Проблема экологии городских территорий приобретает в настоящее время все бóльшую актуальность. Антропогенное воздействие на природную среду, ухудшение ее состояния и расширение территорий, подвергнутых урбанизации, является характерной особенностью современной эпохи. Степень экологического риска в окружающей среде (ОС) мегаполисов, где сосредоточено огромное количество людей, автотранспорта и промышленности, значительна. Экологический аспект урбанизации состоит в том, что крупный город изменяет почти все компоненты природной среды: атмосферу, растительность, почву, рельеф, грунты, подземные воды и даже климат. Перепады температур, относительной влажности и солнечной радиации между городом и его окрестностями иногда соизмеряется с весьма значительным продвижением в естественных условиях по широте, причем изменение одних условий вызывает изменение других. Горожане получают на 15 % меньше солнечных лучей летом и на 30 % зимой, на 10 % больше осадков и т.д. На города приходится 80 % всех выбросов в атмосферу и 3/4 общего объема загрязнений; загрязняющее и тепловое воздействие больших городов и агломераций прослеживается на расстоянии около 50 км; в городах изменяются естественные ландшафты, с формированием антропогенных ландшафтов.
Таким образом, процесс урбанизации приводит к значительному изменению среды обитания человека и других живых организмов, снижению ее качества при высокой антропогенной нагрузке. Современные города можно назвать преобразованными природными комплексами со специфическими характеристиками.
В г. Алматы наблюдаются бóльшие контрасты температур, чем у равнинных городов, что объясняется тем, что с гор опускается нагретый вследствие адиабатического сжатия воздух [1].
Обзор литературных данных. Следует отметить, что при общей благоприятности климатических условий предгорная зона Заилийского Алатау характеризуется исключительно слабыми ресурсами самоочищения атмосферы. Многолетние наблюдения ДГП «Центр гидрометеорологического мониторинга» г. Алматы показали, что повторяемость слабых (до 1 м/с) ветров оценивается летом в 71 %, зимой – в 79 %. Среднегодовое значение скорости ветра в городе не превышает 1,7 м/с. Основной причиной глубокого безветрия в предгорной зоне является влияние горного хребта, создающего сопротивление перемещению транс-континентальных воздушных масс с севера [2].
Озера, связанные с жизнью города, расположены в основном в гляциальной зоне. В Заилийском Алатау обследовано 128 мореных озер, являющихся источниками пресной воды и играющих опасную роль в формировании грязекаменных потоков. У подножья Туюксу в долине р. Малая Алматинка таких озер три. На территории города имеются искусственные водоемы: Аксайское, Сайранское, Капчагайское и др. [48].
Почвы г. Алматы. Структура почвенного покрова города полностью определяется вертикальной зональностью (поясностью) центральной части северного Тянь-Шаня, образованной хребтом Заилийский Алатау. С изменением высотных отметок от 340 до 3500 м и выше меняются природно-климатические зоны и пояса, соответственно и почвенно-растительный покров [3].
Климатические особенности г. Алматы создали неблагоприятные условия для рассеивания выбросов, особенно выхлопных газов автотранспорта и индивидуальных источников отопления. Отработанные газы, содержащие оксиды углерода, азота, углеводороды, твёрдые частицы и соединения тяжелых металлов накапливаются в приземном слое атмосферы. Большая часть из них оседает на асфальтовые покрытия и почвенный покров [4].
Более того, в г. Алматы отмечается значительный рост количества автомобилей, на сегодняшний день – их больше 823 тысяч единиц, кроме этого ежедневно в город въезжает до 90 тысяч иногородних машин [55, 56]. При этом в 2009 г. в воздух поступило 170 тыс. тонн вредных выбросов. По итогам 2009 г. в атмосферном воздухе города наблюдалось превышение ПДК пыли в 2,2 раза, оксида углерода – в 6,8, диоксида азота – в 8, фенола – 1,2, формальдегида – в 1,5 раза. Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА5) в последние годы был равен 12-14 ед. Эта тенденция сохраняется и по настоящее время [57]. Однако вклад загрязнений от стационарных источников составляет всего 4,1 %, остальное приходится на автотранспорт [5, 6].
В работе «Уровни загрязнения атмосферного воздуха города Алматы приоритетными веществами» У.И. Кенесариев, А.Т. Досмухаметов, Н.Е. Алимова, Д.У. Кенесары [6] представлена, проводимая оценка качества воздушного бассейна города Алматы осуществляемая по среднегодовому уровню содержания в воздухе: взвешенных частиц в виде пыли размерами менее 10 мкм и 2,5 мкм, диоксида азота и диоксида серы за период с 2009 по 2013 годы (таблица). Среднегодовые концентрации мелкодисперсных пылевых фракции в воздухе города Алматы определялись расчетным методом.
Среднегодовые концентрации приоритетных загрязнителей воздуха г. Алматы, за период 2009–2013 гг.
|
Годы наблюдения |
Среднегодовые значения концентраций приоритетных химических загрязнителей, в мг/м3 |
|||
|
Взвешенные вещества |
NO2 |
SO2 |
||
|
РМ10 |
РМ2,5 |
|||
|
2009 |
0,132 |
0,053 |
0,08 |
0,042 |
|
2010 |
0,115 |
0,046 |
0,1 |
0,046 |
|
2011 |
0,066 |
0,026 |
0,06 |
0,048 |
|
2012 |
0,086 |
0,034 |
0,08 |
0,056 |
|
2013 |
0,065 |
0,026 |
0,11 |
0,065 |
|
ПДК, мг/м3 |
0,04 (РФ) |
0,025 (РФ) |
0,04 |
0,125 |
Рис. 1. Степень загрязнения оксидом углерода и пылью в г. Алматы
Все вышеизложенное и поставило пред нами цель – изучить загрязнность атмосферного воздуха г. Алматы химическими ингредиентами.
Задачи: В качестве загрязнения нами были взяты следующие показатели- оксид углерода, свинец, озон, диоксид азота, сероводород, оксид азота, углеводороды нефти, формальдегид, взвешенные вещества, тетрахлорметан, диоксид серы, гидрохлорид.
Результаты и обсуждения. Оценивая воздействие загрязненности атмосферного воздуха исследуемых территорий Жетысуйского, Турксибского и Алмалинского районов г. Алматы вблизи промышленных объектов: ТЭЦ-1, ТОО «Кастинг», АО «Алматинский завод тяжелого машиностроения» нами были установлены наибольшие загрязнения в Жетысуйском и Турксибском районах г.Алматы по оксиду углерода как при среднесуточной концентрации, так и при максимально разовой с превышением предельно-допустимой концентрации от 1,2 раза до 1,6 раза при среднесуточном отборе и максимально разовом от 1 до 1,1 раза.
Высокий уровень запыленности характеризовался во изучаемых районах г. Алматы наличием взвешенных частиц с превышением предельно-допустимой концентрации от 1,2 до 13,6 раз.
Таким образом, оценивая степень загрязнения г. Алматы нами были установлены основные химические ингредиенты, загрязняющие город в виде оксида углерода, пыли, свинца, диоксида и оксида азота и диоксида серы. Во всех исследуемых районах г.Алматы уровень пыли в виде взвешенных частиц превышает предельно-допустимую концентрацию. Наибольшее загрязнение по содержанию оксида углерода было установлено с превышением предельно-допустимой концентрации от 1,2 раз до 1,6 раз в Жетысуйском и Турксибском районах г. Алматы, а запыленность воздуха в виде взвешенных частиц с превышением предельно-допустимой концентрации от 1,2 до 13,6 раз была зарегистрирована во всех изучаемых районах.
Реки всегда были источником пресной воды, однако в настоящее время они стали транспортировать отходы.
>
Рис. 2. Результаты исследований воды по химическому потреблению кислорода от 32 до 160 мг О2/дм3 при норме не более 30
Основной проблемой в настоящее время является загрязнение водоемов различными загрязнителями: пестицидами и ядохимикатами, нефтью и нефтепродуктами, поверхностно-активными веществами. Нарастающее загрязнение водоемов и водостоков наблюдается во всех промышленных странах в том числе и в г.Алматы [7].
Исследования воды в г. Алмате проводились в 5 пробах с проведением 96 исследований: 1) речка «Есентай» по адресу (Толе би-Кожамкулова); 2) озеро «Сайран» -восточное побережье; 3) БАК (большой алматинский канал) – Жансугурова-Рыскулова; 4) озеро «Малая Алматинка» – Бухтарминская-Майлина; 5) водопроводная вода с АЗС «Газпром» ул Капальского-Майлина.
Анализ проб воды проводился на тяжелые металлы (свинец, кадмий, медь, цинк, ртуть), мышьяк, нефтепродукты, фенолы, азот аммиака, сульфаты, азот нитритов, азот нитратов, БПК-бактериологическое потребление кислорода, ХПК-химическое потребление кислорода и полихлорированные бифенилы. При этом отмечается незначительное загрязнение азотом аммиака в речке Есентай 2,5 мг/дм3 (ПДК – не более 2,0) и в БАКе – 2,4 мг/дм3. Химическое потребление кислорода (ХПК) в 5 раз выше допустимого уровня установлено в озере Сайран – 160 мг О2/дм3 при норме не более 30, также выше допустимого уровня в озере Малая Алматинка , где ХПК – 34 мг О2/дм3, речке Есенктай -40 мг О2/дм3 и в БАКе – 32 мг О2/дм3. Пробы воды на загрязнение тяжелыми металлами оказались значительно ниже ПДК, обнаружены положительные находки свинца во всех пробах в концентрации от 0,1–0,5 мг/дм3. При исследовании воды на ПХБ в двух точках обнаружены положительные находки – озеро Малая Алматинка – 0,000465мг/кг и в Большом алматинском канале (БАК) – 0,000124 мг/кг.
В воде исследуемых районов был обнаружен азот аммиака от 1,05 раза до 1,25 раз при этом БПК составило в Жетысуйском районе 4,2 мг О2/ литр, что выше предельно допустимого уровня в 1,1 раза. Химическое потребление кислорода было установлено в исследуемых образцах воды от 32 до 160 мг О2/литр, при нормативном уровне не более 30. Соответственно 160 мг О2/литр, который был обнаружен в озере Сайран составил превышение в 5,3 раза, что свидетельствует о наличии большого количества химических загрязнителей в данной воде при этом мутность воды составила 4 балла. Наличие в воде полихлорированных бифенилов свидетельствует об органическом ее загрязнении в 2 из 4 точек.
Таким образом, рассматривая объекты окружающей среды – воздуха атмосферы и воды водоемов нами были установлены химические загрязнения, свидетельствующие об постоянном техногенном и органическом воздействии