Химия окружающей среды

Рис. 1 Зависимость концентрации сульфат – ионов от расстояния

Графическая зависимость, представленная рисунком 1 показывает, что концентрации сульфат - ионов, достигает максимального  значения на расстоянии 10 и 5 м. Это объясняется  непосредственной близостью от автодороги, а также тем, что сульфат - ионы являются продуктом химической трансформации  диоксида серы в атмосферном воздухе  с атмосферной влагой, поэтому  сульфат - ионы могут осаждаться не только у источника, но и на значительном расстоянии от него.

Рис. 2 Зависимость концентрации хлорид – ионов от расстояния

На рисунке 2 видно, что  концентрация хлорид - ионов, имеет  максимальное значение на расстоянии 5 метров от дорожного полотна - это  объясняется интенсивностью движения автотранспорта и плохим дорожным покрытием.

Рис. 3 Зависимость концентрации гидрокарбонат – ионов от расстояния

На рисунке 3 видно, что  концентрация гидрокарбонат - ионов, имеет  максимальное значение на расстоянии 5 метров от дорожного полотна - это  объясняется интенсивностью движения автотранспорта и плохим дорожным покрытием.

Рис.4  Зависимость концентрации иона - кальция от расстояния

На рисунке 4 видно, что  концентрация  ионов - кальция, имеет  максимальное значение на расстоянии 5 метров от дорожного полотна - это  объясняется интенсивностью движения автотранспорта и плохим дорожным покрытием.

Рис.5  Зависимость концентрации ионов - аммония от расстояния

На рисунке 5 видно, что  концентрация  ионов - аммония, имеет  максимальное значение на расстоянии 5 метров от дорожного полотна - это объясняется тем, что ионы частично оседает возле источника загрязнения, частично относятся ветром на более дальние расстояния. 

Рис.6  Зависимость концентрации гидросульфида иона от расстояния

На рисунке 6 видно, что  концентрация сульфид - ионов, имеет  максимальное значение на расстоянии 5 метров от дорожного полотна - это  объясняется тем, что ионы частично оседает возле источника загрязнения, а частично относятся ветром на более дальние расстояния. 

Рис.7  Зависимость концентрации иона - магния от расстояния

Графическая зависимость, представленная рисунком 7 показывает, что концентрация ионов магния имеют максимальное значение на расстоянии 5  и 15 метров. Это объясняется тем, что ионы магния могут адсорбироваться на поверхности пылевых частиц, которые находятся длительное время в атмосферном воздухе и мелкодисперсные пылевые частицы могут осаждаться не только у источника, но и на значительном расстоянии от него.

Рис.8  Зависимость концентрации взвешенных веществ от расстояния

На рисунке 8 видно, что  концентрация взвешенных веществ, имеет  максимальное значение на расстоянии 5м  от дорожного полотна - это  объясняется интенсивностью движения автотранспорта и плохим дорожным покрытием.

 

Рис.9  Зависимость концентрации иона - цинка от расстояния.

Графическая зависимость, представленная рисунком 9 показывает, что концентрация ионов цинка на расстоянии 5 и 10 метров имеют максимальное значение. Это объясняется тем, что ионы цинка могут адсорбироваться на поверхности пылевых частиц, которые находятся длительное время в атмосферном воздухе и мелкодисперсные пылевые частицы могут осаждаться не только у источника, но и на значительном расстоянии от него.

При образовании и выпадении  снега в результате процессов  сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается  обычно на 2-3 порядка величины выше, чем в атмосферном воздухе. В  воздухе могут присутствовать  кислотообразующие оксиды, например SO₂, NO₃^-, HCO₃^-,

CL^-, которые могут подвергаться трансформации и переходить в ионную форму, а следовательно влиять на показатель pH среды.  Поэтому нами было проведено определение показателя pH талой воды.

 

Рис.10  Зависимость рН талой воды от расстояния.

 

Как видно из графической  зависимости на расстоянии от 5 до 15 метров показатель pH изменяется в интервале от 5,2 – 7,1 (от кислой среды к нейтральной среде), это зависит от содержания кислотообразующих оксидов в снежном покрове.

 

2.3 Интегральная  оценка загрязнения атмосферных  осадков

 

При исследовании антропогенного воздействия загрязняющих веществ  на снежный покров необходимым является комплексная оценка степени загрязнения  талой воды. О химическом загрязнении  снежного покрова судят по концентрации тяжелых металлов, соединений серы и азота, хлоридов, карбонатов и гидрокарбонатов, взвешенных частиц и т.д. Поэтому  степень загрязнения снежного покрова  оценивается по коэффициенту концентрации (К) и по суммарному показателю химического  загрязнения осадков (ПХЗ), который  определяется по формуле:

 

ПХЗ_о=К₁+К₂+К₃+………..К_n= К_i (1)

 

где  К_i-коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества

 

К_i=С_i/С_ф (2)

 

           где  С_i- концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/л; 

                  С_ф- фоновая концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/л.

 

Таблица 2.3 – Критерии оценки качества территории

Показатели	Параметры
	Экологическое Бедствие (ЭБ)	Чрезвычайная экологическая ситуация (ЧЭС)	Критическая экологическая ситуация (КЭС)	Относительно- удовлетворительная ситуация  (ОУС)
ПХЗ	>100	100-50	50-1	<1
рН	5,6	5,7-6,5	6,5-7,0	>7

 

Таблица 2.4 Фоновые концентрации загрязняющих веществ, мг/л

Вещество	Фоновая концентрация, мг/кг
HCО3-	29,50
Cl-	8,10
HS-	1,09
SO42-	0,12
NH4+	0,70
Ca2+	5,00
Mg2+	1,00
Zn2+	0,01
Взвешенные вещества	6,7

 

В результате проведенных  исследований были получены следующие  значения ПХЗ, рН и К_i. (таб. 2.5)

 

Таблица 2.5 Содержание загрязняющих веществ в талой воде на расстоянии 5м

Место отбора	Содержание загрязняющих веществ в талой воде, мг/л										ПХЗ
	СВ.В	СCl-	СНСО3-	СNH4+	CHS-	CSO42-	CZn2+	CCa2+	CMg2+	рН
пр.Гагарина	332	223,65	256,20	0,09	3,93	1,71	0,167	11,4	1,08	5,2	-
Фон	6,70	8,10	29,50	0,70	1,09	0,12	0,01	5,0	1,0	-	-
Кi	49,5	27,6	8,69	0,13	3,61	14,25	16,70	2,28	1,08	-	123,9

 

Таким образом, приоритетной примесью по концентрации на  расстоянии 5 метров от автодороги по пр.Гагарина являются взвешенные вещества (332 мг/л). По величине коэффициента концентрации приоритетными примесями являются взвешенные вещества (К_в.в =49,55). При проведении ранжирования территории по показателю химического загрязнения талой воды было установлено, что исследуемая нами территория относится к зоне экологического бедствия (ПХЗ=123,9). Ранжирование проведенное по показателю рН показало, что исследуемая территория относится к зоне экологического бедствия  с рН = 5,2.

 

Таблица 2.6 Содержание загрязняющих веществ в талой воде на расстоянии 10м

Место отбора	Содержание загрязняющих веществ в талой воде, мг/л										ПХЗ
	Св.в	СCl-	СНСО3-	СNH4+	CHS-	CSO42-	CZn2+	CCa2+	CMg2+	рН
пр.Гагарина	32	118,22	205,90	0,06	3,78	1,79	0,169	8,70	0,72	5,1	-
Фон	6,70	8,10	29,50	0,70	1,09	0,12	0,01	5,0	1,0	-	-
Кi	4,78	14,59	6,98	0,08	3,47	14,88	16,70	1,74	0,72	-	63,94

 

Таким образом, приоритетной примесью по концентрации на  расстоянии 10 метров от автодороги по пр.Гагарина являются гидрокарбонат ионы (205,9 мг/л). По величине коэффициента концентрации приоритетной примесью являются ионы цинка (К_Zn =16,7). При проведении ранжирования территории по показателю химического загрязнения талой воды было установлено, что исследуемая нами территория относится к зоне с черезвычайно экологической ситуацией (ПХЗ=63,94). Ранжирование проведенное по показателю рН показало, что исследуемая территория относится к зоне экологического бедствия  с рН = 5,1.

 

Таблица 2.7 Содержание загрязняющих веществ в талой воде на расстоянии 15м

Место отбора	Содержание загрязняющих веществ в талой воде, мг/л										ПХЗ
	СВ.В	CCl-	CCHO3-	CNH4+	CHS-	CSO42-	CZn2+	CCa2+	CMg2+	рН
пр.Гагарина	36	67,1	160,10	0,02	3,53	1,64	0,141	6,90	0,90	7,1	-
Фон	6,70	8,10	29,50	0,70	1,09	0,12	0,01	5,0	1,0	-	-
Кi	5,67	8,28	5,43	0,03	3,24	13,69	14,10	1,38	0,90	-	52,72

 

Таким образом, приоритетной примесью по концентрации на  расстоянии 15 метров от автодороги по пр.Гагарина являются гидрокарбонат ионы (160,1 мг/л). По величине коэффициента концентрации приоритетной примесью являются ионы цинка (К_Zn =14,1). При проведении ранжирования территории по показателю химического загрязнения талой воды было установлено, что исследуемая нами территория относится к зоне с черезвычайно экологической ситуацией (ПХЗ=52,72). Ранжирование проведенное по показателю рН показало, что исследуемая территория относится к зоне с относительно удовлетворительной обстановкой с рН = 7,1.

 

2.4 Исследование  экологической нагрузки загрязняющих  веществ

 

Выбрасываемые в атмосферный  воздух загрязняющие вещества стационарными  и передвижными источниками создают  особую опасность для окружающей среды. осаждение загрязняющих веществ может осуществляться двумя способами: сухое осаждение, вымывание атмосферными осадками. Осадки являются хорошим индикатором загрязнения воздуха в населенных пунктах и достаточно точно позволяют определить пространственную дифференциацию химических веществ. Поэтому одним из критериев качества территории промышленного города является экологические нагрузки загрязняющих веществ, формирующиеся через загрязнение снежного покрова и дождевой воды. Экологическая нагрузка загрязняющих веществ снежного покрова на земную поверхность рассчитывается по формуле:

 

N=m/ S*t,

 

            где,   S-площадь, которой подвергается воздействие;

                     m- масса примесей;

                     t- время, накопления загрязняющих веществ.

Значения экологических  нагрузок загрязняющих веществ Ni приведены в таблице 2.8

 

Таблица 2.8 Значения экологических  нагрузок загрязняющих веществ.

Загрязняющие вещества	Значение Ni, т/км2 год на различном расстоянии.
	5 м	10 м	15 м
Взвешенные вещества	210,500	13,530	15,497
Хлориды	141,805	49,820	28,360
Гидросульфиды	2,480	1,597	1,490
Цинк	0,106	0,072	0,060
Гидрокарбонаты	162,440	87,020	67,690
Ионы кальция	7,228	3,677	2,916
Ионы магния	0,685	0,304	0,380
Ионы аммония	0,059	0,024	0,009
Сульфаты	1,084	0,755	0,695
	526,387	156,799	117,097