Современные исследования загрязнения атмосферного воздуха и снежного покрова г. Саратова

Размещено на http://www.allbest.ru/

Саратовский государственный национальный исследовательский университет им. Н.Г. Чернышевского

Современные исследования загрязнения атмосферного воздуха и снежного покрова г. Саратова

Проказов Михаил Юрьевич

старший преподаватель кафедры

физической географии и ландшафтной экологии

Галаян Лавура Ваняевна

магистрант, географический факультет

Кандаурова Ольга Алексеевна

магистрант, географический факультет

Гуськов Юрий Олегович

магистрант, географический факультет

Аннотация

В статье рассматриваются градоэкологические исследования территории г. Саратова, проводимые на базе учебных лабораторий географического факультета СГУ имени Н.Г. Чернышевского. Приведены этапы предполевых, полевых и камеральных работ, основные подходы и методики. В данном материале рассматривается загрязнение пылью снежного покрова и приземных слоёв атмосферного воздуха на различных участках города Саратова.

Состояние окружающей среды крупных городов является одной из актуальных проблем для многих стран мира. В городах с каждым годом концентрируется всё большее количество населения, урбанизированные территории трансформируются в интересах человека, заметно контрастируя с окружающими природными ландшафтами. Вместе с тем, многие жители городов осведомлены (хоть и зачастую, недостаточно) о связях между «плохой» городской экологией и состоянием своего здоровья. Жители крупных агломераций справедливо требуют контроля над состоянием среды своего обитания, принятием экологически ориентированных мер по благоустройству городских кварталов. Саратов в плане состояния окружающей среды является не самым благополучным городом в России. Исследования, проводимые здесь с середины 90-х годов ХХ в. часто подтверждали критические превышения по различным вредным веществам в геосферах урбанизированной территории [1-4]. Но мониторинг состояния городского воздуха, воды, почвенного покрова, зелёных насаждений и т.д. не был всеобъемлющим и постоянным в течении прошедших десятилетий. Данные, по которым можно сделать какие либо выводы зачастую разрозненны как по объектам исследования (различным компонентам урбанизированных ландшафтов), так и по времени. В данной работе приведены результаты градоэкологических исследований учёных и магистрантов географического факультета Саратовского госуниверситета в 2019 г. С 2016 г. такие исследования стали регулярными и призваны восполнить недостающие сведения о проблемах состояния окружающей среды нашего города. В этой работе собран материал по запылённости приземного атмосферного воздуха и снежного покрова различных участков г. Саратова.

Студентами-магистрантами 1-го курса направления «Экология и природопользование» профиля «Урбоэкология» зимой и весной 2019 года был проведён ряд исследований загрязнения снежного покрова и воздушного бассейна г. Саратова пылью. Подобные исследования осуществляются ежегодно в рамках изучения дисциплины «Методы градоэкологического анализа».

Снежный покров является эффективным накопителем аэрозольных загрязняющих веществ, выпадающих из атмосферного воздуха [5]. Благодаря высокой сорбционной способности, снег накапливает в своём составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим снег можно рассматривать как своеобразный индикатор загрязнения окружающей среды. В снежном покрове могут накапливаться различные вредные вещества, которые с талыми водами поступают в открытые и подземные водоёмы, почву, и загрязняют их [6].

При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается обычно на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому измерения содержания этих веществ могут производиться достаточно простыми методами и с высокой степенью надежности. Послойный отбор проб снежного покрова позволяет получить динамику загрязнения за зимний сезон, а всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова дает представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы [7].

Загрязнение воздуха является одной из самых распространенных проблем в настоящее время, как и загрязнение снежного покрова. Воздушная среда города наполнена всевозможными компонентами: пыль, сажа, аэрозоли, твердые частицы, дым и т.д. Пыль - это взвешенные частицы минерального, органического или смешанного происхождения размером от 0,1 до 100 микрон (одна тысячная часть миллиметра), некоторое время «плавающие» в воздухе на разной высоте [4]. Пыль является загрязнителем как сама по себе, так и объектом концентрации вокруг пылеватых частиц других опасных загрязнителей.

Поставленная цель работы - исследовать загрязнение пылью снежного покрова и воздушного бассейна ряда участков г. Саратова позволила сформулировать следующие задачи: выбрать ключевые участки для отбора проб (рисунок 1); подготовить соответствующую материально-техническую базу; отобрать пробы; выполнить лабораторные исследования, сделать выводы по их результатам. Предполевые и камеральные работы проводились на базе учебной лаборатории ландшафтоведения и научно-исследовательской лаборатории урбоэкологии и регионального анализа географического факультета СГУ.

Рис. 1. Точки отбора снежных проб и установки марлевых планшетов

Методы исследования: теоретический (изучение фондовых материалов, анализ литературных источников, постановка целей и задач); эмпирический (собственные исследования, описание).

Методика проведения работ

Снежные пробы были отобраны с помощью снегомера в конце марта 2019 г. на участках, показанных на рисунке 1. Причём пробы отбирались в местах не нарушенного в течение зимнего сезона снежного покрова. В научно-исследовательской лаборатории урбоэкологии и регионального анализа снежные пробы были помещены в ёмкости до полного превращения в воду при комнатной температуре. Далее талая вода пропускалась через бумажные фильтры, которые заранее были взвешены на лабораторных весах первого класса точности.

После, фильтры просушивались и снова взвешивались на электронных весах. Результаты исследований показаны в таблице 1.

Таблица 1. Результаты анализа загрязнения снежного покрова

Проанализировав полученные данные по загрязнению снежного покрова, можно сказать, что на улицах Техническая (проба № 15), Шехурдина (пробы № 13 и 14), Крымский проезд (проба № 5) и Рахова (участок № 2) отмечаются наибольшие показатели массы пыли, т.к. это одни из наиболее крупных транспортных магистралей города. Наименьшие показатели наблюдаются вблизи рекреационных зон города (у аллей, скверов, парков).

Для определения запылённости атмосферы в нижнем приземном слое воздуха был выбран метод марлевых планшетов. Планшет представлял собой каркас (рамку) из деревянных реек обтянутый марлей площадью 1х1 мІ (рисунок 2). Рамка ставилась вертикально в точке наблюдения на высоту человеческого роста. Для данного исследования понадобилось 14 марлевых планшетов.

Рис. 2. Марлевые планшеты

Данное исследование необходимо проводить ранней весной, пока на деревьях не распустились листья, и тогда вся пыль будет попадать на планшеты. Марлевые планшеты устанавливались в середине апреля на 5 дней практически в тех же точках, где предварительно отбирался снег (рис. 1).

После истечения положенного времени, марли были аккуратно отделены от деревянной рамки и доставлены в научно-исследовательскую лабораторию урбоэкологии и регионального анализа географического факультета СГУ для проведения камеральных исследований. Потребовалась дистиллированная вода (по одному литру на каждый квадратный метр марли), в которой марля стиралась. Далее грязная вода с пылевыми фракциями фильтровалась через бумажные фильтры, которые были предварительно взвешены в чистом виде. После того как вода профильтровалась, фильтры с осевшей на них пылевой фракцией высушивались и повторно взвешивались на электронных аналитических весах. Результаты исследования приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты исследования загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха с помощью метода марлевых планшетов

Проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод о том, что на улицах Артиллерийская (проба № 8), Шехурдина (проба №11), Навашина (проба № 9 и 10) и Техническая (проба № 7) выпало наибольшее количество пыли.

Исследования показали заметные отличия в запылённости воздухи и снежного покрова различных территорий города. Максимальные показатели запылённости приурочены к участкам, находящимся в непосредственной близости от автодорог с оживлённым транспортным потоком. В точках отбора находящихся в частном секторе и в отдалении от дорог показатели загрязнения пылью существенно ниже (пробы № 17, 2). На возвышенном участке города на территории природного парка «Кумысная поляна», всего в 200-300 м от одноэтажной жилой застройки показатели загрязнения пылью минимальны (пробы № 14 и № 18 по воздуху и снегу соответственно). В целом, можно отметить корреляцию объёмов загрязнения, отмеченного на марлевых планшетах и в снежных пробах. Как показали полевые работы, ранняя весна в Саратове (после таяния снежного покрова) характеризуется особенно заметным запылением воздуха. В дальнейшем сотрудниками и студентами географического факультета СГУ планируется проведение подобных исследований на регулярной основе, организация работ на новых модельных площадках, наполнение базы данных пылевого загрязнения города.

Список использованных источников

градоэкологический снежный проба

1. Макаров В.З. Ландшафтно-экологический анализ крупного промышленного города / Под ред. Селивёрстова Ю.П. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2001. 176 с.

2. Проказов М.Ю., Волков Ю.В., Затонский В.А. Применение спектрометрических методов в геоэкологических исследованиях оврага Маханный // Экология: синтез естественнонаучного, технического и гуманитарного знания: материалы Всерос. науч.-практ. конф., 19-22 окт. 2010 г., г. Саратов. Саратов: Изд-во Сарат. гос. тех. ун-та, 2010. С. 74-77.

3. Саратовское Приволжье. Ландшафтная структура и современное геоэкологическое состояние / Макаров В.З., Чумаченко А.Н., Башкатов А.Н. и др. // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Науки о Земле. 2012. Т. 12. № 1. С. 8-14.

4. Макаров В.З., О.В. Суровцева, А.Н. Чумаченко. Оценка запылённости воздушного бассейна города Саратова по данным прямых и косвенных методов наблюдений // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия : Науки о Земле. 2014. Т. 14, вып. 1. С. 16-25.

5. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. 181 с.

6. Бокова А.В. О чём молчит снег (исследование загрязнения снежного покрова путём биотестирования) // Молодой ученый. 2016. № 9.1. С. 11-12.

7. Жидков А.Н., Коженков Л.Л., Мартынюк А.А. Изучение снежного покрова как индикатора степени загрязнения природной среды и состояния древесной растительности Подмосковья // Лесохозяйственная информация. 2012. № 2. С. 36-40.

Размещено на Allbest.ru