ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛИЧЕСТВА МЕЛКОДИСПЕРСНОЙ ПЫЛИ И ЕЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА В ЖИЛОЙ ЗОНЕ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ С ПОЗИЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ
Article Sidebar
Main Article Content
Аннотация
Аннотация. Атмосферный воздух населенных пунктов наполнен различными химическими соединениями из антропогенных и природных источников. Особая нагрузка на жилые зоны может исходить от предприятий строительной индустрии в виде загрязнения территорий мелкодисперсной пылью (РМ10). Актульность темы исследования заключается в мониторинге РМ10 в тех жилых зонах, которые не попадают в сферу влияния государственных экологических постов, но расположены вблизи деятельности предприятий сройиндустрии. Объект исследования – атмосферный воздух жилой зоны рп Средняя Ахтуба (Среднеахтубинский район Волгоградской области). Предмет исследования – мелкодисперсная пыль на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) в жилой зоне рп Средняя Ахтуба (Среднеахтубинский район Волгоградской области) за весенне-летний период в 2018 году в условиях техногенной нагрузки двух предприятий по производству керамзита и др. в сравнительной характеристке с условно-чистой зоной. Цель работы заключалась в исследовании количества мелкодисперсной пыли (РМ10), определении ее химического состава в жилой зоне рп Средняя Ахтуба. Анализ частиц позволил выявить превышение количества мелкодисперсной пыли (РМ10) в жилой зоне рп Средняя Ахтуба в 1.4 раза по сравнению с условно-чистой зоной с прогнозированием смешанного типа загрязнения: с одной стороны – это выбросы химических соединений керамзитовых производств, с другой стороны – загрязняющие вещества от других антропогенных и природных источников. Для снижения нагрузки на жилую зону рп Средняя Ахтуба требуется совершенствование системы защиты окружающей среды на предприятиях по производству керамзита, благоустройство и озеленение их санитарно-защитных зон, в том числе, поиск других источников загрязнения жилых зон рп Средняя Ахтуба.
Предмет исследования: количество мелкодисперсной пыли (NPM10,%) на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) и ее химический состав.
Материалы и методы: материалом исследования являлись листья абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca), которые выступали естественными пробоотборниками твердых частиц из атмосферного воздуха населенных пунктов за весенне-летний период 2018 года. Исследование частиц согласовалось с международными методиками (Dzierzanowski K. [etc], 2011;Lukowski A. [etc], 2020); ГОСТом Р 56929-2016 и др. Микроанализ химических соединений выполнялся на электронном сканирующем микроскопе (Dual Beam - Versa 3D) и др.
Результаты: установлено статистически значимое превышение количества мелкодисперсных частиц ((NPM10),%) в 1,4 раза (2018 год) на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca) на экспериментальной территории (NPM10=91,55%) по сравнению с условно-чистой зоной (NPM10=66,14%) за весенее-летний период 2018 года на основе применения непарметрического критерия Краскела – Уоллиса, Т-критерия Вилкоксона при уровне значимости: р=0,05. Пылевидные частицы (РМ10), отобранные на листьях абрикосовых деревьев (Prunus armeniaca), состояли из следующих химических соединений (масс,%): (TiO2 (0.0313), CaO (18.0435), Fe2O3 (0.1805), Al2O3 (1.5197), K2O (25.4243), MgO (19.4668), Na2O (0.0001), SiO2 (2.8776), MnO (0.0324), P2O5 (7.7117), SO3 (3.2323), в том числе Cl2O(21.4797). При этом определены в частицах и другие оксиды (мас.%): CuO (0.0317), ZnO (0.0618), Br2O (0.0371), SrO (0.2344); F – (3.51), Mo (0,36) и др.
Выводы: проведенное исследование позволяет спрогнозировать смешанный тип загрязнения мелкодисперсной пылью (РМ10) жилой зоны рп Средняя Ахтуба. С одной стороны, частицы поступают из промышленной зоны керамзитовых производств в виду наличия в частицах химических соединений из состава глинистых минералов (TiO2, CaO, Fe2O3, Al2O3, K2O, MgO, Na2O, SiO2, MnO, P2O5, SO3), фтора (F), как побочного продукта технологического процесса производства керамзита. С другой стороны, такие соединения, как: Cl2O, CuO, ZnO, Br2O, SrO, Mo и др., могли быть продуктами как антропогенных, так и природных источников, что свидетельствует об экологических рисках для населения и отуствия должной меры защиты жилых зон рп Средняя Ахтуба от загрязняющих веществ. В этой связи требуется совершенстование системы защиты на предприятиях по производству керамзита, благоустройству и озеленению санитарно-защитной зоны предприятий, а также поиска других источников загрязнения, которые продуцируют: Cl2O, CuO, ZnO, Br2O, SrO, F, Mo и др. Данная работа демонстрирует возможность листьев растений выступать эффективными «пассивными биомониторами» экологической ситуации в тех жилых зонах населенных пунктов, где отсуствуют государственные экологические посты.
Article Details
Библиографические ссылки
Wu RS, Zhong LJ, Huang XL, Xu HB [etc.] Temporal variations in ambient particulate matter reduction associated short-term mortality risks in Guangzhou, China: A time-series analysis (2006-2016)// SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT.2018. V. 645. pp. 491-498.
Mokhtari M., Miri M., Khorsandi H. [etc.] Assessment of Air Quality Index and Health Impact of PM10, PM2.5 and SO2 in Yazd, Iran // Journal of Mazandaran University of Medical Sciences.2015.pp. 14-23.
Rabha Indoor air pollution in rural north-east India: Elemental compositions, changes in haematological indices, oxidative stress and health risks // ECOTOXICOLOGY AND ENVIRONMENTAL SAFETY.2018. V. 165.pp. 393-403.
Ran J.J. Long-Term Exposure to Ambient Fine Particulate Matter and Mortality From Renal Failure: A Retrospective Cohort Study in Hong Kong, China//AMERICAN JOURNAL OF EPIDEMIOLOGY.2020.V.189.issue6.pp.602-612.DOI10.1093/aje/kwz282.
Andersen Z., Pedersen M., Weinmayr G. [etc.] Long-term exposure to ambient air pollution and incidence of brain tumor: the European Study of Cohorts for Air Pollution Effects (ESCAPE)// NEURO-ONCOLOGY. 2018.V.20. issue: 3. pp. 420-432.
Oberdorster, G. Toxicology of ultrafine particles: in vivo studies, Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. Series A 358, 1775, 2000, pp. 2719—2740.
Brown, D.M., Wilson, M.R., MacNee, W., Stone, V. and Donaldson, K. Size-dependent proinflammatory effects of ultrafine polystyrene particles: A role for surface area and oxidative stress in the enhanced activity of ultrafines. Toxicology and Applied Pharmacology, 175 (3), 2001, pp. 191—199.
Oberdorster, G., Gelein, R.M., Ferin, J. and Weiss, B. Association of particulate air pollution and acute mortality: involvement of ultrafine particles? Inhal. Toxicol., 7, 1995, pp. 111—124.
Donaldson, K., LI, X.Y. and MacNee, W. Ultrafine (nanometer) particle mediated lung injury. Journal of Aerosol Science, 29 (5-6), 1998, pp. 553—560.
Donaldson, K., Stone, V., Gilmore, P.S., Brown, D.M. and MacNee, W. Ultrafine particles: mechanisms of lung injury. Phil. Trans. Roy. Soc. Lond., Series A 358, 2000, pp. 2741—2749.
McCawley M.A., Kent M.S. and Berakis M.T. Ultrafine beryllium aerosol as a possible metric for chronic beryllium disease. Appl. Occup. Environ. Hygiene, 16, 2001, pp.631-638.
Nevmerzhickij N.V. Metodika ocenki i prognozirovaniya ekstremal'nogo zagryazneniya vozduha na avtomagistralyah melkodispersnymi vzveshennymi chasticami PM10 i PM2.5: dis. ... kand. tekh. nauk. M., 2017. 155 s.
Salahov A.M., Kabirov R.R., Morozov V.P., Ariskina R.A., Valimuhametova A.R., Ariskina K.A. Issledovanie struktury i fazovogo sostava glin v processe ih termicheskoj obrabotki // Stroitel'nye materialy. 2017. № 9. S. 18–22.
Ryazanova A.S. Sposobnost' smektitovoj komponenty bentonitovoj gliny k interkalyacii glicina// Vestnik Permskogo universiteta.2020. Tom 19, № 1.s.44-49.
Kotlyar A.V. i dr.Osobennosti himicheskogo sostava argillitopodobnyh glin i argillitov// Stroitel'nye materialy.2016.№4.s.100-15.
Lu S.L. Mineralogy of inhalable particulate matter (PM10) in the atmosphere of beijing, China//WATER AIR AND SOIL POLLUTION.2007.V.186.issue1-4.pp.129-137.DOI:10.1007/s11270-007-9470-5.
Drozd V.A. Godovye kolebaniya chastic RM10 v vozduhe Vladivostoka//Izvestiya Samarskogo nauchnogo centra Rossijskoj akademii nauk.2015.T.17. №5(2).s.646-651.
Krueger B.J. Heterogeneous chemistry of individual mineral dust particles from different dust source regions: the importance of particle mineralogy//ATMOSPHERIC ENVIRONMENT.V.38.issue36.pp.62253-6261. DOI:10.1016/j.atmosenv.2004.07.010.
Ram S.S. [etc] Physico-chemical characterization of street dust and re-suspended dust on plant canopies: An approach for finger printing the urban environment//ECOLOGICAL INDICATORS.2014.V.36.p.334-338.DOI: 10.1016/j.ecolind.2013.08.010.
Mantovani, L. [etc] Magnetic and SEM-EDS analyses of Tilia cordata leaves and PM10 filters as a complementary source of information on polluted air: Results from the city of Parma (Northern Italy)// ENVIRONMENTAL POLLUTION.2018.V.239.рp.777-787. DOI:10.1016/j.envpol.2018.04.055.
Wang L. [etc] Physicochemical characteristics of ambient particles settling upon leaf surfaces of urban plants in Beijing//JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCES.2006.V.18.issue5.p.921-926.DOI:10.1016/S1001-0742(06)60015-6.
Khalilimoghadam, Bijan Atmospheric particle adsorption rates of plants in an industrial city of southwest Iran// AEOLIAN RESEARCH.2021.V.53. DOI:10.1016/j.aeolia.2021.100752.
Hubai K. Accumulation pattern of polycyclic aromatic hydrocarbons using Plantago lanceolata L. as passive biomonitor//ENVIRONMENTAL SCIENCE AND POLLUTION RESEARCH.2021.DOI:10.1007/s11356-021-16141-1.
Hisina N.R., Badyukov D.D., Virt R., Mikrostruktura, nanomineralogiya i lokal'naya himiya kriptokristallicheskih kosmicheskih sferul// Geohimiya.2016.№1.S.78-88.
Genge, M. J.; Larsen, J.; Van Ginneken, M. [etc] An urban collection of modern-day large micrometeorites: Evidence for variations in the extra-terrestrial dust flux through the Quaternary// GEOLOGY.2017.V.45.issue 2.pp.119-122.
Morales-Garcia S.S. [etc ] Characterization of As and trace metals embedded in PM10 particles in Puebla City, Mexico// ENVIRONMENTAL MONITORING AND ASSESSMENT.2014.V.186.issue 1. Pp.55-67. DOI: 10.1007/s10661-013-3355-4.
Rodriguez-Navarro С. [etc] Mineralogy and physicochemical features of Saharan dust wet deposited in the Iberian Peninsula during an ex-treme red rain event// ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS.2018.V.18.issue13.pp. 10089-10122. DOI: 10.5194/acp-18-10089-2018.
Pronin A.P., Vol'fson I.F., Oderova A.V. Flyuidnaya aktivnost' zemli i sreda obitaniya, biogeohimicheskie provincii, geopatogennye zony, geoekologiya cheloveka . M.:2010.220s.
Šliaupa S., Zukauskas G., Zakarevicius A., Denas Z., Jakubeniene M., Šliaupiene R., Davidoniene O. The correlation of potential fields with psychic disorders and somatic diseases in Lithuania: what is behind it? Medical Geology Newsletter No. 10, January 2007, pp. 18–22.
Kalinchuk V.V., Astahov A.S. Atmohimicheskie oreoly rasseyaniya rtuti nad aktivnymi geologicheskimi strukturami severnoj chasti YAponskogo morya// Geologiya i geofizika.2014.T. 55. № 12.C. 1728—1737.
Dzierzanowski K, Popek R, Gawronska H, Saebo A, Gawronski SW (2011): DEPOSITION OF PARTICULATE MATTER OF DIFFERENT SIZE FRACTIONS ON LEAF SURFACES AND IN WAXES OF URBAN FOREST SPECIES. International Journal of Phytoremediation 13, 1037-1046
Lukowski A, Popek R, Karolewski P (2020): Particulate matter on foliage of Betula pendula, Quercus robur, and Tilia cordata: deposition and ecophysiology. Environmental Science and Pollution Research 27, 10296-10307