстрировали влияние РМ10
О)
на госпитализацию детей из-за респираторных за-
от с болеваний [3]. и о
7 2 Mehdi Mokhtari, Mohammad Miri, Hassan
>5 Э Khorsandi и др. констатировали высокие показате-
L W
ли преждевременной смертности от сердечно-со-
¡¿ Е судистых и респираторных заболеваний, связанных
s £ -
J с 1 Коузов П.А. Основы анализа дисперсионного состава
¡^ ¡J промышленных пылей и измельченных материалов. Л. :
И > Химия, 1987. С. 5.
с PM10 и PM2.5 в Йезде (Иран) [4]. A.J. Cohen и др. подтвердили существенный рост заболеваемости и смертности, связанный с загрязнением воздуха РМ10 за последние 25 лет [5].
R. Rumi, S. Ghosh, P.K. Padhy и др. выявили изменения гематологических параметров, а также окислительный стресс у сельских женщин из племенных районов на северо-востоке Индии, подверженных воздействию PM10 и PM2.5 [6].
G. Meng, B. Gufran, S. Shaojie и другие авторы рассчитали ежегодные изменения смертности населения и ожидаемой продолжительности жизни в зависимости от провинции из-за выбросов загрязняющих веществ при выработке электроэнергии, которые генерируют в окружающую среду PM2.5 [7].
T. Chan, Z. Zhang, B. Lin и др. исследовали зависимость от долгосрочного воздействия РМ2.5 в окружающей среде и хронического заболевания почек у населения [8].
L.S. Fagundes, F. Alan da Silveira, A.C. Zanchi и др. доказали в своих лабораторных экспериментах, что при прямых контактах с РМ2.5 увеличивается окислительный стресс в различных структурах мозга крыс [9]. J.Y. Ljubimova, O. Braubach, R. Patil также подтвердили воздействие РМ2.5 на мозг животных и выявили, что РМ2.5 и РМ10 в воздухе, например, Лос-Анджелеса, вызывают экспрессию биомаркеров воспаления и рака в мозге крыс [10].
Z.J. Andersen, M. Pedersen, G. Weinmayr и др. нашли убедительные доказательства связи между длительным воздействием поглощения PM2.5 из атмосферного воздуха, которое обусловлено дорожным движением и развитием злокачественных опу-
холей головного мозга среди городского населения ряда европейских стран (Голландия, Швеция, Италия, Австрия, Дания и др.) [11].
M. Dolci, C. Favero, V. Bollati и др. установили воздействие РМ2.5 и РМ10 на увеличение репликации полиомавируса JC в организме человека [12].
Исходя из проанализированных работ, размер частиц оказывает важное влияние на здоровье населения, поэтому исследование дисперсного состава пылевидных частиц в городской среде является актуальной темой.
Мониторинг пыли в атмосферном воздухе городских территорий осуществляется традиционно забором атмосферного воздуха за определенный промежуток времени и идентификацией мелкодисперсной пыли, загрязняющих веществ в пробах воздуха. При этом стоит отметить, что наряду с традиционным способом исследования пылевидных частиц в атмосферном воздухе городской среды (Н.В. Зайцева, И.В. Май, А.А. Макс, С.Ю. Заго-роднов, 2013; К.С. Голохваст, 2013; К.С. Голохваст, И.Л. Ревуцкая и др., 2016; И.А. Просвирякова, Л.М. Шевчук, 2018; В.Н. Азаров, И.В. Стефаненко и др., 2018 и др.) существует большое количество опытно-экспериментальных исследований, посвященных фитомониторингу городских территорий, а именно изучению пылевидных частиц и их характеристик, собранных на листьях растений (О.В. Чернышенко, 2012; M. Zampieri, J. Sarkis, Pestana, C. Rafael, 2013; Л.И. Аткина, М.В. Игнатова, 2014; A. Przybysz, A. Saebo, H. Hanslin, 2014; G. Sgrigna, A. Saebo, S. Gawronski, 2015; S. Janhall, 2015; Y. Song, B. Maher,
F. Li, 2015; J. Shi, G. Zhang, H. An, 2017; L. Lin, J. Yan, K. Ma, 2017; T. Zhang, Y. Bai, X. Hong, 2017; Y. Xu, W. Xu, L. Mo, 2018; U. Weerakkody, J.W. Dover, P. Mitchell, 2018; S. Singh, P. Bhattacharya, N. Gupta, 2018; L. Lin, G. Chen, J. Yan, 2018; A. Przybysz,
G. Nersisyan, S. Gawronski, 2019 и др.
Анализ работ по фитомониторингу отечественных и зарубежных авторов позволяет сделать вывод о том, что листья растений служат отличными индикаторами и пассивными биомониторами мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе городских территорий. Адсорбируя ежедневно большое количество пылевидных частиц, витающих в атмосферном воздухе, листовые пластинки растений отражают реальную экологическую ситуацию в исследуемом районе, поскольку обладают свойством накапливать пыль на своей поверхности в течение определенного промежутка времени. Изучение дисперсного состава пыли на листьях растений на примере листьев абрикосовых деревьев (Prúnus armeníaca) может дать объективную картину экологической ситуации в селитебной зоне. Гипотезой данного научного исследования является следую-
щее: исследование дисперсного состава на листьях деревьев на примере листьев абрикосовых деревьев (Ргапш агтетаса) селитебной зоны в Среднеахту-бинском районе Волгоградской области позволит выявить территории экологического риска и безопасные места для проживания.
Цель данной работы — исследование дисперсного состава пылевидных частиц на листьях растений на примере абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса), произрастающих в селитебной зоне Среднеахтубинского района Волгоградской области.
Задачи исследования:
• мотивация выбора селитебной зоны, определение точек отбора проб и материала изучения;
• сбор листьев с абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) в селитебной зоне в выбранных точках отбора проб и в условно чистой зоне (контроль) в СНТ «Орошенец», Советский район г. Волгограда;
• извлечение пылевидных частиц с листьев абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) и исследование дисперсного состава пыли;
• сравнительный анализ дисперсного состава пылевидных частиц, собранных с листьев абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) в селитебной зоне Среднеахтубинского района Волгоградской области с дисперсным составом пылевидных частиц в условно чистой зоне (контроль);
• выводы и рекомендации по результатам работы.
Анализ публикаций по изучению дисперсного
состава пыли на листьях растений позволил сделать вывод о том, что в России большинство публикаций по этой теме посвящено исследованию пыли традиционным способом в городской среде: отбором проб атмосферного воздуха в жилых кварталах с последующим анализом пылевых частиц. Так, например, Н.В. Зайцева, И.В. Май, А.А. Макс, С.Ю. Загороднов оценивали экспозицию населения в зонах влияния выбросов промышленных стационарных источников предприятий машиностроительного и металлургического профиля при изучении дисперсного и компонентного состава твердой составляющей пыли. Ими установлено, что пылегазо-вые смеси содержат до 80 % фракций с размерами частиц менее 10 мкм (РМ10) и до 40 % фракций с размерами менее 2,5 мкм (РМ2.5). В составе пы-лей идентифицированы частицы наноразмерного диапазона. Основными химическими компонентами пылей являются железо, кремний, алюминий и их оксиды, однако в ряде пылей до 25 % по массе составляют марганец, хром, ванадий и другие токсичные металлы. Учет дисперсного состава пылей при оценке загрязнения позволяет более точно устанавливать зону влияния источников, корректно оценивать экспозицию населения с учетом гигиенических критериев РМ10 и РМ2.5 [13].
< п ф е t о iï k 1
G Г cO
У
0 œ n
1 » y 1
J со
u I
^ I n
o »
=¡ (
°i n
u
О 2 » g
r 6
Ф )
S
<D
OI
(
■ £ s 3
s у
с о
<D *
M M
о о 10 10 о о
о о сч N о о
сч сч * *
К (V
U 3
> (Л
С И
to in
j
ф Ф
о % —■
о
о «J со <т
8 « 5
ОТ ОТ
о О
LO
со
О)
о
I
О) О)
от от
¡1 W
Г iE 35
o (ñ ш Ф со >
К.С. Голохваст изучал нано- и микроразмерные частицы атмосферных взвесей и их экологический эффект в городах Дальнего Востока [14]. Несколько позже К.С. Голохваст, И.Л. Ревуцкая и другие исследовали распределение пылевидных частиц по семи классам в снеге г. Биробиджан и в заповедной зоне «Бастак». Ими показано, что в атмосферных взвесях г. Биробиджан в экологически значимых количествах (до 72,4 %) содержатся техногенные микрочастицы. Обнаружено влияние ТЭЦ и автотранспортных развязок на качественный состав атмосферных взвесей. Авторы отметили, что в воздухе заповедника «Бастак» также содержится значительное (до 66,3 %) количество частиц размером до 10 мкм. Анализ качественного состава атмосферных взвесей Биробиджана подтверждает его статус как города с выраженным уровнем микроразмерного загрязнения атмосферы. К.С. Голохваст, И.Л. Ревуцкая и др. отметили, что г. Биробиджан отрицательно влияет на состав атмосферной взвеси заповедника «Бастак» [15].
И.А. Просвирякова, Л.М. Шевчук представили результаты гигиенической оценки содержания мелкодисперсных твердых частиц в атмосферном воздухе на территории жилой застройки, расположенной в зоне влияния выбросов автотранспорта. Авторами выполнен анализ фракционного состава твердых частиц, проведена гигиеническая оценка степени загрязнения атмосферного воздуха и определены уровни риска для здоровья населения, обусловленные загрязнением атмосферного воздуха территорий жилой застройки мелкодисперсными частицами [16].
В.Н. Азаров, И.В. Стефаненко и другие авторы проводили мониторинг мелкодисперсной пыли городских воздушных магистралей вблизи автодорог. При помощи методики микроскопического анализа был определен дисперсный состав пылевых частиц, присутствующих на автомагистралях. Так, в общей пробе пылевых частиц, по мнению авторов, преобладает дорожная пыль мелких фракций (размер — менее 10 мкм), ее доля в общей пробе достигает 70 %. В.Н. Азаров, И.В. Стефаненко установили, что колебания дисперсного состава пыли значительно выше, чем погрешность методов измерений, поэтому необходимо рассматривать функции, описывающие дисперсный состав дорожной пыли в воздушной среде городов как случайные. Авторы получили характеристики дисперсного состава пыли в воздушной среде и определили среднее время пребывания фракционной концентрации выше заданного уровня, среднее число выходов фракционной концентрации в единицу времени за фиксированный уровень [17, 18].
Однако есть немного данных от российских исследователей, которые изучали пыль на листьях растений, но без анализа их фракционного состава.
Так, О.В. Чернышенко исследовала листья городских деревьев и кустарников (Populus balsamifera; Pópulus nigra; Symphoricarpos albus; Sambúcus nigra) по интенсивности накопления на них пыли, но дисперсность пыли автором не рассматривалась [19]. Е.А. Агеева, М.Н. Казанцева производили оценку пылеудерживающей способности листьев деревьев и кустарников (Sorbus sibirica, Cotoneaster melanocarpus и др.) в г. Тюмени. Анализ полученных данных показал, что среднее количество пыли, осаждаемой листьями городских растений, существенно выше, чем в зеленой зоне города. Со стороны авторов дисперсность пыли не рассматривалась [20].
Л.И. Аткина, М.В. Игнатова изучали количество пыли, задержанной листьями на деревьях Malus baccata L., Sorbus aucuparia L., Acer negundo L., Crataegus sanguinea L. В городских посадках г. Екатеринбурга, растущих вдоль магистрали, тем не менее диаметры пылевидных частиц ими также не изучались, на фракции пыль не разбивалась [21].
Что касается зарубежных ученых, то в этом направлении имеется достаточно большое количество работ, посвященных исследованию мелкодисперсной пыли на листьях растений в городской среде.
Так, A. Przybysz, A. Saebo, H. Hanslin проводили мониторинг накопления твердых частиц и микроэлементов на листовых пластинках растений вечнозеленых видов (Taxus baccata L., Hedera helix L. и Pinus sylvestris L.) в городской среде и в сельской местности с учетом количества осадков и времени. Наибольшее накопление загрязняющих веществ в воздухе авторы обнаружили в листве растений, защищенных от дождя; в местах, подверженных загрязнению, связанному с дорожным движением, а наименьшее накопление пыли было обнаружено в листьях растений сельской местности. Среди проанализированных видов наибольшее количество осажденных мелкодисперсных частиц и микроэлементов было у P. Sylvestris. Эти результаты показали, что при оценке общего влияния растительности на восстановление загрязнителей необходимо учитывать как динамику осаждения, так и вымывание листьев дождями в течение сезона [22].
Позже R. Popek, A. Lukowski, C. Bates провели ряд исследований в пяти польских городах по изучению фракций мелкодисперсной пыли, тяжелых металлов и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) на листьях растений (Tilia cordata Mill). Авторы обнаружили, что сильные ветры уменьшали количество мелкодисперсной пыли на листьях, особенно мельчайших фракций, но никакой связи с осадками обнаружено ими не было [23].
G. Sgrigna, A. Saebo, S. Gawronski изучали мелкодисперсную пыль разных фракций: от 0,2 до 2,5
мкм и от 2,5 до 10 мкм на листьях растения Quercus ilex, в том числе и осаждение РМ2.5, РМ10 в четырех районах г. Терни (Италия). В данной работе были обнаружены изменения в осаждении мелкодисперсной пыли, которые коррелировали, по мнению авторов, «с расстоянием до основных дорог и положением по ветру относительно промышленной зоны» [24].
Y. Song, B. Maher, F. Li проводили исследования мелкодисперсной пыли на листьях деревьев пяти вечнозеленых растений в Пекине (Китай), изучая их морфологию, размер, элементный состав, массовую концентрацию [25].
J. Shi, G. Zhang, H. An изучали элементный состав, плотность и размерные доли мелкодисперсных частиц на поверхностях листьев 14 городских зеленых растений (Salix matsudana, Euonymus japonicus, Magnolia denudata, Sophora japónica и др.) от путепровода Сичжимэнь и Олимпийского лесопарка в Пекине [26].
L. Mo, Z. Ma, Y. Xu оценивали отложения пыли на листьях и в восковом слое 35 видов (11 кустарников, 24 дерева) в Пекине. Были выявлены различия в накоплении мелкодисперсной пыли между видами. Так, Cephalotaxus sinensis, Euonymus japonicus, Broussonetia papyriferar, Koelreuteria paniculata и Quercus variabilis были эффективными для захвата мелких частиц. Результаты этого исследования могут помочь отобрать виды для городских зеленых зон, цель которых состоит в улавливании загрязнителей воздуха и смягчении неблагоприятного воздействия загрязнения воздуха на здоровье человека [27].
L. Lin, J. Yan, K. Ma представили новый подход к количественной характеристике твердых частиц, осажденных на листьях городских деревьев (Salix matsudana, Ailanthus altissima, Fraxinus chinensis), который заключается в точном определении количества, размеров, формы и пространственного распределения частиц с разными диаметрами на листьях [28].
S. Janhall провела аналитический обзор исследований, посвященных скорости осаждения мелкодисперсной пыли на листья городских растений, изучению плотности РМ2.5 и РМ10, РМ > 10 на листьях; связи между аэродинамическим сопротивлением и дисперсностью пылевидных частиц и др. и пришла к интересному выводу о том, что осаждение крупных частиц на листьях растений более эффективно при высоких скоростях ветра. По ее мнению, городская растительность влияет на качество воздуха именно через воздействие процессов осаждения и рассеивания загрязняющих веществ [29].
Y. Xu, W. Xu, L. Mo занимались исследованием количественной оценки пылевидных частиц трех фракций: 0,2-2,5 мкм, 2,5-10 мкм, > 10 мкм, накопленных 17 видами городских растений в Пекине.
Авторы сделали вывод о том, что наибольшее накопление пыли по массе на листьях приходилось на долю частиц фракции: > 10 мкм, тогда как накопление фракций: 0,2-2,5 мкм и 2,5-10 мкм было меньше [30].
U. Weerakkody, J.W. Dover, P. Mitchell занимались также количественной оценкой пылевидных частиц на листьях растений зеленых стен в городе, где наибольшее количество частиц всех размеров было ими обнаружено на иголках листьев Juniperus chinensis L. Данное исследование подчеркнуло важность размера отдельных листьев при захвате мелкодисперсной пыли независимо от их изменяющейся микроморфологии [31].
S. Singh, P. Bhattacharya, N. Gupta изучали количественное отложение пыли на лиственной поверхности городских деревьев Thevetia peruviana, K. Schum в промышленных, жилых и других зонах г. Дели (Индия). Их эксперимент дал положительную оценку данным видам растений как толерантным биоиндикаторам загрязнений атмосферного воздуха [32].
A. Przybysz, G. Nersisyan, S. Gawronski выявляли возможности вечнозеленых хвойных растений (Taxus baccata L. и Pinus nigra Arn.), а также лиственных растений (Carpinus betulus L.) удалять мелкодисперсную пыль из атмосферного воздуха городской зеленью в зимний период [33].
X. Sun, H. Li, X. Guo определяли диаметр пылевидных частиц и площади, которые они занимали на листьях растений (Euonymus japonicus, Pyracantha fortuneana, Ligustrum vicaryi, Amygdalus triloba, Ligustrum sinense и др.). По мнению авторов, структура поверхности листьев значительно повлияла на способность растений удерживать мелкодисперсную пыль: растения с толстым восковым слоем или большими и плотными устьицами, например E. Japonicus, адсорбировали больше мелкодисперсной пыли. Это исследование обеспечивает научную основу для способности ландшафтных растений удерживать частицы разного диаметра [34].
Между тем, некоторые исследователи пыли на листьях городских растений подчеркивали факт того, что данный вид мониторинга может использоваться как альтернатива традиционному мониторингу загрязнения воздуха. Так, M. Zampieri, J. Sarkis, Pestana, C. Rafael, изучив пылевидные частицы на листьях растений в городской среде, сделали вывод о том, что, например, растение «T. granulosa может использоваться в качестве пассивного биомонитора и ценной альтернативы мониторингу загрязнения воздуха и пространственно-временной оценки мелкодисперсной пыли». Авторы изучали мелкодисперсную пыль в диапазоне < 2,5, 2,5-10 мкм и > 10 мкм на листьях растений, произрастающих в г. Сан-Паулу и Кубата (Бразилия) [35].
< п ф е t о iï k 1
G Г
cO У
О n
i s
y 1
J CD
u I I
n o » =¡ ( n
u » 2 » g
r 6
! o
ф )
S
<D
01
« DO ■
(Л 3
s у
с о
<D *
M M
о о
10 10
о о
о о сч N о о
сч сч * *
К (V
U 3
> (Л
С И
m in
j
ф Ф
о £ —■
о
о «J
со <т
s =
8 «
<л ю
о О
LO
со
СП
о
I
СП СП
(Л
ю
¡1 w Г
О tn Ф Ф СО >
T. Zhang, Y. Bai, X. Hong измеряли количество осажденной мелкодисперсной пыли и тяжелых металлов на листьях растения Euonymus japonicus в г. Пекине во время восточно-азиатского муссона, отмечая, что растения могут эффективно использоваться в качестве биомониторов загрязнения окружающей среды [36].
L. Lin, G. Chen, J. Yan провели факторный анализ ландшафтных метрик пылевидных частиц, осажденных на поверхности листьев (Ailanthus, Ash, Willow), и пришли к выводу, что можно обеспечить высокий пространственный мониторинг пыли в городской среде с помощью таких индикаторов, как пылевидные частицы на листьях городских растений [37].
Однако приведенные исследования в основном направлены на изучение пылевидных частиц и способность листьев растений захватывать пылевидные частицы определенного диаметра с целью разработки рекомендаций для городских территорий по посадке городских растений для максимального улавливания мелкодисперсной пыли и очистки загрязненного воздуха, и лишь в некоторых работах [35-37] рассматривается идея мониторинга РМ2.5 и РМ10 как альтернатива государственному экологическому мониторингу. Поэтому данное исследование направлено на позиционирование листьев растений как пассивных биомониторов качества окружающей среды.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Организация эксперимента проходила в три этапа. На первом этапе производился выбор территории исследования, были выбраны жилая и общественно-деловая зоны в Среднеахтубинском районе Волгоградской области в границах: ул. Дружбы, ул. Октябрьская, ул. Кузнецкая, ул. Степана Разина. Указанные зоны выбраны не случайно, они находятся рядом с производственной зоной, с предприятиями по производству керамзита, машиностроения и др. Из-за деятельности промышленных предприятий в прилегающей к ним жилой зоне население периодически жалуется на ухудшение экологической ситуации, при этом в общественно-деловой зоне находятся объекты социального назначения: школа-интернат, детский сад, больница. Материалом исследования в данном случае послужили листья абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca), которые произрастают на данных территориальных зонах. Это — массовый вид, встречающийся в г. Волгограде и Волгоградской области с большой частотой. Сбор материала проводился в конце июня 2018 г. после завершения интенсивного роста листьев. Образцы листьев отбирались на высоте
1,5-2 м кроны (высота слоя воздуха, вдыхаемого человеком). Листья были взяты в шести точках на различном расстоянии от производственной зоны: от 150 до 800 м, в разных сторонах света, с разной ветровой нагрузкой. При сборе листьев обращалось внимание на состояние листовой пластины: она не должна быть подвержена изменениям, например, иметь следы от насекомых или бактериальных некрозов либо другие повреждения. В каждой точке было сделано 10 проб. Каждая проба представляет собой листья с одного вида абрикосового дерева (Prunus armeniaca). Листовые пластинки отбирались в 10-кратной повторности, использовали несколько абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) (до 3 шт.) в каждой точке. Одновременно отбирались листья абрикосового дерева (Prunus armeniaca) в условно чистой зоне (контроль) в СНТ «Орошенец» на берегу Варваровского водохранилища (Советский район г. Волгоград). Все собранные листья по каждой пробе помещали в бумажные пакеты. На всех пакетах подписывали дату и время отбора материала, затем их доставляли в лабораторию, избегая встряхивания. Пыль с листьев одной пробы смывалась в химический стакан с дистиллированной водой. Полученная суспензия отфильтровывалась через середину фильтра АФА-ВП и высушивалась при температуре не более 30-40 оС (естественная температура атмосферного воздуха летом в Волгограде и Волгоградской области). Высушенный фильтрат (пыль с листьев) размещали равномерно на предметное стекло, которое устанавливалось на оптический микроскоп. Каждая проба содержала смыв пыли с 10-15 листьев одного вида растения (Prunus armeniaca). В каждой точке исследования было собрано не менее 1000 пылевидных частиц.
На втором этапе производилось исследование дисперсного состава пыли, собранной на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) в жилой и общественно-деловых зонах Среднеахтубинского района Волгоградской области и на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) в условно чистой зоне (контроль) в СНТ «Орошенец» на берегу Варваровского водохранидища (Советский район г. Волгоград). Выполнение измерений пылевидных частиц, обработка пыли, исследование дисперсного состава пыли осуществлялись согласно п. 11-13 ГОСТ Р 56929-2016 с помощью компьютерной программы SPOTEXPLORER, позволяющей производить цифровую обработку черно-белых изображений в формате Windows Bitmap (.bmp) по объему пылевидной частицы, рассчитывался ее эквивалентный диаметр и определялось количество частиц различного размера. По окончании сканирования фотографии выявлялся дисперсный состав генеральной совокупности пыли. Результаты измерений оформ-
ляли в виде таблиц, на основе которых строились дифференциальные и интегральные кривые распределения массы частиц по размерам, откладывая по оси абсцисс значения (диаметр частиц), а по оси ординат — плотность распределения частиц соответствующего размера в процентах. Таким образом, определялся не только дисперсный состав генеральной совокупности пыли, но и ее мелкодисперсной составляющей по ГОСТ Р 56929-20162.
На третьем этапе производились сравнение и анализ дисперсионных составов пыли, полученных в результате отбора проб пылевидных частиц с листьев абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) в жилой и общественно-деловой зонах Среднеах-тубинского района Волгоградской области, а также с листьев абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) в условно чистой зоне (контроль) в СНТ «Ороше-нец» на берегу Варваровского водохранидища (Советский район г. Волгоград).
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследования проводились в жилой зоне (точки № 4, 5, 6), в том числе в зоне размещения объектов социального назначения (больница — точка № 1, детский сад — точка № 3, школа-интернат — № 2) в Среднеахтубинском районе Волгоградской области, ситуационная карта представлена на рис. 1.
Материалом для исследования выбраны листья абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса), которые
2 ГОСТ Р 56929-2016. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. Исследование фракционного состава пыли оптическим методом при нормировании качества атмосферного воздуха. М. : Стандартинформ, 2016. С. 8-12.
произрастают на территории жилой и общественно-деловой зон в точках № 1-6. Листовые пластинки собраны в сухую погоду в конце июня 2018 г. Образец листовой пластинки абрикосового дерева (Prunus armeniaca) отображен на рис. 2. Всего было собрано в шести точках 600 шт. листьев абрикосового дерева (Prunus armeniaca), по 100 шт. листовых пластинок в каждой точке.
На листовых пластинах абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) была обнаружена пыль. Пылевидные частицы на листьях абрикоса обыкновенного (Prunus armeniaca) изучены с помощью растрового сканирующего микроскопа Versa 3D и представлены на рис. 3. Отображенные на рис. 3 листовые пластинки (Prunus armeniaca), как пример, были собраны в точке № 3 (ул. Кавказская (1) в Среднеахту-бинском районе Волгоградской области.
Первоначально были проведены исследования дисперсного состава пылевидных частиц на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) в условно чистой зоне (контроль) в СНТ «Орошенец» Советского района г. Волгограда, которые в дальнейшем сравнивались с данными из жилой и общественной зон.
Обнаружена пыль разных фракций: < 2,5 мкм; 2,5-5 мкм; 5-10 мкм; 1-20 мкм, пыль фракции 2040 мкм и более не обнаружена. Из дисперсного состава пылевидных частиц в условно чистой зоне (контроль) для сравнения нами была выбрана мелкодисперсная пыль РМ2.5 и РМ10, как пылевидные частицы, которые представляют наибольшую угрозу для здоровья человека. При этом распределение количества частиц по эквивалентным диаметрам N(dJ, % по РМ2.5 составляет не более 12,16 %, РМ10 около 18,73 %; распределение массы частиц
< п
ф е t с
i Н
G Г
сС
У
o со
§ СО
У 1
J со
^ I
n ° o
=! (
о §
E w § 2
n 0 2 6 r 6 t (
ф ) jj
<D
01
Рис. 1. Ситуационная карта жилой и общественно-деловой зон с точками отбора проб (Среднеахтубинский район, Волгоградская область)
Fig. 1. Planimetric map of residential and public areas having sampling points (Central Akhtuba district, Volgograd region)
« DO
■ T
s □
s У
с о
<D *
О О
10 10
О О
о о сч N о о
N N *
К <D U 3 > (Л С И
to in
¡1 ф ф
о ё
о
о _
8<
о со
™ О
о
го
о
о
о
ю со
О)
о
I
о о
<л ю
Рис. 2. Лист абрикоса обыкновенного (Prunus armeniaca)
Fig. 2. Common apricot leaf (Prunus armeniaca)
по эквивалентным диаметрам D(dJ, % по РМ2.5 — 16,17 %, а по РМ10 — 21,16 %.
Результаты исследований дисперсного состава пыли с листьев абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) из жилой и общественно-деловой зон Среднеахтубинского района Волгоградской области.
Точка № 1: для отбора проб была взята территория больницы по ул. Больничная (Среднеахту-бинский район Волгоградской области). Это — западная точка, и расположена она ориентировочно в 660 м от производственной зоны. На рис. 4 представлено 10 интегральных кривых, построенных в вероятностно-логарифмической сетке на основе 10 проб (1а-10а) пылевидных частиц, отобранных с листовых пластинок (100 шт.) абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca), в которых содержалось не меньше 1000 шт. пылевидных частиц, изученных на оптическом микроскопе. По оси абсцисс x откладывается диаметр частиц (d4, мкм), по оси ординат y — массовая доля частиц D(dv), %.
На рис. 5 представлены диаграммы распределения массы D(d,j), % и количества Mdü, % пыле-
видных частиц по эквивалентным диаметрам. Из рис. 5 можно сделать вывод о том, что во всех пробах лидируют пылевидные частицы: РМ10 как по числу, так и по массе, при этом по количественному содержанию N(d„), % РМ10 достигает больше 80 %, это в 4,8 раза больше по сравнению с условно чистой зоной (контроль); по распределению массы частиц D(d4), % — в 3,8 раз больше по сравнению с условно чистой зоной (контроль). Данные по РМ2.5: по количественному содержанию N(d,), % — в 3 раза превышают условно чистую зону (контроль), по распределению массы частиц по диаметрам D(d,j), % — все значения находятся ниже условной нормы.
Точка № 2 представляет собой территорию вокруг школы-интерната (ул. Воровского, Средне-ахтубинский район, Волгоградская область), расположена она на юго-востоке. Расстояние до производственной зоны ориентировочно 630 м. На рис. 6 представлено 10 интегральных кривых, построенных в вероятностно-логарифмической сетке на основе 10 проб (1 обр.-10 обр.) пылевидных частиц, отобранных с листовых пластинок (100 шт.) абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca).
На рис. 7 представлены диаграммы распределения массы D(d,j), % и количества N(d,), % частиц по эквивалентным диаметрам. Из рис. 7 можно сделать вывод о том, что по количеству частиц на данной территории РМ10, РМ2.5 в 5 раз больше по сравнению с условно чистой зоной (контроль), а по массе преобладают более тяжелые фракции: 10-20 мкм, 20-40 мкм.
5 я£ Рис. 3. Фото пылевидных частиц с обозначенными размерами на листовой пластинке абрикоса обыкновенного (Ргйпш
О (П ф ф
и >
armeniaca)
Fig. 3. Photo of dust particles with inscriptions of their sizes on the surface of a common apricot leaf (Prunus armeniaca)
D(d„), % / D(dpartide), %
ыы
Я НИ № И IX
, pm
* lib'.-,- . М 4 j: ■ ■■ .
■ 1
■ Ht-> 1» . П w,. m fo t"T"> ■ 0 iöl
Рис. 4. Интегральные кривые распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам в вероятностно-логарифмической сетке для пыли, отобранной по ул. Больничная (Среднеахтубинский район, Волгоградская область) — точка № 1 Fig. 4. Integral curves of particle mass distribution over equivalent diameters in the probabilistic logarithmic grid for the dust sampled in Bolnichnaya street (Central Akhtuba district, Volgograd region). Point 1.
120
100
1 а" 80
Q 60
40
20
0
J ¡1 1> II
Л
120
100
1 80
60
40
20
0
t
uUihl
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10
№ пробы / Sample number 2,5 мкм/2.5 um ■ 2,5 5мкм/2.5 5 um H5 10мкм/5 10 um 10 мкм /10 um Щ 10 20 мкм / 10 20um И40>мкм/ 40>um
а
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 № пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um ■ 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um |5 10 мкм/5 10 um 10 мкм / 10 um ■ 10 20 мкм / 10 20 um ■ 40> мкм / 40> um b
Рис. 5. Распределение массы и количества частиц по эквивалентным диаметрам, % для пыли, отобранной по ул. Больничная, (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка №1: а — диаграмма распределения массы частиц по диаметрам D(dH), %; b — диаграмма распределения количества частиц по диаметрам N(d,),% Fig. 5. The distribution of mass and number of particles over equivalent diameters, in % for the dust sampled in Bolnichnaya street (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 1: a — the diagram of mass distribution of particles over D diameter (dparude), %; b — the diagram of distribution of the number of particles over N diameters (dparticie), %
< DO
<D е
t с
i H
G Г
сС
У
o со n CO
У 1
J to
^ I
n °
DD. 3 o
zs ( O?
о n
СЯ
It —
о CO
n 2
CO
о
SS 6
r § о
о
0)
о
on
CD ) jj
®
01
« DO
■ T
s □
s У
с о
® *
О О
10 10
О О
d4, мкм /
d.
D(d) % / D(dpsrticle MP
), %
О О N N О О N N
¡г <и
U 3 > (Л С И
U in
¡1 <и <и
о ё
о
о _
§<
о со
™ О
о
го
о
о
о
ю со
О)
о
I
О) О)
(Л
ю
¡1 w
■S г
il
О tn ф ф
U >
71.» W.T И IT
н
»
к ■
1
М О»
4 I йИ
1
-----
-
LI ' A ' ■
■
I & Ь j 4
j/ / ■ >
-
5< $
if
■ ■ 3S r.
■ J - *
ш
1 tl 11, 4.T CJ «Д Я 4J M 1 " - t i 1 t 1 H 7 » H 4 ft 4 ti 4 И В
■ в IcSf Ы-pli-' С UJI v osctfikngll ■ П HOj ■ 1 loif brp:i ■ i WW 1? 'МИ Щ 'H>lit > »BJtHi
d4, мкм / , pm
Рис. 6. Интегральные кривые распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам в вероятностно-логарифмической сетке для пыли, отобранной по ул. Воровского (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 2 Fig. 6. Integral curves of particle mass distribution over equivalent diameters in the probabilistic logarithmic grid for the dust sampled in Vorovskogo street (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 2.
80 —
60
50
1 40
50
30
20
чз*
10
0
J И ll
J
.I
и
120
100
Ts 80
1
60
q
40
"if
4 20
1 _
L
hi, 1 ll h J, L l. i .ft .1
№2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 № пробы / Sample number
2,5 мкм / 2.5 um Щ 2,5-5 мкм/2.5-5 um ■ 5-10 мкм/5-10um 10 мкм/10 um ■ 10-20 мкм/10-20 um ■ 40> мкм / 40> um
a
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 № пробы / Sample number
2,5 мкм / 2.5 um ■ 2,5 5 мкм / 2.5 5 um 10 мкм/10 um ■ 10 20 мкм/ 10 20 um b
№8 №9 №10
5 10 мкм /5 10 um 40> мкм / 40> um
Рис. 7. Распределение массы и количества частиц по эквивалентным диаметрам, % для пыли, отобранной по ул. Воровского (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 2: a — диаграмма распределения массы частиц по диаметрам D(dH), %; b — диаграмма распределения количества частиц по диаметрам N(dJ, % Fig. 7. The distribution of mass and number of particles over equivalent diameters, in % for the dust sampled in Vorovskogo street (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 2: a — the diagram of mass distribution of particles over D diameter (dpaitide), %; b — the diagram of distribution of the number of particles over N diameters (dparticie), %
0
Точка № 3 — это территория детского сада по ул. Кавказской (1) в Среднеахтубинском районе Волгоградской области. Данная точка расположена на юге исследуемой территории на расстоянии 800 м от производственной зоны. На рис. 8 представлено 10 интегральных кривых, построенных в вероятностно-логарифмической сетке на основе 10 проб (1-10) пылевидных частиц, отобранных с листовых пластинок (100 шт.) абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) на территории детского сада в Среднеахтубинском районе Волгоградской области.
На рис. 9 представлены диаграммы распределения массы частиц -0(а?ч), количество частиц М^ч), % по эквивалентным диаметрам. Как видно из рис. 9, в точке № 3 по количеству частиц М^ч), % преобладают частицы РМ2.5 и РМ10, что в 5,3 раза больше значений в условно чистой зоне (контроль). По массе частиц -0(й?ч), % также РМ10 — в 2,8 раза больше значений в условно чистой зоне (контроль). Пылевидных частиц размером > 10-20 мкм и частиц размером 10-20 мкм диагностировано в общей сумме от 30-70 %, но не выше значений по сравнению с условно чистой зоной (контроль).
Точка № 4 представляет собой территорию около жилых домов в непосредственной близости от промышленных предприятий, в 300 м от основных источников выбросов. Данная точка расположена на севере исследуемой территории. На рис. 10 представлены 10 интегральных кривых, построенных в вероятностно-логарифмической сетке на основе 10 проб (1а-10а) пылевидных частиц, отобранных с листовых пластинок (100 шт.) абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) на территории вблизи малоэтажных застроек по ул. Кавказской (2) в Среднеах-тубинском районе Волгоградской области.
На рис. 11 представлены диаграммы распределения массы частиц по диаметрам -0(йЦ, % и количество частиц по диаметрам М(^ч), %. Высокий процент распределения по количеству частиц занимают РМ10, этих пылевидных частиц около 90 %, что в 4,5 раза больше по сравнению с условно чистой зоной (контроль), по массе в лидерах частицы фракции 10-20 мкм, что в 2,4 раза также больше по сравнению с условно чистой зоной (контроль).
Точка № 5 представляет жилую зону на северо-западе исследуемой территории по ул. Нечаевой в Среднеахтубинском районе Волгоградской области на расстоянии меньше 200 м от производственной зоны. На рис. 12 представлено 10 интегральных кривых, построенных в вероятностно-логарифмической сетке на основе 10 проб (1а-10а) пылевидных частиц, отобранных с листовых пластинок (100 шт.) абрикосовых деревьев (Ргйпш агтетаса) по ул. Нечаевой в Среднеахтубинском районе Волгоградской области.
На рис. 13 представлены диаграммы распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам Б(^), % и количеству частиц по диаметрам Ы(^), %. Как видно из диаграмм, больше всего по количеству частиц РМ10, их во всех 10 пробах одно и то же количество — около 90 %, что в 4,4 раза превышает значения в условно чистой зоне (контроль), а РМ2.5 — в 4,2 раза больше, соответственно. По массе пылевидные частицы размерностью 10-20 мкм достигают до 75 %, частицы 20-40 мкм — до 70 %, в условно чистой зоне (контроль) фракции 20-40 мкм не обнаружено.
Точка № 6. Пробы пылевидных частиц с листьев абрикосовых деревьев проводились в северо-восточной части исследуемой территории по ул. Омской в Среднеахтубинском районе Волгоградской области, в 150 м от производственной зоны. На рис. 14 изображено 10 интегральных кривых.
На рис. 15 представлены диаграммы распределения массы частиц _0(й?ч), % и количества частиц М(^), % по эквивалентным диаметрам. Около 100 % РМ10 по количеству частиц обнаружено практически во всех 10 пробах точки № 6, что 5,3 раз выше значений из условно чистой зоны (контроль), РМ2.5 — 50-80 %, что в 5 раз превышает значения условно чистой зоны (контроль). В распределении массы частиц по диаметрам -0(а?ч), % в 50 % проб также наблюдается РМ10, которые по своим значениям превосходят условно чистую зону (контроль) в 4 раза, при этом лидирующую позицию в точке № 6 занимают пылевидные частицы больших диаметров: 20-40 мкм — 30-65 %, в условно чистой зоне их не обнаружено.
Из представленных рисунков можно сделать вывод, что наиболее безопасной территорией является точка № 2 (школа-интернат по ул. Воровского, Среднеахтубинский район Волгоградской области), на ней зафиксированы более тяжелые фракции размером: 10-20 мкм и 20-40 мкм, хотя по количеству в лидерах — РМ10. Эта точка расположена на расстоянии больше 600 м от производственной зоны.
Точки № 1, 5, 6 находятся в непосредственной близости от промышленных предприятий на расстоянии около 200-250 м и представляют зоны экологического риска для проживания, поскольку зафиксировано больше всего мелкодисперсной пыли РМ10 на листьях абрикосовых деревьев как по количеству, так и по их массе. Пылевидные частицы тяжелых фракций (20-40 мкм) обнаружены в точке № 6 в большом количестве, но не обнаружена фракция 20-40 мкм в точке № 5. Это свидетельствует о том, что на распределение пылевидных частиц оказывают большое влияние направление и скорость ветра.
< п
0 е t с
1 Н
G Г сС
У
0 с/з § с/з
1 2 У 1
J со
^ I
n ° o
=! (
о §
E w § 2
n 0 2 6 r 6 t (
ф ) ff
<D
Ol
« DO
■ £
s □
(Л У
с о
<D *
2 2
О О
2 2
О О
D(d„), % / D(dparMe), %
О О N N О О
СЧ СЧ * *
К (V
U 3
> (Л
С И
to in
j
ф Ф
о £
о
о _
§<
о со
™ О
о
го
о
о
о
ю со
О)
о
I
О) О)
(Л
ю
¡1 w
■S г
О tn ф ф
U >
sou MJ
ИТ
f 1
V» 01 пы
пм
Я
■
4 ■■ r-r :i
r ■k
d r ■
A iJr '
a lA1 rj
1 ¡I- ■
Г
d4, мкм / d.
[■ 1 * m <L.n
i. I IB I >. i
■n
pm
« ЧК1И1 r Ikn
iui:
■ ЩЭЬ^ЙаМШ ■ 1 ,-ilji.
11 tn» ' аул.- ■ itrv » Mji ■ T tov а - pim- ■ * ья* ■ а мзi
Рис. 8. Интегральные кривые распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам в вероятностно-логарифмической сетке для пыли, отобранной по ул. Кавказская (1) (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 3
Fig. 8. Integral curves of particle mass distribution over equivalent diameters in the probabilistic logarithmic grid for the dust sampled in Kavkazskaya street (1) (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 3
120 100 80 60
"в 4
0
Jl
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 № пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um | 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um |5 10 мкм/5 10 um 10 мкм /10 um | 10 20 мкм / 10 20um >40>мкм/ 40>um
a
120
100
i 80
q 60
s?
40
чз'
4 20
0
1 ■ 1 1
I - i h I
iL i 1 11 i L 1 IL . I 1
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10
№ пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um ■ 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um H5 10 мкм/5 10 um 10 мкм / 10 um ■ 10 20 мкм / 10 20 um ■ 40> мкм / 40> um b
Рис. 9. Распределение массы и количества частиц по эквивалентным диаметрам, % для пыли, отобранной по ул. Кавказская (1) (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 3: a — диаграмма распределения массы частиц по диаметрам D(dH), %; b — диаграмма распределения количества частиц по диаметрам N(dH), % Fig. 9. The distribution of mass and number of particles over equivalent diameters, in % for the dust sampled in Kavkazskaya street (1) (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 3: a — the diagram of mass distribution of particles over D diameter (dparticle), %; b — the diagram of distribution of the number of particles over N diameters (dparticle), %
40
20
D(d4), % / D(dpartiolo), % tt.W WW И.1
■u
♦4 ч
н »
ч
н я
н 1
1
I
4»
ft' 4M
U
a
й 1
■
Л ¡S
■Я ч
if г'
■ 1
— ■ IF P
1 ^
AI I.T II
4 * М Ol 1
| Ш М 111
м
7t Н Н 1Н
d4, мкм /
dpartiolo'
■ I 1 Ьичи - □ ■ М J - :.: Ч
■ In Ср-чм^ - ФЛ).Ь • .» 14JJJI ш '*fc»T>г> - р ).>* ■ tamo - ОЛЯ! ■ i ■ -.-с ii • OD*
Рис. 10. Интегральные кривые распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам в вероятностно-логарифмической сетке для пыли, отобранной по ул. Кавказская (2) (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 4 Fig. 10. Integral curves of particle mass distribution over equivalent diameters in the probabilistic logarithmic grid for the dust sampled in Kavkazskaya street (2) (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 4
120 100
60
^ 40 "if
Q 20
120
100-j 80
4 60
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 № пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um ■ 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um H5 10 мкм/5 10 um 10 мкм /10 um Н 10 20 мкм / 10 20um И40>мкм/ 40>um
а
1 Ш. Ui.il И,
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10
№ пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um ■ 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um Н5 10 мкм/5 10 um 10 мкм / 10um Н 10 20 мкм / 10 20um И40>мкм/ 40>um b
< п
ф е t с
i Н
G Г
сС
У
o со ° с/з
У 1
J со
° 3
I
3 °
sl8
о
o? о =!
CO
I—к —
E w о со
° 2
CO
о 2 6 r §
c о о
0)
о
Рис. 11. Распределение массы и количества частиц по эквивалентным диаметрам, % для пыли, отобранной по ул. Кавказская (2) (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 4: а — диаграмма распределения массы частиц по диаметрам D(dH), %; b — диаграмма распределения количества частиц по диаметрам N(d,), % Fig. 11. The distribution of mass and number of particles over equivalent diameters, in % for the dust sampled in Kavkazskaya street (2) (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 4: a — the diagram of mass distribution of particles over D diameter (dparticle), %; b — the diagram of distribution of the number of particles over N diameters (dparticle), %
ф ) jj
<D
01
« DO
■ T
s □
s У
с о
<D *
2 2
О О
2 2
О О
80
о о сч N о о
N N
¡г <и
U 3 > (Л С И
U in
¡1 ф Ф
о £
о
о _
§<
о со
™ О
о
го
о
о
о
ю со
О)
о
I
О) О)
(Л
ю
D(d4), % / D(dpartiC|e), % mm
И*)
ИТ
w #
и
ч к к т н
к
»
1
Z i ал nrt
»л
fl.PI
S J
*
■ yr
л
li-
г
1
ф}' г* ■Г \
-J
— у J и " ± — — —1
- . -
Г + 'т i
ы
01 U 1 4,7 Ы
ft* о_ы__1
< i i m IT*
76
* H v> Я *t 1»
d4, мкм /
dpar1icle, Mm
* f ...................■ * щ ft
■ I* tH № • (Jtt ■ i>iy-p.>-.n-.Vi. * 1itref.<jJ))i ■ л, I > . о 5JJ| a p .t-JMi
Рис. 12. Интегральные кривые распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам в вероятностно-логарифмической сетке для пыли, отобранной по ул. Нечаева (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 5 Fig. 12. Integral curves of particle mass distribution over equivalent diameters in the probabilistic logarithmic grid for the dust sampled in Nechayeva street (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 5
100 80 60 40
чз
Q
№1
J
№2
ll
J
Ш Jll i
№8 №9 №10
100
90
80
1 70
^ 60
Q 50
SS 40
30
Q 20
10
0
№3 №4 №5 №6 №7 № пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um ■ 2,5 5 мкм / 2.5 5 um ■ 5 10 мкм/5 10 um 10 мкм / 10um И 10 20 мкм / 10 20um И40>мкм/ 40>um
a
[ I л III Li ll II. 1. II, I
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 № пробы / Sample number 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um 10 20мкм/ 10 20um b
2,5 мкм / 2.5 um 10 мкм / 10 um
| 5 10 мкм / 5 10 um | 40> мкм / 40> um
Рис. 13. Распределение массы и количества частиц по эквивалентным диаметрам, % для пыли, отобранной по ул. Нечаева, (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 5: a — диаграмма распределения массы частиц по диаметрам D(dH), %; b — диаграмма распределения количества частиц по диаметрам N(dH), %
Fig. 13. The distribution of mass and number of particles over equivalent diameters, in % for the dust sampled in Nechayeva street (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 5: a — the diagram of mass distribution of particles over D diameter (dparticie), %; b — the diagram of distribution of the number of particles over N diameters (dparticie), %
¡1 w
"S
Г
il
О tn ф Ф
u >
120
20
D(d4), % / D(dparticlJ, % ыш
93 Ч ИТ
W
ч m
М «
н »
н 1
i 1 oi »л
(И й(-1
-
P *
:
ш JL'j. . J ■ 1 J J
U-
4 ■ .«J
■ / -yV" fcv-
¿¿t fr .1 S
V
X w
/
■ i 1 JfmSP F
E
ri DJ "I id Ал + it it, i J fri i i 1 1 Ii ki i i t H 4 in t 1 4. w H Ii
■ IQikt^il 'ü VH ■ I'. ■ 1 '■i.iJJl W »-(-TP f» »»Я* 4 II ■ Ji^-i-o-iisii ■ fi-t« -oMii ■ IIM«>UIII Btb«ei«-M33i
d4, мкм / , pm
Рис. 14. Интегральные кривые распределения массы частиц по эквивалентным диаметрам в вероятностно-логарифмической сетке для пыли, отобранной по ул. Омская (Среднеахтубинский район, Волгоградская область), точка № 6 Fig. 14. Integral curves of particle mass distribution over equivalent diameters in the probabilistic logarithmic grid for the dust sampled in Omskaya street (Central Akhtuba district, Volgograd region), Point 6
120 100
1 80
Q 60
40
Q 20
Jll Ji I
120
100
1 80
Q 60
40
Q 20
0
1 j 1_*
1 I f
: L 1
Li Ii r Li iJ L kt ы
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10 № пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um ■ 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um |5 10 мкм/5 10 um 10 мкм / 10um ■ 10 20 мкм / 10 20um И40>мкм/ 40>um
а
№1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 №10
№ пробы / Sample number 2,5 мкм/ 2.5 um ■ 2,5 5 мкм/ 2.5 5 um |5 10 мкм/5 10 um 10 мкм / 10um ■ 10 20 мкм / 10 20um И40>мкм/ 40>um b
< п
о е t с
iH
G Г
сС
У
o с/з § S
У ->■
J to
^ I
n °
CD 3 o
zs ( O?
о §
CO
It —
о с/3
§ 2 n 0
r 6 о
о
о
Рис. 15. Распределение массы и количества частиц по эквивалентным диаметрам, % для пыли, отобранной по ул. Омская (Среднеахтубинский район, Волгоградская область): а — диаграмма распределения массы частиц по диаметрам D(dH), %; b — диаграмма распределения количества частиц по диаметрам N(dH), %
Fig. 15. The distribution of mass and number of particles over equivalent diameters, in % for the dust sampled in Omskaya street (Central Akhtuba district, Volgograd region): a — the diagram of mass distribution of particles over D diameter (dparticie), %; b — the diagram of distribution of the number of particles over N diameters (dparticle), %
CD ) jj
<D
01
« DO
■ T
s □
s У
с о
<D *
2 2
О О
2 2
О О
о о сч N о о
N N
¡г <и
U 3 > (Л С И
U in
¡1 ф Ф
о % —■
о
о у со <т
8 «
<Л (Л
о О
ю со
О)
о
I
О) О)
(Л (Л
Стоит также обратить внимание на точку № 1, поскольку в ней расположен социальный объект — больничный комплекс, и в этой точке обнаружено больше всего мелкодисперсной пыли РМ10 как по количеству, так и по массе.
Точка № 3 также попадает в зону экологического риска, хотя находится на расстоянии больше 800 м от производственной зоны, но в ней обнаружены РМ10 в большом количестве как по массе, так и по количеству. В данной точке размещен детский сад.
Точка № 4 занимает пограничное положение по безопасности. С одной стороны в ней зафиксирован высокий процент мелкодисперсной пыли РМ10 по количеству, однако по своей массе пылевидные частицы делят процентное соотношение между РМ10 и фракцией 10-20 мкм, они в пробах в этой точке оказались практически в равных соотношениях.
Распределение пылевидных частиц в проанализированных точках обусловлено отсутствием осадков с апреля по июль 2018 г. на исследуемой территории, но зависело от скорости и направления ветра, и количества дней ветровых нагрузок, которые отображены на рис. 16.
Из диаграммы на рис. 16 видно, что преобладающие ветры — западный, восточный, юго-восточный не оказывали влияние на распространение пылевидных частиц, поскольку предприятие находится на исследуемой территории в северной части, а исследование жилой и общественно-деловой зон проходило южнее промзоны.
Однако северный ветер, который преобладал в течение 10 дней со скоростью 4,3 м/с, мог оказывать влияние на распространение мелкодисперсной пыли от производственной зоны на точку № 3, которую можно отнести в зону экологического риска, там находится детский сад, он как раз попал в зону влияния северного ветра, несмотря на то, что территория детского сада находится на расстоянии 800 м
СЗ/NW СВ/NE ЮЗ/SW ЮВ/SE В / E З / W С/N Ю / S
от производственной зоны, возможны и другие обстоятельства. Известно, что мелкодисперсная пыль долго может витать в воздухе в течение 3-14 дней и более, и при отсутствии на нее влияния со стороны осадков, ветрами может переноситься на большие расстояния. Под действие северного ветра могли попасть территории точек № 4 и 5, в которых обнаружено больше всего по количеству РМ10, до 90 %, а по массе преобладают тяжелые фракции > 10 мкм.
Северо-восточный ветер, который дул 7 дней со скоростью 6,5 м/с, оказывал влияние на точки № 6, 2. Северо-западный ветер пребывал всего 10 дней в течение трех месяцев в среднем со скоростью 5 м/с и мог также оказать влияние на точку № 1.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБСУЖДЕНИЕ
В результате проведенных исследований выявлен дисперсный состав пыли на листьях абрикосовых деревьев (Ргйпш агтешаса) в жилой и общественно-деловой зонах Среднеахтубинского района Волгоградской области. Обнаружены мелкодисперсные частицы РМ2.5, РМ10, которые по своим значениям Щ^), %, -0(йЦ, % значительно превышают данные по мелкодисперсной пыли в условно чистой зоне (контроль) в СНТ «Орошенец» (Советский район г. Волгоград), что создает определенные экологические риски для местных жителей. Превышение мелкодисперсной пыли на исследуемой территории может быть обусловлено разными факторами: как естественным, так и техногенным загрязнением окружающей среды. Поэтому в дальнейшем предстоит одновременно с исследованиями дисперсного состава пыли проводить ее химический анализ, чтобы оперативно обнаруживать источники загрязнения жилых зон в г. Волгограде и Волгоградской области и разрабатывать экологические мероприятия.
¡1 w
г
il
О (П ф ф
и >
0 5 10 15 20
Н Количество дней, шт. / Number of days, d.
H Скорость ветра, м/с / Wind velocity, m/sec Рис. 16. Диаграмма направления ветра и его скорости к количеству дней (март-июнь 2018 г.) Fig. 16. The diagram of wind direction and velocity in relation to the number of days (March-June, 2018)
ЛИТЕРАТУРА
1. Белова Т.И., Шкрабак В.С., Агашков Е.М. Результаты лабораторного исследования дисперсного состава пыли пищеконцентрата красной свеклы в системе пылеудаления // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. 2017. № 4 (49). C. 301-307.
2. Wu R., Zhong L, HuangX, Xu H., Liu S, Feng B. et al. Temporal variations in ambient particulate matter reduction associated short-term mortality risks in Guangzhou, China: A time-series analysis (2006-2016) // Science of The Total Environment. 2018. Vol. 645. Pp. 491498. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.07.091
3. CesarA.C.G.,NascimentoL.F. Coarse particles and hospital admissions due to respiratory diseases in children. An ecological time series study // Sao Paulo Medical Journal. 2018. Vol. 136. Issue. 3. Pp. 245-250. DOI: 10.1590/1516-3180.2017.0362080218
4. Mokhtari M., Miri M, Mohammadi A., Khorsandi H, Hajizadeh Y., Abdolahnejad A. Assessment of Air Quality Index and Health Impact of PM10, PM2.5 and SO2 in Yazd, Iran // Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2015. Pp. 14-23. DOI: 10.1080 / 10807039.2018.1487277
5. Cohen A.J., Brauer M., Burnett R., Anderson H.R., Frostad J., Estep K. et al. Estimates and 25-year trends of the global burden of disease attributable to ambient air pollution: an analysis of data from the Global Burden of Diseases Study 2015 // The Lancet. 2017. Vol. 389. Issue 10082. Pp. 1907-1918. DOI: 10.1016/s0140-6736(17)30505-6
6. RumiR., GhoshS., Padhy P. Indoor air pollution in rural north-east India: Elemental compositions, changes in haematological indices, oxidative stress and health risks // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2018. Vol. 165. Pp. 393-403. DOI: 10.1016/ j.ecoenv.2018.09.014
7. Gao M, Beig G., Song S., Zhang H., Hu J., Ying Q. et al. The impact of power generation emissions on ambient PM2.5 pollution and human health in China and India // Environment International. 2018. Vol. 121. Pp. 250-259. DOI: 10.1016/j.en-vint.2018.09.015
8. Chan T.-C., Zhang Z., Lin B.-C., Lin C., Deng H.-B, Chuang Y.C. et al. Long-Term Exposure to Ambient Fine Particulate Matter and Chronic Kidney Disease: A Cohort Study // Environmental Health Perspectives. 2018. Vol. 126. Issue 10. P. 107002. DOI: 10.1289/EHP3304
9. Fagundes L.S., Fleck A.D.S., Zanchi A.C., Saldiva P.H.N., Rhoden C.R. Direct contact with particulate matter increases oxidative stress in different brain structures // Inhalation Toxicology. 2015. Vol. 27. Issue 10. Pp. 462-467. DOI: 10.3109/08958378.2015.1060278
10. Ljubimova J.Y., Braubach O., Patil R., Chiechi A., Tang J., Galstyan A. et al. Coarse particulate
matter (PM2.5-10) in Los Angeles Basin air induces expression of inflammation and cancer biomarkers in rat brains // Scientific Reports. 2018. Vol. 8. Issue 1. Pp. 1-11. DOI: 10.1038/s41598-018-23885-3
11. Andersen Z.J., Pedersen M., Weinmayr G., Stafoggia M., Galassi C., J0rgensen J.T. Long-term exposure to ambient air pollution and incidence of brain tumor: the European Study of Cohorts for Air Pollution Effects (ESCAPE) // Neuro-Oncology. 2018. Vol. 20. Issue 3. Pp. 420-432. DOI: 10.1093/neuonc/nox163
12. Dolci M., Favero C., Bollati V., Campo L., Cattaneo A., Bonzini M. Particulate matter exposure increases JC polyomavirus replication in the human host // Environmental Pollution. 2018. Vol. 241. Pp. 234-239. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.05.044
13. Зайцева Н.В., Май И.В., Макс А.А., Загородное С.Ю. Анализ дисперсного и компонентного состава пыли для оценки экспозиции населения в зонах влияния выбросов промышленных стационарных источников // Гигиена и санитария. 2013. Т. 92. № 5. С. 19-23.
14. Голохваст К.С. Атмосферные взвеси городов Дальнего Востока России. Владивосток : Изд-во ДВФУ, 2013. 178 с.
15. Голохваст К.С., Ревуцкая И.Л., Лонки-на Е.С., Никитина А.В., Соломенник С.Ф., Романова Т.Ю. Нано- и микроразмерное загрязнение атмосферы заповедника «Бастак», вызванное техногенным влиянием г. Биробиджана // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2016. № 61. С. 36-41. DOI: 10.12737/21445
16. Просвирякова И.А., Шевчук Л.М. Гигиеническая оценка содержания твердых частиц РМ10 и РМ2.5 в атмосферном воздухе и риска для здоровья жителей в зоне влияния выбросов стационарных источников промышленных предприятий // Анализ риска здоровью. 2018. № 2. С. 14-22. DOI: 10.21668/ health.risk/2018.2.02
17. Azarov V.N.,StefanenkoI.V.,KarapuzovaN.Yu., Nikolenko D.A. Monitoring of Fine Dust Pollution of Urban Air Nearby Highways // International Review of Mechanical Engineering (IREME). 2018. Vol. 12. Issue 8. P. 657. DOI: 10.15866/ireme.v12i8.13786
18. Чернышенко О.В. Пылефильтрующая способность древесных растений // Лесной вестник. 2012. № 3. С. 7-10.
19. Агеева Е.А., Казанцева М.Н. Оценка пыле-удерживающей способности листьев деревьев и кустарников в насаждениях г. Тюмени // Актуальные проблемы лесного комплекса. 2012. № 31. С. 88-91.
20. Аткина Л.И., Игнатова М.В. Особенности пылеудерживающей способности листьев Malus baccata L., Sorbus aucuparia L., Acer negundo L., Crataegus sanguinea L. в городских посадках Екатеринбурга // Леса России и хозяйство в них. 2014. № 4 (51). С. 79-82.
< П
ф е t о
i H
G Г сС
У
o n
l C
У 1
J со I
n
CD 3 o
=! ( n
§ 2 n 0
D 66
r 6 t (
CD ) jj
<D
01
« DO ■
s □
s у с о <D *
22 О о 10 10 о о
о о сч N о о
N N *
К <D U 3 > (Л С И
m in
¡1 ф ф
о %
---' "t^
о
о у со <т
8 « 5
(Л
ю
о
о
ю со
О)
о
I
о о
21. Przybysz A., Sab0 A., Hanslin H.M., Gawronski S.W. Accumulation of particulate matter and trace elements on vegetation as affected by pollution level, rainfall and the passage of time // Science of the Total Environment. 2014. Vol. 481. Pp. 360-369. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2014.02.072
22. Popek R., Lukowski A., Bates C., Oleksyn J. Accumulation of particulate matter, heavy metals, and polycyclic aromatic hydrocarbons on the leaves of Tilia cordata Mill in five Polish cities with different levels of air pollution // International Journal of Phytoremediation. 2017. Vol. 19. Issue 12. Pp. 11341141. DOI: 10.1080/15226514.2017.1328394
23. Sgrigna G., Sabe A., Gawronski S., PopekR., Calfapietra C. Particulate Matter deposition on Quercus ilex leaves in an industrial city of central Italy // Environmental Pollution. 2015. Vol. 197. Pp. 187-194. DOI: 10.1016/j.envpol.2014.11.030
24. Song Y., Maher B.A., Li F., Wang X., Sun X., Zhang H. Particulate matter deposited on leaf of five evergreen species in Beijing, China: Source identification and size distribution // Atmospheric Environment. 2015. Vol. 105. Pp. 53-60. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.01.032
25. Shi J., Zhang G, An H, Yin W., Xia X. Quantifying the particulate matter accumulation on leaf surfaces of urban plants in Beijing, China // Atmospheric Pollution Research. 2017. Vol. 8. Issue 5. Pp. 836-842. DOI: 10.1016/j.apr.2017.01.011
26. Mo L., Ma Z., Xu Y, Sun F, Lun X, Liu X. Assessing the Capacity of Plant Species to Accumulate Particulate Matter in Beijing, China // Plos One. 2015. Vol. 10. Issue 10. Pp. 8-18. DOI: 10.1371/journal. pone.0140664
27. Lin L., Yan J., Ma K., Zhou W., Chen G., Tang R. Characterization of particulate matter deposited on urban tree foliage: A landscape analysis approach // Atmospheric Environment. 2017. Vol. 171. Pp. 59-69. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2017.09.012
28. Janhall S. Review on urban vegetation and particle air pollution — Deposition and dispersion // Atmospheric Environment. 2015. Vol. 105. Pp. 130137. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.01.052
29. Xu Y., Xu W., Mo L., Heal M.R, Xu X, Yu X. Quantifying particulate matter accumulated on
Поступила в редакцию 29 января 2020 г. Принята в доработанном виде 20 февраля 2020 г. Одобрена для публикации 29 марта 2020 г.
leaves by 17 species of urban trees in Beijing, China // Environmental Science and Pollution Research. 2018. Vol. 25. Issue 13. Pp. 12545-12556. DOI: 10.1007/ s11356-018-1478-4
30. Weerakkody U., Dover J.W., Mitchell P., Reiling K. Quantification of the traffic-generated particulate matter capture by plant species in a living wall and evaluation of the important leaf characteristics // Science of the Total Environment. 2018. Vol. 635. Pp. 1012-1024. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.106
31. Singh S., Bhattacharya P., Gupta N. Dust particles characterization and innate resistance for Thevetia peruviana in different land-use pattern of urban area // International Journal of Environmental Science and Technology. 2018. Vol. 15. Issue 5. Pp. 1061-1072. DOI: 10.1007/s13762-017-1461-5
32. Przybysz A., Nersisyan G, Gawronski S. Removal of particulate matter and trace elements from ambient air by urban greenery in the winter season // Environmental Science and Pollution Research. 2019. Vol. 26. Issue 1. Pp. 473-482. DOI: 10.1007/s11356-018-3628-0
33. Sun X., Li H., Guo X, Sun Y, Li S. Capacity of six shrub species to retain atmospheric particulates with different diameters // Environmental Science and Pollution Research. 2018. Vol. 25. Issue 3. Pp. 26432650. DOI: 10.1007/s11356-017-0549-2
34. Zampieri M.C.T., Sarkis J.E.S., Pesta-naR.C.B., ArmandoR. Tavares, Melo-de-Pinna G.F.A. Characterization of Tibouchina granulosa (Desr.) Cong. (Melastomataceae) as a biomonitor of air pollution and quantification of particulate matter adsorbed by leaves // Ecological Engineering. 2013. Vol. 61. Pp. 316-327. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2013.09.050
35. Zhang T., Bai Y., Hong X., Sun L., Liu Y. Particulate matter and heavy metal deposition on the leaves of Euonymus japonicus during the East Asian monsoon in Beijing, China // Plos One. 2017. Vol. 12. Issue 6. P. e0179840. DOI: 10.1371/journal. pone.0179840
36. Lin L., Chen G., Yan J., Tang R., Yuan X., Yin Z, Zhang R. A factor analysis of landscape metrics of particles deposited on leaf surface // Environmental Science and Pollution Research. 2018. Vol. 25. Issue 28. Pp. 28391-28402. DOI: 10.1007/s11356-018-2804-6
со
CO
¡1 w
r
i! О tn ф Ф CO >
Об авторах: Ирина Юрьевна Глинянова — кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры безопасности жизнедеятельности в строительстве и городском хозяйстве Института архитектуры и строительства (ИАиС); Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ); 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, д. 1; РИНЦ ID: 298099, Scopus: 57204780096, ORCID: 0000-0003-1388-1233; [email protected];
Валерий Николаевич Азаров — доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности в строительстве и городском хозяйстве Института архитектуры и строительства (ИАиС); Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ); 400074, г. Волгоград, ул. Академическая, д. 1; РИНЦ ID: 148320, Scopus: 7004170297; [email protected].
REFERENCES
1. Belova T.I., Shkrabak V.S., Agashkov E.M. The results of a laboratory study of the dispersed dust composition of red beet food concentrate in a dust extraction system. News of St. Petersburg State Agrarian University. 2017; 4(49):301-307. (rus.).
2. Wu R., Zhong L., Huang X., Xu H., Liu S., Feng B. et al. Temporal variations in ambient particulate matter reduction associated short-term mortality risks in Guangzhou, China: A time-series analysis (2006-2016). Science of The Total Environment. 2018; 645:491-498. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.07.091
3. Cesar A.C.G., Nascimento L.F. Coarse particles and hospital admissions due to respiratory diseases in children. An ecological time series study. Sao Paulo Medical Journal. 2018; 136(3):245-250. DOI: 10.1590/1516-3180.2017.0362080218
4. Mokhtari M., Miri M., Mohammadi A., Khor-sandi H., Hajizadeh Y., Abdolahnejad A. Assessment of Air Quality Index and Health Impact of PM10, PM2.5 and SO2 in Yazd, Iran. Journal of Mazandaran University of Medical Sciences. 2015; 14-23. DOI: 10.1080 / 10807039.2018.1487277
5. Cohen A.J., Brauer M., Burnett R., Anderson H.R., Frostad J., Estep K. et al. Estimates and 25-year trends of the global burden of disease attributable to ambient air pollution: an analysis of data from the Global Burden of Diseases Study 2015. The Lancet. 2017; 389(10082): 19071918. DOI: 10.1016/s0140-6736(17)30505-6
6. Rumi R., Ghosh S., Padhy P. Indoor air pollution in rural north-east India: Elemental compositions, changes in haematological indices, oxidative stress and health risks. Ecotoxicology and Environmental Safety. 2018; 165:393-403. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2018.09.014
7. Gao M., Beig G., Song S., Zhang H., Hu J., Ying Q. et al. The impact of power generation emissions on ambient PM2.5 pollution and human health in China and India. Environment International. 2018; 121:250-259. DOI: 10.1016/j.envint.2018.09.015
8. Chan T.-C., Zhang Z., Lin B.-C., Lin C., Deng H.-B., Chuang Y.C. et al. Long-Term Exposure to Ambient Fine Particulate Matter and Chronic Kidney Disease: A Cohort Study. Environmental Health Perspectives. 2018; 126(10):107002. DOI: 10.1289/ EHP3304
9. Fagundes L.S., Fleck A.D.S., Zanchi A.C., Saldiva P.H.N., Rhoden C.R. Direct contact with particulate matter increases oxidative stress in different brain structures. Inhalation Toxicology. 2015; 27(10):462-467. DOI: 10.3109/08958378.2015.1060278
10. Ljubimova J.Y., Braubach O., Patil R., Chie-chi A., Tang J., Galstyan A. et al. Coarse particulate matter (PM2.5-10) in Los Angeles Basin air induces expression of inflammation and cancer biomarkers in rat brains. Scientific Reports. 2018; 8(1):1-11. DOI: 10.1038/s41598-018-23885-3
11. Andersen Z.J., Pedersen M., Weinmayr G., Stafoggia M., Galassi C., J0rgensen J.T. Long-term exposure to ambient air pollution and incidence of brain tumor: the European Study of Cohorts for Air Pollution Effects (ESCAPE). Neuro-Oncology. 2018; 20(3):420-432. DOI: 10.1093/neuonc/nox163
12. Dolci M., Favero C., Bollati V., Campo L., Cattaneo A., Bonzini M. Particulate matter exposure increases JC polyomavirus replication in the human host. Environmental Pollution. 2018; 241:234-239. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.05.044
13. Zaytseva N.V., May I.V., Maks A.A., Zago-rodnov S.Yu. Analysis of the dispersion and component composition of the dust for the assessment of the exposure to the population in the areas of influence of industrial emissions of stationary sources. Hygiene and Sanitation. 2013; 92(5):19-23. (rus.).
14. Golohvast K.S. Atmospheric suspensions of the cities of the Russian Far East. Vladivostok, FEFU Publishing House, 2013; 178. (rus.).
15. Golokhvast K.S., Revutskaya I.L., Lonkina E.S., Nikitina A.V., Solomennik S.F., Romanova T.Yu. Nano- and microdimensional pollution of the atmosphere of the reserve "BASTAK" caused by techno-genic impact of Birobidzhan city. Bulletin of Physiology and Respiratory Pathology. 2016; 61:36-41. DOI: 10.12737/21445 (rus.).
16. Prosviryakova I.A., Shevchuk L.M. Hygienic assessment of PM10 and PM2.5 contents in the atmosphere and population health risk in zones infleunced by emissions from stationary sources located at industrial enterprises. Health Risk Analysis. 2018; (2):14-22. DOI: 10.21668/health.risk/2018.2.02.eng (rus.).
17. Azarov V.N., Stefanenko I.V., Karapuzo-va N.Yu., Nikolenko D.A. Monitoring of Fine Dust Pollution of Urban Air Nearby Highways. International Review of Mechanical Engineering (IREME). 2018; 12(8):657. DOI: 10.15866/ireme.v12i8.13786
18. Chernyshenko O.V. Dust-filtering ability of woody plants. Forest Bulletin. 2012; 3:7-10. (rus.).
19. Ageeva E.A., Kazantseva M.N. Evaluation of the dust holding capacity of leaves of trees and shrubs in the stands of the city of Tyumen. Actual problems of the forest complex. 2012; 31:88-91. (rus.).
20. Atkina L.I., Ignatova M.V. Features of the dustholding ability of the leaves of Malus baccata L., Sorbus aucuparia L., Acer negundo L., Crataegus sanguinea L. in urban plantings of Yekaterinburg. Forests of Russia and the economy in them. 2014; 4(51):79-82. (rus.).
21. Przybysz A., Ssb0 A., Hanslin H.M., Gawronski S.W. Accumulation of particulate matter and trace elements on vegetation as affected by pollution level, rainfall and the passage of time. Science of the Total Environment. 2014; 481:360-369. DOI: 10.1016/ j.scitotenv.2014.02.072
< DO е
t о
i H
G Г
сС
У
o n
l D
У 1
J to I
n
D 3 o
=! ( n
E W
on 2 § 0
D 66 r6
t (
CD )
Г
<D
01
« DO ■
s □
(Л у с о <D *
22 О о 10 10 о о
o o
tv N
o o
cu N
n ai
U 3 > m c M
ta in
Ü <D <u
o £ —■ "t^ O
o cj
CD <f í-l
3 «
cm g
ÍD
o O
LO CO CD O i
CD CD
ÍD
i
iE 35
o iñ o o ta >
22. Popek R., Lukowski A., Bates C., Oleksyn J. Accumulation of particulate matter, heavy metals, and poly-cyclic aromatic hydrocarbons on the leaves of Tilia cordata Mill. in five Polish cities with different levels of air pollution. International Journal of Phytoremediation. 2017; 19(12)1134-1141. DOI: 10.1080/15226514.2017.1328394
23. Sgrigna G., Ssb0 A., Gawronski S., Popek R., Calfapietra C. Particulate Matter deposition on Quercus ilex leaves in an industrial city of central Italy. Environmental Pollution. 2015; 197:187-194. DOI: 10.1016/j. envpol.2014.11.030
24. Song Y., Maher B.A., Li F., Wang X., Sun X., Zhang H. Particulate matter deposited on leaf of five evergreen species in Beijing, China: Source identification and size distribution. Atmospheric Environment. 2015; 105:53-60. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.01.032
25. Shi J., Zhang G., An H., Yin W., Xia X. Quantifying the particulate matter accumulation on leaf surfaces of urban plants in Beijing, China. Atmospheric Pollution Research. 2017; 8(5):836-842. DOI: 10.1016/j.apr.2017.01.011
26. Mo L., Ma Z., Xu Y., Sun F., Lun X., Liu X. Assessing the Capacity of Plant Species to Accumulate Particulate Matter in Beijing, China. Plos One. 2015; 10(10):8-18. DOI: 10.1371/journal.pone.0140664
27. Lin L., Yan J., Ma K., Zhou W., Chen G., Tang R. Characterization of particulate matter deposited on urban tree foliage: A landscape analysis approach. Atmospheric Environment. 2017; 171:59-69. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2017.09.012
28. Janhall S. Review on urban vegetation and particle air pollution — Deposition and dispersion. Atmospheric Environment. 2015; 105:130-137. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.01.052
29. Xu Y., Xu W., Mo L., Heal M.R., Xu X., Yu X. Quantifying particulate matter accumulated on leaves by 17 species of urban trees in Beijing, China. Environmental Science and Pollution Research. 2018; 25(13):12545-12556. DOI: 10.1007/s11356-018-1478-4
Received January 29, 2020.
Adopted in a revised form on February 20, 2020.
Approved for publication March 29, 2020.
BioNOTBs: Irina Yu. Glinyanova — Ph.D, Associate Professor of the Department of Life Safety in Construction and Urban Management of Institute of Architecture and Construction (IAaC); Volgograd State Technical University (VSTU); 1 Akademicheskaya st., Volgograd, 400074, Russian Federation; ID RISC: 298099, Scopus: 57204780096, ORCID: 0000-0003-1388-1233; [email protected];
Valery N. Azarov — Doctor of Technical Sciences, Professor, Head of the Department of Life Safety in Construction and Urban Management of Institute of Architecture and Construction (IAaC); Volgograd State Technical University (VSTU); 1 Akademicheskaya st., Volgograd, 400074, Russian Federation; ID RISC: 148320, Scopus: 7004170297; [email protected].
30. Weerakkody U., Dover J.W., Mitchell P., Reil-ing K. Quantification of the traffic-generated particulate matter capture by plant species in a living wall and evaluation of the important leaf characteristics. Science of the Total Environment. 2018; 635:1012-1024. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2018.04.106
31. Singh S., Bhattacharya P., Gupta N. Dust particles characterization and innate resistance for Thevetia peruviana in different land-use pattern of urban area. International Journal of Environmental Science and Technology. 2018; 15(5):1061-1072. DOI: 10.1007/ s13762-017-1461-5
32. Przybysz A., Nersisyan G., Gawronski S. Removal of particulate matter and trace elements from ambient air by urban greenery in the winter season. Environmental Science and Pollution Research. 2019; 26(1):473-482. DOI: 10.1007/s11356-018-3628-0
33. Sun X., Li H., Guo X., Sun Y., Li S. Capacity of six shrub species to retain atmospheric particulates with different diameters. Environmental Science and Pollution Research. 2018; 25(3):2643-2650. DOI: 10.1007/s11356-017-0549-2
34. Zampieri M.C.T., Sarkis J.E.S., Pestana R.C.B., Armando R. Tavares, Melo-de-Pinna G.F.A. Characterization of Tibouchina granulosa (Desr.) Cong. (Melastomataceae) as a biomonitor of air pollution and quantification of particulate matter adsorbed by leaves. Ecological Engineering. 2013; 61:316-327. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2013.09.050
35. Zhang T., Bai Y., Hong X., Sun L., Liu Y. Particulate matter and heavy metal deposition on the leaves of Euonymus japonicus during the East Asian monsoon in Beijing, China. Plos One. 2017; 12(6):e0179840. DOI: 10.1371/journal.pone.0179840
36. Lin L., Chen G., Yan J., Tang R., Yuan X., Yin Z., Zhang R. A factor analysis of landscape metrics of particles deposited on leaf surface. Environmental Science and Pollution Research. 2018; 25(28):28391-28402. DOI: 10.1007/s11356-018-2804-6
