Экологические проблемы города Воронежа

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Контрольная работа

Экологические проблемы города Воронежа

Введение

Человечество, будучи источником глобальных преобразований, все больше испытывает на себе последствия своей деятельности. За любой вред, нанесенный природе, оно расплачивается своим здоровьем. По данным официальных источников, сегодня ситуацию в Воронежской области в целом можно охарактеризовать следующим образом: - депопуляция (за 60-летний период показатель рождаемости среди населения области снизился в 2,5 раза, показатель смертности увеличился с 8,5 в 1950 году до 18,7 на 1000 населения в 2005 году); низкая средняя продолжительность жизни; высокая смертность населения трудоспособного возраста; рост заболеваемости и инвалидизации населения. Острота проблемы депопуляции определяется не только низким уровнем рождаемости, но и, прежде всего, высокой смертностью населения. На протяжении последних десятилетий ведущими причинами смертности неизменно остаются болезни системы кровообращения (удельный вес в структуре смертности - до 53%); новообразования (до 10,5%); травмы и отравления (до 9,5%); болезни органов дыхания (до 4,0%). В структуре смертности населения трудоспособного возраста более 82% случаев приходится на мужчин. Продолжительность жизни мужчин в Воронежской области составляет - 59,4 года, женщин - 73,7 года. Среди различных факторов оказывающих непосредственное влияние на здоровье населения (питьевая вода, почва, пищевые продукты)

1. Атмосферный воздух г. Воронежа

Воронеж занимает первое место в области по степени концентрации промышленных предприятий и автотранспорта. Ежегодно в атмосферу области с выбросами стационарных и подвижных источников поступает от 400 до 500 тыс. тонн вредных веществ. В санитарно-защитных зонах предприятий проживает более 16 тысяч человек, из них 4,5 тысяч - в СЗЗ предприятий 1-2 класса опасности. Исследования показали, что хроническое воздействие мелкодисперсной фракции взвешенных веществ РМ10 на 0,11 мг/м3 приводит к увеличению количества смертей на 540 случаев в год (при фоновом количестве 8936, взятом без учета смертей по причине травм и отравлений). При исследовании зависимости здоровья детского населения г. Воронежа от качества атмосферного воздуха установлена достоверная положительная связь между показателем комплексной антропогенной нагрузки на атмосферу (Катм.) и долей маловесных детей при рождении (r = 0,64), младенческой смертностью (r = 0,46), заболеваемостью

астмой (r = 0,60), болезнями эндокринной (r = 0,63) и нервной (r = о, 45) систем, врожденными аномалиями и пороками развития (r = 0,24). Обращают внимание высокие положительные корреляции между концентрациями конкретных загрязняющих веществ атмосферного воздуха и уровнями некоторых заболеваний, например, между концентрациями меди и ее соединениями и болезнями кожи подкожной клетчатки (r = 0,86), болезнями нервной системы (r = 0,74), оксидом азота и астмой, астматическим статусом (r = 0,54), аллергическим ринитом (r = 0,84). Заболеваемость детей, проживающих на территории с высоким уровнем аэротехногенной нагрузки, превышает заболеваемость детей, проживающих на условно чистой территории: болезнями эндокринной системы - в 6 раз; хроническими заболеваниями миндалин и аденом, астмой - в 4 раза; аллергическим ринитом и атопическим дерматитом - в 2 раза. Исследования проведенные в г. Воронеже показали, что риск здоровью населения от загрязнения атмосферного воздуха бензолом, стиролом, формальдегидом, бенз(а) пиреном, этилбензолом, трихлорэтиленом, свинцом и никелем в 15,9 раз превышает безопасный уровень воздействия на иммунную систему и в 1,8 раза - на гормональную систему. Низкие социальные параметры жизни общества обусловили резкое изменение психологического состояния большинства взрослого населения области в сторону повышенной тревожности и затяжного эмоционального стресса. Решение вопросов сохранения здоровья населения должно занимать особое место среди приоритетных направлений государственной u1087 политики в области охраны и укрепления здоровья.

2. Экология Воронежского водохранилища

В районе крупных городов часто строят водохранилища с целью технического водоснабжения, так как вода используется на различных предприятиях как растворитель. С той же целью было создано в 1972 г. Воронежское водохранилище. Этот водоем узок (средняя ширина 2 км), мелководен (средняя глубина 2,9 м), площадь зеркала 70 км², объем воды в чаше 204 млн. м3, он вытянут в меридиональном направлении на 35 км. В настоящее время в водохранилище обитает около 40 видов зообентоса, а ихтиофауна представлена 27 - 35 видами и подвидами рыб.

Не секрет, что водохранилища подвергаются загрязнению. Самыми опасными являются нефть и нефтепродукты, СПАВ, соли тяжелых металлов и др. Загрязнение воды зачастую приводит к болезням, а иногда и к гибели организма, а по цепям питания - к болезням человека. Загрязненные воды являются местом размножения насекомых, переносящих различные заболевания и различных паразитов. Поэтому загрязнение воды очень опасно для организмов, населяющих ее, и человека. Влияние производственно-хозяйственной деятельности на водные ресурсы в последнее десятилетие привело к изменению условий формирования подземного и поверхностного стока, что становится основным фактором ухудшения качества питьевых вод, причиной химического и биологического загрязнения поверхностных водоемов.

Основными источниками загрязнения и засорения Воронежского водохранилища являются недостаточно очищенные сточные воды промышленных и коммунальных предприятий.

Только по выпускам с заводов АО «Воронежсинтезкаучук» и АО «Воронежшина» в водохранилище поступает 222 тыс. м3/сут. загрязненных сточных вод, в составе которых сбрасывается 1150 т органических веществ, 2,6 тыс. т взвешенных веществ, 33 т нефтепродуктов. Нефтепродукты, осевшие на дно тяжелые фракции и т.д. - все это затрудняет процессы фотосинтеза в воде из-за прекращения доступа солнечных лучей, а также вызывает гибель растений и животных. При этом изменяется запах, вкус, окраска, поверхностное натяжение, вязкость воды, уменьшается количество кислорода, появляютсявредные органические вещества.

На протяжении ряда лет не улучшается качество отводимых поверхностных стоков с промплощадок других крупных заводов города, не соответствуют категории нормативно чистых сбрасываемые воды предприятий теплоэнергетики (содержание нефтепродуктов достигает 1,6 ПДК, органических веществ - 2,7 ПДК). Недостаточно развита система ливневой канализации, из-за чего в водоемы попадает значительное количество загрязняющих веществ с территорий населенных пунктов. В ряде случаев отмечается превышение концентрации нефтепродуктов и взвешенных веществ в сотни раз.

Таким образом, основными источниками загрязнения водных объектов являются ЖКХ г. Воронеж, с очистных сооружений которого сбрасывается более половины всех загрязненных сточных вод области, и ОАО «Воронежсинтезкаучук», доля которого составляет 30%.

Проведенные за 1999 г. водоохранные мероприятия позволили снизить объем сброса загрязненных сточных вод в поверхностные водные объекты почти на 1,4 млн. м3 (до 224,8 млн. м3). Около 3% объема водоотведения приходится на нормативно очищенные сточные воды.

В то же время не решен ряд водоохранных проблем: не реализуются ранее утвержденные проекты строительства очистных сооружений в шести районных центрах; не решается вопрос об очистке сточных вод (до 50 тыс. м3/сут) в Воронеже перед сбросом их в р. Дон; высока опасность аварийного сброса навозосодержащих стоков от накопителей на 32 крупных животноводческих комплексах.

Загрязняющие вещества, попадая в природные водоемы, приводят к качественным изменениям воды, которые в основном проявляются в изменении физических свойств воды, в частности, появление неприятных запахов, привкусов и т.д.); в изменении химического состава воды, в частности, появление в ней вредных веществ, в наличии плавающих веществ на поверхности водыи откладывании их на дне водоемов.

Загрязнение сточными водами в результате промышленного производства, а также коммунально-бытовыми стоками ведет к эвтрофикации водоемов - обогащению их питательными веществами, приводящему к чрезмерному развитию водорослей, и к гибели других водных экосистем с непроточной водой (озер, прудов), а иногда к заболачиванию местности.

Довольно вредным загрязнителем промышленных вод является фенол. Он содержится в сточных водах многих нефтехимических предприятий. При этом резко снижаются биологические процессы водоемов, процесс их самоочищения, вода приобретает специфический запах карболки.

Сточные воды, содержащие растительные волокна, животные и растительные жиры, фекальную массу, остатки плодов и овощей, отходы сахарных и пивоваренных заводов, предприятий мясомолочной, консервной и кондитерской промышленности, являются причиной органического загрязнения водохранилища. В сточных водах обычно около 60% веществ органического происхождения.

Повышение температуры воды, в результате сброса горячих сточных вод, способно нарушить структуру растительного мира водоёмов. Характерные для холодной воды водоросли заменяются более теплолюбивыми и, наконец, при высоких температурах полностью ими вытесняются, при этом возникают благотворные условия для массового развития в водохранилищах сине-зеленых водорослей - так называемого «цветения воды».

Это одно из главных бедствий рукотворного Воронежского моря. Была проведена акция по зарыблению водохранилища породами рыб, способными поедать водоросли. В воды водохранилища выпущено 7 тыс. т рыбы - двухлеток толстолобика и белого амура. Эти рыбы питаются сине-зелеными водорослями, причем каждая особь способна очистить до 30 литров воды в сутки. Теперь главная проблема - не допустить вылова этой рыбы браконьерами.

Воронежским Государственным Университетом проводилось исследование экологического состояния гидросистемы «Воронежское водохранилище - грунтовые воды», которое связано с влиянием техногенного фактора.

Городские водозаборы, используемые для водоснабжения населения и коммунально-хозяйственной службы г. Воронежа, в основном сосредоточены в северных районах прибрежной части водохранилища. Известно, что 75% эксплуатационных запасов вод водозаборов формируется за счет фильтрации воды из водохранилища. В связи с этим, очевидно, что экологическое состояние вод водозаборов находится в тесной зависимости от качественного состояния воды водохранилища.

Исследовались два участка: северный и южный. Северный, включающий территорию водохранилища и водозаборов от с. Чертовицкое и до северного моста. Южный, включающий территорию водохранилища и левобережья от Чернавского моста до плотины. В пределах первого участка в подземных водах в сфере влияния водозаборов №8, 11, 4, 3 наблюдается изменения химического состава, проявляющиеся в перераспределении макрокомпонентного состава и формировании гидрогеохимического профиля по схеме HCO3 ® HCO3SO4 и HCO3 ® HCO3Cl или ClHCO3. В макрокомпонентном составе намечается тенденция в увеличении сульфатов и повышении минерализации воды.

Отмечается периодическое появление в воде скважин высокого содержания марганца и железа в концентрациях превышающие в 8-10 раз ПДК питьевого и рыбохозяйственного ГОСТов. Установлено, что загрязнение вод водозаборов тяжелыми металлами осуществляется водами донных отложений. Фактические данные указывают на высокие концентрации марганца не только в донных отложениях Воронежского водохранилища, но и во взвесях малых рек бассейна р. Воронеж - реки Усманка, Ивница и др.

Еще одним фактическим источником загрязнения воды водохранилища являются намывные грунты для строительства микрорайонов левобережья города вблизи Отрожки. Поднятые со дна водохранилища песчано-глинистые отложения, обогащенные тяжелыми металлами, в течение срока функционирования водоема подвергаются инфильтрации атмосферных осадков, паводковых вод, которые способствуют вымыванию загрязнителей и выносу их в водохранилище.

На южном участке отмечается техногенез, приведший к появлению в грунтовых водах Cr6+, Mn2+ за счет фильтрации стоков из дефектных труб водонесущих коммуникаций, за счет вымывания загрязнителей из почв городского типа в районе р. Песчанка.

Таким образом, выявляется неблагополучное экологическое состояние гидросистемы в целом.

Во втором районе в настоящее время создаются очаги загрязнения вод марганцем и нитратами.

Воронежским центром Госсанэпиднадзора неоднократно отмечались различные виды загрязнения воды Воронежского водохранилища и грунтовых вод на водозаборных участках, среди которых особо выделяются тяжелые металлы (железо, марганец, хром, медь и др.) Марганец - один из элементов, которые играют универсальную роль для биосферы. Однако повышенные его содержания оказывают токсичное действие.

Пространственно-временной анализ изменения концентрации загрязнителей - Feощ, Mn2+ в грунтовых и поверхностных водах, в почво-грунтах, в донных отложениях, свидетельствует о тенденции их накопления в депонирующих средах в сфере влияния водохранилища таким образом, что создаются условия для формирования техногенно-геохимической провинции железо-марганцевой специализации.

Приведенные данные позволяют рассматривать экологическое состояние гидросистемы «Воронежское водохранилище - грунтовые воды» как неудовлетворительное, что подтверждается прогрессирующим ухудшением здоровья населения и в особенности детей.

Результаты исследования указывают на непосредственную связь загрязнения грунтовых вод и водохранилища с влиянием техногенного фактора. Соответственно и основные меры водоохранных мероприятий должны быть обращены на вопросы снижения прессинга техногенеза. В качестве первоочередной меры водоохранных мероприятий рекомендуется очистка дна водохранилища от наносов и разлагающейся растительной массы, уменьшения сбросов условно-чистых вод в водохранилище.

3. Питьевая вода г. Воронежа

атмосферный загрязнение водохранилище экология

От качества потребляемой воды зависит здоровье человека. Общие требования к питьевой воде сводятся к следующему: хорошей считается вода прозрачная, бесцветная, без запаха и освежающая на вкус, не содержащая болезнетворных бактерий, паразитов и их личинок и яиц и никаких ядовитых веществ, а также чрезмерного количества соединений кальция, магния, железа, но содержащая соединения (в том числе фтор, йод), единственным источником которых она является. Сейчас у нас в стране действует стандарт качества питьевой воды ГОСТ 2874 - 82

В России каждая пятая проба водопроводной воды не соответствует санитарно-химическим нормам, каждая восьмая - микробиологическим, а 90% питьевой воды в стране не соответствует рекомендуемым санитарным нормам, химическим и микробиологическим стандартам. Эту воду используют 70% городов и населенных пунктов. Больше всего нам портит жизнь хлор, используемый для дезинфекции воды. Хотя вначале он спасает от инфекций, однако потом его производные начинают медленно убивать нас, так как обладают канцерогенным, мутагенным эффектом, влияют на наследственность. По данным американских исследований, у людей, постоянно употребляющих хлорированную воду, вероятность рака мочевого пузыря на 21% и рака прямой кишки на 38% выше, чем у тех, кто пьет очищенную, но нехлорированную воду.

Состояние организма человека тесно связано с минеральным составом воды и пищи. Так, например, мягкая вода, содержащая мало кальция, магния, ванадия, выполняющих защитные функции в отношении сердечно - сосудистой системы, менее благоприятна к употреблению, чем жесткая вода. Оптимальное содержание кальция в питьевой воде рекомендовано на уровне 50 - 75 мг/л, а минимальное - не ниже 25 мг/л.

Увеличение минерализации воды, поступающей с водозаборов Воронежского водохранилища, способствует увеличению заболеваемости глаукомой. Кроме того, постоянное потребление воды с концентрацией железа выше ПДК приводит к необратимым изменениям в органах, а вода, загрязненная марганцем, может вызвать расстройство психики, явления парализации отдельных органов. Что касается меди, то этот компонент воды при постоянном его употреблении вызывает головокружение, расстройство нервной системы, поражение почек и печени. Отрицательное действие на организм оказывают и другие элементы: хром, кадмий, натрий, азотистые соединения. Нитрат-ионы, накопившиеся в питьевой воде, способны переходить в нитрит-ионы, которые взаимодействуют с аминами, промежуточными продуктами превращения белков, образуют канцерогенные нитрозосоединения. Ухудшение качества воды в местах водозабора привело к гиперхлорированию воды на сооружениях водоподготовки. Эффект употребления населением данной воды выражается повышенным уровнем заболеваемости эндокринной системы, нарушением обмена веществ, болезней нервной системы и органов чувств. Поэтому-то среди заболеваний на первом месте в нашей области находятся болезни эндокринной системы, рак желудка, рак кожи, нарушение обмена веществ. Рост этой патологии увеличивается ежегодно. Так, темп роста по сравнению с 1989 годом составил: по болезням эндокринной системы - 168.0%, органов пищеварения - 122.0%, мочеполовой системы - 124.0%, крови и кроветворных органов - 180.О%. По свидетельству начальника Воронежского городского управления водопроводного и канализационного хозяйства В.Д. Артемова в сутки для воронежцев из артезианских скважин забирается 480 тыс. м3 питьевой воды. В прошлом году на каждого жителя города ежесуточно подавалось более 270 л воды. В 1996-1997 гг. в химико-экологической лаборатории НПОУ «ЭКО» учащимися школ города проводились исследования питьевой воды различных районов г. Воронежа. В каждом районе города имелись нестандартные пробы питьевой воды по различным показателям. Так, в Левобережном районе наблюдается повышенная общая жесткость воды (20 мг-экв/л при норме 7 мг-экв/л), пониженное значение рН (5,1 при норме 6,0 - 9,0). В Коминтерновском и Ленинском районах - пониженное значение рН - 5,0 при норме 6,0 - 9,0. В Центральном районе - пониженное значение рН - 5,0 (6,0 -9,0), повышенная концентрация солей аммония (0,5 мг/л при норме 0,1 мг/л), повышенная общая жесткость воды (16,8 мг-экв/л при норме 7 мг-экв/л), кроме того, запах, вкус и привкус воды постоянно не соответствовали норме.

Несоответствие воды по химический показателям требованиям ГОСТ в основном обусловлено ее природным качеством, то есть высоким содержанием солей жесткости, железа, марганца, повышенной мутностью и в отдельных случаях повышенным содержанием нитратов. Необходимое качество питьевой воды по химическим показателям не обеспечивается из-за отсутствия очистных сооружений на большинстве водозаборных узлов и несовершенством технологии очистки.

4. Загрязнение поверхностных горизонтов почв г. Воронежа тяжелыми металлами

Почвы г. Воронежа формировались как естественные образования на протяжении тысячелетий, а были преобразованы как урбоземы за столетия. Б.П. Ахтырцев относит почвенный покров этой территории к подзоне лесостепных черноземов и серых лесных почв. Вполне очевидно, что до заселения этих земель людьми и постройки крепости (400-500 лет назад и ранее) на высоком берегу р. Воронеж располагалась нагорная дубрава, которая до недавнего времени занимала территорию Акатова монастыря, прерываясь зоной наиболее плодородных земель на правом берегу (где находился острог с башнями), и снова выклинивалась в области Шилова леса. Естественно, под лесами сформировались слабокислые и кислые разности почв, которые еще встречаются в районе Ботсада ВГУ и на территории, примыкающей к санаторию им. Горького. Возвышенный берег реки Воронеж был благоприятен для заселения по многим параметрам: защита от набегов кочевых племен, наличие водной транспортной магистрали, плодородные земли для выращивания сельскохозяйственной продукции (особенно для разведения садов), источники питьевой воды. Поэтому на протяжении нескольких столетий здесь происходило строительство крепости, гражданских зданий, монастырей, церквей, старые кладки которых в погребенном состоянии частично сохранились до настоящего времени. Очевидно, что естественные почвы центральной части города претерпели значительные антропогенные изменения и практически не сохранились в первозданном виде. Сейчас это своеобразная почвенная разность из смеси мелкозема различной гумусированности со щебнем и другими остатками строительного мусора, бесструктурная, иногда с захороненным почвенным слоем. В ряде литературных источников такие почвы называют «урбаноземами» и «урбоземами». Лишь в парках, садах, больших дворах и скверах сохранились менее трансформированные почвы, однако и они подверглись сильному антропогенному прессингу, особенно в ходе Второй Мировой войны (известно, что г. Воронеж был сильно разрушен и вошел в число 15 наиболее пострадавших от войны городов). Остальные районы города (Ленинский, Советский) в недалеком прошлом представляли собой, в основном, частный сектор, где было много садов и огородов. Лишь Коминтерновский район раньше других был превращен в индустриальный. Здесь находится ряд крупных заводов, выбросы которых загрязняют городскую территорию (АОЗТ «Электросигнал», АООТ «Тяжэкс» им. Коминтерна, Станкостроительный завод и др.). Второй крупный промышленный район - Левобережный, где расположены такие гиганты, как АООТ «Воронежсинтезкаучук», АООТ «Воронежшина», АООТ «ВАСО» и др., также дающие большое количество выбросов.

Б.П. Ахтырцев делит городские земли на две категории: а) с функционирующим почвенным покровом, обладающие биологической продуктивностью и находящиеся преимущественно в незастроенной части города; б) техногенный покров, занятый домами разной этажности и техническими объектами, не обладающий биологической продуктивностью. Последнее положение, на наш взгляд, весьма спорно, т.к. озеленительные посадки на этих землях (во дворах, на улицах) обладают определенной первичной биологической продуктивностью, которая выражается в поглощении огромного количества углекислого газа и переводе его в массу органических веществ, поддерживающих определенную стабильность посадок, а также являются продуктом для множества гетеротрофов, поселяющихся на их листьях, побегах, стволах. Обогащения почвы органическими веществами, конечно, не происходит, так как первичная продукция в виде листьев, скошенной травы не остается на этих землях, а увозится. Таким образом, все круговороты элементов, проходящие через почвы (углерода, азота, серы, фосфора и др.) здесь нарушены.

Основными современными почвенными разностями в г. Воронеже являются черноземы выщелоченные, среднемощные, суглинистые и тяжелосуглинистые, занимающие, в основном, плакорные возвышенные территории правобережья. Второе место занимают серые лесостепные почвы (супесчаные, суглинистые и тяжелосуглинистые разности) на месте бывшего пояса нагорной дубравы и существующей ее окраины в районе «Березовая роща»; дерново-лесные песчаные почвы и лугово-черноземные, которые сохранились в пределах нынешней территории г. Воронежа на очень ограниченной территории и везде претерпели антропогенные изменения (залиты грунтовыми водами после заполнения водохранилища, либо погребены под насыпным почвогрунтом при создании набережных и пляжей).

В 2001 г. в г. Воронеже зарегистрировано 14497 действующих источников загрязняющих веществ (в том числе организованных - 12475), тогда как в 1997 г. их было лишь 11699 (в том числе организованных - 11106). Среди выбросов основными загрязняющими веществами считаются диоксид азота, диоксид углерода, сернистый ангидрид, пыль, а среди приоритетных - формальдегид, фенол, толуол, ксилол, бенз(а) пирен, марганец и его соединения, стирол, бутадиен, оксиды хрома, оксид меди. Из всей суммы выбросов более 80% падает на автотранспорт, который по диоксидам азота дает 80%, а по углеводородам - 96% от всех загрязнений. Таким образом, из тяжелых металлов в вышеуказанный перечень вошли только соединения марганца, меди, хрома. Однако, все предприятия топливного комплекса (ТЭЦ-1, ТЭЦ-2, котельные «Воронежтеплосеть») и множество других выбрасывают в окружающую среду большое количество тяжелых металлов, которые могут находиться в атмосфере в виде окислов, отдельных мелких частиц в составе пыли, органо-минеральных соединений.

Тяжелые металлы (ТМ) являются очень удобными индикаторными веществами при изучении загрязнения почв в силу того, что они довольно распространены, сравнительно легко определяются (из одной вытяжки атомноабсорбционным методом можно определить множество металлов), большинство из них неподвижны или слабо подвижны в верхнем 0-10 см слое почвы (особенно в гумусированных и тяжелосуглинистых почвогрунтах), токсичный эффект многих металлов довольно хорошо изучен.

Попадая в воздушную среду от предприятий и автотранспорта, тяжелые металлы могут поступать в почву двумя путями: 1) в результате сухого осаждения; 2) путем мокрого осаждения. Основная масса ТМ от низких источников (автотранспорта) попадает в почву первым путем, однако по литературным данным эти вещества в виде очень мелких аэрозолей и пыли могут подниматься турбулентными потоками воздуха (что характерно и для г. Воронежа в летнее время) в более высокие слои тропосферы и даже попадать в стратосферу, переноситься на большие расстояния. В среднем ТМ переносятся на 20-30 км, однако, они были обнаружены и в верхних слоях ледников Гренландии и Антарктиды.

Тяжелые металлы (в том числе, наиболее опасные - свинец и кадмий) содержатся в выхлопных газах автотранспорта. В последнее десятилетие в городах идет прогрессивное нарастание числа автомобилей, которые как движущиеся источники загрязнения охватывают пространства не только прилегающие к автодорогам (100-200 м), но и проникают в места проживания людей (дворы, автостоянки, детские площадки). Так, в г. Воронеже за счет автотранспорта выбросы выросли с 108 тыс. т. в год в 1993-1996 гг. до 135 тыс. т. в год в 1999-2000 гг. Из них 85% составляют выбросы легковых автомобилей.

Согласно официальным данным, валовый выброс предприятий г. Воронежа за год в настоящее время составляет 18,129 т/год. По административным районам выбросы распределяются следующим образом: Левобережный - 11,792 т/год; Коминтерновский - 1,86; Советский - 1,587; Железнодорожный - 1,187; Ленинский - 1,011; Центральный - 0,692. Для определения загрязнения почв тяжелыми металлами территория г. Воронежа была разделена нами на функциональные зоны, которые общеприняты при изучении городов: промышленная, промышленно-селитебная, селитебная, рекреационная, транспортная, транспортно-селитебная (одна и та же функциональная зона могла быть расположена в разных административных районах). Первичные данные по содержанию подвижных форм ТМ, полученные Госсанэпиднадзором г. Воронежа (более 1000 определений), а также собственные показатели, были расклассифицированы нами по вышеуказанным функциональным зонам

Образцы для анализа отбирались в пределах районов действия отдельных поликлиник, разбитых на квадраты 500х500 м независимо от дорог и других аномальных участков. Тяжелые металлы извлекались из почвы ацетатно-аммонийным буфером с рН=4,8 и определялись на атомно-адсорбционном спектрофотометре. ПДК взяты в агрохимслужбе «Воронежская», они же приводятся в соответствующих справочниках [3].

Были изучены также валовые (или слабоподвижные) формы ТМ в парках, на детских площадках и, особенно, в линейных зонах транспортных аномалий (в 20-50 м от дороги), а также в местах скопления автотранспорта и людей (рынки). Валовые (или слабоподвижные) формы определялись путем извлечения ТМ НNO3 с предварительным прокаливанием образцов в муфельной печи при t=450° с последующим определением на спектрофотометре С115М1.

В верхнем 10 см слое почв содержание изученных подвижных форм ТМ (Сг, Сu, Zn, Ni) не превышает ПДК. Однако, во всех случаях содержание подвижных форм свинца в 1,4-4,6 раза больше. Особенно высокие превышения по Рb наблюдаются в транспортной, транспортно-селитебной и промышленной зонах, а наименьшие - в рекреационной зоне. Вызывает некоторое недоумение высокое содержание Рb в селитебной зоне по сравнению с промышленной, однако это легко объясняется насыщенностью этой территории легковыми автомобилями, которые в настоящее время составляют 85% от всего автотранспорта.

Распределение ТМ по подзонам (таблица 2) показало, что наибольшее количество свинца, превышающее ПДК в 5,7 раза, содержится в почвах промзоны Коминтерновского района, затем - в склоновой части селитебной зоны, примыкающей к водохранилищу (превышение в 5,7 раза). В последнем случае происходит снос соединений Рb (очевидно, в виде мелких частиц) с поверхностным стоком вниз по склону. В промышленной зоне самым «чистым» является юго-западный район, где почти нет предприятий, выделяющих большое количество металлов, а территория менее насыщена автотранспортом. Здесь преобладает влияние заводов Керамического и Железобетонных конструкций. В селитебной зоне районом с наименьшим содержанием Рb является северный, в котором свинец в почве лишь немного превышает ПДК.

Сравнение содержания Рb в почвах правобережной и левобережной частей г. Воронежа показало его значительное превышение ПДК в правобережной части (для промышленноселитебной зоны - в 2,1 раза, а для транспортно-селитебной - в 1,6 раза), что объясняется наличием большего числа автотранспорта и среднесуглинистыми разностями почв, способными удержать большее количество катионов свинца по сравнению с песками Левобережья. В рекреационной зоне, наоборот, содержание Рb больше в Левобережье и мало отличается от общего фона этой зоны, что объясняется малой развитостью здесь рекреационных ландшафтов, тогда как в Правобережье существует несколько крупных парков и скверов («Орленок», Первомайский сквер, парк «Динамо» и др.), а также присутствует обширная рекреационная зона в районе санатория им. Горького. Въезд автотранспорта на вышеуказанные территории ограничен или запрещен.

Как видно из таблицы 2, во всех подзонах не наблюдается превышения ПДК по Cr, Сu, Ni, хотя его содержание варьирует в разных местах в 1,5-2 раза. Лишь по Zn наблюдается аномальное превышение в Коминтерновском районе (в 2 раза выше ПДК).

Нанесение точек определения ТМ на отдельные картосхемы для выявления локальных аномальных участков показало, что подвижные формы Рb содержатся в поверхностных горизонтах почв практически во всех районах города, однако, превышение ПДК в 2-3 раза наблюдается, в основном, в почвах вблизи главных магистралей города - пр. Революции, ул. Плехановской, Ленинского пр. и др. Содержание подвижного Сr в верхнем слое почв города редко превышает ПДК; в этом плане также «лидируют» правобережье и сильно загруженные автотранспортом магистрали. По подвижной Сu наблюдается сильный разброс по городу, в отдельных точках ее содержание превышает ПДК в 3-4 раза, но четких аномальных зон не выявлено. Лишь по ул. Ворошилова вблизи Механического завода можно выделить небольшую зону с превышением ПДК в 2-4 раза.

По содержанию подвижного Zn аномальные зоны выделяются довольно четко. Это район Механического завода по ул. Ворошилова (превышение ПДК в 2-4 раза), менее сильная аномальная зона выделена в районе завода «Тяжмаш» (ул. Электросигнальная), на пр. Патриотов; и небольшие превышения ПДК отмечаются вдоль дорог (1,1-1,5 ПДК). По Ni превышения наблюдаются лишь вдоль загруженных автотранспортом магистралей (пр. Революции, ул. Плехановская).

При более подробном изучении аномальных зон путем определения в поверхностном слое почв валовых (слабоподвижных) форм ТМ (извлечение ТМ НNО3 с предварительным прокаливанием образца в муфельной печи) основное внимание было уделено придорожным зонам, где в результате сильных потоков воздуха от движущегося автотранспорта тяжелые металлы в виде частиц и аэрозолей могут попадать в органы дыхания человека, особенно детей.

Согласно полученным данным, в верхних горизонтах почв г. Воронежа свинец содержится в количестве от 4,2 до 206,0 мг/кг (таблица 3). Почти в 95% случаев содержание данного металла находилось в пределах ориентировочно допустимой концентрации (ОДК) - до 130 мг/кг [8]. Практически во всех исследуемых точках на территории города содержание Рb превышало фоновый уровень в 1,3-26 раз и ПДК в 1,3-6,4 раза. На территории санатория «Углянец» на окраине Воронежского биосферного заповедника концентрация Рb в почве составляла 8 мг/кг. Вблизи трамвайных и железнодорожных путей содержание Рb колебалось от 42,5 до 84,0 мг/кг, что также выше фона и ПДК в 1,3-11,9 и 1,3-3 раза соответственно (таблица 4). Максимальное количество Рb содержат почвы газонов вдоль сильно загруженных автотранспортом улиц Кольцовской, Кирова, пересечения улиц Мира и Фр. Энгельса, 20-летия Октября (на подъеме), где оно составляет 130,0-206,0 мг/кг.

По нашим данным, фоновое содержание Cd в почвах Подворонежья составило 0,83 мг/кг в санатории Углянец; 1,16 мг/кг в санатории им. Горького; 1,24 мг/кг в Семилукском районе (луг у деревни Ляпино). B поверхностных горизонтах почв города Воронежа Cd содержится в количестве 0,26-2,7 мг/кг (таблица 3).

Отмечаются участки с превышением фоновых значений в 1,3-3,3 раза (ул. Электросигнальная, Кольцовская, Плехановская, Московский пр. и др.). Превышения ПДК по этому металлу в пределах нашего города не выявлено. Корреляционной связи между концентрацией Cd в почве и интенсивностью движения автотранспорта не обнаружено. Высокое содержание данного металла отмечено на улицах с интенсивной транспортной нагрузкой и наличием трамвайных и троллейбусных путей (ул. Кольцовская, Плехановская), вблизи трамвайных и железнодорожных путей (ул. Матросова, Челюскинцев, вокзал Воронеж-II) (таблица 4). Максимальная концентрация Cd (2,7 мг/кг), превышающая ОДК (2,0 мг/кг), отмечается на ул. Электросигнальной с интенсивностью движения всего 300 авт/час, которая, однако, находится в зоне влияния нескольких промышленных предприятий (заводы Радиодеталей, АОЗТ «Электросигнал», АООТ «Тяжэкс» им. Коминтерна, «Промтекстиль»). Пределы нахождения Zn в верхних горизонтах урбаноземов придорожных территорий г. Воронежа составляют 20-338 мг/кг (таблица 3), тогда как в почвах санатория «Углянец» его содержится 24 мг/кг. При этом примерно в 90% случаев содержание Zn в городе превышает фоновое и в 30% - ПДК (рис.) Отмечено довольно сильное (до 14 раз превышающее фон) загрязнение цинком территорий, прилегающих к трамвайным и железнодорожным путям (таблица 4). К наиболее загрязненным районам относятся улицы Матросова (298 мг/кг), Челюскинцев (338 мг/кг), район вокзала Воронеж-П (198-338 мг/кг). Высоко содержание металла и на улицах с интенсивной транспортной нагрузкой, имеющих троллейбусно-трамвайные линии - ул. Плехановской (190 мг/кг), ул. Кирова (176 мг/кг). Концентрации Zn в этих районах в 1,3-2,3 раза превышают ПДК.

В верхних горизонтах урбаноземов придорожных пространств г. Воронежа содержание Сu колеблется в широких пределах - от 6,0 до 284,0 мг/кг (таблица 3), превышая фоновое содержание во всех изученных точках (5,0 мг/кг по Углянцу). Причем, 50% случаев пробы почв по этому показателю не отвечают санитарным нормам (рис.). Наиболее сильное загрязнение почв медью прослеживается вблизи трамвайных и троллейбусных путей (таблица 4): высокий уровень загрязнения - на ул. Кирова (284,0 мг/кг), средний уровень загрязнения - на ул. Кольцовской (205,5 мг/кг), низкий уровень загрязнения - в пределах трамвайного кольца у вокзала Воронеж-I (137,0 мг/кг), на ул. 45-й Стрелковой дивизии (131,6 мг/кг), в пределах трамвайного кольца по ул. Острогожская (121,0 мг/кг), на ул. Краснознаменной (107,0 мг/кг), на ул. Плехановской (71,0 мг/кг). Таким образом, истирание контактных проводов трамваев и троллейбусов в процессе эксплуатации приводит к загрязнению прилегающих территорий медью в количествах, в 15-57 раз превышающих фоновые значения и в 2-7 раз - ПДК. В районе железнодорожного вокзала Воронеж-П в пробах почв содержится от 19,8 до 53,0 мг/кг Сu, что существенно ниже, чем на наиболее загрязненных улицах. О том, что источником поступления меди в транспортно-селитебные ландшафты также является и автотранспорт, говорит средняя корреляционная связь между содержанием в почве Сu, Рb и Zn (г=0,6).

В придорожных урбаноземах г. Воронежа содержание Ni колебалось от 8,0 до 50,0 мг/кг (таблица 3), при этом практически во всех точках отмечалось превышение фоновых значений (10 мг/кг) в 1,2-3,2 раза (рис.). При этом значений, превышающих предельно допустимую концентрацию (50 мг/кг), на территории города не обнаружено. Максимальные концентрации Ni отмечаются на Ленинском проспекте, ул. Плехановской, вблизи железнодорожных вокзалов Воронеж-I и Воронеж-II, а также в Первомайском сквере, с трех сторон окруженном улицами с интенсивным движением. Никель имеет очень сходное распространение с другим металлом, также имеющим относительно небольшую атомную массу - железом.

Коэффициент корреляции содержания этих элементов в почве равен 0,88. Именно с относительно невысокой атомной массой по сравнению с другими металлами мы связываем повышенное накопление Ni и Fe на некотором удалении от транспортных магистралей, так как эти металлы способны переноситься с токами воздуха на более значительные расстояния, чем, например, Рb и Cd.

Фоновое содержание Fe в почвах санатория Углянец составило 3625 мг/кг. В городских урбаноземах его содержание колеблется от 3440 до 11000 мг/кг (таблица 3). Таким образом, фоновые значения превышены в 1,3-3 раза в 92% случаев (рис.). Пробы почв с повышенным содержанием Fe (более 6000 мг/кг) были отмечены на ул. Плехановской, Ленинском пр., ул. Дружинников, ул. Ф. Энгельса (у Первомайского сквера) и в самом Первомайском сквере.

Проведенные исследования аномальных зон показали, что верхний слой урбаноземов, примыкающих к городским автомагистралям, сильно загрязнен такими тяжелыми металлами, как Pb, Cd, Zn, Сu, Ni, Fe. Доля нестандартных проб, превышающих ПДК, наиболее велика для Pb и Сu (82 и 50% соответственно). Наиболее высокие уровни загрязнения в пределах селитебно-транспортных ландшафтов отмечены для свинца (превышение фона до 26 раз и ПДК - 6,5 раз) и цинка (14 и 2,3 раза соответственно). Истирание контактных проводов трамваев и троллейбусов в процессе эксплуатации приводит к загрязнению прилегающих территорий медью в количествах, в 15-57 раз превышающих фоновые значения и в 2-7 раз - ПДК.

Таким образом, на основе изучения содержания тяжелых металлов (Pb, Cd, Сг, Сu, Zn, Ni, Fe) в поверхностных горизонтах почв г. Воронежа выявлено, что во всех ландшафтных зонах и подзонах наиболее сильно почвы загрязнены свинцом (превышение ПДК в 1,4-4,6 раза), особенно в транспортной и промышленной зонах. По остальным элементам в среднем превышений ПДК не отмечено, однако содержание ТМ намного превышает фоновые значения.

Распределение свинца по зонам и подзонам крайне неравномерно. Наибольшее его количество, превышающее ПДК в 5-6 раз, содержится в почвах промзоны Коминтерновско района, затем - в склоновой части, примыкающей к Воронежскому водохранилищу. Сравнение содержания свинца в почвах правобережной и левобережной частей г. Воронежа показало значительное превышение в первой, что объясняется большей загруженностью автотранспортом и наличием суглинистых разностей почв с хорошо выраженным почвенно-поглощающим комплексом. В отдельных местах вблизи промышленных предприятий (Механический завод, Тяжмаш, «Тяжэкс» им. Коминтерна) наблюдаются аномальные зоны по содержанию цинка, в 2-4 раз превышающего ПДК.

Особенно сильно загрязнены металлами придорожные пространства, где наблюдается превышение по свинцу: ПДК - в 6-7 раз, в 26 раз фонового уровня - что отмечается и для подвижных, и для валовых форм. По цинку это превышение составляет: 2-3 раза - ПДК, 14 раз - фон. Отмечено загрязнение придорожных пространств медью в результате истирания контактных проводов трамваев и троллейбусов, а также выбросов автотранспорта.

Заключение

Проблема экологии очень важна в наше время, особенно в РФ.

До сих пор происходит загрязнение атмосферы, пресной воды, почвы, остается нерешенной проблема захоронения радиоактивных отходов. Но, чтобы решить все эти проблемы и еще ряд других экологических проблем нужны новые идеи и технологии, например, переход к безотходным и малоотходным производствам, к сожалению на них не хватает средств. Проблема экологии меня также волнует потому, что мне хочется жить в чистом мире, давайте сохранять природу и заботиться о ней, так как природа - это наш дом, в котором мы живем, сохраним ее для будущих поколений.

Список литературы

1. Чубирко М.И., Пичужкина Н.М., Масайлова Л.А., Харченко И.А., Шунулина В.В. Здоровье и среда обитания населения воронежской области: Атлас - Воронеж, 2006

2. Государственный доклад «Вода питьевая» / Российская федерация. - 1994.

3. Доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в г. Воронеже за 1995 г. / Под ред. Н.П. Мамчика. Центр Госсанэпиднадзора в г. Воронеже. - Воронеж: Б.и., 1996.

4. Экологическая обстановка в городе Воронеже. - Воронеж: Б. и., 1994.

5. Плотников В.В. На перекрестках экологии. - М., 1985. -208 с.

6. Банников А.Г., Рустамов А.К, Вакулин А.А. Охрана природы. - М., 1987. -287 с.

7. Дурнев Ю.Ф. Геоэкологические особенности промплощадок нефтебаз г. Воронежа // Вестн. Воронеж. унта. Сер. геол. -1997. - №4. - С. 154-158. 4. Беспамятнов Г.П., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде. - Л., 1987. -528 с.

Размещено на Allbest.ru