ВВЕДЕНИЕ
1 ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ.
1.1 Основные свойства и характеристика полициклических ароматических
углеводородов
1.2 Образование и поступление ПАУ в окружающую среду
2 ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
2.1 Климат Санкт-Петербурга
2.2 Гидрография Санкт-Петербурга
3 МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДОТОКОВ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА....................19
4 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Отбор проб
4.2 Лабораторный анализ проб
5 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
5.1 Закономерности распределения и основные источники ПАУ в воде
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ...
Актуальность работы. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)
существуют повсеместно: в атмосфере, почве, воде, растениях, образуясь природным и
антропогенным путем. Из природных источников, таких как лесные пожары и вулканы,
образуется незначительное количество ПАУ по сравнению с эмиссиями, связанными с
деятельностью человека. Основной источник образования ПАУ это сжигание топлива:
ТЭЦ, котельные, автотранспорт и водный транспорт. Также важными источниками
ПАУ являются предприятия нефтяной и химической промышленности, заводы по
производству алюминия, металлургические предприятия. ПАУ это токсичные
органические вещества, а некоторые из них обладают канцерогенными свойствами.
Представителей ПАУ насчитывается несколько сотен. К наиболее
распространенным, чаще всего, относят: нафталин, фенантрен, антрацен, флуорантен,
пирен, хризен, бенз(б)флуорантен, бенз(а)пирен, аценафтилен, бенз(а)антрацен. Но в
экологических исследованиях изучение загрязнения ароматическими углеводородами
часто проводится по 3,4-бенз(а)пирену, так как он является наиболее устойчивым и
опасным.
Рост урбанизации, развитие промышленности и транспорта способствует
увеличению концентраций ПАУ в городской среде. Чаще всего конечными
резервуарами для загрязняющих веществ в городах становятся водотоки, в которые
поступают ливневые воды и воды с промышленных предприятий. Ароматические
углеводороды довольно быстро выпадают из воздуха вследствие седиментации, а также
с атмосферными осадками и переходят в растения, почву и водоемы [1, 16, 25].
Санкт-Петербург - это важнейший экономический, научный и культурный центр
России, крупный транспортный узел. Город имеет развитую речную сеть, относящуюся
к бассейну Финского залива. Исторический центр Санкт-Петербурга и связанные с ним
комплексы памятников входят в список объектов всемирного наследия ЮНЕСКО; это
один из самых важных в стране центров туризма. В связи с этим, возрастает количество
наземного и водного транспорта.
Реки и каналы Санкт-Петербурга это пример техногенного режима
функционирования, проявляющегося в крайне низком качестве воды, развитии
процессов техногенного осадконакопления (техноседиментогенеза), деградации водных
биоценозов и утрате самоочищающей способности [1, 16, 25]. Несмотря на длительный
период мониторинга рек и каналов города, достоверных данных о содержании в воде6
полиаренов нет, за исключением 3,4-бенз(а)пирена. Это предопределяет актуальность
исследования.
Целью данного исследования является определение особенностей
распределения ПАУ в водах рек и каналов Санкт-Петербурга.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- отбор проб воды;
- лабораторный анализ отобранных проб;
- выявление распределения ПАУ в водотоках Санкт-Петербурга;
- определение возможных источников поступления ПАУ в водотоки.
Объектами исследования являются водотоки центральной части СанктПетербурга: рукава и притоки реки Невы в пределах центральных районов города.
Предметом исследования являются особенности распределения ПАУ в
водотоках центральной части Санкт-Петербурга
Материалом исследования послужили пробы поверхностных вод, полученные
в мае 2016 года. Общий объем проб составил - 40 образцов.
1. В воде рек и каналов центральной части Санкт-Петербурга преобладают легкие
вещества группы ПАУ. Тяжелые обнаруживаются эпизодически, в небольших
концентрациях.
2. В составе смеси ПАУ в Санкт-Петербурге почти повсеместно доминирует
фенантрен, достигая в некоторых водотоках более 50% от концентрации всех соединений. В
некоторых водотоках встречаются значительные концентрации аценафтена/аценафтилена,
антрацена и нафталина.
3. Доля кинетических изомеров от общего содержания ПАУ составляет 27,5%, что
свидетельствует о преобладании в воде полиаренов природного происхождения.
4. Величина коэффициента опасности меняется в пределах от 0,03 до 0,1, за
исключением р. Смоленка, где это значение достигает 7,7. Такие значения свидетельствуют о
низкой степени опасности вод и не превышении нормативных значений.
5. Наибольшей концентрацией ПАУ характеризуется р. Смоленка, наименьшей – р.
Пряжка. Наблюдается значительный разброс значений суммы ПАУ в таких реках, как
Смоленка, Карповка, Охта и Фонтанка.
6. Во всех пробах отобранных вблизи Невского проспекта наблюдается повышенные
концентрации суммы ПАУ.
7. Предполагаемыми преимущественными источниками загрязнения водотоков
Санкт-Петербурга веществами группы ПАУ являются автотранспорт и водный транспорт.
8. Результаты снижения загрязнения воды ПАУ представляет следующую
последовательность: Смоленка >> Фонтанка > Ждановка > Обводный канал > Мойка > Охта
> Карповка > Черная Речка > канал Грибоедова > Нева > Екатерингофка > Пряжка.
1. Атлас особо охраняемых природных территорий Санкт-Петербурга / Отв. ред. В.
Н. Храмцов, Т. В. Ковалева, Н. Ю. Нацваладзе. – СПб., 2013, 176 с.
2. Вредные химические вещества. Углеводороды. Галогенпроизводные
углеводородов. Справ.изд. Бандман А.Л., Войтенко Г.А., Волкова Н.М. и др.; под ред. В.А.
Филова и др. Л.: Химия, 1990. - 732 с.
3. Габов Д. Н., Безносиков В. А., Кондратенок Б. М., Яковлева Е. В. Полициклические
ароматические углеводороды в почвах техногенных ландшафтов // Геохимия, 2010, № 6, 606-
617 с.
4. Дейниченко Н.В. Роль полициклических ароматических углеводородов в экологии
водных объектов Азовского бассейна: автореф. дис. к.х.н.: 03.00.16 / Куб. гос. аграр. ун-т. -
Краснодар, 2000. - 21 с.
5. Другов Ю. С., Родин А.А. Мониторинг органических загрязнений природной
среды. 500 методик практическое руководство - 2-е изд., доп. и перераб. – М.: БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2009. - 893 с.
6. Ежегодник качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям на
территории деятельности ФГБУ «Северо-Западное УГМС» (Санкт-Петербург,
Ленинградская, Новгородская, Псковская области и Республика Карелия). / Ред.: Т.И.
Каретникова, – СПб, 2017 г.
7. Ежегодник качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям на
территории деятельности ФГБУ «Северо-Западное УГМС» (Санкт-Петербург,
Ленинградская, Новгородская, Псковская области и Республика Карелия). / Ред.: Т.И.
Каретникова, – СПб, 2016 г.
8. Ежегодник качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям на
территории деятельности ФГБУ «Северо-Западное УГМС» (Санкт-Петербург,
Ленинградская, Новгородская, Псковская области и Республика Карелия). / Ред.: Т.И.
Каретникова, – СПб, 2015 г.
9. Ежегодник качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям на
территории деятельности ФГБУ «Северо-Западное УГМС» (Санкт-Петербург,
Ленинградская, Новгородская, Псковская области и Республика Карелия). / Ред.: Т.И.
Каретникова, – СПб, 2014 г.58
10. Ежегодник качества поверхностных вод суши по гидрохимическим показателям на
территории деятельности ФГБУ «Северо-Западное УГМС» (Санкт-Петербург,
Ленинградская, Новгородская, Псковская области и Республика Карелия). / Ред.: Т.И.
Каретникова, – СПб, 2013 г.
11. Ильин Г.В. Накопление и распространение нефтяных углеводородов и ПАУ в
Азовском море // Вестник Южного научного центра РАН Том 7, № 2, 2011, стр. 49–53
12. Канцерогенные вещества: справочник: материалы Междунар. агентства по
изучению рака / Международное агентство по изучению рака; пер. с англ. А.Ф. Карамышева;
под ред. В.С. Турусова. М.: Медицина, 1987. – 332 с.
13. Митрофанова Е.С. Геоэкологическая оценка загрязнения рек и каналов СанктПетербурга полициклическими ароматическими углеводородами: дис., к.г.н.:25.00.36 /
СПбГУ – СПб, 2016. – 135с.
14. Нежиховский Р.А. Вопросы гидрологии реки Невы и Невской губы / Гос. гидрол.
ин-т. - Л.: Гидрометеоиздат, 1988, - 224 с.
15. Нежиховский Р.А. Река Нева и Невская губа. - Л.: Гидрометеоиздат, 1981, - 109 с.
16. Опекунов А.Ю., Митрофанова Е.С., Санни С., Коммедал Р., Опекунова М.Г., Баги
А. Полициклические ароматические углеводороды в донных отложениях рек и каналов
Санкт-Петербурга / Вестник Санкт-Петербургского университета. СПб, 2015, 98-109 с.
17. Охрана окружающей среды. природопользование и обеспечение экологической
безопасности в Санкт-Петербурге в 2013 году / под ред. И.А. Серебрицкого – СПб.. 2014. –
436 с.
18. Охрана окружающей среды. природопользование и обеспечение экологической
безопасности в Санкт-Петербурге в 2012 году / Ред.: Д.А. Голубев, Н.Д. Сорокин. – СПб,
2013, – 461 с.
19. Охрана окружающей среды. природопользование и обеспечение экологической
безопасности в Санкт-Петербурге в 2011 году / Ред.: Д.А. Голубев, Н.Д. Сорокин. – СПб,
2012, – 431 с.
20. Охрана окружающей среды. природопользование и обеспечение экологической
безопасности в Санкт-Петербурге в 2010 году / Ред.: Д.А. Голубев, Н.Д. Сорокин. – СПб,
2011, – 432 с.
21. Охрана окружающей среды. природопользование и обеспечение экологической
безопасности в Санкт-Петербурге в 2009 году / Ред.: Д.А. Голубев, Н.Д. Сорокин. – СПб,
2010, – 440 с.59
22. Петрова В.Н., Хорошко Л.О., Жаковская З.А., Викторовский И.В. Содержание и
состав полиароматических углеводородов в малых реках водосбора восточной части
Финского залива // Водные ресурсы, 2009, том 36, № 4, с. 452–458
23. ПНД Ф 14.1:2:4.186-02 Методика измерений массовой концентрации
бенз(а)пирена в пробах природных, питьевых (в том числе расфасованных в емкости) и
сточных вод методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с
флуориметрическим детектированием с использованием жидкостного хроматографа
«Люмахром».
24. Ровинский, Т. А. Теплицкая., Т. А. Алексеева. Фоновый мониторинг
полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 1988, 224 с.
25. Смола В.И. ПАУ в окружающей среде: проблемы и решения. Ч. 1. / М.:
Полиграф сервис, 2013, 384 с.
26. Худолей В.В. Канцерогены: характеристики, закономерности, механизмы
действия. СПб: НИИ СПбГУб, 1999. – 419 с.
27. Чижова Т.Л., Кудряшова Ю.В., Прокуда Н.А., Тищенко П.Я. Распределение
полициклических ароматических углеводородов в воде, взвеси и донных отложениях
эстуариев рек залива Петра Великого // Вестник ДВО РАН. 2013. № 6, с. 149-155
28. Bourgeault A., Gourlay-Francé C. Monitoring PAH contamination in water: Comparison
of biological and physico-chemical tools // Science of the Total Environment, 454–455, 2013. рp.
328–336
29. Cavalcante R.M., Sousa F.W., Nascimento R.F., Silveira E.R., Viana R.B. Influence of
urban activities on polycyclic aromatic hydrocarbons in precipitation: Distribution, sources and
depositional flux in a developing metropolis, Fortaleza, Brazil // Science of the Total Environment,
414, 2012. pp. 287–292
30. Harvey Ronald .GPolycyclic aromatic hydrocarbons / Harvey Ronald G - New York
etc.: Wiley-VCH, cop. 1997. - XIII, - 667 p.
31. Meland S., Borgstrøm R., Heier L.S., Rosseland B.O. Chemical and ecological effects of
contaminated tunnel wash water runoff to a small Norwegian stream // Science of the Total
Environment 408, 2010. рp. 4107-4117
32. Motelay-Massei A., Garban B., Tiphagne-larcher K., Chevreuil M., Ollivon D. Mass
balance for polycyclic aromatic hydrocarbons in the urban watershed of Le Havre (France):
transport and fate of PAHs from the atmosphere to the outlet // Water Res. 40, 2006. pp. 1995-2006