Автор статьи
Валерия
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
ВВЕДЕНИЕ
Основной средой обитания современного человека является город. На сегодняшний день характер развития человеческого общества описывается с позиций интенсивной урбанизации. Стремительно растет численность и плотность населения городов, увеличивается количество мегаполисов. Нередко можно наблюдать слияние соседних городов и образование обширных конгломераций с высоким уровнем урбанизации [7]. Условия жизни в современных городах отличаются определенными особенностями: с одной стороны, город позволяет решить проблемы трудоустройства большинства активных и эффективных специалистов, с другой – множество людей не могут найти работу по образованию в связи с недостаточностью рабочих мест или недостаточной квалификацией. Расширение инфраструктуры городов влечет за собой увеличение сети автотранспортных средств и автомобильных магистралей, что, в свою очередь, приводит к существенному увеличению числа и концентрации вредных выбросов в окружающую среду. В связи с чем, контроль состояния почв, воздуха, воды в городе, а также – разработка современных способов очистки и предупреждения увеличения вредных выбросов становятся одними из наиболее актуальных задач современной уробоэкологии. Оренбург является одним из крупнейших промышленных центров Росии, крупным населенным пунктом с развитой промышленностью и экономикой. При этом, ведущие специалисты в области экологического мониторинга и контроля состояния окружающей среды в городе отмечают, что приоритетным источником загрязнения атмосферного воздуха является автомобильный транспорт. На его долю, согласно статистическим отчетам экологических служб, приходится 67% выбросов загрязняющих веществ [15]. В связи с этим, можно предположить значительное увеличение загрязнения придорожных территорий улиц города, в частности, снежного покрова, в котором накапливаются примеси, содержащиеся в выбросах автомобильного транспорта. Объект исследования: экологическое состояние придорожных территорий улиц города Оренбурга. Предмет исследования: поиск перспектив улучшения экологического состояния городской среды. Целью курсовой работы является оценка экологического состояния придорожных территорий улиц г. Оренбурга. Для достижения цели исследования необходимо решить следующие задачи: — исследовать содержание загрязняющих веществ в снежном покрове придорожных территорий; — определить рН атмосферных осадков; — рассчитать коэффициент концентраций загрязняющих веществ и показатель химического загрязнения (ПХЗ) атмосферных осадков; — дать оценку экологического состояния придорожных территорий по рН и по показателю химического загрязнения атмосферных осадков; — предложить мероприятия, направленные на улучшение экологического состояния придорожных территорий улиц в городской среде. Методами исследования стали: — теоретический анализ литературы; — физико-химический анализ экологического состояния придорожных территорий; — математические методы обработки данных; — практическая разработка рекомендаций. Данные, полученные в ходе исследования, могут быть использованы при разработке проектов по обеспечению благоприятного экологического состояния городов.ГЛАВА 1 ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БОЛЬШИХ ГОРОДОВ
1.1 Характеристика основных источников загрязнения в промышленных городах
Понятие «экологическое состояние» связано с описанием условий жизни организмов в пределах определенной территории. В отношении людей естественной средой обитания выступает населенный пункт, что вносит некоторые особенности в характеристику данной территории. Поскольку для большинства современного населения средой жизни является город, имеет смысл рассматривать проблему экологического состояния города с позиций характеристик урбанизированной территории и особенности ее формирования в аспекте обеспечения принципов устойчивого развития [10]. На сегодняшний день вопросы сохранения и возобновления природных ресурсов и безопасной окружающей среды приобретают все большую актуальность, становясь особенно острыми. Это связано с тем, что люди начинают ощущать на себе негативное влияние загрязненной окружающей среды, чувствовать последствия отравления атмосферы и гидросферы токсическими отходами на собственном здоровье [12]. Воздействие окружающей человека среды проявляется в развитии следующих патологических процессов: 1. Нарушение естественных биоритмов, связанное с высоким процентом искусственного света в городских помещениях, увеличением доли труда в ночное время. 2. Рост аллергических реакций, вызванных высоким содержанием аллергенов в воздухе, воде, повышением чувствительности организма к различным химическим и биологическим компонентам окружающей среды вследствие нарушения основных обменных и иммунных процессов. 3. Широкое распространение онкологических заболеваний, спровоцированных частыми стрессами, чрезмерным химическим и радиологическим воздействием. Онкологические заболевания возникают в результате попадания канцерогенных веществ, вирусов или ультрафиолетового, рентгеновского или гамма-излучения. 4. Ожирение, связанное со значительным ухудшением качества пищи. 5. Рождение недоношенных детей и увеличение числа патологий новорожденных и беременных вследствие ослабления организма и заболеваний матери, а также — стрессов, генетических нарушений. 6. Акселерация, связанная с нарушением обменных процессов в ходе приспособления к внешним воздействиям и влияние различных гормонов, модифицированных веществ, входящих в состав пищи. 7. Снижение возрастных границ патологий, связанное с общим увеличением числа заболеваний, стрессовыми факторами, ухудшением защитных свойств организма. 8. Рост социальных заболеваний, причиной которых выступает ведение неправильного образа жизни, наличие значительных социальных, экономических, личных проблем, неудовлетворительное состояние здоровья, низкий уровень жизни и др. 9. Повышение числа хронических заболеваний, вызванных употреблением некачественных и химически модифицированных продуктов, дыхание загрязненным воздухом, употребление загрязненной и некачественной воды, нарушения состава крови и органов вследствие воздействия химических и физических факторов. 10. Рост числа профессиональных заболеваний, связанный с ухудшением условий труда, неблагоприятной экологической, санитарной обстановкой на производстве. 11. Пики инфекционных заболеваний, выражающиеся в росте количества людей, пораженных гепатитом, малярией, ВИЧ и многими другими болезнями. Вирусы переходят в новую стадию, способную жить в среде обитания человека, становясь при этом возбудителями вирусной формы рака, гриппа, туберкулеза и других болезней [18]. На сегодняшний день важнейшим фактором, формирующим характеристики антропогенных экосистем, является хозяйственная деятельность человека. Именно ее последствия определяют, в первую очередь, условия жизни населения. В связи с этим, как отмечают А.Г. Емельянов и О.А. Тихомиров, экологическое со¬стояние города можно рассматривать, исходя из совокупности показателей, характеризующих последствия антропогенных изменений территории за определенный проме¬жуток времени (А. Г. Емельянов, О. А. Тихомиров, 2000). Проблемы городской экологической среды, связанные с существованием и развитием городов, существуют практически со времен образования городских конгломератов и активного развития производственной и коммунальной сферы. Неблагоприятное воздействие на человека оказывает высокая плотность населения в городах, что способствует активному распространению возбудителей большого количества инфекционных болезней и паразитических инвазий. Промышленные и бытовые отходы активно загрязняют почву, воду и воздушную среду городов. Аэрозольные загрязнения, поступающие в атмосферу, часто приводят к повышению облачности в городах и образованию густого тумана, нарушающего теплообмен и циркуляцию воздушных потоков. Таким образом, города становятся своеобразными «тепловыми островами», характеризующимися ростом парникового эффекта. В связи с этим, в летний период в городах температура периодически поднимается до 40°С и выше [21]. При этом, по данным официальной медицинской статистики, в 5 и более раз повышается смертность среди городского населения, особенно — среди людей, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Тогда как среди сельского населения подобного стремительного роста смертности не наблюдается. Впрочем, количество сельских жителей неуклонно растет – как в связи с активной миграцией населения в города, так и в связи с интенсивной застройкой сельских и природных территорий. Таким образом, опасности, влияющие на здоровье человека, можно разделить на естественные (природные) и техногенные (антропогенные), а также – бытовые и факторы, связанные с городским хозяйствованием (Рис. 1). Рис. 1. Схема воздействия опасных факторов в техносфере. Источники опасности: БС—бытовая среда; ГС —городская среда; ЕФ— естественные негативные факторы; ТС—техногенная среда (объект экономики); объекты защиты: Ч — человек (сообщество); П — природная среда; Т — техносфера. Причем, характеризуя варианты взаимодействия приведенных факторов и влияние их на человека и природу, можно выделить несколько вариантов: 1. Источник опасности, расположенный в природной среде, негативно воздействует на нее. Причем влияние ослабляется по мере удаления от источника. 2. Источник опасности концентрирован и выбрасывает в природную среду отходы, распространяющиеся в непосредственной близости от источника. 3. Выделяемые источником опасности отходы, взаимодействуя с компонентами природной среды, создают еще более опасные воздействия. Концентрации опасных веществ образуют опасные зоны, как правило, значительно удаленные от источника опасности.1.2 Характеристика загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах источников загрязнения городской среды
Деятельность промышленных предприятий и эксплуатация технического оборудования связана с наличием большого числа факторов, оказывающих негативное влияние на состояние окружающей среды. Подобные факторы принято относить к разновидности антропогенного влияния, т.е., влияния, связанного с деятельностью человека. Ученые различают три вида антропогенного загрязнения: физическое, химическое и биологическое. Под физическим загрязнением понимается, прежде всего, тепловое загрязнение, образующееся в результате сброса подогретых вод. Такие сбросы нарушают стабильность водоемов, разрушают экосистемы, приводят к гибели отдельных видов животных, вызывают серьезные нарушения в работе различных систем организма человека. К физическому загрязнению относят также радиоактивные и электромагнитные загрязнения. Химическое загрязнение возникает в результате выброса химических веществ и соединений. Главным источником такого загрязнения выступает промышленность и транспорт. Биологическое загрязнение создается микроорганизмами, бурно развивающимися в результате некоторых видов хозяйственной деятельности человека. Данные микроорганизмы могут стать источниками различных заболеваний [27]. По оценкам специалистов ежегодные суммарные выбросы автотранспорта составляют 400 млн. т., среди которых около 27 млн.т. оксидов углерода (СО), 2,5 млн.т. углеводородов (СnНm), 9 млн.т. оксидов азота (NOx), 200-230 млн.т. углекислого газа (СО2). Среди всех видов транспорта автомобильный наносит наибольший ущерб окружающей среде. В России в местах повышенного загрязнения воздуха проживает около 64 млн. человек, среднегодовые концентрации загрязнителей воздуха превышают предельно допустимые более чем в 600 городах России. Уровень загрязнения воздуха вдоль городских автодорог России оксидами углерода (СО) достигает 3…5 ПДК, а оксидами азота (NOx) 15…25 ПДК. Такая же напряженная экологическая ситуация и в большинстве стран Европы [15]. Отработавшие газы автомобильных двигателей содержат большое количество компонентов, относящихся к различным классам опасности. Период их существования – от нескольких минут до 5 лет. В зависимости от химического состава и свойств, а также степени воздействия на организм человека данные вещества объединяют в группы. В первую группу входят нетоксичные вещества: кислород, азот, водяной пар, водород, углекислый газ и другие природные компоненты атмосферного воздуха. Ко второй группе относят оксид углерода, или угарный газ (СО), обладающий выраженным отравляющим действием. Третья группа включает очень вредные оксиды азота, образующиеся в камере сгорания ДВС при температуре 2800 С. Высокие концентрации оксидов азота вызывают астматические проявления и отек легких. Четвертая группа содержит различные углеводороды, то есть соединения типа СХНУ, образующиеся в результате неполного сгорания топлива в двигателе. Они оказывают токсическое воздействие на сердечнососудистую систему человека и обладают канцерогенным действием. Пятую группу составляют органические соединения содержащие альдегидную группу, связанную с углеводородным радикалом. Наибольшее количество альдегидов образуется на режимах холостого хода и малых нагрузок, при невысоких температурах. Шестая группа объединяет сажу и другие дисперсные частицы: масла, аэрозоли, нагар и др. Сажа не представляет непосредственной опасности для здоровья человека, но может раздражать дыхательные пути [17, с.165]. Седьмая группа представляет собой неорганические газы, содержащие серу: сероводород, сернистый ангидрид, которые появляются в составе отработавших газов двигателей при использовании топлива с повышенным содержанием серы. В дизельных топливах содержится большее количество данных соединений. Сернистые соединения оказывают раздражающее действие на дыхательные органы, могут привести к нарушению обмена веществ и угнетению окислительных процессов, а при концентрации свыше 0,01% — к общему отравлению организма. Восьмая группа включает свинец и его соединения. Накопление свинца в придорожной полосе приводит к загрязнению экосистем и делает близлежащие почвы непригодными к сельскохозяйственному использованию. Добавление к бензину присадки Р-9 делает его высокотоксичным. Негативное воздействие на экосистемы оказывают не только рассмотренные компоненты отработавших газов двигателей, но и сами углеводородные топлива, масла и смазки. В местах заправки транспортных средств топливом и маслом происходят случайные разливы и намеренные сливы отработанного масла прямо на землю или в водоемы. Подобное поведение недопустимо, так как приводит к гибели растительного покрова в районе данных сооружений. Даже через длительное время после подобных сливов, почва остается зараженной и неплодородной. Немаловажную роль в загрязнении окружающей среды играют чистящие средства, использующиеся при чистке салона автотранспорта. Увеличение количества автотранспортных средств на дорогах нашей страны напрямую связано со стремительным ростом количества и разновидностей заболеваний человека. Так как вредные выбросы автотранспортных предприятий зачастую оказывают комплексное воздействие – как непосредственно на организм человека, так и на окружающую среду. Причем, такое воздействие может быть как прямым, так и косвенным, проявляться быстро, или иметь отдаленный эффект в будущем.1.3 Влияние автомобильного транспорта как одного из источников загрязнения городской среды на экологическое состояние придорожных территорий улиц города
1.3.1 Влияние выбросов автомобильного транспорта на качество атмосферного воздуха в городской среде
Автомобильный транспорт, выступающий одним из основных факторов развития экономики государства, играет ведущую роль в загрязнении окружающей природы. Наряду с обеспечением комфорта, качества жизни, мобилизации многих бытовых и производственных процессов, автотранспорт обеспечивает выброс большого количество вредных веществ в атмосферу. Уровень загрязнения, производимого автотранспортом, определяется составом, объемом сжигаемого топлива и организацией процесса сгорания, а также — техническим состоянием парка транспортных средств и качеством используемого топлива [16]. Главными источниками загрязнения атмосферы являются транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания. В процессе эксплуатирования и ремонта данных транспортных средств постоянно происходит загрязнение токсичными веществами отработавших газов двигателей, отходами стационарных комплексов транспортной инфраструктуры, сточными водами, засорение грунта опасными компонентами, воздействие транспортных шумов [24]. Выхлопные газы накапливаются в нижних слоях атмосферы, следовательно, токсичные вещества оказываются в зоне дыхания человека. Поэтому автомобильный транспорт следует отнести к категории опасных источников загрязнения воздуха.1.3.2 Влияние выбросов автомобильного транспорта на качество почвенного покрова в городской среде
Загрязнение почвы транспортными и дорожными выбросами накапливается постепенно. На это оказывает влияние количество транспортных средств на данной трассе, магистрали или дороге. Однако, эти выбросы, накапливаясь, сохраняются длительное время даже после ликвидации дорожного полотна. Вредные стоки наносят непоправимый урон почвам и водоемам – в связи с тем, что вода используется во многих технологических процессах, после чего сливается непосредственно в окружающую среду. Такая вода загрязнена токсичными примесями и относится к разряду производственных сточных вод. Большинство технологических процессов автомобильного транспорта связано с образованием больших объемов промышленных стоков, содержащих взвешенные вещества и нефтепродукты, бактериальные компоненты, щелочи, кислоты, соли и ПАВ. Подобные стоки часто имеют сравнительно высокую температуру, что усиливает вредное воздействие на окружающую среду за счет быстрого проникновения в почву и связывания с различными компонентами живой и неживой природы. На некоторых предприятиях АТП грунты пропитаны нефтепродуктами на значительную глубину, что создает угрозу как для поверхностных, так и для подземных вод [33]. Кроме вредных химических выбросов, автомобильный транспорт является источником физического загрязнения окружающей среды — ионизирующего и электромагнитного излучения, шумового, вибрационного и теплового загрязнения и т. д. Вредное воздействие на почвенный компонент оказывают такие отходы, как лом черных металлов, отработанные неметаллические детали автомобилей, загрязненные фильтры, отработанные накладки тормозных колодок, шины и др. Опасность представляют также маслянистые вещества, нефтепродукты и взвешенные вещества, образующиеся в процессе мойки автотранспорта и другого оборудования, промывки аккумуляторов и проч. Они поступают на очистные сооружения и сбрасываются в водоем в пределах допустимой концентрации [28]. Однако, различные химические элементы, особенно металлы, накапливающиеся в почве, усваиваются растениями, и по пищевой цепи переходят в организм животных и человека. Часть из них растворяется и выносится грунтовыми водами, затем попадает в реки, водоемы и через питьевую воду может попасть в организм человека.1.3.3.Влияние выбросов автомобильного транспорта на растительность, животных и здоровье человека
Основными загрязняющими веществами автотранстпорта являются вещества, связанные с эксплуатацией автомобилей и техники. В первую очередь, к таким соединениям относятся оксид углерода, углеводородные соединения, производные бензола, сажа и др. Оксид углерода – бесцветное вещество, без запаха, легче воздуха. Является продуктом неполного сгорания топлива. Важнейшим источником поступления его в атмосферу являются автотранспортные средства. Оксид углерода оказывает токсическое воздействие на организм при вдыхании, повышает количество сахара в крови, создает дефицит кислорода в тканях. Внешне подобное воздействие проявляется в уменьшении выносливости, снижении работоспособности, чувстве усталости и др. Подобный эффект зависит как от концентрации газа, так и от времени пребывания человека в загрязненной атмосфере [17]. Оксид углерода не накапливается в организме. Природные фоновые уровни окиси углерода находятся в пределах от 0,01 до 0,23 мг/м3. По рекомендациям ВОЗ, средняя концентрация оксида углерода за 15 мин. не должна превышать 100 мг/м3, за 30 мин. – 60 мг/м3, за 1 час – 30 мг/м3, за 8 часов – 10 мг/м3. ПДК выбросов автотранспорта по окиси углерода составляет 5 мг/м3. Определение концентрации оксида углерода в атмосферном воздухе проводится с целью получения информации в рамках проведения мониторинга состояния производственной среды. Углеводородные соединения обладают сильным раздражающим и токсичным действием на организм. Особенно опасными являются канцерогенные вещества, вызывающие злокачественные опухоли. Токсичными веществами являются пары бензина и его производных, попадающие в атмосферу из топливного бака и отдельных узлов двигателей, а также при осуществлении ремонта неисправного автомобильного и топливного оборудования [20]. Сажа является твердым углеродом, который при попадании в организм задерживается в легких, дыхательных путях и вызывает аллергические реакции. Кроме того, сажа, как любой аэрозоль, загрязняет воздух и ухудшает видимость. Содержание сажи в воздухе предприятия и прилежащих территорий проявляется в виде маслянистого дыма и пыли, выделяющегося при работе двигателя или осуществлении ремонтных работ. Негативное воздействие на экосистемы оказывают не только компоненты отработавших газов двигателей, но также сами углеводородные топлива, масла и смазки. На заправках нередко происходят случайные и намеренные сливы отработанного масла, в результате чего последние попадают в почву и водоемы. Подобные случаи приводят к гибели растительного покрова в районе автомагистралей. Даже через длительное время после осуществления слива, почва остается зараженной и неплодородной. Немаловажную роль в загрязнении окружающей среды играют чистящие средства, использующиеся при чистке салона автотранспорта [6].Вывод по главе 1
Экологическая среда города представляет собой комплекс различных факторов, связанных с состоянием природы и воздействием человека. социальной и экономической обстановкой. Эти факторы оказывают значительное и разнообразное воздействие на ее жителей. Городская среда состоит из пространства жилой среды в квартире, в офисе, на предприятии, искусственной среды промышленных предприятий, расположения и структуры улиц, характеристик транспорта, среды культурных ландшафтов, небольших участков естественной природы в городе, а также — социально-психологической и социально-экономической сред [16]. Техногенная среда обеспечивает общество необходимыми продуктами производства, создает благоприятные условия жизни, вызывает неограниченный рост потребностей и необходимость в дальнейшем повышении продуктивности самой техногенной среды, ускорении темпов ее развития. Это в свою очередь, ведет к росту численности населения и создает предпосылки перехода к очередному – постиндустриальному, постэкономическому этапу развития общества. В случаях, когда состояние среды обитания не удовлетворяет критериям безопасности и комфортности, неизбежно возникают негативные последствия. Автомагистрали и городские дороги являются одними из наиболее значительных источников загрязнения, выделяя в воздух, воду и почву токсические продукты содержащие компоненты нефтехимии, углеводородов, взвешенных частиц, углеродистых соединений, серосодержащих веществ, тяжелых металлов и т.д. Подобные выбросы не только отравляют окружающую среду, но и негативно сказываются на состоянии живых организмов и здоровье человека. ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ ПЫЛЕГАЗОВЫХ ПРИМЕСЕЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРРИТОРИЙ УЛИЦ Г. ОРЕНБУРГА НА ПРИМЕРЕ ТЕРРИТОРИИ, ПРИЛЕГАЮЩЕЙ К ДОРОЖНОЙ МАГИСТРАЛИ ПО УЛ. ТЕРЕШКОВОЙ2.1 Характеристика объекта исследования и применяемых методик
Анализ тенденций развития автомобильного транспорта и его воздействия на окружающую природу показывает, что экологическая политика в области автотранспортного сектора, должна основываться на четких нормативах, соответствующих действующим международным требованиям, и на эффективной системе контроля над их соблюдением. Мониторинг загрязнения воздуха автотранспортом имеет большое практическое значение, так как автомобили являются одним из основных источников загрязнения. Замеры концентрации вредных выбросов проводятся на всех автотранспортных предприятиях. Они позволяют проводить постоянный контроль содержания вредных веществ в двигателе. Также на данных предприятиях систематически проводятся независимые проверки на соблюдение всех установленных норм. Содержание вредных примесей проверяют также на станциях технического обслуживания автомобилей. При обнаружении любых нарушений автомобиль не допускается до эксплуатации до момента устранения нарушений. Распределение выбросов веществ автотранспортом имеет свои особенности: замерить их максимум можно только на самой магистрали, а при удалении от нее концентрация примесей резко снижается. С учетом этих факторов, наблюдения проводят по схеме: — определение максимума концентрации на автомагистралях при разных метеорологических условиях и трафике; — расчет границы снижения концентрации при удалении от магистрали; — экологический мониторинг в близлежащих жилых и зеленых зонах; — учет распределения транспортных потоков в городской зоне. Измерительные приборы на магистралях обычно размещают на тротуаре, а точки наблюдения выбирают, исходя из интенсивности движения. Косвенной оценкой загрязнения атмосферного воздуха являются атмосферные осадки. Снежный покров обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха. При образовании и выпадении снега в результате процессов сухого и влажного вымывания примесей, концентрация загрязняющих веществ в нем оказывается на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому объектом исследования для оценки экологического состояния территорий, на которые оказываются антропогенные нагрузки, могут служить атмосферные осадки в виде дождя и снега. В данной работе проводились замеры концентрации выбросов вредных веществ автотранспорта по улице Терешковой на расстоянии 5 м, 10 м и 15 м от дорожного полотна. В ходе исследования были использованы методики: — определения взвешенных веществ в атмосферных осадках — определения карбонатов и гидрокарбонатов; — определения хлоридов в атмосферных осадках; — определения сульфидов и гидросульфидов в атмосферных осадках; — определения кальция и магния в атмосферных осадках; — определения цинка в атмосферных осадках. После проведения замеров проводилась математическая обработка полученных данных.2.1.1 Методика определения взвешенных веществ в атмосферных осадках
Методика основана на выделении взвешенных частиц вредных веществ из пробы путем фильтрования через мембранный фильтр и определении веса осадка на фильтре, высушенного до постоянной массы при (105 ± 2) °С. Масса взвешенных частиц рассчитывается по разности масс фильтров: Х= (а-в)∙ 1000 У где X – содержание взвешенных частиц, г/л; а — вес фильтра с осадком, г; в — вес фильтра без осадка, г; У- объем воды, пропущенной через фильтр, мл. Далее определяется среднее квадратичное отклонение (S) для n (количество определений): Показатель Sn используют в дальнейшем для вычисления абсолютной и относительной погрешности анализа с заданной степенью надежности (a = 0,95) по формуле: Относительная погрешность рассчитывается по формуле: ,% 2.1.2 Методика определения карбонатов и гидрокарбонатов В емкость помещают 10 мл анализируемой пробы. Добавляют 5-6 капель раствора фенолфталеина. Затем титруют 0,05 н раствором соляной кислоты до образования слаборозовой окраски. Массовую концентрацию карбонат-иона рассчитывают по формуле: Ск = Vк * 300, где Vк — объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, мг/л. Для определения гидрокарбонат-иона в емкость помещают 10 мл анализируемой пробы. Добавляют 1-2 капли раствора индикатора — метилового оранжевого. Титруют 0,05 н раствором соляной кислоты при перемешивании до образования розовой окраски. Массовую концентрацию гидрокарбонат-иона рассчитывают по формуле: Ск = Vгк * 305, где Vгк — объем раствора соляной кислоты, израсходованный на титрование, мг/л.2.1.3 Методика определения хлоридов в атмосферных осадках
Методика основана на осаждении хлоридов нитратом серебра в присутствии хромата калия К2СrО4. При связывании ионов хлора с раствором AgNO3 и бихроматом калия образуется хромат серебра оранжево-красного цвета. NaCI + AgNO3 →AgCI↓ + NaNO3 2AgNO3 + K2CrO4 → Ag2CrO4 + 2KNO3 При проведении анализа устанавливают титр AgNO3, внося в коническую колбу 10 мл раствора NaCI и 90 мл дистиллированной воды на 200 мл пробы. Затем добавляют 5 капель К2СгО4. Содержимое титруют раствором AgNO3 до перехода лимонно-желтой окраски в оранжево-красную, которая сохраняется в течение 15-20 с. Количественное содержание хлорид-ионов рассчитывается по формуле Х=V∙35,5, где X — содержание хлорид-ионов в мг/л; 35,5 — эквивалентное количество хлора, соответствующее 1 мл 0,01 н раствора AgNO3, мг; V — объем AgNO3, который затрачен на титрование, мл.2.1.4 Методика определения сульфидов и гидросульфидов в атмосферных осадках
Методика основана на взаимодействии раствора йода на сероводород и соли сернистой и тиосернистой кислот: S2- + I2 → 2I- + S HS- + I2 →H+ + 2I- + S SO32- + I2 → SO42- + 2I- + 2H+ 2S2O32- + I2 → 2I + S4O62- При ориентировочном определении сульфидов и гидросульфидов в коническую колбу помещают 20 мл фильтрата, добавляют 0,2 г KI и перемешивают. После чего добавляют 2-3 капли 0,5%-ного раствора крахмала и титруют 0,01%-ным раствором йода до появления голубой окраски, не исчезающей при встряхивании. Для точного определения ионов в колбу помещают 20 мл фильтрата, 0,2 г иодида калия, добавляют 0,01%-ный раствор йода на 1 мл больше, чем было израсходовано на ориентировочное титрование, после чего вводят 2-3 капли 0,5%-ного раствора крахмала, тщательно взбалтывают и титруют 0,01%-ным раствором тиосульфата натрия. Общее содержание соединений серы X (в мг/л) вычисляют по формуле , где V1 – объем прибавленного раствора йода, мл; V2-объем раствора тиосульфата натрия, израсходованный на титрование избытка раствора йода, мл; V- объем исследуемой пробы, мл. H1-нормальность раствора йода, н; H2-нормальность раствора тиосульфата натрия, н; 17-эквивалентный вес сероводорода, г/моль; 1000-коэффициент перевода мл в л;2.1.5 Методика определения кальция и магния в атмосферных осадках
Для определения Са2+ и Mg2+ используется комплексонометрический метод, позволяющий выявить суммарное содержание данных ионов молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л Mg2+, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии хромогена черного. Содержание ионов Са2+ определяют, титруя фильтрат раствором трилона Б в присутствии мурексида. По разности результатов двух определений выисляют содержание ионов Mg2+. Затем пипеткой отбирают фильтрат и переносят его в колбу для титрования, добавляют 5 мл аммонийной буферной смеси, 25-30 мг хромогена черного, после чего титруют раствором трилона Б с молярной концентрацией эквивалента 0,05 моль/л до появления синего окрашивания. Титрование проводят 2-3 раза и используют среднее значение. Содержание ионов кальция и магния находят по формуле m(Ca2++Mg2+) = * , где С(1/zNа2[НзТг])- концентрация раствора трилона Б, 0,05 н; V(Na2[НзТг])- объем рабочего раствора трилона Б, затраченного на титрование, мл; Уф- объем фильтрата, 50 мл. Содержание кальция вычисляют по формуле, как и суммарное содержание Са2+ и Mg2+. Количество магния определяют по формуле: m(Mg2+) = m(Ca2++Mg2+) — m(Ca2+),2.1.6 Методика определения цинка в атмосферных осадках
Цинк вступает во взаимодействие с дитизоном, образуя соединение красного цвета, экстрагируемое четыреххлористым углеродом. Для приготовления эталонов в мерные колбы наливают 0; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 4,0 и 5,0 мл рабочего раствора хлорида цинка на 50 мл пробы, в каждую из колб добавляют 5 мл ацетатного буферного раствора, добавляют 1 мл 20%-ного раствора тиосульфата натрия и 4 мл раствора дитизона. После этого доводят объем до метки дистиллированной водой и исследуют фотометрическим методом. Раствор хлорида цинка, содержащий 5 мкг/мл вещества, готовят, взяв навеску хлорида цинка 10,46 мг и растворив ее в мерной колбе на 1 л дистиллированной водой. В коническую колбу помещают 100 мл исследуемого раствора, добавляют 5 мл ацетатного буферного раствора, перемешивают, добавляют 1 мл 20%-ного раствора тиосульфата натрия и 4 мл р-ра дитизона в четыреххлористом углероде. Энергично встряхивают от 2 до 5 минут. Окраска дитизона в присутствии цинка изменяется от зеленой до красной. После этого содержимое колбы переливают в мерную воронку и отделяют окрашенную часть раствора, помещая ее в кювету на 10 мл и определяя оптическую плотность на ФЭК, используя зеленый светофильтр, Х=540 нм. Расчет производят по методу стандарта: Dх = Сх*Е*l, Dст = Сст*Е*l, Dx/Dст = Cx/Cст, Сх = D_x/D_ст *Сст, Где Dх и Dст – оптические плотности исследуемого и стандартного растворов соответственно, Сх и Сст — концентрации исследуемого и стандартного растворов, мкг/100 мл.2.1.7 Математическая обработка результатов исследования
После получения количественных данных, их подвергали математической обработке для оценки достоверности. При этом вычисляли среднее арифметическое значение экспериментальных данных Хn, полученных при анализе параллельных проб. На первом этапе необходимо проанализировать имеющие данные, представить их в удобном для восприятия виде с помощью таблиц и диаграмм. Затем статистические данные целесообразно проанализировать на основе тех или иных вероятностно- статистических моделей. Статистические данные — это значения некоторого признака, свойственного изучаемым объектам. Значения могут быть количественными или представлять собой указание на категорию, к которой можно отнести объект. Во втором случае говорят о качественном признаке. Числовые статистические данные — это числа, вектора, функции. Их можно складывать, умножать на коэффициенты. Поэтому в числовой статистике большое значение имеют разнообразные суммы. Математический аппарат анализа сумм случайных элементов выборки — это (классические) законы больших чисел и центральные предельные теоремы.2.2 Исследование содержания загрязняющих веществ в снежном покрове улиц придорожных территорий
Расчет концентрации взвешенных частиц в осадках:2.3 Оценка экологического состояния придорожной территории
Таким образом, в ходе исследования нами были определены концентрации основных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе придорожных территорий улиц г. Оренбурга на примере территории, прилегающей к дорожной магистрали по ул. Терешковой. Было установлено, что: 1. содержание взвешенных веществ, содержащихся в атмосферных осадках – 0,0698 г/л при величине относительной погрешности 33,45%; 2. концентрация гидрокарбонатов, содержащихся в атмосферных осадках 702,5 мг/л при величине относительной погрешности 5,08 %; 3. концентрация гидросульфидов в атмосферных осадках 5,707 мг/л при величине относительной погрешности 12,7%; 4. концентрация хлорид-ионов в атмосферных осадках 52,30 мг/л при величине относительной погрешности 33,78 %; 5. содержание катионов кальция в атмосферных осадках составляет 86,84 мг/л при величине относительной погрешности 14,4%; катионов магния — 10,54 мг/л при величине относительной погрешности 195%; 6. концентрация ионов цинка в атмосферных осадках 0,2183 мг/л при величине относительной погрешности 0,085 %; 7. рН – 5,6 при величине относительной погрешности 8,87 %. Для оценки состояния воздушной среды Оренбурга были исплользованы показатели ПХЗ данных веществ, рассчитанные на основе фоновых концентраций и полученных данных (Табл. 1) Таким образом, анализ полученных результатов позволяет сделать выводы о том, что состояние городской среды г. Оренбурга в районе ул. Терешковой можно охарактеризовать как крайне неблагоприятное. Показатель химического загрязнения на данной территории приближен к уровню «чрезвычайной экологической ситуации». Наиболее значимыми загрязняющими веществами являются ионы цинка. Далее в порядке убывания следуют: ионы кальция и магния, гидросульфаты, хлориды, гидрокарбонаты и взвешенные частицы. pH среды находится на границе показателей «чрезвычайной экологической ситуации» и экологического бедствия. Подобные результаты свидетельствуют о необходимости разработки серьезных мер по улучшению экологического состояния городских территорий и снижения уровня вредных выбросов.2.4.Мероприятия, направленные на улучшение экологического состояния придорожных территорий в городской среде
Современное законодательство в сфере экологии и природопользования содержит ряд концептуальных основ, в направлении оздоровления природы и городов. Так, на мировом уровне активно внедряются современные технологии «умных», «зеленых» городов, в основу которых положены принципы экономии, использования экологических видов топлива, безотходных производств и т.д. в нашей стране также может быть успешно реализован целый спектр экологических мероприятий, направленных на улучшение состояния атмосферы городской среды. Так, региональная политика г. Оренбурга должна быть направлена на разработку модели природно-экологического каркаса города, включающего увеличение числа зеленых насаждений, восстановление и расширение памятников природы, естественных растительных комплексов, создание озелененной овражно-балочной сети, очистку водных объектов, кварталов и т.д.. Поддержание территориальной связи городских природных комплексов с лесными и природно-аграрными ландшафтами пригородной зоны должно осуществляться посредством сохранения и реконструкции естественных экологических коридоров. Среди эффективных мер улучшения состояния придорожных и городских территорий можно особо выделить: — проведение технической реконструкции, перепрофилирования, либо ликвидации вредных производств, реабилитацию территорий, включая зеленое строительство; — создание санитарно-защитных зон до границы жилой застройки за счет проведения природоохранных мероприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух; — организацию единых санитарно-защитных зон для утвержденных промышленных зон, благоустройство и озеленение этих территорий; — расширение существующих транспортных магистралей, включая те, что идут в обход жилых массивов; — перераспределение транспортной нагрузки в центральной части города, регулирование транспортного потока с целью уменьшения концентрации выхлопных автомобильных газов и акустического загрязнения; — постепенный перевод автомобильного транспорта на новые двигатели, работающие на альтернативных видах топлива; — замена дорожных покрытий на экологически чистые и прочные, износостойкие; -предупреждение возможности загрязнения подземных источников водоснабжения посредством усовершенствования ливневой канализации и включения в нее поверхностных ручьев и дренажных систем; — проведение комплекса природоохранных мероприятий, способствующих сохранению почв от эрозии и загрязнения; — разработка и внедрение инновационных технологий по утилизации промышленных отходов; — максимальное сохранение и восстановление зеленых насаждений всех видов пользования и т.д. Планирование, реализация и усовершенствование инновационных природоохранных мероприятий, включение их в законодательную базу, осуществление постоянного контроля и мониторинга состояния природной городской среды позволит существенно улучшить экологическое состояние г. Оренбурга и качество жизни населения.Выводы по главе 2
Объектом исследования является придорожная территория улицы Терешковой г. Оренбург. Снеговой покров накапливает в себе большое число веществ, поступающих в атмосферу. Что позволяет использовать его в качестве индикатора загрязнения окружающей среды. Токсические вещества, выбрасываемые промышленными предприятиями, автотранспортом и другими сферами хозяйствования человек, поступают в подземные водоемы, загрязняя их и приводя к негативным последствиям для жизни живых организмов и человека. Наиболее опасными антропогенными источниками загрязнения окружающей среды на сегодняшний день выступают автотранспорт, предприятия теплоэнергетики, нефтехимии, другие промышленные объекты. Для исследования снежного покрова на присутствие в нем вредных веществ нами были отобраны пробы на расстоянии 5, 10 и 15 метров, от источника загрязнения – автомобильной дороги. Анализ содержания вредных соединений (ионов кальция, магния, цинка, хлора, гидрокарбонатов, гидросульфатов), а также – уровня рН среды показал, что вблизи придорожной зоны наблюдается чрезвычайная экологическая ситуация, граничащая по некоторым критериям с экологическим бедствием. Ранжирование показателей показало что исследуемая территория относится к сильно загрязненной территории, что вызывает необходимость разработки мероприятий по улучшению состояния атмосферного воздуха придорожных территорий улиц г. Оренбурга. В качестве наиболее эффективных мер видятся следующие: – увеличение числа озелененных территорий, — снижение негативного воздействия шума и вредных выбросов автотранспорта за счет посадки деревьев и кустарников; – рационализация движения автотранспорта, переход на экономию топлива и использование альтернативных его источников; – улучшение качества дорожного покрытия; — использование различных элементов модели «зеленого города».ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Решение вопросов обеспечения экологического состояния является первостепенной задачей государства и муниципальных органов. В сфере улучшения экологии городов на сегодняшний день внедряется значительное количество методов и технологий. Наиболее перспективные проекты связаны с реализацией принципов устойчивого развития, т.е., создания такой техногенной и информационной, производственной и бытовой среды, которая учитывала бы требования природоохранного законодательства. Необходимость внедрения инноваций в экологической сфере г. Оренбурга обусловлено тем, что данный город и прилегающие к нему территории являются крупнейшим центром антропогенной нагрузки – как в сфере промышленности, так и в сфере природопользования. Экологические инновации на сегодняшний день являются самым эффективном способом решения проблем и конфликтов между задачами сохранения экологии городов и развитием экономики, где отмечается расцвет производств, образующих значительные объемы вредных отходов. Экологические инновации подразумевают использование новых продуктов и технологий, способов организации производства и социальных программ, обеспечивающих оптимальное взаимодействие между экономическим развитием и безопасностью для окружающей среды, движение общества к ноосферному развитию. Среди эффективных инноваций в экологии города можно выделить: технологические, технические, организационные, социальные, образовательные, правовые. Как пример интеграционного проекта, сочетающего в себе различного рода инновационные характеристики информационных систем, методов оценки и контроля выбросов, контроля использования ресурсов и разработки природосообразных технологий могут выступать элементы проектов в рамках движения «зеленый город». В рамках проведенной работы нами было выделено понятие экологии города, экологического состояния, методов изучения и поддержания экологического состояния города. Таким образом, в работе решены поставленные задачи и достигнута цель исследования. Приведенные результаты могут быть использованы при разработке программ устойчивого развития городов и внедрении инноваций в экологическую политику города.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01. 2002 года № 7-ФЗ // Российская газета – 2002. – № 6. – 12 янв. 2. Федеральный закон «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» от 21.07.97 года № 116 – ФЗ// Парламентская газета – 2006. – № 2. 3. Абрамов О.В. Анализ и прогнозирование техногенных рисков // Информатика и системы управления. – М., 2012. – №3(33). – С. 97-105. 4. Белов С. В. Безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды (техносферная безопасность): учебник / С. В. Белов. – М.: Юрайт, 2010. – 246 с. 5. Берман А.Ф., Васильев С.Н. Условия и источники техногенного риска // Проблемы человеческого риска. – 2007. – № 1. – С. 45—50. 6. Воронков Н.А. Экология общая, специальная, прикладная / Н.А.Воронков. – М.: Агар, 2000. – 424с. 7. Галанов Н. Воздух, вода и земля… : [антропогенная нагрузка на окружающую среду] / Н. Галанов // Огни Камы. — 2009. — 21 нояб. (№ 270-274). — С. 4. 8. Ерофеев, Б.В. Экологическое право России. Учебник для высших юридических заведений / Б.В.Ерофеев. – М.:ОООПрофобразование, 2008. – 508с. 9. Ефремов С.В. Управление техносферной безопасностью СПб.: Питер, 2013. – 47 с. 10. Женихов, Ю.Н. Обращение с опасными отходами: Учеб. пос. / Ю.Н. Женихов, В.Н. Иванов. – Тверь: ТГТУ, 2004. – 224с. 11. Зырянова У.П., Кузнецов В.В., Лазарев В.Н. Экономика природопользования и природоохранной деятельности. Учебное пособие. Ульяновск : УлЕТУ, 2016. — 183 с. С. 34, 35, 39. 12. Карабасов, Ю.С. Экология и управление: термины и определения / Ю.С. Карабасов, В.М. Чижикова, М.Б. Плущевский. – М.: МИСИС, 2001. – С. 194. 13. Куприяновский В.П.,. Уткин Н.А, Намиот Д.Е., Куприяновский П.В. Цифровая экономика = модели данных + большие данные + архитектура + приложения? // International Journal of Open Information Technologies. 2016. — Т. 4. — №5 С.1-13. 14. Лагунова А.И. Структура экологической безопасности России. — Красноярск, 2013. — 185 с. 15. Луканин В.Н., Трофименко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов / Под ред. В.Н. Луканина. –М.: Высш. шк., 2001.-273 с. 16. Маслов Н.В. Градостроительная экология: Учебн. пос. для строительных вузов/ Н.В. Маслов; Под ред. М.С. Шумилова. М.: Высш. шк., 2002. –284 с. 17. Методы и приборы контроля окружающей среды. Экологический мониторинг: Учебное пособие. – М.: РГОТУПС, 2003. – 222с. 18. Москаленко А. П. Экономика природопользования и охраны окружающей среды. – М.: ИКЦ «МарТ», Ростов-н/Д: Издательский центр «МарТ», – 2003. 19. Нагнибеда Б. А. Экология города: Учебное пособие/ Под ред. проф. В. В. Денисова. -М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д: Издательский центр «МарТ», 2008. -832 с. 20. Намиот Д. Е. Умные города 2016 //International Journal of Open Information Technologies. — 2016. — Т. 4. — №. 1. С. 1-3. 21. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. Изд.: ГРАНД-ФАИР, 2005. Обращение с опасными отходами. Учеб. пособие/Под ред. В.М. Гарина, Г.Н. Соколовой. М.: ТК Велби, Проспект, 2005. – 224 с. 22. Павлова Е.И. Экология транспорта. Учебник для студентов вузов транспортного профиля. – М.: Высшая школа, 2006. – 344 с. 23. Постник М.И. Защита населения и хозяйственных объектов в чрезвычайных ситуациях: Учебник / М.И. Постник. – Мн.: Выш. шк., 2011 24. Почекаева Е. И. Экология и безопасность жизнедеятельности / Е. И. Почекаева. – М.: Феникс, 2010. – 157 с. 25. Промышленно-транспортная экология: Учеб. для вузов / В.Н. Луканин, Ю.В. Трофименко; Под ред. В.Н. Луканина. – М.: Высш. Шк., 2003. 26. Романов В.И., Романова Р.Л. Выбросы вредных веществ и их опасности для живых организмов. – М.: Физматкнига, 2009. – 376 с. 27. Садовникова, Л.К. Экология и охрана окружающей среды при химическом загрязнении / Л.К. Садовникова, Д.С. Орлов, И.Н. Лозановская. – М.: Высш. шк., 2006. – 334 с. 28. Тарасова, Н.П. Экология: глобальные проблемы современности/Н. П. Тарасова //Зеленый мир. – 1992. – № 9, 10. – С. 8 – 9. 29. Тетиор А.Н. Городская экология: учебное пособие для вузов. –М: Издательский центр «Академия», 2006. –336 с. 30. Трофименко Ю.В., Евгеньев Г.И. Экология: Транспортное сооружение и окружающая среда: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Под ред. Ю.В. Трофименко. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 393 с. 31. Трубина Е.Г. Современная урбанистика: учебное пособие. –Екатеринбург, 2008. –320 с. 32. Федоров А.А. Мониторинг природной среды и методы экологических исследований. М.: Колос, 2005.Хомич В.А. Экология городской среды: Учеб. пособие длявузов. –Омск: Изд-во СибАДИ, 2002. –267 с. 33. Хотунцев, Ю.Л. Экология и экологическая безопасность: Учеб.пос/Ю.Л. Хотунцев. – М.:Академия, 2004. – 480 с. 34. Экология города. Под ред. Стольберга Ф.В. –Киев, Либра, 2000. –464 с. 35. Экологический менеджмент: Учеб. пос./А.С. Гринин, Н.А. Орехов, С. Шмидхейни. – М.: Из-во Юнити, 2001. – 206с. 36. Экологический мониторинг / Под. ред. Т.Я. Ашихмина. – М.: Академический Проект, 2005. – 410 с. 37. Экология и экономика природопользования: Учебник/ Под ред. Э.В. Гирусова, В.Н. Лопатина. – М.: Изд. ЮНИТИ, 2003. – 519с. 38. Экономика окружающей среды и природных ресурсов. Вводный курс: Учебное пособие / Под ред. А.А.Голуба, Г.В.Сафонова. – М.: ГУ ВШЭ, 2003, — 268 с. 39. Якунина И.В. , Попов Н.С. Методы и приборы контроля окружающей среды. – Томск: 2003. – 336 с.
О сайте
Ссылка на первоисточник:
https://kemsu.ru/university/structure/institutes/technological-institute-of-food-industry/
Поделитесь в соцсетях: