Замърсяване на снежната покривка на територията на град Саров - Саровски етнограф

Автор: Пикулева Варвара, 13 години

Сутрин Подурец, учители на предучилищния център

В средните географски ширини на България земята е покрита със сняг почти 5 месеца в годината. През зимата снегът като гъба попива и задържа замърсителите от въздуха. Следователно анализът на снежна проба е отличен начин за определяне на чистотата на въздуха [1, 2].

През 2010 г., в края на зимата, когато снеготопенето вече започваше, беше извършена работа за събиране и анализ на снежни проби в град Саров. Взети са проби от сняг в различни точки на града: в жилищен район, в паркове, близо до училища, близо до натоварени пътища и за сравнение във „фонови“ точки, отдалечени от източници на замърсяване.

В същото време е извършено преброяване на МПС-та по пътищата в близост до местата на снеговалежи, тъй като един от основните източници на замърсяване на въздуха са емисиите от автомобилите.

Подобна работа беше извършена в нашия кръг преди и за нас беше интересно да сравним нашите и получените по-рано резултати.

Цел на работата: да се изследва замърсяването на въздуха в някои точки на град Саров чрез анализ на снежната покривка.

1) Вземане на проби и анализ на сняг

2) Изчисляване на интензивността на движението по пътищата на Саров

3) Сравнение на резултатите от анализа на снега и преброяването на превозните средства.

4) Сравнителен анализ на получените данни с резултатите от предишни изследвания.

Източници на замърсяване на въздуха в Саров

В град Саров са регистрирани над 250 предприятия и организации със стационарни и мобилни (автомобилни) източници на емисии.

Повече от 80% от всички емисии идват от превозни средства [4]. Към отделяните вредни вещества от отработените газовепревозните средства включват: въглероден оксид, въглеводороди - неизгоряло гориво и азотни оксиди, както и сажди. В допълнение, отработените газове съдържат токсично вещество - олово. Една кола през годината отделя около килограм от този тежък метал в атмосферния въздух. В резултат на това почвата в близост до пътищата е силно замърсена. Съдържанието на олово в почвата и растенията в непосредствена близост до магистралите надвишава фоновото ниво 10-20 пъти в зависимост от интензивността на транспортния поток [3].

Основен принос за замърсяването на атмосферата от стационарни източници има топлоелектрическата централа (ТЕЦ) - 80% при работа на природен газ. При замяна на природния газ с въглища и мазут, количеството на емисиите на CHP се увеличава до 98% [3].

Анализът на емисиите от тръбите за когенерация показва, че основният замърсител е азотният оксид (повече от 900 тона годишно), в по-малка степен - серните оксиди (повече от 110 тона годишно), както и пепелта (около 17 тона годишно) [4].

В резултат на емисии на азотни и серни оксиди в атмосферата от превозни средства и топлоелектрически централи, те се комбинират с водни пари и падат на земята като киселинен дъжд. Тези емисии могат да пътуват на дълги разстояния.

Снегът като акумулатор на замърсители на атмосферния въздух

Замърсителите, движещи се в атмосферата, постепенно се утаяват върху снега, фиксират се и като че ли съставляват химическата хроника на зимата. В зависимост от вида на замърсителите снегът може да бъде както киселинен, така и алкален. Ако в снега попаднат киселинни вещества, той става кисел. Утаяването на метални съединения и някои органични вещества алкализират снега.

Като неутрална реакция се приема стойност от 7 pH единици. Въпреки това, поради съдържанието на въглероден диоксид във въздуха, който лесно се разтваря ввода, чистата дъждовна вода и чистият сняг имат рН стойност 5,6. Ако стойността на pH на снега е под 5,6, тогава той е кисел, тоест замърсен с киселинни вещества. Ако стойността на рН на снега е по-висока от 5,6, тогава снегът е алкален и най-вероятно замърсен от изгорели газове на автомобили [1].

Запознахме се с работата, извършена преди единадесет години (т.е. през 2000 г.) [5]. В тази работа замърсяването на снежната покривка е изследвано в съответствие с интензивността на трафика и терена около някои училища в Саров, а именно: № 3, № 5, 7, 10, 12, 15, 17, 19 и 20. Замърсяването със сняг е оценено с помощта на определяне на pH. В резултат на това беше заключено, че няма връзка между pH на снега и интензивността на трафика и бихме искали да тестваме тази хипотеза в нашия случай.

В допълнение към замърсителите от основните източници, минерални и органични вещества от местни източници, както антропогенни, така и несвързани с човешката дейност, могат да попаднат в снега, излишъкът от които води до замърсяване на околната среда.

През 2001 г. беше извършена работа по използването на спектрален анализ за изследване на замърсяването на снежната покривка [3] на територията на същите училища, които бяха споменати в по-горе споменатата работа [5]. Авторите са получили следните резултати: в снежни проби са открити 9 елемента: силиций, магнезий, титан, желязо, калай, алуминий, мед, цинк и манган. Най-разпространени са 4 елемента: силиций, магнезий, титан и желязо, които са открити във всички точки на пробовземане, а останалите елементи варират в зависимост от точката на пробовземане.

Минералният състав на стопената вода (тоест сняг) отразява резултата от взаимодействието на водата и газообразните частици във въздуха и се дължи на редицапротичащи физически и химични процеси. Следните минерали могат да присъстват във въздуха:

Азотното съединение е продукт на микробиологично разлагане на протеини от животински и растителен произход. Съединението NH3 е отровно при рН стойност над 7; в кисела среда амонякът присъства под формата на нетоксично съединение NH4 [7] Източникът на амоний в околната среда са минерални и органични торове, чийто излишък води до замърсяване. В допълнение, амониеви съединения присъстват в канализацията [6,7].

Фосфорът, който формира основата на фосфатите, е основен елемент за живота. Въпреки това, излишъкът от фосфор, особено във водните тела, води до рязко неконтролирано увеличение на растителната биомаса. Този процес е особено характерен за слабопроточни водоеми. В резултат на това може да настъпи преструктуриране на цялата водна общност, което може да доведе до преобладаване на гнилостни процеси. Източници на фосфор и фосфати в околната среда могат да бъдат торове, детергенти, отпадъчни продукти от животински организми и непречистени битови отпадъчни води [6, 7].

Методологията на нашето изследване се състои от методологията за вземане на проби от сняг и методологията за анализ на стопена вода, както и методологията за преброяване на превозни средства.

1) Техника за вземане на проби от сняг

Набелязали сме точки за вземане на проби в различни части на града. Постарахме се да покрием цялата жилищна зона на града. Постарахме се да обхванем и целия набор от налични източници на замърсяване в жилищната част на града. Избрахме "фонови" точки в района на третото Филиповско езеро и Сребърните извори.

Снегът беше взет в края на зимата, в началото на снеготопенето, до пълната дълбочина с помощта на чиста кутия и поставен в чист найлонов плик. Избраният сняг се съхранява при отрицателна температурадо момента на анализа. Преди анализа снегът беше разтопен до стайна температура.

2) Методология за анализ на стопена вода

3) Методика за преброяване на МПС

Превозните средства се броят в час пик (от пет до шест вечерта) за 15 минути. След това полученият брой автомобили се преизчислява на час. Изчислението е извършено по пътищата, които са най-близо до местата за вземане на проби от сняг.

По време на работата е селектиран и анализиран сняг от 17 точки на града. Местоположението на точките е показано на диаграмата. Сравнихме всички получени резултати с резултатите от фоновите точки.

Схема на разположение на точките за вземане на проби от сняг

1) Резултатите от измерването на pH на снега и интензитета на превозните средства са представени в таблица 1.

Таблица 1. Сравнение на интензивността на трафика иpHсняг