Оценка загрязнения окружающей среды по степени загрязнения снежного покрова является широко используемым во всем мире приемом проведения мониторинга окружающей среды. Подобные исследования позволяют получать четкую картину экологической обстановки на значительных территориях в течение ряда лет и представляют собой основу для осуществления рекреационных мер по восстановлению экологического благополучия природы, общества, человека [3]. Так, например, в работах [6, 8] приведены результаты исследования физико-химических характеристик снега - как индикатора загрязнения атмосферного воздуха.
Снег - один из наиболее информативных и удобных индикаторов загрязнения почвы. У снега есть свойство адсорбировать из атмосферы вредные вещества. Таким образом, в снег могут попасть самые различные виды отходов. Вывоз снега необходимо осуществлять до того, как начинается процесс таяния. Если этого не сделать, то загрязнения поступят в почву во время таяния снега, и начнется процесс загрязнения. Снежный покров может содержать в себе гораздо больше вредных веществ, чем атмосфера. Таким образом, упавший на землю снег уже не является чистым, хотя на первый взгляд он выглядит абсолютно белоснежным. Наибольшую долю загрязнения получает снег, выпадающий в промышленных районах, рядом с трассами, железными дорогами.
Целью работы является исследование и обоснование возможности использования почв для выращивания различных сельскохозяйственных культур в округе Муром [4].
Задача исследования: оценка качества снежного покрова сельскохозяйственных полей округа Муром по химическим показателям: запыленность территории; рН талого снега; содержания ионов хлора на обследуемой территории; содержания в снеге сульфатов.
В качестве объектов исследования были выбраны сельскохозяйственные поля, расположенные в непосредственной близости от промышленно-развитого города и проходящих автомагистралей.
Размещение полей сельскохозяйственного назначения представлено на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема размещения полей сельскохозяйственного назначения в округе Муром: 1- Поле, расположенное между деревней Орлово и микрорайоном Южный; 2- Поле, расположенное по Орловскому шоссе; 3- Поле, расположенное около поселка Механизаторов; 4- Поле, расположенное около Вербовского кладбища; 5- Поле, расположенное около деревни Чаадаево.
Для оценки степени загрязнения территории весной 2017 года были взяты пробы снега в контрольных точках и проведены их лабораторные исследования.
Определение запыленность территории. Наличие в снежном покрове взвешенных веществ обусловлено применением в качестве антигололедных средств песчано-соляной смеси, основой которой является песок; механическим выносом компонентов дорожного покрытия и различных частиц (сажа, каучук, кремний и т. д.) из состава автопокрышек, интенсивность которого резко возрастает в зимний период. В зимний период времени масса сжигаемого топлива достигает максимума, и твёрдые вещества в результате гравитационного осаждения загрязняют снег. Попадание таких компонентов в снег, а затем в почву вызывает подкисление или подщелачивание среды. Определение запыленности территории проводилось по методике [5].
Результаты исследования представлены на рисунке 2.
Рисунок 2 - Определение запыленность территории
Определение рН талого снега. Значение pH талых вод из снежного покрова возрастает по мере роста техногенного воздействия. На территориях, где аэрозольные выбросы предприятий малы, за счет дальнего переноса соединений серы и азота происходит закисление атмосферных осадков и снежного покрова. Определение рН талого снега проводилось по методике [1].
Результаты исследования представлены на рисунке 3.
Рисунок 3 - Определение рН талого снега
Наиболее высокие значения рН наблюдались в пробах снега № 1 и № 5.
Определение общей жесткости. Общая жесткость талой воды характеризует содержание солей кальция и магния, и варьирует в зависимости от точки отбора проб. По жесткости талая вода относится в основном к классу воды средней жесткости (4,14 - 4,31 мг-экв/л). Определение общей жесткости проводилось по методике [1].
Результаты исследования представлены на рисунке 4.
Рисунок 4 - Определение общей жесткости
Минимальные показатели жесткости воды зафиксированы в точке отбора № 1 - 2,16 мг-экв/л и характеризуются как мягкая вода, а максимальные - в точке отбора № 4 - 4,31 мг-экв/л, характеризуются как жесткая вода.
Качественное содержание ионов хлора в талом снеге. Параметр содержание ионов хлора в талом снеге напрямую связан с интенсивностью дорожного движения, загрязненные оксидами металлов, автомобильными выхлопами Исследование почвы на качественное содержание ионов хлора в талом снеге проводилось по методике [7].
Полученные результаты показывают, что во всех пробах содержание ионов хлора 1-10 мг/дм3. Все пробы снега характеризуются низким содержанием ионов хлора.
Количественное содержание сульфат-ионов в талом снеге. Сульфат-ионы накапливаются в снеге за счёт осаждения аэрозолей диоксида серы из воздуха вместе с пылью под действием сил гравитации, а так же в результате выветривания почв, с частицами морской соли, с выхлопами газов автомобилей. Исследование почвы на количественное содержание сульфат-ионов проводилось по методике [2].
Результаты исследования представлены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Количественное содержание сульфат-ионов
Концентрация сульфат-ионов варьирует в пределах от 11,67 до 19,7 мг/л, что характерно для среднего уровня загрязнения, обусловленного рассеиванием соединений серы на больших площадях в результате дальнего переноса от антропогенных и естественных источников.
По результатам исследования было подтверждено, что наибольшую часть загрязнения снега дают промышленные предприятия и автотранспорт. Самыми неблагополучными оказались пробы, взятые рядом с автомагистралью и на расстоянии до 1 км от промышленной зоны. Чем больше загрязнение снега, тем хуже его физические и химические свойства, тем больше кислотность талой воды и содержание взвешенных частиц. Полученные результаты экспериментального анализа являются индикаторами загрязнений почв, вносимых с талым снегом, которые необходимо учесть при построении модели загрязнения территории промышленно-развитого региона.