CC BY
98
АСТРАХАНСКИЙ ВЕСТНИК ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ
№ 1 (27) 2014. с.111-114.
УДК 556.124: 574 (470.324-25)
ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА Г.ВОРОНЕЖА ПО СОСТОЯНИЮ СНЕЖНОГО ПОКРОВА
Татьяна Ивановна Прожорина, Надежда Ивановна Якунина Воронежский государственный университет coriandre@rambler.ru
геохимия снежного покрова, коэффициенты концентрации, поллютанты, качество атмосферного воздуха г. Воронежа.
Снежный покров обладает высокой сорбционной способностью и представляет собой информативный объект при выявлении техногенного загрязнения городской среды. В работе приведены результаты исследования химического состава снега, выпавшего в г. Воронеже за зимний период 2012-2013 гг. Анализируются связи между наличием поллютантов в снеге и уровнем техногенного воздействия. Выявлены корреляционные зависимости между загрязнением снежного покрова и качеством атмосферного воздуха.
AASSESSMENT OF POLLUTION OF ATMOSPHERIC AIR OF THE CITY OF VORONEZH
ON A CONDITION OF SNOW COVER
Tatiana Ivanovna Prozhorina, Nadezhda Ivanovna Yakunina Voronezh State University coriandre@rambler.ru
geochemistry of snow cover, concentration coefficients, pollutant, condition of atmospheric air of Voronezh.
Snow cover possesses high sorption ability and represents informative object at identification of technogenic pollution of an urban environment. Results of research of a chemical composition of the snow which has dropped out in Voronezh for the winter period of 2012-2013 are given in work. Communications between existence of pollutant in snow and level of technogenic influence are analyzed. Correlation dependences between pollution of snow cover and a condition of atmospheric air are revealed.
Снежный покров является наиболее информативным показателем сезонного техногенного загрязнения территории. Благодаря высокой сорбционной способности снега концентрация загрязняющих веществ в нём обычно на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Путем анализа всего снега, выпавшего в течение холодного времени, можно получить полную информацию о рассеивании вредных веществ в пространстве, обозначить источники загрязнения и зоны их влияния.
Цель исследования - анализ химического состава снежного покрова в различных районах г. Воронежа и оценка загрязнения атмосферного воздуха по его состоянию.
Для отбора снежных проб были выбраны 27 точек с различной степенью техногенного воздействия: 7 точек в жилой зоне, 6 - в промышленной зоне, 8 - в транспортной зоне, 5 - в зоне рекреации и 1 фоновая точка за д. Медовка Рамонского района в 20 км от города (таблица 1). Отбор проб производился в феврале 2013 г. в соответствии с действующими нормативными и методическими документами (РД 52.04.186 -89).
Точки отбора снежных проб
№ точки отбора пробы Местоположение Функциональная зона
1 ул. Ростовская, 50/4 жилая
2 ул. Лебедева, 2а промышленная
3 ул. Полины Осипенко,6 (парк Авиастроителей) рекреационная
4 ул. Ленинградская, 98а жилая
5 ул. Димитрова - ул. Волгоградская транспортная
6 больница Электроника (лес) рекреационная
7 ул. Богдана Хмельницкого, 35 промышленная
8 Ленинский проспект, 149 транспортная
9 ул. Ломоносова, 1 жилая
10 ул. Ломоносова, 114 (лес) рекреационная
11 ул. Вл. Невского, 53 жилая
12 Московский проспект - ул. Хользунова транспортная
13 ул. Лидии Рябцевой, 42 промышленная
14 ул. 3 Интернационала, 4 жилая
15 ул. Степана Разина - Манежная транспортная
16 ул. Володарского, 60 жилая
17 наб. Буденного (у речного рынка) рекреационная
18 ул.20-летия Октября, 94 транспортная
19 ул. Пирогова, 79 промышленная
20 ул. Депутатская, 12 жилая
21 ул. Матросова, 6 транспортная
22 ул. Южно-Моравская, 3 (парк Танаис) рекреационная
23 ул. Холмистая, 41 промышленная
24 ул. 9 Января - ул. Антонова-Овсеенко транспортная
25 ул. Хользунова, 102 транспортная
26 Ясный проезд, 13 промышленная
27 д. Медовка фон
Отобранные пробы снега растапливались при комнатной температуре, талую воду фильтровали. По осадку, полученному на фильтре, определяли количество взвешенных частиц в отобранной пробе, а в фильтрате определяли следующие показатели: титриметрическим -Ca2+, О" , общую жесткость, SO42", HCO3"; расчетным - Mg2+; потенциометрическим - рН; кондуктометрическим - минерализацию [2].
Исследования химического состава проб снега проводились в учебной эколого -аналитической лаборатории факультета географии, геоэкологии и туризма Воронежского государственного университета.
Для более объективной характеристики геохимической индикации загрязнения снежного покрова были рассчитаны коэффициенты концентрации химических элементов (Кс) по формуле: Кс = С/Сф, где С - содержание элемента в исследуемом объекте, Сф - среднее фоновое содержание элемента [1].
Было выявлено, что наибольшее количество взвешенных веществ наблюдается в снежных пробах, отобранных в транспортной зоне с высокой интенсивностью движения (точки 8, 15 и 24). Поступление больших количеств пыли в окружающую среду приводит к техногенной трансформации химического состава снега. В частности, наблюдаются слабощелочная реакция снеговых вод (pH до 8,21) и увеличение содержания Са2+, Mg2+, НС03- за счет растворения техногенных карбонатов, содержащихся в пыли. Также повышенные концентрации взвешенных веществ отмечаются в промышленной зоне (точки 2, 7, 19 и 26), что видно на рисунке 1. Это свидетельствует о том, что запыленность воздуха в данных районах увеличена в 5 - 10 раз по сравнению с фоном, что ведет к возрастанию роли взвешенных частиц как носителей химических элементов.
Наиболее низкие значения pH талой воды отмечаются в районе ТЭЦ-1, точка 2 (рН=5,64). Кислые осадки в данной зоне объясняются активными выбросами оксидов серы и азота, которые, соединяясь с атмосферной влагой, превращаются в соответствующие кислоты. Это
также подтверждается повышенным содержанием в снеге данной зоны сульфатов (83 мг/л), нитратов (4,27 мг/л), нитритов (0,10 мг/л) и иона аммония (0,70 мг/л).
Рисунок 1. Содержание взвешенных веществ в пробах снега
Величина минерализации талой воды изменяется от 54,5 до 171,2 мг/л (рисунок 2). Минимальные значения отмечаются в парке Авиастроителей (60,8мг/л), в парке Танаис (64,8 мг/л), на территории старой жилой застройки по ул. Володарского (64,9 мг/л). Максимальные величины минерализации наблюдаются в промышленных зонах (точки № 2 и 7 на левом берегу, точки 13, 23 и 26 на правом берегу) и в районах, испытывающих активную транспортную нагрузку (точки 4, 8, 9, 10, 14, 15, 18, 21, 24,25). При этом к этим районам относятся не только транспортные зоны, но и жилые зоны, в частности район Березовой рощи и Агроуниверситета (точки 9 и 10) и жилая зона в центре города, примыкающая к ул. Плехановской (точка 14). Таким образом, степень минерализации снеговых вод достоверно характеризует интенсивность техногенного воздействия на городскую среду.
Рисунок 2. Степень минерализации проб снега
Об антропогенном загрязнении атмосферы также свидетельствует увеличение концентрации Са2+ и М^2+ в атмосферных осадках. Максимальные значения общей жесткости талой воды, характеризующей количество Са2+ и М^2+, зафиксированы в районе окружной дороги (точка 24, Кс=5,75), на Ленинском проспекте (точка 8, Кс=4,88) и ул. Хользунова (точка 25, Кс=4,88). Также высокие значения жесткости наблюдаются в промышленной зоне, прежде всего в районе ТЭЦ-1 (точка 2, Кс=4,38), по ул. Б. Хмельницкого (точка 7, Кс=3,88), Ясному проезду (точка 26, Кс=3,38) и ул. Лидии Рябцевой (точка 13, Кс=3,13).
Содержание хлоридов в снеге напрямую связано с интенсивностью применения антигололедных средств для дорожных покрытий в зимний период. В г. Воронеже для этих целей используется песчано-соляная смесь, содержащая катионы щелочных и щелочноземельных металлов и анионы соляной кислоты. Содержание С1- в районе окружной дороги (точка 24) в 4,5 раза превышает фоновое значение, по ул. Матросова (точка 21) и ул. Степана Разина (точка 15) - в 4 раза, по ул. Хользунова (точка 25) и на Ленинском проспекте
(точка 8) - в 3,5 раза. Однако в районе других улиц (Волгоградской, Ломоносова) содержание С1- ненамного превышает фоновые показатели, что связано с менее интенсивной обработкой проезжей части.
Содержание SО42- в талой воде большинства промышленных и транспортных зон превышает фоновые показатели более чем в 2 раза. Это можно объяснить загрязненностью воздуха диоксидом серы. Максимальные значения концентрации SО4 - отмечаются в районе ТЭЦ-1 (Кс=2,3), заводов по ул. Б. Хмельницкого (Кс=3,1) и Ясному проезду (Кс=3,1), вдоль автодорог по улицам Матросова (Кс=3,3) и С. Разина (Кс=3,2).
Наличие К03", К02", КН4+ в талой воде в зимний период обусловлено только антропогенными воздействиями: выбросами от промышленных предприятий и автотранспорта (оксиды азота). Наиболее высокие значения азотсодержащих соединений наблюдаются в промышленной зоне (точка 13) и зоне окружной дороги (точка 24), а минимальные значения - в районе больницы Электроника (точка 6), в жилой зоне по ул. Ростовской (точка 1) и ул. Володарского (точка 16), а также в парках (точки 3 и 22).
Таким образом, результаты мониторинга химического состава талой воды указывают на повышенный техногенный уровень загрязнения снежного покрова во всех исследуемых зонах г. Воронежа. Наиболее загрязненными районами города являются промышленные зоны (точки 2,7,13,23,26) и примагистральные территории (15,18,21,24). Несколько меньшее "техногенное давление" испытывают жилые зоны. Наиболее чистыми районами города являются рекреационные зоны (точки 3 и 22).
Основными источниками загрязнения городского ландшафта г. Воронежа являются автотранспорт и промышленные предприятия. При этом все крупные городские автодороги следует рассматривать в качестве самостоятельных источников загрязнения, оказывающих существенное влияние на изменение реакции среды и химического состава снежного покрова как индикатора загрязнения атмосферного воздуха. Для улучшения состояния атмосферного воздуха в черте города необходимо снижать «антропогенный пресс» на среду путем проведения архитектурно-планировочных (в частности озеленение), технологических и санитарно -технических (установка эффективного газоочистного оборудования) мероприятий, а также снижая транспортную нагрузку (электротранспорт).
Литература
1. Касимов Н. С. Экогеохимия городских ландшафтов / Н. С. Касимов. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1995. - 336
с.
2. Эколого-аналитические методы исследования окружающей среды: учеб. пособие / Т.И. Прожорина, Н.В. Каверина, А.Н. Никольская и др. - Воронеж: Изд-во «Истоки», 2010. - 304 с.
