Влияние автотранспорта на загрязнение снега, его оценка и обоснование способности угнетать рост древесных и кустарниковых насаждений в прилегающей к дороге 10-20-метровой зоне. Результаты исследований в снеговой воде разных химически опасных веществ.
При низкой оригинальности работы "Оценка степени загрязнения снега вблизи автодорог с интенсивным движением автотранспорта", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
В промышленном городе Омске доля автотранспорта среди всех источников загрязнения атмосферного воздуха превышает 60% в последние пять лет. В течение более чем пяти месяцев в году снежный покров на территориях, прилегающих к автострадам, поглощает и накапливает разнообразные ингредиенты загрязнений.В снеговой воде определяли наличие сульфат и карбонат анионов, нитрат ионов, хлорид ионов, Pb и твердых загрязняющих веществ. Сульфат ионы накапливаются в снеге за счет осаждения аэрозолей диоксида серы из воздуха вместе с пылью под действием сил гравитации. После таяния снега сульфаты мигрируют в почву и водоисточники. Вместе с тем в научной литературе есть указания о том, что поступивший с осадками 8042" поглощается живыми организмами, а при избытке анионов в почве он взаимодействует с твердыми фазами почвы. В связи с этим изучение особенности накопления сульфат ионов в снеге представляет научный интерес и позволяет определить долевой вклад соединений серы в твердых осадках.
Вывод
автотранспорт загрязнение снег
В снеговой воде определяли наличие сульфат и карбонат анионов, нитрат ионов, хлорид ионов, Pb и твердых загрязняющих веществ.
Запах и привкус воды оценивали по пятибалльной шкале согласно требованиям ГОСТА. [2]
У обочины дороги и прилегающей к ней 10-метровой зоне запах и привкус не соответствовали требованиям ГОСТА для питьевой воды, т. к. интенсивность их превышала 3 балла. За пределами названной зоны они соответствовали ГОСТУ.
Сульфат ионы накапливаются в снеге за счет осаждения аэрозолей диоксида серы из воздуха вместе с пылью под действием сил гравитации. После таяния снега сульфаты мигрируют в почву и водоисточники. В наших исследованиях содержание 8042" в пробах снега было незначительно (сотые доли процента). 8042" был обнаружен лишь в пробах снега отобранных на обочине дороги. На удаленных расстояниях 30 м. и далее он отсутствовал (табл. 1.).
Таблица 1. Содержание сульфат-, нитрат-, карбонат ионов и катионов кальция в снеговой воде.
Элемент Расстояние от автострады, м. обочина 10 м 25 м 300 м с р 2 - - -
8042- - - -
N03 - - - - -
С03 2- - - - -
- тысячные доли процента; - сотые доли процента;
- - не обнаружено.
В летний период времени исследования по содержанию Б04 " мы не проводили. Вместе с тем в научной литературе есть указания о том, что поступивший с осадками 8042" поглощается живыми организмами, а при избытке анионов в почве он взаимодействует с твердыми фазами почвы. Избыток Б04 2" может поглощаться путем хемосорбции, при этом выделяется 0Н" который нейтрализует ион водорода. Длительное накопление сульфат ионов в почве приводит к резкому увеличению числа тионовых бактерий (ТЫОЬА- СШШ nowellis). Бактерии в данном случае могут использоваться как своеобразный биотест на загрязнение почв соединениями серы. В связи с этим изучение особенности накопления сульфат ионов в снеге представляет научный интерес и позволяет определить долевой вклад соединений серы в твердых осадках.
Катионы кальция были обнаружены в пробах снега лишь у обочины дороги. В других пунктах отбора они не найдены. Содержание ионов Са2 на порядок превышает содержание сульфат ионов. Поскольку Са2 выполняет многообразные функции как в жизнедеятельности живых организмов, так и в химических процессах протекающих в почве, исследование его количественного содержания является важным. Са2 входит в состав почвенно-поглощающего комплекса и участвует в обменных реакциях почвенного раствора. Он обеспечивает высокую буферную способность почв в кислом интервале PH. Таким образом, он выполняет функцию нейтрализатора избыточной кислотности вызванной кислыми осадками. Гуматы Са играют также важную роль в формировании структуры почвы во многом обеспечивая ее водопрочность.
Нитрат ионы (N03) в пробах снега не обнаружены. Образование нитрат ионов в атмосферном воздухе из N02 протекает преимущественно в летний период времени. Результаты химического анализа осадков на территории города Омска по программе мониторинга показывают, что средняя концентрация N03 составляет 4,8 мг/л. У растений нитрат ионы накапливаются в ксилеме. Они представляют опасность для человека т. к. вызывают метгемоглобинемию, образование нитрозаминов (канцерогенов).
Карбонат анион (С03 2") в пробах снега не обнаружен. С032- относится к токсичным ионам. По наличию их в почве оценивают степень засоления последней. Так, ионы С032" связаны только с токсичными солям №2С03, М§(С03)2 поэтому они относятся к токсичным.
Средний показатель PH атмосферных осадков в городе Омске около 6,0. Максимальная кислотность осадков обычно наблюдается в конце лета.
Исследования показали, что величина PH у обочины дороги равна 6,8, что соответствует реакции близкой к нейтральной. По мере удаления от автострады величина PH уменьшалась до 5,8 (на расстоянии 300м. от дороги).
Величина PH снега обусловлена попаданием из атмосферы не только твердых частиц, но и газообразных загрязняющих веществ: Б02, С0, С02, N20, N0, N02 . Этот показатель очень важен, т. к. может сильно повлиять на реакцию среды почвы после таяния снега (подкислить или подщелочить). Чистый снег, как и чистая дождевая вода, имеет PH = 5,6, что связано с наличием в воздухе С02, образующим угольную кислоту, подкисляющую атмосферные осадки. Если в воздухе много оксидов азота, сернистого газа, диоксида серы и других кислотных оснований, то снег будет иметь величину PH < 5,6 (снег кислый0. Если снег имеет значение PH выше 5,6, то он щелочной и загрязнен оксидами металлов, автомобильными выхлопами. Это подтверждают и данные наших исследований.
Содержание хлорид иона у обочины дороги составило 11,3мг/дм3. На расстоянии 10м - 1,9мг/дм3 и далее на расстоянии 25 и 300м. концентрация хлорид иона уменьшилась в 6 раз и изменялась незначительно (рис 1).
Поступление хлорид иона в снег обусловлено применением хлорида натрия №С1 для очистки автострад от снега и льда. Концентрация хлорид иона в почве (после таяния снега) значительно меньше, чем концентрация № . Уменьшение концентрации С1" следует объяснять большой его подвижностью.Ионы хлора относятся к токсичным, как и все хлориды. Хлориды влияют на биологическую устойчивость древесных пород используемых в озеленении города. Некоторые из них, например липа сердцелистная (T. Cordate), могут выступать своеобразными биоиндикаторами загрязнения почв хлоридами. Хлор-ион может удерживаться в почве в виде обменного аниона.
Рис. 1. Зависимость концентрации ионов О и величины PH от расстояния до автострады.
Содержание ионов НС03 у обочины дороги составило 3,4 мг^экв/дм 3. (рис. 2) По мере удаления от автострады количество их уменьшается. На расстоянии 10м. - 0,21 мг^экв/дм3, на расстоянии 25м. - 0,102 мг^экв/дм3, на расстоянии 300м. - 0.086 мг^экв/дм3. В почве ионы НС03" могут связываться с токсичными солями, а также с нетоксичной солью Са (НС03)2. Поэтому, когда ионов Са2 в водной вытяжке больше, чем НС03, все ионы НС03 " относятся к нетоксичным.
3,4
Твердые загрязняющие частицы загрязняют снег преимущественно за счет технического фактора через осаждение пыли, золы, сажи (агломераты углеродных частиц), дыма. Источниками твердых веществ в г. Омске являются автомобильный транспорт и тепловые станции, работающие на угле и мазуте (ТЭЦ - 5 и ТЭЦ - 6). В зимний период времени масса сжигаемого топлива данного вида достигает максимума, и твердые вещества в результате гравитационного осаждения загрязняют снег. Попадание таких компонентов в снег, а затем в почву вызывает подкисление или подщелачивание среды. Данные наших исследований показывают, что наибольшее количество твердых загрязняющих веществ находится у обочины автострады и равно 3,1068г/л. (рис. 3) По мере удаления от нее эта величина уменьшается. На расстоянии 10м. - 0,286г/л, расстоянии 25м.- 0,2302г/л и на расстоянии 300м. - 0,0874г/л. После проведения исследования осадок на всех четырех фильтрах имел темно-серый цвет.
Рис. 3. Зависимость количества твердых загрязняющих частиц и величины сухого остатка от расстояния до автострады.
В твердых загрязняющих веществах могут содержаться наиболее токсичные для живых организмов свинец, ртуть, кадмий, цинк, силикатная пыль, сажа. В процессе выгорания твердых частиц, на заключительной стадии образуется сажа. Затем на поверхности ее частиц формируются твердые формы углеводородов (ПАУ) в том числе бенз(а)пирен. В связи с этим частицы сажи обладают канцерогенным действием и представляют серьезную опасность для населения города. Газопылевые техногенные выбросы, часть тяжелых металлов и токсичных элементов содержат в газообразной форме, а часть - в пылевой фракции (сульфиды, сульфаты, оксиды). При оседании их на снеговой покров и в дальнейшем при таянии снега происходит образование растворимых форм некоторых металлов, и миграция их в верхние слои почвы. В верхнем гумусовом горизонте почв удерживается основная масса поступивших из снега загрязняющих тяжелых металлов и неметаллов. Здесь же происходит их первичная трансформация. Степень и направление трансформации химических веществ зависят от свойств почв и от вида загрязняющих веществ.
Почва не загрязняется, если химические превращения загрязняющих веществ в ней приводят к ликвидации их токсичности вследствие перехода в неподвижное или малоподвижное состояние или нетоксичные формы.
Сухой остаток (степень минерализации) свидетельствует о солености воды. После выпаривания воды, на фарфоровых чашках с пробами снега был виден темно-серый налет. Это свидетельствует о присутствии в осадке соединений свинца.
В наших исследованиях величина сухого остатка у обочины дороги равна 0,672мг/л. На расстоянии 10м. - 0,21, 25м. - 0,102, 300м. - 0,086 мг/л
В целом влияние автотранспорта на загрязнение снега следует оценивать как существенное. Оно может стать при соответствующих условиях фактором, оказывающим угнетающее влияние на рост древесных и кустарниковых насаждений в прилегающей к дороге 10-20-метровой зоне.
При сочетании с неблагоприятными погодными условиями (суровые зимы, неравномерное увлажнение почвы в летний период) состояние насаждений необходимо контролировать, обращая внимание, в первую очередь, на агротехнические приемы ухода за зелеными насаждениями города.
Список литературы
Анохин Д. А. и др. Атмосферный перенос загрязнений в региональном масштабе. - Труды ИНГ, 1978, ГОСТ 51232-98 Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством.
Государственный доклад “Состояние окружающей природной среды Омской области в 2001году”. - Омск: Комитет природных ресурсов по Омской области, 2002г.
Государственный доклад “Состояние окружающей природной среды Омской области в 2000 году”. - Омск: Комитет природных ресурсов по Омской области,2001г.
Иванов В.Н., Сторчевус В.К. Экология и автомобилизация. - Киев: 1990.
