Щербакова Ксения Сергеевна
студент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Абубакирова Райса Равильевна
студент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Тарасова Татьяна Федоровна
научный руководитель, канд. техн. наук, доцент, Оренбургский государственный университет, РФ, г. Оренбург
Объектом нашего исследования является Каргалинская теплоэлектроцентраль (КТЭЦ), предназначенная для энерго- и теплоснабжения комплекса газоперерабатывающих заводов, и имеющая большое хозяйственное значение для региона. Основным видом топлива является смесь товарного газа Оренбургского газоперерабатывающего завода (ОГПЗ), газа выветривания ОГПЗ, а также газа обратного потока гелиевого завода.
Каргалинская ТЭЦ как объект теплоэнергетики оказывает значительное влияние на окружающую среду прилегающей территории. Предприятие относится к первой категории опасности.
Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха на предприятии являются энергетические котлоагрегаты, от которых в атмосферу выбрасываются продукты сгорания топлива (дымовые газы) через две дымовые трубы высотой 180 м, с диаметром устья 7,8 м.
Приоритетным направлением ветра на исследуемой территории является юго-западное направление, поэтому в качестве материала исследования для оценки экологической ситуации на территории, прилегающей к Каргалинской ТЭЦ, были отобраны образцы почв на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ) и на расстояниях 500 и 1000 метров от нее в северо-восточном направлении.
Точечные пробы на пробной площадке отбирались методом конверта. Масса объединенной пробы с одной пробной площадки составляла 1 кг. Для дальнейшего анализа были приготовлены водная и солевая вытяжки.
С помощью титриметрических методов анализа было определено содержание хлорид-ионов, ионов кальция и магния, гидрокарбонат ионов, гидросульфид-ионов. Содержание сульфат-ионов, ионов железа и аммония определялось с помощью фотоколориметрических методов анализа [1, 2].
Кроме этого, учитывая возможность кислотообразующих примесей в почве влиять на значение ее pH, нами контролировался этот показатель качества почвы на территории, находящийся в зоне влияния Каргалинской ТЭЦ.
Результаты исследования проб почв в зоне влияния предприятия на содержание в них загрязняющих веществ приведены в таблице 1.
Таблица 1.
Содержание загрязняющих веществ в почве территорий, прилегающих к Каргалинской ТЭЦ
| Наименование вещества | Фон, мг/кг | Концентрации загрязняющих веществ в пробах, мг/кг | ||
| Граница СЗЗ | 500 м от границы СЗЗ | 1000 м от границы СЗЗ | ||
| Хлорид-ионы | 28,37 | 165,5 | 97,63 | 85,8 |
| Гидрокарбонат-ионы | 232,6 | 762,5 | 559,17 | 201,5 |
| Ионы кальция | 50 | 123 | 111,67 | 110 |
| Ионы магния | 9,9 | 11,6 | 10 | 5,6 |
| Гидросульфид-ионы | 4,4 | 9,85 | 7,083 | 4,958 |
| Ионы аммония | 31,4 | 4,1 | 2,86 | 0,625 |
| Ионы железа | 40,69 | 18 | 9,5 | 7,5 |
| Сульфат-ионы | 19,33 | 18,49 | 10,98 | 9,907 |
Анализируя данные, представленные в таблице 1, следует отметить, что почвы в наибольшей степени загрязнены гидрокарбонат- и хлорид-ионами. Так, на границе санитарно-защитной зоны концентрация гидрокарбонат-ионов в 3 раза больше, чем на расстоянии 1000 метров от нее, а хлорид-ионов – в 2 раза больше. По мере удаления от территории предприятия наблюдается уменьшение концентрации загрязняющих веществ.
Но только по содержанию примесей в объектах окружающей среды трудно судить об экологическом состоянии территории. Поэтому установлены критерии оценки качества территории, позволяющие определить степень экологического неблагополучия, складывающегося на антропогенно-модифицированных территориях.
К числу таких критериев относится рН и показатель химического загрязнения почвенного покрова (таблица 2).
Таблица 2.
Критерии оценки качества территории
| Показатели качества | Параметры состояния | |||
| Экологическое бедствие | Чрезвычайная экологическая ситуация | Критическая экологическая ситуация | Относительно устойчивая ситуация | |
| pH почвы | <5,6 | 5,7-6,5 | 6,6-7,0 | >7,0 |
| ПХЗ почвы | >128 | 32-128 | 16-32 | < 16 |
Расчет показателя химического загрязнения проводится по формуле 1:
(1)
где Кi – коэффициент концентрации i-го загрязняющего вещества, определяемого по формуле (2), который рассчитывается, как отношение наблюдаемой концентрации загрязняющего вещества к фоновой:
(2)
где Сi – концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/кг;
Сф – фоновая концентрация i-го загрязняющего компонента, мг/кг.
Нами проведен расчет коэффициентов концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в почве, и показателя химического загрязнения почвы. Результаты расчетов представлены в таблице 3.
Таблица 3.
Показатель химического загрязнения и pH почв на различном расстоянии от источника загрязнения
| Наименование вещества | Коэффициент концентрации загрязняющих веществ в пробах, мг/кг | ||
| Граница СЗЗ | 500 м от границы СЗЗ | 1000 м от границы СЗЗ | |
| K Cl- | 5,83 | 3,44 | 3,02 |
| K HCO3– | 3,27 | 2,4 | 0,87 |
| K Ca2+ | 2,46 | 2,23 | 2,2 |
| K Mg2+ | 1,17 | 1,01 | 0,57 |
| K HS– | 2,23 | 1,6 | 1,13 |
| K NH4+ | 0,13 | 0,09 | 0,02 |
| K Fe3+ | 0,44 | 0,23 | 0,18 |
| K SO42- | 0,95 | 0,57 | 0,51 |
| ПХЗ почвы | 16,48 | 11,57 | 8,5 |
| рН почвы | 6,964 | 7,457 | 7,686 |
По показателю химического загрязнению можно оценить степень ее экологического неблагополучия по критериям, приведенных в таблице 2.
Полученные данные показывают, что на границе СЗЗ 16˂ПХЗп˂32. Это позволяет отнести исследуемую территорию, прилегающей к Каргалинской ТЭЦ, к территориям с критической экологической ситуацией.
На расстояниях 500 м и 1000 м от СЗЗ складывается относительно-удовлетворительная ситуация. Причем приоритетными загрязняющими веществами по коэффициенту концентрации на границе СЗЗ и на расстоянии 500 метров от нее являются хлорид-ионы, гидрокарбонат-ионы и ионы кальция, а на расстоянии 1000 метров – хлорид-ионы, ионы кальция и гидросульфид-ионы.
Нами проведена оценка экологического состояния территории в зоне влияния Каргалинской ТЭЦ по значению рН почвенного покрова. Исходя из результатов исследования, установили, что на границе санитарно-защитной зоны складывается критическая экологическая ситуация, что, очевидно, вызвано антропогенными факторами, такими как, выбросы промышленного предприятия, которые трансформируются под действием атмосферных осадков в кислотные дожди. Если почвенные системы подвергаются длительному или значительному изменению pH, это может привести к ухудшению качества почвы, а также негативному воздействию на живые организмы и биоразнообразие. На расстоянии 500 и 1000 метров от границы СЗЗ наблюдается относительно удовлетворительная экологическая ситуация.
Таким образом, определение содержания загрязняющих веществ с помощью химических методов анализа, определение рН почвы и показателя ее химического загрязнения помогает контролировать уровень загрязнения окружающей среды, выявлять приоритетные загрязняющие вещества и принимать меры по снижению антропогенной нагрузки на территории, что способствует улучшению качества жизни людей и сохранению природных ресурсов.
Список литературы:
1. Тарасова Т. Ф., Гарицкая, М. Ю. Мониторинг почв: практикум. – Оренбург : ОГУ, 2017. – 138 с.
2. Афанасьев Ю.А. Мониторинг и методы контроля окружающей среды: учеб. пособие. – М.: МНЭПУ, 2001. – 337 с.
Пожалуйста, не забудьте правильно оформить цитату:
Щербакова К.С., Абубакирова Р.Р. МЕТОДЫ ХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В ОЦЕНКЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ КАРГАЛИНСКОЙ ТЭЦ // Естественные и медицинские науки. Студенческий научный форум: электр. сб. ст. по мат. LXXII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 6(72). URL: https://nauchforum.ru/archive/SNF_nature/6(72).pdf (дата обращения: 10.07.2024)