Результаты исследования уровня загрязнения пылью снежного покрова городских территорий (на примере городов Кызыл и Ак-Довурак Республики Тыва)

УДК 615.715

doi 10.24411/2077-5326-2020-10024

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ УРОВНЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПЫЛЬЮ СНЕЖНОГО ПОКРОВА ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДОВ КЫЗЫЛ И

АК-ДОВУРАК РЕСПУБЛИКИ ТЫВА)

Кара-Сал И. Д Тувинский государственный университет, г.Кызыл

RESULTS OF THE STUDY OF DUST POLLUTION OF SNOW COVER IN URBAN AREAS

I. D. Kara-Sal Tuvan State University, Kyzyl

Статья посвящена проблеме загрязнения снежного покрова отходами производства и потребления, которая является актуальной на сегодняшний день. Исследования проводились в двух городах Республики Тыва - в Кызыле и Ак-Довураке. В данной работе особое внимание уделяется оценке уровня загрязнения пылью снежного покрова в двух крупных техногенных источниках загрязнения городской среды - зонах влияния полигона твердых бытовых отходов (ТБО) г. Кызыла и отходов Ак-Довуракского горно-обогатительного комбината (ГОК) «Туваасбест». В результате проведенных исследований определены такие показатели, как средняя высота снежного покрова, масса поступления снега, пылевая нагрузка и уровни загрязнения пылью снежного покрова вблизи объектов размещения отхо-дов.Согласно градации уровней загрязнения пылью снежного покрова,наибольшее загрязнение отмечено в зоне влияния Ак-Довуракского ГОК «Туваасбест», и меньшее - в зоне влияния полигона ТБО г. Кызыла.

Ключевые слова: отходы производства и потребления; снежный покров; уровень загрязнения; средняя высота снежного покрова; масса поступления снега; пылевая нагрузка

^e paper is devoted to the current problem of snow cover pollution with production and consumption waste. The research was conducted in two cities of the Republic of Tuva, Kyzyl and Ak-Dovurak. In the article, considerable attention is paid to the assessment of the level of dust pollution of snow cover in the area of the Kyzyl solid waste landfill and waste from the Ak-Dovurak mining and processing plant of Tuvaasbest. As a result of the research, the average height of the snow cover, the mass of snow intake, the dust load and the levels of dust contamination of the snow cover near waste disposal facilities were determined.

Keywords: production and consumption waste; snow cover; pollution level; average height of snow cover; mass of snow intake; dust load

Загрязнение окружающей природной среды отходами производства и потребления остается одной из самых острых экологических проблем городских территорий. Источниками загрязнения атмосферы, гидросферы, снежного покрова и почвы городской среды являются отходы производства и потребления, а также несанкционированные свалки. В результате влияния этих техногенных источников в больших и малых городах появляются зоны, неблагоприятные для проживания населения.

В настоящее время одним из техногенных источников загрязнения городской среды является полигон ТБО г. Кызыла, созданный 1983 году, расположен в 5 км южнее от г. Кызыла. По данным администрации города площадь полигона 30 гектаров, вместимость 750 тыс. м 3, ежегодно на свалки г. Кызыла вывозится более 35869 тонн ТБО, кроме столицы твердые бытовые отходы поступают из села Сукпак и поселка Каа-Хем [1]. Захоронение твердых бытовых отходов (ТБО) на полигонах сопровождается эмиссиями биогаза и образованием фильтрата, вследствие чего происходит загрязнение атмосферы, почвы и подземных вод [2].

Другой источник загрязнения городских территорий - отходы Ак-Довуракского ГОК «Туваасбест», за более чем 50-летний период эксплуатации в отвалах складировано свыше 80 млн. м3 отходов асбестовой промышленности, загрязняющие компоненты природной среды. Отвалырасположены севернее от г. Ак-Довурака в розе ветров города преобладают юго-западные,южныеи западные ветры, а в ветреную сухую погоду пыль с отвалов летит на город, покрывая

серым слоем огороды и дома. ГОК «Тува-асбест» - предприятие по добыче и обогащению хризатил-асбестовых руд введено в действие в 1964 году. В 1980-е годы максимальная производительность комбината по выпуску асбеста составила 148565,5 тонн/ год, апо итогам 2011 г.- 4200 тонн/год[3]. В настоящее время комбинат «Туваасбест» почти остановил свою работу.

Асбестовая пыль и волокно являются асбестосодержащими отходами и относятся к 1 классу опасности.Общая площадь асбестовой пыли составляет более 50 км2, разносится ветрами на расстоянии до 10-20 км и охватывает всю территорию жилого массива. Концентрация пыли на границе са-нитарно-защитной зоны комбината превышает 2,9-8,7 раз ПДК[3]. Асбестовая пыль обладает канцерогенными свойствами, длительное воздействие на организм может привести к злокачественным опухолям,в первую очередь, органов дыхания (рак лег-ких).Поэтому исследование уровня загрязнения пылью снежного покрова городских территорий отходами производства и потребления является актуальной задачей на сегодняшний день.

В качестве объекта исследования выбраны участки, непосредственно прилегающие к объектам размещения отходов: полигон ТБО г. Кызыла; Ак-Довуракский ГОК « Ту-ваасбест».

Предметом исследования является снежный покров городских территорий: на примере г. Кызыл и Ак-Довурак Республики Тыва.

Исследования проводились в двух городах Республики Тыва - в Кызыле и Ак-До-вураке.

Столица Республики Тыва г. Кызыл расположен в восточной части Улуг-Хемской котловины, у слияния рек Большой Енисей (Бии-Хем) и Малый Енисей (Каа-Хем), образующих Верхний Енисей (Улуг-Хем).

Климат исследуемой территории резко континентальный, с суровой зимой и сухим жарким летом. Осадков выпадает мало. Среднегодовое количество составляет 225 мм, максимальное значение - 529 мм, минимальное - 60,8 мм.

Город Ак-Довурак расположен на западе Республики Тыва в среднем течении бассейна р. Хемчик, в Хемчикской котловине, является экономическим центром Барун-Хемчикского района.Название города в переводе с тувинского языка означает «белая земля», оно связано с месторождением асбеста, о котором рассказывается в тувинской легенде. Климат резко-континентальный. Зима морозная, безветренная и малоснежная, которая длится до 5 месяцев. По данным метеостанции г. Кызыла, с ноября по март, в среднем выпадает от 37,0 до 51,5 мм снега. Лето жаркое, сухое,осадков выпадает 150-200 мм /год. В целом, климатические условия данного региона отличаются суровостью.

Для определения содержания пыли в снежном покрове был выбран метод индикации снежного покрова. Пробы снега в зонах влияния полигона твердых бытовых отходов г. Кызыла и отходов Ак-Довуракского ГОК «Туваасбест, включая фоновую, были отобраны согласно руководству по контролю загрязнения атмосферы (РД.52.04.186-89) [4]. Пробы отбирались в период первой декады марта 2016 г., т. е. в конце зимы. Для отбора проб снега были заложены профили,

было отобрано по 6 проб снега весом 7-11 кг. На каждой площадке производились замеры высоты и описание снежного покрова.

Отбор производился по методу конверта (1x1) в узлах и в центре каждого квадрата. Пробоподготовка снега предполагает раздельный анализ снеготалой воды, полученной при оттаивании, и твердого осадка, который состоит из атмосферной пыли, осажденной на поверхность снегового покрова. С каждого участка талую воду мы отфильтровали, высушили остатки на фильтре. Разница в массе фильтра до и после фильтрования характеризует массу пыли в пробе [5]. Таким образом, определили количество пыли в пробах снеговой воды.

В результате снегомерных съемок на обследуемой территории определялась средняя высота снежного покрова, а для пылевых выпадений определялась концентрация пыли, мг, и пылевая нагрузка (масса поступления пыли на снежный покров), Рп в кг / (км 2* сут) или мг / (м 2* сут), т.е. количества твердых выпадений за единицу времени на единицу площади [6], а также масса поступления снега, кг/(м2*5 мес.) [7,8].

Сведения о поступлении пыли (водоне-растворимая форма) на снежный покров за зимний период 2016 года представлены в таблице 1. По данным эксперимента запас снега, за исключением фона, в отдельных точках варьировал в пределах от 75 до 85 кг/ (м2*5 мес.), высота снежного покрова - от 13 до 15,5 см. Максимальное поступление снега зафиксировано в 200 км от г. Кызыла там, где находится местечко Адар-Тош (фоновая проба). Наибольшее значение массы поступления снега связано с расположени-

Таблица 1 - Масса поступления снега и пыли (водонерастворимая форма) на территорию г. Кызыла за зимний период 2016 г.

Рисунок 1- Масса поступления снега и пыли (водонерастворимая форма) на территорию г. Кызыла за зимний период 2016 г.мг/(м2*сут).

№ Место отбора проб Поступление снега, кг/(м2*5 мес.) Средняя высота снежного покрова, см Поступление пыли Уровень загрязнения

г/

1 г. Кызыл, 500 м севернее полигона ТБО 75 13 2,45 16,3 Очень низкий

2 г. Кызыл, 1000 м севернее полигона ТБО 83 14 1,40 9,3 Очень низкий

3 г. Кызыл, 2,5 км севернее полигона ТБО 85 15,5 1,64 10,9 Очень низкий

4 г. Кызыл, 5 км севернее полигона ТБО 76 13,8 2,35 15,6 Очень низкий

5 Фоновая проба (Адар-Тош) 145 29 1,0 6,6 Очень низкий

Среднее значение за исключением фона 79,7 14,1 1,94 13,0

ем этого участка в зоне тайги.

Масса поступления пыли на снежный покров составила от 1,40 до 2,45 г/(м2*5 мес) или 9,3-16,3 мг/(м2*сут) ( см. рисунок!). Наибольшее количество пылевой нагрузки отмечено в 500 м и 5 км севернее полигонаТБО, а наименьшее - на остальных пробных участках.

Таким образом, установлено, что уровень загрязнения пылью снежного покро-

ва в зоне влияния полигона ТБО г. Кызыла оценивается как очень низкий.

Сведения о поступлении пыли (водоне-растворимая форма) на снежный покров г. Ак-Довурака за зимний период 2016 года представлены в таблице 2.

По данным таблицы 2 запас снега, за исключением фона, в отдельных точках варьировал в пределах от 50 до 72 кг/(м2*5 мес.), высота снежного покрова - от 10 до

Таблица 2 - Масса поступления снега и пыли (водонерастворимая форма) на территорию г. Ак-Довурака за зимний период 2016 г.

№ Место отбора проб Поступление снега, кг/(м2*5 мес.) Средняя высота снежного покрова, см. Поступление пыли Уровень загрязнения

г/

1 г. Ак-Довурак, 400 м южнее ГОК «Тываасбест» 65 13 6,45 43 очень низкий

2 г. Ак-Довурак, 800 м южнее ГОК «Тываасбест» 70 14 8,4 56 очень низкий

3 г. Ак-Довурак, 1200 м южнее ГОК «Тываасбест» 72 14,5 6,6 44 очень низкий

4 г. Ак-Довурак, 1600 м южнее ГОК «Тываасбест» 50 10 20,25 135 низкий

5 г. Ак-Довурак, 2000 м южнее ГОК «Тываасбест» 70 14,0 20,1 134 низкий

Фоновая проба (местечко Адар-Тош) 145 29 1,0 6,6 очень низкий

Среднее значение 78 13,1 12,36 82,4

14,5.

Максимальное поступление снега зафиксировано в 119 км от г. Ак-Довурака там, где находится местечко Адар-Тош (фоновая проба). Наибольшее значение массы поступления снега связано с расположением данного участка в зоне тайги.

По сведению авторов [9] средняя масса поступления снега на территорию г. Кызыла с 2008 по 2010 гг. составила от 56,6 до

73,36 кг/ м2^5 мес.), что соответствует данным г. Ак-Довурака.

Средняя высота снега в г. Кызыле в 2008, 2009 и 2010 гг. составила14,2, 19,6 и 19,4 соответственно [9].

Максимальное количество пылевой нагрузки зафиксировано на участках 4 и 5, которые находятся в 1600-2000 м южнее ГОК «Туваасбест», вблизи жилой зоны п. Постоянный и в зоне действия Ак-Довурак-

150

1

2 ^ 4 Пылевая нагрузка

Рисунок 2 - Масса поступления снега и пыли (водонерастворимая форма) на территорию г.

Ак-Довурак за зимний период 2016 г. Мг/(м2*сут).

ской ТЭЦ (см. рисунок 2).

Минимальное количество пыли отмечено на участке 1 в 400 м южнее ГОК «Ту-ваасбест».Уровень загрязнения снежного покрова пылью оценивается как очень низкий.

Таким образом, установлено, что максимальное поступление снега отмечено на участках, которые расположены на окраине города и открытой местности. Наибольшее количество пыли зафиксировано вблизи жилого микрорайона и ТЭЦ, а наименьшее - на остальных пробных участках.

Вывод:

Основная часть исследований была проведена в соответствии с «Методическими рекомендациями, по геохимической оценке, загрязнения территорий городов химическими элементами», разработанными Институтом минералогии и редких металлов [6]. Согласно градации уровней загрязнения пылью снежного покрова, наши данные соответствуют градации: очень низкий и низкий и наибольшее среднее значение пылевой нагрузки82,4 мг/(м2*сут) отмечено в зоне влияния Ак-Довуракского ГОК «Туваасбест», а наименьшее 13,0 мг/(м2*-сут) - в зоне влияния полигона ТБО г. Кы-

Библиографический список

1. Кара-Сал И.Д., Кысыыдак А.С. Экология. Производство. Общество. Человек // Сборник статьей ХХ1Х Международной научно-практической конференции.-Пенза: Приволжский Дом знаний, 2016.

- С. 24-27.

2. Кысыыдак А.С., Кара-Сал И.Д. Обоснование экологической безопасности при проектировании полигонов твердых бытовых отходов //Естественные и технические науки. 2015 № 5 (83). - С.218-221.

3. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Тыва в 2009 г.- Кызыл, 2010.

4. РД.52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. - М., 1991.

- 400 с.

5. Язиков Е.Г., Шатилов А.Ю. Геоэкологический мониторинг. Учебное пособие для вузов.- Томск: Изд-во 2003.- С.119.

6. Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Яхин Е.П. Геохимия окружающей среды. - М.: Недра,

1990. - 335 с.

7. Боев В.М., Верещагин Н.Н., Дунаев В. Н. Определение атмосферных загрязнений по результатам исследования снежного покрова // Гигиена и санитария. -2003. - №5. - 69 с.

8. Валетдинов А.Р. Технология комплексной оценки влияния промышленных объектов на загрязненность тяжелыми металлами природных сред по результатам мониторинга снежного покрова (на примере Республики Татарстан и города Казани): автореф. Дис.... Канд. Техн. Наук. - Казань, 2006.

9. Кара-Сал И.Д. Оценка эколого-геохи-мического состояния территории города Кызыла (Республика Тыва): автореф. Дисс... канд. Географ.наук. Томск.2012.-23 с.

References

1. Kara-Sal I. D., Kysyydak A. S. Jekologija. Proizvodstvo. Obshhestvo. Chelovek [Ecology. Production. Society. Man].

Collection of articles of the XXIX International Scientific and Practical Conference. Penza, Privolzhsky Dom Znaniy Publ., 2016, pp. 24-27.

2. Kysyydak A.S., Kara-Sal I.D. Obosnovanie jekologicheskoj bezopasnosti pri proektirovanii poligonov tverdyh bytovyh othodov [Justification of environmental safety in the design of solid waste landfills]. Natural and Technical Sciences, 2015, no. 5

3. Gosudarstvennyj doklad o sostojanii okruzhajushhej sredy Respubliki Tyva v 2009 g. [State report on the state of the environment of the Republic of Tuva in 2009]. Kyzyl, 2010.

4. Rukovodstvo po kontrolju zagrjaznenija atmosfery. RD.52.04.186-89 [Guidelines for air pollution control. RD.52.04.186-89]. Moscow, 1991, 400 p.

5. Yazikov E.G., ShatilovA.Yu. Geojekologicheskij monitoring. Uchebnoe posobie dlja vuzov [Geoecological monitoring. Textbook for universities]. Tomsk, Publ. House, 2003, p. 119.

6. Saet Yu.E., Revich B. A., Yakhin Ye. P. Geohimija okruzhajushhej sredy [Geochemistry of the environment]. Moscow, Nedra Publ., 1990, 335 p. (In

Russian)

7. Boev V. M., Vereshchagin N. N., Dunaev V. N. Opredelenie atmosfernyh zagrjaznenij po rezul'tatam issledovanija snezhnogo pokrova [Determination of atmospheric pollution based on the results of snow cover research]. Gigiena i sanitarija [Hygiene and sanitation]. 2003, no. 5, 69 p.

8. Valetdinov A.R. Tehnologija kompleksnoj ocenki vlijanija promyshlennyh ob#ektov na zagrjaznennost' tjazhelymi metallam I prirodnyh sred po rezul'tatam monitoring snezhnogo pokrova

9. Kara-Sal I.D. Ocenka jekologo-geohimicheskogo sostojanija territorii goroda Kyzyla

Кара-Сал И.Д., кандидат географических наук, Тувинский государственный университет, e-mail: irinakarasal@mail.ru

Irina D. Kara-Sal, Candidate of Geographical Sciences, Tuvan State University, e-mail:irinakarasal@mail.ru

Дата поступления статьи в редакцию 17.01.2020