Биоэкологическая оценка состояния воздушной среды города Уфа

Важнейшую роль в урбосистемах играет качество атмосферного воздуха. Возрастающее антропогенное воздействие на природную среду привело к необходимости поиска эффективных методов оценки состояния наземных экосистем, позволяющих оценить последствия этого воздействия на функционирование экосистем [1].

Одним из наиболее информативных индикаторов загрязнения окружающей среды является снежный покров, позволяющий оценить количество и вид выбросов промышленных предприятий, автотранспорта в зимний период. Для летнего разработан алгоритм, с помощью которого возможно оценить состояние загрязнения воздушной среды наиболее точно используя приложение «Air Matters» [2], моделирование в системе «Ansys Fluent», фрактальный расчет на основе патента «Способ оценки загрязнения воздуха по высшим растениям» [3] и расчет в программе ЭВМ «Расчёт средней массы удержанной пыли древесными растениями в вегетационный период» [4].

Снежный покров обладает высокой сорбционной способностью и представляет собой информативный объект при выявлении техногенного загрязнения городской среды. Состояние снежного покрова является надежным индикатором загрязнения атмосферного воздуха и последующего загрязнения водных объектов и почвы [5]. В данной статье представлены исследования анализа загрязнения воздушной среды по экотоксичности снегового покрова на территории города Уфы в 20192020 году.

Основные характеристики. Уфа является одним из крупных промышленных центров Урало-Поволжья с населением свыше 1 миллиона человек. Площадь города – 708 км2. По объемам выбрасываемых веществ в атмосферу г. Уфа занимает первое место среди городов Республики Башкортостан. Наиболее распространенные загрязнители воздуха: бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азота, взвешенные вещества, диоксид серы, этилбензол, оксид углерода, хлорид водорода. Территория г. Уфы характеризуется наличием разных производственных отраслей экономики. Основными загрязнителями воздуха являются предприятия нефтеперерабатывающего, нефтехимического, электроэнергетической, химической, деревообрабатывающей отраслей промышленности.

Объектом исследования в данной работе является снеговой покров, взятый в жилой и транспортно – магистральной зоне города Уфы. Кировский район г. Уфы рас- положен в южной части, территория составляет 13108 га, где проживает свыше 13,8% жителей в городе. В районе зарегистрировано около 5,5 тысяч предприятий и организаций ведущих хозяйственную деятельность. Функционируют 20 крупных и средних промышленных производств, выпускающих медицинские препараты, электрооборудование, средства связи и другие. Экологическое состояние Кировского района характеризует также сравнительный анализ объемов выбросов в расчете на единицу площади застройки на одного жителя. Плотность выбросов загрязняющих веществ на 1 га территории составляет 4,48 т [6].

Отбор проб снега произведен согласно ГОСТ 17.1.5.05–85. Из отобранных проб была составлена сборная проба, помещенная в специальную емкость, с фиксированием следующих параметров: дата отбора, координаты точки пробоотбора, место отбора (адрес, географическая привязка к местности).

Для анализа снега использовалась методика «Исследование снега методом биотестирования». Изучение загрязнения атмосферного воздуха, с использованием биоиндикационных подходов, адекватно оценивает разные функциональные зоны урбанизированной территории [7]. Информация по отбору проб представлены в таблице 1.     Для     биотестирования использовали семена пшеницы и ячменя которые оценивали через 7 дней прорастания. По окончанию прорастания, оценивали следующие показатели:

• 1.    процент     всхожести     (энергия

• 2.    среднюю длину корня(M) и ошибку среднего (m);

• 3.    среднюю длину проростка(M) и ошибку среднего (m);

• 4.    индекс токсичности.

прорастания, (%);

Результаты биотестирования снега в жилой и транспортной зоне отражены в таблице 1.

Таблица 1. Оценка экотоксичности снегового покрова в жилой и транспортной зонах Кировского района г. Уфа

По данным приложения Air Matters 22 февраля 2020 года при отборе проб снега были установлены следующие показатели уровня загрязненности воздушной среды [2]: Air Quality Index (AQI) – 57 (умеренный фон); PM2.5 «Мелкие частицы» –

15 мкг/м3 (умеренный фон); PM10 «Вдыхаемые взвешенные частицы» – 22 мкг/м3 (отличный фон).

Анализ результата показателей снеговых проб показал, что самый чистый снег в образцах жилой зоны. Снег белый, вода талая без запаха, бесцветна, отсутствуют посторонние примеси. Самый грязный снег был у дороги. Цвет снега серый обусловлен пылью, цвет талой воды мутный, при оттаивании образуется осадок.

Рис. 1. Сравнительный анализ тест-объектов снегового покрова в жилой и транспортной зоне по длине прорастания

Исходя из рисунка 1 следует отметить, что в большей степени угнетается развитие корневой системы у проб Т3 и Т4 расположенные в зоне интенсивного движения транспорта, пробы Т1 и Т2 имеют значения выше и являются наиболее благоприятными так как расположены в жилой зоне. Интересным остаётся факт, что длина прорастания пшеницы выше у проб Т2

и Т4, а у проб Т1 и Т3 выше значения прорастания ячменя.

Исходя из рисунка 2 наибольший индекс токсичности в жилой зоне Т2 по ул. Сун-Ят-Сена 7, который, вероятно, выше, чем все остальные так как ранее там располагался «Завод торгового оборудования». Самый наименьший индекс токсичности в жилой зоне Т1.

IHAMFHKE ИНДЕКСА

Рис. 2. Значения индекса токсичности снегового покрова в жилой и транспортной зоне

Таким образом проведение геоэкологической оценки на территории Кировского района города Уфы показало, что загрязнение воздушной среды как в жилой, так и в транспортной зон находится в пределах нормы. Также это подтверждается мониторинговым наблюдением в приложении Air Matters.