Оценка воздействия на почвы

4.3 Оценка воздействия на почвы

Для оценки воздействия на почвы рассчитывается нагрузка создаваемая предприятием на почвы по сере и азоту.

Фоновые концентрации загрязняющих веществ на границе санитарно-защитной зоны предприятия приняты на основании отчета об инвентаризации выбросов от коммунального автотранспортного предприятия КАТП – 2022.

Нагрузка по сере и азоту на почву от выбросов предприятия КАТП – 2022 на границе санитарно защитной зоны:

Для расчета необходимо определить концентрацию серы и азота C_NO2/C_N=Mr_NO2/Mr_N

C_NO2 – суммарная концентрация диоксида азота в приземном слое на границе санитарно-защитной зоны, мг/м³

C_NO2 = 0,01ПДК = 0,00085 мг/м³;

Где – 0,01 – концентрация NO₂ на границе санитарно-защитной зоны в долях ПДК.

C_N – суммарная концентрация азота в выбросах, мг/м³;

Mr_NO2 - молярная масса диоксида азота, мг экв/моль;

Mr_NO2 = 14 + 16 × 2 = 46 мг экв/моль

Mr_N - молярная масса азота, мг экв/моль, Mr_N = 14 мг экв/моль.

C_N= 0,00085 × 14 / 46 = 0,00025 мг/м³

C_H2S/C_S=Mr_H2S/Mr_S

C_H2S – суммарная концентрация сернистого ангидрида в приземном слое на границе санитарно-защитной зоны предприятия, мг/м³ C_H2S=0,0013 ПДК = 0,00065 мг/м³;

C_S – суммарная концентрация серы в выбросах, мг/м³;

Mr_H2S - молярная масса сернистого ангидрида, мг экв/моль;

Mr_H2S = 32+2 = 34

C_S = 32 × 0,00065/34 = 0,00061 мг/м³

Оценка нагрузки на территорию, которая создается за счет выбросов источников загрязнения атмосферы, определяется по формуле:

Р= С_в × V_t × K,

где С_в- суммарная концентрация N или S, [мг./м³], рассчитанная исходя из доли этих элементов (по массе) в соединениях;

V_t- скорость выпадения, V_t=0,125 см/с

К- безразмерный коэффициент пропорциональности, К=864

Р_N= 0,00025 × 0,125 × 864 = 0.0279 кг/км² сут

Р_s= 0,00061 × 0,125 × 864 = 0,066кг/км² сут

Полученные значения нагрузки соотносят с критическими. Суммарная нагрузка по сере и азоту в условных единицах равна сумме соответствующих коэффициентов.

Критическая нагрузка на почвы по сере и азоту составляет:

Р_N= 1 т./км² год = 2,74 кг/км² сут.

Р_s= 2 т./км² год = 5,48 кг/км² сут.

Оценку производят путем сравнения относительной нагрузки по азоту и сере путем расчета суммарной нагрузки:

К_і = Р_і / Р_крі

K_N=0,0279/2,74=0,0101

K_S= 0,00061/5,48 = 0,00011

∑K_i= 0,0101 + 0,00011 = 0,0102 < 1

Таким образом, суммарная нагрузка на почвы по сере и азоту на границе санитарно-защитной зоны предприятия не превышает критическую.

Растительность изучаемой территории в настоящее время подвержена антропогенной трансформации, обусловленной не только влиянием со сто-роны КАТП, но и промышленных предприятий, расположенных в данном районе.

Отрицательное воздействие на растительность выражается в загрязнении атмосферы автотранспортными выбросами, нерациональном использовании земель, развитии коммуникаций, путей и сообщений и распространении адвентивных (нехарактерных для данной местности) растений. В результате вредного длительного систематического воздействия на природную среду формируется растительность индустриальных пустырей. Наиболее массово представлены сорняки местного происхождения. Это - горец птичий, клоповник пронзеннолистный, бодяк обыкновенный, гулявник Лезеля и др.

Адвентивные растения представлены натурализовавшимися в Харькове эунеофитами: щирицей запрокинутой, кардарией крупковидной, амброзией полыннолистной, циклахеной дурнушниковой, гриндилией растопыренный.

Кроме того, амброзия полыннолистная и циклахена дурнушниковая вызывают аллергию и угрожают здоровью человека.

Влияние площадки КАТП на флору заключается в замещении местных видов на виды техногенных экотопов, вызванному развитием промышленных предприятий района, сказываясь на видовом и систематическом уровне развития. Оценивая качественный состав флоры, представленной на данной территории, можно сделать вывод, что она не представляет собой ценность, так как в ее составе не были обнаружены редкие эндемические виды.

Влияние тяжелых металлов на растительность.

Согласно подсчетам ученых, за последние 10 лет только в результате потерь руд цветных металлов до их металлургической переработки на каждый квадратный километр суши поступило в среднем 20 кг свинца и по 80 кг меди и цинка:

Все возрастающий «металлический пресс» на биосферу становится, таким образом, постоянно действующим экологическим фактором. Прогрессирующее загрязнение растительного покрова тяжелыми металлами и другими химическими элементами и их соединениями, являющимися продуктами хозяйственной деятельности человека, приводит к снижению экологической, экономической и эстетической ценности этого покрова. Заметное загрязнение атмосферного воздуха и почвы происходит за счет транспорта и прежде всего автомобильного.

Элементы, из которых состоят растения, можно условно разделить на две группы. В одну входят структурные элементы, из которых построены молекулы основных органических соединений (белков, жиров, углеводов), в другую — функциональные. Последние активно участвуют в синтезе структурных соединений, но, как правило, не входят в них: Функциональные элементы, обладают высокой биологической активностью, часто являются кофакторами различных ферментов, влияют на проницаемость биомембран, способствуют лучшему перераспределению метаболитов внутри растения.

По количественному признаку минеральные элементы принято делить на макроэлементы (их содержание в золе растений измеряется целыми процентами, а иногда и десятками процентов), микроэлементы (так они названы из-за малого содержания, составляющего сотые и тысячные доли процента от массы золы), ультрамикроэлементы (содержатся в количествах, измеряемых десятитысячными и даже миллионными долями процента).

Как правило, макроэлементы входят в состав структурных образований. Все структурные элементы относятся к категории легких, имеющих относительную атомную массу менее 40.

Микроэлементы в основном являются функциональными элементами, так как входят в состав ферментов, витаминов и других биологически активных веществ. Они катализируют процессы синтеза органических соединений и, как все катализаторы, удовлетворяют потребности организма, поступая в него в малых количествах. Недостаток того или иного необходимого для растения микроэлемента в почве вызывает серьезные нарушения обмена веществ и приводит к заметному снижению урожая и качества продукции. Растения от недостатка функциональных элементов часто страдают различными болезнями.

Ультрамикроэлементы - это металлы, обладающие высокой токсичностью, а иногда и радиоактивностью. Несмотря на очень малое содержание их в организме, они могут существенно влиять на обмен веществ и ростовые процессы. Их действие может проявляться стимуляцией роста и синтеза отдельных органических соединений: углеводов, белков, жиров, пигментов и т.д.

Накопление многих из ультроэлементов в растении представляет определенную опасность для здоровья людей и животных, отрицательно сказывается на гигиеническом качестве продукции, приводит к снижению урожайности.

Тяжелые металлы являются протоплазматическими ядами, токсичность которых возрастает по мере увеличения относительной атомной массы. Очень фототоксичными элементами считаются те, которые оказывают вредное действие на тест-организмы при концентрациях в растворе до 1 мг/л. К таким элементам относятся Ag⁺, Ве²⁺, Hg²⁺, Sn²⁺ и, вероятно, Со²⁺, Ni²⁺, Pb²⁺ и СгО₄^2-. Умереннотоксичными принято считать те элементы, которые оказывают ингибирующее действие при концентрациях от 1 до 100 мг/л. Эта группа включает арсенаты, бораты, броматы, хлораты, перманганаты, молибдаты, антимонаты, селенаты, а также ионы As, Se, Al, Ba, Cd, Cr, Fe, Mn, Zn и др. Слаботоксичные — те, которые редко показывают отрицательный эффект при уровнях более 1800 мг/л: Сl^-, Вr^-, I^-, Са²⁺ Mg²⁺, K⁺, Na⁺, Rb⁺ Sr²⁺, Li⁺, NO₃^-, SO₄²- и др.

Токсичность тяжелых металлов может проявляться по-разному. Ртуть, свинец, медь, бериллий, кадмий и серебро ингибируют главным образом щелочную фосфатазу, каталазу, оксидазу и рибонуклеазу.

Тяжелые металлы, подобные алюминию, барию и железу, способны образовывать преципитаты с РО₄^2-, SO₄^2- и другими анионами, а также хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами и мешать дальнейшему их участию в обмене веществ, могут усиливать деградацию важнейших метаболитов, таких, как АТФ.

Фитотоксичность металлов и устойчивость к ним растений зависят от многих условий. Устойчивость растения к одному металлу, как правило, не распространяется на другие. Можно предположить, что данное свойство организма находится под генетическим контролем и может быть использовано при выведении новых сортов растений способных давать урожаи незагрязненной продукции на почвах, аккумулировавших тяжелые металлы.

На фитотоксичность металлов влияют почвенные факторы, такие, как рН, катионная обменная способность почвы, содержание органического вещества. Сохранение рН в пределах 7,0 в почвах с существенным содержанием тяжелых металлов предотвращает фитотоксичность многих из них, но те же концентрации металлов при рН 5,5 и ниже могут стать летальными для растений. Кислотность почв влияет на подвижность металлов и усвоение их корневыми системами растений.

Изменение таких условий выращивания растений, как освещенность, температура и увлажнение, влияет на передвижение и трансформацию тяжелых металлов в почвенной среде и растениях, а также на взаимодействие между растением и металлами.

Индивидуальность химического состава каждого вида растений связана с особенностями химического состава среды, в которой формировался данный вид. Те элементы, которые преимущественно были представлены в почве ареала возникновения вида и в тех сочетаниях и концентрациях, в которых они поступали в организм, закреплялись в результате эволюционного отбора и передавались по наследству. Поэтому многие склонны считать, что химический состав растений хранит признаки химического состава среды своего происхождения.

Отравление растений тяжелыми металлами может происходить не только за счет их поступления в организм через корни из загрязненных почв. Выпадение металлов из атмосферы на поверхность листьев также может сопровождаться отрицательной реакцией организма — угнетением фотосинтеза, усилением дыхания, торможением оттока метаболитов и т. д.

Взаимное влияние элементов может усиливать или уменьшать фитотоксичность тяжелых металлов. Элементы, способствующие поступлению в растения тяжелых металлов, будут увеличивать их фитотоксичность и наоборот.

4.4.2 Оценка состояния зеленых насаждений

Оценка состояния зеленых насаждений производится с помощью шкалы санитарно-гигиенического состояния деревьев (по Маслову), в которой выделяют: 6 классов состояния:

1 класс – здоровые растения,

2 класс – ослабленные деревья (усыхание до трех главных веток),

3 класс – суховершинные деревья (усыхание 1/3 кроны),

4 класс – сухокронные деревья (усыхание 1/3 – 2/3 кроны, появляются возбудители гнилей),

5 класс – усыхающие деревья (усыхание больше 2/3 кроны, признаки заражения стволов вредителями),

6 класс – сухостой.

Для оценки состояния зеленого массива производились:

- Выделение наиболее характерных видов;

- Подсчет в пределах каждого вида количеств деревьев, принадлежащих к каждому классу состояния;

- Расчет среднего класса состояния для каждого вида.

Расчет среднего класса состояния для каждого вида производится по формуле:

I=(K₁n₁+K₂n₂+ +K_in_i)/N, где

I – средний класс состояния древостоя; Ki - категория состояния; n_i - количество деревьев каждого класса состояния; N - общее число деревьев данной категории состояния.

Общий класс состояния по участку рассчитывается по формуле:

I_ср=∑I/N_i,

Где N_i – количество видов на участке

Для оценки состояния деревьев было выбрано 3 участка зеленых насаждений, в каждом по 10 – 18 деревьев, два участка выбраны на территории промышленной площадки и один участок в пределах санитарно-защитной зоны предприятия.

Распределение количества деревьев каждого вида по классам состояния, а также средний класс для каждого вида и общий по выборке приведены в таблице 4.11.

Таблица 4.11 Оценка санитарного состояния деревьев в выборке.

Средний балл по выборке – 2,3

По результатам расчета можно сделать вывод, что санитарное состояние деревьев - ослабленное.

Анализируя деятельность, которая осуществляется на предприятии КАТП-2022, можно сделать вывод, что на рассматриваемом участке основными тяжелыми металлами привносимыми предприятием являются свинец, железо, марганец и хром.

В результате исследования были определены виды наиболее подверженные воздействию предприятия, такие как абрикос обыкновенный, принадлежащие к 4 категории – усыхающие. Этот вид является неустойчивым к загрязнениям от предприятия. В связи с этим необходимо заменить деревья этого вида деревьями, обладающими хорошей устойчивостью к газопылевым выбросам, имеющими наибольший показатель поглощения пыли за 1 вегетационный период. В качестве таковых можно предложить следующие: клен ясенелистный, тополь канадский, ясень обыкновенный, тополь пирамидальный. Санирующий эффект в осаждении пыли для деревьев в вегетационный период составляет 15-30 кг. Кроме того при нормальных метеоусловиях они снижают газо- и парообразные примеси на 25-35%, путем рассеивания и отклонения воздушного потока, а так же в результате поглощения.

Антропогенные факторы в значительной степени определяют условия жизни животных. К неблагоприятным антропогенным процессам необходимо отнести сокращение площадей, пригодных для обитания животных, изменении характера биотопов, повышение факторов беспокойства. Интенсивное движение автотранспорта также нарушает естественные циклы жизни животных.

Пылегазовое загрязнение воздуха наносит ущерб животным, т.к. токсичные вещества действуют на их организмы непосредственно через органы дыхания или в результате поедания загрязненного корма.

При химическом загрязнении отмечается изменение рыбопродук-тивности рек, сокращение популяций, изменение видового состава с последующим накоплением вредных веществ в организме животных.

Степень воздействия вредных веществ на животных зависит от их концентрации и количества, а также от длительности их поглощения.

При эксплуатации КАТП отмечается воздействие имеющее локальный характер проявления, которое выражается в виде уменьшения площади территории потенциально пригодной для жизни животных. Постоянная деятельность, шум, движение автотранспорта также негативно сказываются на условиях их обитания.