Мониторинг источников загрязнения атмосферного воздуха



В статье авторы изучили мониторинг источников загрязнения атмосферного воздуха.

Ключевые слова: атмосферный воздух, загрязнение, биоиндикация.

Наиболее важной частью среды обитания человека является атмосферный воздух. Высокая концентрация загрязняющих веществ в атмосфере городской экосистемы наносит серьезный вред здоровью населения, сельскому и лесному хозяйству, промышленности, техническим сооружениям, зданиям, историческим памятникам. В настоящее время проблемы экологического неблагополучия замечаются практически во всех городах и промышленно развитых центрах России, где сложная экологическая обстановка подчеркивает необходимость дальнейшего изучения и оценки негативных последствий антропогенного воздействия для предотвращения или уменьшения ущерба для экономики и угрозы для здоровья населения. [3]

Изучение проблемы и поиск путей её решения в каждом городе России являются важными задачами для обеспечения устойчивого развития. Особенно актуальной является эта проблема для Нижнекамска, который является одним из крупнейших нефтехимических центров на территории Поволжского Федерального округа и в целом Российской Федерации. [5] По данным Государственного доклада о состоянии окружающей природной среды России, в последние годы Нижнекамск вошел в список городов с очень высоким уровнем загрязнения воздуха. Это связано с ростом воздействия техногенных факторов и недостаточной эффективностью мер по охране природы. Однако, несмотря на это, в 2020 и 2022 годах Нижнекамск был признан наиболее благоустроенным городом России. [6]

В настоящее время в городе активно проводятся работы по улучшению жизни его жителей. Одной из приоритетных задач является создание комфортных условий для проживания и отдыха, что включает в себя озеленение, улучшение дорожного покрытия и санитарного состояния дворов и жилых районов в целом. Однако, несмотря на это, качество атмосферного воздуха оставляет желать лучшего. Именно этому вопросу посвящено наше исследование. [4] Актуальность данного исследования обусловлена тем, что город Нижнекамск является типичным представителем урбоэкосистем востока ЕТР (Европейской территории России) (Стерлитамак, Сызрань, Дзержинск, Соликамск, Новокуйбышевск, Новочебоксарск, Ухта, Салават, Ишимбай, Кстово), в которых промышленность химической и нефтехимической отраслей играет основополагающую роль. Кроме того, географические и природные факторы, а также рельеф местности, определяют степень загрязнения нижних слоев атмосферы. [1]

С целью контроля качества воздуха используются передвижные станции наблюдения, и околопромышленных районов проводится также органами Санэпиднадзора (СЭН) и Государственного комитета по экологии (ГЭК) или Минприроды. Кроме того, ГЭК и СЭН проводят локальный мониторинг воздуха в жилых кварталах, на крупных автомагистралях внутри города, в основном в наименее благополучных по экологической ситуации районах. [7]

Мониторинг качества воздуха также осуществляется в лабораториях предприятий и внутри рабочих помещений.

Федеральная служба России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и ее территориальные органы осуществляют непрерывный контроль за качеством атмосферного воздуха в населенных пунктах (локальный, региональный и национальный уровни) с целью определения основных фоновых показателей загрязнения атмосферы, решения вопросов трансграничного переноса загрязняющих веществ и выявления высоких и экстремально высоких уровней загрязнения. В системе Росгидромета наблюдения за загрязнением атмосферы регулярно проводятся в 238 городах России на 649 стационарных постах. Измеряются концентрации от 5 до 25 загрязняющих веществ. [8]

Таким образом, осуществление данного исследования позволит более точно оценить и проанализировать состояние атмосферного воздуха в городе Нижнекамск. Это, в свою очередь, поможет разработать эффективные меры по улучшению экологической ситуации в данном регионе.

Загрязнение воздуха негативно влияет на все живые организмы, особенно на растения. Растения обладают интенсивным газообменом, поэтому они могут быть использованы для обнаружения изменений в составе воздуха. Для оценки токсического эффекта загрязняющих веществ существуют соответствующие индексы. Одним из эффективных биоиндикаторов является ель обыкновенная, которая реагирует на загрязнение окружающей среды. Изменение окраски и состояния хвои ели могут указывать на уровень загрязнения воздуха. Хвоя ели также накапливает микроэлементы в процессе жизни, что позволяет анализировать состояние атмосферного воздуха. Ель обыкновенная (Picea abies) — это вечнозеленое дерево высотой до 25–30 метров, с пирамидальной кроной и блестящей темно-зеленой хвоей. Она имеет мужские и женские органы размножения на одном растении.

Для проведения исследования мы использовали метод биондикации по хвоинкам ели обыкновенной (Picea abies) В. И. Артамонова. Согласно методике, мы отобрали 300 пар хвоинок с 4 деревьев. Хвоя была тщательно обследована, все повреждения были классифицированы на три группы (неповрежденная хвоя (рис. 2), хвоя с пятнами (рис.1) и хвоя с признаками высыхания (рис.3)). Количество хвоинок в каждой группе было подсчитано и занесено в рабочую таблицу (см. таблица 1.).

С ветвей 4 деревьев мы отобрали побеги одинаковой длины. Собрали с них хвою и визуально проанализировали ее. Степень повреждения хвои мы определили по наличию хлоротичных пятен, некротических точек, некрозов (рис.5).

При обследовании состояния хвои определяются степень ее повреждения и усыхания (рис.4).

Таблица 1

Определение состояния хвои ели обыкновенной (Picea abies)

Повреждение и усыхание хвоинок	Номер ключевого участка
	1 (Вблизи ТЦ «Рамус Молл», г. Нижнекамск)	2 (остановка «Площадь Лемаева», г. Нижнекамск)	3 (Парк «Солнечная поляна», г. Нижнекамск)	4 (Вблизи КИУ, г. Нижнекамск)
Общее число обследованных хвоинок	300	300	300	300
Количество хвоинок с пятнами	87	69	15	23
Процент хвоинок с пятнами	29	23	5	8
Количество хвоинок с усыханием	167	114	2	3
Процент хвоинок с усыханием	56	38	0,6	1
Дата отбора проб	30.09.2023	30.09.2023	30.09.2023	30.09.2023

Рис. 1. Хвоинки с пятнами

Рис. 2. Неповрежденные хвоинки

Рис. 3. Хвоинки с усыханием

Рис. 4. Виды повреждения и усыхания хвои

Таблица 2

Повреждение и усыхание хвои ели обыкновенной (Picea abies) в разных зонах

№ участка	Класс повреждения хвои	Класс усыхания хвои
№ 1 — Вблизи ТЦ «Рамус Молл»	2,3	1–4
№ 2 — Остановка «Площадь Лемаева»	2,3	1–3
№ 3 — ул. Мурадьяна (парк «Солнечная поляна»)	1,2	1–2
№ 4 — Вблизи КИУ	1,2	1–2

На всех исследуемых участках выявлены 1, 2 классы повреждения хвои. 1–4 классы усыхания хвои установлены на улице Сююмбике (вблизи ТЦ «Рамус Молл»), а 1–2 — вблизи улицы Мурадьяна (парк «Солнечная поляна») и проспекта Шинников (вблизи КИУ).

Рис. 5. Некроз ели обыкновенной (Picea abies) с участка № 2 (Проспект Химиков (остановка «Площадь Лемаева»))

Изученные показатели: повреждение и усыхание хвои (рис.5), свидетельствуют о том, что самый чистый воздух вблизи парка «Солнечная поляна», так как в этом месте 1,2 класс повреждения и 1–2 класс усыхание хвои, а самый грязный — на улице Сююмбике (вблизи ТЦ «Рамус Молл»): составляет 2–3 класс повреждения и 1–4 класс усыхания хвои.(см. таблица 2.)

В ходе проведенного исследования мы сделали следующие выводы:

1. Удостоверились на собственном опыте в возможности использования методов биоиндикации для оценки качества состояния окружающей среды;
2. Определили, что загрязнение воздуха негативно влияет на рост и развитие растений.

В результате воздействие токсичных веществ на ели приводят к таким морфологическим изменениям, как повреждение ствола, густота кроны, заражение хвойными болезнями (хлороз и некроз), усыхание деревьев, механические повреждения тканей деревьев и постепенная гибель особей. Для противодействия этим последствиям необходима активная работа по посадке новых деревьев, регулярный уход и проведение профилактических мероприятий среди населения.

Анализ фактической информации показывает, что город Нижнекамск является наиболее экологически неблагополучным по уровню загрязнения атмосферного воздуха в Республике Татарстан. Однако благоприятные метеорологические условия и выгодное географическое положение способствуют естественной фильтрации атмосферы, в результате чего в течение большей части года концентрация загрязняющих веществ в городских районах остается низкой. Однако при неблагоприятных метеорологических условиях, которые часто бывают в феврале, апреле и июле, ноябре, уровень загрязнения воздуха значительно возрастает за счет присутствия широкого спектра токсичных веществ. Поэтому целесообразно ограничить выбросы загрязняющих веществ в эти месяцы за счет увеличения нагрузки в другое время года. Выполнение этих рекомендаций позволит улучшить экологическую обстановку в городе и здоровье его жителей.

Литература:

1. Блинов, Л. Н. Экология: учебное пособие для среднего профессионального образования / Л. Н. Блинов, В. В. Полякова, А. В. Семенча; под общей редакцией Л. Н. Блинова. — Москва: Издательство Юрайт, 2019 г.
2. Гурова, Т. Ф. Экология и рациональное природопользование: учебник и практикум для академического бакалавриата / Т. Ф. Гурова, Л. В. Назаренко. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2019 г.
3. Зайцев, В. А. Промышленная экология: Учебное пособие / В. А. Зайцев. — М.: БИНОМ. ЛЗ, 2018 г.
4. Зражевский И. М., Шишкин А. М. Основные принципы классификации источников выбросов вредных веществ в атмосферу // Тр. ГГО. 2017 г.
5. Официальный сайт Татар информ — https://www.tatar-inform.ru/news/nizhnekamsk-vnov-stal-samym-blagoustroennym-gorodom-rossii Дата обращения: 10.09.2023
6. Третьякова, Н. А. Основы экологии: учеб. пособие для вузов / Н. А. Третьякова; под науч. ред. М. Г. Шишова. — М.: Издательство Юрайт, 2019. — 111 с.
7. Тунакова Ю. А., Желовицкая А. В., Шагидуллина Р. А., Иванов Д. В. Экологический мониторинг. Учебное пособие/Казань: Изд-во «Отечество», 2014. 152 с.