CC BY
29
Науковий вкпик НЛТУ Украши. - 2013. - Вип. 23.12
Гибчиньска М, Юргель-Малэцка Г., Башуцкая У.Б. Оценка возможности использования золы из биомассы для удобрения и нейтрализации почв
Удобрение почв летучей золой улучшает их физические свойства за счет увеличения емкости сорбционного комплекса, а также параметры поглощения воды, уменьшает густоту и алкализирует кислые почвы. Зола содержит необходимые для жизни растений компоненты, в частности магний, калий и микроэлементы. Фактором, осложняющим использование золы в сельскохозяйственных целях, является дифференциация химического состава, что связано с различными свойствами сжигаемого материала. Это затрудняет создание продукта постоянного качества. Данная проблема может быть разрешена путем стабилизации, частичной гидратации, смешивания с другими материалами, например отстаиванием сточных вод, а также грануляции.
Ключевые слова: зола из биомассы, макроэлементы, микроэлементы, нейтрализация почв.
УДК 630*182.59 Асист. 1.О. Дуда; доц. А.К. Школьний, канд. фЬ.-мат, наук -
ПВНЗ "Галицька академш ", м. 1вано-Франшвськ
ВПЛИВ АТМОСФЕРНИХ ОПАД1В НА ПРОЦЕСИ САМООЧИЩЕННЯ В ПОВ1ТР1 1ВАНО-ФРАНК1ВСЬКО1 ОБЛАСТ1
Шдвищена кщьюсть полютанпв i газових домшок у повiтрi призводить до заб-руднення атмосферних опадiв. На аерозольних частинках сорбуються штрати i сульфа-ти, що утворюються внаслщок нейтралiзацil азотно! та срчано! кислот. Зроблений ана-лiз опадiв на територи 1вано-Франювсько! областi у 2011-2013 рр. та проведений аналiз самоочисно! здатностi атмосфери свiдчить про змшу процесш нагромадження шюдли-вих домшок у повiтрi процесами розсшвання та самоочищення.
Ключовi слова: атмосфера, забруднення, опади, процеси самоочищення, Бур-штинська ТЕС, карпатськi лiси.
Подальший розвиток на Прикарпатп екологiчно-небезпечних видш про-мисловостi i насичення автомобiльним транспортом призводять до забруднення атмосфери. Негативна дiя цих джерел посилюеться насамперед через штенсив-ну експлуатащю основних виробничих фондав i ресурсiв, що значно вичерпали свiй потенцiал, недосконалкть технологiчних процесш та низьку яккть до-рожнього покриття. Техногенне забруднення навколишнього середовища При-карпаття у 2012-2013 рр. обумовлено наявнктю рiзних джерел емiсiй полютан-тiв (Бурштинська ТЕС, ПАТ "Нафтохiмiк Прикарпаття", ПАТ "1вано-Фран-кiвський цементний завод", нафто-хiмiчна промисловiсть, розгалужена тран-спортна система). Шдвищена кшьккть аерозольних часток i газових домiшок у повiтрi призводить до забруднення атмосферних опадiв. Опади, водночас, заб-руднюють такi компоненти ландшафту, як грунт, поверхневi водойми та лiси.
Найбшьшим забруднювачем атмосферного пов^я на 1вано-Франтвщи-нi е Бурштинська ТЕС. Це один з найбшьших забруднювачш довкiлля Кар-патського регюну. Викиди електростанцií сягають 88,5 % вщ загально! юлькос-■п викидiв стацiонарних джерел Iвано-Франкiвськоí области За 2011 рiк Бур-штинською ТЕС в атмосферу викинуто 372,63 тис. т забруднювальних речовин [1]. Очищення димових газiв вiд золи здшснюеться в електрофшьтрах з проек-тним показником ефективностi очищення 90 %. Через фiзичну та моральну зас-тарiлiсть електрофiльтрiв !х ефектившсть становить 70-90 %. Оксид азоту та срки викидаються без очищення.
Димовi труби Бурштинсько1 ТЕС мають значну висоту (дв труби висо-тою до 250 м i одна - 180 м). Розсдавання викидiв штдливих речовин через ви-сотнi труби здшснюються на територií не тальки 1вано-Франтвсько1, а i Львiвськоí та Тернотльсько1 областей. За певних погодних умов при ^ер-сiйних процесах до 20 % викиди розсдаються над Карпатами.
У процесi згоряння палива в енергетичних установках БУТЕС утворю-ються частинки розмiром 0,1-1 мкм за рахунок випаровування при нагршанш з подальшо! конденсацieю, менше 0,1 мкм, як результат хгшчних реакцiй, та 1 мкм i бшьше (частинки золи) - мехашчних процесш. Аерозольнi частинки несприятливо впливають на здоров'я населения, iнтенсифiкують хiмiчнi реакцií в атмосферi, знижують ii прозорiсть, збiльшують вiрогiднiсть опадiв, туманiв, хмар, зменшують потiк сонячно1 радааци, що обумовлюе змiну температури атмосферного повiтря та росту зелених насаджень.
До складу частинок входять елементарний вуглець (у виглядi сажi або графiту), а також вуглеводш (у процесi згоряння палива та кисневмкних орга-нiчних сполук) - продукти фотоокислення летючих органiчних сполук за участа оксидш азоту, олефши з числом атомш вуглецю бшьше 7, цикло-олефiни. На аерозольних частинках сорбуються нiтрати i сульфати, що утворюються внасль док нейтралiзацii азотно! та арчата* кислот пiд дiею амiаку або карбонатного пилу. Газоподiбнi забруднення не пiдпадають пiд дда сили тяжiния, рух же твердих частинок залежить вiд дц як маси, так i середовища - нот, пов'язаного з перемщенням пов^яних мас. Дiя сили тяжiния на розсдавання частинок по-лягае в тому, що осьова лшя викиду з перенесенням забруднення вiтром ввдхи-ляеться вниз. Осадження атмосферних домшок призводить до накопичення !х у Грунта, шдвищення рiвия забруднення джерел водопостачання, погiршения са-нiтарно-побутових умов проживання населення та зниження рекреацшно!' цш-ностi та еколопчно1 чистоти Карпатських лiсiв.
Дослiджуючи комплексний вплив лiсiв на екологiчний стан регюну, проведено визначення ролi лiсiв у процесах самоочищення природного середовища, врахувавши роль опадiв у процесах перерозподалу забруднюючих речовин у атмосфер^ грунта, водi та рослинноста.
Карпатськi лiси мають багатий видовий склад. Вони включають 20 ко-рiнних i 10 введених порiд. Основними лiсоутворювальними породами е бук, ялина, смерека, граб, дуб [2]. Як домшки поширенi явiр, ясен, клен гостролис-тий, липа, шьм, осика, береза, черешня та ш. Переважають листянi насаджен-ня - 52,8 % ввд уае1 покрито! лiсом площi. Але господаркою карпатських лiсiв е ялина, яка на висота 1080-1120 м починае ввдгравати значну роль, а з висоти 1225 м переважае над уама деревними породами. Для нижнього ярусу пр найбiльш характерний бук. У районах, де бувае менше 550 мм опадав, вш, заз-вичай, не росте, тому в передпр'ях серйозним суперником бука е граб. Бук го-ловним чином росте тут на схилах зах1дно1 експозицл. З ршнин бук мiгруе в гори, вслвд за рясними опадами. Там вiн пануе у смузi вiд 500 до 1150 м. Окремi дерева пiднiмаються до 1320 м. У бучинах i ялинниках до основних ценозоут-ворювальних порiд домiшуеться смерека бша. Чагарники, трави i мохи форму-ють нижнi яруси карпатських лiсiв.
Науковий вкпик II.ЛТ У Украши. - 2013. - Вип. 23.12
Станом на 1.01.2009 року [3], загальний обсяг фггомаси в лiсах Кар-патського нащонального природного парку становив близько 8 млн т. У загаль-нiй структурi фiтомаси понад 98 % 11 обсяпв зосередженi у ялинових (78,0 %), букових (15,6 %) та ялицевих (4,6 %) деревостанах (табл. 1).
Табл. 1. Розподт обсягiв фШомаси лiсiв Карпатського НПП у межах головних лкотворних nорiд i компонентiв [3]
Видова назва Фиомаса, тис.т
стовбур гшки хвоя (листя) пт та кореш шдшметова рослиншсть Разом
Сосна звичайна 42,3 6,5 4,3 15,9 1,1 70,1
Сосна прська 18,9 2,6 1,5 2,4 0,9 26,3
Ялина европейська 4127,5 519,7 328,9 1247,1 43,5 6266,7
Ялиця бiла 254,5 27,9 18,2 70,2 2,1 372,9
Бук лiсовий 718,5 386,0 11,6 116,7 22,4 1255,2
Вiльха клейка 9,0 2,9 3,1 3,8 0,8 19,6
Береза повисла 16,9 1,8 0,5 3,9 0,6 23,7
Iншi 2,5 0,5 0,1 0,7 0,1 3,9
Всього 5190,1 947,9 368,2 1460,7 71,5 8038,4
Оскшьки одшею з важливих еколопчних особливостей лкш е здатнiсть запобiгати забрудненню навколишнього природного середовища, розглянемо 1х роль у процесах очищення атмосфери, визначивши ступiнь осадження забруд-нювальних речовин на компонентах фггомаси рiзних видiв дерев.
Зеленi насадження виконують роль своерiдних "фiльтрiв" атмосферних домiшок. Рослини очищають повiтря вiд пилу. П1д кронами дерев на поверхнi Грунту освдае в 5-10 разiв бшьше пилу, нiж на вiдкритiй мкцевостг Наприклад, сосновi деревостани здатнi затримувати на 1 га до 36 т пилу. Навиь взимку дерева мають пилозахиснi значения. За осшньо-зимовий перiод середня концен-тращя пилу в повiтрi пiд деревами знижуеться до 37 %, влигсу - до 42 %. Здат-нiсть рiзних вид1в рослин затримувати пил зумовлена будовою 1х листових пластинок. Найбшьш ефективнi в цьому планi чагарники з клейким шорсткими листям. Так, в'яз затримуе пилу в 6 разiв бiльше, шж тополя, а 1 га березових насаджень - 1100-2300 кг за вегетацшний перiод. Встановлено, що найкращу " фiльтруючу здатнiсть" мають в'яз, клен, бузок. Пил, що осщае на поверхш рослин, мктить велику кiлькiсть частинок важких метатв. Тому дерева i чагарник сприяють зниженню забруднення атмосферного повiтря важкими металами, акумулюючи 1х у сво!х органах (листках, кореневiй системi).
Зелеш насадження також поглинають i нейтратзують токсичнi гази. Фi-тонциди, що видшяються в навколишне середовище рослинами, можуть брати в облогу, окисляти i нейтралiзувати летючi речовини. Фионциди чагарникових насаджень, що мiстять лшалшацетат, знижують коицентрацiю оксиду вуглецю на 10-30 %, сiрки дiоксиду - на 50-74 %, азоту оксидiв - на 15-35 %. Найефек-тивнiше поглинають i нейтралiзують гази таю породи зелених насаджень: клен ясенелистий, клен гостролистий, липа дрiбнолиста, ялина, береза повисла, граб звичайний, явiр. Активиiсть зелених насаджень змшюеться протягом року. По-чинаючи з жовтня листянi дерева не впливають на змiст атмосферних забруд-нень, а хвойнi породи дерев i чагарник1в у цей перiод виявляють активнiсть. Та-
ким чином, у складi зелених насаджень необхiдно передбачати i хвойнi породи дерев i чагарники.
Хiмiчнi речовини, що потрапляють з атмосфери в тканини рослин, лока-лiзуються в хлоропластах - органелах, якi мiстять фотосинтетичш пiгменти рослин, тобто хлорофiл i каротино'ди. Хлоропласти i вiдновлюють кофактор, що утворюеться пiд час фотохiмiчних реакцiй фотосинтезу, окислюють i нейтр^зують атмосфернi забруднення. Метаболiзаторами оксиду вуглецю та ЫОх е тис япдний, граб звичайний, самшит вiчнозелений, кизил криваво-черво-ний, клен, а також липа, дуб кам'яний, горобина звичайна, черемха звичайна, сосна Веймутова, вшьха чорна i сiра, жовта акаця, бузина. Максимальна кшь-кiсть свинцю концентрують листя кiнського каштана звичайного: 1 кг сухо!' речовини листя за добу затримуе 1 -3 мг свинцю. 1х можна рекомендувати для озеленения примапстрально! територiй. Концентрацiя атмосферних забруднень знижуеться в мiру збшьшення ширини i щiльностi смуги зелених насаджень. Рiзнi речовини вимиваються з атмосфери шд час випадання опадiв у виглядi кислотних дощiв.
Для умов Карпат питання перехоплення опадiв наметом прських лiсiв розглянуто в роботах В С. Олшника [4]. Вони свiдчать, що протягом року найбiльша кiлькiсть атмосферно! вологи в Карпатах затримуеться наметом ялинкових (до 36-44 %), дещо менша - буково-шпiлькових деревостанiв (2533 %) i найменша - букових насаджень (17-25 %). Кронами букових i ялинових деревосташв затримуеться близько 24 % атмосферних опадав, а до грунту пот-рапляе 76 %. Отже, частина забруднювальних речовин з атмосфери оса-джуеться саме в такому сшвввдношенш на рослинах та в грунтах.
Однак це тшьки загальш риси перерозподшу опадiв, оскiльки на цi по-казники впливають не тiльки лкоутворювальш породи, але й гiдроклiматичнi умови, зокрема режим i величина опадiв (табл. 2).
Табл. 2. Характеристика опаЫв на територп 1вано-Франк1всько1 областi
у 2011-2013 рр. [5]_
Роки
& сч и § 2011 2012 2013
на високопр'! на рiвнинi на високопр'! на рiвнинi на високопр'! на рiвнинi
% до факт, % до факт, % до факт, % до факт, % до факт, % до факт,
норми мм норми мм норми мм норми мм норми мм норми мм
1 28 93 32 56 43 143 74 129 36 120 62 109
2 27 87 30 47 32 103 73 116 38 122 90 142
3 21 57 32 32 23 62 38 38 169 456 228 230
4 46 89 78 76 66 122 104 101 73 135 96 94
5 63 65 124 95 84 86 122 93 52 53 98 75
6 133 136 223 121 92 94 97 52 59* 52 92* 55
7 85 82 119 67 107 91 58 36 - - - -
8 68 78 133 107 138 158 72 58 - - - -
9 21 39 56 53 57 107 64 61 - - - -
10 23 54 64 94 37 86 43 63 - - - -
11 5 12 5 6 33 82 74 92 - - - -
12 13 32 129 174 42 102 55 74 - - - -
* - даш станом на 17.06.13 року
Шукрвий вкник НЛТУ Укр^ши. - 2G13. - Вип. 23.12
Як видно з табл. 2, у 2011 р. кшьккть опадав близька до встановлено!' норми для рiвнин i високопр'я. Рiк xaрaктеризyвaвся сyxою осшню i малосшж-ною зимою, проте в червнi випало опадав бшьше мiсячноï норми (136 % та 121 % вiдповiдно). 2012 р. xaрaктеризyвaвся нaдмiрною кiлькiстю опaдiв на рш-ниннiй територiï облaстi у ачш, квiтиi, серпнi (143 %-158 %). Проте у високо-гiр'ï випало iстотно менше норми опадш у березнi та липнi (3S % та 36 % вщпо-вщно). 2013 р. був повнктю аномальний за кiлькiстю опадш та попршенням метеорологiчниx умов (сильнi сшгопади, пориви вiтрy до 17-22 м/с, xyртовини, налипання мокрого снiгy, снiговi замети) у перiод 14-16 березня та 22-24 берез-ня. У березш на ршниш опадш випало 456 %, а на високогiр'ï - 230 % вiд мкяч-ноï норми. У червнi, порiвняно з травнем, aктивiзyвaлaся грозова д1яльнкть, чaстiше спостерiгaються град, шквали.
Кшьккть опадш прямо впливае на женсивнкть самоочищення повiтря, оскiльки в основi самоочищення атмосфери лежать фiзичнi та фiзико-xiмiчнi процеси (адгез1я, адсорбцк, абсорбщя, окислювaльно-вiдновнi xiмiчнi реакцп), якi обумовлюють седиментащю, вимивання атмосфернж домiшок.
Потенщал самоочищення значною мiрою залежить вщ швидкостi i xaрaк-теру xiмiчниx перетворень у природниx лaндшaфтax. Багато авторш виртальне значення надають живим оргашзмам. Нaйбiльшy здaтнiсть до самоочищення ма-ють ландшафти з високою штенсивнктю крyгообiгy речовин i переважанням розсiючиx потокiв. Менше самоочищення вщбуваеться там, де природнi процеси повшьш або переважають процеси акумуляцц та накопичення речовин.
Самоочисна здатнкть атмосфери визначаеться за метеорологiчним потенциалом забруднення атмосфери, який встановлюеться на основi aнaлiзy пов-торювання метеорологiчниx xaрaктеристик: приземниx iиверсiй, штилiв, тума-нiв, опaдiв, швидкостi в^у тощо. Фaxiвцi гiдрометеослyжби запропонували розрaxовyвaти метеорологiчний коефiцieнт (КМ), який xaрaктеризye перева-жання тиx чи шшж процесш (накопичення або розсдавання) протягом року на певнiй територiï i визначаеться за формулою
КМ = (PШ+PT) / (PO+PB), ( 1 )
де повторюванкть дшв (%): PШ - з швидкiстю в^у 0-1 м/с; PT - з туманами; PO - з опадами 0,5 мм i бшьше; PB - зi швидкктю виру 6 м/с i бшьше.
Якщо КМ >1, то переважають процеси, ят сприяють накопиченню штд-ливиx речовин; при КМ <1, навпаки, - самоочищенню атмосфери. Це обумовле-не тим, що кiлькiсть гроз впливае на розкладання в aтмосферi шкiдливиx домь шок; опади i виер сприяють очищенню атмосфери вiд домток i продyктiв розкладання; рослиннкть забезпечуе адсорбуючу i фiтонциднy здатнкть; форми рельефу також впливають на накопичення i розсдавання зaбрyдиювaчiв тощо.
Aнaлiз метеорологiчного потеицiaлy атмосфери за 2011-2012 рр. свдаить про те, що процеси накопичення переважають у прськж рaйонax Карпат, у до-линi рiчки Дшстер, що зумовлене мжроктматичними особливостями територп. На ршниннш мiсцевостi xaрaктернi процеси самоочищення атмосфери [6].
Отже, aномaльнi значення опaдiв на початку 2013 р. на рiвнинниx та ви-сокогiрниx рaйонax Iвaно-Фрaнкiвськоï облaстi змшюють xaрaктернi процеси
2. Екoлoгiя дoвкiлля
125
накопичення штдаивих речовин вiд антропогенных джерел (Бурштинська ТЕС), сприяючи швидкому самоочищенню атмосфери. Але важливим зали-шаеться питания кшькосп осаджених речовин у шших компонентах ландшафту i здатнiсть 1х до самоочищення (рослини, грунт, гiдросфера).
Лiтература
1. Державне управлшня охорони навколишнього природного середовища в 1вано-Фран-кхвськш области, 1вано-Франшвська область, Еколопчний паспорт регюну, 2011. - 236 с.
2. Воропай Л.1. Украшсью Карпати : ф1зико-географ. нарис / Л.1. Воропай, М.О. Куниця. -К. : Вид-во "Радянська шк.", 1966. - 167 с.
3. База даних "Люовий фонд Украши" ВО "Укрдержлюпроект", станом на 1.01.2009.
4. Олшник В.С. Перерозподш атмосферних опад1в наметом прських л1ив Карпат / В.С. Олшник // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Львш : РВВ НЛТУ Украши. - 2008. - Вип. 18.6. - С. 123-129.
5. ДСНС Украши в 1вано-Франювськш области Довщка про основш надзвичайш ситуацл (поди) техногенного, природного та шшого характеру на територи 1вано-Франювсько1 области Офщшний веб-портал. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.if.mns.gov.ua
6. "Украхна. Стшюсть природного середовища". [Електронний ресурс]. - Доступний з http://only-maps.ru/ekologicheskie-karty/stijkist-prirodnogo-seredovishha.html
Дуда И.О., Школьный А.К. Влияние атмосферных осадков на процессы самоочистки в воздухе Ивано-Франковской области
Повышенное количество поллютантов и газовых примесей в воздухе приводит к загрязнению атмосферных осадков. На аэрозольных частицах сорбируются нитраты и сульфаты, которые образуются в результате нейтрализации азотной и серной кислот. Сделанный анализ осадков на территории Ивано-Франковской области в 2011-2013 гг. и проведенный анализ самоочищающейся способности атмосферы свидетельствует об изменении процессов накопления вредных примесей в воздухе процессами рассеивания и самоочистки.
Ключевые слова: атмосфера, загрязнение, осадки, процессы самоочистки, Бур-штынская ТЭС, карпатские леса.
Duda I.O., Shkolnyy A.K. Precipitation influence on self-purification processes in the air of Ivano-Frankivsk region
Increased amount of pollutants and toxic gases in the air leads to polluted precipitation. Aerosol particles absorb nitrates and sulphates produced as a result of nitric and sulfurid acid neutralization. Analyses of precipitation on the territory of Ivano-Frankivsk region in 20112013 and atmospheric self-purification ability have been carried out. The results of the analyses revealed substitution of harmful particles accumulation processes by dispersion and self-purification.
Keywords: atmosphere, pollution, precipitation, self-purification processes, Burshtyn thermal power plant, Carpathian woods.
УДК 628.517.2+699.844 Доц. С. В. Зубик, канд. техн. наук -
Утверситет права iM. Короля Данила Галицького
ТРАНСПОРТНИЙ ШУМ М1СТА I ШЛЯХИ ЙОГО ЗНИЖЕННЯ
Розглянуто транспортний MicbK™ шум, його вплив на мешканщв MicTa i жителiв багатоповерхових будингав. Встановлено, що основним джерелом забруднення у MicTax е автомобшьний транспорт. Автомобшь е рухомим джерелом забруднення, який часто трапляеться у житлових мшрорайонах i мюцях вщпочинку. Вивчено характер ди мicь-кого шуму на оргашзм людини. Проведено розрахунок можливого зниження шуму при штенсивност руху.
