Учись Учиться

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ СУЛЬФАТАМИ И НИТРАТАМИ СНЕГОВОГО ПОКРОВА Г. КИРОВА

Студент 4 курса - К.С. Красилова

Научный руководитель -  О.В. Тулякова, канд. биол. наук, доцент кафедры экологии ВятГГУ

Вятский государственный гуманитарный университет, г. Киров, Россия

Снег, как своеобразный индикатор чистоты воздуха, может дать обширную информацию о загрязненности окружающей среды химическими веществами, в том числе и диоксидом серы. Снеговой покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. Снег обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения вод и почв (Василенко Г.И., 1989).

Анализ содержания сульфатов  и нитратов в снеговом покрове, а следовательно и атмосферном воздухе, является актуальным, так как сульфаты и нитраты вызывают аллергические заболевания населения, негативно влияют на развитие растений и состояние почвы.

Содержание сульфатов и нитратов в снеговом покрове г. Кирова оценивалось в 2008 г. Мороговой О. Г. Это исследование показало, что по сравнению с 1992-94 гг. ситуация с распределением сульфатов изменилась. Следовательно, необходимо продолжать изучение содержания сульфатов в данных районах города и обследовать новые для определения зоны с высокой степенью загрязнения.

Новизна нашего исследования заключается в том, что нами были взяты другие районы для пробоотбора по сравнению с 2008 г., это районы 15-ти школ г. Кирова, что в дальнейшем позволит оценить заболеваемость детей данных микрорайонов.

Практическая значимость состоит в том, что будут определены зоны с высокой степенью загрязнения сульфатами, а так как они являются причинами аллергических реакций, то следовательно будут выявлены зоны повышенной опасности для здоровья человека.

Цель исследования - провести анализ снегового покрова в г. Кирове и на основе анализа полученных данных дать оценку загрязненности соединениями серы и азота атмосферы города.

Для проведения химического анализа снегового покрова территория города была разбита на 10 квадратов, в каждом из которых взята проба снега массой не менее 3 кг. Пробоотбор проводился по стандартной методике (Василенко Г.И., 1989; Прокачева А.Н, 1989). Обработка пробы включает операции растапливания снега и фильтрования. Далее фильтрат поступает для анализа на сульфаты и на нитраты.

Для анализа содержания сульфатов в талой воде нами был выбран колориметрический метод, так как этот метод наиболее простой, не требующий сложной аппаратуры, обладающий достаточно высокой чувствительностью (Васильев В.П., 2002). Метод основан на определении сульфат-анионов SO₄^2- в виде сульфата бария в кислой среде. Концентрацию сульфат-ионов находят по калибровочному графику.

Количественное определение нитрат-ионов чаще всего проводят с салицилатом натрия. Метод основан на реакции взаимодействия нитратов с салицилатом натрия в кислой среде с образованием соли нитросалициловой кислоты желтого цвета. Концентрацию нитрат-ионов находят по калибровочному графику. Для выражения результатов в форме азота нитратов (мг N/л) полученную величину (мг NO₃^-/л) умножают на коэффициент 0,23.

Таблица 1

Результаты анализа содержания нитратов и сульфатов снегового покрова г. Кирова

Примечание: Н – нитраты, С - сульфаты

По результатам проведенных исследований были установлены следующие закономерности (табл. 1):

1) По данным исследований 2009 года можно отметить, что распределение сульфатов остаётся также  как и в 2008 г. неравномерным, но колеблется уже в более широких пределах: от 2,0 до 14,3 мг/л талой воды (в 2008 г.- от 0,5 до 10,1 мг/л);

2) Наибольшая концентрация (по данным 2009 г.) наблюдается в районе следующих школ: №16 (14,3 мг\л); №22 (8,9 мг/л); №59 (6,0 мг/л); №30 (5,9 мг/л), т.е. загрязнение наблюдается в центральной части города (улицы Воровского, Горького, Московская), а также район автовокзала (ул. Некрасова). В 2008 г. наибольшая концентрация наблюдалась также в центральной части города, при  этом выделялись два основных пятна повышенного содержания сульфатов: северное (от завода «Авитек» в сторону п. Ганино и нового моста через р. Вятку) и южное (Милицейская – Воровского – Азина – Карла Маркса). Химический анализ снега в 1991-92 гг. свидетельствовал, что наибольшая концентрация сульфатов наблюдалась в центральной части города, в п. Коминтерновском и п. Домостроительном. Особо следует обратить внимание на центр города, где обозначены два пятна: северное, ограниченное ул. Северное Кольцо–Ленина–Энгельса–Октябрьским проспектом, и южное: Октябрьский проспект–Воровского–Рудницкого–берег р. Вятки.  Наибольшее содержание сульфатов в центральных районах города обусловлено повышенной концентрацией автомобильного и других видов транспорта. Это было подтверждено результатами корреляционного анализа, проведенного в 2008 г. (Морогова О.Г., Васильева А.Н., 2008).

3) В 2009 г. было выявлено, что меньше всего сульфатов содержится в периферийных частях города (улица Воровского (ближе к пр-ту Строителей), пр-т Строителей, ул. Упита, ул. Ленина (р-н Зонального института), Нововятский р-н). Та же тенденция просматривалась и по результатам 2008 г. - меньше всего сульфатов содержалось в периферийных частях города (за исключением северо-западной части), и по результатам 1991-92 гг. - меньше всего сульфатов в талой воде наблюдается в районе старого моста через р. Вятку и на перекрестке улиц Карла Маркса и Азина.

4)  Поскольку концентрация сульфат-ионов в снеговом покрове отражает содержание соединений серы в атмосфере, то приведенные результаты свидетельствуют о повышенном содержании сульфат-ионов в воздухе именно этих районов города.

5) По данным исследований 2009 года можно отметить, что распределение нитратов остаётся также  как и в 2008 г. неравномерным и колеблется в пределах: от 1,7 до 10,2 мг/л талой воды;

6) Наибольшая концентрация (по данным 2009 г.) наблюдается в районе следующих школ: №59 (10,2 мг\л); №30 (5,9 мг/л); №16 (4,3 мг/л); №20 (3,9 мг/л), т.е. загрязнение наблюдается в центральной части города (улицы Воровского, Горького), а также район автовокзала (ул. Некрасова). В 2008 г. наибольшие концентрации этих загрязняющих веществ наблюдаются на пересечении улиц Дзержинского и Луганской (в 5,8 раз по отношению к контролю), в районе площади Лепсе (в 5,3 раза) и в районе нового моста (в 4 раза). Наибольшее содержание нитратов в центральных районах города обусловлено повышенной концентрацией автомобильного и других видов транспорта. Это было подтверждено результатами корреляционного анализа, проведенного в 2008 г. (Морогова О.Г., Васильева А.Н., 2008 г.).

7) В 2009 г. было выявлено, что меньше всего нитратов содержится в периферийных частях города (улица Воровского (ближе к пр-ту Строителей), пр-т Строителей). Та же тенденция просматривалась и по результатам 2008 г. - меньше всего сульфатов содержалось в периферийных частях города (за исключением северо-западной части).

Выводы

1. По результатам проведенных исследований было установлено, что распределение сульфатов и нитратов в исследуемых пробах снежного покрова г. Кирова неравномерно и колеблется соответственно в пределах от 2,0 до 14,3 мг/л и от 1,7 до 10,2 мг/л талой воды.

2. Наибольшая концентрация загрязняющих веществ наблюдается в центральной части города и в районе автовокзала (сульфатов от 5,9 до 14,3 мг/л , нитратов от 3,9 до 10,2 мг/л талой воды).

3. Наименьшая концентрация сульфатов и нитратов  была отмечена в периферийных районах (соответственно от 2,0 до 5,8 мг/л и от 1,7 до 3,8 мг/л);

4. После сравнения данных 2009 года с результатами прошлых лет, выяснилось, что районы наибольшей и наименьшей концентрации сульфатов в снеговом покрове совпадают.

Литература

1. Василенко Г.И. Мониторинг загрязнения снежного покрова.- М.: Наука, 1989.- 235 с.

2. Васильев В.П. Аналитическая химия. - М.: Дрофа, 2002.- 347с.

3. Морогова О.Г., Васильева А.Н. Загрязнение атмосферы г.Кирова оксидами серы и азота// Проблемы региональной экологии в условиях устойчивого развития: Сб. материалов VI Всероссийской научно-практической конференции в 2х частях. Часть 2. (г. Киров, 25-27 ноября 2008 г.) – Киров: Изд-во «О-Краткое», 2008– С. 149 – 151.

4. Прокачева А.Н., Усачев В.Ф. Снежный покров в сфере влияния города.- Л.: Гидрометеоиздат, 1989. –175с.