,

где а - содержание углерода в пробе, найденное по графику, мг;

m - навеска почвы, г.

4. Определение содержания фторидов в растениях ионометрическим методом

Метод основан на разложении растительного материала, переведении фторидов в раствор и измерении активности ионов фтора на фоне буферного раствора с pH 5,8, с использованием фторидного электрода. Мешающее влияние железа (III) устраняют путем маскирования ЭДТА и ацетат- ионами.

2-3 г высушенной навески пробы растений помещают в тигель, смачивают 1% раствором едкого натра и озоляют в муфельной печи при температуре 500-600⁰С. Золу растворяют в горячей дистиллированной воде, фильтруют через фильтр «синяя лента» в фарфоровую чашку объемом 100 мл. Тигель ополаскивают дистиллированной горячей водой 2 раза по 10 мл. Фильтрат нейтрализуют 5 М соляной кислоты до pH 5,5-6,0, добавляют 10 г карбоната аммония для осаждения металлов и выпаривают на водяной бане до удаления запаха аммиака. По окончанию раствор фильтруют в полиэтиленовый цилиндр объемом 50 мл, дважды обмывают чашку горячей дистиллированной водой и доводят объем до метки.

Аликвоту раствора помещают в полиэтиленовый стакан объемом 50 мл, нейтрализуют до рН 5,8 5 М раствором соляной кислоты, добавляют 10 мл буферного раствора, помешивают раствор магнитной мешалкой в течение 1 минуты и измеряют разность электродных потенциалов (Практикум по агрохимии, 2001)

Градуировочный график строят так же, как и для определения фторидов в почве (приложение 4).

5. Определение активности каталазы в хвое сосны методом Бояркина.

Сущность метода: 5 г сырой навески хвои, растертой в ступке с песком до кашеобразной массы, смешивают с водой и 1 г карбонатом кальция в каталазнике и осторожно пинцетом ставят туда капроновую кнопку с 2 мл 3% перекиси водорода. Колбу соединяют с бюреткой прибора, устанавливают уровень воды на нуле и встряхивают каталазник, засекая время, в течение 1 минуты. Определяют уровень кислорода в течение одной минуты. За это время кислород, получающийся от реакции в каталазнике, вытесняет воду из бюретки.

6. Определение фторидов в талой воде с помощью ионоселективного электрода.

Метод основан на определении ЭДС фторселективным и вспомогательным хлоридсеребрянным электродами, и позволяет определить суммарную концентрацию всех форм фторидов.

В полиэтиленовый стакан вместимостью 50 мл помещают 20 мл анализируемой воды. Затем помещают в раствор магнит, приливают 5 мл ацетатно-цитратного буферного раствора (с pH=5,0±0,2) и погружают в раствор электроды. При перемешивании с помощью магнитной мешалки измеряют ЭДС. По градуировочному графику находят значение pF анализируемой воды(Пименова Е.В., 2012).

Градуировочный график строится, как в методе определении фторидов в почве.

7.Определение общей минерализации по удельной электропроводности.

Отобранную воду комнатной температуры наливают в стакан и опускают в неё электрод кондуктометра. Ячейка электрода должна полностью погружаться в воду. Воду перемешивают электродом и снимают показания прибора в режиме удельная электропроводность в мкСм/см или в пересчете на хлорид натрия в мг/л. (Е.В Пименова, 2012 г)

Все анализы были проведены в троекратной повторности, результаты математически обработаны с помощью программы MicrosoftExcel. Пример математической обработки предоставлен в приложении 5.

Анализ загрязнения воздуха фторидом водорода в Кировском районе города Перми проведен на основании данных «Справок о состоянии загрязнения атмосферного воздуха в г. Перми» и данных Пермского ЦГМС, собранных из электронных источников (Качество атмосферного воздуха…,2015).Схема розы ветров для города Перми была взята с сайта Погода в Перми (http://meteo.perm.ru).



3. Результаты исследований и их обсуждение

3.1 Состояние атмосферного воздуха Кировского района города Перми

Состояние окружающей среды является одним из основных параметров, которые характеризуют качество жизни населения, а также управление производством и организации дорожного движения. В условиях постоянно ухудшающейся экологической обстановки соответственно возрастает степень влияния экологии на здоровье и качество жизни населения. Здоровье населения страны в целом и региона в частности является важным фактором развития человеческого капитала и роста производительности труда, которые в свою очередь непосредственно влияют на экономическое развитие страны и региона. Экологический ущерб от загрязнения атмосферного воздуха составляет 3,4 % потерь ВРП для Пермского края (Левда Н.М. и др., 2013,с. 80-88) и 4,7 % потерь бюджета для города Перми (Левда Н.М. и др.,2013,с. 37-45). Поэтому возникает необходимость в проведении мероприятий по анализу, прогнозированию и контролю влияния промышленности и транспорта на состояние компонентов окружающей среды.

В городе Перми регулярные наблюдения за состоянием атмосферного воздуха осуществляются на 7 стационарных постах государственной сети мониторинга атмосферного воздуха (ПНЗ) в 6-ти районах города Перми по загрязняющим веществам, в том числе и фториду водорода, который также является опасным загрязнителем почвы и растения, попадая на них аэральным путем.

В городе Перми в 2014 год средняя концентрация HF составляет 0,5 ПДК_с.с. Всего по городу в 2014 году зарегистрировано 43 случая превышения ПДК_м.р для фторида водорода (Состояние загрязнения атмосферного воздуха…, 2015). Максимальное превышение - 4 ПДК_м.р. было зафиксировано на посту ПНЗ № 18, который находится в Кировском районе на ул. Победы, 41. Этот пост является единственным на правобережной стороне г. Перми и относится к группе промышленных постов

В таблице 1 приведены данные о ежегодном уровне индекса загрязнения атмосферного (ИЗА) воздуха Кировского района с 2011 по 2013 год.

Таблица 1 - Уровень загрязнения атмосферного воздуха, в Кировском районе города Перми за 2011-2014 годы.

Год	ИЗА	Уровень загрязнения (по ИЗА)
2011	10,7	высокий
2012	6,3	повышенный
2013	5,3	повышенный

К сожалению, на 2014 год ИЗА Кировского района не был рассчитан.

Кировский район долгое время считали одним из самых загрязненных районов города Перми, благодаря большому количеству промышленных заводов и предприятий. Однако, проанализировав справки о состоянии атмосферного воздуха, замечено, что Кировский район по уровню загрязнения чаще всего оказывался на 3 или 4 месте. Самыми загрязненными оказались Мотовилихинский и Индустриальный районы. Так, например, по информации за 2013 год ИЗА Кировского района равна 5,3, тогда как у Мотовилихинского района ИЗА равен 11,8, у Индустриального 11,5, а у Орджоникидзевского района 5,6.

По мнению В.П. Постникова (2014), ИЗА уменьшается в связи с уменьшением доли автотранспорта в загрязнении атмосферы, тогда как выбросы от стационарных источников (предприятий и заводов), увеличиваются.

Предприятие ОАО «ГалоПолимер Пермь» является одним из крупнейших химических предприятий в России по производству изделий из фторопластов, органической и неорганической химии, производителем хладонов и элегаза (гексафторид серы SF₆) и поэтому является источником техногенного попадания специфического загрязнителя - фтора в атмосферный воздух и почву.

По данным ПНЗ № 18, идет увеличение загрязнения воздуха фторидом водорода, отмечается превышение ПДК_м.р. = 0,02 мг/м³(таблица 2, 3).

Таблица 2 - Превышение ПДК_м.р. фтористого водорода.

Год	Месяц	Максимальное загрязнение, доли ПДКм.р	Число превышений, шт.
2011	Июнь	1,4	-
2012	Март	2,3	34
2013	Апрель	3,1	30
2014	январь	4,0	23

В январе 2014 года наибольшая повторяемость (НП) превышения ПДК по фтористому водороду составила 28,4% от всех проведенных замеров. Обычно степень загрязнения атмосферного воздуха оценивается по ИЗА, однако если НП более 20%, то категория уровня загрязнения изменяется в сторону увеличения оценки степени загрязнения.

В таблице 3 приведены данные на 2015 год.

Таблица 3 - Превышение ПДК_м.р. фтористого водорода, 2015 год.

Месяц	Максимальное загрязнение, доли ПДКм.р	Число превышений, шт.
январь	1,2	4
февраль	9,3	10
март	1,7	2
май-июнь	2,9	9

По данным ЦГМС Пермского края наиболее часто превышение ПДК максимально разовой концентрации фторида водорода было отмечено в феврале - 10 раз за месяц, причем превышение достигало больше 9 ПДК. В январе максимальное превышение составило 1,2 доли ПДК_м.р, в марте 1,7, а за период май-июнь 2,9 ПДК_м.р.

Т.о., на ПНЗ №18 регулярно регистрируются превышения ПДК фторида водорода. Сравнивая розу ветров и расположение ПНЗ №18 по отношению к ОАО «ГалоПолимер Пермь» (приложение 5), можно отметить, что промплощадка предприятия находится на северо-западе от ПНЗ №18, поэтому преобладающие юго-западные ветра не приносят основную массу загрязняющих веществ на пост. Однако, несмотря на это, ежегодно на этом посту наблюдаются превышения ПДК специфического загрязнителя ОАО«ГалоПолимер Пермь», что позволяет предположить, что реальные масштабы загрязнения воздуха фторидом водорода в Кировском районе еще больше.

3.2 Состояние снежного покрова

Снежный покров представляет собой твердый планшет накопитель твердых и газообразных загрязняющих веществ, который попадают в него из атмосферы в сухом виде, с осадками или же поглощаются из нее (Янченко Н.И и др., 2008). По состоянию снежного покрова можно судить о воздушном загрязнении веществами выбросов предприятий.

Исходя из этого, нами были проведены анализы проб снега. Результаты приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Результаты анализов снежного покрова

№ участка	рН снега	Минерализация	Содержание фторидов в снеге, мг/л	Содержание фторидов в снеге, мг/м 2
		удельная электропроводность, мкСм/см	в пересчете на NaCl,мг/л
1	7,7	89,3±0,3	42,00,3	0,5±0,1	42±5
2	7,3	88,9±0,5	41,6±0,5	0,4±0,1	31±6
3	7,2	114,4±0,9	53,8±0,5	0,13±0,03	9±2
4	8,7	108,3±0,3	51,1±0,3	0,2±0,1	15±4
5	8,0	89,0±0,9	42±1	0,3±0,1	25±5,3
6	8,1	422,0±0,9	202,7±0,5	0,23±0,03	17±2,1
ПДК хоз. пит.		1,5

По данным анализа видно, особых четких закономерностей между показателями не выявлено.

Реакция среды талого снега варьируется в разной степени щелочности. Минимальное подщелачивание наблюдается на 3 участке (7,2), максимальное на 4 участке (8,7).Если учесть, что атмосферные осадки обычно имеют реакцию среды 5,6 (Абдулаев С.М. и др., 2010), что обусловлено подкислением их углекислым газом, это свидетельствует о высоком подщелачивании снега загрязняющими веществами. Также в выбросах предприятия присутствуют вещества которые могут вызывать изменения реакции среды, атмосферных осадков. Это,прежде всего, оксид кальция - 4,8 %. Гораздо меньше серная кислота - 0,3 %; оксид азота - 0,5 %; хлористый водород - 1,0 % и другие вещества (Гайдеров А.С, 2012).

При оценке общей минерализации снежного покрова в пересчете на NaCl мы видим, что участки между собой отличаются не значительно. Единственное существенное превышение мы наблюдаем на участке 6 (202,7 мг/л). На остальных участках количество солей составило от 41,6 до 53,8±0,5 мг/л,и, с учетом погрешностей, практически не отличаются по значениям.

Содержание фторидов в снеге составляет 0,13 - 0,5мг/л при ПДК 1,5 мг/л. Оно максимально вблизи предприятия на 1 и 2 участке и минимально на 3 участке отбора. На 6 участке мы наблюдаем невысокое содержание, что может свидетельствовать о том, что высокая минерализация на этой участке обусловлено выбросами автомобилей с магистрали, рядом с которой она расположена.

3.3 Результаты агрохимических анализов почвы

Загрязнение воздуха может привести к изменению свойств почв. Аэральное загрязнение, прежде всего, может изменить их кислотность (Таблица 5).



Таблица 5 - Реакция солевой вытяжки и содержание органического углерода в почве

№ участка	pHKСl	Содержание органического углерода, %
	0-2 см	2-20 см	0-2 см	2-20 см
1	7,75± 0,03	7,7±0,1	2,6±0,1	1,5±0,6
2	7,53± 0,04	7,5±0,1	2,0±0,1	1,5±0,6
3	7,5± 0,1	7,5±0,1	2,3±0,1	2,9±0,5
4	7,5±0,1	7,57 ±0,04	5,3±0,1	3,1±0,7
5	5,4±0,1	5,69±0,04	3,8±0,1	1,5±0,5
6	5,54±0,05	5,8±0,1	0,45±0,02	0,4±0,4

Реакция среды почв данных участков варьируется от слабокислой до щелочной. На участках 1-4 она практически не изменяется с глубиной, на 5 и 6 участках, где верхний слой 0-2 см имеет слабокислую pH=5,4; 5,5, а нижний 2-20 см-близкую к нейтральной (5,7±0,04; 5,8±0,1) реакцию среды почвы. Характерная для дерново-слабоподзолистых почв среднекислая реакция среды ни на одной из участковне была обнаружена. Подщелачивание почв вблизи промплощадки возможно обусловлено твердыми компонентами предприятия, такими как фторгипс или оксид кальция. Последний составляет 48% от валового выброса предприятия (рис. 1).

Рисунок 1 -Реакция соляной вытяжки почвы в слое 0-2 и2-20 см.

Обобщение результатов определения кислотности почв и снега позволяет предположить, что сильное подщелачивание и относительно высокая минерализация снега на участках 4 - 6 может быть связана с загрязнением снега из-за близости автомагистрали «западного обхода», а не только от предприятия.

В верхнем слое почвы содержание органического углерода выше, чем в нижнем в 1,1-2,5 раза на всех участках, кроме 3 и 6 (табл. 5).

Рисунок 2 - Содержание органического углерода в верхнем и нижнем слое почвы.

Мы можем наблюдать (рис. 2), что на 2 по 3 участках содержание углерода мало отличается друг от друга здесь и в верхнем слое, и колеблется в от 2,0±0,1% до 2,6±0,1%. На 4 участке, на удалении 280 м от предприятия в болотистой местности количество органического углерода резко возрастает до 5,3 % (в пересчете на гумус до 9,1%). Здесь же наибольшее содержание органического углерода и в нижнем слое. На 3 участке в слое 0 - 2 см содержание углерода также выше, чем на других участках. По мере удаления от промплощадки на 450 метрах (5 участок) содержание органического углерода уменьшается, а на 6 участке количество органических веществ резко снижается до 0,4±0,02%.

Попадание в воздух плохорастворимых и водорастворимых фторидов, фтористого водорода и органических соединений фтора может привести к накоплению фторидов в почве. Поэтому нами было анализировано содержание водорастворимых и подвижных фторидов. Результаты анализов предоставлены в таблице 6.

Таблица 6 - Содержание подвижных и водорастворимых фторидов в пробах почвы

№ участка	Водорастворимые фториды, мг/кг	Подвижные фториды, мг/кг
	слой 0-2 см	слой 2-20 см	слой 0-2 см	слой 2-20 см
1	2,0±0,7	1,6±0,1	2,0±0,2	1,3±0,2
2	1,8±0,2	1,25±0,1	1,2±0,1	1,0±0,2
3	1,4±0,2	1,2±0,1	1,1±0,1	1,0±0,2
4	4,4±0,6	7,0±0,4	3,5±0,4	4,5±0,6
5	1,6±0,2	1,8±0,1	1,2±0,3	1,0±0,1
6	2,0±0,2	1,6±0,2	1,1±0,1	0,9±0,2
ПДК	10,0	2,8

Содержание водорастворимых фторидов в слое 2-20 см составляет 0,1-0,7 ПДК (ГН 2.1.7.2041-06). Наблюдается постепенное уменьшение содержания водорастворимых фторидов на 1-3 участках с 2,0±0,7 мг/кг до 1,4±0,2 мг/кг (рис. 3). На 4 участке наблюдается их резкоеувеличение, особенно в слое 2-20 см (7,0±0,4 мг/кг). Причиной этого может быть то, то на этом участке оседает большое количество различных водорастворимых газообразных и твердых соединений фтора. Также возможны выпадения на этом участке фторорганических веществ, что может приводить к отмеченному ранее увеличению содержания органического углерода на этом участке. На 5 участке количество фтора понижается и в верхнем слое содержание меньше чем в нижнем слое (1,6±0,2 мг/кг) и на 6 участке содержание фторидов увеличивается - 2,0±0,2 мг/кг в верхнем слое и 1,6±0,2 мг/кг в нижнем.

Рисунок 3 -Водорастворимые фториды в пробах почвы, вслоях 0-2 и 2-20 см.

Рисунок 4 -Подвижныефториды в пробах почвы, вслоях 0-2 и 2-20 см.

Отмечена аналогичная тенденция изменения содержания и подвижного фтора (рис. 4).

На участках с 1 по 3 идет уменьшение подвижного фтора. Но на участке 4 их количество резко возрастает, а затем уменьшается. На всех участках отбора проб, кроме 4, в верхнем слое почвы подвижных фторидов больше, чем в нижнем. Это может быть связано с большим количеством осевших соединений фторидов и их постепенная миграция в нижний слой почвы.

Если содержание водорастворимых фторидов не превышает ПДК, то максимальное значения подвижных фторидов 3,5±0,4 мг/кг в верхнем и 4,5±0,6 мг/кг в нижнем слоях на участке 4 превышает ПДК= 2,8 мг/кг (ГН 2.1.7.2041-06). Наименьшее содержание обнаружено на 6 участке - 1,1±0,1 мг/кг в верхнем слое и 0,9±0,2 мг/кг. Это может быть обусловлено тем, что в пробе этого участка почва преимущественно песчаного типа, а по ранее описанной информации, подвижные фториды не аккумулируются в песчаных почвах, так как идет их вымывание в кору выветривания.

Таким образом, максимальное накопление всех форм фторидов в почве отмечается на 4 участке на удалении 280 м к северо-востоку от предприятия.

3.4 Оценка хвои сосны

Для анализа нами была использована хвоя сосны обыкновенной, отобранная в зоне, попадающей под влияние предприятия ОАО «ГалоПолимер Пермь». Результаты приведены в таблице 7, рис.5.

Таблица 7. Содержание фторидов в хвое сосны обыкновенной

№участка	Фториды, мг/кг
1	39,4±0,9
2	33±1
3	12,6±0,2
4	16,3±0,5
5	64,1±0,5
6	25,8±0,7

По данным результатам на рисунке 6 видно, чтосодержания фтора от 1 до 2 участки уменьшается от 79,8±15,9 до 65,3±2,2 мг/кг, а на 3 участке идет резкое понижение до 25,2±0,5 мг/кг.

Рисунок 5 -Содержание фторидов в хвое сосны обыкновенной.

Содержание фтора в хвое на небольшом удалении довольно высокое 33-39 мг/кг. На участке 3 и 4 уже меньше 12,6-16,3 мг/кг и становится максимальным на участке 5 на удалении 450 м от предприятия. На удалении 800 м содержание фторидов в хвое снова уменьшается.

Таким образом, содержание фторидов в хвое сосныобыкновенной составляет 12,6-64,1 мг/кг. В Уинском районе Пермского края, который в отношении фторидов может рассматриваться как фоновый, содержание фторидов в сосне составляет 2,25-7,48 мг/кг (Шишкин А.М., 2004). Т.о, содержание фторидов в хвое сосны, отобранных на удалениях от ГалоПолимер Пермь очень высокое и превышает фоновую концентрацию в 2-30 раз.

Согласно данным Руновой Е.М. и др.(2012) растительность гораздо активнее накапливает фтор из воздуха, а не из почвы.

Известно, что загрязнение среды фтором наиболее сильно влияет на хвойные растения. Увеличение концентрации фтора в среде резко усиливает активность фермента каталазы в хвое задолго до проявления внешних признаков (Экологический мониторинг и индикация загрязнений. Фтор., 2015).

Каталаза - фермент, катализирующий реакцию разложения перекиси водорода на воду и молекулярный кислород:

Н₂О₂ + Н₂О₂ = О₂ + 2Н₂О.

Биологическая роль заключается в обеспечении эффективной защиты клеточных структур от разрушения под действием перекиси водорода. Каталаза проявляет наибольшую активность при загрязнении воздуха (Экологический мониторинг и индикация загрязнений, 2015).

Таблица 8-Каталазная активность в образцах хвои сосны обыкновенной.

№ участка	Каталазная активность, см3 O2/гЧмин
1	19,3±0,3
2	19,1±0,3
3	19,2±0,5
4	20,5±0,5
5	21,1±0,2
6	20,0±0,7

Как мы можем наблюдать из таблицы 8 и рис. 6, каталазная активность в пробах варьирует от 19,1±0,3 до 21,1±0,2 см³ O₂/гЧмин (рис. 7). На 1, 2 и 3 участках каталазная активность в хвое почти одинакова. Но на 4 участке идет увеличение до 20,5±0,5см³ O₂/гЧмин. И на 5 участке достигает максимального количества (21,1±0,2см³ O₂/гЧмин), что совпадает с максимальным количеством фторидов в хвое на этой участке.



Рисунок 6 - Результаты анализа на каталазную активность хвои сосны обыкновенной.

При анализе корреляционной зависимости выявлено, что между фторидами и каталазной активностью в хвое сосны положительная умеренная, (r=0,5).



4. Расчет затрат на мониторинг фторидного загрязнения сопредельной территории ОАО «ГалоПолимер Пермь»

Под загрязнением почв понимают увеличение концентраций содержащихся в почве веществ выше предельно допустимого уровня, а также появление в почвах любых количеств несвойственных им веществ, признанных вредными. Приоритетный компонент загрязнения почвы - вещество или биологический агент, подлежащий контролю в первую очередь. Перечень приоритетных веществ - загрязнителей почвы приводится в методических указаниях МУ 2.1.7.730-99. Определение приоритетности компонентов загрязнения производится в соответствии со списком ПДК и ОДК химических веществ в почве и их класса опасности по ГОСТу 17.4.1.02-83 «Охрана природы. Почва». По этому документу фтор является веществом 1 класса опасности.

В промышленно-урбанизированных районах основными источниками фтора являются предприятия химической, резинотехнической, электронной и электротехнической промышленности, цветной и черной металлургии, машиностроения, по производству стройматериалов (кирпича, керамики и др.), стекла, фарфора, ядерного оружия и топлива, а также ТЭС, использующие ископаемое топливо, прежде всего, уголь. Фтор поступает в атмосферу в виде твердых (NaF, KF, Na3AlF6, Na2SiF6, CaF2 и др.) и газообразных (HF, SiF4, H2SiF6 и др.) соединений.Потенциально крупные промышленные предприятия могут в течение суток выбрасывать в воздух до нескольких тонн фтористых соединений в газовой и твердой фазе.

В Перми, в частности в Кировском районе, основным источником техногенного фтора выступает ОАО «ГалоПолимер Пермь». Это предприятия является одним из крупнейших химических предприятий в России по производству изделий из фторопластов, органической и неорганической химии, производителем хладонов и элегаза (гексафторид серы SF₆) .

Аэрогенные выпадения фтора приводят к накоплению его соединений в почвах и обусловливают вероятность их перехода в сопредельные компоненты окружающей среды. Пространственное распределение фтористых выпадений отражает интенсивность эмиссии этого элемента источниками поставки и, как правило, является функцией расстояния от последних и действия преобладающих ветров. Обычно при воздушной миграции фтора наибольшие его количества осаждаются в ближайшей к источнику зоне, в пределах которой он выпадает преимущественно в твердой фазе (в составе пыли и в виде СаF₂). По мере удаления от источника поставки заметно преобладают его газообразные соединения, обладающие большей подвижностью и активностью. (Янин Е.П., 2007).

В городе Перми регулярные наблюдения за состоянием атмосферного воздуха осуществляются на 7 стационарных постах государственной сети мониторинга атмосферного воздуха (ПНЗ) в 6-ти районах города Перми. Один из постов (ПНЗ№18) находится на ул. Победы, 41 в Кировском районе, рядом с предприятием ОАО «ГалоПолимер Пермь».

Несмотря на то, что ПНЗ №18 не улавливает достаточное количество загрязнителей из-за разности его расположения и направлением господствующих ветров, отмечается ежемесячные превышения загрязняющих веществ, включая фторид водорода. По этой причине будет целесообразно провести мониторинг почв на территории, располагающейся в удалении от ОАО «ГалоПолимер Пермь».

Нами была разработана программа мониторинга содержания в почве подвижных и водорастворимых фторидов. Нами выбраны 6 участковна разном удалении от предприятия: 1 участок - 50м; 2 участок - 100 м; 3 участок - 250 м; 4 участок - 280 м; 5 участок - 450 м; 6 участок - 800 м. Дополнительно на этих участках было исследовано содержание органического вещества и pH_KCl. Мониторинг был проведен в двух слоях почвы 0-2 см и 2-20 см.

Также мониторинг может быть проведен Федеральным Государственным Бюджетным Учреждением «Государственный Центр Агрохимической Службы Пермский», одна из услуг которого агрохимическое обследование и анализ почв и грунтов. Учреждение расположено на ул. Промышленная, 83, г. Перми. Информацию об учреждении можно узнать по телефону 8-342-2962854 (Федеральное государственное бюджетное учреждение…,2015). Расчет затрат на мониторинг разработан по расценкам ФГБУ ГЦАС «Пермский» и приведен в таблице 9.

Таблица 9 - Расчет затрат на мониторинг почвы

Показатель	Стоимость услуг, руб. за 1 пробу	Количество проб, шт. (слой 0-2 см)	Количество проб, шт. (слой 2-20 см)	Стоимость, руб.
Отбор проб	-	6	6	1000
Фториды подвижные	400	6	6	4800
Фториды водорастворимые	400	6	6	4800
Органическое вещество	381	6	6	4572
pHKCl	155	6	6	1860
Итого, руб.	17032

Таким образом, затраты на проведение мониторинга составляет 17032 руб. в год.

Поскольку по результатам исследований обнаружено превышение ПДК подвижных фторидов (2,8 мг/кг) только в почве на участке 4 (280 м) в слое 0-2см (3,5 мг/кг) и 2-20 см (4,5мг/кг), мы можем рассчитать размер ущерба почве. Поскольку у нас нет сведений о площади распространения загрязнения, то можно рассчитать условный ущерб в расчете на один гектар почвы, при существующем уровне загрязнения. Расчет ущерба производится по «Методике исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды» в соответствии с Приказом Министерства природных ресурсов природы России № 238 от 25.04. 2014.

Согласно методике исчисление в стоимостной форме размер вреда при загрязнении почв осуществляется по формуле 1:

(1)

где УЩ_загр - размер вреда, руб.;

СЗ - степень загрязнения, которая рассчитывается в соответствии с соотношением фактического содержания i-гo загрязняющего вещества в почве к нормативу качества окружающей среды для почв.

Коэффициент СЗ выбирается исходя из показателя (С). Данный показатель рассчитывается, как отношение фактического содержания i-гoзагрязняющего вещества в почве к нормативу качества окружающей среды для почв определяется (формуле 2).

(2),

где Xi - фактическое содержание i-гo загрязняющего вещества в почве, (мг/кг). Нами взято содержание слоя 2-20см (4,5 мг/кг), т.к оно является максимальным;

Хн- норматив качества окружающей среды для почв (мг/кг). В нашем случае в качестве норматива взят ПДК содержания подвижных фторидов в почве (2,8 мг/кг).

Итак, ,

При значении (С) менее 5 СЗ принимается равным 1,5;

S - площадь загрязненного участка100м²;

Кr- показатель в зависимости от глубины загрязнения или порчи почв, который рассчитывается в соответствии с фактической глубиной загрязнения или порчи почв.

Детальных сведений о распространении загрязнения глубже 20 см мы не имеем. По этой причине примем глубину загрязнения до 20 см, соответственно (Кr) принимается равным 1;

Кисх - показатель в зависимости от категории земель и целевого назначения, на которой расположен загрязненный участок, рассчитывается исходя из категории земель и целевого назначения.

Для данной территории (Кисх) равен 1,0;

Тх - 500, руб./ м², для таежной зоны.

руб.

Таким образом, нами разработана программа мониторинга на содержание подвижных и водорастворимыхфторидов в почве, затраты на реализацию которой, по расценкам ФГУ ГЦАС «Пермский», могут составить 17тыс. 32 руб.

Ущерб от превышения содержания подвижных фторидов на площади 1 га при уровне загрязнения, который наблюдается на 4 участке отбора пробы почвы, рассчитанный по «Методике исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды» (Приказ Минприроды России ...,2014), составляет 75 тыс. руб.



Выводы

На основании исследований снегового покрова, почвы и хвои сосны в Кировском районе г. Перми в зоне влияния ОАО «ГалоПолимер Пермь» и анализа данных о состоянии загрязнения атмосферного воздуха в этом районе города были сделаны следующие выводы:

1. В Кировском районе г. Перми на ПНЗ №18 регулярно регистрируются превышения ПДК фторида водорода, причем в 2011-2015 годах частота превышений ПДК_м.р. и регистрируемая концентрация возрастают.

2. Наблюдается сильное подщелачивание снеговой талой воды, минимальное - на 3 участке (рН 7,2), максимальное на 4 участке (рН 8,7). Содержание фторидов вснеге 0,13-0,5 мг/л (9±42 мг/м²), максимально вблизи предприятия и на удалении больше 280 м.

3. Вблизи промплощадки наблюдается сильное подщелачивание почв (рН 7,5-7,75), на участках 5 (удаление 450 м) и 6 (удаление 800 м) она более кислая (рН 5,4-5,8).

4. Содержание органического углерода в слое 0-2 см составляет 2,0-5,3 %, в слое 2-20 см 0,4-3,1 %, максимально на участке 4. В верхнем слое почвы содержание органического углерода выше, чем в нижнем в 1,1-2,5 раза на всех участках, кроме 3 и 6, а наибольшее содержание отмечается на 4 и 5 участках.

5. Содержание водорастворимых фторидов в слое 2-20 см составляет 0,1-0,7 ПДК, наибольшее содержание отмечено на 4 участке.

6. Содержание подвижного фтора в слое 0-2 см 1,1-3,5 мг/кг, в нижнем слое 0,9-4,5 мг/кг при ПДК 2,8 мг/кг. На удалении 280 м (участок 4) наблюдается превышение ПДКв 1,25 и в 1,6 раза.

7. Содержание фторидов в хвое сосны составляет 12,6-64,1 мг/кг, что превышает фоновое в1,78-29 раз. Максимальное значение обнаружено на участке 5 на удалении 450 м от предприятия, здесь же обнаружена наибольшая каталазная активность хвои (21,1±0,2см3 O2/гЧмин).

8. Затраты на проведение мониторинга почв на содержание водорастворимых и подвижных фторидов по расценкам ФГБУ ГЦАС Пермский в 2015 году составляет 17032 руб. в год. Ущерб от превышения содержания подвижных фторидов на площади 1 га при уровне загрязнения, который наблюдается на 4 участке отбора пробы почвы, рассчитанный по «Методике исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды»составляет 75 тыс. руб.



Список использованных источников

1. Азимов Р.А. Теоретические основы применения кальция в условиях засоленной почвы // Вопросы солеустойчивости растений. -- Ташкент, 1973. С. 51.

2. Армада климат. - 2012 [электронный ресурс]. - URL: http://www.armadaclimate.ru

3. Бутовский Р.О. Фторсодержащие соединения и энтомофауна // Агрохимия, 1991. № 3. С. 143- 151.

4. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. М.: АН СССР, 1957. 238 с.

5. Водород фтористый. 2013 [электронный ресурс]. - URL: http://umc.kirov.ru/materials/ahov/vodorod_f.htm

6. Воздействие Волгоградского алюминиевого завода на окружающую среду. - 2015 [электронный ресурс]. - URL: http://fan-5.ru/entry/work-294515.php

7. Гайдеров А.С. Влияние ОАО «ГалоПолимер Пермь» на почву и растительность прилегающих территорий г. Перми: дипл. раб. На правах рукописи. Пермь:Пермская ГСХА, 2012. 43 с.

8. Галеев Р.Р., Чагина Е.Г. Влияние фтора на продуктивность сельскохозяйственных растений и способы его детоксикации //Вестник НГАУ. 2012.№4.С. 7-12.

9. Гапонюк Э.И., Кремленкова Н.П., Моршина Т.Н. Изменение свойств дерново-подзолистой почвы и серозема под влиянием фтора //Почвоведение.-1982.№ 4.С.148-154.

10. ГН 2.1.5.2280-07. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования. Гигиенические нормативы. Дополнения и изменения № 1 к ГН 2.1.5.1315-03. Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 03.06.2015)

11. ГН 2.1.7.2041-06. Предельно-допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в почве. Гигиенические нормативы. Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 03.06.2015)

12. ГН 2.2.5.1313-03 .Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны (ред. от 16.09.2013). Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 03.06.2015)

13. ГОСТ 17.4.3.01-83 (СТ СЭВ 3847-82) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб". Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 05.06.2015)

14. ГОСТ 17.4.3.06-86 (СТ СЭВ 5101-85) "Охрана природы. Почвы. Общие требования к классификации почв по влиянию на них химических загрязняющих веществ". Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 11.06.2015)

15. ГОСТ 26483-85 Почвы. Приготовление солевой вытяжки и определение ее pH по методу ЦИНАО. Доступ из справ.- правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения 02.06.2015)

16. Гришко В.Н. Изменение агрохимических свойств почв, загрязненных фторидами//Агрохимия. 1996.№1.С.85-93.

17. Гродзинский Д.М. Надежность растительных систем: Монография. Киев: Наукова Думка, 1983. - 368 с.

18. Давыдова Н. Д., ЗнаменскаяТ. И. Рельеф и экзогенные процессы гор : материалы Всерос. науч. конф. к 100-летию Л. Н. Ивановского. - Иркутск: Издательство Иркутского Государственного Университета, 2011. Т. 2. С. 179-181.

19. Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Пермского края в 2012 году. Под ред. Л.И. Харун, И.В. Май. Пермь, 2013. 232 с.

20. Доклад о состоянии и охране окружающей среды Пермского края в 2011 году.Под ред. Л.И. Харун, И.В. Май. Пермь, 2012. 232 с.

21. Доспехов Б.А. Методика полевого опыта (с основами статистической обработки результатов исследования). М.: Агропромиздат, 1985. 351 с.

22. Ермолов Ю.В. Содержание и распределение водорастворимого фтора в почвах геохимических ландшафтов Барабинской низменности и Кулундинской впадины // Агрохимия. 1999. № 1.С. 86-89.

23. Знаменская Т.И. Геохимия фтора в степныхэкосистемах // Материалы конференции молодых ученых «Современные проблемы геохимии» Иркутск: Из-во ИГ СО РАН . 2013.С.78-80.

24. Илькун Г.М. Загрязненность атмосферы и растения.Киев: Наука думка. 1978. 247с.

25. Илькун Г.М., Мотрук В.В. Поглощение растениями фтора из воздуха вблизи алюминиевых предприятий: сб. трудов «Ученые записки Пермского университета». Пермь:Издательство Пермского университет. 1976. C. 103-112.

26. Качество атмосферного воздуха в городах пермского края ведомственной сети наблюдений пермского ЦГМС за период с 8 мая по 15 мая 2015 года. - 2015 [электронный ресурс]. - URL:http://meteoperm.ru/index.php/novosti

27. Качество атмосферного воздуха в городах пермского края ведомственной сети наблюдений пермского ЦГМС за период с 15 мая по 22 мая 2015 года. - 2015 [электронный ресурс]. - URL:http://meteoperm.ru/index.php/novosti

28. Качество атмосферного воздуха в городах пермского края ведомственной сети наблюдений пермского ЦГМС за период с 22 мая по 29 мая 2015 года. - 2015 [электронный ресурс]. - URL:http://meteoperm.ru/index.php/novosti

29. Качество атмосферного воздуха в городах пермского края ведомственной сети наблюдений пермского ЦГМС за период с 29 мая по 05 июня 2015 года. - 2015 [электронный ресурс]. - URL:http://meteoperm.ru/index.php/novosti

30. Костышин С.С., Перепелица О.О., Сметанюк О.И. Особенности накопления фторидов в растениях луговых биотопов Северной Буковины //Сибирский экологический журнал. 2011. №6. С.843-849.

31. Левда Н.М., Постников В.П. К вопросу об оценке экологического ущербаот загрязнений атмосферного воздуха в регионе // Вестник Перм. нац. исслед.политехн. ун-та. Социально-экономические науки. - 2013. № 21. С. 80-88.

32. Левда Н.М., Постников В.П. Оценка экологического ущерба населению и экономике региона от загрязнений атмосферного воздуха // Экономический анализ: теория и практика. 2013. № 25. С. 37-45.

33. ЛозановскаяИ.Н.,Орлова Д.С., Садовникова Л.К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высшая школа. 1998.287 с.

34. Методические указания МУ 2.1.7.730-99.Гигиеническая оценка качества почвы населенных мест. Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 1.06.2015)

35. Методические указания по определению содержания подвижного фтора в почвах ионометрическим методом. Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации: утв. Министерством природных ресурсов РФ Приказ от 6 января 1993 г. 8 с. Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 1.06.2015)

36. Михайлов Г. Замърсяване на природната среда с флуор // Природа (НРБ).1980.№ 4. С. 87-88.

37. Мониторинг состояния почв. - 2014 [электронный ресурс]. - URL: http://lekcion.ru/Geomehanicheskiy_monitoring/6756-monitoring-sostoyaniya-pochv.html

38. Нахождение фтора в природе. 2013 [электронный ресурс]. URL:http://biofile.ru/bio/4232.html20.

39. Перельман А.И. Геохимия биосферы. М:Наука. 1973. 167 с.

40. Перельман А.И., Касимов Н.С. Геохимия ландшафта. М.: Астрея. - 2000. 610.с.

41. Плавиковая кислота - 2013 [электронный ресурс]. - URL: http://ru.wikipedia.org/wiki/Плавиковая кислота.

42. Плавиковая кислота. - 2010 [электронный ресурс]. - URL: http://mksnx.ru/plavikovaya_kislota

43. Постников В.П. Прогнозирование загрязнения атмосферного воздуха города Перми//Вестник ПНИПУ. Социально-экономические науки. 2014. №22. С.125-132.

44. Потатуева Ю.А., Касицкий Ю.И., Хлыстовский А.Д., Прищеп Е.Г., Сидоренкова Н.К. Длительное применение удобрений на дерново-подзолистой тяжелосуглинистой почве // Химия в сельском хозяйстве. 1996. №6. С. 39-41.

45. Практикум по агрохимии. Под ред. Минеева В.Г. М.: Изд-во МГУ. 2004.689 с.

46. Приказ Минприроды России от 25.04.2014 N 194 "О внесении изменений в Методику исчисления размера вреда, причиненного почвам как объекту охраны окружающей среды, утвержденную приказом Минприроды России от 8 июля 2010 г. № 238. Доступ из справ. - правовой системы «Консультант Плюс» (дата обращения: 5.06.2015)

47. Пузанова О.Ю., Мальгин М.А., Пузанов А.В. Фтор в почвах Северного Алтая // Сибирский биологический журнал. 1993. № 2. С. 58-63.

48. Рожков А.С., Соков М.К. Влияние фтористых выбросов алюминиевых заводов на хвойные растения // Гозоустойчивостьрастений: сб. науч. ст. Новосибирск: Наука. 1980. С. 169 - 170.

49. Рунова Е.М., Аношкина Л.В. Влияние рекреационной нагрузки на радиальный прирост сосны // Системы. Методы. Технологии . 2011. № 2. С.121-123.

50. Рунова Е.М., Аношкина Л.В., Аверина Г.А.Влияние фтористых соединений на состояние городской растительности //Системы. Методы. Технологии. 2012. №2.С.126-129.

51. Савенко В.С. Природные и антропогенные источники загрязнения атмосферы. - М.: ВИНИ-ТИ, 1991. - 210 с

52. Саломатова И.В. Содержание фторидов впочве и древесной растительности вблизи ОАО «Галоген» Кировского района г. Перми: дипл. раб. На правах рукописи. Пермь:Пермская ГСХА, 2012. 43 с.

53. Сараев В.Г. Фтор в почвах Южно-Минусинской котловины, подвергнутых воздействию Саянского алюминиевого завода // Почвы Хакасии и их рациональное использование. - Новосибирск, 1994. С. 30-32

54. Сараев В.Г. Фтор в южно-минусинской котловине //География и природные ресурсы. 1994. №1.С.49-54.

55. Состояние загрязнения атмосферного воздуха в городе Перми за 2013 год. Под ред. А.В Пинегина. Пермь, 2014. 17с.

56. Состояние загрязнения атмосферного воздуха в городе Перми за 2014 год. Под ред. А.В Пинегина. Пермь, 2015. 19с.

57. Танделов Ю. П. Фтор в системе почва-растение. М: Рос.акад. с.-х. наук, 2004.107с.

58. Томас М.Д. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на растения // Загрязнение атмосферного воздуха. Женева. 1962. С. 251-306.

59. Трефилова Н.Я., Ачкасов А.И. Биогеохимические последствия применения органических удобрений // Биогеохимические методы при изучении окружающей среды. М.: ИМГРЭ, 1989, с. 44-53.

60. Федеральное государственное бюджетное учреждение "государственный центр агрохимической службы "пермский". - 2015 [электронныйресурс]. -URL:http://bus.gov.ru/public/agency/agency.html?agency=135997

61. Физиологическая роль фтора. - 2013 [электронный ресурс]. -URL:http://www.elm.su/zhizn-i-periodicheskaya-sistema/198-roluslovno-zhiznenno-neobkhodimykh-mikroelementov-v-biologii-imeditsine.htm

62. Фреоны, хладагенты - виды, свойства, отрасли применения - 2013 [электронный ресурс]- URL:http://www.armadaclimate.ru/news/view/?id=40

63. Фтор [Фиторемедиация].-URL: http://phytoremediation.ru/mikroelementi-v-pochvah-i-rasteniyah/elementi-VII-gruppi/ftor.php

64. Фтор и фториды // Совместное издание Программы ООН по окружающей среде и ВОЗ. Женева. 1989. 114 с.

65. Фтор. - 2013 [электронный ресурс]. - URL: http://fluorum.ru/

66. Фтор. Фториды. Потенциометрическое определение фторидов в почве. [электронный ресурс]. - URL:http://lib3.podelise.ru/docs/1961/index-12835-2.html

67. Фториды вокруг нас. - 2008 [электронный ресурс]. - URL: http://www.74rif.ru/F.html

68. Химические методы в агроэкологическом мониторинге почвы: Учеб.пособие / под ред. Пименовой Е.В., Леснова А.Е - Пермь: ФГОУ ВПО "Пермская ГСХА". 2009. 120 с.

69. Химический энциклопедический словарь. Под.ред. Кнунянц И. Л. М.: Сов. Энциклопедия. 1983. 792с.

70. Шишкин А.М. Содержание подвижного фтора в почвах Уинского района Пермской области и влияние фторида натрия на урожайность, и качество яровых зерновых в вегетационном опыте: дипл. раб. На правах рукописи. Пермь: Пермская ГСХА, 2004. 78 с.

71. Экологический мониторинг и индикация загрязнений. Фтор. - 2013 [электронный ресурс]. - URL: http://ecokub.ru/publ/10-1-0-98

72. Янин Е.П. Фтор в окружающей среде (распространенность, поведение, техногенное загрязнение) //Экологическая экспертиза. 2007. №4.С.2-98

73. Янченко Н.И., Баранов А. Н., В. Л. Макухин. Распределение фтора в зоне влияния алюминиевого завода // ЭКиП: Экология и промышленность России. 2008. N 6. С. 22-25.



Приложение1

Схема участков отбора проб



Приложение 2

Градуировочный график для определения фторидов.



Приложение 3

Градуировочный график для определения органического углерода в почве



Приложение 4

Калибровочный график определения фторидов в хвое сосны обыкновенной.



Приложение 5

Математическая обработка результатов анализа

Даны отдельные измерения концентрации водорастворимых фторидов: х₁ =1,90 ; х₂ =2,08; х₃ = 2,17 мг/кг почвы (участок №1, расположенный на удалении 50 м от ОАО «ГалоПолимер Пермь». Необходимо провести математическую обработку результатов.

1) Находим среднее арифметическое: = x_i ,

где n - число измерений.

= Ч(1,90+2,08+2,17)= 2,05;

2) Затем вычисляем абсолютную случайную погрешность i-го измерения: _,

?x₁ =;

?x₂= ;

?x₃

3) Далее находим среднюю квадратичную погрешность:

у = ;

у = ;

Истинное значение искомой концентрации загрязнителя с вероятностью P=95%(0,95) находится в доверительном интервале
,где

- коэффициент Стьюдента.

, т.е после округления доверительного интервала до одной значащей цифры после запятой и соответствующего округления до среднего значения, получаем мг/кг.



Приложение 6

Схема расположения поста ПНЗ № 18

Размещено на Allbest.ru