Оценка экоситуации в г. Магнитогорске по биопоказателям лиственницы сибирской и сосны обыкновенной

предлагается использование технологии с торговым названием АНАМЕТ для очистки концентрированных субстратов естественного происхождения. Установка состоит из метантенка, вторичного отстойника анаэробного ила, аэротенка-отстойника и вторичного отстойника аэробного ила. Линия укомплектована теплообменниками для подогрева сбраживаемой жидкости, насосами, КИП и автоматикой. На рисунке представлена схема установки АНАМЕТ, разработанной шведской фирмой АС Biotechnics.

Схема установки АНАМЕТ: 1 — подогреватель субстрата; 2 — метантенк; 3 — отстойник метантенка; 4 — аэротенк; 5 — отстойник аэротенка; А — субстрат; Б — очищенная жидкость, В — аэробный активный ил; Г — биогаз

Поступающая сточная вода нагревается в теплообменнике до 35-37°С и подаётся в метантенк, где

происходит конверсия в биогаз 85% органического углерода. Осуществляется рециркуляция анаэробного активного ила из вторичного отстойника. Дальнейшая очистка производится в аэротенке-отстойнике, аэробный ил из вторичного отстойника частично возвращается в аэротенк, а избыток на сбраживание поступает в метантенк. Общее снижение загрязненности - 98% по БПК5. Предлагаются различные модификации процесса анаэробно-аэробной очистки, однако принципиальная схема, по которой построена технология АНАМЕТ, практически не изменяется. Новшества касаются только конструкции реакторов и отстойников, применения реагентов для обработки осадков.

Таким образом, предложенный способ является одним из наиболее перспективных, эффективных и экономически выгодных способов очистки сточных вод.

Литература

1. Баженов В.И., Денисов А.А. Проектирование современных комплексов биологической очистки сточных вод // Экология и промышленность России. 2009. №2. С. 26-27.

2. Методы обработки осадка (биохимическая очистка воды). URL: http://www.chem-astu.ru/wiki.

Сведения об авторах

Волкова Елена Александровна - канд. техн. наук, доц. факультета стандартизации, химии и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: 8(3519) 29-84-62. E-mail: valena.dom@rambler.ru

Багаутдинова Лилия Наилевна - студентка факультета стандартизации, химии и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: bagautdin-liliya@yandex.ru

Ворсин Виктор Сергеевич - студент факультета стандартизации, химии и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: vorsyanka@mail.ru

♦ ♦ ♦

УДК 630.116.64

Ворсин В.С., Коробова Н.Л.

ОЦЕНКА ЭКОСИТУАЦИИ В г. МАГНИТОГОРСКЕ ПО БИОПОКАЗАТЕЛЯМ ЛИСТВЕННИЦЫ СИБИРСКОЙ И СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ

Аннотация. Рассмотрена чувствительность годичного прироста веток лиственницы сибирской и сосны обыкновенной к действию щелочного аэрозоля, выбрасываемого предприятиями чёрной металлургии. Указаны основные источники щелочного аэрозоля, а также последствия его влияния на исследуемые породы деревьев. Дана характеристика положительной динамики значений годичного прироста веток сосны обыкновенной за период с 2000 по 2013 гг., связанная со снижением запылённости выбросов в целом и снижением содержания в выбросах известкового компонента в частности, что говорит об улучшении экологической ситуации в г. Магнитогорске. Полученные результаты исследований позволяют рекомендовать лиственницу сибирскую для реабилитации урбосистем с чёрной металлургией с помощью методов зелёного строительства с учётом принципов рационального природопользования.

ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Ключевые слова: чёрная металлургия, щелочной аэрозоль, фитоценозы, флюс, доменное производство, известняковые карьеры, доломитовые карьеры, экологическое функционирование, архитектурно-планировочные требования, лиственница сибирская, сосна обыкновенная, годичный прирост веток.

Городские лесопосадки выполняют важнейшие экологические функции: выделяют 02 и фитонциды; поглощают С02, N02, SO2; снижают запылённость воздуха и уровень шума; улучшают микроклимат и украшают ландшафт [2]. В то же время определенные виды высших растений подвержены негативному действию атмосферных примесей.

Проблема стоит особенно остро в городах с чёрной металлургией и производством стройматериалов. В пределах таких урбанизированных территорий встречаются зоны распространения щелочного аэрозоля, представленного известью, доломитом, магнезитом, известняками.

Подобный аэрозоль подщелачивает атмосферные осадки и служит причиной их агрессивности. Извест-ково-доломитовая пыль не смывается осадками и не сдувается ветром. Оседая на листьях и хвое, известковая пыль ведёт к снижению их светопоглощения, засоряет устьица, ухудшает газообмен, ведёт к снижению интенсивности фотосинтеза и роста растений. После намокания и дальнейшего высушивания известь на поверхности хвои образует твёрдую корку, которая механически препятствует росту растений. Щелочные растворы, образующиеся при взаимодействии атмосферной влаги с такой коркой, вызывают ожоги покровных тканей растений, открывая путь грибковым инфекциям. Всё вышеуказываемое ведёт к обильному хвойному опаду, характеризующемуся щелочной реакцией. А так как вечнозелёные формы не способны обновлять хвою, то, однажды сбросив её, остаются такими навсегда и деградируют. Деградированные лесопосадки не способны осуществлять экологическое функционирование должным образом и не соответствуют архитектурно-планировочным требованиям.

Из вышесказанного следует, что листопадные породы деревьев и кустарников должны быть устойчивыми к действию щелочного аэрозоля, так как обновляют листву и хвою каждый год.

В данной работе оценивали прирост веток сосны обыкновенной и в небольшом количестве произрастающей на территории г. Магнитогорска лиственницы сибирской.

Основными источниками щелочного аэрозоля служат технологические и неорганизованные выбросы агломерационного производства, производство флюса, стройматериалов, неорганизованные выбросы доменного производства и карьеры - Смеловский известняковый и Агаповский доломитовый. Степень воздействия негативной нагрузки на городские фито-ценозы оценивали по щёлочности снега согласно литературным данным [1].

Таблица 1

Годичный прирост веток лиственницы сибирской г. Магнитогорска в 2013 г.

Площадки х ± т б V, % п Мо R

Дворец Культуры (ДК) им. Ромазана 11,3 ± 0,3 3,5 30,7 120 8,3 (1) 9,2 (2) 13,3

Ост. Энгельса 12,0 ± 0,4 2,2 18,4 30 12,7 8,1

Курортная поликл. 14,3 ± 0,5 3,5 24,3 60 12,1 (1) 13,1 (2) 14,9 (3) 15,4

Якты-Куль (фоновая) 10,7 ± 0,2 3,3 30,4 200 14,8 16,3

Были получены следующие результаты (табл. 1). Наименьшие значения (11,3 см) годичного прироста веток лиственницы сибирской наблюдаются на площадке (ДК им. Ромазана), располагающейся в наибольшей близости от основных источников щелочной пыли, наибольшие значения показателя - на наиболее удалённой площадке (Курортная поликлиника).

Для лиственниц с приблизительно одинаковым возрастом наблюдается закономерное увеличение годичного прироста веток по мере удаления от одного из основных источников щелочного аэрозоля - цементного завода г. Магнитогорска.

Величины годичного прироста веток лиственницы сибирской в пределах городской территории в 2013 г. выше по сравнению с величинами этого показателя фоновой территории (сопка Якты-Куль). Это может быть обусловлено следующими причинами: фоновая площадка располагается на пологом склоне сопки вблизи каменистых россыпей, а следовательно, хорошо дренируется; возможен уход за лесопосадками в пределах городской территории.

Некоторую чувствительность годичного прироста веток лиственницы сибирской к действию щелочного аэрозоля можно объяснить за счёт небольшой скорости роста этой породы деревьев [2].

Также в работе измеряли прирост веток сосны обыкновенной. Были получены следующие результаты. На всех исследуемых площадках в пределах г. Магнитогорска в 2002-2005 гг. наблюдается значительное снижение величины годичного прироста веток сосны обыкновенной (3,6-4,2 см - «ост. Химчистка. Северный переход») по сравнению с величинами исследуемого показателя фоновой территории дома отдыха «Кусимово» (9,5 см).

Наименьшие значения показателя характерны для площадки «ост. Химчистка. Северный переход», 2002 года, т.к. эта площадка находится в наибольшей близости к источнику щелочного аэрозоля - цементному заводу г. Магнитогорска.

В 2005-2006 гг. на цементном заводе г. Магни-

№1 (13). 2013

65

тогорска последовательно ввели в эксплуатацию современные электрофильтры, мощность которых на момент ввода в эксплуатацию составила более 98%. Снижение запылённости выбросов в целом и снижение содержания в выбросах щелочного компонента в частности послужили причиной положительной динамики исследуемых биопоказателей, что указывает на улучшение экологической ситуации в г. Магнитогорске.

Таблица 2

Межгодовая динамика годичного прироста веток сосны обыкновенной г. Магнитогорска

В городах с чёрной металлургией и производством стройматериалов в пределах области распространения щелочного аэрозоля сосну обыкновенную сажать не рекомендуется.

По визуальным наблюдениям лиственница имеет полное охвоение веток и может быть рекомендована для озеленения урбанизированных территорий в пределах зон распространения щелочного аэрозоля.

Выводы:

1) Наблюдается положительная динамика значений годичного прироста веток сосны обыкновенной за период с 2000 по 2013 гг., что может быть связано с сокращением пылевых выбросов в ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» («ММК»).

2) В городах с чёрной металлургией в пределах зоны распространения щелочного аэрозоля рекомендуется сажать лиственницу сибирскую, но не рекомендуется сажать сосну обыкновенную.

Литература

Год Площадки х ± m 5 V, % n

2000 Ост. Химчистка 2,50 ± 0,34 1,50 60,00 20

МГТУ 4,20 ± 0,30 1,80 42,90 30

д/о «Кусимово» (фоновая) 9,50 ± 0,80 3,70 39,10 22

2005 Ост. Химчистка 3,60 ± 0,23 1,50 41,10 40

МаГУ 4,10 ± 0,30 1,60 39,50 38

2012 Ост. Химчистка 7,30 ± 0,60 2,20 30,00 12

МГТУ 9,40 ± 0,80 2,70 28,70 12

2013 Ост. Химчистка 8,00 ± 0,15 2,14 26,76 200

МГТУ 9,18 ± 0,21 2,29 24,93 120

1. Экологическая оценка щёлочности снега г. Магнитогорска / Дробный О.Ф., Черчинцев В.Д., Коробова А.Н., Сафронова Ю.А., Шавернева Е.Г., Коробова Н.Л. // Инженерная экология. 2002. №6. С. 33-40.

2. Лес и здоровье человека / Маргус М.М., Имелик О.И., Сарв И.Ф., Янес Х.Я. М.: Лесная промышленность, 1979. 110 с.

Сведения об авторах

Ворсин Виктор Сергеевич - студент факультета стандартизации, химии и биотехнологии ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: vorsyanka@mail.ru

Коробова Нелли Леонидовна - д-р техн. наук, проф. факультета стандартизации, химии и биотехнологии ФГБОУ

ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». Тел.: 8(3519) 29-84-88.

♦ ♦ ♦