Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю. Геоэкологический мониторинг

Подождите немного. Документ загружается.

121

элемента С (в мг/кг) в снеговой пыли. На этом основании рассчитыва-

ются:

1) общая нагрузка, создаваемая поступлением химического эле-

мента в окружающую среду Р

общ

= С х Р

(мг/км

х сут);

2) коэффициент относительного увеличения общей нагрузки

элемента

= Р

общ

/ Р

при Р

= С

х Р

пф

; где С

– фоновое содержание

исследуемого элемента; Р

пф

– фоновая пылевая нагрузка; например, для

Нечерноземной зоны фоновая пылевая нагрузка составляет 10

кг/(км

хсут) (Методические …, 1982); Р

– фоновая нагрузка исследуе-

мого элемента.

Поскольку техногенные аномалии обычно имеют полиэлемент-

ный состав, для них рассчитываются суммарные показатели загрязнения

и нагрузки

характеризующие эффект воздействия группы элемен-

тов. Показатели рассчитываются по следующим формулам:

= ∑K

– (n - 1); Z

= ∑K

– (n - 1),

где n – число учитываемых аномальных элементов.

По величине суммарного показателя загрязнения снегового по-

крова существует ориентировочная шкала оценки аэрогенных очагов

загрязнения, которая предусматривает следующие уровни загрязнения

(Геохимия …, 1990):

- менее 64 - низкий уровень загрязнения;

-64-128 - средний уровень загрязнения;

-128-256 -высокий уровень загрязнения;

- более 256 очень высокий уровень загрязнения.

4.2.4. Результаты исследований

Снеговой покров является

идеальной депонирующей средой. В

снеге фиксируются как частицы природного происхождения, так и тех-

ногенного, поступающие за счет выбросов промышленных предприятий

и других загрязнителей. Снеговой покров урбанизированных террито-

рий представляет собой систему, в которой продукты техногенеза на-

капливаются в течение зимнего периода, а в процессе таяния включа-

ются в природные и техногенные

циклы миграции. В почве накаплива-

ются вещества из снега, не подверженные процессам полного разруше-

ния, которые особо опасны для живых организмов в виде пылевой со-

ставляющей.

В практике работ при мониторинге используется способ

определения техногенной загрязненности снегового покрова тяжелыми

122

металлами группы железа (Патент № 2176406). Однако этим способом

проводят определение загрязнения снегового покрова на площади без

учета природных и других техногенных составляющих, что не

позволяет выявлять и дифференцировать источники загрязнения. Авто-

рами наработан определенный опыт работ для ведения мониторинга

снегового покрова на примере экспериментального хозяйства

Сибирского Ботанического сада (ЭХСБС) (Язиков, Шатилов

и др.,

1996). Вещественный состав твердого осадка снеговых проб был

представлен различными частицами природного, техногенного и

биогенного происхождения, небольшая часть из которых представлена в

таблице 4.2.1.

Таблица 4.2.1

Вещественный состав твердого осадка снеговых проб

(в процентных содержаниях, %)

Техногенные компоненты Природ-

ные

компо-

ненты

Магнитные частицы Немагнитные частицы

Но-

мер

про-

бы

Кварц,

полевой

шпат,

слюда

Чер-

ные

округ-

лые

Черные

бесфор-

менные

Корич-

невые

бесфор

менные

Округ

-лые

серые

белые

Белые

бес-

фор-

мен-

ные

Кир-

пич-

ная

крош

ка

Шлак,

зола,

сажа

Це-

мент-

ная

пыль

Опил-

ки

Биоген-

ные

компо-

ненты

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Среди магнитной фракции выделены частицы различной формы,

размера и цвета, которые характерны для чугунолитейного

производства, металлообработки и железнодорожного транспорта.

Немагнитная фракция представлена цементной пылью, частицами

природного происхождения, опилками, а также материалом тепловых

котельных и других источников загрязнения. Среди частиц биогенного

123

происхождения фиксировались семена различных растений и останки

насекомых.

Анализ вещества и ореолов загрязнения территории ЭХСБС по-

казал следующее. Металлические микрочастицы округлой формы спе-

цифического чёрного цвета с металлическим блеском были выявлены

во всех пробах (рис. 4.2.2). Размер их колебался от 1 мм до 0.5 мм и ме-

нее. По данным лазерного микроанализа на установке LMA-10 в составе

частиц были определены железо, марганец,

титан, хром, кремний и ряд

других элементов. Для данных частиц характерны магнитные свойства.

Цементная пыль представляла собой микрокристаллическую массу се-

Рис. 4.2.2. Металлические микрочастицы округлой формы специфического чёр-

ного цвета с металлическим блеском. Размер их колеблется от 1 мм до 0.5 мм и

менее.

Рис. 4.2.3. Цементная пыль представляет собой микрокристаллическую массу се-

рого цвета. Размер отдельных частиц изменяется от сотых долей мм до 1 мм.

124

рого цвета (рис. 4.2.3). Размер отдельных частиц изменялся от сотых

долей мм до 1 мм.

На схеме распределения цементной пыли в твердом осадке снега

был выявлен довольно обширный ореол в южной части площади

ЭХСБС, который приурочен к производственным цехам НПФ "Квадро"

(рис. 4.2.4). Ореол по уровню загрязнения делился на три зоны. Зона

слабого

загрязнения имела в среднем размеры 500 х 800 метров, при

этом доля цементной пыли колебалась в интервале от 5 до 10%. Зона

воздействия повышенной или средней степени загрязнения определя-

лась параметрами 360 х 400 метров. Часть данного ореола (от 10 до

15%) приходилась на площадь ЭХСБС при ширине 100 м и простирании

до 200 метров. Зона аномального или сильной степени

загрязнения (бо-

лее 15%) имела локальный характер и при размерах 200 х 150 метров

была сосредоточена на территории НПФ "Квадро" и его прилегающей

площади.

125

Таким образом, зона активного воздействия НПФ "Квадро" оп-

ределялась радиусом 400 метров, из которого 200 метров приходилось

на территорию ЭХСБС. Радиус пассивного загрязнения бетонно-

растворного цеха НПФ "Квадро" составлял 500 метров, из которого 300

метров попадал на площадь ЭХСБС.

Микрочастицы округлой формы белого (а) и серого (б) цвета в

максимальном количестве фиксировались в пробах №

8 и 7 (табл. 4.2.1).

Частицы полупрозрачны и размер их изменялся от десятых долей мм до

1 мм (рис. 4.2.5). Микроэлементный состав характеризовался присутст-

Рис. 4.2.4. Схема распределения цементной пыли в твердом осадке снега на тер-

ритории экспериментального хозяйства Сибирского Ботанического сада

(ЭХСБС). Цифровые значения указывают величину процентного содержания

техногенных составляющих. Заштрихованные участки выделяют области повы-

шенного и аномального загрязнения снегового покрова.

126

вием кремния, магния, алюминия, меди, железа и других компонентов

(по данным лазерного микроанализа).

Частицы данного облика характерны преимущественно для от-

ходов тепловых котельных. На карте распределения данных микрочас-

тиц основной ореол аномального загрязнения был установлен в север-

ной части территории ЭХСБС (рис. 4.2.6). Доля техногенной состав-

ляющей равнялась 20% и выше. Размер ореола составлял 1200 х 500

метров. Основной вклад в загрязнение вносила государственная район-

ная электрическая станция

(ГРЭС-2).

Рис. 4.2.5. Микрочастицы округлой формы белого (4а) и серого (4б) цвета. Час-

тицы полупрозрачны и размер их изменяется от десятых долей мм до 1 мм.

а)

)

127

Частицы отходов металлообработки представляли собой техно-

генные образования с сильными магнитными свойствами (рис. 4.2.7).

Размер частиц определялся от десятых долей мм до мм. Цвет изменялся

от бурого до чёрного. Поверхность частиц была покрыта кавернами

различной формы. Данные частицы могут быть продуктом металлооб-

работки, а также результатом интенсивного движения железнодорожно-

го транспорта. Наиболее

характерный ореол аномального загрязнения

фиксировался в западной части изучаемой территории вдоль железной

дороги по

Рис. 4.2.6. Схема распределения стекловидных микрочастиц округлой формы бе-

лого и серого цвета на территории ЭХСБС. Заштрихованные участки выделяют

области аномального загрязнения снегового покрова.

128

Рис. 4.2.8. Схема распределения магнитных металлических микрочастиц на тер-

ритории ЭХСБС. Заштрихованные участки выделяют области повышенного и

аномального загрязнения снегового покрова.

Рис. 4.2.7. Частицы отходов металлообработки. Размер частиц изменяется от де-

сятых долей мм до 1 мм. Цвет изменяется от бурого до чёрного.

129

простиранию 1 км при ширине 200-300 м (рис. 4.2.8). Здесь наиболее

характерны металлические частицы, образующиеся при эксплуатации

железнодорожного транспорта.

Частицы кирпичной крошки характеризовались специфичным

кирпичным цветом и формой (рис. 4.2.9). Размеры частиц изменялись от

сотых долей мм до 1 мм. На карте распределения частиц кирпичной

крошки в твердом осадке снега фиксировался ореол в юго-западной

части

территории ЭХСБС (рис. 4.2.10). Зона повышенной или средней

степени загрязнения (7-9%) имела размеры по простиранию 800 м при

ширине 300 м, тогда как участки сильного загрязнения более локальны

(200 х 150 м). Источником загрязнения в данном случае выступал кир-

пичный завод.

Шлак, зола и сажа являлись характерными отходами тепловых

котельных (рис. 4.2.11). Облик частиц бесформен, чёрного или

грязно-

серого цвета, их размер колебался от 1 мм до десятых долей мм. Основ-

ная доля вещества была сосредоточена в северной части территории

ЭХСБС (рис. 4.2.12). Здесь наиболее сильно проявилось влияние по-

селковой тепловой котельной и отопления частного сектора

п.Степановка. Размер ореола составлял 500 х 600 метров. В

восточной

части площади ЭХСБС был установлен ореол загрязнения среднего

уровня с размерами по простиранию 500 метров при ширине 150 м за

счёт влияния объектов сектора индивидуальной застройки микрорай-

она "Зональный".

Частицы биогенного происхождения были представлены

семенами различной растительности и останками насекомых (рис.

4.2.13). Частицы имели различную форму, цвет и размеры.

Рис. 4.2.9. Частицы кирпичной крошки со специфичным кирпичным цветом и

формой. Размеры частиц от десятых долей мм до 1 мм.

130

Опилки - отходы столярного цеха НПФ "Квадро". Цвет и форма

данных частиц весьма характерна (рис. 4.2.14). На карте распределения

частиц были установлены ореолы загрязнения различной степени (рис.

Рис. 4.2.10. Схема распределения частиц кирпичной крошки на территории

ЭХСБС. Заштрихованные участки выделяют области повышенного загрязнения

снегового покрова.