ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Влияние асфальтобетонных заводов на окружающую среду 5
1.1 Общая характеристика асфальтобетонных заводов 5
1.2 Основное технологическое оборудование АБЗ 6
1.3 Описание производственного центра «Асфальтобетонного завода №1»... 8
1.4 Воздействие асфальтобетонных заводов на компоненты
среды 11
1.5 Основные загрязняющие почву вещества, поступающие в среду в процессе
эксплуатации АБЗ 12
ГЛАВА 2. Особенности городских почв 15
2.1 Характеристика городских почв 15
2.2 Роль городской почвы в урбанизированной среде 15
2.3. Нормирование загрязнения почв 18
ГЛАВА 3. Загрязнение городских почв на примере исследования распространения
тяжёлых металлов 20
3.1 Содержание тяжёлых металлов в почвах и классификации, применимые к ним
20
3.2 Характеристика некоторых тяжёлых металлов и металлоидов в почве 23
ГЛАВА 4. Методика исследований и полученные результаты 27
4.1. Полевой этап 27
4.2. Камеральный этап 27
4.3. Обработка полученных данных и расчёт Zc 29
4.4. Факторный и кластерный анализы данных 33
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 39
Загрязнение воздуха в городах вот уже более века является одной из острейших экологических проблем. Развитие промышленности и активный рост городов обуславливают увеличившиеся в последние десятилетия выбросы в атмосферу.
Если сравнительно недавно основным источником загрязнения воздуха в городах являлись промышленные выбросы, вносящие в атмосферу различные вредные вещества, в настоящее время во многих городах таким источником стал автомобильный транспорт, с выхлопными газами которого в атмосферу поступают многие вещества, в том числе и оксиды азота. Ещё одним источником привнесения вредных веществ в атмосферный воздух являются ТЭС: в их выбросах содержатся диоксид серы, оксиды азота, оксиды углерода, а также зола.
Именно выбросы в атмосферу сильнее всего сказывается на здоровье человека. Наиболее опасные выбросы образуются при сгорании топлива и отходов, выходят с металлургических и химических производств. К основным элементам загрязнения атмосферы, помимо уже упомянутых оксидов и диоксидов, относят формальдегид, сероводород, свинец, никель, бенз-(а)-пирен.
Так или иначе, но конечная оценка уровня содержания вредных веществ в воздухе обладает некоторой неточностью: например, сложно измерить точное содержание вредных веществ в воздухе, так как залповые выбросы не всегда совпадают с моментами измерений. Это приводит к искажению действительных данных.
Однако техногенные загрязнители выявляются при анализе почв города - своеобразной депонирующей среды, в которой накапливаются тяжелые металлы и прочие вещества, поступающие от источников загрязнения через атмосферу, с осадками и поверхностными водами.
Важно помнить, что почва в городской среде, как правило, отличается от почвы в естественных условиях: для антропогенной системы характерно нарушение естественных взаимосвязей компонентов. Для городских почвогрунтов свойственно перемешивание и уничтожение естественных почв почвы; помимо нарушения структуры почвы различными веществами, в их механический состав включается много твёрдых бытовых и строительных отходов. Для изучения городских почв важно знать историю их формирования, т.е., как давно на них появился человек и какое влияние, в том числе техногенное, оказывал на неё. В урбанизированной среде почвы как основная депонирующая среда являются наиболее загрязнённым компонентом, несмотря даже на их высокую буферную способность.
Естественные почвы в урбанизированных условиях находятся далеко от поверхности, и помимо слоя асфальта на них накладывается ряд антропогенных слоёв. Отличительным свойством подстилающих пород в городских почвогрунтах является гетерогенный состав. Множество включений разных размеров является барьером для прохода тепла и воды. Вследствие этого минерально-энергетический обмен не регулируется, слои не взаимодействуют, и так начинает формироваться почвенный профиль. В городской среде почвообразующие процессы проходят значительно быстрее.
На территории МО Коломяги расположен завод «АБЗ-1» - именно он, по
утверждениям жителей, отравляет местный воздух. Основной причиной недовольства людей является неприятный запах.
Территория округа располагается между Удельным парком, Парашютной ул., Шуваловским пр., ул. Маршала Новикова, Новосельковской ул., Репищевой ул., ул.Щербакова, Новоколомяжским пр., Афанасьевской ул., Афонской ул., Главной ул., Поклонногорской ул. и линией Финляндской ж.д. На данной территории с середины 2000х ведётся активная жилищная застройка, и на сегодняшний день численность населения, по данным официального сайта Коломяги, составляет около 46 000 жителей.
По данным СМИ, противостояние местного населения и завода длится уже около 10 лет. Жители неоднократно жаловались на едкий дым и резкие запахи, исходящие со стороны промышленной зоны.
Поступление поллютантов в атмосферный воздух и дальнейшее осаждение вредных веществ отражается также на состоянии почвенного покрова. Таким образом, выбросы данного источника являются потенциально опасными для состояния окружающей среды округа и здоровья населения. Именно поэтому определение уровня негативного воздействия АБЗ-1 на прилегающую селитебную территорию является актуальным для данного исследования.
Целью работы является оценка загрязнения городских почв округа Коломяги.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1. Выделить и рассмотреть основные характерные загрязняющие вещества, образующиеся при работе АБЗ-1;
2. Оценить уровень эмиссии и рассеивание загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу от АБЗ-1;
3. Определить уровень содержания загрязняющих веществ в городских почвах МО Коломяги;
4. Оценить степень загрязнения почв и на основе этого оценить уровень загрязнения атмосферного воздуха в соответствии с руководящими документами.
При изучении данной темы выяснилось, что в научном сообществе наиболее широко рассмотрен аспект загрязнения воздуха. Сведений о влиянии асфальтобетонных заводов на почву чрезвычайно мало, что ещё раз подчёркивает актуальность текущего исследования.
К основным характерным загрязняющим веществам, образующимся при работе АБЗ-1 относятся:
• неорганическая пыль с разным содержанием диоксида кремния;
• оксиды углерода и азота;
• диоксид серы;
• предельные углеводороды;
• диоксины и фураны;
• полициклические ароматические углеводороды (ПАУ);
• бенз(а)пирен и сажа как побочные продукты горения битума;
• свинец и его неорганические соединения - при работе транспорта на этилированном бензине;
• оксиды железа, марганец, и его соединения - при использовании щебня в качестве заполнителя асфальтобетонной смеси;
• оксиды свинца, цинка, хрома или железа - в качестве неорганических пигментов при создании цветного асфальта.
Для оценки уровня эмиссии с помощью программы УПРЗА «ЭКО центр» была построена примерная модель рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере, отобразившая широкий ареал распространения неорганической пыли, захватывающий территорию жилых кварталов МО Коломяги (Прил. 1). На основе данной модели была определена сеть опробования.
Изначально планировалось провести исследование почвы на содержание в ней нефтепродуктов, кремниевой неорганической пыли и тяжёлых металлов (как валового содержания, так и подвижных форм), однако осуществить анализы почвы по содержанию пыли и нефтепродуктов не удалось в силу того, что в период проведения данной исследовательской работы возможности Ресурсного Центра СПбГУ по направлению «Химия» были ограничены. В связи с этим в данной работе упор сделан на рассмотрение загрязнения почвы как депонирующей среды тяжёлыми металлами, поступающими от асфальтобетонного завода.
Оценка уровня содержания загрязняющих веществ в городских почвах МО Коломяги заключалась в определении концентраций валового содержания и подвижных форм тяжёлых металлов. Проведенный анализ валового содержания тяжёлых металлов в почвах позволяет сделать вывод о преобладании естественных факторов распределения 37
данных элементов на исследуемой территории. Превышения нормативов как ПДК, так и ОДК, не было зафиксировано ни для одного элемента. Факторный и кластерный анализы показали классическое природное распределение валовых форм тяжёлых металлов.
При анализе подвижных форм тяжёлых металлов в исследуемой почве, можно сказать, что в данном случае речь идёт о влиянии антропогенного фактора на распределение данных элементов. Превышения значений ПДК были установлены только в нескольких пробах по Zn (в 10 пробах из 30) и Pb (в 15 пробах из 30), составляя максимальную кратность в 4,26 раз и 5,02 раз соответственно. Выполненный статистический анализ также указывает то, что данные элементы распределены нетипично в силу действия нескольких антропогенных факторов, а также, возможно, неприродного генезиса поверхностного слоя «почв».
Была выполнена обработка данных по распределению валового содержания и подвижных форм металлов, в соответствии с данным анализом были построены карты распределения (Прил. 5, Прил.6.).
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
