CC BY
33DOI: 10.24411/9999-010A-2019-10049
И.А. ИСКИНОВА, М.С. ГЕРАСИМОВА,
Н.А. КОБЕЛЕВА, Т.В. ИЗВЕКОВА, А.А. ГУЩИН
Ивановский государственный химико-технологический университет, г. Иваново, Россия
ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ СНЕЖНОГО ПОКРОВА В ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЕ И ВОДЫ В Р. УВОДЬ НА ТЕРРИТОРИИ Г. ИВАНОВО
В последние десятилетия наблюдается рост поступление в окружающую среду различных загрязняющих веществ, которые представляют серьезную угрозу для среды обитания человека и его здоровья.
Одними из наиболее токсичных загрязняющих веществ являются полициклические ароматические углеводороды (ПАУ). Данные вещества представляют все больший интерес, так как они обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, а также устойчивостью и способностью накапливаться в воде, почве и воздухе.
Одним из наиболее характерных представителей ПАУ является бенз(а)пирен. Бенз(а)пирен - вещество 1 класса опасности, обладающее высокой токсичностью и ярко выраженными канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами (Воробьева, Прохорова, 2017). Поступая в организм человека даже в малых дозах, БП способен вызывать злокачественные опухоли (Перечень веществ..., 1999). Он обладает устойчивостью и способностью накапливаться в воде, почве и воздухе, а также является индикатором на присутствие в окружающей среде других полициклических углеводородов (Ровинский и др., 1988).
Исследование содержания ПАУ в объектах окружающей среды осуществлялось в 2017-2018 г. на территории города Иваново. Объектом исследования были снежный покров прибрежно-защитной полосе р. Уводь и вода из неё. В качестве контрольных участков были выбраны мосты вдоль реки. Для оценки уровня фонового загрязнения были отобраны образцы вне сферы локального антропогенного воздействия. Достоинства мониторинга снежного покрова состоят в следующем:
1) будучи относительно устойчивой механической системой, снег одновременно не является активным ни в химическом, ни в биологическом отношении, как, например, почва. В нем практически не происходит химических трансформаций веществ и, поэтому, снег может рассматриваться индикатором предшествовавшего загрязнения атмосферы и будущего загрязнения почвы и водной среды;
2) снежный покров естественным способом обеспечивает концентрирование примесей по сравнению с воздушной средой, что упрощает последующую задачу анализа загрязняющих веществ;
3) отбор проб снега достаточно прост и не требует сложного оборудования по сравнению с отбором проб воздуха.
Отбор проб на рассматриваемых участках осуществляли в соответствии с требованиями (РД. 52.04.186 - 89, 1991). Пробы снега отбирали в марте (т.е. в то время, когда установился устойчивый снежный покров). Всего было отобрано 12 проб снега. Пробы воды отбирали в апреле 2018 г. (т.е. в период таяния льда). Всего было отобрано 16 проб воды.
Анализ проб проводили согласно (ФР 1.31.2001, 2001) Пробы снега растапливали,
© 2019 Искитинова Ирина Андриановна, [email protected]; Герасимова Мария С., [email protected]; Кобелева Наталья Александровна, [email protected]; Извекова Татьяна Валерьевна, [email protected]; Гущин Андрей Андреевич, [email protected]
талую воду фильтровали и экстрагировали в ультразвуковой ванне при комнатной температуре н-гексаном с высушенного фильтра, полученный экстракт выпаривали и сухой остаток растворяли в ацетонитриле. Полученные растворы анализировали методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ) с использованием анализатора жидкости ФЛЮОРАТ-02М в качестве флуориметрического детектора с колонкой и предколонкой, заполненной обращенно-фазовым сорбентом «Kromasil C18». Детектирование оптического сигнала проводили в интервале длин волн возбуждения 270-360 нм и регистрации 390-450 нм, обеспечивающих максимальную чувствительность и селективность. Относительная погрешность составляет ± 10% при доверительной вероятности 0,95 во всем диапазоне измеряемых концентраций. Случайная составляющая погрешности не превышает ± 6,0% (СКО < 3,0%) (ПНД Ф 14.1:2:4.186-02, 2010).
Результаты контроля уровня загрязнения снежного покрова БП приведены в табл. 1. Уровень загрязнения БП снежного покрова превышает фоновые значение во всех отобранных пробах в среднем в 3 раза.
Об уровне загрязнения воздуха и снежного покрова, помимо самих концентраций загрязняющих веществ, можно судить по такому показателю как плотность выпадения, то есть количеству загрязнителя на единицы площади. Плотность выпадения (Р) определяется по формуле:
Р = Н ■ С ■ к, мг/м2,
где, С - концентрация загрязняющего вещества в пробе снега, мг/м3; Н - количество осадков, выпавших в течение года (по данным Ивгидромета среднее количество осадков за последние 5 лет составляет 581 мм = 0,581 м); k - доля осадков того или иного вида (0,34 для твердых осадков (снег)).
Плотность выпадения бенз(а)пирена колеблется в пределах от 0,25 до 1,42 мкг/м2. Полученные данные также позволяют утверждать, что наименьшее значение концентрации можно увидеть на Харинке, пробы снега на которой отбирались в роднике под мостом. Максимальное содержание канцерогена наблюдается в районе Шереметьевского проспекта под Соковским мостом, данная улица города с оживленным движением автотранспорта. Это еще раз доказывает, что автотранспорт является основным источником поступления в атмосферу бенз(а)пирена в г. Иваново.
Средняя плотность выпадения составила 0,92 мкг/м2. По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей природной среды в РФ», плотность выпадения по бенз(а)пирену в среднем на европейской территории России составляет 0,52-10-3 мг/м2. Наблюдается превышение среднего уровня загрязнения снежного покрова бенз(а)пиреном во всех отобранных образцах.
Полученные результаты позволили оценить уровень накопления БП в снежном покрове:
C ■V
m = ■
S
где т - скорость накопления, мкг/м2; Сс - концентрация БП в снеге, мкг/л; V - объем талой воды, л; Б - площадь отбора пробы снега, м2.
Расчетные уровни поступления БП приведены в табл. 1. Полученные результаты, представляющие собой скорость накопления БП в снегу за интервал времени равном 5 месяцев, согласуются с полученными 2017 году данными, которые варьируются от 0,02 мкг/м2 до 3,758 мкг/м2.
Анализ воды в р. Уводь на содержание БП проводился с целью установления каналов поступления данного загоняющего вещества в водный объект. Результаты контроля проб воды представлены в табл. 2.
Таблица 1. Уровень загрязнения снежного покрова в прибрежной зоне р. Уводь в г. Иваново
№ Среднее/ медианное содержание, мкг/м3 Содержание БП, мкг/м Плотность выпадения, P, мг/м2 Уровень поступления БП в снежный покров, мкг/м2
1 4,2/3,4 (2,7-12,3)-10-3 (0,5-2,4)-10-3 0,25-1,42
Таблица 2. Уровень загрязнения БП воды р. Уводь в г. Иваново
№ Среднее / медианное содержание, мкг/м3 Содержание БП, нг/л
1 2,3/0,98 0,2-12,8
Результаты контроля содержания БП воде позволила выявить, что наибольше концентрации наблюдаются в местах с наиболее интенсивным движением автотранспорта, что позволяет предположить, что основным источником поступления БП являются процессы сгорания топлива в ДВС автотранспорта, т.е. именно локальные источники ответственны за формирование качества окружающей среды, что подтверждают результаты ранее проведенных исследований по оценке уровня загрязнения почвенного покрова г. Иваново (Машкин и др., 2017).
Список литературы
Воробьева К.Ю., Прохорова Н.В. Бенз(а)пирен и нефтепродукты в почвенном покрове населенных пунктов разного статуса в Самарской области // Изв. Самар. НЦ РАН. 2017. № 2-2. С. 239-243.
ФР. 1.31.2001. Государственная система обеспечения единства измерений. Качество снежного покрова. Поверхностная плотность бенз(а)пирена. Методика выполнения измерений методом ВЭЖХ. Восточно-Сибирский НИИ физико-технических и радиотехнических измерений. Иркутск, 2001.
Машкин Д.В., Извекова Т.В., Гущин А.А., Гриневич В.И. Оценка уровня загрязнения почв г. Иваново тяжелыми металлами и нефтепродуктами // Изв. высш. учебных заведений. Сер. "Химия и химическая технология". 2017. Т. 60, № 5. С. 94-99.
Перечень веществ, продуктов,
производственных процессов, бытовых и
природных факторов, канцерогенных для человека. Гигиенические нормативы. М.: Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 1999. 23 с.
ПНД Ф 14.1:2:4.186-02. Методика выполнения измерений массовой концентрации бензапирена в пробах природных, питьевых (в том числе расфасованных) и сточных вод
флуориметрическим детектированием с использованием жидкостного хроматографа "Люмахром". СПб., 2010.
РД. 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М.: Госкомгидромет, 1991. 693 с.
Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.Д. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л: Гидрометео-издат, 1988. 224 с.
