ЗМІСТ Екологічна оцінка якості води річок Придніпров’я і Донбасу Харитонов М. М., Ситник С. А., Вагнер А. В., Станкевич С. А., Титаренко О. В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Экологические проблемы бассейна реки Ингулец Орлинськая О. В., Максимова Н. М., Пикареня Д. С. . . . . . . . . . . . . . . . .
5
Екологічні проблеми українського суспільства в контексті соціальноекологічного знання Солнишкіна А. А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Очищення димових газів в умовах сміттєспалювального заводу в м. Дніпропетровську Спільник Т. В., Климук В. А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Вплив електромагнітного випромінювання на здоров’я людини Пушнін Л. П., Заговора А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
Розвиток автомобільного електротранспорту – шлях до екологічної безпеки навколишнього середовища Богатов О. І., Вівчар С. М. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Образование металлургических отходов и влияние их на окружающую среду Щербак О. С., Павлюк И. В. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Про шкоду поліетиленових пакетів для навколишнього середовища Капленко Г. Г., Пошивай А. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17
Вплив викидів теплогенеруючого обладнання магазинів та інших об’єктів обслуговування на населення прилеглих житлових будинків Мінков Ю. І., Кукало О. М., Папарига А. Б., Соцька К. О. . . . . . . . . . . . . 19 Біоремедіація у вирішенні проблем оптимізації середовища в урбоекосистемах Корабльова А. І., Гуменюк Ю. Б. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Зниження базального дихання ґрунту як індикатор забруднення важкими металами на прикладі м. Дніпропетровська Яковишина Т. Ф., Мігунов В. В., Шкіль К. П. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Визначення техногенного впливу на поширення онкопатологій у Придніпровському регіоні Мартиненко І. А., Чорна В. І. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1
ЕКОЛОГІЧНА ОЦІНКА ЯКОСТІ ВОДИ РІЧОК ПРИДНІПРОВ’Я І ДОНБАСУ Харитонов М. М., доктор сільськогосподарських наук, професор Ситник С. А., кандидат біологічних наук Вагнер А. В., здобувач Дніпропетровський державний аграрний університет Станкевич С. А., доктор технічних наук Титаренко О. В., кандидат технічних наук Центр дистанційного зондування Землі НАНУ Довготривала розробка природних копалин (залізної, марганцевої, поліметалічної та уранової руд, вугілля тощо) у природноекономічних регіонах Придніпров’я та Донбасу не могла не вплинути на гідрогеологічні умови техногенне порушених регіонів. Зокрема, у природноекономічному регіоні Придніпров’я для дотримання технології видобутку копалин у кар’єрах та шахтах проводять постійну відкачку підземних вод з подальшим їх скидом у деякі малі річки: Саксагань, Інгулець, Базавлук та Самару. Це призводить до того, що у середній за водністю рік частка стічної води в загальному об’ємі річкового стоку в річці Самара складає третю частину, в річках Вовча і Мокра Сура – більше половини. Гідрохімічні показники визначалися в акредитованих лабораторіях відділів аналітичного контролю за станом навколишнього природного середовища Державного управління охорони навколишнього природного середовища в Луганській та Дніпропетровській області відповідно до атестованих методик, які використовують в системі Мінприроди України. Вихідними даними для екологічної оцінки якості води великих, середніх та малих рік є результати систематичного моніторину поверхневих вод у контрольних створах, розташованих на території кожної області України. Система екологічної класифікації якості поверхневих вод суші включає три групи показників: показники сольового складу; трофо-сапробіологічні (гідрофізичні та гідрохімічні); речовини токсичної дії. Комплексний екологічний індекс (Ie) розраховується по формулі: Ie = (Iа + Ib + Iс) / 3, де Iа, Ib, Iс – факторні індекси, обумовлені максимальним перевищенням однієї з характеристик у кожній групі показників. Відповідно до значень КЕІ виділяють класи і категорії якості вод за ступенем їхньої чистоти: І клас 1 категорією – дуже чисті; ІІ клас 2 категорія – чисті, 3 категорія – помірковано забруднені; ІІІ клас 4 категорія – 2
забруднені, 5 категорія – брудні; ІV клас 6 категорія – дуже брудні; V клас 7 категорія – надзвичайно брудні. Відповідність нормативам якості води досліджуваних річок оцінено згідно зі значеннями граничнодопустимих концентрацій забруднюючих речовин для водойм рибогосподарського призначення (ГДКр.г.) і значень граничнодопустимих концентрацій забруднюючих речовин для водойм культурно-побутового користування (ГДКк.п.). Відповідно, і КЕІ розрахований відносно до ГДКр.г. і ГДКк.п. Оцінку придатності поверхневих вод для зрошення робили за коефіцієнтом SAR. За методикою департаменту сільського господарства США визначаєм коефіциєнт потенційного поглинання натрію SAR (30–10) – небезпека осолонцювання невисока SAR 10–18 – середня; SAR (18–26) – висока; SAR>26 – доволі висока. Найбільша кількість забруднюючих речовин у південно-східній частині України скидається у водні об’єкти двох природно-економічних регіонів: у поверхневі води Донбасу та Придніпров’я. Основні потреби у воді на Донбасі вирішуються за рахунок річок Сіверський Донець та Лугань. На рис. 1 показана карта з нанесеними на неї результатами розрахунків комплексного екологічного індексу за нормативами, що застосовуються до водних об’єктів культурно-побутового і рибогосподарського значення.
Рис. 1. Комплексний екологічний індекс оцінки якості води річок Сіверський Донець та Лугань (чисельник – значення КЕІ згідно з ГДКр.г.; знаменник – значення КЕІ згідно з ГДКк.п.)
Отримані значення цього інтегрального показника дозволяють визначити якість води, тобто визначити клас і категорію водного об’єкта за ступенем чистоти. За результатами спостережень вода ріки Сіверський Донець може бути охарактеризована як брудна – IV клас 6 категорія – у якості водного об’єкту рибогосподарського водокористування і забруднена – III клас 4 категорія – у якості водного об’єкту культурно-побутового водокористування. Слід відзначити, що віднесення річок Сіверський Донець та Лугань до водних об’єктів рибогосподарської категорії водокористування, на нашу думку, на сьогоднішній день є досить проблематичним і потрібне проведення комплексу досліджень, що підтвердять або спростують такий її статус. Особливістю забруднення річки Лугань є її засолення від техногенних джерел. 3
Головним джерелом сульфатів у поверхневих водах річки Лугань є скиди високомінералізованих шахтних вод, у яких сульфати є переважаючими аніонами внаслідок проходження процесів хімічного вивітрювання і розчинення сірковміcних мінералів. Для всіх створів спостереження на річці Дніпро характерний підвищений вміст ХСК, заліза, марганцю, нікелю, хрому, кобальту та кадмію на рівні 1,2–5 рибогосподарських ГДКр.г. Найбільш характерним забрудненням р. Самара є висока мінералізація її води, яка обумовлена скидом шахтних вод Донецької області та ВАТ «Павлоградвугілля». Для всіх створів р. Самара характерне високе забруднення води завислими речовинами, залізом, нафтопродуктами, ХСК на рівні 1,3–2,5 культурно-побутових ГДК. Високий вміст ряду забруднюючих речовин у річці Вовча: сухого залишку (до 4100 мг/дм3), хлоридів (до 530 мг/дм3), сульфатів (до 1700 мг/дм3), заліза (до 2 мг/дм3), нафтопродуктів (до 1 мг/дм3) та завислих речовин (до 33 мг/дм3) обумовлює значний рівень забруднення ріки. Вміст важких металів знаходиться на рівні 2–6 рибогосподарських ГДК. Іригаційна оцінка води деяких річок, що розташовані в районах гірничих розробок у Дніпропетровській області, наведена на рис. 2.
Рис. 2. Іригаційна оцінка придатності води річок басейну Дніпра для зрошення
Як виходить з отриманих даних, за коефіцієнтом SAR усі аналізовані проби потрапляють у перший та другий тип води з характеристикою – слаболужна з малою та середньою небезпекою осолонцювання. Висновки: 1. Водогосподарський комплекс Луганської та Дніпропетровської областей характеризується значним забрудненням. 2. Визначення екологічного стану водного об’єкту повинно базуватись на комплексі гідрологічних, гідрохімічних, гідробіологічних показників і мати екосистемний підхід.
4
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ БАССЕЙНА РЕКИ ИНГУЛЕЦ Орлинськая О. В., доктор геологических наук, профессор, заведующая Максимова Н. М., аспирант кафедра эксплуатации гидромелиоративных систем и технологий строительства Днепропетровского государственного аграрного университета Пикареня Д. С., кандидат геологических наук, доцент кафедры экологии Днепродзержинского государственного технического университета Одной из актуальных экологических проблем в горнодобывающих регионах сегодня является загрязнение окружающей среды, влекущее за собой значительные социально-экономические потери. Экологическое состояние таких регионов характеризуется негативными факторами, которые обусловлены многолетним техногенным влиянием со стороны промышленных и горнодобывающих предприятий. В Приднепровском регионе это особенно заметно в пределах Криворожского железорудного бассейна. Рассмотрим, как изменилось состояние окружающей среды в Кривом Роге за последние 100 лет. Вот как описывается нынешняя южная часть Кривого Рога в книге «По Екатерининской железной дороге», изданной в 1903 году [1]: « Эти три долины [Саксаганская, Ингулецкая и Желторецкая – авт.] представляют собой как бы три глубоких речных резервуара, полных влаги и зелени… На памяти еще живущего поколения… речные долины и многочисленные балки были покрыты вековым дубовым лесом, среди которого по каменистым ложам текли обильные в то время водою реки и встречались гранитные резервуары, наполненные чистой и прозрачной, как кристалл, водою…, а кругом расстилалась девственная степь, покрытая ковылем» (С. 35–37). В районе современной станции «Кривой Рог» оседлый запорожский казак Тимоша (именем которого названа Тимошевская балка) имел «…гард, т.е. право производить рыбную ловлю по р. Ингульцу…» (С. 68), а в окрестностях с. Рахмановка, существующего и в наше время, «за рекой [расположены – авт.] экономические службы для рабочих и усадьба помещика Яновского с роскошным садом у самой реки. В экономии ведется обширное скотоводство, до 12000 гол. овец» (С. 69). На сегодняшний день ситуация на описанной выше территории обстоит иначе. Благодаря развитию горной промышленности резко изменился природный ландшафт, превратившись в техногенный. Претерпели изменение и воды р. Ингулец, а также грунтовые воды и первые водоносные горизонты, ставшие уже не пригодными для водопотребления и прочих водохозяйствен5
ных нужд; питьевая вода в эти районы завозится специально. Под воздействием техногенных факторов быстрыми темпами происходит деградация земель вокруг горнодобывающих предприятий. Кабинет Министров Украины принял Постановление № 1168 от 23.09.1996 г. «О мерах по улучшению водохозяйственной ситуации на горнорудных предприятиях Кривбасса», в котором предусмотрены мероприятия по обеспечению качественной водой населения и отраслей экономики, решение водохозяйственных и экологических проблем бассейнов рек Ингулец и Саксагань, направленные на создание безопасных условий проживания населения и восстановления окружающей среды. На первом месте стоят мероприятия по изучению источников загрязнения поверхностных и подземных вод региона. Загрязнение р. Ингулец длится на протяжении года за счет сброса оборотных вод коммунальных хозяйств и свыше 50 промышленных предприятий Кировоградской и Днепропетровской областей. Следствием этого является высокая минерализация от 0,6 – до 1,5 г/л вод Карачуновского водохранилища – главного источника водоснабжения г. Кривого Рога. Основными техногенно-опасными объектами, расположенными вверх по течению р. Ингулец от Карачуновского водохранилища, на территории Криворожского района являются отстойник и отвалы горных пород в районе с. Верхний Кут – Лозоватка, горнодобывающие предприятия г. Желтые Воды, карьеры и отвалы буроугольных месторождений и урановых рудников в районе г. Александрии. Вклад каждого объекта, учитывающий не только выбросы предприятий в бассейн р. Ингулец, но и загрязнение подземных вод, развитие опасных геологических процессов, изучен слабо. Для улучшения качества воды в Карачуновском водохранилище ежегодно проводится ряд мероприятий, в частности, разбавление воды р. Ингулец водой р. Днепр и периодические промывки русла первой, на которые государство выделяет от 30 до 40 млн грн в год. Анализ качества воды на мониторинговых пунктах наблюдений [3] до и после промывки свидетельствует о том, что указанные мероприятия дают временный эффект. Так, в феврале месяце сухой остаток проб воды составляет от 2,5 г/дм3 до 6,3 г/дм3 на разных пунктах наблюдений, в апреле после промывки – 1,6–1,8 г/дм3, на начало июля – 1,7–2,8 г/дм3, а уже в августе – 2,0–3,6 г/дм3 и этот показатель постоянно растет. Таким образом, мероприятия по промывке долины реки Ингулец существенно не улучшают экологическое состояние реки и региона в целом, а его воды относительно пригодны для технического водоснабжения и орошения сельскохозяйственных земель только на протяжении 1,5–2 месяцев. Рост показателей общей минерализации воды р. Ингулец после промывки при практически постоянных объемах сброса оборотных вод предприятиями свидетельствует о наличии вблизи реки неучтенных объектовзагрязнителей, действующих постоянно на протяжении долгого времени. Такими объектами, с нашей точки зрения, могут быть отвалы горных пород, поскольку влияние всех остальных факторов учитывается. Для изучения влияния отвалов на загрязнения поверхностных и подземных вод, а также развития опасных геологических явлений проведен комплекс исследований. 6
Этот комплекс включал в себя отбор и химический анализ проб воды р. Ингульца на мониторинговых пунктах до и после Левобережного отвала ЮГОКа; теоретическое и экспериментальное моделирование просадки отвала в подстилающие слои горных пород. Результаты анализа проб показали, что на мониторинговых пунктах после отвала качество воды значительно ухудшается. Она обогащается сульфатами, хлоридами натрия и кальция. Кроме Левобережного отвала никаких других объектов загрязнитель здесь нет, следовательно, в теле отвала происходят физико-химические процессы, приводящие к высвобождению и поступлению в растворы, а затем и в речные воды сульфатов и хлоридов. Экспериментальное и теоретическое моделирование позволило доказать, что за счет просадки отвала в нижележащих горных породах существенно уменьшается пористость и коэффициент фильтрации. Изменение этих показателей ведет к перераспределению фильтрующихся через отвал атмосферных осадков и воды из нижезалегающих водоносных горизонтов на прилегающие территории, в результате чего растет уровень грунтовых вод. Подъем уровня грунтовых вод приводит к частичному или полному подтоплению близлежащих территории и развитию крупных оползней, один из которых уже уничтожил часть п. Новосѐловка. По результатам экспериментального и теоретического исследований предложена трѐхстадийная модель влияния (в зависимости от высоты) отвалов на подстилающие их породы. Так, на І стадии происходит уплотнение глинистого основания отвала и частичное выжимание воды из водоносных горизонтов. Для ІІ стадии характерен переход под действием увеличивающегося давления пластичных глинистых пород основания в сцементированные, а именно в аргиллиты. На ІІІ стадии аргиллиты приобретают хрупкие свойства, нарушается их сплошность и атмосферные осадки, фильтрующиеся через отвал, попадают в нижележащие водоносные горизонты. Ореол распространения загрязненных подземных вод вокруг отвала составляет несколько километров. Литература: 1. По Екатерининской жел. дорогё. Выпускъ І-й (Введеніе и часть первая) / под наблюденіемъ Ф. И. Шмидта. – Изданіе Управления Екатерининской желёезной дороги. – Екатеринославъ : Товарищество «Печатня С. П. Яковлева», 1903. – 194 с. 2. Орлинская О. В. Модель физико-химических преобразований в левобережных отвалах ЮГОКа: наук. вісн. НГУ/ О. В. Орлинская, О. А. Терешкова, А. А. Алексеев. – 2005. – № 9. – С. 99–102. 3. Орлинская О. В. Влияние железорудного отвала на изменения петрофизических свойств подстилающих пород / О. В. Орлинская, В. Н. Шастун, Д. С. Пикареня, О. А. Терешкова, Н. Н. Максимова // Зб. наук. праць НГУ. – 2009. – № 33, Т. 1. – С. 57–62.
7
ЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ УКРАЇНСЬКОГО СУСПІЛЬСТВА В КОНТЕКСТІ СОЦІАЛЬНО-ЕКОЛОГІЧНОГО ЗНАННЯ Солнишкіна А. А., кандидат соціологічних наук Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Соціальна екологія досліджує екологічні проблеми за такими напрямами: соціокультурні передумови виникнення екологічних ризиків, екологічна свідомість та культура, екологічна освіта населення, соціологічні дослідження екологічних проблем. Згідно з даними соціологічного дослідження, які проводилися в 2007 р. (n = 2006 респондентів, квотна вибірка) Дніпропетровським філіалом імені Горшеніна, найактуальнішими проблемами Дніпропетровського регіону були названі: стан доріг – 44,6%, якість медичного обслуговування населення – 41,4%, екологічні проблеми – 37,8%, опалення – 36,6% , освітлення вулиць та під’їздів – 36,0% , житлова проблема – 33,1%, своєчасний вивіз сміття – 32,5%, гаряча вода – 32,1%, робота громадського транспорту – 20,8%, водопостачання – 20,2% , ліфтове господарство – 20,1% , безробіття – 18,9%, забудова території міста – 8,7%, інше – 2,1% , важко відповісти – 2,1%. Соціолог Ю. Саєнко, досліджуючи екологічні ризики, виділяє такі соціальні наслідки та уроки Чорнобилю для нашого майбутнього. Урок 1. Подолання соціальних наслідків Чорнобилю виявилося найскладнішим – Україна насправді й досі приступила до вирішення цієї проблеми. Ми не маємо державної програми соціокультурної реабілітації всіх 2,6 млн постраждалих. Грошова допомога та різні пільги – це не соціальна реабілітація, а лише підтримка виживання індивіда. Урок 2. Соціальні наслідки Чорнобилю виявляються не лише довготривалими, а й депресивно прогресуючими – серед контингенту постраждалих зростає частка «приречених назавжди», які вважають, що і вони, і їхні діти втратили здоров’я і не мають майбутнього. Антигуманно тримати у такому стані мільйони людей, а тим більше виховувати підростаюче покоління в атмосфері «зупиненого життя без майбутнього». Урок 3. Зведення соціальної політики Чорнобилю лише до простої соціальної допомоги та пільг породило патерналістські орієнтації постраждалих спільнот – тільки держава має всім забезпечити і за все відповідати. Соціальна політика має включити активну складову відродження і становлення відповідальної і ефективної людини. Урок 4. Необхідно готувати професійні контингенти ліквідаторів техногенних аварій, а не вдаватися до методів подолання біди колосальними масами «живої сили», ціною здоров’я, а то й життя людей. Час переходити до «безлюдної» техніки та технологій ліквідації наслідків аварій і зводити до розумного мінімуму використання волонтерів. 8
Урок 5. Неприпустимо тримати спільноти потерпілих (а тим паче – тривалий час) у стані інформаційного вакууму. Інформування про стан довкілля та способи адекватної поведінки та життя має проводитися постійно, адресно і професійно. Урок 6. Порівняно з концепцією ризиків, що породжує страх, стреси та різні «соціальні синдроми» у постраждалих, продуктивнішою має стати концепція шансів – орієнтація на пошук та реалізацію ефективних моделей поведінки та життєдіяльності в посткатастрофічних ситуаціях. Урок 7. Провідною ідеєю має стати поняття соціального здоров’я – розворот свідомості у напрямі майбутнього та ефективної життєдіяльності. Ольга Максименко виокремлює наступні підтипи екологічної свідомості: - антропоцентрично-споглядальний. Носії цього підтипу свідомості — фотохудожники, пейзажисти, письменники, що пишуть твори про природу; дослідники світу природи, колекціонери рослин, метеликів (у тій кількості і в тому видовому складі, що не може зашкодити довкіллю); відвідувачі зоопарків, ботанічних садів, відпочиваючі в лісі, на березі річки тощо (за умови дотримання правил поведінки в природі); - антропоцентрично-прагматичний. Сьогодні цей підтип притаманний більшості жителів розвинених країн (до речі, країни, що розвиваються, вже також підпадають під цю категорію). Відносини людини з природою – суб’єкт-об’єктні, природа сприймається через призму власних потреб; тип екологічної поведінки – відсторонено-байдужий або відверто споживацький. Людина – носій цього підтипу екологічної свідомості використовує природне середовище виключно для своїх потреб, незважаючи на потреби інших живих істот, не дбаючи про них, вважає себе центром світу природи. Праця перестає бути засобом сакральної взаємодії із природою й стає сукупністю технологій, спрямованих на використання природних ресурсів з метою отримання прибутку згідно з вимогами капіталістичного ринку. Французький соціолог, професор університету міста Кан Мішель ретельно досліджує наслідки розвитку суспільства споживання та прагматичного ставлення до природи у своїй науковій праці «Екологія повсякденності». Дискурс споживацької культури призводить практично до розвитку індивідуалізму, екологічного нігілізму та прагматичного й зневажливого ставлення до природи До природоцентричного типу екологічної свідомості О. Максименко відносить наступні: - природоцентрично-альтруїстичний. Відносини людини з природою – суб’єкт-об’єктні, тип екологічної поведінки – активно-співчуваючий. Природа сприймається передусім як об’єкт охорони. Цей підтип свідомості характерний для людей, які безкорисливо доглядають за рослинами й тваринами, особливо безпритульними свійськими і покинутими екзотичними. До таких людей належать: співробітники зоопарків, притулків для тварин (звичайно, не випадкові особи, а добросовісні працівники), члени товариств захисту 9
тварин і просто пересічні громадяни, для яких потреби й інтереси тварин є важливими; - природоцентрично-синкретичний, що передбачає повне «розчинення» людини у природі або «злиття» з нею. Відносини людини з природою – об’єкт-суб’єктні, об’єктом є людина. Поведінка людини – екологічно доцільна, проте з суворими самообмеженнями і відмовою від досягнень цивілізації. Природа вважається найвищою цінністю; - природоцентрично-агресивний. Відносини людини з природою – суб’єкт-об’єктні, природа сприймається як об’єкт захисту. Людина протиставляється світу природи (як при антропоцентрично-руйнівному підтипі екологічної свідомості), але в цьому випадку інтереси природи виходять на перше місце, тоді як людина вважається нерозумною істотою, що завдає шкоди довкіллю і за цю шкоду має бути покарана. Цей підтип свідомості знаходить свій вияв, зокрема, у радикальних діях членів руху «зелених», здебільшого перетворюючись на екотаж (екологічний саботаж) і навіть на «екологічний фашизм». До екоцентричного типу екологічної свідомості відносять наступні: - екоцентрично-раціональний. Близький до антропоцентричнозберігаючого. На думку автора, притаманний мешканцям екологічних поселень (Фінхорн, Кітеж, Гришино, Нео-ековіль, Світле та ін.); - екоцентрично-конструктивний. Відносини людини з природою – суб’єкт-суб’єктні. Природа сприймається як дім, у якому мешкає людина, і людина повинна бути дбайливим господарем. Наголос робиться на гармонійному розвитку людини й довкілля. Цей підтип екологічної свідомості притаманний тим, хто працює у сфері екології та охорони природи, екологічної освіти й виховання; - екоцентрично-протестний – відносини людини з природою – суб’єктсуб’єктні. Поведінка людини — активна, екологічно доцільна. Екоцентрично-протестний підтип екологічної свідомості знаходить свій вияв у численних акціях протесту проти забруднення навколишнього середовища, незаконного промислового та житлового будівництва і знищення зелених зон тощо. Однак ці дії не набувають радикальних форм, не заподіюють шкоди іншим людям і ґрунтуються на дотриманні законів. ОЧИЩЕННЯ ДИМОВИХ ГАЗІВ В УМОВАХ СМІТТЄСПАЛЮВАЛЬНОГО ЗАВОДУ В М. ДНІПРОПЕТРОВСЬКУ Спільник Т. В., асистент Климук В. А., студент Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Щорічно у нашому місті утворюється 1,5 млн м3 побутових відходів. За місяць ССЗ спалює близько 9–10 тис. т, що складає 55% всього міського 10
сміття. Завод подібного профілю – єдиний у Дніпропетровській області та один з двох працюючих в країні. Для порівняння: у Німеччині функціонує 47, в Японії – 1800, у Великобританії – 23 ССЗ. У процесі дослідження було розглянуто технологічний процес утилізації відходів на ССЗ, який ділиться на кілька етапів: а) подача відходів на спалювання; б) технологія спалювання; в) шлакозоловидалення. У процесі технологічного циклу у повітря виділяються такі шкідливі речовини, як: оксиди AI, V, Ti, Fe, Ca, Cd, Ni, K, Na, Pb, Cr, Zn, C02, NO, CoO, а також фтористий та хлористий водень, фосфорний ангідрид, феноли, формальдегід та неорганічний пил. На основі аналізу хімічного складу газу, характеристик пилу та технологічних умов роботи газоочисного обладнання серед можливих схем очистки за допомогою апаратів було обрано найбільш доцільну та економічно обґрунтовану схему із застосуванням електрофільтру, який має наступний механізм пиловловлювання. Запилений газ потрапляє в електрофільтр через вхідний патрубок. За допомогою газорозподільника він рівномірно розподіляється по перетину електрофільтра, проходить між електродами, до яких підводять достатньо високу напругу. Режим електроочистки розрахований таким чином, щоб між електродами утворився коронуючий розряд (для цього необхідно, щоб поле було електростатичним). Очистка в даному апараті передбачає такі етапи: а) зарядження часток пилу в газі; б) рух заряджених часток пилу до електродів; в) видалення осаджених часток пилу з електродів. Розглянемо ці етапи детальніше. Частки пилу, які знаходяться в газі, при зіткненні з іонами чи електронами отримують заряд. Вони заряджаються внаслідок адсорбції іонів чи електронів на їх поверхні. Частки пилу, які знаходяться в області корони, будуть отримувати як позитивний, так і негативний заряди, так як там є різнойменні заряджені іони та електрони. Позитивно заряджені іони рухаються до коронуючого електроду, який має негативний заряд та нейтралізуються на ньому. Негативно заряджені іони та електрони рухаються до осаджувального електроду, який має позитивний знак потенціалу. За час перебування газу в електрофільтрі заряджені частки мають встигнути підійти до електроду протилежного знаку та осісти на ньому. Якщо це не відбудеться, газ не очиститься від наявності пилу. На заряджену частку в електрофільтрі здебільшого діють інерційні сили газового потоку (під дією яких частка буде рухатись разом з газом вздовж поля), сили тяжіння (під дією якої частка буде падати вниз), механічні сили (пропорційні напруженості поля). Осадження заряджених часток пилу на електродах залежить від електропровідності та розміру часток, швидкості газу, його температури, вологості, стану поверхні електродів та інших факторів. В електрофільтрі, встановленому у проекті, пил з електродів вида11
ляється за допомогою механізму струшування електродів. З бункерів пил видаляється періодично, адже безперервне видалення пилу призводить до появи підсосів повітря, а також до зниження коефіцієнта корисної дії електрофільтра. Проведено розрахунок системи аспірації з визначенням загальних збитків тиску апарату пилоуловлювача-електрофільтра, з визначенням технологічних параметрів його роботи. Підібрано тягодуттєвий пристрій – димосос типу ДН-17. Проведено розрахунок розсіювання шкідливих речовин і визначено, що величина максимальної приземної концентрації не перевищує встановлену. Була визначена собівартість очищення 1 тис м3 газу. Для цього були розраховані такі статті калькуляційних витрат: - вартість ОФ – 175271 грн та амортизаційних відрахувань – 103525, 65 грн; - електроенергія – 2505787,49 грн; - цехові витрати – 203978,79 грн; - капітальні витрати на установку – 1501351,43 грн. Також був врахований показник економічної ефективності використання установки газоочистки – 180163,66 грн. Максимальне значення собівартості 1 тис м3 газу в даному проекті становить 6,52 грн. Значення собівартості, отримане в результаті проведених розрахунків, становить 4,86 грн, що на 1,66 грн менше максимального і дає підстави вважати підібрану схему очистки відходячих від котлів-утилізаторів димових газів з використанням апарату газоочистки широкого застосування – електрофільтру екологічно та економічно доцільною. Література: 1. Институт по проектированию газоочистных сооружений Гипрогазоочистка. Установка золоулавливания на мусоросжигательном заводе. – М, 1982. 2. Сорокін І. Д., Мельничук Л. О., Ясинський В. М. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів. – К, 1998. ВПЛИВ ЕЛЕКТРОМАГНІТНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ НА ЗДОРОВ’Я ЛЮДИНИ Пушнін Л. П., доцент Заговора А., студент Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Тіло людини має, як будь-який організм на Землі, своє електромагнітне поле, завдяки якому всі клітини організму гармонійно працюють. Електромагнітні випромінювання людини ще називають біополем (видима його частина – аура). Це поле є основною захисною оболонкою нашого організму від 12
будь-якого негативного впливу. Коли вона зруйнована, органи і системи нашого організму стають легкою здобиччю для будь-яких хвороботворних факторів. Якщо на наше електромагнітне поле починають діяти інші джерела випромінювання, набагато сильніші, ніж випромінювання нашого тіла, то в організмі починається хаос. Це і призводить до кардинального погіршення здоров’я. Такими джерелами можуть бути не тільки побутові прилади, мобільні телефони та транспорт. Значний вплив на нас здійснюють великі скупчення людей, настрій людини та її ставлення до нас, геопатогенні зони на планеті, магнітні бурі тощо. Слабкі електромагнітні поля (ЕМП) потужністю у сотні і навіть тисячні частки Ватт високої частоти для людини небезпечні тим, що інтенсивність таких полів збігається з інтенсивністю випромінювань організму людини при звичайному функціонуванні всіх систем і органів у його тілі. У результаті цієї взаємодії власне поле людини спотворюється, провокуючи розвиток різних захворювань, переважно в найбільш ослаблених ланках організму. Найбільш негативна властивість електромагнітних сигналів полягає в тому, що вони мають властивість з часом накопичуватися в організмі. Людям, які за родом діяльності багато користуються різною оргтехнікою – комп’ютерами, телефонами (в т.ч. мобільними) – властиві зниження імунітету, сексуальної активності, часті стреси, підвищена стомлюваність. Учені й досі не дійдуть згоди щодо шкоди електромагнітного випромінювання. Одні кажуть, що це небезпечно, інші – не бачать ніякої шкоди. Слід зазначити, що небезпечні не самі електромагнітні хвилі, без яких дійсно жоден апарат не зміг би працювати, а їх інформаційна складова, яку не можна виявити звичайними осцилографами. Експериментально встановлено, що електромагнітні випромінювання мають торсіонну (інформаційну) компоненту. Згідно з дослідженнями фахівців з Франції, Росії, Україні і Швейцарії саме торсіонні поля, а не електромагнітні, є основним чинником негативного впливу на здоров’я людини (саме торсіонне поле передає людині негативну інформацію, що викликає головні болі, роздратування, безсоння тощо). Джерела негативного випромінювання: геопатогенні зони; соціопатогенне випромінювання: вплив людей один на одного; мобільний зв’язок і мобільні телефони; комп’ютери та ноутбуки; телебачення; мікрохвильові печі; транспорт; ЛЕП; психотропна зброя. До організаційних заходів із захисту від дії ЕМП відносяться: - вибір режимів роботи випромінюючого обладнання, що забезпечує рівень випромінювання, яке не перевищує гранично допустимий; - обмеження місця і часу перебування в зоні дії ЕМП; - позначення і огородження зон з підвищеним рівнем ЕМП. Для кожної установки, що випромінює електромагнітну енергію, повинні визначатися санітарно-захисні зони, в яких інтенсивність ЕМП перевищує ПДУ. Межі зон визначаються розрахунково для кожного конкретного 13
випадку розміщення випромінюючої установки при роботі їх з максимальною потужністю випромінювання і контролюються за допомогою приладів. Інженерно-технічні захисні заходи будуються на використанні явища екранування електромагнітних полів безпосередньо в місцях перебування людини або на заходах з обмеження емісійних параметрів джерела поля. Останнє, як правило, застосовується на стадії розробки виробу, що служить джерелом ЕМП. Радіовипромінювання можуть проникати в приміщення, де знаходяться люди, через віконні і дверні отвори. Для екранування оглядових вікон, вікон приміщень, засклення стельових ліхтарів, перегородок застосовується металізоване скло, що має екрануючу властивість. Таку властивість склу надає тонка прозора плівка або з оксидів металів, найчастіше олова, або металів – міді, нікелю, срібла та їх поєднання. Плівка має достатню оптичну прозорість і хімічну стійкість. Для захисту населення від впливу електромагнітних випромінювань у будівельних конструкціях у якості захисних екранів можуть застосовуватися металева сітка, металевий лист або будь-яке інше провідне покриття. У ряді випадків достатньо використання заземленої металевої сітки, що поміщається під лицювальний або штукатурний шар. РОЗВИТОК АВТОМОБІЛЬНОГО ЕЛЕКТРОТРАНСПОРТУ – ШЛЯХ ДО ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА Богатов О. І., кандидат технічних наук, доцент Вівчар С. М., студент Харківський національний автомобільно-дорожній університет Автомобілі з електродвигуном, що одержує енергію від акумуляторів, з’явилися раніше, ніж автомобілі із двигунами внутрішнього згорання (ДВЗ). Електромобіль (ЕМ) – екологічно чистий транспортний засіб, зручний у керуванні, має гарні динамічні характеристики, що особливо важливо при їзді з частими зупинками, неминучими в міських умовах, не споживає бензину. Однак недостатня ємність акумуляторів, що викликає необхідність їхньої частої підзарядки, і відносна дешевина бензину (у той час) призвели до тогo, що електромобілі (ЕМ) не отримали широкого поширення, хоча і випускалися в окремі періоди невеликими серіями. В Україні електротранспорту (автомобільного) дотепер немає. Логічно це важко пояснити. Майже всі залізниці електрифіковані кілька десятиліть тому назад, є тролейбус, трамвай і метро, а автомобілів немає. Слід зазначити, що не всі моделі гібридних автомобілів припускають поповнення енергетичних ресурсів шляхом одержання електроенергії від мережі. У цьому випадку доцільно мати можливість безпосереднього приводу коліс від ДВЗ, оскільки механічна трансмісія дешевше і має більший коефіцієнт корисної 14
дії, ніж електрична. Основні переваги електропривода, що забезпечує найкращі тяглово-динамічні показники, виявляються при розгоні і гальмуванні автомобіля, і якщо в цей період працює ЕД, то сумарна витрата палива і, відповідно, викидів вихлопних газів скорочуються. Але, у цілому, ефективніше використовувати як можна більшу частину енергії від зовнішніх джерел енергопостачання. Для «сімейних» автомобілів для цього необхідна мережа спеціальних заправних станцій. Автомобілі міські, меншої пасажировмісності, можуть заряджатися безпосередньо від міської мережі, і це найбільш економічний варіант. ДВЗ повинний служити, в основному, для підстрахування – збільшення пробігу між зарядками, якщо умови експлуатації не дають можливості зробити підзарядку в розрахунковий час. Заманливо одержувати енергію безпосередньо від Сонця і використовувати її для привода електродвигуна чи підзарядки акумуляторів на ходу машини. Такі ЕМ дійсно існують і навіть здійснюються їхні демонстрації й змагання. Однак, варто мати на увазі, що сучасні кремнієві фотоелементи, що перетворять сонячну енергію в електричну, мають ККД близько 15%, що при найбільшій інтенсивності сонячного випромінювання, орієнтовно, 1 кВт на м² дозволяє одержати 150 Вт електроенергії з м². Для живлення електродвигуна потужністю 3 кВт, наприклад, потрібно мати дзеркало в 20 м². Для живлення допоміжних пристроїв, зокрема, радіоприймача, кондиціонера сонячні батареї вже застосовують. ЕМ і гібридний автомобіль – не конкуренти і протиставляти їх не варто. Оптимальне сполучення електропривода і ДВЗ – від «чистого» ЕМ до автомобіля з ДВЗ та електротрансмісією, дозволить найбільш повно задовольнити різноманітні вимоги, пропоновані до автомобілів різного призначення. Можна припустити, що ці автомобілі визначать найближче майбутнє автомобільної промисловості. Нерідко запитують: чи вистачить електроенергії при масовому використанні електротранспорту, чи не прийдеться будувати нові великі електростанції? Ряд досліджень, проведених різними групами, показали, що існуючої потужності електромереж цілком достатньо, щоб створити можливість заряджати батареї автомашин навіть у тому випадку, якщо усі вони перейдуть на електричну тягу. ОБРАЗОВАНИЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ И ВЛИЯНИЕ ИХ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ Щербак О. С., ассистент кафедры экологии Павлюк И. В., студент Приднепровская академия строительства и архитектуры Шлаки образуются в большом количестве при производстве металлов и являются крупным источником отходов, если не подвергаются переработке и 15
утилизации [1]. С быстрым ростом индустриализации, количество доступных земель для хранения больших объемов металлургических шлаков снижается во всем мире и, соответственно, стоимость тех, что находятся в распоряжении, растет. Глобальное потепление и сбережение природных ресурсов являются общими экологическими темами сегодняшнего дня. Кроме того, земли под отходами становятся значительным источником загрязнения воздуха, воды и почвы, что отрицательно влияет на организм и здоровье человека, рост урожая и растительности. С точки зрения сохранения и защиты глобальной экосистемы, шлакопереработка привлекла внимание многих ученых в последние годы. Бум и другие в работе рассмотрели последние тенденции в исследовании шлаков и обнаружили, что существенно выросло количество работ по теме переработки шлаков и их экологическим проблемам. Идеалом является создание такого замкнутого цикла, который позволит преобразовать все отправляемые на свалку отходы в полезные продукты, тем самым достигнув полной переработки. Доменный шлак образуется в ходе восстановительных процессов из железной руды, кокса, известняка и прочих материалов в диапазоне температур от 1450 до 1550°С, что приводит к снижению содержания низших оксидов железа и время от времени отводится. Химический состав шлака зависит от подаваемого сырья и проведения процесса плавки. Объем шлака во многом зависит от шихты, например, от сорта железной руды, что составляет от 200 до 600 кг на одну тонну горячего металла. В среднем шлак содержит около (0,5–0,8)% FeO, (35–42)% СаО, (35–40)% SiO2, (8–9)% MgO, (8–15)% Al2O3, (0,3–1,0)% MnO и (0,7–1,5)% S по весу. Основность шлака CaO/SiO2 находится в диапазоне (0,95–1,25). По своему химическому и фазовому составу шлаки представляют собой технологическое сырье, которое может успешно использоваться в различных отраслях промышленности, в т. ч. и в качестве вторичных материалов при производстве строительных материалов [2]. Решение проблемы ресурсосбережения в строительной промышленности может быть эффективна лишь при комплексном подходе к техническим, экономическим, организационным и экологическим вопросам и ускорении научно-технического прогресса. Использование отходов промышленности позволяет снизить на 10– 30% затраты на производство строительных материалов в сравнении с производством из природного сырья. Большие объемы использования минерального сырья ведут к росту и накоплению больших количеств отходов. Рост промышленности во всем мире ведет к увеличению объемов отходов. Под складирование техногенных отходов занимают огромные территории земельных угодий, пригодных для сельскохозяйственных целей. Отходы металлургических производств отрицательно влияют на экосистему, загрязняя атмосферу, почву, гидросферу. Экологические последствия от хранения шлаковых отвалов и их побочных продуктов исследуются на протяжении многих лет, о них обычно судят по выщелачиваемости компонентов из шлаков. В связи с очень низкой 16
растворимостью в воде большинства минеральных фаз доменных шлаков и шлаков производства стали, они не оказывают воздействия на окружающую среду, если нет взаимодействия с известью и их объем постоянен. Высокое содержание свободного СаО в шлаке производства стали может стать причиной увеличения объема, что является негативным фактором при использовании, например, в дорожном строительстве. Газообразные выбросы от засоленных шлаков (шламов), образующиеся в результате контакта с водой, представляют большую экологическую опасность. В результате процесса выщелачивания, компоненты из шлаков реагируют с водой и создают взрывчатые, ядовитые газы и/или газы с неприятным запахом: Аl-содержащие металлы высвобождают водород (H2); из карбида образуется метан (CH4), нитрид способствует формированию аммиака (NH3); и фосфориты образуют высокотоксичный газ фосфин (PH3). Из-за растворимости компонентов отходов и опасности газовыделений, засоленные шлаки не могут просто сбрасываться. В ближайшее время оптимальным является переработка соли с использованием остатков и регенерацией образующихся газов. Неметаллические компоненты (НМК), в том числе оксиды углерода и криолита или флюорит, не растворимы в воде, и они подвергаются фильтрации и сушке[3]. После обжига НМК могут быть дополнительно обработаны для использования, например, в цементной промышленности [32] или для производства огнеупорных кирпичей. ПРО ШКОДУ ПОЛІЕТИЛЕНОВИХ ПАКЕТІВ ДЛЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА Капленко Г. Г., кандидат технічних наук, доцент Пошивай А., студент Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Майже кожен день ми купуємо продукти в супермаркетах і не помічаємо, що ця звичайна дія може завдавати непоправної шкоди навколишньому середовищу. Яким чином, запитаєте ви? Справа не в продуктах і не в покупках, а в тому, який пакувальний матеріал використовується при цьому. Найчастіше зустрічається недорога упаковка – продуктові пакети з поліетилену. Через те, що поліетиленові господарські пакети розкладаються протягом кількох сотень років, за них серйозно «взялися» екологи. Питання заборони безкоштовних пластикових пакетів для супермаркету в цивілізованих країнах вже вирішується на урядовому рівні. Так, наприклад, у багатьох містах Європи та Америки продуктові пакети з поліетилену просто заборонені. Поступово на більш екологічний пакувальний матеріал переходять і супермаркети України. При цьому зрозуміло, що і супермаркетам, і покупцям найбільш вигідна недорога упаковка. Але 17
паперові господарські пакети не є виходом із ситуації, адже при їх виробництві знищується ліс. Тому все більшої популярності набувають продуктові сумки зі звичайної бавовни і аналогічних натуральних матеріалів. Сьогодні найбільш просунуті торговельні мережі Україні вже пропонують своїм покупцям великий асортимент сумок, який включає в себе не просто знайомі всім з дитинства продуктові сумки, а й торбинки, авоськи, симпатичні сумки яскравих і природних кольорів. Купивши таку сумку, можна відмовитися від поліетиленових пакетів, так як використовувати її можна рік і навіть більше, а по зручності і практичності вона набагато перевершує пакети. Виходить, що господарські сумки є найбільш недорогою упаковкою і до того ж екологічно чистою. Для супермаркетів господарські сумки більш вигідні, ніж пластикові пакети, більшість з яких роздані безкоштовно. А для покупців така проста річ як використання стильної і зручної господарської сумки стає маленьким кроком до усвідомленої турботи про нашу планету. Спалювання рослинних залишків і пластикового сміття надзвичайно шкідливо як для навколишнього середовища, так і для здоров’я людей. Дим від спалювання містить найнебезпечніші отрути – оксиди азоту, сірку, феноли, токсичні вуглеводні, канцерогенні діоксини, здатні впливати на нащадків, не кажучи вже про з’єднання свинцю, ртуті та інших важких металів. Серед них – найсильніша отрута, створена людиною, діоксин, здатний накопичуватися в тілі, поступово отруюючи і вбиваючи організм. Щорічно, за заявами Грінпіс, від наслідків впливу діоксинів помирає до 20 000 осіб. «Прибирання» шляхом спалювання одноразового посуду, поліетиленових пляшок, пакетів та іншої пластикової тари нічого, крім шкоди, не приносить. Температура багаття недостатньо висока для повного згоряння пластиків. Щільний чорний дим від тління їх містить канцерогенні речовини – поліароматичні вуглеводні. Гума, згоряючи в багатті, виділяє канцерогенну сажу й окиси сірки, що викликають респіраторні захворювання. При горінні нейлону, поролону, багатьох синтетичних тканин і покриттів виділяються цианіди (солі синильної кислоти). А ПВХ-пластик (обрізки лінолеуму, кришки від пластикових пляшок, шкірзамінник, клейонка, ізоляція кабелю, іграшки, старі фломастери тощо) при горінні виділяють не менше 75 високотоксичних речовин, у тому числі й діоксини. Інша велика помилка – спалювання залишків рослинності на полях і городах. І справа не тільки в токсичності диму. Вогнем знищуються найцінніші ґрунтові мікроорганізми, що забезпечують багато корисних властивостей ґрунту. Багаття на полях і городах призводять до погіршення середовища перебування тварин і птахів, знищення ґрунтового гумусу, порушення структури ґрунту і зниження його родючості. Зазвичай пакети використовуються лише протягом декількох хвилин, а потім їх викидають. І перш, ніж перегнити, вони забруднюватимуть довкілля впродовж 1000 років.
18
ВПЛИВ ВИКИДІВ ТЕПЛОГЕНЕРУЮЧОГО ОБЛАДНАННЯ МАГАЗИНІВ ТА ІНШИХ ОБ’ЄКТІВ ОБСЛУГОВУВАННЯ НА НАСЕЛЕННЯ ПРИЛЕГЛИХ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ Мінков Ю. І., асистент Кукало О. М., Папарига А. Б., Соцька К. О., студенти Придніпровська державна академія будівництва та архітектури З метою забезпечення населення продуктами споживання та послугами за останній час в місті проводиться будівництво неспеціалізованих магазинів роздрібної торгівлі, хімчисток та інших підприємств, теплопостачання та кондиціювання повітря яких здійснюється шляхом установлення індивідуальних котелень та газогорілочних кондиціонерів на даху означених об’єктів. Висота означених будівель, як правило, не перевищує 8–12 метрів в той час, як прилеглі багатоповерхові житлові будинки значно перевищують висоту супермаркетів та прирівняних до них об’єктів. Відстань між джерелами викидів магазинів та житловими будинками в ряді випадків не перевищує 15 метрів. При будівництві означених споруд проектувальники керуються тим, що згідно з Державними санітарними правилами планування та забудов населених пунктів, затвердженими наказом МОЗ України 19.06.1996 р. № 173 для котелень розмір санітарно-захисної зони (СЗЗ) не встановлюється та визначається на підставі розрахунків забруднення атмосферного повітря за допомогою ЕОМ у відповідності до вимог ОНД-86. Для оцінки забруднення приземного шару атмосфери керівництво підприємств в органах Держкомгідромету здійснює запит про величини фонових концентрацій забруднюючих речовин атмосфери в районі розташування вищеназваних підприємств за речовинами, які присутні в викидах їх технологічного обладнання – діоксиду азоту та оксиду вуглецю. Водночас при попередніх дослідженнях, проведених на кафедрі екології та охорони навколишнього природного середовища ПДАБА, було встановлено, що такий підхід є неправильним, так як в атмосферному повітрі м. Дніпропетровська присутні речовини, які спільно негативно впливають на здоров’я населення, тваринний та рослинний світ (групи сумації). Перелік основних груп сумації представлено в табл. 1. Таблиця 1 – Перелік груп сумацій (речовин, які присутні в атмосферному повітрі м. Дніпропетровська) Код групи 31
1 301
33
301
Речовини, що складають групи сумацій (коди) 2 3 4 Назва речовин 330 0 0 Діоксид Ангідрид азоту сірчистий 330 337 1071 Діоксид Ангідрид Вуглецю Фенол азоту сірчистий оксид 19
Коефіцієнт потенцір. 1 1
З урахуванням означеного, нами отримані величини фонового забруднення атмосферного повітря викидами означених речовин (табл. 2). Таблиця 2 – Фонові концентрації основних забруднюючих речовин (середні по м. Дніпропетровську) Найменування забруднюючої речовини Діоксид азоту Оксид вуглецю Ангідрид сірчистий Фенол
ГДК максимальноразова, мг/м3 0,20 5,0 0,50 0,01
Фонові концентрації мг/м3 (швидкість вітру, 0–2 м/сек.; напрямок вітру – кожний) 0,1344 3,49111 0,0129 0,0072
Як правило, на досліджених об’єктах встановлюється сучасне обладнання (іноземного виробництва), що забезпечує низький рівень викидів основних забруднюючих речовин в атмосферне повітря. Усереднені дані по викидах забруднюючих речовин від стаціонарних джерел теплогенеруючого обладнання, розташованого на даху магазинів, представлені в табл. 3. Таблиця 3 – Характеристика джерел викиду Виробництво
№ Джерело утворення Параметри ПГПС Забруднююча джер. речовина викиду Найменування Кіль- Д Н Об’є Темп. Код Наймену кість устя труби м м3/c 0C вання (м) (м) 2 КотлоагреДіоксид 301 гати азоту ЕнергеКолвітерм 1 3 0,015 8,5 0,041 100,0 тичне DUOТ 50 Вуглецю 337 Кондиціонер оксид PGB 180 245-5
Фактичне значення максимальної величини викидів, г/сек. 0,0013
0,0005
Розрахунки розсіювання концентрації забруднюючих речовин показали, що максимальна концентрація оксидів азоту в приземному шарі атмосферного повітря, без урахування фону, складає 0, 031 ГДК. Нами встановлено, що при максимальному навантаженні технологічного обладнання (при роботі котлоагрегатів та газогорелочного кондиціонера) величина концентрації оксидів азоту без урахування фона (на рівні 8 метрів від поверхні землі, вздовж житлового будинку) коливається від 0,07 до 0,21 ГДК. З урахуванням фонового забруднення атмосфери, концентрація токсинних речовин в приземному шарі атмосфери (вздовж житлового будинку) по групі сумації 31 (діоксид азоту та ангідрид сірчистий) складає 0,76–0,86 ГДК. У разі присутності в атмосферному повітрі в районі розташування магазину фенолу, сумарна концентрація забруднюючих речовин: діоксину азоту, ангідриду сірчистого, оксиду вуглецю та фенолу сягатиме понад 2 ГДК. 20
З метою забезпечення санітарних норм якості атмосферного повітря вздовж багатоповерхових житлових будинків, які розташовані в безпосередній близькості від джерел викидів теплогенеруючого обладнання магазинів, джерела викидів мають бути встановлені на максимально можливій великій відстані від будинків та зорієнтовані таким чином, щоб устя джерел викидів були направлені в бік, де відсутні житлові комплекси (автомобільні траси) тощо. При виконанні зазначених природоохоронних заходів концентрація забруднюючих речовин на рівні вікон житлових будинків буде дорівнювати величині фону. БІОРЕМЕДІАЦІЯ У ВИРІШЕННІ ПРОБЛЕМ ОПТИМІЗАЦІЇ СЕРЕДОВИЩА В УРБОЕКОСИСТЕМАХ Корабльова А. І., кандидат біологічних наук, доцент кафедри екології та охорони навколишнього середовища Гуменюк Ю. Б., студентка Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Надаючи людині можливість кращим чином реалізувати свої професійні і творчі здібності, урбоекосистема разом з тим віддаляє її від природи і формує шкідливе середовище. Тут людина «фактично направляє свою діяльність проти природних геохімічних реакцій і процесів, з якими неминуче вступає в конфлікт» (А. Ферсман). Ця суперечність виникає, передусім, завдяки специфічності, яка відрізняє урбоекосистему від природних екосистем тим, що вони: 1. Нестійкі (а тому без постійної підтримки з боку людини не можуть виконувати своє цільове призначення). 2. Не мають прямих природних аналогів. 3. Створюють особливий мікроклімат, обумовлений щільною забудовою території (25–75%), штучним покриттям, що не дозволяє проникати волозі і повітрю, слабко відбиває сонячні і теплові промені металевими і бетонними будівельними конструкціями, які мають високу теплоємність (близько 180 Вт/м2) і можуть влітку нагріватися до 800С, а також різними технологічними виробничими процесами, роботою автотранспорту та ін. Наслідком всього цього є утворення: 1) «теплового ковпаку» («острів тепла»), який «накриває» місто, викликаючи погіршення самопочуття людей, зниження (на 5–6%) вологості атмосферного повітря, посилену трансформацію присутніх у ньому домішок в токсичні сполуки; 2) «температурної воронки», яка «всмоктує» прохолодніше повітря околиць із швидкістю 2–3 21
м/с до центру міста, не даючи можливості забрудненому повітрю «вирватися» за межі міста. 4. Характеризуються високим шумовим забрудненням, яке має тенденцію посилюватися на 10–12 дБ кожні 10 років до рівнів, не просто неприємних для слуху, але і неприпустимих для здоров’я людей. Усі ці та інші особливості урбоекосистем, а також їхня екологічна недосконалість зумовлюють необхідність пошуку інженерних рішень для розв’язання екологічних проблем (оптимізації мікроклімату, активізації системи природного самоочищення повітряного, водного середовищ і земель та ін.) з метою підвищення стійкості урбоекосистем і забезпечення їх функціонування без негативних наслідків для здоров’я людей і довкілля. У зв’язку з цим особливо перспективним є один із напрямів екоінжиніринга – біоремедіація, що займається формуванням природної якості середовища, використовуючи природні функції і метаболічний потенціал біологічних об’єктів і їх угруповань. Тобто, метою біоремедіації в урбоекосистемах є забезпечення взаємовигідного співіснування конфліктуючих сторін – суспільства і природи за допомогою очисної, відновної, бар’єрної, енергетичної та інших функцій живої речовини. Одним із способів біоремедіації є фіторемедіація повітряного середовища, інженерні рішення якої спираються на всебічне знання функцій рослин в природних екосистемах – очисні (видаляють з повітряного середовища газові і пилові домішки, вбивають хвороботворні бактерії), кліматичні (влітку знижують температуру повітря на 8–250С і збільшують його вологість і вологість землі відповідно на 10–20% і 10%; зменшують міський шум і інтенсивність електромагнітного випромінювання) та ін. Враховуючи все вищесказане, нами проводяться дослідження в селітебних, промислових і рекреаційних зонах міста Дніпропетровська за наступними напрямами: 1. Фітоіндикаційна оцінка пило-газостійкості деревно-чагарникових і газонних насаджень. 2. Оцінка реакції різних деревних порід на санітарно-молодильне обрізання. 3. Оцінка впливу умов під штучним твердим покриттям на процеси розкладання органічних залишків (в тому числі, мертвого коріння). 4. Оцінка ефективності існуючих насаджень, виходячи з екологічного і біоценотичного принципів. Література: 1. Ермаков Е. И., Панова Г. Г., Степанова О. А. Стратегия биоремедиации химически загрязненных экосистем // Экология. – 2005. – № 3. – С. 186. 2. Корабльова А. І. Екологія: Взаємовідносини людини і середовища. – Дніпропетровськ : Поліграфіст, 2003. – 280 с. 3. Кораблѐва А. И., Шматков Г. Г. Экология человека: в аспекте эн22
вайронментологии: Учебное пособие для вузов. – Днепропетровск : ПГАСА, 2011. – 250 с. 4. Плешакова Е. В., Дубровская Е. В., Турковская О. В. Сравнение эффективности интродукции нефтеокисляющего штамма Dietzia maris и стимуляции естественных микробных сообществ для ремедиации загрязнѐнной почвы // Прикладная биохимия и микробиология. – 2008. – № 44 (июль). – С. 430–437. 5. Електронний ресурс. – Режим доступу: тru.wikipedia.org›wiki/Биоремедиация. ЗНИЖЕННЯ БАЗАЛЬНОГО ДИХАННЯ ҐРУНТУ ЯК ІНДИКАТОР ЗАБРУДНЕННЯ ВАЖКИМИ МЕТАЛАМИ НА ПРИКЛАДІ М. ДНІПРОПЕТРОВСЬКА Яковишина Т. Ф., кандидат сільськогосподарських наук, доцент Мігунов В. В., Шкіль К. П., студенти Придніпровська державна академія будівництва та архітектури Ґрунт в урбоекосистемі є базисною складовою: в ній замикаються антропогенно перетворені колообіги речовин; вона є потужним біогеохімічним бар’єром на шляху їх міграції, здатним депонувати токсиканти на тривалий час в умовах всезростаючого техногенного пресингу на навколишнє середовище. Рівень родючості ґрунтів значною мірою зумовлений їх біологічною активністю, яка у ґрунтознавстві розподіляється на три основних типи: - активність біологічних факторів педогенезу (рослинності, мікрофауни, людини); - активність, пов’язана з гуміфікацією органічної речовини ґрунту, що має значення одночасно для педогенезу і живлення рослин; - активність, що безпосередньо впливає на живлення рослин. Загальна біологічна активність ґрунту опосередковано відбивається через інтенсивність виділення СО2 в процесі життєдіяльності мікроорганізмів (передусім мікроскопічних грибів 2/3 від загальної кількості СО2 і в меншій мірі – бактерій), а також дихання кореневих систем рослин (продуцентів). Цей процес називається базальним диханням ґрунту, що відображає кількість доступного карбону, необхідного для підтримання життєдіяльності мікроорганізмів, характеризує інтенсивність розкладу органічних речовин і є мірою швидкості колообігу карбону в ґрунті. Він пов’язаний з окисленням органічних речовин до діоксиду карбону і води за участю оксисену з виділенням енергії, яка використовується для здійснення життєвих процесів. Біологічно активна частина ґрунту найбільш чутлива до техногенного впливу. Екологічні наслідки такого впливу, навіть при невеликому його рів23
ні, проявляються у зменшенні загальної чисельності та видового різноманіття мікроорганізмів, збільшенні абсолютного домінування невеликої кількості видів, переважно грибів, як правило, нетипових для нормальних умов з фітотоксичними властивостями. В умовах м. Дніпропетровська техногенне навантаження на ґрунти спричинене поліелементним забрудненням важкими металами – найнебезпечнішими токсичними речовинами, чиї сполуки ґрунт адсорбує із приземного шару атмосферного повітря. Усі метали, з атомною масою більше 40 вуглецевих одиниць і щільністю вище 6 г/см3 відносяться до важких металів. Токсичними є їх катіони, що завдяки своїй високій активності реагують з біологічними сполуками і переводять їх у неактивний стан, утворюючи хелатні сполуки. Також це проявляється у зниженні інтенсивності протікання основних мікробіологічних процесів, пригніченні активності ґрунтових ферментів і є однією із причин дисбалансу мінерального живлення рослин макро- і мікроелементами. Метали порівняно легко накопичуються в ґрунтах, втім важко і повільно з них видаляються. Терміни напіввидалення їх різні, але в середньому цей період для кадмію складає до 155 років, цинку – до 500 років, свинцю – до кількох тисяч років. Підвищена концентрація свинцю найчастіше викликана поглинанням його з атмосфери – за рахунок вихлопних газів автомобілів або внесенням компостних добрив з металами. Миш’як знаходиться в багатьох природних ґрунтах у низькій концентрації, проте його вміст може сильно зростати (так, підвищення концентрації було відзначено в ґрунтах фруктових садів і городів як наслідок застосування забороненого тепер пестициду – арсенату свинцю). Ртуть зазвичай міститься у ґрунтах в кількості від 90 до 250 мг/га; але через «ртутне» протруювання зерна вона може досягати 5 г/га, ще приблизно така ж кількість потрапляє в ґрунт з дощами і снігом. Втім основними джерелами надходження техногенних забруднювачів є викиди і відходи промисловості (металургійних і хімічних комбінатів, нафто-та вугледобувних підприємств). Тому зазвичай максимального забруднення, зазнають ґрунти, безпосередньо прилеглі до цих джерел забруднення. Сильне коливання природних концентрацій важких металів зумовлює труднощі при оцінці (природний фон зазвичай невідомий) підвищення вихідної їх концентрації за рахунок діяльності людини. Висока чутливість мікроорганізмів до зовнішніх руйнівних антропогенних факторів, яка опосередковано виражається через інтенсивність виділення СО2, дозволяє використовувати активність мікробіоценозу як біоіндикатор діагностики стану техногенної деградації ґрунтів. Наприклад, за результатами проведених досліджень екологічної оцінки якості ґрунтів м. Дніпропетровська – ступінь забруднення ґрунту важкими металами коливається від дуже слабкого до надто небезпечного (Г. Г. Шматков, 2010). За станом біологічної активності – найбільші значення СО2 328– 342 мг на 1 м2 в год. спостерігались на вул. Синельниковській, Липовій та Рогальова і відповідали рівню цього показника в зональних ґрунтах. Найменше виділення СО2 було встановлено на вул. Манкевича та на житловому 24
масиві «Західний» (63–84 мг на 1 м² в год.), що в 4,7 рази менше ніж в чорноземах звичайних. Ділянкам з найбільшими значеннями сумарного показника забруднення відповідає найменше виділення вуглекислого газу, а отже й найменша біологічна активність ґрунту. Таблиця 1 – Екологічна оцінка токсичності ґрунтів м. Дніпропетровська за ступенем виділення СО2, мг на 1 м2 в рік Параметр Мінімальне значення Максимальне значення Розмах Середнє значення Медіана Стандартне відхилення Коефіцієнт ексцесу Коефіцієнт асиметрії Кількість ділянок відбору проб
не має 314,0 342,0 28,0 314,5 320 29,1 6,31 -2,31 10
низька 261,1 304,0 42,9 280,6 281,3 16,7 -0,85 -1,99 8
Токсичність середня висока 176,1 128,9 228,0 169,9 51,9 41,0 200,8 143,4 201,0 145,0 16,8 13,7 -1,16 -0,92 0,07 0,42 11 9
надто висока 63,0 84,0 21,0 73,0 72,0 10,5 -0,51 1,15 4
Ступінь токсичності міських ґрунтів оцінено за методикою О. П. Мелехової (2007) за їх частотним розподіленням, виходячи з величин коефіцієнтів асиметрії та ексцесу. Значний розмах досліджуваної величини пояснюється зниженням токсичності ґрунту по мірі віддалення від джерел забруднення (промислових підприємств та автомагістралей). Асиметричне розподілення за кривою Максвела є типовим для явищ і процесів де переважає вплив будь-якої систематичної причини. Підсумовуючи вищевикладене слід зазначити: життєдіяльність ґрунтових мікроорганізмів корелює з рівнем забруднення важкими металами, що відбивається через пригнічення базального дихання по мірі збільшення ступеня токсичності ґрунту.
ВИЗНАЧЕННЯ ТЕХНОГЕННОГО ВПЛИВУ НА ПОШИРЕННЯ ОНКОПАТОЛОГІЙ У ПРИДНІПРОВСЬКОМУ РЕГІОНІ Мартиненко І. А., студентка Чорна В. І., доктор біологічних наук, професор Дніпропетровського державного аграрного університету Придніпровський регіон займає близько 19% території України, де проживає 28% її населення. У цьому регіоні розміщено близько 5 тис. підприємств, серед яких – потужні гіганти металургії, хімії, енергетики, машинобудування, гірничодобувної, вугільної та інших галузей промисловості. Це район інтенсивного ведення сільського господарства, у зв’язку з чим розора25
ність території складає 70,4%, а 71% земель знаходяться в деградованому стані. Ґрунти перенасичені не лише пестицидами та мінеральними добривами, а і важкими металами, особливо навколо міст у радіусі від -2 до 20–25 км. Від підприємств цього регіону в атмосферу потрапляє близько 70% загального обсягу викидів оксидів вуглецю та азоту, сірчаного ангідриду, вуглеводнів в Україні. Протягом довгого часу не вирішується проблема утилізації промислових відходів, яких в регіоні накопичилося більше 10 млрд т. Майже повністю вичерпаний ресурс устаткування на заводах і фабриках (основні фондів підприємств зношені на 70%), тому аварії на виробництві відбуваються все частіше. Як правило, наслідками таких аварій стає шкода навколишньому середовищу, часто досить значна. На більшості підприємств або відсутні, або не працюють очисні споруди, нові ресурсозберігаючі технології практично ніде не застосовуються через брак грошових коштів. Найбільш забрудненими містами регіону протягом останніх п’яти років залишаються Донецьк, Макіївка, Горлівка, Дніпропетровськ, Єнакієве, Кривий Ріг, Алчевськ, Дніпродзержинськ (Донецька область), Краматорськ, Луганськ, Запоріжжя, Маріуполь. Стан природного середовища регіону можна без перебільшення назвати кризовим, що вимагає негайного застосування комплексу природоохоронних заходів, модернізації промисловості, рекреаційних і рекультиваційних заходів, переорієнтацію на ресурсо- і енергозберігаючі технології. Також необхідно негайно розпочати утилізацію відходів. Важливим методом антропоекологічного вивчення території, аналізу різних проблемних ситуацій, що виникають під час впливу чинників ризику на населення, і наступного упорядкування отриманої інформації є таксонування, тобто розділення території на дрібніші таксони (типологічні чи регіональні просторові системи). Прикладом таксонування може бути один із можливих поділів Дніпропетровської агломерації на типологічні (подібні за однією чи кількома ознаками) комплекси. У межах Дніпропетровської агломерації існує кілька чітко виражених типів територій. Регіональне антропоекологічне прогнозування спрямоване на наукове передбачення стану середовища існування людини і пов’язаних з ним демографічних, соціальних, синологічних особливостей конкретного регіону на певний відрізок часу. Його здійснюють для того, щоб, вдавшись до раціональних економічних, соціальних, природоохоронних, санітарно-гігієнічних, архітектурно-містобудівних, технологічних заходів, не допустити виникнення негативних ситуацій, небезпечних для життєдіяльності населення. Прогноз має також сприяти втіленню заходів, спрямованих на оптимізацію середовища існування людини. Результатами досліджень Дніпропетровської обласної дитячої клінічної лікарні (рис) доведено залежність кількості онкологічних захворювань від віку дітей. Загалом спостерігається три піки захворювання: на першому році життя, у віці трьох років та в період з 13 до 17 років. 26
Максимальна кількість онкозахворювань у дівчат спостерігається у віці до 1 року, а також 3 та 17 років. Менший показник захворюваності припадає на підлітковий вік – 13 років. У хлопчиків встановлена менша кількість захворювань, максимальний показник – у віці 3 та 16 років, а найменший показник – у новонароджених. Таким чином, основні гендерні відмінності рівня онкозахворюваності спостерігаються з початком статевого дозрівання. Загальна кількість онкозахворювань у дівчат більша внаслідок зростання у період від 15–17 років. Рекомендації щодо поліпшення онкологічної допомоги дітям у Дніпропетровській області: - педіатрам та лікарям інших спеціальностей здійснювати активну роботу з виявлення груп ризику розвитку новоутворень; посилити контроль за виявленням, які підлягають диспансерному нагляду онколога; - ввести у межах області за можливості ультразвукове дослідження скринінгового методу дітям у віці 3-х місяців, 1 року, 5–6, 10–12 та 14–16 років; - запровадити сучасні інформаційні технології для оцінки діяльності онкологічних закладів та визначення ефективності лікування хворих. 6 дівчинка
5.5
хлопчик
5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.00
5.00
10.00
15.00
20.00
Рис. Кількість встановлених онкологічних захворювань (в логарифмічному масштабі) в залежності від віку дітей
27