Екологічні аспекти формування талого та дощового поверхневого стоку міста
Огляд досліджень хімічного складу атмосферних опадів. Особливості утворення поверхневого стоку міста. Забруднюючі компоненти поверхневого стоку на урбанізованих територіях. Порівняльний аналіз фітотоксичності талих і дощових вод на території м. Черкаси.
Рубрика | Экология и охрана природы |
Вид | дипломная работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 18.07.2014 |
Размер файла | 803,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
ВСТУП
Актуальність теми. Вплив урбанізованих територій на навколишнє середовище являє собою складний процес, що обумовлений великою кількістю чинників, які відрізняються як за своєю природою, так і за закономірностями впливу. Природні й антропогенні ландшафти характеризуються єдністю структури, взаємозалежністю компонентів, тому зміна одних позначається на інших, і загальному стані ландшафтів. У зв'язку з цим, особливої актуальності набувають роботи, спрямовані на створення системи інформативних біоіндикаторів і біомаркерів для адекватної оцінки стану довкілля та моніторингу урбанізованих систем.
Однією з основних причин забруднення водних об'єктів, ґрунтів, міську біоту і людей є надходження вод поверхневого стоку і продуктів змиву під час сніготанення із забудованих селітебних територій. Тому здійснення біоіндикації якості поверхневого стоку дасть змогу швидко виявити присутність токсикантів у довкіллі і вжити певних заходів щодо мінімізації їх шкідливого впливу на людину та навколишнє середовище. Це й обумовлює актуальність обраної теми дослідження.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дипломна робота виконана на кафедрі екології та агробіології Черкаського національного університету імені Богдана Хмельницького у межах загальнокафедральної тематики.
Мета дослідження. Метою роботи було оцінити фітотоксичність поверхневого стоку з території м. Черкаси методом біоіндикації.
Завдання дослідження. Для досягнення поставленої мети було поставлено наступні завдання:
· з'ясувати вплив урбанізованого ландшафту міста на формування поверхневого стоку;
· встановити фітотоксичність снігу на території м. Черкаси;
· встановити фітотоксичність дощової води на території м. Черкаси;
· провести порівняльний аналіз фітотоксичності талих і дощових вод на території м. Черкаси;
Об'єкт дослідження: процеси формування якості поверхневого стоку на урбанізованих територіях.
Предмет дослідження: реакція рослин-індикаторів на рівень токсичності проб дощових і талих вод.
Методи дослідження: лабораторний - для постановки досліду, математично-статистичний - для оцінки вірогідності отриманих результатів, маршрутний - для обстеження району дослідження, біоіндикаційний - для оцінки стану навколишнього середовища.
Наукова новизна одержаних результатів: уперше на території м. Черкаси проведено біоіндикаційне дослідження фітотоксичності дощових і талих вод.
Практичне значення одержаних результатів: дані, отримані в результаті проведеного дослідження, можуть бути використані при біомоніторингових дослідженнях урбанізованих і техногенно змінених територій.
РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ
1.1 Огляд досліджень хімічного складу атмосферних опадів
Атмосферні опади є одним із основних джерел надходження хімічних речовин на поверхню ґрунту. Це - важлива ланка глобального геохімічного циклу. Надходження хімічних речовин з атмосферними опадами не є стабільним у часі і просторі. Ця величина змінюється під впливом цілого комплексу природних і антропогенних факторів.
Перші дослідження хімічного складу атмосферних опадів на території України були проведені на рубежі ХІХ і ХХ століть. Після проведення окремих робіт, в наступні десятиліття хімічний склад опадів на Україні не вивчався.
Після Великої Вітчизняної війни дослідження складу опадів поновилися і представлені роботами Є.С. Бурксера, П.В. Денисова і А.Л. Бугайова [5, 7].
У подальші роки ґрунтовних робіт, які присвячені хімічному складу атмосферних опадів в Україні не було. Окремі відомості з зазначених питань можна знайти в роботах В.Н. Василенка, І.М. Назарова, Ш.Д. Фридмана, В.І. Пелешенка, С.І. Сніжка, М.І. Ромася, Ю.І. Мельничука, В.М. Семерика та В.І. Осадчого [30], оглядах хімічного складу опадів, які щорічно готуються в Українському науково-дослідному гідрометеорологічному інституті.
Вивчення трансформації хімічного складу атмосферних опадів протягом тривалого проміжку часу в Україні були проведені вперше українським гідрометеорологом С.І. Сніжко [18]. Умови формування хімічного складу атмосферних опадів та власне їх склад, а також рівень антропогенного навантаження на довкілля в окремих регіонах України змінюється з часом [19].
За даними досліджуваної роботи О.О. Косовець-Скавронської та С.І. Сніжко [18] було встановлено, що в межах України протягом багаторічного періоду спостерігається стійке зменшення вмісту розчинених речовин в атмосферних опадах. Також було встановлено нерівномірний характер цього процесу, наводяться джерела походження головних іонів хімічного складу атмосферних опадів, процеси формування хімічного складу атмосферних опадів та огляд основних досліджень, присвячених питанню вивчення хімічного складу атмосферних опадів, які були проведені на території України та за її межами.
Закономірності формування хімічного складу опадів детально вивчалися М.І. Ромасем [36], зокрема було встановлено, що з метеорологічних факторів найбільший вплив на концентрацію хімічних речовин в атмосферних опадах справляє кількість опадів.
Відповідно до принципів Комплексної програми атмосферного моніторингу у хімічному складі атмосферних опадах визначають головні іони, до яких належать SO42-, NО3-, Cl-, НСО3-, NH4+, Са2+, Mg2+, Na+, та К+ та важкі метали. На жаль, у наш час в Україні вміст важких металів у атмосферних опадах не вивчається, тому зосереджена увага лише на головних іонах хімічного складу атмосферних опадів. Варто зазначити, що усі 9 головних іонів хімічного складу атмосферних опадів мають як природне, так і антропогенне походження.
На відміну від України, питанню вивчення хімічного складу атмосферних опадів приділяється значна увага у багатьох країнах світу. Зокрема, у Росії, Фінляндії, Білорусії, Казахстані, Південній та Екваторіальній Африці, США, Канаді, Японії, Індії, Китаї тощо. Дані дослідження були проведені як в індустріально забруднених, так і у відносно чистих районах [18]. Варто зазначити, що у багатьох роботах йде мова про зміну хімічного складу атмосферних опадів. Зменшення вмісту сульфатів (у 85% всіх пунктів) також встановлене протягом 1985-2002 рр. Це зменшення супроводжувалося зростання концентрацій амонію на 58%. У західних і центральних штатах відмічається значне зростання вмісту нітратів, в той час як у північно-східних - його зменшення. Сумарний вміст катіонів (Са2+, Мg2+, K+) зменшився на 40% переважно в центральних і південних штатах, а збільшився - лише на 7%.
Перші систематичні дані про розподіл атмосферних опадів на території Росії описується в роботах А.І. Воєйкова. Велика кількість опублікованих робіт присвячено дослідженню просторово-часових закономірностей розподілу атмосферних опадів у різних регіонах Росії. Кліматичні умови випадання атмосферних опадів на території Далекого Сходу визначаються панівним впливом холодних континентальних повітряних мас взимку і прохолодних океанічних мас влітку [2].
Вагомий внесок у вивчення фізичних процесів формування атмосферних опадів на території Росії внесли Н.П. Шакина та А.Р. Іванова.
Хімічний склад опадів України є подібним до хімічного складу опадів у світі (табл. 1.1).
Таблиця 1.1 Переважаючі іони у хімічному складі атмосферних опадів в Україні та інших країнах світу
Країна |
Переважаючі іони та їх зміна |
|
Росія |
Зростання вмісту іонів SO42-, NО3-, К+, Мg2+ та NH4+ Зменшення вмісту іонів Са2+, Na+ та НСО3- |
|
Білорусь |
Зменшення вмісту іонів НСО3-, SO42-, Са2+, Na+ та К+ |
|
США |
Зростання вмісту іонів NH4+ та NО3- Зменшення вмісту іонів SO42- |
|
Китай |
НСО3-, Са2+ |
|
Україна |
SO42-, НСО3- Са2+ та Na+ |
Докладний огляд і аналіз літературних джерел свідчить, що вивченню хімічного складу опадів приділяється значна увага у багатьох країнах світу. На жаль, в останні роки хімічний склад атмосферних опадів на території України та їх роль у гідрохімічному балансі ґрунтовно не аналізувалися. Такі дослідження є вкрай необхідними для встановлення сучасних даних про хімічний склад опадів, адже результати дослідження, які проводяться у багатьох країнах на різних континентах, вказують на зміну у хімічному складі атмосферних опадів [31].
Характеристика фізико-географічного положення метеорологічних станцій є необхідною, адже при інтерпретації даних про хімічний склад опадів важливою є характеристика загальних природних умов району, а також найближчого оточення метеостанцій, наявність промислових підприємств та інших джерел забруднення атмосфери (рис. 1.1.).
а) б)
Рис. 1.1 Середня зміна відносного вмісту компонентів хімічного складу атмосферних опадів на території України у теплий (а) та холодний (б) сезони року
У цілому, для території України властиво зменшення у хімічному складі опадів іонів [18] переважно антропогенного походження (SO42-, NO3-, Cl-) та збільшення іонів переважно природного походження (Са2+, НСО3-). Варто також зазначити, що зміни у хімічному складі опадів у холодний сезон більш інтенсивні, ніж у теплий.
У результаті проведених досліджень [19] було оцінено надходження 9 головних іонів хімічного складу атмосферних опадів (SO42-, HCO3-, Cl-, NO3-, NH4+, Na+, K+, Са2+, Мg2+) та сумарне надходження хімічних речовин з атмосферними опадами на територію України.
Зокрема, було встановлено, що протягом року модулі надходження хімічних речовин на територію України становлять від 6,65 до 25,9 т/км2, загалом же за рік на територію України надходить від 4,0 до 15,6 млн. т хімічних речовин. Найбільше хімічних речовин надходить на сході України та в Карпатах, а найменше - у східній частині Кримського півострова. Найбільшими показниками надходження характеризуються сульфат-іони та гідрокарбонат-іони, 36% та 25% від сумарного річного надходження відповідно.
Просторовий розподіл надходження компонентів хімічного складу опадів формується в основному двома факторами: кількістю опадів та рівнем забруднення атмосфери, при чому для одних речовин головну роль відіграє перший фактор, а для інших - другий [15].
Надходження сульфатів у теплий сезон визначається, в першу чергу кількістю опадів, а вже потім забрудненням повітря, а у холодний сезон та рік в цілому на величину надходження сульфат-іонів впливають, в першу чергу, антропогенне забруднення, а вже потім кількість опадів. Розподіл гідрокарбонат-іонів визначається головним чином кількістю опадів. Розподіл надходження нітрат-іонів на територію України визначається головним чином розподілом кількості опадів, а роль фактору антропогенного забруднення незначна. Серед усіх аніонів хімічного складу атмосферних опадів, на розподіл іонів хлору найменше впливає рівень забруднення атмосфери і їх розподіл визначається головним чином кількістю опадів.
На розподіл надходження іонів амонію в першу чергу впливає кількість опадів. Можливим також є вплив транскордонного перенесення забруднювальних речовин. Визначальну роль у надходженні іонів натрію відіграє ступінь забруднення повітря, і лише в теплий сезон року кількість опадів та рівень забруднення мають приблизно однаковий вплив на формування модулів надходження цих іонів. У розподілі надходження іонів К+ величина кількості опадів не відіграє майже ніякої ролі. У надходженні іонів Са2+ кількість опадів відіграє головну роль в теплий сезон року, а рівень забруднення атмосфери - у холодний, у річному надходженні ці складові надходження відіграють приблизно однакову роль з незначним переважанням кількості опадів. Розподіл величини надходження іонів магнію у теплий сезон визначається кількістю атмосферних опадів, а в холодний період - рівнем забруднення атмосфери. В цілому для надходження магнію протягом року ці складові діють приблизно однаково [28].
З вище викладеного випливає, що на розподіл сумарного надходження хімічних речовин з атмосферними опадами в теплий сезон року сильніше впливає кількість опадів, а в холодний сезон визначальна роль належить рівню забруднення атмосфери, а отже антропогенній діяльності людини. У сумарному річному надходженні ці два фактори діють приблизно однаково. Варто також зазначити можливий вплив транскордонного перенесення забруднювальних речовин на північному сході України, або вплив локального джерела забруднення [15].
Хімічний склад атмосферних опадів, незважаючи на нестабільність, у цілому відображає характерні риси місцевості і тип її ландшафту.
Атмосферні опади, як продукти конденсації і сублімації водяної пари в атмосфері є важливим кліматичним параметром, що визначає режим зволоження території. Для виникнення атмосферних опадів необхідна наявність вологої повітряної маси, висхідних рухів і ядер конденсації [22].
Незважаючи на те, що опади є складовою частиною гідросфери, умови формування їх властивостей досить суттєво відрізняються від умов, які впливають на формування властивостей поверхневих і підземних вод. Хімічний склад опадів формується, починаючи з моменту утворення найдрібніших крапель в товщі хмари. На цій стадії склад крапель визначається наявністю хімічних компонентів у складі хмар. При проходженні дощової води через шар атмосфери здійснюється розчинення наявних там домішок і її хімічний склад зазнає певних змін. Вимиваючись із атмосфери забруднюючі речовини приводять до виникнення техногенно-трансформованих опадів. А тому атмосферні опади самі по собі починають відігравати роль чинника екологічної небезпеки [43].
1.2 Особливості утворення поверхневого стоку міста
Поверхневий стік включає в себе дощові, снігові і поливомийні стічні води. Він буває організованим і неорганізованим [42]. З літературних джерел відомо, що атмосферні опади забруднюються різними домішками органічного і мінерального характеру ще в процесі випадання на поверхню [31]. Однак основна кількість забруднюючих речовин надходить в атмосферні опади при їх стіканні з поверхні міської території. За даними зарубіжних досліджень накопичення забруднень на поверхні доріг в середньому для міст становить 395 кг на 1 км дороги, причому у промислових районах накопичення вдвічі перевищує середній показник для міста [28]. Характерним для промислових міст є те, що із збільшенням території міста і чисельності його жителів в них невпинно зростає диференціація концентрації забруднення в різних районах забудови. Поряд з невисокими рівнями забруднення в периферійних районах, вона різко збільшується в зонах підприємств та районах з вузькими слабо вентильованими вулицями. У центральних районах навіть за відсутності в них промислових підприємств, як правило, завжди спостерігається підвищена концентрація забруднювачів, що є наслідком перенасичення транспортом адміністративних служб та власників офісів приватних підприємств. На думку [38] зазначені аргументи можуть бути вагомим фактором, що призводить до зміни складу атмосферних опадів на території міст. Води поверхневого стоку вважаються мало регульованими, бо залежать від чисельності населення та площі міської території [30]. Проблема зливових стоків у багатьох містах України не вирішена, тому ці води надходять безпосередньо у водойми і забруднюють їх нафтопродуктами, отрутохімікатами та іншими хімічними речовинами, що змиваються з території міста. За інтенсивністю забруднення зливові води часто наближаються до господарсько-побутових [39].
Формування поверхневого стоку відбувається під впливом комплексу природних (атмосферні опади, випаровування, фільтрація, затримання вологи рослинами) і антропогенних (використання водозбірної території, застосування штучних покриттів, технологія миття штучних покриттів) чинників [42].
До основних природних чинників формування поверхневого стоку належать наступні:
1) кліматичні особливості території, а саме:
* кількість та періодичність випадіння опадів (дощів), оскільки від цього залежить, яким буде потік води (бурхливий, помірний, спокійний). Атмосферні опади уже в процесі випадіння на поверхню забруднюються різними домішками органічного і мінерального характеру [31];
* висота снігового покриву та умови сніготанення. Цей чинник є значущим, оскільки визначає накопичення вологи і збереження тепла в ґрунті;
* кількість днів “сухої” погоди (період від попереднього дощу до початку наступного). Цей показник є досить важливим, оскільки величина показника біологічного споживання кисню (БСК) води стоку за рівної кількості опадів зі збільшенням періоду “сухої” погоди у більшості випадків підвищується [27];
* кількість днів з грозою, оскільки грози мають велике значення для очищення атмосфери від забруднення за рахунок окиснення продуктів техногенезу та видалення їх з атмосфери разом з опадами;
* часті зливи в теплий період року, що призводить до змивання великої кількості ґрунту і розвитку водної ерозії.
Таким чином, атмосферні опади, з одного боку, сприяють очищенню атмосфери, а з іншого, є одним із джерел забруднення поверхневого стоку.
2) геоморфологічні умови території дослідження, а саме: характер рельєфу (густота і розгалуженість балково-річкової мережі, наявність ярів, ухил території), що впливає на розвиток водної та вітрової ерозії.
3) характеристика ґрунтового покриву:
* тип ґрунту, оскільки в залежно від типу ґрунти по-різному піддаються впливу розмиваючій здатності поверхневого стоку, виноситься різна кількість завислих та інших речовин у водні об'єкти;
* вміст поживних речовин у ґрунті у вигляді рухомих форм Нітрогену, Фосфору, Калію. Це пов'язано з тим, що саме рухомі форми поживних речовин, а не їх валовий вміст, виносяться поверхневим стоком у водні об'єкти і впливають на формування гідробіологічного режиму водних об'єктів;
* реакція середовища (pH) ґрунтового розчину. Цей показник є доволі значущим, оскільки залежно від того, лужною чи кислою є реакція ґрунтового розчину, важкі метали матимуть рухому чи зв'язану форму, тобто будуть надходити разом з поверхневим стоком до водного об'єкта чи ні і таким чином впливатимуть на екологічний стан водних екосистем чи ні.
4) залісненість, задернованість території, що має значний вплив на формування якісного та кількісного складу поверхневого стоку. Наявність трав'яного покриву знижує інтенсивність поверхневого стоку, тобто сповільнюються процеси водного розмиву території; затримується велика кількість завислих речовин та хімічних сполук, що, в свою чергу, зменшує об'єми їх надходження до водного об'єкта і сприяє зниженню антропогенного навантаження на водні екосистеми [21].
До антропогенних чинників впливу на формування якісного складу поверхневого стоку відносяться такі:
1) вид сільськогосподарського використання земель, тобто використання території під ріллю, луки, пасовища, сади, виноградники та інше. Залежно від цього, будуть змінюватись умови формування поверхневого стоку, його якісні (вміст завислих та поживних речовин, важких металів) та кількісні характеристики (інтенсивність, водність потоку), а також по-різному буде розвиватись водна ерозія ґрунтів.
Надзвичайно важливими чинниками формування якісного складу поверхневого стоку є форми, дози, строки і способи внесення агрохімікатів; властивості хімічних препаратів, що визначають їх стабільність, процеси взаємодії з ґрунтом і міграційну спроможність. Залежно від цього по-різному буде формуватись якісний склад поверхневого стоку, який матиме різноплановий вплив на якість води і екологічний стан водних екосистем.
Наявність тваринницьких комплексів на території дослідження має безпосередній вплив на формування якості поверхневого стоку та екологічний стан водних екосистем. У більшості випадків стік з тваринницьких комплексів без очищення надходить до водних об'єктів і негативно впливає на його гідробіологічні, гідрохімічні показники.
2) наявність та розташування промислових об'єктів. Промислові підприємства є джерелом надходження до атмосферного повітря різних хімічних сполук (залежно від технологічного устаткування, напрямку діяльності та ін.), що поєднуються з опадами і випадають на поверхню землі у вигляді слабких хімічних розчинів. Таким чином, вже опади, що формують поверхневий стік, містять певну кількість хімічних сполук, певну реакцію середовища і безпосередньо впливають на вимивання хімічних речовин із ґрунту [21].
1.3 Екологічні аспекти формування талого та дощового поверхневого стоку міста
Особливістю структури міських угідь є їх різноманіття. Вони включають в себе як непроникні і слабопроникні для вбирання води з поверхні асфальту, бетону, комунальних і промислових забудов, ущільнених майданчиків, так і проникні території у вигляді газонів, скверів, парків і сільськогосподарських територій, зайнятих садами і городами. У зв'язку з цим на території міста значно змінюються умови стоку в порівнянні з природними територіями. На непроникних територіях значно знижуються втрати на інфільтрацію, випаровування і зростає поверхневий стік [33].
Початок весняного стоку в міських умовах починається раніше, ніж у природних. Це пов'язано з тим, що на центральних вулицях міста дорожнє полотно обробляється різними хімічними реагентами, які прискорюють процес танення крижаної кірки та снігу. У приватному секторі через відсутність хімічного впливу на сніг і наявності деревно-чагарникової рослинності сніг тане значно повільніше.
За сезонами року можна виділити два періоди збільшення концентрацій забруднюючих речовин. Перший пік збільшення концентрацій забруднюючих речовин у зливових стоках проявляється навесні, під час танення снігу і льоду, а інший - в літній період [28].
Концентрація забруднюючих речовин у весняному поверхневому стоці з міської території не постійна. На початку сніготанення на урбанізованій території стік більш насичений забруднюючими речовинами, ніж наприкінці повені. Причина цього в тому, що в міру формування поверхневого стоку територія “промивається” і надалі, незважаючи на збільшення обсягів стоку концентрації забруднюючих речовин знижуються.
Азот в стоці представлений трьома формами: нітратною, нітритною і амонійнію. У стоці з різних елементів міської території характерне переважання амонійних форм азоту, що вказує на слабко протікаючі окислювальні процеси. Нітрити представляють собою проміжний етап окислення мінерального азоту. Найменша концентрація мінерального азоту (суми його трьох форм) відзначається в стоці з урбанізованої території (багатоповерхова комунальна забудова).
Значному утриманню мінерального азоту в стоці індивідуальної міської забудови сприяє розкладання господарсько-побутових відходів.
Проаналізувавши отримані дані [33] на урбанізованих водозборах можна зробити ряд важливих висновків (табл. 1.2).
Таблиця 1.2 Середні концентрації забруднюючих речовин в період сніготанення, мг/л
Показники |
Точки відбору |
||||
Селітебні ландшафти |
Приватні ландшафти |
Промислові ландшафти |
Транспортні ландшафти |
||
Азот амонійний |
1,4 |
1,45 |
1,9 |
1,9 |
|
Азот нітратний |
- |
0,04 |
0,42 |
0,09 |
|
Азот нітритний |
0,33 |
0,23 |
0 |
0,37 |
|
Фосфор |
0,32 |
0,65 |
0,5 |
0,32 |
|
БСК мг2/дм3 |
7 |
10 |
15 |
14 |
|
Залізо |
81 |
85,1 |
31,3 |
21,6 |
|
Зважені речовини |
577 |
493 |
1260 |
400 |
|
Нафтопродукти |
4,2 |
3,4 |
6,3 |
5,4 |
Одним з джерел надходження розчиненого фосфору в природні води є стік з міської території, де переважає його мінеральна форма. Формування загального фосфору на міській території у визначальній мірі залежить від щільності населення та інтенсивності автомобільного руху. Концентрація фосфатів у поверхневому стоці коливається у великих межах. Найбільший змив припадає на приватний сектор, де змив сполук фосфору приблизно в 3 рази більшим, ніж у стоці з інших ділянок міста [34].
Про вміст розчинної органічної речовини в стоці з міської території можна аналізувати за такими показниками, як хімічне споживання кисню (ХСК), біохімічне споживання кисню (БСК). Поверхневий стік з міської території відрізняється більшою кількістю органічної речовини. Це обумовлює його велике окислення. Кисневий режим у весняному поверхневому стоці в цілому задовільний, незважаючи на значний вміст органічних і неорганічних домішок. Зниження запасів розчиненого кисню зменшується внаслідок інтенсивного перемішування стоку та розтіканню по поверхні, що сприяє його аерації.
Вміст нафтопродуктів у поверхневому стоці з міської території значно перевищують ГДК. Найбільші концентрації цієї речовини спостерігаються в стоці з територій, де переважає багатоповерхова забудова. Це пов'язано з великою площею твердих покриттів, інтенсивним рухом автотранспорту і акумуляцією нафтопродуктів в сніговому покриві в період, що передує сніготаненню. Якісний склад поверхневого стоку, що формується на цих територіях, також залежить від стану дорожнього полотна та інтенсивності руху автотранспорту.
Найбільший внесок у збільшення кількості зважених часток в поверхневих водах вносить сучасне ведення житлово-комунального господарства. У зв'язку з нестачею матеріальних коштів часто піщана основа протиожеледних сумішей вчасно не прибирається. Тому з першими відлигами в річках зростає каламутність, а на льоду в місцях спуску поверхневого стоку утворюються своєрідні конуси виносу [34].
Другий пік збільшення концентрації забруднюючих речовин, що надходять з поверхневим стоком з урбанізованих територій міста припадає на період формування дощового зливового стоку в теплий період року (табл. 1.3).
Таблиця 1.3 Середня концентрація забруднюючих речовин в дощовому стоці в літній період, мг/л
Показники |
Точки відбору |
||||
Селітебні ландшафти |
Приватні ландшафти |
Промислові ландшафти |
Транспортні ландшафти |
||
Азот амонійний |
0 |
1,6 |
0 |
0 |
|
Азот нітратний |
0,58 |
0,7 |
0 |
0,62 |
|
Азот нітритний |
0 |
0 |
1,1 |
0 |
|
Фосфор |
0,9 |
4,1 |
4,8 |
0,8 |
|
БСК мг2/дм3 |
73 |
28 |
70 |
71 |
|
Залізо |
16,8 |
32 |
15,6 |
26 |
|
Зважені речовини |
581 |
911 |
1345 |
1076 |
|
Нафтопродукти |
3,6 |
1,5 |
8,5 |
15,6 |
Найбільшої небезпеки для водних джерел привносить випадіння короткочасних, але інтенсивних зливових дощів. У результаті зростає концентрація забруднюючих речовин в порівнянні з річковими та підземними водами. Особливо високі концентрації сполук фосфору, азоту, нафтопродуктів, які перевищують ГДК [15].
Для “вимивання” забруднюючих речовин із ґрунту, дорожнього полотна, з дахів будівель і змиву з газонів достатньо 10-15 хвилин інтенсивного випадіння атмосферних опадів.
Вміст розчинених речовин у літньому зливовому стоці з урбанізованих територій поступається змістом талому сніговому стоку. Пояснюється це тим, що в зимовий період відбувається накопичення хімічних елементів протягом більш тривалого часу. Влітку ж, під час випадання злив, відбувається періодичний змив забруднення з водозбору. Чим частіше спостерігаються інтенсивні зливи, тим менше концентрації розчинених та завислих речовин у зливових стоків.
У зливові стоки з міської території, так само як і у весняному, азот міститься в трьох формах. Однак, якщо у весняний період на території міста переважає процес накопичення амонійного азоту, що є кінцевим продуктом розпаду білкових сполук, які утворюються при спалюванні вугілля і нафтопродуктів, то в теплий період відбувається накопичення нітратного азоту, що є кінцевим продуктом процесу нітрифікації.
Зливові стоки, що утворилися на території з переважанням індивідуальної міської забудови, вміст розчиненого фосфору є більшим, ніж з території, де переважає багатоповерхова забудова [34].
В органічному комплексі зливового стоку переважає легко окислювальна органічна речовина. Збільшення органіки в поверхневому стоці у поєднанні з підвищенням температури повітря в районі міської багатоповерхової забудови і асфальтованої частини негативно позначається на його кисневий режим. Тут відзначений дефіцит розчиненого у воді кисню.
У літній період вміст нафтопродуктів у зливових стоках з території зон багатоповерхової та індивідуальної міських забудов помітно знижується в порівнянні з періодом весняної повені. Винятком є території, де переважають зони багатоповерхової забудови з асфальтованими вулицями та інтенсивним транспортним навантаженням.
Кількість завислих речовин у зливовому стоці з міських територій нижча, ніж у весняному. Це пов'язано з тим, що на водозбір не надходить пісок, який поступає в зимовий період в складі протиожиледних сумішей, та більшим захистом ґрунту трав'янистою рослинністю в порівнянні з весняним періодом [33].
Метеорологічні фактори визначають умови вимивання та перетворення шкідливих речовин в атмосферних опадах. Аналіз метеорологічних факторів дасть змогу краще зрозуміти причини формування забруднювачів й особливості їх розподілення в районах міста.
Характеристики вітрового режиму належать до метеорологічних чинників, що найбільше впливають на концентрацію домішок в приземному шарі атмосфери і визначають умови їх приземного вимивання атмосферними опадами.
Оскільки вітровий режим зазнає певних сезонних коливань, а тому сезонно можуть змінюватися і умови перенесення забруднень.
Характер розсіювання та вимивання домішок також суттєво залежить від швидкості вітру. При цьому швидкість вітру по-різному впливає на розсіювання домішок від різних типів джерел викидів.
Швидкість вітру 0-1 м/с є небезпечною при розсіюванні домішок, зумовлених дією низьких джерел викидів, а швидкість 3-6 м/с становить небезпеку при розсіюванні домішок, зумовлених викидами промислових підприємств з високими трубами.
Ряд авторів відзначає [14, 35], що вплив повітряних потоків відіграє вагому роль не тільки при далекому перенесенні забруднюючих речовин, але також стає причиною утворення місцевих осередків підвищеного забруднення. Міські вулиці із щільною забудовою являють собою певного роду каньйони. Потрапляючи в такі каньйони повітря змінює напрямок і швидкість руху, що приводить до утворення місцевих циркуляцій повітря.
Топографічні умови місцевості також відіграють важливу роль у формуванні рівня забруднення. Підвищені райони, якщо цьому не перешкоджає їх забудова, добре продуваються, за рахунок чого концентрація домішок в повітрі значно понижується.
1.4. Основні забруднюючі компоненти поверхневого стоку на урбанізованих територіях
Встановлено, що в урбанізованих зонах з розвиненим агропромисловим сектором з поверхневим стоком у водні об'єкти надходить більше 80% забруднюючих речовин [42]. Контроль за відведенням забрудненого поверхневого стоку регламентується Державним стандартом України ДСТУ 3013-95 “Правила контролю за відведенням дощових і снігових стічних вод з територій міст і промислових підприємств”.
На інтенсивність забрудненості поверхневого стоку з території населених пунктів впливають такі фактори, як благоустрій території, щільність населення, інтенсивність руху транспорту і пішоходів. Ці показники постійно змінюються в процесі урбанізації.
У повітряний басейн міського середовища з викидами промислових підприємств і транспорту за рік потрапляють різноманітні шкідливі речовини. Залежно від кількісного та якісного складу промислових викидів, їх періодичності, висоти, на яку вони здійснюються, а також від кліматичних умов, які визначають перенесення, розсіювання викидів і вимивання шкідливих речовин атмосферними опадами, від інтенсивності фотохімічних реакцій у атмосфері та багатьох інших факторів формується рівень забруднення атмосферного повітря міста [10, 16].
Забруднення атмосферних опадів є похідним від забруднення повітряних мас, тому їх цілком можна використовувати як чутливий індикатор забруднення атмосфери. Рівень забруднення атмосферних опадів дає змогу визначити також відповідне забруднення ґрунтів у результаті осадження забруднювальних речовин з атмосфери.
Сніг знаходиться в більш тривалому контакті з атмосферним повітрям, ніж дощ, і тому під час його дослідження ймовірність виявлення забруднювачів в атмосфері більш висока. Тому використання снігового покриву як індикатора забруднення довкілля дозволяє значно підвищити ефективність контролю забруднення атмосфери, водних об'єктів, ґрунтів. Інтерес до вивчення складу снігу визначається тим, що він впливає на розвиток процесів ґрунтоутворення, удобрення ґрунтів поживними речовинами, на формування хімічного складу поверхневих та ґрунтових вод.
Сніговий покрив забруднюється в два етапи:
- забруднення сніжинок під час їх утворення в хмарі і випадання на місцевість - вологе випадання забруднюючих речовин зі снігом;
- забруднення снігу, що вже випав, у результаті сухого випадання забруднювальних речовин з атмосфери, а також їх надходження з підстилкового покриву і гірських порід [24].
У період між випаданням опадів хімічний склад снігу поповнюється за рахунок спонтанного “сухого” осадження аерозолів. Вони фіксуються в сніговому покриві тонкими прошарками сірого, коричнево-сірого, брудно-сірого та інших відтінків, відділяючи різновікові горизонти.
За Водним кодексом України, поверхневий стік з забудованих територій (дощовий, талий, мийний) відноситься до категорії стічних вод.
Із загальної кількості забруднюючих речовин, що містяться у всіх видах стічних вод, що відводяться з території міста, на частку поверхневого стоку припадає близько 78% зважених речовин, 20% органічних сполук і 68% нафтопродуктів [23].
Підвищена кількість аерозольних часток та газових домішок у повітрі приводить до забруднення атмосферних опадів, що розглянуто у роботах Е. Ю. Безуглої [3], М. Є. Берлянда [4], К. Г. Владимирової [8], Г. В. Дмитрієвої, Ю. А. Ізраеля [15]. Опади в свою чергу призводять до забруднення таких компонентів ландшафту як ґрунти та поверхневі водойми. Атмосферні опади є джерелом забруднення ґрунтів, а отже і рослинності, тому що велика кількість забруднюючих речовин вимивається опадами з атмосфери.
Забруднюючі речовини, присутні в поверхневому стоці міських територій - це мінеральні і органічні домішки природного походження, що утворюються в результаті адсорбції газів з атмосфери і ерозії ґрунту, грубо дисперсні домішки (частинки піску, глини, гумусу), а також розчинені органічні і мінеральні речовини; речовини техногенного походження в різному фазово-дисперсному стані (нафтопродукти, компоненти дорожніх покриттів, сполуки важких металів, СПАР та інші компоненти, перелік яких залежить від профілю підприємств місцевої промисловості); бактеріальні забруднення, що потрапляють у поверхневий стік при поганому санітарно-технічному стані території та каналізаційних мереж [33].
Основними забруднюючими компонентами поверхневого стоку, що формується на урбанізованих територіях є продукти ерозії ґрунту, які змиваються з газонів і відкритих ґрунтових поверхонь; побутове сміття, компоненти дорожніх покриттів і будівельних матеріалів, що зберігаються на відкритих складських майданчиках, а також нафтопродукти, що потрапляють на поверхню водозабору в результаті несправності автотранспорту та іншої техніки [34].
Дослідженнями встановлено [1], що поверхневий стік, який формується на територіях населених пунктів та промислових майданчиках значною мірою забруднений і негативно впливає на водні об'єкти. Поверхневі стоки здатні внести у водні об'єкти до 99% забруднень.
Поверхневий стік, утворений під час випадіння атмосферних опадів, поливу та миття території, змиває і виносить до водойм та річок розчинні та нерозчинні суміші.
Характерними забруднювачами поверхневого стоку є завислі частинки, концентрація яких коливається від декілька міліграмів до десятків грамів в літрі води. В основному це продукти ерозії ґрунту, пил, будівельні матеріали, а також сировина, продукти та матеріали, що зберігаються на відкритих складських майданчиках, викиди в атмосферу, різні нафтопродукти, хімічні речовини та бактеріальні забруднення.
Проведені дослідження [22] показали, що поверхневий стік має в середньому за період дощу концентрацію завислих речовин 600 мг/л, БСКповн. 60 мг/л та вміст нафтопродуктів близько 20 мг/л, причому максимальна концентрація забруднень в поверхневому стоці спостерігається на початку дощу і може перевищувати середню в десятки разів [44].
Концентрація завислих частинок у дощовому стоці для багатьох міст Європи в залежності від характеру водозбірного басейну коливається від 15 мг/л до 20000 мг/л. Концентрація нафтопродуктів - від 0,25 мг/л до 60 мг/л. Концентрація органічних речовин (БПК 20) в дощовому стоці коливається від 40 до 90 мг/л, а в талому - від 70 до 150 мг/л. Поливомийні води характеризуються концентраціями завислих частинок від 600 до 1000 мг/л, нафтопродукти - 10-15 мг/л для житлових районів та 8000-1500 мг/л для промислових районів. Для транспортних магістралей з інтенсивним рухом концентрація нафтопродуктів коливається в межах від 15 до 30 мг/л. Це призводить до забруднення та замулення водойм [29].
У цілому склад забруднень поверхневого стоку і їхні концентрації істотно змінилися за останні 10 років з ряду причин. Однак основними можна назвати:
· у кілька разів збільшилася щільність автомобільного потоку, а отже, і концентрація забруднень у змивах з автомобільних доріг;
· внаслідок недосконалості системи збору рідких і твердих побутових і промислових відходів частина з них потрапляє в зливову каналізацію [28].
1.5 Особливості біоіндикації для визначення рівня екологічної безпеки урбанізованих територій
Діюча система контролю за забрудненням навколишнього середовища ґрунтується на кількісному порівнянні компонентного складу проб з гранично допустимими концентраціями (ГДК) забруднюючих речовин. Небезпечність техногенного впливу оцінюється на основі сумарного коефіцієнту техногенного забруднення, розрахованого відповідно до даних валового вмісту хімічних елементів. Такий підхід є не завжди ефективним. У наш час кількість речовин-забруднювачів, здатних впливати на екологічний стан біоти, перевищила мільйон найменувань, крім того, щорічно синтезується понад чверть мільйона нових речовин [6].
У результаті перетворень в природному середовищі відбувається синтез нових сполук, які можуть бути токсичнішими за вихідні інгредієнти. Прикладами таких речовин можуть бути метилртуть, сполуки важких металів з детергентами, пестицидами і т.д. Шкідливий вплив фізичних, хімічних та інших факторів при їх комбінуванні може послаблюватися (антагонізм) або посилюватися (синергізм). Ізольованої дії не існує, є лише спільний вплив усього комплексу чинників.
Складовими біологічного контролю стану довкілля є біологічна індикація та біологічне тестування. Методи біотестування, що ґрунтуються на відповідній реакції живих організмів на негативний вплив забруднюючих речовин, здатні дати достовірну інформацію про якість компонентів навколишнього середовища. Основу біотестування становить визначення шкідливого впливу токсичних речовин на процеси життєдіяльності та життєві цикли живих організмів. Ці методи оцінки мають наступні характеристики:
· швидкість проведення;
· доступність і простота проведення експериментів;
· відтворюваність і достовірність отриманих результатів;
· економічність як в матеріальному відношенні, так і щодо затрат праці;
· об'єктивність отриманих даних.
По суті, біотестування - це визначення токсичності проби (води, ґрунту, донних відкладень і т.д.) для даної культури організмів у лабораторному експерименті. В основі біотестування лежить такий метод наукового пізнання як біологічне моделювання. Всяка модель є певною мірою специфічною формою відображення дійсності. При біотестуванні відбувається перенесення знань з простої системи (змодельованої екосистеми в лабораторному досвіді) на складнішу (екосистему в реальних умовах) [26].
Біоіндикація є методом встановлення токсичності середовища на основі вивчення особливостей реакції тест-організмів, що сигналізує про рівень екологічної безпеки або небезпеки незалежно від того, які саме токсиканти і в якому співвідношенні призводять до змін життєво важливих функцій у тест-організмах.
РОЗДІЛ 2. МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ
2.1 Природно-кліматичні умови району дослідження
Черкаси - обласний центр України, розташований на правому березі р. Дніпро у верхній частині Кременчуцького водосховища. Місто поділяється на Придніпровський та Соснівський райони. Площа, яку займають зелені насадження, становить 2070,8 га, що складає 29% від площі міста.
Місто розташоване на високому плесі правого берега Дніпра, в середній частині течії в зоні Правобережного Лісостепу, що належить до Східно-Європейської лісостепової геоботанічної провінції. Це найбільший промисловий центр області, площа якого близько 77,6 км2. Одне з центральних областей України, що має помірно-континентальний клімат. Панують помірні континентальні повітряні маси, хоча протягом року спостерігається дія трансформованих морських повітряних мас, а також вторгнення арктичних і тропічних повітряних мас.
З географічним положенням пов'язана тривалість сонячного світла, розподіл сонячної радіації і характер циркуляції атмосфери. Середня річна кількість сонячного світла на Черкащині становить 2120 год., а сумарна сонячна радіація становить 110-105 ккал/см2. Радіаційний баланс складає 1850-1950 МДж/м2. Характер атмосферної циркуляції визначається частою зміною циклонів і антициклонів. Над областю проходить понад 45 циклонів на рік, а антициклонів - від 35 до 40.
Циклональна погода формується залежно від впливу Ісландського мінімуму, де в основному й зароджуються циклони, що визначають погоду в різні пори року. Влітку вони приносять похолодання і дощову погоду, а в зимову пору - потепління.
Але циклони можуть зародитися не тільки на півночі Атлантики. Середземне море восени і взимку також суттєво впливає на клімат Черкащини.
Середньорічна температура повітря +7,2°С… +7,6°С, найжаркішого місяця +19,5°С…+20°С, а найхолоднішого -5,9°С. Максимуми зафіксовані такі: літо +39°С, а зима -37°С. Період із середньою температурою складає близько 3000°С, але в аномальні роки (теплі і холодні) ці суми можуть змінитися в межах 300-400°С. Вегетаційний період продовжується 200-205 днів. Такі температурні умови дають можливість вирощувати більшість сільськогосподарських культур помірного поясу. Цьому сприяють і опади, середньорічна кількість яких становить 450-520 мм на рік. Сума позитивних температур за вегетаційний період +10°С і вище дорівнює в західних районах 2550-2600°С, а на решті території 2650-2900°С.
Переважний напрям вітрів - західний і північно-західний, середня швидкість дорівнює - 3-6 м/с.
Опади розподіляються нерівномірно. Стійкий сніговий покрив, за даними багаторічних спостережень, продовжується з 14-22 грудня до 21-23 березня. Протягом зими він часто зникає у зв'язку з тривалими і частими відлигами. Узагалі, зима характерна тим, що переважає похмура погода з частими, але незначними опадами. Вони можуть бути твердими, але часто випадають і у вигляду дощу. Влітку, як правило, спостерігається тепла, а також в окремі роки досить спекотна погода. Західні вітри приносять значну кількість вологи, яка літом випадає у вигляді злив з градом і шквалистими вітрами. В окремі роки спостерігається атмосферна засуха у поєднанні з ґрунтовою. Клімат Черкащини належить до антлантико-континентальної області помірного поясу з незначним коливанням температур і зростанням континентальності із заходу на схід [20].
Складні геологічні процеси на території дослідження сприяли формуванню різних ґрунтоутворюючих порід. Домінуючими є леси і лесоподібні суглинки. Серед зональних типів ґрунтів переважають чорноземи типові малогумусні та лучно-чорноземні ґрунти.
Своєрідність географічного розташування міста, розвиток промислового та житлового будівництва і значна кількість великих хімічних підприємств, зумовлюють наявність специфічних антропогенно порушених екотопів, які є осередками спонтанної рослинності.
2.2 Екологічна ситуація в м. Черкаси
Кліматичні умови (мала кількість днів з опадами; мала кількість днів із сніговим покривом; низькі швидкості вітру; часті застої повітря та інше) дуже слабо стимулюють процеси самоочищення, що сприяє підвищеному атмосферному забрудненню [20]. Стан навколишнього середовища у місті загалом характеризується як стабільний. Комплексний індекс забрудненості приблизно дорівнює середньому забрудненню у містах України. За даними постійних спостережень 2012 року у місті зменшились середньомісячні та максимальні концентрації по діоксиду та оксиду азоту, сірководню - у другому півріччі. По аміаку найбільші середньомісячні концентрації зафіксовані у липні, серпні та вересні. Спостерігалось збільшення максимальних концентрацій по пилу в літній період у зв'язку із недостатньою кількістю опадів та підвищенням природної запиленості при відкритому ґрунті. Основними джерелами забруднення міста є ТОВ “Черкаський деревообробний комбінат”, ТОВ “Черкаська продовольча компанія”, ПАТ “Азот”, ПАТ “Черкаська ТЕЦ”, підприємства машинобудівного та авторемонтного комплексу, а також автотранспорт. За даними статуправління міста від стаціонарних джерел забруднення викиди від двооксиду сірки складають 28,8%, оксиду вуглецю - 22%, тверді домішки 18,1%, двооксид азоту - 15%, леткі органічні сполуки - 5%. У структурі автотранспортних викидів частка оксиду вуглецю - 79%, вуглеводнів - 14%, оксиду азоту - 6%, решта - важкі метали та інші [37].
Тому необхідно приділяти увагу циркуляції викидів, зумовлених роботою автомобільного транспорту.
При цьому на території міста можна виділити ділянки і зони, які сприяють перерозподілу забруднень від автомобільного транспорту [35]:
1. Зони основного руху повітряних мас з циркуляційним типом переміщення забруднення. Це основні найбільші автомобільні магістралі міста. У м. Черкаси це бульвар Шевченка, вул. Смілянська, вул. Сумгаїтська, вул. Ільїна, вул. Чорновола, вул. Героїв Сталінграду.
2. Вітрові коридори, які сприяють вільному переміщенню повітряного потоку по території. До них відносяться всі автодороги, які зорієнтовані на місцевості в широтному напрямку.
3. Зони вуличних каньйонів. Це відносно вузькі дорожні ділянки із щільною забудовою і наявністю периметральної забудови, яка формує зони акумуляції забруднюючих речовин. В Черкасах до таких відносяться майже всі вулиці центральної частини міста.
Тенденція зміни середнього рівня забруденння атмосферного повітря за останні 5 років характеризувалась зниженням по оксиду азоту у Південно-Західному районі, по аміаку та формальдегіду по всьому місту. По іншим домішкам спостерігається незначне збільшення. Щодо важких металів збільшення відбувається тільки по залізу та цинку [37].
Найбільш забрудненими залишаються мікрорайони “Дніпровський” та “Хімселище”. Стан мікрорайону “Хімселище” обумовлений близьким розташуванням до ПАТ “Азот”. Подальше зменшення вмісту шкідливих газів в повітрі завдячує зупинці хімічного підприємства “Хімволокно” та зменшенні потужності інших заводів (табл. 2.1).
Таблиця 2.1 Перелік пріоритетних забруднюючих речовин атмосферного повітря м. Черкаси
Речовина |
Критерій пріоритетності* |
|
Сірководень |
ПВ, П, НВ |
|
Діоксид азоту |
ПВ, НВ, ЕРА, КЄТ |
|
Діоксид сірки |
ПВ, НВ, ЕРА, КЄТ |
|
Аміак |
ПВ, П, НВ |
|
Марганець |
ПВ, НВ |
|
Сірковуглець |
ПВ, П, НВ |
|
Формальдегід |
ПВ, П, НВ, КВ, ЕРА |
|
Оксид вуглецю |
ПВ, НВ, ЕРА, КЄТ |
1 Примітка: ПВ - речовина, виявлена у складі промислових викидів; П- постійне перевищення ГДК в атмосферному повітрі міста; НВ - високий ранг неканцерогенної активності; КВ - високий ранг канцерогенної небезпеки; ЕРА - речовина належить до короткого списку основних речовин, що забруднюють атмосферне повітря міст; КЄТ - речовина входить до списку пріоритетних забруднюючих речовин, укладеного Комісією європейського товариства.
2.3 Методика проведення дослідження
Для екотоксикологічної оцінки поверхневого стоку з території м. Черкаси нами були відібрані проби дощової води, яка вільно стекла по поверхні та сконцентрувалася в зниженнях, і проби снігу біля обочини проїжджої частини. Відбір проб здійснювався порційно. Контролем слугувала водопровідна вода. Проби відбирали три рази протягом 2013 року: 12 лютого, 5 березня та 31 березня та три рази протягом 2014 року: 28 січня, 10 лютого і 15 квітня. Проби були відібрані у 5-ти контрольних точках:
· мікрорайон “Митниця” (вул. Героїв Сталінграду, біля Річкового порту);
· мікрорайон ”Дахнівка”;
· центр міста (перехрестя вулиць Гоголя та Смілянської);
· Південно-Західний район (парк 30 років Перемоги);
· Хімселище (околиця ПАТ “Черкаське Хімволокно”).
Для дослідження нами було обрано два тестових об'єкти: пшеницю, як однодольну рослину та редиску - як дводольну.
У кожному варіанті досліду висівали по 30 насінин тестових рослин у трикратній повторюваності. Токсичність дощового стоку, а також проби снігу встановлювали за таким параметром як схожість насіння.
РОЗДІЛ 3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
3.1 Фітотоксичність снігу на території м. Черкаси
На інтенсивність забруднення поверхневого стоку з території населених пунктів впливають такі фактори, як благоустрій території, щільність населення, інтенсивність руху транспорту і пішоходів тощо. Ці показники постійно змінюються в процесі урбанізації. Останніми роками склад забруднень поверхневого стоку і їх концентрації істотно змінилися. Це можна пояснити тим, що знизилася потужність промислових виробництв, багаторазово збільшилася щільність автомобільного потоку, а, отже, і концентрація забруднень у змивах з автомобільних доріг; є недосконалою система збору рідких, твердих побутових та промислових відходів.
Особливістю структури міських угідь є їх різноманіття. Вони включають в себе як непроникні і слабопроникні для вбирання води поверхні типу асфальту, бетону, комунальних і промислових забудов, ущільнених майданчиків і т.д., так і проникні території у вигляді газонів, скверів, парків і сільськогосподарських територій, зайнятих садами і городами. На непроникних територіях значно знижуються втрати на інфільтрацію, випаровування і зростає поверхневий стік. Тому при оцінці впливу урбанізованих водозборів проводили функціональне зонування території.
Початок весняного стоку в міських умовах починається раніше, ніж у природних. Тривалість його за часом складає 10-20 днів. Це пов'язано з тим, що на центральних вулицях міста дорожнє полотно обробляється різними хімічними реагентами, які прискорюють процес танення крижаної кірки та снігу. У приватному секторі через відсутність хімічного впливу на сніг і наявності деревно-чагарникової рослинності сніг тане значно повільніше.
Для весняного стоку характерна добова циклічність. Амплітуда добових циклів стоку так само, як і максимального весняного стоку, в місті вища, ніж у природних умовах.
За сезонами року можна виділити два періоди збільшення концентрацій забруднюючих речовин. Перший пік збільшення концентрацій забруднюючих речовин у зливових стоках проявляється навесні, під час танення снігу і льоду, інший - в літній період.
Концентрація забруднюючих речовин у весняному поверхневому стоці з міської території не постійна. На початку сніготанення на урбанізованій території стік більш насичений забруднюючими речовинами, ніж наприкінці. Причина цього в тому, що в міру формування поверхневого стоку територія “промивається” і надалі, незважаючи на збільшення обсягів стоку концентрації забруднюючих речовин знижуються.
Відібрані нами проби снігу протягом 2013 року по різному впливали на схожість насіння редису і пшениці (табл. 3.1, 3.2).
Таблиця 3.1 Схожість насіння рослин-індикаторів в залежності від забрудненості території (12 лютого 2013 року)
Подобные документы
Оцінка утворення і відведення поверхневих стічних вод. Кліматичні фактори формування поверхневих стоків м. Суми. Схема збору та відведення їх з міських територій. Характеристика підприємства. Розрахунок кількості поверхневого стоку. Очищення стічних вод.
дипломная работа [639,1 K], добавлен 04.11.2015Фізико-географічна характеристика басейну річки Рудка. Умови формування поверхневого стоку. Гідрологічний режим річки. Природно-заповідні території Волинської області. Аналіз техногенного навантаження в басейні річки. Основні джерела забруднення річки.
дипломная работа [192,7 K], добавлен 01.11.2010Особливості формування флори та фауни міста. Опис урбанізованих біоценозів. Значення фітомеліорації міського середовища. Розгляд комплексних зелених зон міста. Аналіз відомостей щодо переважаючих видів флори на території парку відпочинку міста Чернігів.
дипломная работа [473,6 K], добавлен 21.09.2010Формування зеленого каркасу міста та характеристика екологічної проблеми. Планувальна структура міста і його функціональне зонування. Аналіз методів та способів вирішення проблеми озеленення міста Суми. Екологічні та економічні проблеми озеленення міст.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 13.03.2019Аналіз закономірностей накопичення важких металів у ґрунтах та рослинній продукції в залежності від стійкості природних компонентів та ступеню забруднення території. Огляд стійкості ґрунтів міста Маріуполя та його околиць, ступеню забруднення території.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 15.03.2012Теоретико-методологічні основи вивчення несприятливих та небезпечних фізико-географічних процесів, методи їх моніторингу. Антропогенні зміни компонентів природи в межах урбанізованих територій. Характеристика природних умов території міста Чернівці.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.04.2014Аналіз еколого-ландшафтних особливостей та природної цінності територій Кордівки. Основні шляхи та особливості формування флори та фауни міста, фітоландшафтні особливості міського середовища, формування та природна цінність комплексних зелених зон міста.
курсовая работа [406,3 K], добавлен 21.09.2010Поняття про атмосферні опади. Спосіб різницевої інтигральної кривої для оцінки циклічних коливань явищ природи. Фізико-географічне положення Бережанського району. Технічні засоби для визначення кількісних та якісних характеристик атмосферних опадів.
курсовая работа [7,1 M], добавлен 10.09.2015Вивчення міста, як типового зміненого ландшафту. Характерні особливості клімату у містах та причини їх виникнення: радіаційний та температурний режими, вологість повітря та опади, режим блискавок. Рекомендації щодо оптимізації мікроклімату м. Черкаси.
реферат [28,2 K], добавлен 04.12.2010Проблеми екологізації автомобільного транспорту України. Динаміка розвитку автомобільної галузі Черкащини та міста Черкаси. Преспектива впровадження альтернативного пального та видів енергії у місті Черкаси (газ, електротранс, сонячна енергія, біопаливо).
курсовая работа [699,0 K], добавлен 18.05.2011