Демченко А.И., Сатпаева И.Б.

Усть-Каменогорск, ТОО «Алтайский геолого-экологический институт Усть-Каменогорск, ГУ «Школа-гимназия № 38», Казахстан

снеговой покров как индикатор загрязнения атмосферного воздуха урбанизированных городов

Среди специфических загрязняющих веществ в воздушном бассейне промышленных территорий и городов важное место занимают тяжелые металлы (ТМ), часть которых относится к первому и второму классам опасности. Их негативное влияние на человека проявляется не только в прямом воздействии высоких концентраций, но и в отдаленных последствиях, связан-ных со способностью многих металлов коммулироваться в организме [1, 2].

Одним из наиболее информативных методов при изучении характера и состава выпадений из атмосферы за определенный период (период снегостава) является опробование снегового покрова.

1. Решаемые задачи.

Получаемые в результате снегового опробования данные позволяют:

- выявить источники техногенного загрязнения и дифференцировать зоны их влияния по интенсивности воздействия на окружающую среду;

- рассчитать пылевые и метальные нагрузки на единицу площади за период снегостава;

- провести классификацию тяжелых металлов в выпадениях из атмосферы на трансгрессивные, регрессивные и фоновые, т.е. выделить из выявленного спектра поллютанты, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду, составить ассоциацию их сонахождения;

- используя уравнения регрессии, опосредованно оценить экологическое состояние атмосферного воздуха за период снегостава;

- выполнить прогноз характера и уровней загрязнения определенных территорий тяжелыми металлами на ближайшие годы.

Следовательно, получаемые в результате снеговой съемки данные являются уникальными и могут с успехом использоваться в качестве дополнительной информации при оценке экологического состояния атмосферного воздуха.

2. Камеральная обработка данных снегового опробования.

В работах ИМГРЭ [1, 2] при обработке данных снегового опробования рекомендуется определение следующих количественных параметров: коэффициент концентрации - К_с, пылевая нагрузка на единицу площади - Р_п, общая нагрузка, создаваемая поступлением химического элемента в окружающую среду - Р_общ., коэффициент относительного увеличения общей нагрузки элемента К_р, суммарный показатель нагрузки - Z_р. Их определение ведется по следующим формулам:

Кс = С/Сф(снег) (1);	Робщ. = С·Рп (3);	Рф = Сф(снег)·Рпф (5);
Рп = Ро∙S/t (2);	Кр = Робщ./Рф (4);	Zр = åКр - (n - 1) (6), где:

С - содержание элемента в твердом остатке снеговых проб, мг/кг;

С_ф(снег) - фоновое содержание элемента в твердом остатке снеговых проб, мг/кг;

Р_о - масса пыли в пробе, мг;

S - суммарная площадь опробования, м²;

t - время от начала снегостава, сут.;

Р_ф - фоновая нагрузка элемента, г∙км²/сут.;

Р_пф - фоновая пылевая нагрузка, которая для ВКО составляет 3,4 кг∙км²/сут.;

n - число учитываемых аномальных элементов.

Прежде чем оценивать корректность предлагаемых параметров и объективность получаемой с их помощью информации, напомним, что в выбросах предприятий [3] следует учитывать возможность появления двух принципиально различных типов нагрузки химических элементов на земную поверхность от загрязнения атмосферы: а) высокая нагрузка, формируемая в результате выпадения пыли с фоновыми или близкими к ним содержаниями химических элементов; б) нагрузка, образуемая выпадением пыли с высокими содержаниями химических элементов.

Первый тип нагрузки является в сущности, условно аномальным, на таких участках негативное воздействие на почвы, воды, растения практически отсутствует.

Второй тип нагрузки (собственно аномальный, трансгрессивный) воздействует негативно на все компоненты окружающей среды, где происходит постепенное повышение концентраций ТМ.

Таким образом, при последовательных расчетах Р_общ., К_р и Z_р не учитывать тип нагрузки химического элемента на земную поверхность от загрязнения атмосферы нельзя, поскольку мы получим заведомо завышенные и, тем самым, недостоверные результаты за счет фоновых (по отношению к почвам) нагрузок.

Исходя из вышеизложенного, представляется целесообразной следующая методика обработки данных снегового опробования:

1) Определение среднесуточной пылевой нагрузки по формуле (2).

2) Вычисление впервые вводимого в практику показателя накопления - П_н, как индикатора интенсивности техногенного прессинга на главную депонирующую природную среду - почвы за счет выпадений из атмосферы.

П_н = С/С_ф, где

С - содержание элемента в твердом остатке снеговых проб;

С_ф - фоновое содержание того же элемента в почве (региональный кларк).

По средним значениям П_н в том или ином контуре выделяются:

- трансгрессивные элементы, оказывающие загрязняющее воздействие на почвы (П_н более 1,5);

- регрессивные элементы, оказывающие разубоживающее влияние на почвы (П_н = 0,8 и менее);

- фоновые компоненты, практически не отражающиеся на средних значениях ТМ в почвах (П_н от 0,8 до 1,5).

3) Составление геохимической ассоциации сонахождения тяжелых металлов в твердом остатке снеговых проб для трансгрессивных компонентов, П_н которых более 1,5.

4) Для элементов, вошедших в ассоциацию сонахождения, рассчитывается лишь Р_общ. (3). Такие количественные параметры как К_р, Р_ф (в понимании ИМГРЭ) теряют смысл.

5) На последнем этапе обработки для каждой пробы рассчитываются значения Z_p - суммарного показателя нагрузки, аналогичного по смысловой нагрузке таковому параметру для почв. Вместо К_р - коэффициента относительного увеличения общей нагрузки элемента, в формулу (6) вводится П_н - показатель накопления (только по трансгрессивным элементам)

		n
Zp	=	å	Пн - (n-1).
		1

На основе указанных экологических параметров проводится построение карт пылевых и метальных нагрузок, а также суммы концентраций металлов в твердом остатке снеговых проб (в оценках по Z_p ).

Предлагаемая методика обработки данных снегового опробования позволяет рассматривать и оценивать в единой логической цепи взаимообусловленные компоненты окружающей среды: атмосферный воздух – снеговой покров – почвы.

Литература:

1. Методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве. М.: ИМГРЭ, 1990.

2. Ревич Б.А., Сает Ю.Е., Смирнова Р.С., Сорокина Е.П. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. М.: ИМГРЭ, 1982.

3. Сает Ю.Е., Ревич Б.А. и др. Геохимия окружающей среды. М.: 1990.