V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

В Туркестане одним из основных загрязнителей атмосферного воздуха является пыль, которая представляет собой взвешенные в воздухе или осевшие на поверхность тех или иных объектов твердые частицы природного или техногенного происхождения с радиусом от 10^-6 см до 10^-2 см. Пыль в атмосфере бывает не только химически нейтральной, но и в зависимости от химического состава может проявлять кислые или щелочные реакции в контакте с водосодержащей системой. Такие виды запыленности атмосферного воздуха могут выступать для памятника как активный повреждающий агент. Различают множество типов пыли. Например, пыли, образующие в виде дыма при сгорании твердого, жидкого и газообразного топлива, состоящие из сложных органических соединений, углеводородов. На территории памятника истории и культуры мавзолея Х.А.Ясави наблюдается постоянная запыленность из-за частого ветра (фото 1-2).

Фото 1.

Фото 2.

Как видно из представленных фотографий кроме естественного фактора загрязнения (пыли) на состояние архитектурного комплекса также влияет и анторопогенный фактор, то есть накопление большого количества твердых бытовых отходов (ТБО) на территории памятника. Для характеристики воздействия складированных отходов и других источников вблизи мавзолея (расстояние 150-500 м) были отобраны пробы пыли, образующейся в приземном слое воздуха над полигонами ТБО при ветренной погоде, а также в дымовых выбросах котельной микрорайона и печей индивидуального отопления домов [1]. В них определены содержания тяжелых металлов. Значительные количества тяжелых металлов (ТМ) поступают в атмосферу с твердыми частицами дыма из печей (таблица 1).

Таблица 1 – Среднее содержание металлов в пылеобразных частицах дыма централизованной котельной микрорайонов

Состав дымовой пыли	Концентрация ТМ, мг/м3	Состав дымовой пыли	Концентрация ТМ, мг/м3
Цинк	2,679	Кадмий	0,056
Свинец	1,875	Ртуть	0,001
Медь	0,354	Хром	0,033
Мышьяк	0,120	Никель	0,098
Железо	3,043	Марганец	0,768

Сами по себе ТМ не оказывают непосредственное влияние на состояние материалов памятника, опасность их заключается в выступлении в роли катализаторов во многих вторичных реакциях, протекающих между загрязнителями в атмосферном воздухе. В качестве примера можно привести окисление оксидов серы до высшей валентной формы, т.е. SO₂ до SO₃ в присутствии железа, марганца и др. Тяжелые металлы могут также стимулировать фотоокисление многих органических соединений, адсорбированных на поверхности твердых частиц, например сажи.

По данным наших экспериментальных исследований количество пыли, оседающей на 1 м² поверхности за неделю составляет 1,7-3,8 г при слабом ветре, при сильном ветре это содержание увеличивается в десятки, сотни раз. Значительное влияние на химические свойства компонентов пыли и на характер ее оседания оказывают атмосферные факторы.

Пыль, поднимающаяся с поверхности многолетней захламленной золоотвалом, ТБО и другими производственными отходами территорий, состоит в среднем из 30-40% кремниевой кислоты, 5-10 % извести и гипса, до 5% серы, до 0,3% ТМ и других вредных веществ неорганической и органической природы. Без сомненно, этот компонент атмосферного воздуха оказывает агрессивное разрушительное влияние на памятник. В этом плане необходимо проведение тщательных экспериментальных исследований как по определению количественного и качественного состава пыли, так и по ее влиянию на устойчивость и сохранность исторических и реставрационных строительных материалов.

В результате обследования исследуемой территории установлено, что основными существующими потенциальными источниками загрязнения являются производственные предприятия (например, ЖБЗ), железнодорожный, автомобильный транспорт и обслуживающие их объекты, многочисленные котельные, автостоянки и растянувшиеся на большие территории мусорные свалки коммунально-бытовых отходов, несовершенные системы канализации, многолетний бесплановый сброс как твердых, так и жидких сельскохозяйственных и других отходов[2].

Как известно поверхность земли испытывает значительную по массе и очень опасную антропогенную нагрузку. Накопление больших количеств разношерстных по составу ТБО характеризует несоответствие исследуемой территории экологическим стандартам, кроме того они оказывают негативное влияние на состояние исторического памятника. По нашим грубым подсчетам из всей территории охраняемой зоны более половины захламлены золой, производственными и бытовыми отходами. Средний состав золы, пробы которых отобраны из 12 постов и содержание некоторых компонентов в свалочных отходах, находящихся на охраняемой зоне памятника приведены в таблицах 2-3 .

Таблица 2 (в пересчете на оксиды)

Наименование веществ в золе	Содержание в %
Диоксид кремния (SiO2)	60,2
Оксид алюминия (Al2O3)	21
Триоксид железа (Fe2O3)	8,3
Оксид железа (FeO)	1,1
Оксид кальция (CaO)	3,3
Оксид магния (MgO)	1,5
Диоксид титана (TiO2)	0,8
Оксид натрия (Na2O)	0,8
Оксид калия (K2O)	2,1
Серный ангидрид (SO3)	0,2
Оксид фосфора (P2O3)	0,4
Оксид марганца (MnO)	0,3

Таблица 3 – Качественный и количественный состав отходов, расположенных на территории охраняемой зоны мавзолея Х.А. Ясави

№	Наименование ингредиентов	Содержание элементов в отходах, включающий золу, золошлаки и различные материалы, мг/кг
	Алюминий	10394± 22,8
	Железо	32825±8,7
	Кадмий	0,3±0,1
	Кальций	15582±2,8
	Кремния диоксид, %	70,7±0,4
	Магний	5258±8,9
	Марганец	353±3,8
	Медь	61,2±5,4
	Мышьяк	9,0±0,8
	Никель	48,9±1,2
	Свинец	36,0±7,6
	Сульфаты	5157±4,13
	Хром	25,9±4,4
	Цинк	40,5±6,9
	рН водной вытяжки	10,6±0,1

В некоторых местах высота золы и мусора превышает 1,0 м, поэтому отбор проб почвы для анализа практически невозможно ( например, район Культобе). Эти отходы на значительных площадях вытеснили природные экосистемы. Качественный и количественный морфологический состав мусорных отходов представлены в таблице 4. Нами экспериментально установлены некоторые физико-химические характеристики. Согласно полученным данным средняя плотность отходов составляет ~ 0,2 т/м³, влажность отходов ~ 43%, содержание органического вещества не более 30-31%.

Таблица 4 – Морфологический состав свалочного мусора

№	Наименование компонентов мусорной свалки	Содержание, %
1.	Зола	46±2,5
2.	Навоз и подстилочная солома	20±1,3
3.	Отходы в виде древесины	3,7±1,7
4.	Пластические массы (бутылки, упаковочные материалы и т.д.)	5±0,8
5.	Кости домашних животных	11±0,5
6.	Битое стекло	5,4±0,3
7.	Металл	0,5±0,2
8.	Кожа, резина	1,5±0,1
9.	Бумага и текстиль	6,0±0,4
10.	Камни	0,9±0,1

Учитывая исторический характер мусорной свалки, были проведены исследования по расчету объемов образующегося биогаза. Результаты экспериментальных исследований показали протекание процесса разложения органических веществ с образованием газообразных продуктов, которые в свою очередь могут вносить значительный вклад в загрязнение атмосферного воздуха и, соответственно, влиять на состояние мавзолея.

С экоцентристской точки зрения, вся масса отходов опасна. Несанкционированные свалки можно назвать «бомбой замедленного действия» в силу их кумулятивного воздействия на окружающую среду. В объеме складированных свалок ТБО, золы, остатков строительных материалов (цемент, др.) и других отходов протекают многочисленные вторичные физико-химические и биохимические процессы, продуктами которых являются многочисленные токсические и агрессивные по своей природе химические вещества. В связи с этим в окружающую среду поступают не только известные загрязнители, но и совершенно новые, непредсказуемые по своему воздействию на экосистемы вещества. Кроме того свалка — место обитания птиц, крыс, насекомых и других животных, которые могут стать причиной возникновения не только эпидемий, но и причиной разрушений ими зданий и сооружений [3].

Результаты предварительно проведенного мониторингового исследования мелкомасштабного характера свидетельствуют о возможности разработки методов регулирования и контроля состояния окружающей среды архитектурного комплекса Х.А. Ясави. Пути и механизмы воздействия в совокупности природно-климатических и антропогенных факторов окружающей среды на состояние памятника весьма сложны.

Для выяснения роли в участии биогаза и других вторичных продуктов в нарушении экологического равновесия и, соответственно, для установления возможных агрессивных воздействий этих факторов на устойчивость строительных материалов нами планируется проведение дальнейших исследований в этом направлении.

Литература

1. Мадуанова Г.С., Исакова Г.А., Акбасова А.Д. Содержание и распределе­ние свинца в почвах Туркестана /Вестник университета Яссави.-1996, №6.-С.57-60.

2. Акбасова А.Д., Исакова Г.А. Тяжелые металлы в почвах и растениях Туркестана /Проектирование, строительство и эксплуатация транспорт-но-коммуникационных сооружений. Вып.6, КазАТК. - Алматы: 1999.-С.3-6.

3. Региональный экологический мониторинг. - М.: Наука, 1983. - 280с.

Код для цитирования: Скопировать