7732

71

Таблица 3. Средние нормы расхода топлива автотранспортом при движении в

условиях города

Таблица 4. Значение эмпирических коэффициентов, определяющих выброс

вредных веществ от автотранспорта в зависимости от вида горючего

Ход работы

1.Необходимо выбрать участок автотрассы длиной 0,5 -1 км, имеющий хороший обзор;

2.Измерить длину участка l, м;

3.Определить количество единиц автотранспорта, проходящего по участку в какой-либо период времени в течение 20 минут. При этом заполнить таблицу 5

Таблица 5. Количество автотранспорта.

72

Автобусы

Дизельные грузовые автомобили

4. Рассчитать общий путь, пройденный выявленным количеством автомобилей каждого типа за 1 час (L, км);

Где

Ni – количество автомобилей каждого типа за 1 час; i - обозначение типа автотранспорта;

Li – общий путь, км;

l – длина участка автодороги, м.

Результат занести в таблицу 8.

5. Рассчитать количество топлива (Qi, л) разного вида, сжигаемого при движении двигателями автомашин.

Где

Li – общий путь, км;

Yi – удельный расход топлива, л/км.

Результат занести в таблицу 6.

6. Определить общее количество сожженного топлива каждого вида (ΣQ).

Таблица 6. Количество топлива, сжигаемого при движении двигателями автомашин.

73

7. Рассчитать количество выделившихся вредных веществ в литрах при нормальных условиях по каждому виду топлива и всего по таблице 7.

Таблица 7. Количество вредных веществ, выделяющихся при работе двигателей с использованием различного вида топлива.

8. Рассчитать массу выделившихся вредных веществ (m, г), по формуле

(11), а также количество чистого воздуха необходимое для разбавления выделившихся вредных веществ для обеспечения санитарно-допустимых условий окружающей среды. Данные занести в таблицу 8.

Где

М – молекулярная масса вещества, гр;

V – количество вредных веществ, выделяющихся при работе двигателей с использованием различного вида топлива.

Таблица 8. Таблица результатов.

74

9.Сопоставить полученные результаты с количеством выбросов вредных веществ от автотранспорта полученными СЭС.

10.Принимая во внимание близость к автомагистрали жилых и общественных зданий, сделайте вывод об экологической обстановке в районе исследованного вами участка автомагистрали.

Практическая работа 7

Мониторинг и оценивание загрязнения атмосферного воздуха

Цель работы – ознакомиться с алгоритмом мониторинга атмосферного воздуха на примере расчета интегральных показателей индекса загрязнения атмосферы (ИЗА)

Теоретическая часть

Оценивание уровня загрязнения атмосферы проводят путем сравнения средних и максимальных концентраций определения загрязняющего вещества с критериями качества атмосферного воздуха, к которым относятся геохимические

(фоновые) и гигиенические (предельно допустимые концентрации – ПДКс.с. ,

ПДКм.р.) показатели.

ПДКс.с. – предельно допустимая среднесуточная концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м3; которая соответствует пробе отобранной в течение суток и которая не должна оказывать на человека прямого или косвенного вредного воздействия при неограниченно продолжительном воздействии;

ПДКм.р. – предельно допустимая максимально-разовая концентрация загрязняющего вещества в воздухе населенных мест, мг/м3, которая соответствует пробе, отобранной в течение 20-30 минут, и которая при вдыхании воздуха не должна вызывать рефлекторных реакций в организме человека.

75

Выделяют 4 класса опасности вредных веществ: 1 – чрезвычайно опасные; 2

– опасные; 3 – умеренно опасные; 4 – относительно безвредные, которые характеризуются показателями рi (таблица 9).

Таблица 9 Значение показателя рi в зависимости от класса опасности вещества

Для сравнительной оценки загрязненности атмосферы вредными примесями используют интегральный относительный показатель – индекс загрязненности атмосферы (ИЗА). Это - интегральный (суммарный, обобщенный, комплексный)

санитарно-гигиенический показатель загрязнения атмосферы, который применяется для сравнительных оценок загрязнения атмосферы с установлением приоритетных загрязнителей и их источников. Индекс представляет собой относительный показатель, величина которого зависит от средней годовой концентрации вещества в атмосфере, ПДКсс вещества и его класса опасности и показателя рi (табл.9).

Показатель рассчитывается по формуле

где Сi фактическая среднегодовая концентрация i-го вещества в атмосферном воздухе и его ПДКссi; показатель рi (см. табл.9); m - число определяемых веществ. Для сравнительных оценок обычно используют m=5

приоритетных загрязнителей атмосферы (ИЗА5).

Задание.

Рассчитать интегральные индексы загрязненности атмосферы для городов

(по заданию преподавателя).

76

Провести сравнительную оценку степени загрязненности атмосферы с учетом шкалы оценки загрязненности по 5 приоритетным загрязняющим веществам (ИЗА5) (табл.10).

Выделить приоритетные загрязняющие атмосферу городов вещества,

определить возможные источники выделения веществ и мероприятия по снижению их выбросов.

Таблица 10 Шкала оценки степени загрязнения атмосферы по индексам загрязненности для

пяти приоритетных загрязнителей, т.е. с наибольшими индексами загрязненности

2.8. Почвы урбанизированных территорий

Верхняя часть литосферы, которая непосредственно выступает как мине-

ральная основа биосферы, в настоящее время подвергается более возрастаю-

щему антропогенному воздействию. Воздействие человека на литосферу приближается к пределам, переход которых может вызвать необратимые процессы почти по всей поверхностной части земной коры. Экологическая функция литосферы выражается в том, что она является базовой подсистемой биосферы.

Применительно к уровню региона, области, города, района и иных типологических географических единиц, где имеется антропогенное воздействие на окружающую среду, состояние почвы может быть охарактеризовано через характеристики ландшафта. В настоящее время более половины территории суши планеты представлены антропогенными ландшафтами. Если в естественных ландшафтах природные процессы

77

саморегулируются, то в антропогенных они контролируются человеком, во многом определяя в целом состояние окружающей среды. Поэтому целесообразно рассмотреть, каким образом населенные пункты влияют на ландшафты, в том числе и почву, отходами жизнедеятельности.

Почва — один из важнейших компонентов окружающей природной среды. Все основные ее экологические функции замыкаются на одном обобщающем показателе — почвенном плодородии. Отчуждая с полей основной

(зерно, корнеплоды, овощи и др.) и побочный урожай (солома, листья, ботва и др.), человек размыкает частично или полностью биологический круговорот веществ, нарушает способность почвы к саморегуляции и снижает ее плодородие. Даже частичная потеря гумуса и. как следствие, снижение плодородия, не дает почве возможность выполнять в полной мере свои экологические функции, и она начинает деградировать, т. е. ухудшать свои свойства. К деградации почв (земель) ведут и другие причины,

преимущественно антропогенного характера.

2.8.1. Основные источники почвенного загрязнения

В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого состояния агроэкосистем обусловлена их упрощенным фитоценозом, который не обеспечивает оптимальную саморегуляцию,

постоянство структуры и продуктивности. И если у природных экосистем биологическая продуктивность обеспечивается действием естественных законов природы, то выход первичной продукции (урожая) в агроэкосистемах всецело зависит от уровня агрономических знаний специалистов, технической оснащенности, социально-экономических условий и т. д..

Основные виды антропогенного воздействия на почвы следующие: 1). Эрозия (ветровая, техническая и водная); 2). Загрязнение; 3). Вторичное засоление и заболачивание;

78

4). Опустынивание;

5). Отчуждение земель для промышленного и коммунального строительства.

Эрозия почв (от лат. «eros» — разъедание) — разрушение и снос верхних наиболее плодородных горизонтов и подстилающих пород ветром (ветровая эрозия) или потоками воды (водная эрозия). Земли, подвергшиеся разрушению в процессе эрозии, называют эродированными. К эрозионным процессам относят также техническую эрозию (разрушение сельскохозяйственных земель при строительстве и разработке карьеров), военную эрозию (воронки, траншеи),

ирригационную (разрушение почв при прокладке каналов и нарушении норм поливов) и др.

Однако настоящим бичом земледелия у нас в стране и в мире остаются водная эрозия (ей подвержены 31% суши) и ветровая эрозия (дефляция),

активно действующая на 34% поверхности суши. Эрозия оказывает существенное негативное влияние на состояние почвенного покрова, а во многих случаях разрушает его полностью. Падает биологическая продуктивность растений, снижаются урожаи и качество зерновых культур,

хлопка, чая и др.

Ветровая эрозия (дефляция) почв. Под ветровой эрозией понимают выду-

вание, перенос и отложение мельчайших почвенных частиц ветром. Интенсив-

ность ветровой эрозии зависит от скорости ветра, устойчивости почвы, наличия растительного покрова, особенностей рельефа и от других факторов. Влияние на развитие эрозии оказывают антропогенные факторы, например, уничтоже-

ние растительности, нерегулируемый выпас скота, неправильное применение агротехнических мер резко активизируют эрозионные процессы. Различают местную (повседневную) ветровую эрозию и пыльные бури. Первая проявляется в виде поземок и столбов пыли при небольших скоростях ветра.

Пыльные бури возникают при очень сильных и продолжительных ветрах.

Скорость ветра достигает 20...30 м/с и более. Наиболее часто пыльные бури на-

79

блюдаются в засушливых районах (сухие степи, полупустыни, пустыни).

Водная эрозия почв (земель). Под водной эрозией понимают разрушение почв под действием временных водных потоков. Различают следующие формы водной эрозии: плоскостную, струйчатую, овражную, береговую. Как и в случае ветровой эрозии, условия для проявления водной эрозии создают природные факторы, а основной причиной ее развития является производственная деятельность человека

Среди различных форм проявления водной эрозии значительный вред ок-

ружающей среде и в первую очередь почвам приносит овражная эрозия.

Овраги уничтожают ценные селько-хозяйственные земли, способствуют интенсивному смыву почвенного покрова, заиливают малые реки и водохранилища, создают густо расчлененный рельеф. Площадь оврагов только на территории Русской равнины составляет 5 млн. га и продолжает увеличиваться.

В процессе хозяйственной деятельности человек может усиливать природное засоление почв. Различают естественные засолении, когда накапливаются углекислые соли Ca, Mg, Na в почве, поступая из грунтовых вод, и вторичные засоления орошаемых земель. В этом случае из-за отсутствия дренажа на поливных участках и плохой гидроизоляции оросительных систем,

переходит подъем грунтовых вод, засоление и заболачивание земель.

Заболачивание почв наблюдается в сильно переувлажненных районах, на-

пример, в Нечерноземной зоне России, на Западно-Сибирской низменности, в

зонах вечной мерзлоты. Заболачивание почв сопровождается деградационными процессами в биоценозах, появлением признаков оглеения и накоплением на поверхности неразложившихся остатков. Заболачивание ухудшает агрономические свойства почв и снижает производительность лесов.

Одним из глобальных проявлений деградации почв, да и всей окружающей природной среды в целом, является опустынивание.

Опустынивание — это процесс необратимого изменения почвы и

80

растительности и снижения биологической продуктивности, который в экстремальных случаях может привести к полному разрушению биосферного потенциала и превращению территории в пустыню.

На территории, подверженной опустыниванию, ухудшаются физические свойства почв, гибнет растительность, засоляются грунтовые воды, резко падает биологическая продуктивность, а следовательно, подрывается и способность экосистем восстанавливаться. И если эрозию можно назвать недугом ландшафта, то опустынивание — это его смерть.

Городские почвы, иначе называемые урбоземы, отличаются от естественных по химическому составу, водно-физическим свойствам. Их можно классифицировать: по характеру формирования (насыпные,

перемешанные), по гумусированности и оглеенности, по степени нарушенности профиля, по количеству и составу включений (бетон, стекло, токсичные отходы и т.д.) и др.

2.8.2.Экологический мониторинг почв.

Почвенный экологический мониторинг — это система регулярного неограниченного в пространстве и времени контроля почв, который дает информацию об их состоянии с целью оценки прошлого, настоящего и прогноза его изменения в будущем.

Различают три класса веществ-загрязнителей почв: химические,

биологические и радиоактивные.

Загрязняющие вещества нормируются: в пахотном слое почвы сельскохозяйственных угодий; в почве территорий предприятий; в почвах жилых районов и в местах хранения бытовых отходов.

Гигиенические требования к почвам сельскохозяйственных угодий основываются на ПДК химических веществ в почве с учетом их лимитирующего показателя вредности и приоритетности транслокационного показателя согласно