V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Осадки являются эффективным фактором вымывания различных веществ из воздуха. При этом процессы влажного и сухого выпадения могут привести к изменению химического состава почв, рек и водоемов.

Снежный покров – надежный индикатор, в частности такого важного параметра как атмосферная нагрузка на природные экосистемы. Поэтому, анализ снежного покрова является одним из компонентов определения степени загрязнения атмосферы.

С учетом значимости экологических проблем городов, в данной экспериментальной работе изучен снежный покров г.Туркестан Южно-Казахстанской области, с целью выявления особенностей химического загрязнения на фоне состояния атмосферного воздуха городской среды [1]. Данная оценка необходима для определения примесей воздуха и тех веществ, которые снег накапливает за зиму.

Одним из главных источников загрязнения городского воздуха в зимний период являются автомобильный транспорт и котельные печи индивидуальных домов систем теплоснабжения. Распределение основных загрязнителей (пыль, сульфаты, хлориды, азотсодержащие соединения, карбонаты, катионы металлов, полициклические ароматические углеводороды и т.д.) в снежном покрове практически не изучены, поэтому задача данной работы заключалось в исследовании химического состава снеговой воды различных районов г.Туркестан.

Материалы и методика исследования

Для анализа достаточно одной лишь пробы, взятой по всей толщине снега, чтобы получить достоверные и представительные данные о количестве загрязнителей за весь период от образования устойчивого снежного покрова до начала снеготаяния. Поскольку количество и интенсивность осадков год от года меняется [2], то в качестве фонового образца снега отбор проводился с территории со значительной отдаленностью от центральных автодорог города и прочих отопительных систем теплоснабжения. Анализы образцов снега проводили в аналитической лаборатории «Экологического контроля и химического анализа» НИИ «Экология» при МКТУ им.Х.А.Ясави по общепринятым стандартным методикам [3, 4].

Для отбора снежных проб нами были выбраны 3 городские зоны в восточной части города (рис.1), с различной степенью интенсивности и разными видами техногенного воздействия (табл.1).

Фоновый участок выбирали на территории, практически не подвергающейся загрязнению или испытывающей его в минимальной степени. Первая точка расположена на территории исторического архитектурного комплекса Х.А.Ясави на расстоянии 1200м от автострады. Вторая точка – гостиница «Яссы», расположена на одной из самых напряженных городских автомагистралей, рядом с бизнес-центрами, кафе-барами, учебными заведениями и организациями.

Рисунок 1

Карта-схема микрорайона с расположением мавзолея и гостиницы

Таблица 1

Местоположение и интенсивность движения автотранспорта

в местах пробоотбора снега

№ точки отбора пробы	Местоположение	Автомобилей/час	Автомобилей/сутки
			Легковой автотранспорт	Грузовой автотранспорт
Фон	Открытое поле на расстоянии 5км от города	-	-	-
1	Территория исторического архитектурного комплекса Х.А.Ясави	-	-	-
2	ул. Тауке-хана (район учебных заведений, организаций и бизнес-центров)	768	3025	100

При мониторинге снежного покрова нами были исследованы две фазы: фильтрат определяли на основные растворимые химические макрокомпоненты талой воды; осадок на содержание взвешенных частиц. Для исследования химического состава талых вод использовали метод прямой потенциометрии при измерении рН и фторид-ионов; титриметрии – при определении содержания хлоридов, общей жесткости, щелочности, кальция, химического потребления кислорода (ХПК); гравиметрии – при определении содержания сульфат-ионов, взвешенных веществ и сухого остатка; фотоколориметрия – при определении содержания нитрат-ионов, нитрит-ионов и ионов аммония и аммиака. Гравиметрические исследования проводили с использованием аналитических весов ВЛР-200г-М и сушильного шкафа – 2В-151; потенциометрические измерения осуществляли с помощью иономера И-160МИ с применением в качестве рабочего индикаторного электрода – ЭС-10603 и электрода сравнения – хлорсеребряного электрода – ЭСр-10103. Все используемые для анализа реактивы имели квалификацию не ниже «х.ч.».

Результаты и их обсуждения

Результаты химического анализа снеговой воды, представленные в табл.2, свидетельствуют, что по большинству рассматриваемых параметров соответствующие данные для фонового образца имеют меньшие значения, чем величины предельно-допустимых концентраций для поверхностных вод. Исключение составляет лишь количество взвешенных веществ, которое в фоновом образце, практически лишенном техногенной нагрузки, превышает уровень ПДК в 8 раз.

Таблица 2

Результаты химического состава снеговой воды за 2011-2012гг.

Показатели	ПДК	Фон	№1 точка	№2 точка
рН	6,0-9,0	6,861	7,530	7,701
Взвешенные вещества, мг/дм3	10	88,2	200	1816
Сухой остаток, мг/дм3	1000	23	66	115
Общая жесткость, моль/м3	7,0-10,0	0,08	0,72	1,9
Кальций, мг/дм3	180	1,0	7,3	29,2
Магний, мг/дм3	50	0,46	4,4	5,4
Щелочность, ммоль/дм3	6,5	0,02	0,23	0,981
ХПК, мг∙О/дм3	5,0	0,26	0,42	3,57
Хлориды, мг/дм3	350	0,95	3,2	20,8
Сульфаты, мг/дм3	500	19,04	24,9	32,9
Фториды, мг/дм3	1,2-1,5	не обн-н	0,04	0,13
Нитраты, мг/дм3	45	0,21	0,38	2,81
Нитриты, мг/дм3	3,0	0,048	0,041	0,044
Ионы аммония и аммиака, мг/дм3	2,0	0,451	0,462	0,823
Железо	0,3	0,15	0,118	0,124

Значения рН снежного покрова в пробах колеблются в диапазоне слабокислых и умеренно-щелочных значений, т.е. от 6,8 до 7,5ед. Для Туркестана характерно достаточно высокое содержание щелочных компонентов в атмосфере, что и определяет относительно редкое выпадение кислых осадков.

Наличие в снежном покрове взвешенных частиц обусловлено, во-первых, применением в качестве антигололедных средств песчано-соляной смеси, основой которой является песок; во-вторых, за счет технического фактора через осаждение пыли, золы, сажи, дыма. В зимний период времени масса сжигаемого топлива, работающего, на угле 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 с превышением ПДК в 180 раз. По мере удаления от нее эта величина уменьшается.

Подобная закономерность прослеживается и для такой характеристики, как содержание сухого остатка. Данный показатель говорит о наличии в талой воде растворенных солей. В идеале, в составе талой воды не должно быть солей, либо их количество должно быть минимальным, что и свидетельствуют результаты анализа.

Такие параметры талой воды, как общая жесткость и хлориды напрямую связаны с интенсивностью дорожных покрытий, загрязненные оксидами металлов, автомобильными выхлопами.

Сульфат-ионы накапливаются в снеге за счет осаждения аэрозолей диоксида серы из воздуха вместе с пылью под действием сил гравитации. По всем городским зонам содержание ее достаточно однородно, что можно объяснить общей невысокой загрязненностью городского воздуха по таким соединениям, как оксид серы (IV) и оксид серы (VI).

По величине химического потребления кислорода судят о содержании загрязнений воды легко окисляемыми веществами органической и неорганической формы. Максимальные значения других параметров в пределах ПДК обнаружены в зоне автомагистрали, что однозначно связано с техногенными выбросами автотранспорта.

Выводы

На основании полученных экспериментальных данных можно утверждать, что в целом влияние автотранспорта и систем теплоснабжения в городской зоне на загрязнение снега следует оценивать как существенное. Основные загрязнения приходятся на взвешенные вещества и минеральные пыль и соли, а это в свою очередь отражает состав техногенных выбросов в городскую среду.

Исходя из данных снеговой воды, по уровню загрязненности исследуемые районы города можно расположить в следующий ряд, убывающий по степени техногенной нагрузки: центральная улица Тауке-хана > территория мавзолея Ясави > фоновый участок.

1. Акбасова А.Д., Койшиева Г.Ж., Тойчибекова Г.Б. Воздействие взвешенных пылевых частиц на состояние мавзолея Х.А.Ясави // Вестник МКТУ им.А.Ясави. Серия естественных наук. – 2011. – №3(75). – С.143-147.

2. Саинова Г.А., Тойчибекова Г.Б., Верейкина Г.Е. Характеристика природно-климатических условий г.Туркестан // Вестник МКТУ им.А.Ясави. Серия естественных наук. – 2011. – №3(75). – С.148-151.

3. ГОСТ 26449.1-85 – 26449.2-85. Методы химического анализа соленых вод.

4. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М., «Химия», 1973. 376с.

Код для цитирования: Скопировать