Влияние асфальтобетонных заводов на состояние городских почв

Выпускная квалификационная работа посвящена влиянию асфальтобетонного завода на городские почвы. Объектом исследования был выбран АБЗ-1, находящийся в МО Коломяги Санкт-Петербурга. Работа состоит из 4 частей.
В первой части даны общие сведения об асфальтобетонных заводах, основные загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду при работе АБЗ-1.
Во второй части описываются особенности городских почв, её роль в урбанизированной среде и способы нормирования.
В третьей части рассматривается классификация тяжелых металлов и особенности их распределения в почвах.
В четвертой части представлены результаты проведенных исследований: полевой и камеральный этапы, обработка полученных данных методом статистического анализа.
Проведенная работа показала, что на распределение валового содержания тяжёлых металлов в исследуемых почвах влияет породный фактор. При анализе подвижных форм тяжёлых металлов в исследуемой почве, можно сказать, что в данном случае речь идёт о влиянии антропогенного фактора на распределение данных элементов. Выполненный статистический анализ указывает то, что данные элементы распределены нетипично в силу действия нескольких антропогенных факторов, а также, возможно, неприродного генезиса поверхностного слоя «почв».
Превышения значений предельно допустимых концентраций были установлены только для подвижных форм тяжёлых металлов в нескольких пробах по Zn и Pb , составляя максимальную кратность в 4,26 раз и 5,02 раз соответственно. Для валового содержания тяжёлых металлов, содержащихся в почвах исследуемой территории, превышений не зафиксировано.

ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………… 3
ГЛАВА 1. Влияние асфальтобетонных заводов на окружающую среду
……………………………………………………………………………………………. 5
1.1 Общая характеристика асфальтобетонных заводов……………………….. 5
1.2 Основное технологическое оборудование АБЗ……………………………. 6
1.3 Описание производственного центра «Асфальтобетонного завода №1»… 8
1.4 Воздействие асфальтобетонных заводов на компоненты
среды………………………………………………………………………….. 11
1.5 Основные загрязняющие почву вещества, поступающие в среду в процессе
эксплуатации АБЗ …………………………………………………………… 12

ГЛАВА 2. Особенности городских почв …………………………………………….. 15
2.1 Характеристика городских почв ………………………………………………… 15
2.2 Роль городской почвы в урбанизированной среде…………………………… 15
2.3. Нормирование загрязнения почв………………………………………………. 18
ГЛАВА 3. Загрязнение городских почв на примере исследования распространения
тяжёлых металлов …………………………………………………. 20

3.1 Содержание тяжёлых металлов в почвах и классификации, применимые к ним
………………………………………………………………………………………… 20

3.2 Характеристика некоторых тяжёлых металлов и металлоидов в почве……. 23

ГЛАВА 4. Методика исследований и полученные результаты…………………… 27

4.1. Полевой этап…………………………………………………………………… 27

4.2. Камеральный этап………………………………………………………………. 27

4.3. Обработка полученных данных и расчёт Zc………………………………….. 29

4.4. Факторный и кластерный анализы данных…………………………………….. 33

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………………… 37

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ……………………………………………………………….. 39

При изучении данной темы выяснилось, что в научном сообществе наиболее широко
рассмотрен аспект загрязнения воздуха. Сведений о влиянии асфальтобетонных заводов на
почву чрезвычайно мало, что ещё раз подчёркивает актуальность текущего исследования.
К основным характерным загрязняющим веществам, образующимся при работе
АБЗ-1 относятся:
 неорганическая пыль с разным содержанием диоксида кремния;
 оксиды углерода и азота;
 диоксид серы;
 предельные углеводороды;
 диоксины и фураны;
 полициклические ароматические углеводороды (ПАУ);
 бенз(а)пирен и сажа как побочные продукты горения битума;
 свинец и его неорганические соединения – при работе транспорта на
этилированном бензине;
 оксиды железа, марганец, и его соединения – при использовании щебня в
качестве заполнителя асфальтобетонной смеси;
 оксиды свинца, цинка, хрома или железа – в качестве неорганических пигментов
при создании цветного асфальта.

Для оценки уровня эмиссии с помощью программы УПРЗА «ЭКО центр» была
построена примерная модель рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере,
отобразившая широкий ареал распространения неорганической пыли, захватывающий
территорию жилых кварталов МО Коломяги (Прил. 1). На основе данной модели была
определена сеть опробования.
Изначально планировалось провести исследование почвы на содержание в ней
нефтепродуктов, кремниевой неорганической пыли и тяжёлых металлов (как валового
содержания, так и подвижных форм), однако осуществить анализы почвы по содержанию
пыли и нефтепродуктов не удалось в силу того, что в период проведения данной
исследовательской работы возможности Ресурсного Центра СПбГУ по направлению
«Химия» были ограничены. В связи с этим в данной работе упор сделан на рассмотрение
загрязнения почвы как депонирующей среды тяжёлыми металлами, поступающими от
асфальтобетонного завода.
Оценка уровня содержания загрязняющих веществ в городских почвах МО
Коломяги заключалась в определении концентраций валового содержания и подвижных
форм тяжёлых металлов. Проведенный анализ валового содержания тяжёлых металлов в
почвах позволяет сделать вывод о преобладании естественных факторов распределения
данных элементов на исследуемой территории. Превышения нормативов как ПДК, так и
ОДК, не было зафиксировано ни для одного элемента. Факторный и кластерный анализы
показали классическое природное распределение валовых форм тяжёлых металлов.

При анализе подвижных форм тяжёлых металлов в исследуемой почве, можно
сказать, что в данном случае речь идёт о влиянии антропогенного фактора на распределение
данных элементов. Превышения значений ПДК были установлены только в нескольких
пробах по Zn (в 10 пробах из 30) и Pb (в 15 пробах из 30), составляя максимальную
кратность в 4,26 раз и 5,02 раз соответственно. Выполненный статистический анализ также
указывает то, что данные элементы распределены нетипично в силу действия нескольких
антропогенных факторов, а также, возможно, неприродного генезиса поверхностного слоя
«почв».

Была выполнена обработка данных по распределению валового содержания и
подвижных форм металлов, в соответствии с данным анализом были построены карты
распределения (Прил. 5, Прил.6.).