Библиографическое описание:

Соловьева Н. Е., Олькова Е. А., Алябьева А. А., Краева О. В. Исследование талой воды (снега) как показатель загрязнения атмосферы урбанизированной среды // Молодой ученый. — 2015. — №14. — С. 668-672.

Жизнь начинается с дыхания и заканчивается с его прекращением. Человек может отказаться от приёма недоброкачественной пищи, не пить загрязнённую воду, но не дышать он не может. Роль атмосферы в природных процессах огромна.

Чистый воздух необходим для жизни человека, растений и животных. Атмосферные загрязнения оказывают отрицательное влияние на живые организмы, что приводит к сокращению численности, видового разнообразия животных и растений, заболеваемости человека. Мы живём в индустриальном городе, за которым давно установилась слава одного из самых загрязнённых городов России. Правда, согласно данным последнего доклада о состоянии окружающей среды, он перешёл в разряд грязных городов.

Загрязнение воздуха оказывает вредное воздействие на живые организмы несколькими путями: 1) доставляя аэрозольные частицы и ядовитые газы в дыхательную систему человека и животных и в листья растений; 2) повышая кислотность атмосферных осадков, которая, в свою очередь, влияет на изменение химического состава почв и воды; 3) стимулируя такие химические реакции в атмосфере, которые приводят к увеличению продолжительности облучения живых организмов вредоносными солнечными лучами; 4) изменяя в глобальном масштабе состав и температуру атмосферы и создавая таким образом условия, неблагоприятные для выживания организмов.

Постоянное длительное воздействие побочных продуктов табачного дыма и загрязненного воздуха приводит к перегрузке и переполнению защитных систем человека, в результате развиваются болезни дыхательной системы: аллергическая астма, рак и эмфизема легких, хронические бронхиты.

Формирование нарушений здоровья детей в перинатальном периоде преимущественно связано с состояниями, возникающими у матери во время беременности, и обусловлена влиянием материнского организма на плод и загрязнением окружающей среды. Установлено, что плаценты женщин, проживающих в условиях повышенного атмосферного загрязнения, имеют различные признаки угнетения компенсаторно–приспособительных механизмов. Определенные поллютанты обладают способностью проникать через плацентарный барьер. Известно более 600 химических веществ, способных проникать от матери к плоду через плаценту и в той или иной степени отрицательно влиять на его развитие. Поэтому нарушения эмбрионального развития тесно связаны с этой способностью ксенобиотиков, в силу чего развитие эмбриона происходит в условиях химизации его внутренней среды.

Установлено статистически значимое и последовательное, по мере увеличения уровня загрязнения атмосферного воздуха, снижение массы и длины тела новорожденных.В загрязненных районах выявлено увеличение числа недоношенных детей, суммарной доли маловесных и крупных детей.

Существует огромное количество видов атмосферных явлений, среди которых можно выделить атмосферные осадки — дождь, снег, град и т. д. О наличии загрязняющих веществ можно судить по уровню и составу загрязнения снега.Снег — один из наиболее информативных и удобных индикаторов загрязнения природной среды.

У снега есть свойство адсорбировать из атмосферы вредные вещества. Таким образом, в снег могут попасть самые различные виды отходов. Вывоз снега необходимо осуществлять до того, как начинается процесс таяния. Если этого не сделать, то загрязнения поступят в водоёмы во время таяния снега, и начнется процесс загрязнения. Снежный покров может содержать в себе гораздо больше вредных веществ, чем атмосфера. Таким образом, упавший на землю снег уже не является чистым, хотя на первый взгляд он выглядит абсолютно белоснежным. Наибольшую долю загрязнения получает снег, выпадающий в промышленных районах, рядом с трассами, железными дорогами и т. д.

Большую угрозу для экологической обстановки представляет процесс таяния загрязненного снега. Талая вода, содержащая большое количество тяжелых металлов, полимеров, других вредных веществ, может перемещаться на тысячи километров. Только своевременный вывоз снега предотвратит возможность возникновения опасных очагов загрязнения и поможет придать городу ухоженный, чистый вид.

Снежный покров является эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха. При снеготаянии эти вещества поступают в природные среды, главным образом в воду, загрязняя их.

При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2–3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности.

Послойный отбор проб снежного покрова позволяет получить динамику загрязнения за зимний сезон, а всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы.

Снежный покров позволяет решить проблему количественного определения суммарных параметров загрязнения (сухих и влажных выпадений).

Снежный покров является эффективным индикатором процессов закисления природных сред.

Загрязнение снежного покрова происходит в 2 этапа. Во — первых это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и выпадения на местность — влажное выпадение загрязняющих веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления из подстилающих почв и горных пород.

Взаимоотношение между сухими и влажными выпадениями зависит от многих факторов, главными из которых являются: длительность холодного периода, частота снегопадов и их интенсивность, физико-химические свойства загрязняющих веществ, размер аэрозолей.

Характерная высота поступления загрязняющих веществ от крупных промышленных предприятий и тепловых электростанций составляет 150 м. Эта оценка учитывает высоту труб, начальный подъем газопылевого факела, распределение мощности выброса по отдельным типам источника. Реальная высота выброса может колебаться в широких пределах, от десятков до сотен метров.

Измерение загрязняющих веществ в снежном покрове позволяет оценить загрязнение атмосферного воздуха, воды и почв.

Снежный покров является одним из источников загрязнения поверхностных вод. Установлено, что доля сульфатов, выносимых в половодье в речную систему бассейна средней реки в фоновых условиях формирования сульфатного стока, составляет 15–25 %. Содержание микроэлементов в снеге и их выпадения колеблются в очень широком диапазоне главным образом в зависимости от степени антропогенного влияния.

В зависимости от источника загрязнения состав снеговой воды может быть различным. Так, вблизи металлургических заводов он бывает гидрокарбонатно- и сульфатно-кальциевым, гидрокарбанатно- и сульфатно-магниевым. При этом увеличение концентрации гидрокарбонатов кальция и магния дает слабощелочную, а в зоне интенсивного загрязнения — сильнощелочную реакцию.

При преобладании в аэрозольных выпадениях кислых продуктов сгорания, например сернистого ангидрида, кислотность осадков возрастает. Учитывая это, можно считать, что одним из информативных показателей загрязненности атмосферы является величина рН снеговых вод.

Объектом исследования послужил город Екатеринбург. Весна приносит Екатеринбургу много неприятностей, связанных с экологией: местные жители возмущены плохим качеством уборки снега, грязью на тротуарах и во дворах, а после пылью, которая буквально витает в воздухе. Кроме того, воздух Екатеринбурга загрязняют автомобильные выхлопы.

Мы провести исследование состояния воздушной среды г. Екатеринбурга, выбрав 5 мест, где произвели забор снега.

1.                  Московская горка (ул. Московская 44)

2.                  Парк Зеленая Роща

3.                  Автомобильная развязка в районе Верх — Исетского завода

4.                  Территория вокруг Свердловского областного медицинского колледжа

5.                  Южный берег озера Шарташ

Пробы мы брали в равномерно заснеженных местах. Размечали площадку 50х50 см2 и снимали слой снега до земли.

Места отбора проб выбирались по следующему принципу: Парк Зелёная Роща и Шарташ — излюбленные места отдыха горожан, кроме того, рядом с Зелёной Рощей дом одного из исследователей; СОМК — место, где обучаются исследователи, автомобильная развязка — предполагаемая наиболее загрязнённая территория и неподалёку место жительства одного из исследователей.

Мы проанализировали талую воду на содержание тяжелых металлов, солей жесткости, Ph, фосфатов, нитратов. Жесткость определили по европейской системе с помощью тестов в градусах жесткости (карбонатную и общую) и трилонометрически — с помощью трилона Б. рН — с помощью бумажной тест — системы и рН — метром, тяжёлые металлы — с помощью растворных тест-систем фирмы TETRA, общую жёсткость — трилонометрически с хромогеном чёрным, аммиак, углекислый газ и нитраты — с помощью растворных тест — систем фирмы TETRA. Результаты исследований представлены на рис.1.

Из результатов видно, что наиболее загрязнённая территория — Московская горка, затем идёт район автомобильной развязки (ВИЗ), затем — территория парка Зелёная роща

Рис.1. Содержание пылевых загрязнений (г/м2) в отобранных пробах снега

 

Самый грязный воздух был зафиксирован в районе Московской горки и в Юго-Западном районе. Здесь горожане дышат свинцом, бензапиреном, формальдегидом. В остальных микрорайонах ситуация нисколько не лучше. Уровень загрязнение атмосферы как повышенный также в четырех микрорайонах Екатеринбурга. Вот, например, жители Пионерского поселка и Эльмаша дышат бензолом, оксидом углерода, диоксидом азота. В Верх-Исетском районе, помимо уже указанных веществ, легкие горожан вынуждены вдыхать свинец, формальдегид, в Парковом — сажу, в Центральном — взвешенные вещества. Практически в каждом микрорайоне была зафиксирована повышенная концентрация бензапирена.

Результаты исследования дают представление о загрязнённости воздуха в тех районах, в которых мы живем, учимся и отдыхаем. Необходимо изменить развязки дорог. Уменьшить грузопоток транспорта в данных районах, организовав объездные дороги. Увеличить удаленность детских учреждений от транспортных магистралей.

 

Литература:

 

1.                  Биологический энциклопедический словарь, 3-е изд.-М.: Энциклопедия 2011г.

2.                  Большаков В. Н., Таршис Г. И., Безель В. С. Региональная экология.2012г.

3.                  Количественно химический анализ. Учебно- методическое пособие для студентов.-Пермь: Издательство Перм. Гос. Фарм. Академ.2010

4.                  Липунов И. Н. Основы химии и микробиологии природных и сточных вод: Учебное пособие- Екатеринбург: Урал гос. Лесотех. Академ.,2010г

5.                  Маркин В. А. Я познаю мир: детская энциклопедия: география. «Издательство АСТ-ЛТД»,2011г.

6.                  Овчинников В.В Популярный энциклопедический иллюстрированный словарь. Европедия. — М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2012г

7.                  Полянский Ю. И. (ред.) Общая биология: Учебник для 10–11 кл. средней школы. 14 изд. — М.: Просвещение, 2012г.

8.                  Реймерс Н. Ф. Популярный биологический словарь. — М.: Наука, 2012г.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle