Деградация окружающей среды в зоне влияния техногенных и сельскохозяйственных объектов
Автор: Ларионов М.В., Смирнова Е.Б., Бурдин М.В.
Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Рубрика: Природопользование и мониторинг
Статья в выпуске: 1-6 т.13, 2011 года.
Бесплатный доступ
В статье рассмотрены особенности антропогенного загрязнения почв и снежного покрова в зоне влияния стационарных источников выделения поллютантов (на примере г. Балашова Саратовской области). На ряде пробных площадей отмечено превышение ПДК по нитратам, цинку, меди и свинцу.
Окружающая среда, почва, снежный покров, урбанизированная территория, антропогенное загрязнение, поллютанты
Короткий адрес: https://sciup.org/148199862
IDR: 148199862
Текст научной статьи Деградация окружающей среды в зоне влияния техногенных и сельскохозяйственных объектов
В сфере экологической безопасности Саратовской области, в том числе в правобережной ее части, одной из наиболее острых экологических проблем является мощное антропогенное загрязнение окружающей среды урбанизированных территорий загрязняющими химическими веществами. Эти вещества входят в состав выбросов и отходов промышленных и сельскохозяйственных предприятий, автомобильного и железнодорожного транспорта. Крупнейшим промышленным центром Правобережья области является г. Балашов с населением 96,5 тысяч человек. В 2009 г. выбросы вредных веществ от стационарных источников и автотранспорта составили около 3,9 тыс. т. / год. Основными загрязнителями атмосферного воздуха и почвенного покрова в г. Балашове являются железнодорожная станция Балашов-1, в пределах которой осуществляются формирование грузовых и пассажирских подвижных составов, и ОАО «Мукомольный завод № 5–6». Данные предприятия располагаются в южной части города (микрорайон Автовокзал) и образуют общую систему выделения антропогенных поллютантов на территории города. Автотранспорт поставляет около 55 % загрязняющих веществ от общего их количества, поступающего в атмосферный воздух и сопредельные среды [1].
Цель исследований: экологическая оценка негативного воздействия экотоксикантов почвенного покрова и атмосферного воздуха посредством анализа проб снега в зоне влияния техногенных и сельскохозяйственных объектов на окружающую среду.
Смирнова Елена Борисовна, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент кафедры биологии и методики преподавания
Бурдин Михаил Викторович, аспирант
Исследования проводились в 2008-2010 гг. и включали в себя работы по отбору проб почвогрунтов и снега на территории изучаемых источников выделения антропогенных загрязнителей и последующий их анализ на содержание выявленных химических загрязнителей (нефтепродуктов, азота, фосфора, железа, меди, свинца).
Материалы и методы исследований. Для изучения морфологических признаков городских почв и отбора проб почвогрунтов для лабораторного анализа в 2008 г. на пробных площадях размером 25 м2 конвертным способом заложены прикопки глубиной 20-40 см, учитывая «законсервированный» (асфальтированный, укатанный) или насыпный характер грунта, согласно рекомендациям Н.Г. Федорец и М.В. Медведевой [6]. Затем почва (средневзвешенная масса объеде-ненной пробы с каждого конверта примерно около 1 кг) упаковывалась в бумажные пакеты [3, 4, 6]. Концентрации тяжелых металлов в почвах определялись атомно-адсорбционным методом на «Станции агрохимической службы «Ба-лашовская» (г. Балашов Саратовской области).
Места расположения пробных площадей (точек отбора почвенных проб): 1) в непосредственной близости от пруда хозяйственнопитьевого назначения на прилегающей территории к станции; 2) примыкающая территория к станции и мукомольному заводу; 3), 4) на железнодорожных путях четного парка формирования; 5) на территории локомотивного депо; 6) на территории ремонтно-эксплуат-ационного вагонного депо; 7), 8) на железнодорожных путях нечетного парка формирования. Всего за время исследований отобрано на лабораторный анализ 72 пробы почвогрунтов. Исследования проводились в трех повторах. Содержание поллютантов оценивались по ГН 2.1.7.2041–06 [2].
Оценка состояния атмосферного воздуха (приземного слоя) осуществлена посредством анализа загрязненности снежного покрова [3]. Образцы свежевыпавшего снега отбирались 3
марта 2010 г. после трехдневного снегопада, пробы снега за весь сезон – 12 марта 2010 г. Точки отбора проб: 1) в непосредственной близости от пруда; 2) примыкающая территория к станции и мукомольному заводу; 3) на железнодорожных путях четного парка формирования; 4) на территории локомотивного депо; 5) на территории ре-монтно-эксплуатаци-онного вагонного депо; 6) на железнодорожных путях нечетного парка формирования; 7) вдоль автомобильной дороги (вблизи станции) по ул. Привокзальная; 8) в жилом массиве (микрорайон Автовокзал: ул. 167 Стрелковой дивизии, ул. К. Маркса). Всего отобрано на анализ 48 образцов снега в 3 повторах. Результаты вычислений обработаны методами вариационной статистики [5], с применением компьютерной программы MS Excel-2007. Исследования выполнены на 95%-ном доверительном уровне.
Основной фон почвенного покрова города составляют обыкновенные черноземы с отложениями, представленными желто-бурыми пылеватыми макропористыми суглинками. Насыпные грунты выделены в центральной части города и в районе автовокзала. Исследования показывают, что особенно высокие концентрации в отобранных образцах отмечены по железу, цинку, меди и нитратному азоту, что представлено на таблице 1.
Таблица 1. Содержание поллютантов в почвенном покрове района исследований (2008-2010 гг.)
|
Поллютанты |
Глу б. отбо ра про б, см |
Средневзвешенное содержание ( M±m M ) поллютантов, мг/кг на пробной площади (1-8) |
ПДК ингредиента в почве, мг/кг |
|||||||
|
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
|||
|
NH 4 + |
20 |
41,3±1,4 |
99,0±2,8 |
86,3±2,3 |
108,7±3,1 |
132,2±3,5 |
32,6±0,5 |
9,7±0,2 |
57,4±1,2 |
|
|
40 |
32,2±0,9 |
44,5±1,2 |
51,0±1,5 |
68,3±1,9 |
87,8±2,2 |
21,2±0,7 |
15,8±0,6 |
45,4±1,3 |
||
|
NO 3 + |
20 |
576,5±17,8 |
457,2±16,2 |
828,1±24,7 |
1163,7±36,5 |
739,3±21,4 |
85,5±2,4 |
54,6±1,1 |
251,9±6,3 |
130,0 |
|
40 |
196,3±7,6 |
235,4±7,9 |
458,9±12,5 |
379,6±10,4 |
367,7±10,1 |
34,0±0,9 |
148,5±5,8 |
163,1±6,7 |
||
|
PO 4 3– |
20 |
3,3±0,08 |
4,5±0,2 |
3,4±0,1 |
8,9±0,3 |
18,8±0,6 |
1,0±0,04 |
0,5±0,01 |
15,3±0,5 |
200,0 |
|
40 |
1,4±0,03 |
1,9±0,07 |
1,6±0,05 |
19,6±0,6 |
9,2±0,3 |
2,6±0,1 |
1,4±0,05 |
16,1± 0,4 |
||
|
Zn2+ |
20 |
1268,4±27,6 |
671,6±15,7 |
1427,1±32,4 |
1562,8±36,9 |
1680,9±45,7 |
674,5±14,8 |
570,4±13,3 |
127,2±4,7 |
55,0 |
|
40 |
235,1±9,5 |
236,6±8,8 |
788,9±13,7 |
1045,5±16,6 |
1159,7±17,3 |
203,9±8,4 |
123,6±5,5 |
529,4±12,2 |
||
|
Cu2+ |
20 |
472,9±11,5 |
789,3±15,8 |
673,4±13,6 |
3190,6±76,4 |
3232,1±79,1 |
762,7±14,3 |
571,4±13,7 |
454,0±13,0 |
33,0 |
|
40 |
1453,6±33,7 |
560,8±12,6 |
3529,7±74,0 |
1864,5±29,5 |
1904,3±32,6 |
1178,1±22,1 |
1083,8±24,3 |
231,4±6,6 |
||
|
Pb2+ |
20 |
132,7±4,3 |
63,3±2,6 |
136,0±4,5 |
195,2±5,0 |
159,8±4,8 |
78,5±2,9 |
57,4±2,4 |
62,0±2,5 |
32,0 |
|
40 |
35,0±1,2 |
27,5±0,9 |
184,3±6,1 |
274,7±8,3 |
121,0±3,7 |
44,6±1,4 |
24,9±0,8 |
37,3±1,3 |
||
|
Неф-тепро-дукты |
20 |
175,7±6,1 |
164,6±5,3 |
336,3±7,9 |
427,8±9,1 |
684,5±12,3 |
541,2±11,6 |
358,7±8,6 |
186,1±5,7 |
180,0 * |
|
40 |
98,8±4,4 |
135,6±5,2 |
186,9±6,3 |
239,3±7,6 |
263,4±8,1 |
351,6±9,8 |
166,0±5,5 |
128,4± 4,8 |
||
|
pH |
20 |
7,3 |
7,5 |
7,5 |
7,9 |
7,1 |
8,1 |
8,2 |
8,3 |
|
|
40 |
7,8 |
8,9 |
8,7 |
8,3 |
7,5 |
8,4 |
8,5 |
8,6 |
||
|
P < 0,05** |
||||||||||
Примечание: * - ОДК углеводородов нефти в почвах селитебных зон - 180 мг/кг, "достоверность результатов
Самому сильному загрязнению подвержены почвогрунты железнодорожных путей и территория локомотивного депо, поскольку на данные объекты приходится наибольшее количество выбросов загрязняющих веществ (интенсивное движение подвижного состава). Сравнивая концентрации загрязняющих веществ в грунтах, находящихся в районе источников выделения загрязнителей длительное время (пробные площади №№ 15) со свеженасыпанным грунтом (пробные площади №№ 6-8), следует отметить достаточно интенсивное загрязнение последнего. Данные результаты указывают на значительную долю загрязнения почвенного покрова в районе исследований, поступающей воздушным путем от объектов железной дороги и мукомольного завода.
Для изучения загрязнения территории станции Балашов-1 посредством аэрогенного рассеивания поллютантов выполнены исследования снежного покрова в разных частях исследуемой территории. Для анализа собранный снег растапливался, а определение загрязняющих веществ выполнялось в талой фильтрованной воде. В процессе исследований были получены результаты, отраженные в таблице 2.
Данные таблицы 2 свидетельствуют о том, что наиболее загрязненный выявленными поллютантами снег находился в районе автомобильной дороги и жилого массива. При этом максимальные значения на всех объектах и по всем показателям отмечаются в пробах, характеризующих снег за весь сезон. Загрязненность свежевыпавшего снега свидетельствует о достаточно высокой концентрации загрязняющих веществ в атмосфере. Превышение ПДК в фильтрованных пробах по ионам тяжелых металлов составляет от 3 до 10 и более раз, по нефтепродуктам от 2 до 12 раз, по биогенным веществам большого превышения не зарегистрировано.
Таблица 2. Содержание поллютантов в снежном покрове района исследований (2010 г.)
|
Поллю танты |
Дата отбора проб |
Средневзвешенное содержание ( M±m M ), мг/дм3 на пробной площади (1–8) |
ПДК ин-греди-ента в почве, мг/дм3 |
|||||||
|
№ 1 |
№ 2 |
№ 3 |
№ 4 |
№ 5 |
№ 6 |
№ 7 |
№ 8 |
|||
|
NH 4 + |
03.03 |
0,5±0,02 |
0,8±0,03 |
0,4±0,01 |
0,2±0,009 |
0,2±0,008 |
0,4±0,01 |
0,3±0,009 |
0,3±0,01 |
0,39 |
|
12.03 |
1,3±0,05 |
1,0±0,03 |
1,3±0,04 |
1,1±0,02 |
0,9±0,01 |
0,7±0,008 |
5,4±0,2 |
2,2±0,07 |
||
|
NO 3 + |
03.03 |
7,9±0,3 |
1,2±0,04 |
2,6±0,07 |
2,1±0,06 |
0,8±0,02 |
0,5±0,006 |
1,2±0,04 |
0,8±0,03 |
9,1 |
|
12.03 |
7,3±0,2 |
1,9±0,08 |
2,8±0,08 |
2,4±0,07 |
1,6±0,04 |
2,3±0,05 |
3,7±0,08 |
2,6±0,06 |
||
|
PO 4 3– |
03.03 |
0,01±0,0003 |
0,03±0,0007 |
0,05±0,002 |
0,08±0,003 |
0,02±0,0009 |
0,01±0,0004 |
0,05±0,0006 |
0,03±0,0005 |
0,1 |
|
12.03 |
0,2±0,005 |
0,8±0,02 |
0,4±0,02 |
0,08±0,003 |
0,07±0,002 |
0,02±0,0005 |
0,6±0,02 |
0,9±0,03 |
||
|
Zn2+ |
03.03 |
,002±0,0001 |
0,002±0,00009 |
,001±0,00005 |
0,009±0,0003 |
,004±0,0001 |
0,009±0,0002 |
,005±0,0002 |
0,004±0,0001 |
0,01 |
|
12.03 |
0,04±0,001 |
0,01±0,0003 |
0,04±0,002 |
0,02±0,0006 |
0,03±0,0004 |
0,02±0,0004 |
0,02±0,0003 |
0,01±0,0002 |
||
|
Cu2+ |
03.03 |
0,009±0,00003 |
0,006±0,00004 |
0,005±0,0001 |
0,001±0,00002 |
0,002±0,0001 |
0,003±0,00008 |
0,004±0,00009 |
0,003±0,00009 |
0,001 |
|
12.03 |
0,01±0,0003 |
0,008±0,0002 |
0,01±0,0004 |
0,02±0,0006 |
0,006±0,0002 |
0,01±0,0005 |
0,01±0,0004 |
0,02±0,0007 |
||
|
Неф-тепро-дукты |
03.03 |
0,08±0,002 |
0,2±0,008 |
0,04±0,001 |
0,1±0,004 |
0,05±0,002 |
0,1±0,005 |
0,04±0,001 |
0,1±0,003 |
0,05 |
|
12.03 |
0,2±0,007 |
0,09±0,003 |
0,1±0,005 |
0,6±0,02 |
0,3±0,009 |
0,2±0,006 |
0,3±0,008 |
0,2±0,005 |
||
|
pH |
03.03 |
5,9 |
5,4 |
5,6 |
6,7 |
7,8 |
5,1 |
7,7 |
4,6 |
|
|
12.03 |
8,8 |
9,2 |
6,8 |
8,9 |
9,5 |
8,9 |
9,4 |
8,4 |
||
|
P < 0,05* |
||||||||||
*
Примечание: достоверность результатов
Результаты мониторинговых исследований снега указывают на интенсивное загрязнение изучаемой территории за счет постоянных выбросов поллютантов железнодорожным предприятием и мукомольным заводом г. Балашова в комплексе с выбросами автотранспорта. Эти вещества распространяются воздушными массами как в районе расположения данных предприятий, так и на территории города в целом.
Выводы: в г. Балашове необходима срочная разработка и внедрение комплексной программы эффективных мер по улавливанию и нейтрализации химических загрязнителей, содержащихся в техногенных выбросах.
Список литературы Деградация окружающей среды в зоне влияния техногенных и сельскохозяйственных объектов
- Государственный доклад о состоянии окружающей природной среды в Саратовской области в 2009 году. -Саратов: ВП, 2010. 192 с.
- Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.2041-06. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. -М.: Минздрав России, 2006. 68 с.
- Здоровье среды. Методика оценки. -М.: ЦЭП России, 2000. 68 с.
- Израэль, Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды/Ю.А. Израэль. -М.: Гидрометеоиздат, 1984. 559 с.
- Пузаченко, Ю.Г. Математические методы в экологических и географических исследованиях/Ю.Г. Пузаченко. -М.: Академия, 2004. 416 с.
- Федорец, Н.Г. Методика исследования почв урбанизированных территорий/Н.Г. Федорец, М.В. Медведева. -Петрозаводск: КАЦ РАН, 2009. 84 с.
