Изучение экологического состояния воздушной среды города Нижневартовска по снежному покрову

Для определения степени  загрязнения снежной поверхности  можно использовать аэрофотоснимки и снимки из космоса. Так, по космическим снимкам в районе Воркуты оконтурен ареал разноса сажи и угольной пыли с предприятий и угольных шахт и определена оптическая плотность загрязнения снежной поверхности по радиальным профилям в пределах этого контура.[11]

К сожалению, проблемой загрязнения  снежного покрова и его экологических свойств сейчас занимаются мало. А зря. Более того, в Москве и других больших городах для борьбы со снегозаносами транспортных магистралей и улиц используются далеко не безвредные химические реагенты (в основном калийные и другие соли). Этот метод считается более простым и дешевым, чем механическая уборка. Но в результате отравляются почвы и растительность в городе, отравляются жители (особенно дети), а весной с талыми водами вся эта ядовитые нечистоты сносятся в реки, впитываются в почву и там продолжает свое разрушительное действие, отравляя все живое.[6]

Кислотность и токсичность осадков в разных условиях среды сильно варьируют. Так, в зоне влияния металлургических заводов они кислые. Осадки могут быть и щелочными - в зоне влияния предприятий, выделяющих в атмосферу щелочи, а также на обширных территориях с засоленными щелочными почвами.[12]

Самый легкодоступный метод определения  загрязненности снега- проверка его  PH- водородный показатель. Снег может иметь кислую и щелочную реакцию, в зависимости от преобладания тех или иных загрязняющих веществ. Если снег попадает основания различных кислот, он приобретает кислую реакцию. Выпадения соединения металлов, ароматических углеводородов защелачивает снег.

За нейтральную реакцию принято  значение семь единиц PH. Такое значение имеет дистиллированная вода. Однако чистая дождевая вода и чистый снег имеют значение 5.6 единиц PH- несколько кислее нормы 7 единиц. Это происходит вследствие того, что в воздухе содержится легко растворимый в воде углекислый газ. Соединяясь с водой, он образует угольную кислоту, которая подкисляет чистые атмосферные осадки. Поэтому, для осадков за нормы берут 5.6 единиц PH. Если снег будет иметь значение ниже 5.6 ед., то он кислый, т.е. загрязнен кислотными основаниями. Если значение выше 5.6 ед., то снег щелочной и, скорей всего, загрязнен окислами металлов и автомобильными выхлопами.[8]

Снег является накопителем загрязнений, поэтому позволяет оценить степень загрязнения атмосферы за несколько месяцев. [3]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методика и  объект исследования.

Исследования проводили  в зимний период 2005-2006гг.  (январь – февраль месяцы).

В качестве объекта исследования были выбраны экспериментальные площадки в количестве 14.             

Описание  экспериментальных площадок.

1. ЦДТ. Территория  удалена от дорог, но испытывает присутствие большого количества людей. 
2. Парк Культуры и отдыха (ул.60лет Октября). Территория испытывает небольшую антропогенную нагрузку,  присутствие большого количества   людей.
3. МОСШ № 25. Территория испытывает не очень большую антропогенную нагрузку, хотя со всех сторон окружена дорогами. Находится внутри микрорайона, со всех сторон достаточно хорошее озеленение.
4. 6 микрорайон (ул. Жукова). Территория испытывает достаточно большую антропогенную нагрузку.  Рядом находятся две  дороги, с большим пропускным  количеством автотранспорта.
5. Памятник покорителям Самотлора. Территория испытывает большую антропогенную нагрузку, находится на пересечении четырех дорог.  Большое количество автотранспорта.
6. СПК (ул. Северная). Территория расположена в промышленной зоне, испытывает большую антропогенную нагрузку,  рядом проходит дорога.
7. Старый  Вартовск (кольцо). Территория испытывает большую антропогенную нагрузку, рядом находятся две  дороги, большое количество автотранспорта

 

 Свое исследование мы начали с отбора проб снег.

Порядок отбора проб:

1. Выбрали площадки для отбора проб в разных точках города, испытывающих разную антропогенную нагрузку и имеющих разную  степень озеленения.

2. Выбирали площадку  для отбора проб, визуально намечали  на ней треугольник со сторонами  5метров.

3. В вершинах этого треугольника  намечали квадраты (площадки) со сторонами о,5 метра. Получалось три таких площадки.

4 Снег собирали методом «конверта». Пробы брали по углам каждого квадрата и в центре (см. рис.). Всего собирали пять проб с площадки в один пакет.

5.  Пробы снега брали с одной глубины (поверхностный).

 

6. .Пробы снега брали специальной лопаткой.

Все 7 проб с участка складывали чистые полиэтиленовые пакеты. Пакет со снегом плотно завязывали, маркировали восковым карандашом для того, чтобы не перепутать с другими пробами.  Хранили пакеты со снегом в холодильнике.

        Перед началом  анализов, снег в пакете растапливали  и доводили  до комнатной температуры (оставляли в теплом помещении на 2-3 часа). Затем, в пакет с растаявшим снегом, опускали индикаторную полоску на несколько секунд. Вынув индикаторную полоску из пробы, сравнивали  результаты с  цветовой шкалой и определяли значение рН.

Затем определяли прозрачность воды. Наливали пробу воды в химический стакан и рассматривали на свет. Вода может быть прозрачной, слабо мутной, сильно мутной. В качестве контроля использовали  чистую  отфильтрованную воду (100%  прозрачность).

В последнюю очередь проводили  определение твердых загрязнителей. Снег является накопителем загрязнений, поэтому позволяет оценить степень загрязнения атмосферы за несколько месяцев. Для определения количества твердых загрязнителей в пробах снега взвесили  пустые тигли, затем помещали туда навеску снега весом 50 гр. (из каждого пакета),  выпаривали  её на  плитке, взвешивали тигель с твердыми  загрязнителями и по разнице веса тигля с загрязнителем и  чистого тигля определяли вес твердых загрязнителей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты  и обсуждения

В результате проведенного исследования нами были получены результаты, представленные  в  таблице 1.

Таблица 1.

Уровень кислотности, прозрачности и твердых загрязнителей в образцах снега.

№	Экспериментальные площадки	Кислотность	Количество твердых осадков, мг.	Прозрачность %
1	ЦДТ	6	0,03	93
2	Парк Культуры и отдыха (ул.60лет Октября)	6	0,05	89
3	МОСШ № 25	6	0,05	85
4	6 микрорайон (ул. Жукова	6	0,06	73
5	Памятник покорителям Самотлора	7	0,8	65
6	СПК (ул. Северная)	7	0,15	51
7	Старый  Вартовск (кольцо)	8	0,85	42

 

По данным,  полученным в результате  исследований и отображенным в данной таблице1, построены рисунки № 1,2,3.

 

 

 

Рис.1 Уровень прозрачности  снегового  покрова на экспериментальных участках.

 

Как видно из рисунка 1, наиболее чистый снеговой покров  отмечен на территории школы № 25, ЦДТ, парка Культуры и отдыха (ул. 60 лет Октября).  Данные точки находятся внутри микрорайонов, за чертой озеленения, что, по всей видимости, и сыграло свою роль в том, что снеговой покров здесь более чистый по сравнению с другими точками.  Наиболее загрязненный снеговой покров отмечен на территории  экспериментальных площадок 6,7. СПК (ул. Северная), Старый  Вартовск (кольцо), данные точки испытывают большую антропогенную нагрузку, так как рядом расположены дороги, с большой пропускной способностью автотранспорта. Остальные экспериментальные площадки занимают промежуточное положение. 

 

 

 

 

 

Рис.2 Уровень кислотности снегового покрова на экспериментальных участках.

 

Анализируя рисунок 2, можно сделать  заключение, нейтральная реакция  снежного покрова отслежена в точке 1,2,3,4 . 6 микрорайон (ул. Жукова), ЦДТ, Парк Культуры и отдыха (ул.60лет Октября), МОСШ № 25Старый . Это свидетельствует о том, что снег в этих точках имеет щелочную реакцию, и, скорее всего, загрязнен окислами металлов и автомобильными выхлопами. В остальных экспериментальных точках кислотность составила 7-8 единиц. Слабая кислотность объясняется тем, что в воздухе содержится легко растворимый в воде углекислый газ, который,  соединяясь с водой, образует угольную кислоту, которая и подкисляет чистые атмосферные осадки, что вполне допустимо для снежного покрова.

 

 

 

Рис.3 Уровень  содержания твердых  загрязнителей в снеговом покрове на экспериментальных участках.

 

Как видно из рисунка 3 наибольшее количество твёрдых загрязнителей отмечено на территории экспериментальных точек 5,6,7. Данные точки испытывают большую антропогенную нагрузку, так как рядом проходят автодороги  с большой пропускной способностью автотранспорта.  Наименьшее количество твёрдых осадков обнаружено в снеговом покрове  в районе экспериментальных точках 1,2,3. Данные точки значительно удалены от проездных дорог, что и привело к такому результату.

 

Произвели посев семян растений огурца в почву, взятую с разных экспериментальных площадок. Субстрат с экспериментальных площадок налили в ёмкости одинакового размера. Семена огурца проверяли на всхожесть (замачивали в воде до прорастания). Посеяли в каждую ёмкость по 10 семян огурца. Проводили наблюдения по мере их  роста. Наблюдения показаны на диаграмме.

В результате проведенного исследования нами были получены результаты, представленные  в  таблице 2.

 

№	Экспериментальные площадки	Количество посаженных семян	Количество проросших семян
1	ЦДТ	10	10
2	Парк Культуры и отдыха (ул.60лет Октября)	10	9
3	МОСШ № 25	10	10
4	6 микрорайон (ул. Жукова	10	7
5	Памятник покорителям  Самотлора	10	4
6	СПК (ул. Северная)	10	5
7	Старый  Вартовск (кольцо)	10	0

 

На экспериментальном участке 1 все проросшие семена были крупных  размеров.

 На экспериментальном участке  2 две семени проросли маленьких  размеров, одна среднего размера  и шесть семян проросли в  крупных размерах.

На экспериментальном участке 3 одно семя было маленького размера, три  семени среднего размера и семь семян  было крупных размеров.

На экспериментальном участке 4 четыре семени произросли маленького размера, а три семени среднего размера. Крупного размера семени не наблюдались.

На экспериментальном участке 5 произросло три семени маленького размера и одно наблюдалось среднего размера.

На экспериментальном участке 6 наблюдалось произрастание пяти семян маленького размера.

На экспериментальном участке 7 ни одно семя не проросло.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4 Количество проросших семян в пробах снега разных экспериментальных участков.

 

Как видно из рисунка 4, самое большое нарастание  надземной части растения огурца отмечено в экспериментальных точках 1,2,3. Вероятно, это объясняется тем, что снежный покров в данных точках более благоприятен.  Минимальное нарастание надземной части отмечено в точках 5,6,7. Данные точки  испытывают большую антропогенную нагрузку, что и объясняет плохой рост семян. Результаты нарастания надземной части в остальных точках занимают промежуточное положение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы:

 

Изучение  загрязнений по снежному покрову позволило сделать следующие  выводы:

• Наиболее чистый снеговой покров  отмечен  на экспериментальных площадках, которые находятся внутри микрорайонов, за чертой озеленения, что,  скорее всего,  защищает снеговой покров от сильного загрязнения. 

 

• Наиболее загрязненный снеговой покров отмечен на территории  экспериментальных площадок, которые испытывают большую антропогенную нагрузку, так как рядом расположены дороги с большой пропускной способностью автотранспорта. 

 

• Нейтральная реакция снежного покрова (7-8 ед.) отслежена в экспериментальных точках, испытывающих  большую антропогенную нагрузку (наличие автотранспорта). Снег в этих точках загрязнен окислами металлов и автомобильными выхлопами. В остальных экспериментальных точках кислотность составила 5-6 единиц. Это объясняется тем, что в воздухе содержится легко растворимый в воде углекислый газ, который, соединяясь с водой, образует угольную кислоту, которая и подкисляет чистые атмосферные осадки, что  характерно для снежного покрова.