Борьба за чистый воздух: исследование качества атмосферного воздуха на примере г. Нижнекамска Республики Татарстан



В статье авторы изучили качество атмосферного воздуха и его источники загрязнения.

Ключевые слова: атмосферный воздух, загрязнения, окружающая среда, биоиндикация, хвоя.

Атмосферный воздух является критической частью окружающей среды, оказывающей огромное влияние на здоровье людей, а также на сельское и лесное хозяйства, промышленность, технические сооружения, архитектурные памятники. Проблемы экологического неблагополучия текущего времени заметны практически в каждом городе и индустриальном центре России, что подчеркивает необходимость дальнейшего изучения и оценки негативных последствий человеческого воздействия для предотвращения ущерба для экономики и угроз для здоровья общества. [2]

Исследование проблемы и поиск путей ее решения в каждом городе России являются важными шагами для обеспечения устойчивого развития. Эта проблема особенно актуальна для Нижнекамска, одного из крупнейших нефтехимических центров на территории Поволжского Федерального округа и всей страны. Согласно Государственному докладу о состоянии окружающей природной среды России, Нижнекамск в последние годы оказался в числе городов с высоким уровнем загрязнения воздуха, что обусловлено увеличением воздействия промышленных факторов и неэффективностью природоохранных мер. Тем не менее, Нижнекамск дважды признавался самым благоустроенным городом России в 2020 и 2022 годах. [3]

В настоящее время ведется активная работа по улучшению качества жизни жителей города. Создание комфортных условий для проживания и отдыха, основное направление нацелено на озеленение, улучшение дорожного покрытия, улучшение санитарного состояния дворов и жилых районов. Тем не менее, качество воздуха все еще оставляет желать лучшего. Данное исследование посвящено именно этому вопросу. Его актуальность обусловлена тем, что Нижнекамск представляет типичную урбоэкосистему восточной части Европейской части России, где химическая и нефтехимическая промышленность играют ключевую роль. Географические и природные особенности, а также рельеф местности определяют степень загрязнения воздуха. [5]

Для мониторинга качества воздуха используются передвижные станции наблюдения, а также органы Санэпиднадзора и Государственного комитета по экологии или Министерства природы. Также ГЭК и СЭН проводят локальные исследования в жилых районах, на крупных автодорогах в городе, в основном в эко-неблагоприятных районах. [1]

Контроль качества атмосферного воздуха постоянно осуществляется лабораториями предприятий и внутри рабочих помещений. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и ее территориальные органы обеспечивают непрерывный мониторинг качества воздуха, определяют ключевые параметры загрязнения и решают проблемы переноса загрязнений через границы и обнаружения высоких уровней загрязнения. [6]

Проведение этого исследования анализа поможет более точно оценить состояние атмосферного воздуха в Нижнекамске и разработать действенные меры по улучшению экологической ситуации в регионе.

Загрязнение воздуха негативно влияет на все живые организмы, особенно на растения, которые являются индикаторами качества воздуха. Существуют специальные индексы для оценки токсического воздействия загрязнителей.

Ель обыкновенная становится полезным индикатором загрязнения окружающей среды, проявляя реакцию на негативные воздействия. Перемены в цвете и состоянии хвои указывают на уровень загрязнения воздуха, а ее способность накапливать микроэлементы в течение жизни позволяет оценить состояние атмосферы. Ель обыкновенная, или Picea abies, представляет собой всегда зеленое дерево высотой до 25–30 метров с пирамидальной кроной и блестящей темно-зеленой хвоей, на котором присутствуют мужские и женские органы размножения.

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.

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

1–4 классы усыхания хвои установлены на улице Мира (вблизи ТЦ «Шатлык»), 1–3 — вблизи остановки «Баки Урманче», а 1–2 — вблизи улицы Мурадьяна (парк «Солнечная поляна») и проспекта Шинников (вблизи КИУ).

Изученные показатели: повреждение и усыхание хвои, 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 Мира (вблизи ТЦ «Шатлык»): составляет 2–3 класс повреждения и 1–4 класс усыхания хвои. (см. таблица 2.)

Таблица 1

Определение состояния хвои ели обыкновенной (Picea abies)

Повреждение и усыхание хвоинок	Номер ключевого участка
	1 (Вблизи ТЦ «Шатлык», г. Нижнекамск)	2 (остановка «Баки Урманче», 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	96	71	13	31
Количество хвоинок с усыханием	178	126	3	6
Дата отбора проб	23.10.2023	23.10.2023	23.10.2023	23.10.2023

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 «Шатлык»	2,3	1–4
№ 2 — Остановка «Баки Урманче»	2,3	1–3
№ 3 — ул. Мурадьяна (парк «Солнечная поляна»)	1,2	1–2
№ 4 — Вблизи КИУ	1,2	1–2

В наших исследованиях мы пришли к следующим выводам:

1. Мы успешно проверили, что методы биоиндикации могут быть использованы для оценки состояния окружающей среды. Это позволяет нам понять, насколько она здорова и устойчива к различным загрязнителям.
2. Обнаружили, что загрязнение воздуха имеет негативное влияние на рост и развитие растений, особенно на ели. В результате воздействия токсичных веществ на эти деревья мы наблюдаем различные морфологические изменения, такие как повреждения ствола, изменения густоты кроны, заражение хвойными болезнями (хлороз и некроз), усыхание деревьев, а также механические повреждения тканей и даже их постепенную гибель.

Для борьбы с этими проблемами необходимо предпринимать активные меры, такие как посадка новых деревьев, регулярный уход за ними и проведение профилактических мероприятий среди населения. Это поможет предотвратить негативные последствия загрязнения для окружающей среды и здоровья человека.

Анализ фактической информации показывает, что город Нижнекамск считается одним из наименее экологически благополучных на территории Республики Татарстан из-за высокого уровня загрязнения атмосферного воздуха. Однако благоприятные метеорологические условия и географическое расположение способствуют естественной фильтрации атмосферы большую часть года, что помогает поддерживать низкую концентрацию вредных веществ в городе.

Несмотря на это, при неблагоприятных метеорологических условиях, характерных для февраля, апреля, июля и ноября, уровень загрязнения воздуха существенно возрастает из-за наличия широкого спектра токсичных веществ. Поэтому стоит рассмотреть ограничение выбросов загрязняющих веществ и перераспределение нагрузки на другие времена года. Эти меры помогут улучшить обстановку в городе и сохранить здоровье его жителей.

Литература:

1. Ашимхиной Т. Я. Экологический мониторинг. М. 2018 г. — С. 416–500.
2. Багров Н. А. Аналитическое представление последовательности метеорологических полей посредством естественных ортогональных составляющих // Труды ЦИП. — 2019 г. — Вып.74. — С. 3–24.
3. Зражевский И. М., Шишкин А. М. Основные принципы классификации источников выбросов вредных веществ в атмосферу // Тр. ГГО. 2017 г. Вып. 479. С. 98–104.
4. Кондратьева О. Е. Экология: учебник и практикум для среднего профессионального образования / О. Е. Кондратьева [и др.]; под редакцией О. Е. Кондратьевой. — Москва: Издательство Юрайт, 2017. — С. 283.
5. Кузнецов, Л. М. Экология: учебник и практикум для прикладного бакалавриата / Л. М. Кузнецов, А. С. Николаев. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2017 г. — С. 280.
6. Павлова, Е. И. Экология транспорта: учебник для прикладного бакалавриата / Е. И. Павлова, В. К. Новиков. — 5-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2018 г. — С. 479.