CC BY
72
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2015 ISSN 2410-6070
2 Science, technology and innovation in Europe. European Communities, Luxembourg, 2006, 219 p.
3 Environmental Performance Indicators. Report of Ministry for the Environment, New Zealand 2000, 65 p.
4 A Survey of State Environmental Indicators Contact Information, Environmental Protection Agency of Oklahoma, USA, 2006, 32 p.
5 Донченко, В.К. Многоуровневые модели для оценки рисков и ущербов от полигонов ТБО / В.К. Донченко, А.Н. Пименов, В.В. Оников, Ю.И. Скорик // Методические проблемы экологической безопасности - СПБ.: ВВМ, 2008. - С.300 - 309.
6 Лебедева А.А. Индикаторный подход при оценке качества системы обращения с отходами // Экология урбанизированных территорий. - М.: Издательский дом «Камертон». - №1, 2010. - С.63-67.
© А.А. Лебедева, Д.А. Лебедев, 2015.
УДК 504.054
Д.С.Петров
к.т.н., доцент Е.А.Богатырёва
студент гр. ИЗБ-11 Горный факультет Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
г. Санкт-Петербург
ОЦЕНКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ТИХВИНСКОГО ФЕРРОСПЛАВНОГО ЗАВОДА НА СОСТОЯНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ГЕОХИМИЧЕСКОЙ
СНЕГОВОЙ СЪЕМКИ
Аннотация
В работе представлены результаты снеговой съемки в районе расположения ЗАО «Тихвинский ферросплавный завод» (г. Тихвин, Ленинградская область). Дана оценка экологической ситуации, сложившейся на рассматриваемой территории в результате производственной деятельности.
Ключевые слова
Ферросплавное производство, загрязнение атмосферы, снеговая съемка
Снеговая съемка - это способ изучения состояния снегового покрова по определенной сети точек, по которой отбираются пробы снегового покрова. На территории Ленинградской области снежный покров сохраняется достаточно долго - в течение 3-3,5 месяцев, являясь при этом депонирующей средой, что делает его исключительно благоприятным объектом при изучении загрязнения атмосферы веществами техногенного происхождения [1, 2]. Химический состав снега формируется под влиянием ряда факторов: поступления различных химических примесей вместе с выпадающими атмосферными осадками, поглощения снегом газов из воздуха и оседания из атмосферы твердых частиц, взаимодействия снегового покрова с земной поверхностью (почвенно-растительным покровом). Геохимическая информация сохраняется в снеговом покрове в течение всего периода снегостояния.
Основной вклад в загрязнение воздушного бассейна города Тихвин оказывает промзона, которая включает крупные производства, такие как ЗАО «Тихвинский ферросплавный завод» и ЗАО «Тихвинский вагоностроительный завод». Деятельностью ферросплавного завода является производство высокоуглеродистого феррохрома. Известно, что соединения шестивалентного хрома являются особо опасными вследствие канцерогенности, генотоксичности и нарушения репродуктивных функций человека.
Общая циркуляция атмосферы обуславливает преобладание в Тихвине южного, юго-западного и западного направлений ветров. Основная часть жилой застройки находится с наветренной стороны от промышленной зоны.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2015 ISSN 2410-6070
Пробы снега отбирались в начале марта 2015 года. В соответствии с розой ветров и расположением основных источников загрязнения была построена сеть отбора проб, всего 8 точек (рис.1). Выбор исследуемых точек для проведения геохимической съемки обусловлен рядом факторов: геоморфологической позицией участка, метеорологическими особенностями, техногенной нагрузкой на данной территории.
Рисунок 1 - Карта-схема исследуемой территории с указанием точек снеговой съемки.
Снеговая съемка проводилась в соответствии с РД 52.04.186-89. Места для проведения снеговых съемок выбирались в основном на открытых, горизонтальных и визуально ровных местах вдали от препятствий, создающих ветровую тень, на участках, которые визуально не подвергались антропогенному воздействию и удалены от автодорог. Отбор проб выполнен в период максимального накопления влагозапаса в снеге. При отборе проб использовался метод «конверта», который производился на участке 5^5 м; пробы отбирались на всю мощность из шурфов, при этом с поверхности удалялся мусор (листья, ветки и др.), исключалось попадание в образец частиц почвы. Из отобранных проб составлялась сборная проба, весом не менее 2 кг, которая помещалась в емкость из химически стойкого полимерного материала (полиэтиленовый пакет) и маркировалась. Затем пробы рассыпались в тару и подвергались таянию при комнатной температуре 18-19 °С в течение суток. После чего пинцетом удалялись крупные включения, и снеготалая вода переливалась в банку с указанием номера пробы. Вода отстаивалась 2 суток, после чего фильтровалась. Профильтрованная вода разливалась по полиэтиленовым бутылкам с прикрепленными к ним сопроводительными этикетками. Объем каждой пробы составил 1,5-2 литра.
Всего проанализировано 8 проб снеготалой воды. Гидрохимический анализ снеговых вод на содержание металлов (Сг+6, Fe, Си, А1, Мп) проводился методом спектрофотометрии с использованием приборов DR/5000 «НАСН^а^е» и ААС «Квант-2-ЭТА». Все анализы выполнены в учебно-научной лаборатории экологического мониторинга кафедры геоэкологии Горного университета.
Результаты химического анализа представлены в таблице 1.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2015 ISSN 2410-6070
Таблица 1
Результаты химического анализа проб снеготалой воды, мг/л.
Вещество Номер точки пробоотбора
1 2 3 4 5 6 7 8
Cr 0,069 0,083 0,096 0,071 0,12 0,072 0,1 0,096
Fe 0,099 0,081 0,098 0,09 0,081 0,111 0,124 0,14
Mn 0,006 0,0005 0,008 0,008 0,003 0,008 0,008 0,008
Al 0,022 0,008 0,023 0,017 0,01 0,044 0,086 0,072
Cu 0,008 0,015 0,008 0,006 0,005 0,003 0,011 0,017
Для общей оценки характера формирования атмохимического ореола загрязнения был применен кластерный анализ проб с использованием пакета программ Statistica 6.0. Полученная дендрограмма для 8 точек по пяти анализируемым веществам представлена на рисунке 2.
Tnee Diagram for 8 Cases Single Linkage Euclidean distances
Точка 1 Точка 4 Точка 2 Точка 6 Точка 3 Точка 5 Точка 7 Точка 8
О.ОО 0.01 0.02 0.03 DJQ4 0.05
Linkage Distance
Рисунок 2 - Дендрограмма для 8 точек исследования снежного покрова
На вертикальной оси дендрограммы отмечены точки отбора проб снега, на горизонтальной - значения расстояний, при которых произошло последовательное слияние кластеров. Группировка результатов анализа в кластеры позволяет выявить изменения в химическом составе снежного покрова по линии преобладающего направления ветра. Проявляется, с одной стороны, общность химического состава проб 1 и 4, расположенных к северо-востоку от ферросплавного производства и, с другой стороны, проб 7 и 8, расположенных в юго-западном направлении от промзоны.
Дальнейшая обработка результатов снеговой съемки осуществлялась по методикам, применяемым для оценки качества водной среды, в частности, сравнением результатов спектрофотометрии с нормативами для водных объектов рыбохозяйственного назначения [3].
Концентрации хрома в исследуемых пробах изменяются в диапазоне от 0,069 до 0,12 мг/л. Превышение ПДК обнаруживается во всех точках отбора проб. Концентрация хрома к северо-востоку от предприятия в среднем превышает ПДК в 4 раза, к юго-западу в 5 раз. Наибольшая концентрация зафиксирована в 5 точке, расположенной к западу от промышленного комплекса. Концентрация железа изменяется в диапазоне от 0,081 до 0,140 мг/л. В точках 1-5 не зафиксированы значения, превышающие ПДК,
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №5/2015 ISSN 2410-6070
в точках 6, 7 и 8 наблюдаются небольшие превышения норматива. Содержание марганца изменяется в диапазоне от 0,003 до 0,008 мг/л. Превышения предельно допустимой концентрации не обнаружено ни в одной точке исследования, однако увеличение концентрации элемента идет в юго-западном направлении. Концентрация алюминия изменяется в диапазоне от 0,008 до 0,086 мг/л. Превышение соответствующего норматива наблюдается только в точках 7 и 8. Медь обнаружена во всех точках пробоотбора и её содержание изменяется в диапазоне от 0,003 до 0,017 мг/л. Концентрация меди превышает норматив во всех точках в среднем в 9 раз. Максимальная концентрация отмечена в точке 8.
Анализ полученных данных позволяет сделать вывод о том, что на исследуемой территории зафиксировано превышение ПДК по хрому в 5 и по меди в 9 раз. По остальным проанализированным компонентам превышение нормативных показателей не обнаружено, либо превышения незначительны (превышение ПДК по железу и алюминию составило 1,14 и 1,32, соответственно). Результаты геохимической снеговой съемки не позволяют однозначно утверждать, что превышение нормативов происходит вследствие деятельности только ферросплавного завода. Повышенные концентрации меди свидетельствуют о том, что антропогенную нагрузку на атмосферный воздух оказывают предприятия в комплексе. Однако результаты проведенного экспериментального исследования содержания загрязняющих веществ в снеговом покрове демонстрируют наличие очагов повышенного содержания хрома, марганца и железа, имеющих схожую структуру распространения. А хром, как специфический элемент ферросплавного производства, приурочен непосредственно к объекту исследования.
Список использованной литературы:
1. Павленко И.А., Батоян В.В., Кучумова Н.А. Выявление зон промышленного загрязнения по исследованию снежного покрова // Техногенные потоки вещества в ландшафтах и состояние экосистем/ Под ред. М.А.Глазовской. М., 1981.
2. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985.
3. Об утверждении нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного назначения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного назначения: Приказ Федерального агентства по рыболовству от 18.01.2010 № 10.
© Д.С.Петров, Е.А.Богатырёва, 2015
УДК 504.05
Д.С.Петров
к.т.н., доцент, Горный факультет Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»
г. Санкт-Петербург, РФ
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОДХОДОВ К ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ И ИЗМЕНЕНИЙ СРЕДЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОИНДИКАЦИИ
Аннотация
Рассмотрены подходы к оценке состояния и изменений окружающей среды с использованием биотических и абиотических характеристик экосистемы. Проведен сравнительный анализ методов экологической диагностики.
Ключевые слова
Оценка состояния окружающей среды, биоиндикация.
Методы биоиндикации в настоящее время завоевывают всё более широкое признание, что обусловлено двумя основными причинами.
