научная статья по теме ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УРБАНИЗИРОВАННЫХ РАЙОНОВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ СНЕГОВОГО ПОКРОВА Геология

Текст научной статьи на тему «ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УРБАНИЗИРОВАННЫХ РАЙОНОВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ СНЕГОВОГО ПОКРОВА»

ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2014, № 5, с. 408-417

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ

УДК 551.510.42:504.4(571.16)

ОЦЕНКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УРБАНИЗИРОВАННЫХ РАЙОНОВ ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ПО ДАННЫМ ИЗУЧЕНИЯ СНЕГОВОГО ПОКРОВА

© 2014 г. А. В. Таловская, Е. Г. Язиков, Е. А. Филимоненко

Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, г. Томск, 634050 Россия. E-mail: talovskaj@yandex.ru

Поступила в редакцию 27.05.2013 г.

Представлены результаты исследования уровня пылевого загрязнения атмосферного воздуха Томской обл. по данным снеговой съемки. Приведены данные о среднем содержании 29 химических элементов в нерастворимой фазе снегового покрова в различных районах области и г. Томске. Каждый изученный район Томской обл. характеризуется своим химическим спектром элементов в твердом осадке снега, обусловленный как влиянием выбросов от локальных источников, так и региональным атмосферным переносом веществ от промышленных предприятий Томского района и соседних областей.

Ключевые слова: снег, твердые частицы аэрозолей, тяжелые металлы, редкоземельные, радиоактивные элементы, ядерно-топливный комплекс, Томская обл.

Среди различных факторов внешней среды, влияющих на здоровье населения, особую роль играет химическое загрязнение атмосферного воздуха. Для территории Томской обл. со специфичным характером промышленности оценка загрязнения атмосферного воздуха особо актуальная проблема. В Томской обл. объемы выбросов твердых загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников за период с 2005 по 2011 гг. увеличились более чем в 2.5 раза. Основные районы, вносящие наибольший вклад в загрязнение окружающей среды области, - территории с размещением нефтегазодобывающих комплексов и Томск-Северской промышленной агломерации, где проживает 70% населения области [18].

Существующей программой мониторинга по сети территориальной службы Росгидромета практически не предусмотрен непосредственный отбор твердых частиц (пылевой аэрозоль или пыль) для определения в них содержания токсичных примесей.

На сегодняшний день один из самых доступных и надежных способов получения информации о поступлении загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность - исследование снегового покрова. Техногенные аномалии в

снеге проявляются более контрастно и характеризуют пространственную картину воздействия источников выбросов более четко, чем аномалии в других природных средах. Необходимость исследования снегового покрова еще связана с тем, что атмосферные осадки являются составляющей баланса поверхностных вод, оказывают влияние на состояние почв, растительности и грунтовых вод [3-5, 8, 13, 14, 19].

Химический состав снега формируется в результате нескольких процессов: 1) во время образования снежинок вокруг ядер конденсации (пылинок, капель и др.) в облаке, а также сорбции примесей при прохождении снежинок сквозь атмосферу; 2) в результате поступления загрязняющих веществ из воздуха (аэрозоли, пыль, золы, дымы, выхлопные газы и др.); 3) поступление веществ из недр, через горные породы, почвы, водоемы и льды.

Первые два источника поступления компонентов в снег определяют формирование региональных геохимических характеристик снегового покрова [7].

Отдельные, наиболее существенные результаты, которые были получены за последнее время в результате изучения снегового покрова как инди-

катора антропогенного загрязнения атмосферного воздуха Томской обл., освещены в работах [2, 10, 12, 16, 17, 19, 20], которые были посвящены преимущественно экологической оценке территории Томск-Северской промышленной агломерации. В остальных районах области исследования пылевого загрязнения атмосферного воздуха с помощью снеговой съемки были проведены более пятнадцати лет назад и носили лишь оценочный и сугубо предварительный характер [11].

Возникает необходимость получения современных данных об уровне пылевого загрязнения и характере распределения широкого спектра геохимически активных элементов-загрязнителей атмосферного воздуха в населенных пунктах с целью экологического районирования территории Томской обл.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ

В административном отношении Томская область делится на 16 муниципальных районов, административный центр - г. Томск. В области преобладают ветры южного и юго-западного направления. Объектами исследования были 11 административных районов области (Томский, Асиновский, Зырянский, Кожевниковский, Ше-гарский, Бакчарский, Колпашевский, Кривоше-инский, Парабельский, Каргасокский, Молчанов-ский) и территория г. Томска.

Юго-восточная часть Томской обл. (Томский район) - наиболее урбанизированная территория, где располагаются гг. Томск и Северск, образующие Томск-Северскую промышленную агломерацию. В г. Северске расположено одно из крупнейших в стране предприятий ядерно-топливного цикла - ОАО "Сибирский химический комбинат", с его мощным топливно-энергетическим комплексом. В Томске расположены крупный нефтехимический комбинат (ООО "Томскнефтехим"), предприятия теплоэнергетики, стройиндустрии, машиностроения, фармацевтической, пищевой промышленности и деревообработки. На территории Томского района, кроме того, сосредоточены предприятия агропромышленного и лесозаготовительного комплекса, а также крупное месторождение подземных питьевых вод.

Техногенному влиянию Томск-Северской промышленной агломерации подвержены населенные пункты Асиновского и Зырянского районов. Данные районы расположены в северо-восточном направлении, в зоне преимущественного ветрового переноса веществ от агломерации. В север-северо-западном секторе относительно агломе-

рации находятся Кривошеинский и Шегарский районы, в юго-западном секторе - Кожевников-ский район.

В северной части региона (Александровский, Каргасокский, Парабельский районы) расположены нефтегазодобывающие комплексы. В недрах Бакчарского, Колпашевского и Чаинского районов залегает месторождение железных руд, являющееся составной частью огромного по площади Западно-Сибирского железорудного бассейна [6].

В целом в большинстве районов слабо развито производство, на их территории расположены в основном локальные котельные, небольшие лесозаготовительные и деревоперерабатывающие предприятия, а основной вид деятельности населения - сельское хозяйство.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Снеговая геохимическая съемка проводилась в 2007 г. на территории г. Томска по регулярной сети с шагом 500-600 м. Всего было отобрано 69 проб. Начиная с 2009 г., осуществляется мониторинг загрязнения снегового покрова в зоне воздействия некоторых крупных промышленных предприятий города (государственная районная теплоэлектростанция, нефтехимический комбинат, железобетонные и кирпичные заводы). Маршрутный отбор 5 проб снега проводился по направлению преобладающих ветров (юго-западные) в конце зимних сезонов. Общее количество проб за 4 года составило 80.

В 2011 и 2012 гг. проводился отбор 369 проб снега в 10 административных районах области (63 населенных пункта) (рис. 1). В 2011 г. еще осуществляли отбор 26 проб снега в населенных пунктах Томского района, характеризующихся повышенной техногенной нагрузкой по данным ранее проведенных исследований [12, 19]. В каждом населенном пункте отбирали от 5 до 12 проб.

Для отбора и подготовки проб снега использовалась стандартная методика [5, 13, 14] с учетом многолетнего практического опыта эколого-гео-химических исследований на территории Западной Сибири [4, 12, 19]. Пробы отбирали из шурфа на всю мощность снегового покрова, за исключением 5-сантиметрового слоя над почвой.

При отборе снега на всю его мощность результаты особенно представительны, поскольку исключают вариации (флуктуации направления ветра, непостоянство выбросов) и дают средневзвешенную величину загрязнения, усредненную естественным путем за продолжительный период

•Населенные пункты, в которых производился отбор снеговых проб

б

0 12 3 4км ......I_I_I

Рис. 1. Схема отбора проб снега на территории административных районов Томской области (а): 1) Александровский; 2) Асиновский; 3) Бакчарский; 4) Верхнекетский; 5) Зырянский; 6) Каргасокский; 7) Кожевниковский; 8) Колпашев-ский; 9) Кривошеинский; 10) Молчановский; 11) Парабельский; 12) Первомайский; 13) Тегульдетский; 14) Томский; 15) Чаинский 16) Шегарский; территории г. Томска (б): 1-19 некоторые крупные промышленные предприятия; 1-4 - пункты мониторинга в зоне воздействия заводов по производству железобетонных изделий (1); нефтехимического комбината (2); кирпичных заводов (3); государственной районной теплоэлектростанции (4).

времени - с момента снегостава до момента отбора. При отборе проб замеряли площадь и глубину шурфа, а также фиксировали время (в сутках) от начала снегостава до даты отбора. Вес каждой снеговой пробы достигал 17-20 кг. Таяние проб снега осуществляли при комнатной температуре. Талую воду фильтровали через бумажный фильтр "синяя лента". Полученный после фильтрования твердый осадок из снеговой пробы высушивали и просеивали с выделением фракции менее 1 мм, затем отправляли на анализ. Исследовался твердый осадок снега - частицы пылевых аэрозолей, осажденные на поверхность снегового покрова.

Содержание 28 элементов в пробах твердого осадка снега определялось инструментальным нейтронно-активационным анализом (ИНАА) в аккредитованной ядерно-геохимической лаборатории кафедры геоэкологии и геохимии (ГЭГХ) ТПУ. Пробы проанализированы методом беспламенной атомной абсорбции на содержание ртути в учебно-научной лаборатории микроэлементного анализа Международного инновационного научно-образовательного центра "Урановая геология" при кафедре ГЭГХ ТПУ.

Обработка аналитических данных проводилась с использованием прикладных программ "Statistica 6.0" и "Microsoft Excel 2007". Для сопоставления районов Томской обл. использовались средние величины содержания элементов

в твердом осадке снега. При расчете средних содержаний элементов аномально высокие содержания заменены на среднее значение содержания данного элемента в выборке. При выполнении аналитических исследований содержани

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»