Дипломная работа: Співвідношення особливостей накопичення важких металів в овочах та фруктах в умовах великого міста

Рисунок 1.3 – Структура викидів в повітря в Ленінському районі м. Харкова

При розгляді окремих підприємств, вплив яких формує екологічну обстановку в районі слід окремо зупинитись на наступних підприємствах, як ХЗМВ-1, ВАТ “Електромашина”, кондитерської фабрики “Харків’янка”, швейної фабрики ім. Тінякова.

В структурі викидів одного з найголовніших забруднювачів району відчутно переважають леткі органічні сполуки, на їхню частку припадає 75% викидів підприємства. Значно меншими є викиди твердих речовин – 8%, окису вуглецю – 6,5% та інших речовин.

Найбільшим серед підприємств легкої промисловості в Ленінському районі є швейна фабрика ім. Тінякова. Фактичний обсяг її викидів в 5 разів менший за обсяг викидів ХЗЕМВ-1 та майже в 3 рази менший за обсяг викидів ВАТ "Електромашина". В складі викидів переважають окиси азоту (49%) та окис вуглецю (44%).

Пересувні джерела забруднення.

Велике значення в межах Ленінського району має транспортне забруднення. Взагалі, географічне розташування Ленінського району відносно центру та решти міста та наявних шляхів сполучення зумовило формування в ньому розвиненої транспортної інфраструктури. Ще з часу заснування міста вулиця Полтавська (тепер Полтавський Шлях) була однією з головних магістралей. І зараз інтенсивність руху по ній в години пік оцінюється в 2 500 – 3 300 автотранспортних одиниць за годину. Ділянка Полтавського шляху від вул. Золочівської до вул. Конєва є найбільш напруженим автошляхом міста. Звичайно, роль місцевого транспорту (тобто, зареєстрованого в Ленінському районі) тут незначна. Значно переважає автотранспорт транзитний. Цією вулицею проїжджають всі, хто прибувають автотранспортом до Харкова з Києва, Полтави, Кіровограду, Західної України, а також з передмістя (Люботина, Пісочина, Коротича тощо). Інтенсивність руху іншими вулицями значно менша, однак через те, що їхня ширина менша, також менша ширина проїжджої частини та ближче до осі дороги розташовуються житлові будинки, нижче якість покриття на інших вулицях може формуватись навіть вищи рівень забруднення, ніж на Полтавському Шляху. Це в першу чергу стосується вулиць Червоноармійської, Котлова, Єлізарова, Революції 1905 року.

Крім автомобільного транспорту на формування фактичного рівня забруднення повітря в Ленінському районі також суттєво впливає залізничний транспорт та його інфраструктура. В межах району розташовується один з найдавніших та найпотужніший в Україні залізничний транспортний вузол. На території району розташовується Південний вокзал, Колійна машинна станція № 131 Харків-Сортувальний, Моторвагонне депо, Харківська дистанція сигналізації та зв’язку Південної залізниці, Харківська вагонна дільниця № 1, Вагонне вантажне депо Харків-Сортувальний, Локомотивне депо Харків-Сортувальний. Також в Ленінському районі є промислові підприємства, які належать Укрзалізниці або забезпечують функціонування залізничного транспорту. Це Харківський завод електротехнічного обладнання, ЗАТ Харківський вагонобудівний завод та автобаза Південної залізниці, ВАТ "Харківський завод електротехнічного обладнання" . З усіх цих об’єктів найбільший за обсягом викид має Харківська вагонна дільниця №1, її викид дає 45% від усіх викидів в Ленінському районі, пов’язаних з Укрзалізницею та її інфраструктурою. На другому місці перебуває ЗАТ "Харківський вагонобудівний завод", який дає приблизно 20% викидів. Хоча це підприємство машинобудівної галузі, але специфіка його діяльності, розташування та структура викидів дозволяє його розглядати разом з підрозділами Південної залізниці. Ці та інші підприємства залізничного транспорту забезпечують близько 18% викидів підприємств Ленінського району. Всі ці джерела досить обмежено локалізовані на території району. Вони розташовуються між вулицями Полтавський Шлях, Рилєєва, Ленінградською, Довгалівською та вулицею Котлова. В зв’язку з тим, що площа цієї ділянки становить менше 10% площі району, та крім залізниці тут розташовуються інші підприємства (Харківський завод шампанських вин, пивзавод, комбікормовий завод, протезний завод та інші виробництва) та вулиці з інтенсивним транспортним рухом (Полтавський Шлях, Котлова, Червоноармійська), ця територія виявляється найбільш забрудненою не лише в межах району, а й у межах всього міста. Про це свідчить і значення відношення обсягу викидів до площі і дані моніторингу повітря, за яким район Іванівки є найбільш забрудненим в м. Харків.

В структурі викидів від залізничних підприємств переважає окис вуглецю, окиси азоту та тверді речовини. Разом вони дають три чверті відповідних викидів в районі. Причому викид окису вуглецю складає 31% загального обсягу викиду, окисів азоту 24%, твердих речовин 21%. Дещо менші обсяги викидів двоокису сірки та летких органічних сполук – по 11%. Викиди інших речовин лише близько 2%.

При аналізі структури викидів від різних джерел можна дійти наступних висновків. Більша частина обсягу твердих речовин, окису вуглецю та двоокису сірки викидається Харківською вагонною дільницею №1. Причому по твердих речовин пріоритет цього джерела незаперечний – його частка становить 80%, по окису вуглецю його значення дещо менше – 57% і ще менше – по двоокису сірки (45%). По окисах азоту пріоритет належить ЗАТ Харківському вагонобудівному заводові (37%) та Вокзалові Харків-Пасажирський (30%), але значний таки внесок і Харківської вагонної дільниці №1 – 23%.

На другому місці за обсягом викидів серед залізничних підприємств Ленінського району перебуває ЗАТ Харківський вагонобудівний завод (20%), а на третьому – Локомотивне депо "Харків–Сортувальний" (11%). Хоча з жодної речовини це підприємство не посідає першого місця, проте його внесок надзвичайно значний з двоокису сірки та окису вуглецю і становить відповідно 39% і 11%. Однак за обсягом викидів нелетких органічних сполук (47%) саме Локомотивне депо є основним залізничним забруднювачем в районі.

За обсягом викиду летких органічних сполук пріоритет належить ЗАТ Харківському вагонобудівному заводові (48%) та Моторвагонному депо (35%).

З урахуванням фактичних обсягів викидів, токсичності речовин та розташування житлової та промислової зон, можна встановити, що пріоритетними хімічними речовинами з речовин, що формують фактичне забруднення атмосферного повітря від викидів підприємств Ленінського району є : оксид азоту ; діоксид азоту; пил; сірчистий ангідрид; оксид вуглецю; ЛОС (толуол, ксилол, бензол, етилбензол та інш.); сажа.

Узагальнюючи наведені факти можна дійти висновку, що найбільшого впливу від антропогенного навантаження на території Ленінського району зазнає атмосферне повітря. Найбільшим джерелом забруднення території району є автотранспорт, в тому числі транзитний. Викиди автотранспорту протягом 2004-2009 рр. збільшувалися. Велике значення у формуванні забруднення району має також залізниця та її інфраструктура. На території району розташовується Південний вокзал, викиди якого перевищують 8 т/р. Крім того викиди здійснюються різними підприємствами залізниці, найбільше значення з яких мають вагонна дільниця № 1 та вагонобудівний завод. Хоча викиди стаціонарних джерел останнім часом скорочуються, однак вони також мають значення для забруднення повітря, особливо такі підприємства, як Харківський завод електромеханічних виробів (ХЗМВ-1) та ВАТ "Електромашина".

1.2 Екологічні дослідження геологічної структури та рельєфу Ленінського району як складових формування стану довкілля

В тектонічному відношенні Ленінський район м. Харкова знаходиться на південно-східному схилі Воронезького кристалічного масиву. Глибина залягання фундаменту збільшується з півночі району від 2 000 м до приблизно 3 000 м в південній частині району. Кристалічний фундамент представлений архейськими та протерозойськими гранітами та гнейсами. Ці породи перекриваються потужним шаром осадових порід, які представлені палеозойськими, мезозойськими та кайнозойськими аргілітами, алевролітами, мергелями, вапняками, алевролітами, пісками, пісковиками, глинами, опоковидними породами, суглинками. На денній поверхні відслонюються лише породи кайнозойської групи (піски, глини, суглинки). Оскільки більша частина району являє собою підвищене межиріччя Лопані та Уди, більш поширені на території Ленінського району давніші породи неогенової системи (піски, глини). Лише по східній та південно-західній межі району в межах колись заболочених заплав Лопані та Уд зустрічаються алювіальні породи голоценового віку. Як відомо, заплавний алювій відрізняється більшою щільністю, меншою поруватістю. В зв’язку з цим ґрунти колишньої заплави (ділянки від Південного вокзалу та вул. Котлова до р. Лопань) є більш водонепроникними, ніж ґрунти іншої частини району (Холодної гори, Лисої гори, Залютиного). Це є причиною того, що такий негативний процес як підтоплення надзвичайно поширений саме в нижній частині району, де на поверхні залягають глинисті алювіальні породи. Особливо це стосується таких унікальних споруд, як вокзал "Харків-Пасажирський" та станцій метро “Південний вокзал” та “Центральний ринок”. Звичайно, підтоплення є результатом дії не лише природних чинників (рельєфу та водотривкості порід), а також і антропогенних. Зокрема, істотним є перерозподіл поверхневого стоку та зменшення випаровування з поверхні ґрунту через асфальтне покриття, засипання природних дренажних понижень, витікання води з міських комунікацій. Дуже важливим чинником, що сприяє підтопленню, є інтенсивний і прискорений (знову ж, через асфальтування та бетонування поверхні) поверхневий змив, що призводить до замулювання річок та зменшення їхньої дренажної здатності. Особливо замуленими серед річок Харківської області є саме річки Ленінського району – Лопань та Уди. Вочевидь, без днопоглиблювальних робіт проблему підтоплення розв’язати не вдасться.

Якщо окремо характеризувати більш поруваті неогенові суглинки Холодної та Лисої гори, можна вказати, що ці породи менше сприяють підтопленню, проте є більш проникними для різних забруднювачів.

Сучасний рельєф району сформувався в неотектонічний етап розвитку на місці вихідної міоценової ерозійно-денудаційної та акумулятивної поверхні вирівнювання. Впродовж неогену та антропогену ця вихідна поверхня була при піднята в середньому на висоту 200 м. Загальне підняття поверхні супроводжувалося її деформаціями. Деформації мають як тектонічну, так і ерозійно-акумулятивну природу. Тектонічні деформації визначалися структурною неоднорідністю фундаменту, що занурювався, наявністю в ньому глибинних і поперечних розломів і значною мірою успадкованою геологічною структурою платформ енного осадочного чохла. Ерозійні деформації значною мірою визначалися тектонічними деформаціями.

Вся поверхня території Ленінського району набула сучасного вигляду завдяки тимчасовим та постійним русловим потокам та поверхневому змиву. Отже, за походженням, рельєф цієї території флювіальний. Найголовнішими елементами рельєфу є річкові долини річок Лопань та Уди. Перепад висот в межах району становить більше 50 м. Найвища частина району – межиріччя Лопані та Уд, що являє собою тераси Уд. Долини цих річок мають чітку асиметричну будову: більш крутий правий схил, низький, терасований та положистий лівий схил. Наявність терас вказує на складний та тривалий шлях їхнього розвитку. По відступу останнього полтавського морського басейну не території Ленінського району утворилася акумулятивна рівнина. Протягом пліоцену відбувалося формування гідрографічної мережі та накопичення континентальних відкладів, що збереглися від розмивання на деяких ділянках найвищих геоморфологічних рівнів.

Зі сходу та південного заходу район обмежується заплавами річок Лопань та Уди. Центральну частину району займає вітачевсько-бузька (борова) тераса. Незначні площі в північно-західній частині району займають інші тераси. Вони дуже швидко (в інтервалі 1-1,5 км) змінюють одна одну. З півдня на північ (тобто від молодших до старіших) це, спочатку, прилуцько-удайська (трубізька) тераса приблизно 2-2,5 км завширшки, потім, кайдацько-тясминська (краснодонецька) тераса близько 1 км завширшки, та на східній межі міста лубенсько-тілігульська (таганська) тераса та широкінсько-приазовська тераса разом менше 1 км завширшки.

В межах району зустрічаються також менші форми рельєфу – яри та балки. Як приклад можна навести так званий Савкин яр, що відділяє Холодну гору від Лисої.

Територія району має двобічний нахил: на схід та південний захід від найбільш підвищеної частини району (Холодної та Лисої гори). Це зумовлює два важливі екологічні явища. По-перше, забруднюючі речовини, що потрапляють разом з атмосферними опадами на земну поверхню, до ґрунту та ґрунтових вод, будуть схильні мігрувати за напрямком дії сили тяжіння (тобто на схід або південь). По-друге, за умови викидів шкідливих речовин в атмосферу, незначної швидкості вітру та невеликого вертикального температурного градієнту можливе формування атмосферних інверсій, що призведе до підвищення концентрацій забруднювачів повітрі в понижених частинах району (від вул. Червоноармійська, Котлова до річки Лопань та східніше Будинку офіцерів).

Таким чином, з точки зору забезпечення задовільної для здоров’я людини екологічної ситуації більш сприятливими є геологічні та геоморфологічні умови Холодної гори та Лисої гори, ніж інших частин району. Найменш сприятливими є умови на ділянці від Південного вокзалу, вулиць Червоноармійської та Котлова до Центрального ринку та р. Лопань.

1.3 Екологічні дослідження кліматичних показників як фактора формування стану довкілля

Ленінський район, як і більша частина України, належить до помірного поясу області атлантико-континентального впливу з помірним зволоженням. Для такого типу клімату характерні тривала, але несувора зима з відлигами та помірно тепле, іноді жарке літо.

Рівнинний характер території сприяє поширенню повітряних мас з Атлантики, Середземного та Чорного морів, і в той же час не перешкоджає проникненню континентальних повітряних мас. Особливо це виявляється в холодну пору року, коли на Україну проникають західні відвершки континентального антициклону з низькою температурою повітря та без істотних опадів. В тих випадках, коли з заходу або південного заходу до периферії континентального антициклону наближається циклон, активізуються атмосферні фронти, спостерігається часта зміна погоди з опадами, чергування морозів та відлиг з відповідними явищами погоди .

Тривалість сонячного сяйва (ТСС) неоднакова в різні пори року. Найменші значення ТСС в Ленінському районі спостерігаються в грудні – 28 годин (11% від можливої). Найбільше як абсолютне, так і відносне значення ТСС спостерігається в липні – 295 год. (60%). Умови Ленінського району суттєво впливають на значення ТСС. Через наявність промислових підприємств на сході та південному заході району, залізниці та магістральних вулиць в повітрі району присутні значні концентрації пилу, сажі, кіптяви та інших аерозолів, що суттєво збільшує співвідношення інтенсивностей розсіяної та прямої сонячної радіації. Динаміка вмісту пилу буде розглянута окремо. Крім того в межах Ленінського району, особливо в його східній та південній частині наявна багатоповерхова (5-16 поверхів) забудова. Через це збільшується перекриття небокраю, що призводить до скорочення тривалості сонячного сяяння у ранкові та вечірні години. Тобто через вплив антропогенних чинників тривалість сонячного сяяння в Ленінському районі менша за природне значення.

Антропогенні чинники в межах району зумовили також зміну параметрів, що визначають радіаційний баланс поверхні. Йдеться зокрема про альбедо, значення якого протягом року змінюється від 0,16 в квітні до 0,55 в січні. Ці значення дещо менші, ніж для околиць м. Харкова. Разом з тим значення сум ефективного випромінювання для Ленінського району становить 1 428 МДж/м2, що також дещо менше природного значення через інтенсивне поглинання випромінювання земної поверхні атмосферним аерозолем.

Склад атмосферного повітря в межах Ленінського району має не великі за значенням, але істотні за наслідками, відмінності від нормального складу атмосфери. Ленінський район (Іванівка) традиційно є найбільш запиленим у м. Харкові (рис.1.3). Однак в інших частинах району, зокрема на Холодній горі вміст пилу в повітрі набагато менший.

З іншими домішками до складу повітря ситуація в районі дещо краща, з жодної з них середньорічні концентрації не перевищують середньодобової ГДК. Крім того, з усіх домішок, що досліджуються в повітрі району, лише пил має істотне значення для ефективного випромінювання, радіаційного балансу, а відтак – і для теплового режиму земної поверхні.

Важливим метеорологічним чинником, що визначає екологічний стан території Ленінського району є напрямок та швидкість вітру. При південному вітрі є високою ймовірність перенесення на територію району найбільш стійких речовин викидів Зміївської ДРЕС, при західному ТЕЦ-5, при східному – більшості промислових підприємств м. Харкова. З цієї точки зору, найбільш сприятливими є вітри південно-західного та північно-західного румбів. Але фактично в межах району переважають вітри східного та південно-східного напрямків (26%), хоча значна також частка і вітрів південно-західно і північно-західного напрямків (22%) (рис.1.4).

Протягом року картина має свої відмінності. Так, взимку та навесні переважають вітри східні та південно-східні, влітку північні та північно-західні, а восени відбуваються поступовий перехід від переважання вітрів одних напрямів до вітрів інших: в вересні переважають північно-західні вітри (14%), в жовтні – однаково часто дмуть північно-західні та східні, в листопаді – східні (22%) та південно-східні (17%).

Рисунок 1.4 – Роза вітрів Ленінського району [13].

Швидкість вітру також залежить від пори року. Найбільша вона взимку (середні значення 5,6 – 5,8 м/с), найменша – влітку (середні значення 3,6 – 3,7 м/с). Влітку та на початку осені також найвища повторюваність штилів (18% в липні, 20% в серпні, 21% в вересні), а найменша – взимку (8%). Як відомо, від швидкості вітру залежить інтенсивність розсіювання викидів в приземному шарі атмосфери. За незначної швидкості (менше 2 м/с) концентрація шкідливих домішок підвищується.

Також дуже істотним метеорологічним чинником є кількість та режим опадів. Опади в будь-якій формі сприяють очищенню атмосфери від домішок, в той час як і призводять до забруднення ґрунтів та поверхневих вод та підсилення ерозійних процесів. За рік в Ленінському районі в середньому випадає 528 мм опадів. Дещо менше опадів спостерігається за межами міста. Річна кількість опадів досить суттєво варіює від 331 мм (в 1920 р.) до 744 мм (в1919 р.).

Протягом року опади розподіляються нерівномірно, найбільша їх кількість спостерігається в теплу пору року (квітень – жовтень) – 348 мм, що становить 66%, а найменша – в холодну (листопад – березень). Влітку переважають опади в зливовій формі, що підсилює ерозійні процеси, в умовах міста призводить до істотного поверхневого стоку та замулення річок. Взимку опади здебільшого відбуваються в твердій формі, що сприяє їх накопиченню у вигляді сезонного снігового покриву, який є тимчасовим депонуючим середовищем для багатьох полютантів.

В цілому метеорологічні умови Ленінського району м. Харкова можна вважати досить сприятливими, оскільки досить частими є погодні явища, що сприяють перемішуванню повітря та перешкоджають утворенню високих концентрацій забруднювачів (опади, вітри). Однак періодично, під час штилів та несприятливих вітрів екологічний стан повітря може погіршуватись.

1.4 Екологічні дослідження ґрунтів Ленінського району, що знаходяться під впливом забруднення

За ґрунтово-географічним районуванням досліджувана територія Ленінського району належить до лісостепового ґрунтового району. За природних умов в межах даного району мали б зустрічатись дерново-підзолисті, темно-сірі лісові й сірі лісові ґрунти в піднятій частині району та алювіально-лучні та чорноземно-лучні в низинній.

Проте такі ґрунти в межах району майже ніде не зустрічаються. Вважаючи, що ґрунтовий покрив району зазнає інтенсивного антропогенного впливу протягом останніх 350 років, це суттєво змінило цей компонент ландшафту. Перетворення природних ґрунтів Ленінського району почалось з осушування великих площ заболочених земель для потреб спорудження Південної залізниці та вокзалу. Після того на прилеглих територіях сформувалася перша в місті промислова зона, а потім і житлова зона. Спорудження всіх цих будівель (особливо засипування непроточних водойм та прокладання залізниці) вимагало великого обсягу земляних робіт. Ґрунт знімався з одних територій і насипався на інші. Таким чином відбувалося формування так званого культурного шару. В культурному шарі Ленінського району є найрізноманітніші матеріали: будівельне сміття (каміння, бита цегла, черепиця тощо), предмети побутового вжитку (скло, глиняні черепки, пластикові вироби) тощо. Культурний шар є настільки специфічним утворенням, що його вивчення у відриві від історичних та археологічних досліджень практично не можливо. За утворенням культурні шари поділяються на насипні та штучно змінені.

Потужність культурного шару в межах району може сягати подекуди 5 м, проте є місця, зокрема на заході (Залютине, Сортування), де в рослинних насадженнях та приватних дворах ґрунтовий покрив зазнав не таких кардинальних змін.

За класифікацією антропогенно-перетворених ґрунтів (Строганова М. Н. Та інш., 1996), серед міських ґрунтів, що зустрічаються на території Ленінського району, можна окремо виділити ацефалоземи та стратоземи. Це генетично пов’язані типи ґрунтів, утворюються при плануванні території, будівництві, прокладанні підземних та наземних комунікацій. Процес їх утворення полягає знятті верхнього шару ґрунту з одних ділянок та перенесення його на інші, насипання шаром. Такі ґрунти дуже поширені вздовж залізниці, магістральних вулиць (Полтавський Шлях, Котлова, Кузінський міст, Довгалівська тощо). Одночасно з утворенням ацефалоземів та стратоземів утворюються поховані (викопні) ґрунти. За думкою Н.Л. Ричак, дослідження викопних ґрунтів дозволяє вивчити динаміку забруднення та самоочищення ґрунту в минулому.

Грунти в межах Ленінського району мають певні властивості в залежності від функціонального зонування території. Найголовнішою змінною ознакою тут є вміст органічної речовини. Так, в зонах житлової забудови (найширша смуга району між східною та західною промисловими зонами) вміст органічного вуглецю коливається від 3 до 11%. Ці значення близькі до природних. Проте в місцях недавньої (80-90-і роки) забудови (житловий район навколо станції метро Холодна гора та просп. Слави на Залютиному) через легкий механічний склад (з переважанням піску) вміст гумусу дещо менше. Ще меншим він є в межах промислових підприємств, де він може опускатись до 0,28%.

Аналіз стану ґрунтового покриву Ленінського району вказує на розвиток таких деградаційних процесів: переущільнення, підлуження, вторинного підтоплення в межах колишньої заплави, водної ерозії, переважно площинного змиву і процесів яроутворення.

2.  СТАН ВИВЧЕННЯ ПРОБЛЕМИ

2.1  Загальні питання: опис особливостей вовчих ягід та яблук

Зацікавленість екологічною якістю продуктів харчування рослинного походження, яка останнім часом охопила не лише усю Україну, а й країни зарубіжжя, викликана значним перевищенням у продуктах харчування вмісту токсичних хімічних елементів в порівнянні з нормативами якості. Стрімкий «металевий процес» у біосфері, що виник в результаті інтенсивного розвитку промислового виробництва, збільшення щільності автотранспорту, призвів до забруднення важкими металами ґрунтового покриву, атмосферного повітря, водних середовищ. За своїми властивостями ВМ у цих середовищах здатні акумулюватися або мігрувати до об’єктів біоти, в залежності від кліматичних умов, рН середовища, фізико-хімічних властивостей середовища .

Дослідження з вивчення вмісту та поведінки ВМ у ґрунтах були розгорнені у 50-60 рр. та у 70-х роках були доступні широкому загалу [19], на той час ці елементи мали назву «розсіяних елементів» (за В.І. Вернадським) або «мікроелементів» (за О.П. Виноградовим). А вже наприкінці 70-80 рр. проблема мікроелементів стала переростати у проблему хімічного забруднення, що останнім часом привертає все більшої уваги. Саме з цього часу з’явився термін «важкі метали» для елементів - пріоритетних забруднювачів, спільними рисами яких є те, що вони проявляють властивості металів і мають щільність більше 5 г/см3, а відносну атомну масу 50 [19].

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10