Изучение влияния объекта техногенеза на почвенный покров прилегающих территорий

Размещено на http://www.allbest.ru/

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОБЪЕКТА ТЕХНОГЕНЕЗА НА ПОЧВЕННЫЙ ПОКРОВ ПРИЛЕГАЮЩИХ ТЕРРИТОРИЙ

Е.Г. Куликова, Ю.В. Корягин, А.А. Блинохватов, Н.В. Корягина, Ю.В. Блинохватова

Аннотация

Актуальность и цели. В условиях возрастающего антропогенного воздействия на природу увеличиваются техногенные потоки различных загрязняющих веществ, усиливается их давление на все компоненты биосферы, что служит экологически опасным фактором химической природы. Проблема загрязнения городов в настоящее время крайне актуальна. Целью исследований являлось изучение влияния предприятия ПАО «Пензмаш» на состояние почвенного покрова прилегающих территорий. В задачи исследований входило изучить ежегодные объемы образования загрязняющих веществ на предприятии; определить основные химические показатели почв и содержание тяжелых металлов в радиусе 100 м от объекта и сравнить с их образцами из лесопарковой зоны г. Пенза.

Материалы и методы. Исследования проводились на прилегающей к ПАО «Пензмаш» территории. Точками отбора проб являлись следующие участки: берег р. Суры, детская площадка, территория ПАО «Пензмаш». Для сравнения полученных данных использовались образцы, отобранные на территории лесного массива в лесопарковой зоне г. Пенза. Отбор образов проводился тростевым почвенным буром из горизонта 0-10 см. Лабораторные исследования почвенных образцов проводили в ФГБУ ГЦАС «Пензенский» по аккредитованным методикам: ГОСТ 26927, ГОСТ 26930, ГОСТ 26932, ГОСТ 26933, ГОСТ 30178, ГОСТ 30538, ГОСТ Р 51301, ГОСТ Р 51766, ГОСТ Р 51962.

Результаты. Предприятие ежегодно планирует увеличивать количество выбросов в атмосферу с 69,01 в 2017 г. до 72,66 т/год в 2020 г. в рамках предельно допустимого выброса - 74,80521 т/год. В годовом нормативе образования отходов предприятия на 90,3 %, в лимите размещения отходов - на 85,2 % преобладают отходы V класса опасности. Нормативы на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду в составе сточных и (или) дренажных вод, не превышающих допустимые концентрации на выпуске, составляют 26,07694 т/год. Анализ основных химических показателей почв обследуемых прилегающих территорий показал, что все они имеют нейтральную или близкую к нейтральной реакцию среды. Анализ содержания тяжелых металлов в почвах показал значительное загрязнение территории предприятия: содержание свинца (I класс опасности) превышает ориентировочно допустимые концентрации на 13,0 мг/кг, никеля (II класс опасности) - на 5,3 мг/кг, цинка (III класс опасности) - на 24,6 мг/кг почвы. Содержание тяжелых металлов на прилегающих к предприятию территориях было в 1,1-2,57 раза выше, чем в лесопарковой зоне, но в пределах ориентировочной допустимой концентрации.

Выводы. Мониторинг выбросов ПАО «Пензмаш» вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и в сточные и (или) дренажные воды позволит снизить их концентрацию до ориентировочной допустимых значений. Регулярная замена очистных фильтров, уловителей вредных (загрязняющих) веществ поможет снизить техногенную нагрузку предприятия на почвенный покров прилегающих к объекту территорий.

Ключевые слова: загрязняющие вещества, литейное производство, техногенная нагрузка, окружающая среда, городские почвы, тяжелые металлы.

загрязняющий химический почва атмосфера

Abstract

G. Kulikova, Yu. V. Koryagin, A. A. Blinokhvatov, N. V. Koryagina, Yu. V. Blinokhvatova

INVESTIGATING THE IMPACT OF A TECHNOGENIC FACILITY ON THE SOIL COVER OF ADJACENT TERRITORIES

Background. Under the conditions of increasing anthropogenic impact on nature, technogenic flows of various pollutants increase, their pressure on all components of the biosphere increases, which serves as an environmentally dangerous factor of a chemical nature. The problem of urban pollution is currently extremely relevant. The purpose of the research was to study the impact of the company PJSC “Penzmash” on the state of the soil cover of adjacent territories. The objectives of the research were to study the annual volume of formation of polluting substances at the enterprise; to determine the main chemical indicators of soils and the content of heavy metals within a radius of 100 m from the object and compare them with samples from the forest Park zone of Penza.

Materialis and methods. The research was carried out on the territory adjacent to PJSC “Penzmash”. The sampling points were the following sections: the bank of the Sura river, a playground, and the territory of PJSC “Penzmash”. To compare the data obtained, we used samples taken on the territory of the forest area in the forest Park zone of Penza. The selection of images was carried out with a reed soil drill from the horizon of 0-10 cm. Laboratory studies of soil samples were carried out in the Federal state budgetary institution “Penza-ski” according to accredited methods: GOST 26927, GOST 26930, GOST 26932, GOST 26933, GOST 30178, GOST 30538, GOST R 51301, GOST R 51766, GOST R 51962.

Results. The enterprise annually plans to increase the amount of air emissions from 69,01 in 2017 to 72,66 t/year in 2020 within the maximum permissible emission - 74,80521 t/year. In the annual waste generation standard of the enterprise by 90,3 %, in the limit for waste disposal - 85,2 % is dominated by hazard class V waste. The standards for the discharge of pollutants into the environment as part of wastewater and (or) drainage water not exceeding the permissible concentration at the outlet are 26,07694 t/year. An analysis of the main chemical indicators of the soils of the examined adjacent territories showed that all of them have a neutral or close to neutral reaction of the environment. Analysis of the content of heavy metals in soils showed significant contamination of the enterprise: lead content (hazard class I) exceeds the estimated permissible concentration by 13,0 mg/kg, nickel (hazard class II) by 5,3 mg/kg, zinc (hazard class III) - on 24,6 mg/kg of soil. The content of heavy metals in the territories adjacent to the enterprise was 1,1-2,57 times higher than in the forest park zone, but within the approximate permissible concentration.

Conclusions. Monitoring of emissions of PJSC “Penzmash” of harmful (polluting) substances into the air and into waste and (or) drainage water will reduce their concentration to approximate acceptable values. Regular replacement of treatment filters, traps of harmful (polluting) substances will help to reduce the technogenic load of the enterprise on the soil cover of the territories adjacent to the facility.

Keywords: pollutants, foundry, industrial load, environment, urban soils, heavy metals.

Введение

Технологические процессы предприятий черной и цветной металлургии, не обеспеченные надежными средствами очистки газовых выбросов и сточных вод, являются источником тяжелых металлов, что может привести к их накоплению в почве и растениях на прилегающих территориях, что в свою очередь может негативно отразиться на здоровье населения.

Почвы города Пензы характеризуются довольно значительной емкостью поглощения. В составе обменных катионов до 70 % преобладает кальций. Свойства почв города создают предпосылки для закрепления и накопления в них тяжелых металлов (ТМ), поступающих на поверхность с выбросами автотранспорта и промышленных предприятий [1, 2].

Материалы и методы

Исследования проводились на прилегающей к ПАО «Пензмаш» территории в 2016-2017 гг. [3]. Точками отбора проб являлись следующие участки: берег р. Суры, детская площадка, территория ПАО «Пензмаш». Для сравнения полученных данных использовались образцы, отобранные на территории лесного массива в лесопарковой зоне г. Пензы. Отбор образов проводился тростевым почвенным буром из горизонта 0-10 см [4].

Лабораторные исследования почвенных образцов проводили в ФГБУ ГЦАС «Пензенский» по аккредитованным методикам: ГОСТ 26927, ГОСТ 26930, ГОСТ 26932, ГОСТ 26933, ГОСТ 30178, ГОСТ 30538, ГОСТ Р 51301, ГОСТ Р 51766, ГОСТ Р 51962.

Результаты и обсуждение

На ПАО «Пензмаш» осуществляется литейное производство, которое подразделяется на чугунолитейное, литье под давлением и цветное литье. Плавка чугуна происходит в вагранках, цветных металлов в печах барабанного типа [3, 5]. Выпуск продукции на предприятии сопровождается выбросом загрязняющих веществ в окружающую среду.

ПАО «Пензмаш» имеет разрешение на предельно допустимый выброс (ПДВ), который был установлен с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха в соответствии с п. 1 ст. 14. ФЗ от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» Федеральной службой по надзору в сфере природопользования при условии не превышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов в объеме 74,80521 т/год (табл. 1).

Анализируя табл. 1, можно отметить, что предприятие ежегодно планирует увеличивать количество выбросов в атмосферу с 69,01 в 2017 г. до 72,66 т/год в 2020 г. в пределах ПДВ - 74,80521 т/год [3].

Таблица 1 Объем вредных (загрязняющих веществ), разрешенных к выбросу ПАО «Пензмаш» в атмосферу, т/год

ПАО «Пензмаш» имеет утвержденные нормативы образования отходов и лимиты на их размещение на полигоне ТБО г. Пензы (табл. 2).

Таблица 2 Нормативы образования отходов ПАО «Пензмаш» и лимиты на их размещение

Анализируя данные, можно сказать, что в годовом нормативе образования отходов предприятия на 90,3 %, в лимите размещения отходов на 85,2 % преобладают отходы V класса опасности.

ПАО «Пензмаш» имеет утвержденные нормативы на сброс загрязняющих веществ в окружающую среду в составе сточных и (или) дренажных вод, не превышающих допустимые концентрации на выпуске, который составляет 26,07694 т/год (табл. 3).

Несомненно, что такое количество загрязняющих веществ, образующихся на предприятии, которое в северной части граничит с рекой Сурой, с южной и юго-восточной - с жилой застройкой, влияет на близлежащие территории.

Анализ почвенного покрова и растительных ассоциаций обследуемых территорий показал, что они отличались различной удаленностью от объекта техногенной нагрузки, растительностью и почвенной характеристикой (табл. 4).

Анализ основных химических показателей почв обследуемых территорий (табл. 5) показал, что все они имеют нейтральную или близкую к нейтральной реакцию среды, что является нетипичной особенностью для почв Пензенской области, имеющих преимущественно слабо- или среднекислую реакцию среды, что может являться косвенным показателем загрязнения почвы тяжелыми металлами [6, 7].

Перечень и количество загрязняющих веществ, разрешенных ПАО «Пензмаш» к сбросу в составе сточных и (или) дренажных вод (2015-2020 гг.)

Степень обеспеченности почв гумусом колеблется от низкой до повышенной, что объясняется почвенной разностью обследуемых территорий или нарушенностью структуры почвенного профиля. Степень обеспеченности почв азотом низкая, а фосфором и калием - очень высокая, что также может являться косвенным показателем загрязнения почвы [8-10].

Анализ содержания тяжелых металлов в почвах показал значительное загрязнение территории предприятия. Содержание свинца (I класс опасности) превышает ориентировочно допустимые концентрации на 13,0 мг/кг, никеля (II класс опасности) - на 5,3 мг/кг, цинка (III класс опасности) - на 24,6 мг/кг почвы (табл. 6).

Таблица 3 Характеристика почвенного покрова и растительных ассоциаций обследуемых территорий

Таблица 4 Основные химические показатели почв обследуемых территорий

Таблица 5

Таблица 6 Содержание тяжелых металлов в почвах обследуемых территорий, мг/кг

Содержание тяжелых металлов на прилегающих к предприятию территориях было в 1,1-2,57 раза выше, чем в лесопарковой зоне, но в пределах ориентировочной допустимой концентрации, за исключением цинка на территории детской площадки (на 16,0 мг/кг почвы выше ОДК), которая расположена недалеко от железной дороги, что и является возможной причиной превышения.

Заключение

Мониторинг выбросов ПАО «Пензмаш» вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух и сточные и (или) дренажные воды позволит снизить их концентрацию до ориентировочной допустимой. Регулярная замена очистных фильтров уловителей вредных (загрязняющих) веществ поможет снизить техногенную нагрузку предприятия на почвенный покров прилегающих к объекту территорий.

Библиографический список

1. Глобальные биогеохимические циклы: учеб. пособие / Е. В. Надежкина, С. А. Сашенкова, Е. Г. Куликова, В. А. Иванова, Т. Б. Лебедева, Н. В. Корягина, С. М. Надежкин, С. Ю. Шаркова. - Пенза: РИО ПГСХА, 2005. - Ч. I. - 130 с.

2. Чекаев, Н. П. Физико-химические свойства почв: учеб. пособие / Н. П. Чека- ев, А. Н. Арефьев, Е. Е. Кузина, В. Н. Эркаев. - Пенза: РИО ПГСХА, 2016. - 222 с.

3. Годовой отчет публичного акционерного общества «Пензмаш» по итогам работы за 2017-2018 годы.

4. Куликова, Е. Г. Экология: учеб. пособие для практических занятий / Е. Г. Куликова. - Пенза: РИО ПГАУ, 2019. - 160 с.

5. Куликова, Е. Г. Влияние ОАО «Пензмаш» на экологическую ситуацию г. Пензы / Е. Г. Куликова // Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии: XV Междунар. науч.-практ. конф.: сб. ст. / под общ. ред. В. А. Селезнева, И. А. Лушкина. - Пенза: РИО ПГСХА, 2013. - С. 47-50.

6. Глобальные биогеохимические циклы: учеб. пособие / Е. В. Надежкина, С. А. Сашенкова, Т. Б. Лебедева, В. А. Иванова, Н. В. Корягина, Е. Г. Куликова, С. Ю. Шаркова, С. М. Надежкин. - Пенза: РИО ПГСХА, 2009. - Ч. II. - 120 с.

7. Качество жизни населения и экология: монография / С. А. Сашенкова, Х. М. Ахмадуллина, У.З. Ахмадуллин, Т.Р.Кабиров, Е.С.Васильев, Е.А.Волкова, Г. М. Галиджян, О. В. Гончарова, Л. В. Гуркина, В. И. Иванов, И. А. Воронова, Д. М. Иванов, Е. Д. Иванов, Т. Н. Клеймёнова, Т. А. Соколова, Н. В. Хватыш, Ю. В. Корягин, Н. В. Корягина, Е. Г. Куликова, А. А. Галиуллин ; под общ. ред. С. А. Сашенковой, Г. В. Ильиной. - Пенза: РИО ПГАУ, 2018. - 189 с.

8. Куликова, Е. Г. Изучение фитотоксичности почв городских экосистем / Е. Г. Куликова // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего. - Пенза: ПГТА, 2011. - С. 88-91.

9. Куликова, Е. Г. Тяжелые металлы в городской среде / Е. Г. Куликова // Образование, наука, практика: инновационный аспект: сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 60-летию ФГБОУ ВПО «Пензенская ГСХА». - Пенза: РИО ПГСХА, 2011. - С. 32-34.

10. Оценка степени деградации почв на земельных участках сельскохозяйственного назначения в результате антропогенного воздействия / Н. П. Чекаев, Ю. В. Блинохватова, А. Ю. Кузнецов, Т. А. Власова, Н. В. Корягина // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Естественные науки. - 2018. - № 4 (24). - С. 51-61.

References

1. Nadezhkina E. V., Sashenkova S. A., Kulikova E. G., Ivanova V. A., Lebedeva T. B., Koryagina N. V., Nadezhkin S. M., Sharkova S. Yu. Global'nye biogeokhimicheskie tsikly: ucheb. posobie [Global biogeochemical cycles: teaching aid]. Penza: RIO PGSKhA, 2005, part I, 130 p. [In Russian]

2. Chekaev N. P., Arefev A. N., Kuzina E. E., Erkaev V. N. Fiziko-khimicheskie svoystva pochv: ucheb. posobie [Physico-chemical properties of soils: teaching aid]. Penza: RIO PGSKhA, 2016, 222 p. [In Russian]

3. Godovoy otchet publichnogo aktsionernogo obshchestva «Penzmash» po itogam raboty za 2017-2018 gody [The annual report of the public joint-stock company “Penzmash” based on the results of work for 2017-2018].

4. Kulikova E. G. Ekologiya: ucheb. posobie dlya prakticheskikh zanyatiy [Ecology: teaching aid for practical lessons]. Penza: RIO PGAU, 2019, 160 p. [In Russian]

5. Kulikova E. G. Goroda Rossii: problemy stroitel'stva, inzhenernogo obespecheniya, blagoustroystva i ekologii: XVMezhdunar. nauch.-prakt. konf.: sb. st. [Cities of Russia: problems of construction, engineering support, improvement and ecology: proceedings of XV International scientific and practical conference]. Penza: RIO PGSKhA, 2013, pp. 47-50. [In Russian]

6. Nadezhkina E. V., Sashenkova S. A., Lebedeva T. B., Ivanova V. A., Koryagina N. V., Kulikova E. G., Sharkova S. Yu., Nadezhkin S. M. Global'nye biogeokhimicheskie tsikly: ucheb. posobie [Global biogeochemical cycles: teaching aid]. Penza: RIO PGSKhA, 2009, part II, 120 p. [In Russian]

7. Sashenkova S. A., Akhmadullina Kh. M., Akhmadullin U. Z., Kabirov T. R., Vasil'ev E. S., Volkova E. A., Galidzhyan G. M., Goncharova O. V., Gurkina L. V., Ivanov V. I., Voronova I. A., Ivanov D. M., Ivanov E. D., Kleymenova T. N., Sokolova T. A., Khva- tysh N. V., Koryagin Yu. V., Koryagina N. V., Kulikova E. G., Galiullin A. A. Kachestvo zhizni naseleniya i ekologiya: monografiya [Quality of life and ecology: monograph]. Penza: RIO PGAU, 2018, 189 p. [In Russian]

8. Kulikova E. G. XXI vek: itogi proshlogo i problemy nastoyashchego [XXI century: results of the past and problems of the present]. Penza: PGTA, 2011, pp. 88-91. [In Russian]

9. Kulikova E. G. Obrazovanie, nauka, praktika: innovatsionnyy aspekt: sb. materialov Mezhdunar. nauch.-prakt. konf., posvyashch. 60-letiyu FGBOU VPO «Penzenskaya GSKhA» [Education, science, practice: innovative aspect: proceedings of the International scientific and practical conference devoted to the 60^th anniversary of Penza State Agrarian University]. Penza: RIO PGSKhA, 2011, pp. 32-34. [In Russian]

10. Chekaev N. P., Blinokhvatova Yu. V., Kuznetsov A. Yu., Vlasova T. A., Koryagina N. V. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Estestvennye nauki [University proceedings. Volga region. Natural sciences]. 2018, no. 4 (24), pp. 51-61. [In Russian]

Размещено на Allbest.ru