Загрязнение атмосферного воздуха

Для поддержания чистоты  воздуха большое значение имеет  планировка городов, поселков, деревень. Фабрики и заводы, транспортные магистрали должны отделяться от жилых кварталов  буферной зоной, состоящей из зеленых  насаждений. Следует учитывать направление  основных ветров, рельеф местности  и наличие водоемов. Лучше располагать  жилые кварталы с подветренной стороны  и на возвышенных участках. Промышленные зоны необходимо помещать вдали от жилых кварталов или за пределами  города.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 2. Методика исследований по определению физических и химических загрязнителей воздуха

2.1. Качественное и частично количественное определение ионов, содержащихся в снеге

Опыт 1. Обнаружение катионов свинца

       Реагент: хромат калия  (10 г К₂СrO₄ растворить в 90 мл H₂O)

       Условия проведения реакции

1. pH = 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок не растворим в воде, Уксусной кислоте и аммиаке.

Выполнение  анализа:

     В пробирку помещают 10 мл про

бы воды, прибавляют 1 мл раствора реагента. Если  выпадает желтый осадок, то содержание катионов свинца более 100мг/л:

Pb²⁺ + CrO₄^2- = PbCrO₄

                           _желтый

            Если наблюдается помутнение раствора, то концентрация катионов свинца более 20 мл/л, а при опалесценции – 0,1мг/л.

Опыт 2. Обнаружение катионов кальция 

        Реагенты: оксалат аммония (35 г (NH₄)₂ C ₂O₄ растворить в воде и довести до 1 л); уксусная кислота (120 мл ледяной CH₃COOH довести дистиллированной водой до 1 л).

        Условия проведения реакции:

1. pH < 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок не растворим в воде, уксусной кислоте и солях аммония.

         Выполнение анализа:

         К 10 мл пробы воды прибавляют 3 мл уксусной кислоты, затем  вводят 8 мл реагента. Если выпадает белый осадок, то концентрация ионов кальция 100мг/л:

Ca²⁺ + C₂O₄^2- = CaC₂O₄

                            _белый

         Если раствор мутный – концентрация  ионов кальция более 1 мг/л, при опалесценции - более 0,01 мг/л.

Опыт 3. Обнаружение хлорид-ионов

        Реагенты: нитрат серебра (5 г AgNO₃ растворить в 95 мл воды); азотная кислота

(1 : 4).

        Условия проведения реакции

1. pH < 7,0.
2. Температура комнатная.

         Выполнение анализа

         К 10 мл пробы воды прибавляют 3-4 капли азотной кислоты и  приливают 0,5 мл раствора нитрата  серебра.

         Белый осадок выпадает при  концентрации хлорид-ионов более  100 мг/л:

CL^- + Ag⁺ = AgCL

                    _белый

          Помутнение раствора наблюдается, если концентрация хлорид-ионов более 10 мг/л. При добавлении избытка аммиака раствор становится прозрачным.

Опыт 4. Обнаружение сульфат-ионов

        Реагент: хлорид бария (10 г BaCL₂*2H₂O); соляная кислота (16 мл HCL (р = 1,19) растворить в воде и довести объем до 100 мл).

       Условия проведения реакции

1. pH < 7,0.
2. Температура комнатная.
3. Осадок нерастворим в азотной и соляной кислотах.

Выполнение  анализа

    К 10 мл пробы воды  прибавляют 2-3 капли соляной кислоты  и приливают 0,5 мл раствора  хлорида бария.

    При концентрации сульфат-ионов  более10 мг/л выпадает осадок:

SO₄^2- + Ba²⁺ = BaSO₄

                   _белый

     Если наблюдается опалесценция, то концентрация сульфат-ионов более 1мг/л.

Опыт 5. Определение аммиака NH₃ и ионов аммония NH₄⁺

    Определение аммиака и ионов  аммония (качественное с приближенной  количественной оценкой). Предельно  допустимая концентрация (ПДК) аммиака  и ионов аммония в воде водоемов 2 мг/л по азоту или 2,6 мг/л в виде иона аммония.

    В пробирку диаметром 13-14 мм наливают 10 мл исследуемой воды, 0,2-0,3 мл реактива Неслера.

Опыт 6. Обнаружение ионов железа (Fe²⁺, Fe³⁺)

    Предельно допустимая концентрация (ПДК) общего железа в воде  водоемов и питьевой воде составляет 0,3 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический.

    Обнаружение общего железа. В пробирку помещают 10 мл исследуемой воды, прибавляют 1 каплю концентрированной азотной кислоты, несколько капель раствора пероксида водорода и примерно 0,5млраствора роданида калия. При содержании железа 0,1 мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком-красное.                                                                                                                                                                                                                                                                                      

Опыт 7. Качественное обнаружение ионов меди Cu²⁺                                              

В фарфоровую чашку помещают 3-5 мл исследуемой воды, осторожно выпаривают до - суха и наносят на периферийную часть пятна каплю концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствии ионов Cu²⁺:

Cu²⁺ + 4NH₄OH = [Cu(NH₃)₄]²⁺ + 4H₂O.

Опыт 8. Определение карбонат- и  гидрокарбонат-ионов (CO₃^2-,HCO₃^-)

      В склянку наливают 10 мл анализируемой воды, добавляют 5-6 капель фенолфталеина.

Если  при этом окраска не появляется, то считается, что карбонат-ионы в пробе отсутствуют. Затем в той же пробе определяют концентрацию гидрокарбонат-ионов. К пробе добавить 1-2 капли метилового оранжевого. При этом проба приобретает желтую окраску.

Опыт 9. Определение нитратов NO₃^- и нитритов NO₂^-

       Предельно допустимая концентрация  (ПДК) нитритов (NO₂^-) в питьевой воде водоемов составляет 3,3 мг/л, нитратов (NO₃^-)- 45 мг/л.

       На часовое или предметное  стекло помещают три капли  раствора дифениламина, приготовленного  на концентрированной серной  кислоте, и одну- две капли исследуемой  воды. В присутствии нитрат- и  нитрит-ионов появляется синее  окрашивание, интенсивность которого  зависит от их концентрации.

Окрашивание при рассмотрении		Аммиак и ионы аммония
Сбоку	Сверху	мг азота/л	мг NH4+/л
Нет                   Нет   Чрезвычайно слабо-желтоватое Очень слабо-желтоватое Слабо-желтоватое Желтое Мутноватое резко-желтое Интенсивно-бурое, раствор  мутный	Нет Чрезвычайно слабо-желтоватое Слабо-желтоватое   Желтоватое   Светло-желтое Буровато-желтое Бурое, раствор мутный Бурое, раствор мутный	0,04 0,08   0,2   0,4   0,8 2,0 4,0   Более 10,0	0,05 0,1   0,3   0,5   1,0 2,5 5,0   Более 10,0

Таблица 1. Ориентировочное суммарное содержание аммиака в воде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Опыт 10. Определение фенола

Качественное определение фенола проводят следующим образом. В коническую колбу вместимостью 200 мл вносят 100 мл исследуемой воды, затем добавляют  раствор хлорной извести или хлорную воду в небольшом объеме. Через 10 минут определяют (сначала на холоде, потом при нагревании), появился ли характерный для хлорфенолов «аптечный запах».

Опыт 11. Определение водородного  показателя (рН)

Значение рН регламентируется в  пределах 6,5-8,5. Оценивать рН можно  разными способами.

1. Приближенное значение рН определяют соедующим способом. В пробирку наливают 5 мл исследуемой воды, 0,1 мл универсального индикатора, перемешивают и по окраске определяют рН: розово-оранжевая – рН около 5; светло-желтая – 6, зеленовато-голубая – 8.
2. Можно определить рН с помощью универсальной индикаторной бумаги, сравнивая ее окраску со шкалой.
3. Наиболее точное значение рН можно определить на рН-метре или по шкале набора Алямовского [14, 15].

 

Определение твердых веществ в снежном покрове (определение запыленности воздуха по снегу)

Снег – один из наиболее информативных  и удобных индикаторов загрязнения  окружающей среды. На его запыленность оказывают влияние природные  факторы и особенно ветровой режим. Правильный отбор проб – залог  успешного результата анализа. При  отборе снежного покрова химическим стаканом емкостью 150 мл проводят по всей глубине снежной толщи. Пробу кладут в полиэтиленовый мешок, а в помещении дают снеку растаять. Весь объем растаявшего снега фильтруют через предварительно взвешенный фильтр, который после высушивания тоже взвешивают. Разница в массе покажет пылевое загрязнение снега в определенный зимний месяц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Глава 3. Получение   результатов и их обсуждение.

Как показывают данные табл. 2, 3, 4, 5, 6 и рис. 1 - 10 самыми загрязненными участками являются центр с. Амга, свалка и АЗС. Химический анализ образцов снежного покрова этих участков выявил содержание таких ионов как Cl^-, SO₄^2-, CO₃^2-, HCO₃^-, NO₃^-, NH₄⁺, Pb²⁺, а также фенол на участке «Свалка». Наличие этих ионов в испытуемых образцах можно объяснить следующими причинами:

1. В центре с. Амга сконцентрировано большое количество котельных установок предприятия ГУП ЖКХ, отапливаемых каменным углем и выбрасывающих в среднем в год (по данным комитета охраны природы Амгинского улуса за 2006 г) 1865 тонн загрязняющих веществ, из которых 613 тонн твердых, 1252 тонны газообразных и жидких (СО – 610 тонн, SO₂ и SO₃ – 273 тонны, оксидов азота – 369 тонн).
2. Так как в центре с. Амга находятся такие организации как улусная и наслежная администрации, школы, детские сады, Дом культуры, улусная столовая, отделение связи, рынки, сеть продуктовых магазинов, сбербанк, налоговая инспекция, то соответственно скапливается большое количество автотранспорта. А так как в подавляющем большинстве бензинов добавляют в качестве антидетонатора  тетраметил- и тетраэтилсвинец (до 80 мг/л), то при движении автомобиля выбрасывается в атмосферу и осаждается на поверхности почвы и воды от 25 до 75% свинца, входящего в состав бензина. По данным комитета охраны природы Амгинского улуса за 2006 г всего в с. Амга за год автотранспортом выбрасывается 97 тонн загрязняющих веществ, из них 38 тонн твердых, 59 тонн газообразных и жидких (33 тонны угарного газа, 7 тонн оксидов серы и 19 тонн оксидов азота).
3. Загрязнение воздуха животноводческими хозяйствами и подсобными хозяйствами, содержащими крупный рогатый скот, свиней и птиц осуществляется за счет того, что они не оснащены навозохранилищами, техникой для компостирования, системами очистки отходящих газов от загрязняющих и дурнопахнущих веществ. При  сильном загрязнении снега мочой и навозной жижей в нем оказывается значительное количество мочевины, которое при таянии снега попадает в почву и под воздействием ферментов бактерий превращается в аммиак.
4. В с. Амга недостаточно хорошо решаются проблемы хранения и утилизации отходов: весной несвоевременно вывозятся замерзшие жидкие и твердые бытовые и хозяйственные отходы, несвоевременно устраняются течи септиков. Свалка находится недалеко от самого населенного пункта, где постоянно сжигается большое количество твердого мусора и происходит утечка жидких отходов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Химический анализ снежного покрова  в центре с. Амга (январь 2007 г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2. Химический анализ снежного покрова  периферических участков с. Амга (январь 2007)