Загрязнение окружающей среды в г. Прокопьевске

В современный период экология Земли претерпевает множественные изменения коренного характера: модифицируются ее свойства и газовый состав атмосферы, возрастает опасность разрушения ионосферы и стратосферного озона; повышается запыленность; нижние слои атмосферы насыщаются вредными для живых организмов газами и веществами промышленного и другого хозяйственного происхождения. Вследствие огромных выбросов техногенных газов и веществ, достигающих многих миллиардов тонн в год, происходит нарушение газового состава атмосферы. Весьма важную роль в составе атмосферы играет двуокись углерода (углекислый газ), который играет важную роль не только в жизнедеятельности человека, но и в выполнении атмосферной функции предохранения подстилающей поверхности от перегрева и переохлаждения. Однако, хозяйственная деятельность человека нарушила естественный баланс выделения и ассимиляции СО2 в природе, в результате чего его концентрация в атмосфере увеличивается. Если до 1850 года содержание СО2 в атмосфере Земли составляло 260 - 290 объемных частей на миллион (ч/млн. ), то в 1993 этот показатель возрос до 345 ч/млн.

Многие современные техногенные вещества при попадании в атмосферу представляют собой немалую угрозу для жизни человека. Они наносят большой ущерб здоровью людей и живой природе. Некоторые из этих веществ могут переноситься ветрами на большие расстояния. Для них не существует границ государств, вследствие чего данная проблема является международной.

Основными загрязнителями такого плана являются окислы серы (в особенности двуокись серы - сернистый ангидрид), а также окислы азота. Быстрое накопление этих загрязнителей в атмосфере северного полушария (годовой прирост около 5%) породило такое явление, как кислые и подкисленные осадки. Эти осадки пагубно влияют на биологическую продуктивность почв и водоемов, наносят большой экономический ущерб.

Наконец, еще одна крупная проблема, это увеличение запыленности атмосферы вследствие антропогенных факторов. По различным оценкам, поступление техногенных, взвешенных в воздухе частиц (аэрозолей) в атмосферу Земли достигает ежегодно 1 - 2,6 млрд. т и равно количеству аэрозолей природного происхождения. В результате запыленность атмосферы в целом увеличилось за последние 50 лет на 70%.

В нашей стране 84 самых неблагополучных города по загрязнению атмосферы. Среди них Москва, Пермь, Кемерово. Больше всего вреда приносят автомобили. На долю автотранспорта приходиться 80% вредных выбросов в атмосферу. Выхлопные газы вызывают 70% детских болезней: астмы, онкологические, легочные, заболевания кроветворных органов, органов выделения и пищеварения. Также большое влияние на загрязнение атмосферы оказывают промышленные предприятия, расположенные в черте городов. Над крупными городами атмосфера в среднем содержит в 10 раз больше аэрозолей и в 25 раз больше газов. Из-за более активной концентрации влаги происходит увеличению осадков на 5-10%. Вследствие уменьшения солнечной радиации и скорости ветра практически невозможно самоочищение атмосферы.

Прилегающие к крупным населенным пунктам сельскохозяйственные районы на площадях в сотни кв. км испытывают на себе влияние промышленного загрязнения. При этом наибольшую роль играет загрязнение серой, которая в виде сернистых соединений легко разносится воздушными потоками.

Для мониторинга качества среды предлагается несколько методик, в частности оценка состояния живых существ. Суть метода - в оценке состояния организма по гомеостазу (стабильности) развития. Оценка гомеостаза возможна с различных позиций. Наиболее перспективным для широкого использования считается морфологический подход. При этом величина флуктуирующей асимметрии (ФА) различных признаков дает характеристику стабильности развития.

В связи со всем вышеперечисленным мы сформулировали цель нашей работы: определить состояние окружающей среды в разных районах г. Прокопьевска используя комплексную методику определения флуктуирующей асимметрии признаков растения Тополь белый (Populus alba).

В каждом районе пробы растительного материала брались с десяти контрольных точек, причем пять из них находились вдоль улиц с высокой плотностью загруженности автомобилями или вблизи промышленных предприятий, другие пять - на отдаленных улицах, чаще в частном секторе. По карте отслеживалось местонахождение точек с целью распределить их равномерно по району и усреднить показатели.

Выбор признаков

Для оценки стабильности развития растений можно использовать любые признаки по различным морфологическим структурам (которые возможно оценить и учесть степень отклонения). Наиболее простым для анализа является учет асимметрии исследуемых структур, которые в норме являются симметричными.

В качестве наиболее простой системы признаков предлагается система промеров листа у растений с билатерально симметричными листьями. Для оценки величины флуктуирующей асимметрии выбираются признаки, характеризующие общие морфологические особенности листа, удобные для учета и дающие возможность однозначной оценки.

Измерения

Для измерения лист помещают перед собой стороной, обращенной к верхушке побега. С каждого листа снимают показатели по пяти промерам с левой и правой сторон листа.

1. Ширина левой и правой половинок листа (для измерения лист складывают пополам, совмещая верхушку с основанием листовой пластинки. Потом разгибают лист и по образовавшейся складке проводят измерения).

2. Длина жилки второго порядка, второй от основания листа

3. Расстояние между основаниями первой и второй жилок второго порядка

4. Расстояние между концами этих же жилок

5. Угол между главной жилкой и второй от основания листа жилкой второго порядка.

Пятибалльная шкала оценки стабильности развития

Первый балл шкалы-условия нормы (наблюдается у растений из благоприятных условий произрастания). Пятый балл - критическое значение (растения в сильно угнетенном состоянии). Значения третьего и четвертого баллов обычно наблюдаются в загрязненных районах .

Таблица 1.

Оценка состояния окружающей среды.

Величина показателя стабильности развития (флуктуирующая ассиметрия)

1 <=0,040

2 0,040-0,044

3 0,045-0,049

4 0,050-0,054

5 >=0,054

Основные источники загрязнения атмосферного воздуха.

2. 1. Историческая справка

Интенсивное загрязнение воздуха началось в 19 веке в связи с бурным развитием промышленности, которая стала использовать каменный уголь как основной вид топлива, и быстрым ростом городов. О роли угля в загрязнении атмосферы в Европе было известно давно. Однако в 19 веке он был самым дешевым и доступным видом топлива в Западной Европе, в том числе и Великобритании. Есть на чем работать промышленности, производство дает прибыль, да и продажа угля бытового отопления приносит неплохой доход - скажите, пожалуйста, при чем здесь разговоры о каком-то там воздухе? "Даже в начале текущего столетия, пишет английский ученый Т. С. Уилсон,- находились промышленники, которые уверяли, что дым безвреден для здоровья, что шотландский уголь немыслимо сжигать без дыма и что истинные беды происходят от дыма, который дают домашние печи и камины".

Но уголь (удельный вес которого, кстати, в топливном балансе некоторых стран вновь увеличивается) не единственный источник загрязнения атмосферы. Сейчас в атмосферу ежегодно выбрасывается огромное количество вредных веществ, и, несмотря на значительные усилия, принимаемые в мире с целью уменьшить степень загрязнения атмосферы, находится в развитых капиталистических странах. При этом исследователи отмечают, что если над сельской местностью вредных примесей в атмосфере ныне в 10 раз больше, чем над океаном, то над городом их больше в 150 раз.

Вот уж поистине возникли благоприятные условия для деятельности предсказанных фантастами продавцов воздуха!

Сейчас в США и Англии крупные города получают на 15% меньше солнечных лучей, но зато на 10% больше дождя, града и прочих атмосферных осадков, чем несколько десятилетий назад, огромные материальные потери, которые несут ведущие западные страны.

Только экономический ущерб от загрязнения атмосферы США составлял к началу 70-х годов 16млрд. долларов - почти 80 долларов на каждого жителя (в первой половине 60-х годов он оценивался в 11млрд. долларов). Потери Англии по этой же причине равнялись 275млрд. фунтов стерлингов. Но никакими долларами, фунтами или марками не возместить вред, наносимый здоровью людей.

Крупные капиталистические государства несут львиную долю ответственности и за уничтожение запасов атмосферного кислорода. По некоторым данным, за последние 100 лет уничтожено 240млрд. т. "газа жизни", а взамен в атмосферу было выброшено 360млрд. т. ядовитой двуокиси углерода. Дело дошло до того, что ныне промышленность США потребляет в два раза больше кислорода, чем вырабатывают его основные "поставщики" - зеленые растения страны!

Получается, что значительная часть так необходимого и для жизни, и для нужд техники кислорода изымается из мирового баланса и "контрабандно" перемещается в Америку. Жизнь "в кредит без отдачи"!

Судя по тому, что известно об их распределении и вредном эффекте, окислы серы и разнообразные мелкие частицы (это могут быть смеси сажи, пепла, пыли, капелек серной кислоты, асбестовых волокон и т. д. ), по-видимому, вызывают даже больше болезней, чем выхлопные газы автомобилей. Эти загрязнения поступают первоначально от объектов, именуемых "постоянными источниками" - электростанций, заводов и жилых домов. Окислы серы и тонкие частицы пыли обычно концентрируются в местах наиболее интенсивного сжигания угля и главным образом опасны зимой, когда для обогрева приходится сжигать большие топлива. Фотохимический смог, наоборот, бывает более плотным в летнее время.

Помимо основных загрязнителей, в тех или иных местах в воздухе циркулируют различные вредные вещества, самый распространенный из токсичных тяжелых материалов - свинец - обычная составная часть бензина. Переносимые по воздуху никель, ртуть относительно редки, но в некоторых работах они представляют собой прямую угрозу. Канцерогенные волокна асбеста обнаружены в городском воздухе повсеместно. И, наконец, часть радиоактивных осадков - последствие испытаний ядерного оружия - выпадает на Землю вместе с дождем.

В атмосферу попадают токсичные вещества от тех предметов, которые мы каждый день держим в руках, и не представляем вред, который они могут нанести. Например, сухая батарейка, содержащая ртуть, покупается, используется по назначению и "выбрасывается". Но что происходит с ней дальше? Сначала она попадает в мусорный контейнер. Затем контейнер отвозят на мусоросжигательную станцию. Здесь ртуть нагревается, она образует ртутные пары, которые выбрасываются через трубу. Ртутные пары токсичны. Ветер подхватывает их, и, в конце концов, они оказываются в атмосфере, конечно, потом токсичные пары осаждаются на Землю с дождем или снегом.

Долгое время загрязнения воздуха связывали с экономическим благосостоянием и ростом городов; сегодня эти связи не находят полного оправдания. Но наиболее интенсивное загрязнение воздуха, как и прежде, отмечается в крупных районах, где циркуляция воздуха задерживается и невелика.

2. 2. Состояние атмосферы в г. Прокопьевске.

По данным Государственного учреждения <<Областной комитет по охране окружающей природной среды>> основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят предприятия жилищно-коммунального хозяйства - 54,6%, топливной промышленности - 27,8%, машиностроения и металлообработки - 6,7

В атмосферу Кузбасса ежегодно попадает более 1,5 млн. тонн вредных промышленных выбросов, из которых 51,6% - окись углерода, 15% - сернистый ангидрид, 8% - окислы азота, 3,5% - углеводород .

Выбросы автотранспорта составляют 25,6 % антропогенных выбросов. Атмосфера города загрязнена сажей, сероводородом, пылью, диоксидом серы, оксидом углерода, окислами азота.

Наибольший "вклад" в загрязнение вносит металлургия - более 800 тысяч тонн, энергетика - 320тысяч тонн, угольная промышленность - 170 тысяч, строительная - 80 тысяч, химическая - 15 тысяч тонн.

Из городов абсолютное первенство по загрязнению - у Новокузнецка - 573тысячи тонн. Далее следуют: Белово - 113, Мыски - 102, Кемерово - 95,Прокопьевск - 43, Киселёвск - 32, Топки - 30, Ленинск - Кузнецкий - 27 .

Глава 3: Практическая часть. Расчет флуктуирующей асимметрии признаков растений в разных районах г. Прокопьевска.

В результате произведения исследований нами обследованы 50 участков по г. Прокопьевску (10 в каждом районе). По каждому району результаты сводились в таблицы и диаграммы, выводились средние результаты. Так, наивысшее загрязнение в районе Красная горка 0. 72 - 5 баллов. Наименьшее загрязнение - 0. 07 - в Зенково .

Таблица 2.

Показатели ФА на контрольных участках.

Участки балл

Среднее

Зенково

Продмаш

5 0,249

Кр. горка

5 0,19

5 0,183

5 0,169

На участке <<Красная горка>> показатель ФА колеблется от 0. 112 до 0. 72, на участке <<Продмаш>> - 0. 12 - 0. 43. в Зенково показатели наименьшие - от 0. 07 до 0. 3.

В результате сведения данных в общую таблицу выяснилось, что наиболее высокий показатель ФА в районе Продмаш(5 баллов), на втором месте район Кр. горка - (5 баллов). Третье место занимает Центральный район - 5 балла . Состояние

Таблица 3.

Сводная таблица по выбранным точкам

Флуктуирующая ассиметрия

Доверительный интервал

Зенково

Продмаш

Кр. Горка

Среднее по городу

Рисунок 9: Флуктуационная асимметрия признаков растений различных районов г. Прокопьевска

Наименее загрязненным (по показателям ФА) является Зенковский район, что объясняется отсутствием производства, большим количеством растений, многочисленными зелеными зонами.

Средний показатель ФА по городу составляет 0,1878, что соответствует пяти баллам - высокая степень загрязнения окружающей среды.

Выводы.

В результате проведенных исследований нами сделан ряд выводов:

1. Основной источник загрязнения окружающей среды в г. Прокопьевске - жилищно-коммунальное хозяйство, доля производимых ими загрязняющих веществ составляет 48%.

2. Основное загрязняющее вещество в атмосфере над городом - окислы углерода, ему отводится 51. 6% всего состава загрязняющих веществ.

3. Наиболее загрязненный, по показателям ФА, район - Продмаш Причины этому - пролегание трассы областного значении, наличие промышленных предприятий, роза ветров г. Прокопьевска.

4. Наименее загрязненный район - Зенково, благодаря обширным зеленым зонам, отсутствию производства, отдаленности относительно остальных районов.

5. Средний показатель ФА по городу соответствует высокой степени загрязнения - 5 баллов.