CC BY
34
Рассмотрены основные источники образования загрязняющих веществ и их химической состав, которые чаще всего выбрасываются в атмосферу при эксплуатации Бо-городчанского линейно-производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ). Определено, что источниками образования загрязняющих веществ являются технологическое и топливное оборудование, которое используется для обеспечения бесперебойной работы компрессорной станции (КС). Основными загрязняющими веществами, которые образуются при работе данного оборудования, есть природный газ и продукты его сгорания. Представлены величины фоновых концентраций загрязняющих веществ и основные методы защиты атмосферы от вредных выбросов: абсорбция; адсорбция; хемосорбция; термическая нейтрализация; каталитическое обезвреживание; химическое обезвреживание и др. Определены основные направления уменьшения влияния КС на окружающую среду.
Ключевые слова: компрессорная станция, загрязняющие вещества, источники образования, фоновая концентрация.
Mykhailiuk Yu.D. Contaminant Generation Sources Characteristic of Bo-horodchany Main Gas Pipelines Line and Staff Manufacturing Department
The article focuses on the basic generation sources of contaminants and their composition which are mostly emitted when Bohorodchany main gas pipelines line and staff department is operating (BGMPLSD). It has been determined that the generation sources of the contaminants are technological and fuel outfitting being used for the ensuring the regular compressor station (CS) functioning. The natural gas and products of combustion are the basic contaminants generated when the given outfitting is operating. It has been given the magnitude of the imissions limit of the contaminants and the main methods of atmosphere protection from harmful emissions: absorption, adsorption; chemisorption; thermal neutralization; catalytic neutralization; chemical neutralization etc. It has been determined the main trends of minimization the compressor station effect on the surroundings.
Key words: compressor station, contaminants, sources of generation; immission limit.
УДК 504.75 1нж. М.М. Паславський; мол. наук. ствроб. М.В. Руда, магктр -
НЛТУ Украти, м. Львiв
ЗАКОНОМ1РНОСТ1 РОЗПОД1ЛУ ЕСЕНЩАЛЬНИХ Х1М1ЧНИХ ЕЛЕМЕНТ1В У МЕЗОЕКОСИСТЕМ1 ДШСТРОВСЬКОГО ПЕРЕДКАРПАТТЯ
Описано розподш есенщальних (Cu, Zn) xiMi4rnx елеменпв та токсиканпв (Pb, Cd) у наземнш фггомаш деревних рослин ялищ бшо! (Abies alba Mill., A. alba), яка е головною породою коршннх деревосташв на теренах Дшстровського Передкарпаття. Роз-раховано варiацiйно-статистичнi показники вмюту мшроелеменпв-бюфшв (Cu, Zn), коефщентн накопичення, кларки концентраций i розиювання мшроелеменпв у наземнш фггомаи для оцшювання бюсферних i стабшзуючих середовище функцш. Доведено виконання генотишчно! програми поглинання хiмiчних елементш рослинами A. alba.
Ключовi слова: мшроелемент, ялиця бша (Abies alba Mill.), кларк розсвдвання, кларк концентраций варiацiйно-статистичнi показники.
Основним джерелом привнесения xiMi4Hnx елементш у ландшафтш ком-плекси та залучення ix у мiграцiйнi потоки е природш процеси - вивiтрювання прських порщ, грунтоутворення [14, 11], значний вплив мають також кшматич-ш та бiотичнi процеси. Важливу роль ввдграе й техногенна дiяльнiсть, що може спричинювати надходження в ландшафти полютантш у кшькостях, токсичних для живих органiзмiв. Особливу увагу за цих умов доцшьно придшяти вивчен-ню забруднення корiнниx деревостанiв. Токсиканти мають високу здатнкть до
бюакумуляцп, токсичнкть i достатню рухливiсть в об'ектах природно-заповщ-ного фонду [8]. Збшьшення концентрацií мiкроелементiв внаслiдок даяльносп людини зумовлюе розбалансованiсть хiмiчного складу лкових бiоценозiв - ос-новно1 умови функцюнування екосистеми. Одне з чшьних мiсць посiдае питания щодо збереження, вiдтворення та примноження бiоpiзноманiття, де хiмiчнi елементи, з одного боку, необхiдиi для рослинних оргашзмш, а з iншого (у p^i piзкого зменшення або збшьшення концентраций - стають негативними екстер-налiями 1хньо1 життедiяльностi. Вступаючи в piзноманiтнi pеакцií, вони дiють як антагошсти (загальна фiзiологiчна дiя двох чи бшьше iонiв металiв менше суми дц кожного окремо взятого), так i синергетики (стльна дiя двох чи бшьше iонiв металiв бшьша вiд тако1 суми) [6]. Варто зауважити, що ршень 1х накопи-чення у рослинах piзних систематичних груп не е однаковим. Акумулятивна здатнiсть рослин залежить вiд багатьох фактс^в: вологостi, висоти мiсцевостi, типу Грунтового покриву та iн.
Всередиш фiтоценозу вiдбуваеться розвиток ткного зв'язку в межах ме-зоекосистеми, кожен компонент фтоценотично!' системи, пiд впливом iнших компонентов, певною мipою е матеpiалом для фiтоценотичних пpоцесiв, таких як трансформация енерги, мiгpацií мшроелеменпв, виступае як обмiнний апарат чи сумарно виражае цi процеси. Саме тому особливо актуальною е проблема мошторингу, збереження i вiдтвоpення фiтоценозiв на засадах сталого розвитку в об'ектах природно-заповщного фонду як кнуючих, так i новостворюваних.
Метою до^дження е визначення закономipностей розподалу есещаль-них мiкpоелементiв (Zn, Cu) та токсиканпв (Pb, Cd) у мезоекосистемi Днк-тровського Передкарпаття.
Об'ект до^дження - ландшафтш комплекси мезоекосистеми Днк-тровського Передкарпаття.
Визначення мiгpацiйних пpоцесiв есенцiальних елеменпв у мезоекосистеми Днiстpовського Передкарпаття та прилеглих до не! фиоцешшв виконано на пpикладi репрезентативних ключових дшянок, розташованих у точках вщбо-ру зpазкiв рослин, i враховано особливосп ландшафтно! та ландшафтно-геохь мiчноí структури територц. Для дослiдження обрано деревш рослини ялицi бь ло! (Abies alba Mill., A. alba), яка е одшею з основних лiсоутвоpюючих поpiд у цiй мезоекосистеми A. alba поширена на висотах вщ 270 до 1200 м н.р.м. у ду-бово-буково-ялицевих, ялицево-букових i смереково-ялицево-букових лiсах i е автохтонним видом для всiеí тдпрсько1 височини [9]. Так у державних шд-приемствах лiсового та мисливського господарства у районах Днiстpовського Передкарпаття загальна площа деpевостанiв A. alba становить 46261,6 га. Зок-рема найбшьша площа молоднякiв I класу та пристигаючих деpевостанiв у ДП "Самбipське ЛГ" - 9995,2 га, 14555,6 га вщповщно; молодняюв II класу, се-pедньовiкових включених до розрахунку та стиглих деpевостанiв у ДП "Старо-самбipське ЛМГ" - 2959,2 га, 4841,8 га, 1311,1 га вщповвдно; а перестшних у ДП " Дрогобицьке ЛГ" - 22,9 га.
Зразки наземно1 фггомаси рослин (кора, гiлки, хвоя, деревина i серцеви-на) вiдiбpано в кшщ вегетативного пеpiоду (серпень-вересень) на визначених
дшянках. Зразки ввдбрано у п'ятикpатнiй повтоpюваностi зi 142 модельних дерев на плошд 2 га, якi репрезентують сеpеднiй вiковий, повнотний i яккний стан деревостану. Лабоpатоpно-аналiтичнi дослiдження вмкту важких металiв у рос-линних зразках проводились поляpогpафiчним методом на Поляpогpафi ушвер-сальному ПУ-1. Статистична оброблення отриманих pезультатiв проводилась ваpiацiйно-статистичним методом за допомогою стандартних пакетов офiсних програм Microsoft Exel 2003 i Oragin Pro 8.5.
Грунти дослiджуваного району дерново-отдзолет поверхнево-оглеет суглинковг, материнською породою яких е делювiальнi суглинки. У пpофiлi цих Грунпв видiляють пухкий пеpегнiйно-елювiальний (0-20 см), слабоущшьнений опiдзолений (20-80 см) та ущшьнений i глибокий iлювiальний (30-100 см) гори-зонти. Цi Грунти мктять бiльше гумусу, що пов'язано з íх важчим механiчним складом: чим глибше, тим швидше зменшуеться вмiст гумусу. Фiзико-хiмiчни-ми та агрохгшчними особливостями Грунтш е низький стушнь насиченостi основами та висока кислотнкть [5].
Встановлено концентрацию та pозподiл есецiальних мiкpоелементiв (Zn, Cu) та токсикаитiв (Pb, Cd) у наземнш фiтомасi A. alba, що е доцшьним i дос-татшм для загально1 характеристики особливостей тpанслокацií 1х у pослинi. Для зручносп поpiвияния вмiсту мiкpоелементiв у органах рослин A. alba виз-начено ваpiацiйно-статистичнi показники клаpкiв мшроелеменпв-бюфшв (Cu, Zn), якi були описаш у працях вiтчизняних i заpубiжних авторш Clarke i Washington [12]; Ферсман [10]; Goldschmidt [13]; Виноградовим [3, 4]; Taylor [15].
У табл. 1 подано узагальнеш даш про вмкт мiкpоелементiв-бiофiлiв (Cu, Zn) у наземнш фiтомасi A. alba. Вмкт токсиканпв (Pb, Cd) у наземних органах нижче норми чутливосп приладу, що пiдтвеpджуеться проведеними pанiше дослiджениями Нацiонального наукового центру "1нститут Грунтознавства та агpохiмií ш. ОН. Соколовського" [11].
Табл. 1. BapiauiÜHO-cmamucmu4Hi показники BMicmy мiкроелементiв-бiофiлiв
(Cu, Zn) у наземнш фгтомаа A. alba
Орган рослини Значения, мг/кг (ppm) Мадана Стандартне вщхилення
мш1маль-не макси-мальне середне арифметичне
Standard Deviation
Min Max Mean Median
Cu Zn Cu Zn Cu Zn Cu Zn Cu Zn
Церевина i серцевина 1,2 0,5 2,1 4,5 1,46 1,51 1,45 1,50 0,26 0,98
Кора 1,1 0,5 1,75 1,5 1,39 1,08 1,35 1,05 0,20 0,24
Гiлки 0,5 0,5 1,8 5,0 1,11 2,09 1,15 1,50 0,51 1,59
Хвоя 0,4 0,4 1,2 2,9 0,91 1,13 1,04 1,00 0,30 0,82
Вмст мiкроелемен:Iiв у грунтах Передф'я Карпат [11] 20 70 40 80 - - 30,00 71,00 24,50 4,40
Кларки елементав у земнiй корi [3, 4,10, 12, 13, 15] 47 40 100 200 78,67 87,17 85 75 24,51 57,79
Для оцшки штенсивносп накопичення металiв у рослинах (табл. 2) роз-раховували коефiцieнт накопичення (Кн) - ввдношення середнього BMicTy еле-мента в органах рослин до вмкту його рухомих форм у грунп [1].
Табл. 2. Показники inmencuenocmi накопичення мiкроелементiв-бiофiлiв
Орган рослини Коефiцieнт накопичення, Кн Кларк концентрацп, КК Кларк розиювання, КР
Cu Zn Cu Zn Cu Zn
Деревина i серцевина 0,2925 1,5133 0,0247 0,06 40,48 16,67
Кора 0,2784 1,0813 0,0206 0,02 48,57 50,0
Гiлки 0,2222 2,0918 0,0212 0,0667 47,22 15,0
Хвоя 0,1813 1,1273 0,0141 0,0387 70,83 25,86
Кшьккною характеристикою ступеня в1дм1нност1 тк! чи 1ншо1 конкретно!' природно! системи або ц частини вщ кларка л1тосфери, а також ощнкою ршня накопичення розйяних елементш е запропоноване ВI. Вернадським (1954) поняття кларка концентрацп (КК) м1кроелемент1в (табл. 2), яке визна-чаеться як вщношення реального вмкту м1кроелемента в Грунт1 або рослиш (С) до ввдповвдного кларка в л1тосфер1 (К) (табл. 1) [2, 7].
C
KK = C, K
(1)
Кларк концентрацп дае змогу визначити стушнь концентрацп (КК > 1) або розсдавання (КК < 1) м^оелемента в компонентi дослщжувано!' природно!' системи вiдносно лiтосфери.
Якщо вмiст хiмiчного елемента значно менший вiд кларка, то для отри-мання цiлих чисел i бшьшо!' кратностi показника розраховуеться величина обер-нена до кларка концентрацп - кларк розсiювання мiкроелементiв (КР) iз вико-ристанням формули (1) в оберненому виглядi:
КР = К, С,
(2)
де КР - кларк розсдавання мжроелемента.
Цей коефщент показуе у скiльки разiв кларк елемента бшьший за його вмкт у дослiджуванiй природнiй система
Порiвняння отриманих даних вмiсту есенщальних мiкроелементiв iз кларками лiтосфери ввдповщних елементш, поданих рiзними вiтчизняними i за-рубiжними авторами, свiдчить про те, що концентращя хiмiчних елеменпв у органах A. alba, яка е переважаючою породою в Днктровському Передкарпаттi, знаходиться в межах фонових значень i не перевищуе допустимих рiвнiв. Дос-лiдженнями доведено виконання генотипiчноí програми поглинання хiмiчних елементш рослинами A. alba, дотримання яккного i кiлькiсного регламентiв на-сичення тканин iонами есенцiальних мiкроелементiв.
Отже, елементний хiмiчний склад деревних рослин у Днктровському Передкарпатп можна розглядати як ввдображення бiогеохiмiчноí ситуацп еко-логiчно чистого регiону з непошкодженими природними бiогеохiмiчними циклами елементш.
Лiтература
1. Булигш С.Ю. та iH. Мжроелементи в сшьському господарита / С.Ю. Булигш та iH. -Вид. 3-те, [перероб. та доп.]. - Д. : Вид-во "С1ч", 2007. - С. 18-19.
2. Вернадский В.И. Избранные сочинения. - В 5 т. / В.И. Вернадский; отв. ред. А.П. Виноградов. - М. : Изд-во АН СССР, 1954-1960. - 1960. - Т. 4, кн. 2. - 652 с.
3. Виноградов А.П. Закономерности распределения химических элементов в земной коре / А.П. Виноградов // Геохимия. - 1956. - № 1. - С. 6-52.
4. Виноградов А.П. Средние содержания химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры / А.П. Виноградов // Геохимия. - 1962. - № 7. - С. 555-571.
5. Геренчук К.1. Природа Львшсько! област / К.1. Геренчук. - Львш : Вид-во Льв1в. ун-ту, 1972. - С. 87-88 (180 с.)
6. Давыдова С.Л. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века : учебн. пособ. / С.Л. Давыдова, В.И. Хагасов. - М. : Изд-во РУДН, 2002. - 140 с.
7. Добровольский В В. География микроэлементов / В.В. Добровольский // Глобальное рассеяние. - М. : Изд-во "Мысль", 1983. 272 с.
8. Козьякова Н.О. Екотоксичный вплив важких метал1в (Cd, Pb, Cu, Zn) на систему "грунт-рослина" в умовах Полюся та Лгсостепу Украши" : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. бюл. наук / Н.О. Козьякова. - К., 2000. - 17 с.
9. Пацура 1.М. Особливост малопоширених люових угруповань Карпатсько! частини ба-сейну рши Дшстер / 1.М. Пацура // Науковий вюник УкрДЛТУ : зб. наук.-техн. праць. - Сер.: Ль йвницью дослщження в Украхш. - Львш : Вид-во УкрДЛТУ. - 2002. - Вип. 12.4. - С. 168-174.
10. Ферсман, А.Е. Геохимия, тт. I-IV. Природа и техника / А.Е. Ферсман // ОНТИ, 1933, 1934, 1937 и 1939. - 526 с.
11. Фоновий вм1ст мшроелементш у грунтах Украши / за ред. А.1. Фатеева, Я.В. Пащенко. Х., 2003. - 74 с.
12. Clarke, F.W. & Washington, H.S.: "The Composition of the Earth's Crust". U.S. Dep. Interior, Geol. Surv. 770 (1924). - 518 с.
13. Goldschmidt, V.M. "Geochemische Verteilungsgesetze der Elemente, IX. Die Mengenverhältnisse der Elemente und Atomarten". Skrifter Norske Videnskaps-Akad. Oslo, I. Mat.-naturw. C1. No. 4, 1937 (1938). - Pp. 23-28.
14. Kabata-Pendias A. Trace Elements in Soils and Plants / A. Kabata-Pendias. 4th Edition. - Boca Raton, FL: Crc Press, 2010. - 548 с.
15. Taylor, S.R. (1964). Abundance of chemical elements in the continental crust; a new table / S.R. Taylor // Geochimica et Cosmochimica Acta 28(8): 1,273-1,285. doi: 10.1016/0016-7037(64)90129-2.
Паславский М.М., Руда М.В. Закономерности распределения эссенци-альных химических элементов в мезоэкосистеме Днестровского Прикарпатья
Описано распределение эссенциальных (Cu, Zn) химических элементов и токсикантов (Pb, Cd) в наземной фитомассе древесных растений пихты белой (Abies alba Mill., A. alba), которая является главной породой коренных древостоев на территории Днестровского Прикарпатья. Рассчитаны вариационно-статистические показатели содержания микроэлементов-биофилов (Cu, Zn), коэффициенты накопления, кларки концентраций и рассеивания микроэлементов в наземной фитомассе для оценки биосферных и стабилизирующих среду функций. Доказано выполнение генотипической программы поглощения химических элементов растениями A. alba.
Ключевые слова: микроэлемент, пихта белая (Abies alba Mill.), кларк рассеяния, кларк концентрации, вариационно-статистические показатели.
PaslavskyiM.M., RudaM.V. Some Patterns of Essential Chemical Elements Distribution in Mezoekosystem in the Dniestr's Pre-Carpathian
The distribution of essential (Cu, Zn) and toxicant chemical elements (Pb, Cd) in terrestrial phytomass of woody plant silver fir (Abies alba Mill., A. alba), which is the main species for the native stands on the territory of the Dniester's Pre-Carpathian is described. Variation and statistical indicators of trace elements content-biofils (Cu, Zn), accumulation rates, Clarke concentration and dispersion of trace elements in terrestrial phytomass for assessing biosphere environment and stabilizing functions are calculated. The performance of genotypic programs absorption of chemical elements by plants of A. alba is proved.
Key words: trace element, silver fir (Abies alba Mill.), Clark scattering, Clarke concentration, variation-statistics.
