Определение загрязнения снежного покрова и решение проблемы утилизации загрязненного снега в городе Нижнекамск

Министерство образования и науки Республики Татарстан

Некоммерческое партнерство «Совет директоров образовательных учреждений СПО Республики Татарстан»

Республиканский конкурс научно - исследовательских работ студентов «Экологический проект»

ГАПОУ «Нижнекамский технологический колледж»

Номинация:

«Экология в профессиональной деятельности»

Тема: Определение загрязнения снежного покрова и решение проблемы утилизации загрязненного снега в городе Нижнекамск

Автор:

Хусаинова Диляра, 673 гр., 2 курс

Хасанова Айсылу, 673 гр., 2 курс

Руководитель:

Суслина Ф.Н., преподаватель высшей квалификационной категории

Содержание

Введение……………………………………………………………………………………….

1. Практическая часть………………………………………………………………………

1.1 Отбор проб снега………………………………………………..........

1.2Определение запыленности территории…………………………..

1.3 Определение рН талого снега………………………………………

1.4 Качественное определение ионов хлора………………………......

1.5 Определение общей жесткости в пробах снега …………………...

1.6Определение сульфат-ионов…………………………………………

2.Экологически безопасная утилизация загрязненного снега………………………….

Выводы………………………………………………………………………………………...

Источники информации……………………………………………………………………..

ВВЕДЕНИЕ

Объективным показателем качества атмосферного воздуха в городе в зимний период времени является содержание различных загрязнителей в снежном покрове.

Зимой наблюдается повышение концентрации различных химических веществ в атмосфере, обусловленное ухудшением метеорологических условий рассеяния примесей, увеличением количества промышленных выбросов, замедлением химических процессов трансформации веществ при низкой температуре воздуха. По этим причинам в снежном покрове накапливается основная масса атмосферных поллютантов

.

В разных районах города зимой мы наблюдаем снежный покров и визуально можем определить степень его загрязнения. Грязный снег всем бросается в глаза, особенно вдоль дорог. Весной снег растает, попадёт в почву, в грунтовые воды, в водоёмы. Загрязняющие вещества будут действовать на живые организмы и можно уже сейчас спрогнозировать, что снег, который вывезут с дорог в естественные экосистемы, за территорию города, будет оказывать сильное отрицательное воздействие на живые организмы из-за своей токсичности и загрязненности.

Снежный покров накапливает в своем составе практически все вещества, поступающие в атмосферу. В связи с этим он обладает рядом свойств, делающих его удобным индикатором загрязнения не только самих атмосферных осадков, но и атмосферного воздуха, а также последующего загрязнения почвы и воды. Осадки являются эффективным фактором вымывания различных веществ из воздуха. При этом процессы влажного и сухого выпадения могут привести к изменению химического состава почв, рек и водоемов.

При образовании снежного покрова из-за процессов сухого и влажного выпадения примесей концентрация загрязняющих веществ в снегу оказывается на 2-3 порядка выше, чем в атмосферном воздухе. Поэтому измерения их содержания могут производиться более простыми методами с высокой степенью надёжности. Отбор проб снежного покрова чрезвычайно прост и не требует сложного оборудования по сравнению с отбором проб воздуха. Послойный отбор проб снежного покрова позволяет получить динамику загрязнения за зимний сезон, а всего лишь одна проба по всей толще снежного покрова даёт представительные данные о загрязнении в период от образования устойчивого снежного покрова до момента отбора пробы.

Загрязнение снежного покрова происходит в два этапа. Во-первых, это загрязнение снежинок во время их образования в облаке и выпадения на местность - влажное выпадение загрязняющих веществ со снегом. Во-вторых, это загрязнение уже выпавшего снега в результате сухого выпадения загрязняющих веществ из атмосферы, а также их поступления от автодорог.

Оценка загрязнения окружающей среды по степени загрязнения снежного покрова является широко используемым во всем мире приемом для проведения мониторинга окружающей среды. Подобные исследования осуществляются во многих странах и позволяют получать четкую картину экологической обстановки на значительных территориях в течение ряда лет. Такие исследования могут включать оценку степени

запыленности воздуха, загрязнения тяжелыми металлами, нитратами, сульфатами, хлоридами, органическими веществами и т.п. и представляют собой основу для осуществления рекреационных мер по восстановлению экологического благополучия природы, общества, человека.

С учетом значимости экологических проблем городов, в данной экспериментальной работе нами изучен снежный покров города Нижнекамск с целью выявления особенностей химического загрязнения на фоне состояния атмосферного воздуха городской среды.

Проблема исследования: определение качественного и количественного состава талого снега.

Объект исследования: талый снег.

Предмет исследования: химические свойства талого снега.

Цель исследования: выявление уровня загрязнения снежного покрова от передвижных и стационарных источников загрязнения и решение проблемы снегоудаления.

Задачи исследования:

1.Изучение специальной литературы по теме исследования.

2.Проведение анализа талого снега по химическим показателям:

-установление количества механических примесей в снеге;

-определение рН талого снега;

-определение содержания ионов хлора на обследуемой территории;

-определение распределения содержания ионов кальция и магния на выбранной территории;

- определение содержания в снеге сульфатов.

3.Составление схемы распределения загрязнения на территории и оценка по результатам уровня загрязнения среды от источников загрязнения.

4. Обеспечение очистки загрязненной снеговой воды, поступающей в грунт

Этапы работы:

Подготовительный: выявление и анализ проблемы, определение цели и задач работы, составление плана работы, выбор методов работы.

Деятельностный: сбор информации о талом снеге, изучение специальной литературы, выбор методик, проведение исследований по определению химических свойств талого

снега, определение основных источников загрязнения на территории города Нижнекамск.

Аналитический: анализ и оценка собственной деятельности, планирование работы на будущее.

Методы исследования: теоретические: анализ, синтез, сравнение, обобщение; практические: наблюдение, эксперимент.

Материалы и методика исследования

Для анализа достаточно одной лишь пробы, взятой по всей толщине снега, чтобы получить достоверные и представительные данные о количестве загрязнителей за весь период от образования устойчивого снежного покрова до начала снеготаяния. Поскольку количество и интенсивность осадков год от года меняется, то в качестве фонового образца снега отбор проводился с территории со значительной отдаленностью от центральных автодорог города и промышленных предприятий. Анализы образцов снега проводили в аналитической лаборатории ГАПОУ «Нижнекамский технологический колледж» по общепринятым стандартным методикам.

Для отбора снежных проб нами были выбраны 6 городских участков (рис.1) с различной степенью интенсивности и разными видами техногенного воздействия. Фоновый участок выбирали на территории, практически не подвергающейся загрязнению или испытывающей его в минимальной степени.

Рисунок 1 - Территория отбора снега

1-около леса(северо-западная часть города), 2 - городской парк, 3- Соболековский тракт(восточная часть города), 4-проспект Строителей (около центрального рынка), 5- проспект Химиков(южная часть города),6-территория промышленных предприятий

При мониторинге снежного покрова нами были исследованы две фазы: фильтрат определяли на основные растворимые химические макрокомпоненты талой воды;

осадок на содержание взвешенных частиц. Для исследования химического состава талых вод использовали следующие методы: метод прямой потенциометрии- при измерении рН; титриметрии - при определении содержания общей жесткости; гравиметрии - при определении содержания взвешенных веществ; турбидиметрии - при определении содержания сульфат-ионов. Гравиметрические исследования проводили с использованием аналитических весов ВЛР-200г-М и сушильного шкафа - 2В-151; потенциометрические измерения осуществляли с помощью рН-метра с применением в качестве рабочего индикаторного электрода - ЭС-10603 и электрода

сравнения - хлорсеребряного электрода - ЭСр-10103, турбидиметрические исследования с помощью КФК-3 с обработкой результатов по методу градуировочного графика. Все используемые для анализа реактивы имели квалификацию не ниже «х.ч.».

1. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1Отбор проб снега

Ориентируясь по схеме, отбираем образцы снега в выбранных местах на площадках размером не менее 1 м². Количество снега должно составлять свыше 600-800г. В качестве емкостей для сбора снега мы пользовались полиэтиленовыми бутылями 1,5-2 л из-под питьевой воды, для чего у них отрезается ножницами верхняя суживающаяся часть (снег в емкости должен быть плотно утрамбован). Каждая емкость должна быть пронумерована в соответствии с номерами мест отбора проб снега, номер закреплен на емкости скотчем (для нумерации может быть использован также лейкопластырь). Для таяния снега собранные образцы оставляем при комнатной температуре до следующего дня.

1.2 Определение запыленности территории

Взвешенные вещества в талой снеговой воде определяем гравиметрическим методом, основанном на точном измерении массы вещества. Важнейшей операцией

данного анализа является взвешивание. Для этого используем аналитические весы.

После того как снег растаял, его фильтруем через предварительно взвешенный складчатый фильтр, перенося осадок количественно на фильтр, для чего используем профильтрованный раствор талого снега. Измеряем объем талого снега каждой пробы. Бумажные фильтры помещаем в сушильный шкаф, нагретый до температуры 60-80°С, или оставляем при комнатной температуре до следующего дня. После высушивания фильтры взвешиваем и определяем массу осадка. Поскольку объем талого снега во всех образцах разный, то для того, чтобы можно было провести сравнительную оценку запыленности территории, каждую величину пересчитываем на 1 л (кг) талого снега.

Количество пыли на дм³ (кг) снега = масса осадка·1000/ объем талого снега

Таблица 1 - Содержание взвешенных вещества в точках отбора

Рисунок 2 - Пространственная карта распределения взвешенных веществ, мг/л

Для взвешенных веществ характерна неравномерность распределения по отдельным точкам. Наиболее высокие показатели содержания взвешенных частиц

отмечены зимой (1,12 - 17,85мг/л). Наличие в снежном покрове взвешенных веществ обусловлено, во-первых, применением в качестве антигололедных средств песчано-соляной смеси, основой которой является песок; во-вторых, механическим выносом компонентов дорожного покрытия и различных частиц (сажа, каучук, кремний и т. д.) из состава автопокрышек, интенсивность которого резко возрастает в зимний период. И, наконец, свою долю в загрязнение снега твердыми частицами в виде пыли, сажи и т. д. вносят автомобильный транспорт и тепловые станции, работающие на мазуте (ТЭЦ-2). В зимний период времени масса сжигаемого топлива достигает максимума, и твёрдые вещества в результате гравитационного осаждения загрязняют снег. Попадание таких компонентов в снег, а затем в почву вызывает подкисление или подщелачивание среды. Данные наших исследований показывают, что наибольшее количество твердых загрязняющих веществ находится у обочины автострады. По мере удаления от нее эта величина уменьшается.

1.3 Определение рН талого снега

Кислотность талого снега определяется химическими или электрохимическими методами. В данной работе для измерения показателя кислотности талых вод снежного покрова используем потенциометрический электрохимический метод измерения. Этот метод предполагает наличие двух опущенных в анализируемый раствор электродов - измерительного и сравнительного. Между этими электродами возникает напряжение, пропорциональное логарифму концентрации иона водорода в анализируемом растворе. Используемый при выполнении работы прибор, называется рН-метром .

В качестве электрода сравнения прибор содержит хлор-серебрянный электрод, а в качестве измерительного электрода - стеклянный.

Рисунок 3- Схематическое устройство стеклянного электрода

1- шарик (мембрана); 2- раствор соляной кислоты; 3 - хлорсеребряный электрод;

4 - стеклянный сосуд; 5- изолированный провод.

Перед проведением измерений электрод следует тщательно промыть

дистиллированной водой. Перед погружением в буферный раствор остатки воды удаляем осторожным промоканием фильтровальной бумагой. При погружении электрода в исследуемые растворы следует следить за глубиной погружения:

расстояние от дна стакана до электродов должно быть 1,5 см. После окончания измерения электрод следует промыть и погрузить в стаканчик с дистиллированной водой.

Кислотность талых снеговых вод определяется наличием свободных ионов водорода . Для атмосферных осадков имеет место:

где - концентрация ионов водорода, моль/л.

Связь концентрации водородных ионов с концентрациями других анионов в осадках (пренебрегая вкладом слабых органических кислот) выражается в виде:

Концентрация водородных ионов, равной 2,5^.10^-6 моль/л, соответствует значению рН=5,6. Это значение обычно приписывается незагрязненным атмосферным осадкам.

Из отношения следует, что рН талых снеговых вод зависит не от абсолютных значений концентраций ионов в растворе, а от соотношения анионов и катионов. Поэтому в районах, где в выбросах предприятий преобладают соединения, имеющие щелочную реакцию (СаО, МgO ), следует ожидать относительно высоких значений рН талых вод из снежного покрова.

Основные влияние на рН талых вод снежного покрова оказывают процессы, связанные с промышленным производством и сжиганием ископаемых топлив и выбросом в атмосферу большого количества веществ, приводящих к образованию таких сильных кислот, как серная, азотная, соляная.

Таблица 2 -Кислотность талого снега в точках отбора в ед. рН

Рисунок 4 - Пространственная карта распределения значения водородного показателя (pH) снежного покрова.

Снег может иметь, как кислую, так и щелочную реакцию, в зависимости от преобладания тех или иных загрязняющих веществ. Если в снег попадают основания различных кислот, он приобретает кислотную реакцию. Присутствие соединений металлов, ароматических углеводородов защелачивает снег.

Для Нижнекамска характерно достаточно высокое содержание щелочных компонентов в атмосфере, что и определяет относительно редкое выпадение кислых осадков. В обычном (незагрязненном) состоянии он изменяется от 5,5 до 5,8. Значение pH талых вод из снежного покрова возрастает по мере роста техногенного воздействия. На территориях, где аэрозольные выбросы предприятий малы, за счет дальнего переноса соединений серы и азота происходит закисление атмосферных осадков и снежного покрова. Наиболее высокие значения рН наблюдались в точках у автотрассы. Это обусловлено также преобладанием в выбросах предприятий соединений, имеющих щелочную реакцию (СаО, MgO).

В результате анализа было установлено, что ближе к лесу снег имеет слабо-кислую и нейтральную среду, а ближе к предприятиям - слабощелочную.

1.4 Качественное определение ионов хлора

Метод основан на осаждении хлорида серебра:

AgNO₃ + Cl^- = AgCl↓ + NO₃^- .

В пробирку наливаем 5 мл пробы профильтрованного талого снега и добавляем 3 капли 10%-ного раствора азотнокислого серебра. Примерное содержание хлор-иона определяем по внешнему виду осадка:

-опалесцирующий (слабая муть) - содержание Cl^- 1-10мг/дм³;

-сильная муть - содержание Cl^- 10-50 мг/ дм³;

-хлопья, осаждающиеся не сразу, - содержание Cl^- 50-100 мг/ дм³;

-белый объемный осадок - содержание Cl^- более 100 мг/ дм³.

Все пробы снега характеризуются низким содержанием ионов хлора. Этот параметр талой воды также напрямую связан с интенсивностью дорожных покрытий, загрязненные оксидами металлов, автомобильными выхлопами.

1.5 Определение общей жесткости в пробах снега

Метод представляет собой комплексонометрическое титрование и основан на вытеснении эриохрома черного Т из комплекса с ионами кальция и магния этилендиаминтетрауксусной кислотой. Процесс сопровождается изменением цвета раствора с фиолетового на голубой.

Приготовление растворов и индикаторов

Приготовление трилона Б. Трилон Б готовим из фиксанала.

Приготовление сухой смеси индикатора - эриохром черный Т. Сухую смесь индикатора готовим в следующей последовательности: 0,25 г эриохрома черного Т смешиваем с 50 г хлорида натрия в фарфоровой ступке и тщательно растираем. Смесь пригодна для использования в течение одного года при хранении в темной стеклянной емкости. Для каждого тирования берем приблизительно 0,05 до 0,1 г приготовленной смеси на 100 мл титруемого раствора.

Буферный раствор рН = (10±0,1)Для приготовления 500 см³ буферного раствора в мерную колбу вместимостью 500 см³ помещаем 10 г хлорида аммония, добавляем 100 см³ бидистиллированной воды для его растворения и 50 см³ 25%-ного водного аммиака, тщательно перемешиваем и доводим до метки бидистиллированной водой.

Выполнение анализа

В коническую колбу объемом 200-250 см³ переносим мерным цилиндром 50 см³ исследуемой воды, добавляем к исследуемой воде отмеренное пипеткой 5 см³ аммиачного буферного раствора, тщательно перемешиваем и вносим на кончике шпателя эриохром черный Т. После тщательного перемешивания раствор окрашивается в винно-красный цвет. Приготовленную смесь, медленно при постоянном перемешивании оттитровываем 0,05 н раствором трилона Б. К концу титрования раствор трилона Б прибавляем по каплям, пока цвет раствора из винно-красного перейдет в сине-голубой. С добавлением лишней капли трилона Б цвет не изменится. Титрование повторяем трижды, и берем для вычисления среднее значение объема раствора трилона Б.

Обработка результатов

Общую жесткость вычисляем по формуле:

= где

- нормальность раствора трилона Б;

-объем раствора трилона Б, пошедший на титрование;

-объем воды, взятый для анализа.

Таблица 3 - Показатели общей жесткости в точках отбора

Общая жесткость талой воды характеризует содержание солей кальция и магния, и варьирует в зависимости от точки отбора проб. По жесткости талая вода относится в основном к классу воды средней жесткости(4,12-4,36 мг-экв/л). Минимальные показатели зафиксированы в точке отбора 1 - 2,44 мг-экв/л и характеризуются как мягкая вода, а максимальные - в 6 -6,15мг-экв/л, характеризуются как жесткая.

1.6 Определение сульфат-ионов

Анализ выполнен турбидиметрическим методом на приборе КФК-3.

Рисунок 5- Внешний вид прибора КФК-3

1- металлическое основание; 2-кожух; 3-ручка для установки требуемой длины волны; 4-ручка для перемещения кювет; 5-кюветное отделение

Метод основан на явлении рассеяния света дисперсными системами - суспензиями или золями, получаемыми в результате аналитических реакций. При прохождении света через дисперсную гетерогенную систему, происходит ослабление светового потока в результате рассеивания и поглощения его частицами дисперсной фазы.

Определение сульфат ионов основано на реакции осаждения их хлоридом бария:

BaCl₂ + SO₄^2- =BaSO₄↓ +2Cl^-

Гликоль, введенный в реакционную смесь при осаждении сульфата бария, стабилизирует образующуюся суспензию BaSO₄ и делает возможным турбидиметрическое определение сульфатов. В определенных пределах концентрации сульфатов образуется белая муть.

В мерную колбу на 50 см³ приливаем объем пробы, затем приливаем 0.5 см³ 1М НС1 и 5 см³ 10% BaCl₂, через 10 минут измеряем значение оптической плотности при l=400 нм. По значению оптической плотности из калибровочного графика находим концентрацию сульфат ионов.

Содержание сульфатов в воде можно определить и качественным анализом. Для этого в пробирку наливаем 10 см³ снеговой воды, 0,5 см³ раствора НСl концентрации 1:5 и добавляют 2 см³ 5 % раствора ВаСl₂. Если обнаружено слабое помутнение в воде, то это значит, что в 1 дм³ воды содержится от 5 - 10 мг (SO₄)^2¯, что составляет небольшое количество.

Приготовление реактивов

Приготовление 5 %-ного раствора хлористого бария

В стакан вместимостью 100 см³ вносим 2,5 г хлористого бария, высушенного в сушильном шкафу при температуре 120°С до постоянной массы, добавляем 50 см³ воды для лабораторного анализа и растворяем.

Приготовление раствора соляной кислоты в соотношении 1:1

В стакан вместимостью 50 см³ вносим 12,5 см³ воды, осторожно при перемешивании добавляем 12.5 см³ концентрированной соляной кислоты.

Приготовление реагента для осаждения

В коническую колбу вместимостью 100 см³ вносим 10 см³ 5 %-ного раствора хлористого бария, добавляем 30 см³ этиленгликоля и 30 см³ этилового спирта, затем добавляем раствор соляной кислоты до значения рН = 2,8 ± 0,2 и выдерживаем в течение 1-2 суток в темном месте.

Приготовление исходного раствора сульфат-иона с концентрацией 500 мг/дм³

В мерную колбу вместимостью 50 см³ вносим 2,5 см³ раствора ГСО с аттестованным значением 5 г/дм³ и доводим до метки водой.

Приготовление градуировочных растворов

Градуировочные растворы сульфат-ионов готовим из исходного раствора следующим способом: в шесть мерных колб вместимостью 50 см³ вносим

соответственно 0,0; 0,4; 1,0; 2,0; 5,0 и 10,0 см³ исходного раствора. Объем каждой колбы доводим до метки водой, при этом получаем градуировочные растворы с концентрацией сульфат-ионов соответственно: 0,0; 2,0; 5,0; 10,0; 25,0 и 50,0 мг/дм³.

Градуировочные растворы готовим в день проведения градуировки.

Установление градуировочной характеристики

В шесть пробирок с притертой пробкой вместимостью 10-15 см³ вносим по 5 см³ каждого градуировочного раствора, добавляем 1 каплю раствора соляной кислоты, перемешиваем, добавляем 5 см³ реагента для осаждения и тщательно перемешиваем, после чего выдерживаем 30 мин.

Через 30 мин измеряем оптическую плотность каждого градуировочного раствора (в порядке возрастания массовой концентрации сульфат-ионов) в кюветах толщиной 20 мм при длине волны 400 нм по отношению к воде. Каждый градуировочный раствор анализируем не менее двух раз.

Таблица 4 - Установление градуировочной характеристики

Vраб.р-ра(мл)

0

0,4

1

2

5

10

Конц. мг/50 дм³

0

2

5

10

25

50

D₁

0

0,041

0.124

0.219

0.3

0.41

D₂

0

0,038

0.12

0.20

0.35

0.39

D₃

0

0.042

0.116

0.211

0.34

0.4

Dср

0

0.04

0.12

0.21

0.33

0.4

По полученным значениям оптической плотности (Dср) и концентрации в мг SO₄^2-/50дм³ ( С) строим градуировочный график.

Рисунок 6 - Градуировочный график «Определение содержания сульфат - ионов в талой воде»

Таблица 5 - Определение содержания сульфат- ионов в талой воде

Точки отбора

Оптическая плотность

Концентрация, мг/50см³

1

0,0465

2,37

2

0,0485

2,42

3

0,0715

4,14

4

0,0495

2,53

5

0,0505

3,47

6

0,0775

5,78

Содержание сульфатов рассчитываем по формуле:

где Сх - концентрация SO₄^2- в исследуемой пробе (мг/ см³);

Cград. - концентрация SO₄^2- по градуировочному графику (мг /см³);

V - объем пробы, взятой для анализа (см³);

50 - объем мерной колбы (см³).

1. =11,88мг/дм³

2. =12,1мг/дм³

3. дм³

4. мг/дм³

5. =3,47=17,35мг/дм³

=28,9 мг/дм³

Рисунок 7 - Пространственная карта распределения сульфат- ионов в снежном покрове.

Сульфат-ионы накапливаются в снеге за счёт осаждения аэрозолей диоксида серы из воздуха вместе с пылью под действием сил гравитации, а так же в результате выветривания почв, с частицами морской соли, с выхлопами газов автомобилей. Концентрация ионов SO₄^2- варьирует в пределах от 11,885 до 28,9 мг/л, что характерно для среднего уровня загрязнения, обусловленного рассеиванием соединений серы на больших площадях в результате дальнего переноса от антропогенных и естественных источников. Таким образом, можно говорить об общей невысокой загрязненности городского воздуха оксидом серы такими соединениям, как оксид серы (IV) и оксид серы (VI).

Оформление результатов исследования

Все результаты определений записываем в таблицу:

№ пробы

Масса пыли, мг/дм³

рН талого снега

Содержание ионов хлора, мг/дм³

Жесткость талого снега, мг-экв/дм³

Содержание сульфат-ионов, мг/дм³

1

1,12

6,8

1-10

2,44

11,88

2

2,69

6,2

1-10

4,12

12,10

3

12,0

5,8

1-10

4,18

20.70

4

7,00

5,9

1-10

4,36

12,65

5

2,11

6,6

1-10

4,22

17,35

6

17,8

6,0

1-10

6,15

28,90

2.ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ УТИЛИЗАЦИЯ ЗАГРЯЗНЕННОГО СНЕГА

Решение проблемы снегоудаления и применения методов очистки загрязненного снега в городах является стратегически важным направлением деятельности по улучшению качества окружающей природной среды в урбанизированных экосистемах и по защите населения от негативного влияния накапливающегося загрязнения. В больших городах, таких как Москва, снег с городских улиц и дорог вывозят и плавят на специальных снегоплавильных заводах и не загрязняют пригородные территории.

В Нижнекамске решение проблемы снегоудаления продолжается на протяжении нескольких лет. Город ускоренно строится и благоустраивается, расширяется сеть автодорог. Количество вывозимого снега с городских улиц увеличивается неуклонно и независимо от количества осадков. Большинство временных необустроенных площадок - накопителей снега располагаются в городской черте, либо в водоохранной зоне. В некоторых случаях производится обваловка этих площадок и сортировка снега, но при этом отсутствуют реальные технологии очистки талых вод.

С ростом мощности промышленных выбросов увеличивается содержание канцерогенных веществ во внешней среде. Например, бенз(а)пирен -один из характерных представителей полиядерных ароматических углеводородов (ПАУ),

обладающих канцерогенным действием, в малых дозах он способен влиять на образование злокачественных опухолей в организме человека. Концентрация бенз(а)пирена в пробах снега, отобранных на участках с высокой интенсивностью движения автотранспорта (оживленные улицы и перекрестки), превышает ПДК.

Ежегодно в зимний период на дороги и тротуары города для борьбы с гололедицей вывозятся тысячи тонн песчано-солевой смеси. Эти загрязнения оказывают дестабилизирующее влияние на водные экосистемы, делая их опасными для человека.

В снеговом покрове присутствуют тяжелые металлы разного класса опасности, такие как ртуть, свинец, медь, цинк, кадмий, никель, кобальт и др. Эти элементы обладают токсичностью, разнообразием путей поступления в организм человека и кумулятивными эффектами.

В течение продолжительной зимы в снежном покрове накапливается бытовой мусор, сажа, токсичные соединения, углеводороды. При снеготаянии эти вредные вещества поступают в природные среды, главным образом в реки и грунтовые водные источники, загрязняя их и нанося существенный ущерб экосистеме.

Для улучшения ситуации необходимо с большей ответственностью подходить к вопросам утилизации снега. Вывоз снега необходимо проводить своевременно, пока не начался процесс таяния, чтобы предотвратить возникновение опасных очагов загрязнения. Складировать снег рекомендуется на специально отведенных участках - полигонах. При этом необходимо соблюдать следующие условия по выбору участков под полигоны: достаточное удаление от населенных пунктов, наличие в основании глин и тяжелых суглинков; уровень грунтовых вод должен превышать 2 м; выходы грунтовых вод и ключей в пределах полигона исключаются.

Эксплуатация таких полигонов минимизирует негативное воздействие на компоненты окружающей среды. Нами предлагается конструкция полигона, которая может быть использована для утилизации загрязненного снега и бытовых отходов вывозимых из населенных пунктов и территорий промышленных предприятий. Задачей является обеспечение очистки загрязненной снеговой воды, поступающей в грунт.

Конструкция полигона для утилизации снега содержит площадку с утрамбованным покрытием, углубленную в поверхность грунта и снабжена тканевым основанием с песчаной подушкой на нем и тканевым покрытием, пропитанным адсорбентом.

На представленном рисунке изображена заявляемая конструкция вид сбоку.

Рисунок-8. Конструкция полигона для утилизации снега.

1- углубленная площадка, 2-тканевое основание, 3-песчаная подушка. 4- тканевое покрытие, пропитанное адсорбентом.

Полигон работает следующим образом. Собранный на территориях городских предприятий и дворов снег высыпается на территории полигона, и под действием солнечных лучей тает. Полученная жидкость фильтруется через тканевое покрытие 4, песчаную подушку 3 и тканевое основание 2, очищаясь от примесей и вредных компонентов. Летом тканевое покрытие 4 с вредными элементами и примесями, отложенными на нем, сворачивается и отвозится на свалку твердых бытовых отходов, или используется в дорожном строительстве в качестве нижнего покрытия или подушки под асфальт.

Технико-экономическая эффективность такого полигона заключается в обеспечении сохранности и экологической чистоты грунтовых и поверхностных вод, в повышении производительности труда и снижении затрат при утилизации снега, а также позволяет провести оперативную подготовку полигона к следующему сезону.

ВЫВОДЫ

1. Снег является индикатором чистоты атмосферного воздуха и накопителем различных загрязняющих веществ. Снег - удобный объект для исследования.

2. В течение зимних месяцев, когда лежит снежный покров, происходит накопление вредных веществ.

3.Степень загрязнения снежного покрова зависит от места взятия пробы. У оживленной автомобильной дороги она оказывается значительно выше, чем за городом.

4. По результатам исследования было подтверждено, что наибольшую часть загрязнения снега дают промышленные предприятия и автотранспорт. Самыми неблагополучными оказались пробы, взятые у дороги и недалеко от промышленных предприятий.

5. Чем больше загрязнение снега, тем хуже его физические и химические свойства, тем больше кислотность снеговой воды, и тем больше взвешенных частиц в ней содержится.

6. В целях обеспечения очистки загрязненной снеговой воды, поступающей в грунт,

складировать загрязненный снег рекомендуется на специально отведенных участках

-полигонах.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. ГОСТ Р52964-2008 «ВОДА ПИТЬЕВАЯ. Методы определения содержания сульфатов». Москва. 2009

2. Методика выполнения измерений содержаний взвешенных веществ и общего содержания примесей в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом ПНД Ф 14.1:2.110-97

3.Голицин А.Н. Промышленная экология и мониторинг загрязнения природной среды. -М: «Оникс», 2010

4.Голубкина М.А. Лабораторный практикум по экологии. - М: «Форум»,2009

5.Гусева Т.В., Молчанова Я.П., Заика Е.А. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. -М.: «Форум», 2007

6.Саенко О.Е., Аналитическая химия. Ростов-на-Дону: «Феникс», 2009

7.Спругин И., Голов И., Чеканцев Н., Оценка химического состава снежного покрова.

-Томск, 2008

8.Тихонова И.О., Тарасов В.В., Кручинина Н.Е. Экологический мониторинг атмосферы.

-М: «Форум», 2013

alnam.ru/book_e_chem.php?id=36

crus55.narod.ru/10.htm

promsouz.com/kalorimetr/kfk-3-01.html

diagram.com.ua/info/ohrana/toi/913.shtml