В настоящее время, в связи с общей картиной ухудшения экологической ситуации, рассматриваемая проблема требует обширного и комплексного внимания. Промышленная отрасль выбрасывает в биосферу большие объемы загрязняющих веществ, которые затем проникают в почву. При этом почва может загрязняться как непосредственно, так и косвенно, путем осаждения загрязняющих веществ находящихся в атмосферном воздухе или водной среде.
Помимо промышленности большое влияние на состояние почвы оказывают влияние выхлопы и загрязнения от автотранспорта. В случае промышленного производства ведется постоянный мониторинг антропогенного воздействия, в то время как вклад автотранспорта в долю всех загрязнений почвенного покрова контролируется слабо.
По данным Росстата в 2001 году, суммарно в атмосферу было выброшено 33291 тысячи тонн загрязняющих веществ. Из них на стационарные источники приходится 19124 тысячи тонн, а на передвижные 14168 тысячи тонн [2]. Приведенные данные свидетельствую о том, что экологические требования к транспортным средствам, качеству топлив, выбросам от транспорта должны находиться в поле внимания экологических ведомств, регулироваться и контролироваться. Соответствующие меры уже приняты и принимаются. Например, повышение стандартов ЕВРО для топлив и транспорта. Однако это не поменяло кардинально общую экологическую ситуацию: количество выбросов загрязняющих атмосферу веществ от автотранспорта в 2015 составило 13973 тысячи тонн [2].
Целью проведенного исследования было изучение экологического состояния почв и выявление его влияния на рост и развитие растений. При этом основной задачей было выяснение вклада автотранспорта и топлив в загрязнение почв. В ранее опубликованной работе «Сравнительный анализ физико-химических показателей проб бензина различных фирм-производителей»[4] представлен анализ автомобильных топлив двух АЗС – ПАО «Газпромнефть» и ПАО «Лукойл». Результаты исследования качества бензина отражены в табл. 1.
Таблица 1
Сравнительный анализ полученных данных
|
Показатель |
«Газпромнефть» |
«Лукойл» |
||
|
АИ-92 |
АИ-95 |
АИ-92 |
АИ-95 |
|
|
Плотность, кг/м3 |
734 |
750 |
729 |
731 |
|
Октановое число (исследовательский метод) |
95,8 |
96,5 |
92,6 |
93,9 |
|
Октановое число (моторный метод) |
89,3 |
90,0 |
87,2 |
87,9 |
|
Содержание марганца, мг/л |
0,390 |
0,268 |
0,514 |
0,568 |
|
Содержание азота, мг/л |
5 |
1 |
7 |
6 |
|
Содержание формальдегида, мг/л |
0,371 |
0,140 |
0,450 |
0,457 |
|
Содержание фенола, мг/л |
0,008 |
0,002 |
0,012 |
0,012 |
|
Содержание серы, мг/л (содержание серы не должно превышать 10 мг/л по Евро-5) |
2 |
1 |
3 |
4 |
Исследованию подверглись почвы трех АЗС (две из них ПАО «Газпромнефть», одна ПАО «Лукойл»). Для сравнения данных была выбрана контрольная точка на дачной территории.
Для определения химического состава почв готовят почвенные вытяжки с необходимым растворителем [1]. Растворитель из 1M HNO3 позволяет определить Cu2+, Zn2+, Ni2+, Co2+, Cd2+. В растворителе из 1M HCl определяется Pb2+. На основе водного растворителя определяются: N20, NH4+, K+, Mn2+, NO3–, SO42–, PO43–. Почвенная вытяжка готовится из соотношения 1г почвы к 10 мл растворителя. Далее смесь перемешивается в течение 5 минут и отстаивается сутки и фильтруется. Подбирается методика в программном обеспечении спектрофотометра индивидуально для каждого из перечисленных веществ.
Параллельно вышеуказанному методу химического анализа почв проводился метод биоиндикации. Этот метод служит для оценки окружающей среды на примере прорастания растений. Подбор растения-индикатора для определения специфики влияния загрязнения окружающей среды дает возможность более точно определить антропогенное влияние на чувствительных растениях [3]. В методике так же используется почвенная вытяжка в пропорции 1 часть почвы к 3 частям воды. В чашки Петри на дно кладется предварительно обернутое фильтровальной бумагой предметное стекло. На предметное стекло раскладывается 60 семян, и заливаются 10 мл почвенной вытяжки.
Результаты проведенного исследования представлены в табл. 2. В таблице приведены наиболее важные параметры для оценки влияния экологического состояния почв на рост и развитие растений примере кресс-салата.
Как следует из данных таблицы, максимальное количество свинца наблюдается у контрольного образца – дачный участок в п.Сумкино. Хоть эти почвы богаты другими элементами, необходимыми для роста и развития растений, наличие свинца нарушает процесс фотосинтеза. Накопление свинца в данном почвенном образце обусловлено расположением точки сбора почвы в частном кооперативе, где множество домов с печным отоплением и близким расположением к проезжей части. Чаще всего, собственники используют для розжига печей печатные издания различных видов. При их производстве используют краски с содержанием тяжелых металлов. Таким образом, при сжигании частицы тяжелых металлов осаждаются на поверхности почвы.
Таблица 2
Параметры для оценки влияния экологического состояния почв на рост и развитие растений
|
Показатель |
Контрольная точка (дачный участок в п.Сумкино) |
АЗС ПАО «Газпромнефть» (поворот на Сумкино) |
АЗС ПАО «Газпромнефть» (котельная) |
АЗС ПАО «Лукойл» (Пост ГАИ) |
|
Pb2+, мг/л |
0,012 |
0,011 |
0,011 |
0,008 |
|
Cd2+, мг/л |
0,0072 |
0,0066 |
0,011 |
0,0078 |
|
Cu2+, мг/л |
0,21 |
0,18 |
0,34 |
0,24 |
|
Zn2+, мг/л |
0,04 |
0,04 |
0,08 |
0,07 |
|
Ni2+, мг/л |
0,192 |
0,152 |
0,244 |
0,175 |
|
Co2+, мг/л |
0,04 |
0,04 |
0,09 |
0,06 |
|
N20, мг/л |
7,54 |
35,7 |
27,9 |
2,24 |
|
NH4+, мг/л |
2,74 |
3,22 |
3,91 |
0,71 |
|
K+, мг/л |
3,2 |
13 |
8,8 |
4,2 |
|
Mn2+, мг/л |
7,51 |
11,1 |
13,3 |
1,99 |
|
NO3–, мг/л |
50,4 |
6,7 |
8,2 |
9,6 |
|
SO42–, мг/л |
47 |
71 |
81 |
12 |
|
pH солевой вытяжки |
5,6 |
4,9 |
4,8 |
5,2 |
|
Средняя длина надземной части, в см и % |
4,66 (100) |
4,30 (92) |
4,08 (87) |
4,42 (94) |
|
Средняя длина подземной части, в см и % |
4,55 (100) |
4,59 (101) |
5,77 (126) |
5,60 (123) |
|
Количество проросших семян из 60 шт. |
49 |
49 |
52 |
50 |
Кобальт способствует развитию клубеньковых бактерий в корнях. У образцов почв № 3 – АЗС ПАО «Газпромнефть» (котельная) и №4 – АЗС ПАО «Лукойл» (пост ГАИ) средняя длина корневой части больше средней длины контрольного образца. Так же, этот параметр отражается на надземной части растения в виде слабого роста.
По водородному показателю (pH) видно, что самой близкой к нейтральной среде оказалась почва с образца №1 – дачный участок в п.Сумкино. Нейтральная среда является более благоприятной для биосообществ. Не смотря на высокое содержание NO3 в данном образце, общее развитие растения было низким по показателю средней длины подземной части и всходах семян. На подземную часть могло повлиять повышенное содержание кадмия и свинца. Эти вещества угнетают развитие корневой системы.
Многие показатели почвенных образцов №2 – АЗС ПАО «Газпромнефть» (поворот на п.Сумкино) и №3 АЗС ПАО «Газпромнефть» (котельная) схожи. В первую очередь это обусловлено содержанием одинаковых присадок в производстве топлив для автотранспорта, содержащихся на данных АЗС.
Можно сделать вывод, что антропогенное влияние сказалось и на контрольном образце, хотя этот участок более всего подходит для роста и развития флоры.
При комплексной оценке выяснилось, что загрязнения почв могут оказывать на рост и развитие растений как отрицательное, так и положительное влияние. На примере образца №4 – АЗС ПАО «Лукойл» (пост ГАИ) видно, что почва, являясь загрязненной выхлопными газами автотранспорта, дала показатели выше средних при проращивании кресс-салата. Низкое содержание химических элементов обусловлено тем, что АЗС находится за городом и мимо поста ГАИ автотранспорт проезжает без сильных нагрузок на двигатель внутреннего сгорания.
Таким образом, анализа качества бензина проводимого непосредственно АЗС недостаточно. Необходимо проводить комплексную оценку. Выявлять не только технические характеристики производимого топлива, но и влияние продуктов сгорания и их концентраций на флору, фауну и круговороты веществ.
В центрах мегаполиса и вблизи крупных транспортных развязок необходимо внедрять глобальные методы очистки воздуха. Именно таким способом можно уменьшить негативное воздействие на окружающую среду. Подобные методы начали применять в Китае, в центре крупного города установили гигантский воздухоочиститель.