Фоновое загрязнение осадков как показатель экологической обстановки в городе Тобольске

Авторы: Косташ Елена Викторовна, Шилинг Евгений Александрович

.

Рубрика: Науки о Земле

Страницы: 139-144

Объём: 0,40

Опубликовано в: «Наука без границ» № 2 (19), февраль 2018

Скачать электронную версию журнала

Библиографическое описание: Косташ Е. В., Шилинг Е. А. Фоновое загрязнение осадков как показатель экологической обстановки в городе Тобольске // Наука без границ. 2018. № 2 (19). С. 139-144.

Аннотация: В статье рассмотрен вопрос фонового загрязнения в г. Тобольске (Тюменская область), актуальный для населенного пункта. Фоновое загрязнение – концентрация загрязняющего вещества в определенном объеме пространства, не подвергающемуся техногенному воздействию. На данный момент в черте округа Тобольска находится три завода и строится четвертый, который обещает стать главной нефтеперерабатывающей артерией России.

В связи с актуальностью темы было решено провести исследование с целью обнаружения возможного фонового загрязнения осадков отходами, характерными для заводов переработки ПНГ и нефтеперерабатывающих предприятий округа, и выяснить, не представляет ли фоновое загрязнение потенциальной опасности для учащихся МАОУ «СОШ №9 с углубленным изучением отдельных предметов» города Тобольска. Согласно цели были поставлены следующие задачи:

  1. Изучить теоретические основы классификации и вреда некоторых видов отходов.
  2. Провести опрос среди населения касательно обозначенной темы.
  3. Провести химический анализ проб снега на пришкольной территории и территории Ландшафтного парка.

Объект исследования – талый снег, взятый в разных точках пришкольной территории и на территории Ландшафтного парка.

Методы исследования: социальный опрос, титриметрический анализ.

Рабочая гипотеза - если возможно обнаружить фоновое загрязнение отходами, характерными для находящихся в черте города Тобольска заводов переработки ПНГ и нефтепереработки, то можно свидетельствовать о потенциальном экологическом влиянии этих заводов.

Значение исследования заключается в обнаружении возможного экологического риска и его оценке.

Перед написанием работы был проведен социальный опрос на платформе ВКонтакте и при помощи свободной Google формы; был опрошен 221 человек. Опрашиваемым было предложено одиннадцать вопросов, освещающих темы загазованности города, экологического влияния заводов округа и отношение опрашиваемых к заводам холдинга СИБУР. Результаты по некоторым пунктам опроса представлены далее в форме гистограмм (рис. 1).

Результаты опроса

Рис. 1. Как Вы оцениваете влияние деятельности компании СИБУР на жизнь в городе?

 Результаты опроса

Рис. 2. Считаете ли Вы, что заводы, находящиеся в черте города Тобольска или его округа, являются важным градообразующим элементом?

 Результаты опроса

Рис. 3. Посещали ли Вы когда-нибудь "Экологическую тропу", организованную около завода переработки ПНГ в черте города Тобольска?

 Результаты опроса

Рис. 4. Посещали ли Вы экскурсии по заводу холдинга СИБУР?

Результаты опроса

Рис. 5. Считаете ли Вы, что заводы холдинга СИБУР (или строящийся завод ЗапСибНефтехим) оказывают (или будут оказывать) негативно влияние на экологическое состояние города?

Так как исследование проводилось в зимнее время года, то в качестве осадков был выбран снег. В качестве площадок для сбора проб были выбраны территории образовательного учреждения, соседнего школе двора внутри микрорайона № 4, главпочтамта и для сравнения территория Ландшафтного парка, т. к. данный парк развлечений находится на перекрестке улицы Юбилейной и проспекта Менделеева, ведущего на территорию заводов компании СИБУР (рис. 6) [2]. Отбор проб проводился согласно действующему ГОСТу[1].

Расположение площадок сбора проб

Рис. 6. Карта-схема – взаимное расположение площадок сбора проб снега (составлено автором)

Среди характерных для заводов отходов, выбрасываемых в атмосферу, преобладают оксиды азота и серы, среди загрязняющих сточные воды - соли переходных металлов. Исходя из вышесказанного было решено провести химический анализ проб на наличие нитрат-, сульфат- и сульфит-ионов, а также на растворимые соли железа и карбонатную жесткость. В ходе работы было предположено, что если заводы компании СИБУР производят вредные выбросы, то будет наблюдаться обратная зависимость между концентрацией фонового загрязнения в пробе и расстоянием от точки сбора до завода Сибур-Тобольск (рис. 7).

Расположение предприятий

Рис. 7. Карта-схема – расположение предприятий в округе г. Тобольска (составлено автором)

Перед химическим анализом заранее оттаявшие пробы отфильтровывались, осадок взвешивался и находилось отношение нерастворимых примесей к общему объему пробы, а также замерялся pH фильтрата. Для проведения анализа был выбран титриметрический метод вследствие его простоты в методике и высокой точности. Исследование проводилось в специально оборудованной лаборатории МАОУ «СОШ №9» (рис. 8).

Проведение химического анализа

Рис. 8. Проведение химического анализа в школьной лаборатории (отбор аликвоты)

Сначала было проведено перманганатометрическое титрование на содержание нитратов согласно методике [1]. Для этого их предварительно восстанавливали ионами Fe2+ (1), а затем избыток этих ионов окисляли перманганатом калия (2) путем прямого титрования. Реакция проводилась при нагревании в присутствии серной кислоты (кислая среда катализирует данную реакцию).

формула     (1)

Химическая формула     (2)

Количественное определение сульфат- и сульфит-ионов проводилось при помощи упрощенной бариметрии согласно методики РД 52.24.406-2006. Для этого разбавленную аликвоту титровали раствором хлорида бария (BaCl2) до прекращения выпадения осадка (3, 4). Т. к. в ходе эксперимента была вероятность совместного осаждения сульфата бария вместе с переходными металлами и карбонатами, то при подведении итогов были учтены результаты на карбонатную жесткость и содержание ионов железа.

Химическая формула     (3)

Химическая формула   (4)

Титрование на карбонатную жесткость проводилось по классической схеме раствором соляной кислоты (HCl) в присутствие индикатора метилового оранжевого до появления слабо-розового окрашивания (5, 6).

Формула титрования     (5)

Химическая формула     (6)

Перманганатометрия [1] на содержание ионов железа Fe2+ и Fe3+ дала отрицательные результаты в случае всех проб. Для уверенности в отсутствии таковых ионов был проведен качественный анализ: на Fe2+ красной кровяной солью (K3[Fe(CN)6]), а на ионы Fe3+ - роданидом калия (KSCN), - который также не дал положительной реакции.

Результаты, полученные в ходе исследования, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Сводная таблица результатов химического анализа

№ п/п

pH

Отношение mосадка к Vобщему, г/литр

C(NO3), г/дм3

Теоретическая C(SO42-, SO32-), г/дм3

Cобщ.(CO32-, HCO3-), мг-экв/дм3

Предположительная C (Fe2+), мг/дм3

1

~ 5

- н -

1,55

0,6248

162

-

2

~ 5

0,0145

2,914

2,376

129,6

-

3

~ 6

0,0161

3,813

2,2704

129,6

-

4

~ 6

0,0204

4,03

2,2616

150

-

ПДКпит.вода*

 

0,001

0,045

0,5

7,0 (10)

0,3 (1,0)

* ПДКпит.вода – предельно допустимая концентрация для питьевой воды[2].

pH осадков в норме имеет значение 5,5…6, т. к. углекислый газ, находящийся в атмосфере, вступая в реакцию с молекулами воды, даёт угольную кислоту, обуславливающую кислую среду проб. Также раз показатели сульфатов и нитратов завышены, можно утверждать о наиболее вероятном нахождении соответствующих оксидов в атмосфере. Однако повышенные показатели рассматриваемых параметров были отмечены в пробах, взятых рядом с крупными дорогами (п. 3 – проспект Комсомольский, п. 4 – перекресток улицы Юбилейной и проспекта Менделеева). Повышение массы нерастворимых примесей также можно объяснить возможными смывами дорожных покрытий и специальных присыпок.

Выводы:

  1. Содержание нитратов и сульфатов в пробах завышено, выявлена высокая жесткость. Следов ионов железа обнаружено не было, pH проб в рамках 5…6, что является нормой для осадков.
  2. В атмосфере города Тобольска имеются повышенные содержания окисей азота и серы, что, скорее всего, является следствием выхлопных газов, т. к. подобные выбросы не характерны для заводов округа.
  3. Анализ проб снега показал отсутствие потенциальной опасности для учащихся. Корреляции между концентрацией фонового загрязнения и расстоянием между точкой сбора пробы и заводом обнаружено не было.
  4. Негативные настроения населения относительно деятельности заводов округа, вероятнее всего, связаны с непониманием технологии производственных процессов, происходящих на заводах городского округа.
  5. Для более точных выводов необходим более полный и всесторонний мониторинг и анализ осадков на территории города Тобольска и территории функционирующих заводов округа.

 

Список литературы

  1. Крешков А. П. Основы аналитической химии. Теоретические основы. Количественный анализ. Том 2. М. : Изд. «Химия», 1971 г.
  2. Официальный сайт «СИБУР Холдинг»: сайт. Режим доступа: https://www.sibur.ru/.

Материал поступил в редакцию 15.02.2018
© Косташ Е. В., Шилинг Е. А., 2018


[1] ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы (ССОП). Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. М.: Гос. ком. СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды, 25 мая 1985 г.
[2] СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. М.: Мин. юст. Рос. Федерации, 31 октября 2001 года.