Экология/2. Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

Булдакова А.А.

Филиал Казанского государственного технического университета

им. А. Н. Туполева (г. Елабуга), Россия

Мониторинг атмосферы города Елабуга в зимний период времени

Существует очень много критериев определяющих в целом экологическое состояние определенной местности; к одному из них относится состояние атмосферного воздуха. Человеку в среднем в сутки требуется около 2л. воды, 1кг пищи и целых 25кг воздуха, причем воздуха чистого ибо загрязненный воздух может вызвать серьезные заболевания. Поэтому, состояние атмосферы города это показатель не только экологической обстановки местности, но и показатель здоровья его населения.

Загрязнение атмосферного воздуха таит в себе не только угрозу здоровью людей, но и наносит большой экономический ущерб. Ядовитые вещества воздуха отравляют домашний скот, обесцвечивают краску на стенах домов и корпусах автомашин, под их влиянием гибнут сосны, а также фруктовые сады. За загрязнение воздуха приходиться расплачиваться миллионами рублей.

Автомобильные выхлопные газы – смесь примерно 200 веществ. В них содержаться углеводороды и несгоревшие компоненты топлива. Один легковой автомобиль поглощает ежегодно из атмосферы в среднем более 4т кислорода, выбрасывая с выхлопами газами примерно 800г окиси углерода, около 40кг окислов азота и почти 200кг различных углеводородов. Большинство газовых выделений тяжелее воздуха, поэтому все они скапливаются у земли.

Исследованиями было доказано, что в организме голубей живущих в городе, содержаться в 10 раз больше свинца, чем у голубей живущих в сельской местности. Свинец – один из основных отравителей внешней среды; поставляют его, главным образом, современные двигатели с высокой степенью сжатия топлива, выпускаемые автомобильной промышленностью.

Не малую роль в загрязнении атмосферного воздуха играют промышленные выбросы. Предприятия металлургической, химической, цементной и других отраслей выбрасывают в атмосферу пыль, сернистые и другие газы, выделяющиеся при различных технологических производственных процессах.

Выбросы предприятий нефтедобывающей и нефтехимической промышленности содержит большое количество углеводородов, сероводорода и дурно пахнущих газов. Основными выбросами от данных предприятий являются окислы неорганических веществ, окись азота, сернистый ангидрид, аммиак, пыль от неорганических производств, органические вещества: сероводороды, сероуглероды, хлористые соединения, фтористые соединения и другие.

Источником загрязнения атмосферного воздуха пестицидами являются склады их хранения, процессы и места протравления семян и сами поля, на которые в том или ином виде наносятся пестициды и минеральные удобрения.

В Татарстане разработана комплексная программа по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Она предусматривает перевод автомобильных средств на малотоксичные виды топлива и в первую очередь на газ. Разработку и внедрение антидымных и моющих присадок к моторным топливам. На промышленных предприятиях устанавливают пылеочистители. Этими установками оборудованы почти все товарные парки, с начала их применения уловлено около 500 тыс. тонн легких фракций углеводородов.

В республике большое внимание в настоящее время уделяется контролю за состоянием атмосферы. Создаются специальные автоматизированные станции контроля состояния атмосферного воздуха на урбанизированных территориях, позволяющие непрерывно получать информацию о концентрации примесей в воздухе в различных районах города и за его пределами. Кроме того, для различных территорий делаются анализы отдельных проб воздуха.

В зависимости от состояния экологической обстановки административные районы республики Татарстан объединены в 5 различных групп (от удовлетворительной до тяжелой). Это обусловлено наличием на территории района различных промышленных и сельскохозяйственных предприятий, интенсивным автомобильным движением, усилением антропогенной нагрузки и особенностями «розы ветров».

Цель настоящей работы заключалась в проведении мониторинга атмосферы города Елабуги в различных микрорайонах в зимний период времени.

Задачи, которые в результате исследования, приходилось решать, состояли в следующем:

1. обозначить участки – места, где будут производиться заборы снега;

2. определить объем снега, необходимый для исследования;

3. исследовать снег на содержание диоксида серы, оксида азота, хлоридов, углеводородов и пыли;

4. проанализировать полученные результаты исследований.

Елабужский район расположен в южной части Вятско-Камской возвышенности. Летом здесь обычно стоит малооблачная погода, с преобладанием северо-западных ветров. Зима умеренно холодная с ветрами юго-западного и западного направлений. Анализ «розу ветров» показывает следующую картину: в зимний период времени Елабугу чаще обдувают ветра с выбросами нефтехимического и шинного заводов Нижнекамска, а летом – Менделеевского химического завода. Причем изменение ветра на юго-западное направление в летний период может оказаться более угрожающим, ведь они принесут выбросы со стороны Нижнекамска. Именно из-за этого страдают садовые общества «Дружба» и «Нефтяник». Яблоки, не успев созреть, опадают, а если даже не опали, то являются непригодными для консервирования; у травянистых растений поражаются полностью и листья и соцветия.

Способов и методов установления загрязнения атмосферы очень много и они отличаются в разные сезоны. По законам силы притяжения Земли всё «содержимое» атмосферы рано или поздно окажется в почве, а зимой, естественно на снегу. Для этого был заранее установлен объем снега, который будет использоваться для анализа и участки-микрорайоны, где будут производиться заборы снега (при этом, мы старались охватить всю территорию города).

В работе были использованы следующие методы анализа и методики:

Ø Отбор и анализ проб снега с заранее обозначенных участков в различных частях города. Для этого было отобрано и проанализировано 54 дм³ снега. Отбор снега для исследования производился в ручную, при помощи пластмассового совочка из всей толщи снега. Снег собирался в 3-х литровые банки. Через 10-12 часов растаявший снег в виде талой воды подвергался исследованиям;

Ø Качество талой воды оценивалось следующими способами:

ü Содержание основных компонентов определялось с помощью качественных химических реакций и взвешиванием;

ü Содержание пыли и сажи - фильтрованием;

ü Содержание хлоридов – титрованием;

ü Концентрация нитратов, нитритов, сульфатов и сероводорода определялась фотоколориметрированием.

Заранее были установлены примерные ожидаемые результаты: там, где нет основной проезжей части, где нет предприятий должно быть чисто и, наоборот, где основная проезжая дорога или какое-либо предприятие – должно быть грязно.

По результатам исследования предположения подтвердились не на все 100%.

По результатам работы, в зависимости от состояния атмосферы и степени её загрязнения, микрорайоны города были разделены на 3 группы:

1. с относительно чистым воздухом;

2. со средним загрязнением воздуха;

3. с сильным загрязнением воздуха.

Наиболее опасными источниками загрязнения атмосферы являются выбросы предприятий нефтедобывающей, нефтехимической и химической промышленности. К ним относятся Нижнекамский нефтехимический комбинат и Менделеевский химзавод, которые находятся вблизи Елабуги.

Не менее опасными являются выбросы автомобилей, которые содержат альдегиды, углеводороды этиленового ряда и свинец.

Полученные результаты позволили сделать выводы и объяснить, почему Елабуга занимает 3 место по уровню загрязненности атмосферы в республике Татарстан:

¨ Во-первых, на такой маленький провинциальный город приходиться не слишком много промышленных предприятий. И хотя доля их невелика, они все же имеют отношение к загрязнению города.

¨ Во-вторых, более положение усугубляет географическое положение города, связанное с «розой ветров»: в зимний период времени Елабугу чаще обдувают ветра юго-западного и западного направлений с Нижнекамского нефтехимического и шинного заводов, а летом преобладают северо-западные ветра с Менделеевского химического завода.

Все эти факторы играют усугубляющую роль в формировании окружающей среды и могут быть источниками различных заболеваний.