Влияние асфальтобетонного завода на прилегающую территорию

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

средняя общеобразовательная школа № 41 имени Аксаковой Ольги Григорьевны села Аксаково муниципального района Белебеевский район

Республики Башкортостан

Наименование секции:

Тема: Воздействие асфальтобетонного завода, расположенного в районе деревни Веселая роща на прилегающую территорию.

с. Аксаково, 2022

Содержание

ВВЕДЕНИЕ.

Экологические проблемы населенных пунктов в настоящее время являются одним из самых важных вопросов, которые обсуждаются не только на локальном уровне, но и в глобальных масштабах. Загрязнение окружающей среды техническими выбросами предприятий оказывает влияние на состояние здоровья жителей, проживающих в непосредственной близости к ним, что вызывает немалую обеспокоенность не только самих жителей, но и ведущих ученых. Наиболее опасные выбросы образуются при сгорании топлива и отходов, выходят с металлургических и химических производств. К основным элементам загрязнения атмосферы относятся диоксиды серы, азота, углерода, сажа, никель, бенз-(а)-пирен (Мозолева, 2019).

Строительство и эксплуатация объектов, используемых для ремонта и обслуживания автомобильных дорог, приводят к химическому загрязнению природных ландшафтов. Определенными источниками воздействия являются заводы по производству дорожного асфальта и асфальтобетона, обычно расположенные недалеко от шоссе и часто функционирующие относительно непродолжительное время (Янин, 2005).

В непосредственной близости от деревни Веселая роща Белебеевского района располагается небольшой асфальтобетонный завод. И хотя он функционирует только с апреля по сентябрь, но все-таки относится к объектам привносящим вредные вещества в атмосферный воздух.

Актуальность данной работы заключается в том, что временные рамки работы предприятия совпадают с вегетативным периодом, в течение которого жители деревни выращивают на своих участках плодоовощные культуры.

Исходя из этого, целью данной работы является изучение влияния асфальтобетонного предприятия на состояние окружающей его территории.

По данным многочисленных исследований, зачастую невозможно оценить уровень содержания вредных веществ в воздухе в долгосрочном периоде, так как единовременные выбросы не всегда совпадают с моментами измерений. Но техногенные загрязнители можно выявить методом биоиндикации и химическим анализом состояния почвы по солевому составу водной вытяжки.

Для достижения цели поставлены следующие задачи:

1. Определить степень загрязненности воздушной среды в окрестностях предприятия методом лихеноиндикации и по состоянию хвои сосны обыкновенной.

1. Оценить экологическое состояние почвы по солевому составу водной вытяжки.
2. Исходя из результатов исследования, дать оценку влияния предприятия на окружающую территорию.

Рабочая гипотеза: асфальтбетонный завод оказывает негативное влияние на прилегающую территорию и территорию населенного пункта.

Альтернативная гипотеза: в связи с тем, что преобладающее в летнее время направление ветров направлено в противоположную от деревни сторону и имеется естественная лесозащитная полоса, завод не причиняет вреда населенному пункту.

ГЛАВА1. Обзор литературы.

Город не способен поддерживать экологическое равновесие, эту экосистему человек  регулирует сам. От планов человека зависит  потребление городом энергии и ресурсов – сырья для промышленности и пищи для людей. Человек регулирует и количество  ядовитых отходов, которые поступают в атмосферу и воду в результате деятельности промышленности и транспорта. Наиболее опасными для природы в городских экосистемах является промышленное загрязнение. Химическое загрязнение атмосферы относится к числу наиболее опасных. В атмосферу попадают сотни веществ, которые отсутствовали в природе. Наиболее распространенные атмосферные загрязнители – это  сернистый газ, окислы азота, окись углерода, хлор, формальдегид, фенол, сероводород, аммиак и другие. В некоторых случаях из двух или нескольких менее опасных веществ, выброшенных в атмосферу, под влиянием солнечного света могут  образоваться более опасные ядовитые соединения. (Миркин, 1999).

Проблема загрязнения атмосферы возникла вместе с появлением промышленности и транспорта, работающих на угле, а затем на нефти. В течение почти двух столетий  задымление воздуха носило местный характер. Дым и копоть  относительно редких фабричных и паровых труб  почти полностью рассеивались на большом пространстве, но быстрый и повсеместный рост промышленности и транспорта в нынешнем столетии  привел к такому  увеличению объема  и токсичности выбросов, которые  уже не могут быть «растворены» в атмосфере до безвредных для природной среды и человека концентраций (Михеев, 1981).

В местах поступления в атмосферу загрязнителей антропогенного характера  концентрация может быть весьма значительной. Таким образом, в воздушной среде, преимущественно в нижних приземных слоях тропосферы, образуются  очаги сильно загрязненного воздуха, оказывающее  в локальных масштабах большое влияние на природную среду. Основными источниками очаговых  загрязнений атмосферы являются газопылевые выбросы предприятий химической, металлургической и машиностроительной промышленности. В воздушной среде городов концентрация различных загрязнителей достигает значительных величин, загрязнение воздуха  сопровождается образованием устойчивых загрязнителей в почвах, воде и растениях (Брылов, 1985).

Масштабное строительство новых и ремонт существующих автомобильных магистралей нуждается в большом количестве строительных материалов, что неизбежно приводит к затратам энергоресурсов для технологических процессов асфальтобетонных заводов, а следовательно образуется значительное количество выбросов. Анализ современных экологических вопросов строительства и эксплуатации автомагистралей выявил многочисленные проблемы, связанные с производством необходимых компонентов стройматериалов на асфальтобетонных заводах (АБЗ). Главной и самой важной проблемой является отсутствие специальных устройств, для снижения количества выбрасываемых топочных, вредных газов, которые могут содержать различные опасные и канцерогенные вещества. Учитывая все эти факты можно сказать, что асфальтобетонные заводы оказывают существенное негативное влияние на экологические системы и биосферу в целом (Бурлака, Белая, 2020).

В настоящее время, по оценкам экспертов, за последние 10 лет уровень автомобилизации РФ вырос на 85%, тогда как рост протяженности сети автомобильных дорог достиг всего лишь 15,7%. В этой связи правительством РФ принята федеральная целевая программа, которая, в том числе, предусматривает как увеличение протяженности отвечающих нормативным требованиям автодорог федерального значения, так и формирование круглогодично доступной населению единой дорожной системы. Совершенно очевидно, что реализация названной программы обусловит и возрастание числа асфальтобетонных заводов (АБЗ), и увеличение их производительности. Однако в сложившейся в стране экологической обстановке нельзя не рассматривать вопросы, связанные с негативным воздействием выбросов этих предприятий, в первую очередь – пылевых, на качество атмосферного воздуха (Николенко, 2015).

Определенную угрозу окружающей среды создают производственные предприятия дорожного хозяйства отрасли. Среди них асфальтобетонные заводы (АБЗ). Важнейшая часть АБЗ – асфальтосмесительные установки. Асфальтобетонные установки интенсивно выбрасывают в атомосферный воздух пыль, сажу, газообразные вещества, летучие углеводороды, в том числе такие токсичные, как бенз(а)пирен. Асфальтобетонную смесь на сегодняшний день даже при соблюдении всех норм и требований нельзя назвать абсолютно безвредной смесью, так как происходит выделение вредных веществ в атмосферу, особенно под воздействием высоких температур. Задача современных АБЗ – свести эти вредные выбросы к минимуму и получить на выходе максимально качественный продукт. Современные АБЗ должны отвечать нормам экологической безопасности (Леонович, Пожах, 2010).

Производство асфальтобетонных смесей сопровождается выделением опасных загрязняющих веществ в атмосферу. Эти выбросы могут быть твердыми, к которым относятся пыль каменных материалов, зола и сажа, образованные в результате сжигания топлива, и газообразными, которые образуются в результате работы асфальтосмесительных установок (АСУ) – это окислы серы, азота, углерода, углекислого газа и др. При этом не только теряется значительная часть дефицитного сырья, но и возникают условия для нарушения экологических требований и санитарно-технических норм (Силкин, Лупанов, 2019). По данным авторов, основной причиной пылевыделения при работе асфальтосмесительных установок является превышение давления в их агрегатах над атмосферным, вследствие негерметичности соединительных узлов установок, повышение давления в момент загрузки материала в бункеры, пульсирующий режим работы топочных установок сушильных барабанов. Выбросы пыли на АБЗ происходят на следующих этапах производства: во время загрузки дозирующих устройств каменными материалами; во время дозирования материалов на транспортировочные конвейеры; во время просушивания материалов в сушильном барабане, и его дальнейшей транспортировке в элеватор и сортировке в узле грохочения; при подаче сухих материалов в смеситель. Также значительное выделение пыли может происходить в результате загрузки и разгрузки силосов минерального порошка и дозировании порошка в смеситель. Выделение газообразных загрязняющих веществ происходит в основном: в процессе нагрева каменных материалов в сушильном барабане, в процессе сжигания топлива, а также в смесителе АСУ во время перемешивания материалов с битумом и непосредственно в момент выгрузки готовой асфальтобетонной смеси из смесителя или накопителя готовой смеси.

Особое значение по количеству и качеству вредных выбросов имеет вид применяемого топлива для нагрева каменных материалов при производстве горячих асфальтобетонных смесей. В основном в России применяют в качестве топлива мазут и другое жидкое топливо. Попытки добавления в мазут различных катализаторов с целью уменьшения вредных выбросов на АБЗ не обеспечивают решение этой важной проблемы. Поэтому переход на альтернативные виды топлива приобретает большую актуальность. Для уменьшения вредных выбросов на АБЗ осуществляется замена жидкого топлива на газообразное (Лупанов, 2017).

При строительстве новых АБЗ, продолжает автор, необходимо в обязательном порядке обеспечить выполнение требований экологического законодательства РФ в части отделения их от жилой застройки санитарно-защитной зоной в размере не менее 500 м. Территория санитарно-защитной зоны должна быть благоустроена газоустойчивыми породами деревьев и кустарников по проекту благоустройства, разработанному одновременно с проектом строительства или реконструкции АБЗ.

Одной из актуальных экологических проблем современности является загрязнение окружающей среды (ОС) при производстве и применении асфальтобетонных смесей (АБС). Возрастающие объемы и темпы строительства автомобильных дорог предопределяют интенсивное развитие производства АБС.

При производстве и применении АБС используются экологически значимые технологии, приводящие к химическому загрязнению окружающей среды (ОС). Химическое загрязнение ОС сопровождает все этапы производства и применения АБС. Экологическая опасность связана с применением органических вяжущих -битумов, входящих в состав АБС. Химическое загрязнение биосферы органическими вяжущими проявляется в выделении и накоплении различных токсичных углеводородов (бензола, фенола, ксилола, толуола и т.д.) в атмосферном воздухе, воде, почве. Битум представляет собой чрезвычайно сложную смесь углеводородов и гетероорганических соединений разнообразного строения, в основном не выкипающую при температурах перегонки нефти. Идентификация всех составляющих битум соединений невозможна [18].

По оценкам экспертов, около 20% парка асфальто-смесительных установок на российских АБЗ имеют возраст более 20 лет и не отвечают требованиям экологических нормативов; на многих предприятиях отмечается низкая эффективность работы систем пылеулавливания. В окрестностях таких заводов атмосферный воздух загрязняется дымом горячего битума, неорганической пылью (аэрозолями), оксидами серы, азота, углерода, фенолом, летучими углеводородами, в том числе канцерогенными полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ). Исследования свидетельствуют об интенсивном загрязнении воздуха основных рабочих зон асфальтосмесительных установок, битумных, филерных и камнедробильных участков стационарных асфальтобетонных заводов пылью, фенолом, диоксидом азота, оксидом углерода, диоксидом серы, бензолом, иногда метилбензолом и диметилбензолом. Как правило, в условиях безветрия или при малых скоростях ветра интенсивность загрязнения атмосферного воздуха в окрестностях заводов возрастает. В выбросах асфальтовых и асфальтобетонных заводов также присутствуют редкоземельные элементы и тяжелые металлы. В выбросах установок по обезвоживанию и разогреву битума содержатся пыль, некоторые металлы, оксиды азота (Янин, 2005).

Двуокись серы, окислы азота, галогеноводороды, аммиак и другие вредные вещества проникают из воздуха в растения в результате газообмена, также с дождем и при осаждении туманной пыли на поверхности побегов. После поглощения ядовитых веществ из воздуха (имиссия вредных веществ) у цветковых растений при воздействии высоких концентраций уже через короткое время происходит отмирание участков листа. Однако чаще, чем острые реакции, развивается хроническое повреждение при длительном воздействии более низких концентраций. Токсическое действие зависит от дозы, т.е. от произведения концентрации вредного вещества на длительность его воздействия.  

 Изучение устойчивости к вредным газам у деревянистых растений имеет практическое значение в связи с посадками в промышленных районах и густонаселенных местах, когда приходится учитывать возможную угрозу повреждения. Листва вечнозеленых деревьев весь год подвергается вредным воздействиям SO2.

Чрезвычайно чувствительны к SO2 мхи, лишайники и некоторые фитопатогенные грибы, к HF и HCl – некоторые мхи и лишайники. Из лишайников наиболее чувствительны, как правило, студенистые и листоватые формы, несколько меньше кустистые и особенно накипные.

Уже одна сотая той концентрации SO2 , которая вредна для высших растений, вызывает у лишайников нарушение дыхания, разрушение хлорофилла и угнетение роста. В зоне максимального загрязнения лишайники не выживают – образуется «лишайниковая пустыня». По мере удаления от источников SO2  появляются устойчивые накипные лишайники, еще дальше – богатые видами сообщества лишайников, и только в чистой зоне опять можно увидеть лишайниковый покров на стволах деревьев в  полном изобилии (Лархер,1987).

Засоленность почвы характеризуется повышенным содержанием легкорастворимых минеральных солей, что неблагоприятно сказывается на физических и химических свойствах почвы и создает неблагоприятные условия для развития и роста растений. Сильнозасоленные почвы обычно непригодны для выращивания сельскохозяйственных культур. У растений, произрастающих на засоленных почвах, задерживается набухание семян, цветение, рост, снижается урожайность. При больших концентрациях солей наступает гибель растения. Наиболее вредное воздействие оказывают карбонаты, хлориды и сульфаты натрия (Алексеев, 1996).

ГЛАВА 2. Природно-климатические характеристики Белебевского района.

2.1.  Природные условия района исследования.

Деревня Веселая роща Белебеевского района Республики Башкортостан расположена южнее города Белебея, на расстоянии восьми километров от него.

Рельеф окрестностей города Белебея сравнительно ровный, прорезан рядом оврагов, идущих с юго-запада на юго-восток. С севера к городу подступает гора, которая в старину называли Караул Тубе. Ныне этот массив, уходящий на юг, объединяют под одним названием - гора Долгая. Самая высокая ее часть находится в 18 км от города и составляет 379,6 м над уровнем моря. Город лежит в подзоне лесостепи с благоприятными почвенно-растительными условиями. Почвы - черноземы, выщелоченные и деградированные, серые лесные почвы. В окрестностях много лиственных и хвойных лесов (Хайретдинов, 1987).

Климат Белебеевской возвышенности континентальный. Сравнительно жаркое лето, холодная  зима, значительные суточные колебания температуры. В год выпадает 450 мм осадков. Самый теплый месяц июль (средняя температура +17, 9 градусов), самый холодный – январь (средняя температура –16 градусов ниже нуля). Наибольшая относительная влажность  воздуха отмечена в ноябре-марте (75-80 %), наименьшая – в апреле-июне. Ветры преобладают южные и юго-западные.   Зона района характеризуется недостаточным увлажнением. Средняя сумма осадков за вегетационный период составляет 451 мм (Биктимиров, 2004)

Вегетативный период этого года отличался отсутствием достаточного увлажнения, характерного для летнего периода нашего района. Осадки выпадали неравномерно, за весь летний период хороший дождь на территории д. Веселая роща прошел всего четыре раза.  Засуха  была настолько сильной, что вызвала пересыхание всех мелких речушек, заболоченных мест и родников.  Воздух прогревался до 37 °C.  Лишь в сентябре западный и северо-западный ветра принесли дожди (Приложение 2). Но, дневная температура практически не опускалась до 00С. К концу сентября в ночные часы наблюдались заморозки на почве (Приложение 3, Таблица 1).

2.2. Почвы Белебеевского района.

На территории Белебеевского района наибольшее распространение имеют почвы черноземного типа. Меньшую площадь занимают темно-серые лесные почвы. Черноземы представлены двумя подтипами: выщелоченные и деградированные.

В химическом отношении выщелоченный чернозем характеризуется высоким содержанием гумуса, изменяющемся в пределах 10,0 - 15,0 %, содержание валового азота составляет 0,54 – 0,77 %. Мощность гумусовых горизонтов, выщелоченных черноземов, как указывает К.О. Богомолов (1954), зависит от географического положения, от характера почвообразующих пород. Почвообразующие породы выщелоченного чернозема представлены делювиальными отложениями.

Выщелоченные черноземы насыщены основаниями, поэтому  рН пахотного слоя у них слабокислая, часто приближается к нейтральной и колеблется от 5,6 до 6,7. Выщелоченные черноземы характеризуются высокой гидрометической  кислотностью, достигающей в пахотном горизонте 5,5–9,7 мг-экв на 100 г почвы. Степень насыщенности основаниями 85,0 - 89,2 %, более благоприятны для возделывания основных сельскохозяйственных культур.

Эти почвы отличаются большим запасом питательных веществ. Они относятся к почвам с высоким содержанием гумуса.

Темно-серые лесные почвы характеризуются высокой биогенностью. В темно-серой лесной почве, где значительно развиты аккумулятивные процессы и ниже степень подвижности органического вещества, отмечается перераспределение количества бактерий в пределах двух верхних слоев почвы (0-10 и 10-20 см). Эти почвы самые высоконаселенные по содержанию спорообразующих бактерий.

Реакция (рН) колеблется от 4 до 6,4 в перегнойном горизонте и 4,6-6,5 в иллювиальных горизонтах. Гидролитическая кислотность колеблется от 3,4 до 12,63 мг-экв. Степень насыщенности основаниями до 93,4%. Эти почвы характеризуются высоким содержанием азота – до 0,43%.            

ГЛАВА 3 . Материалы и методы.

3.1. Объект исследования.

Объектом исследования являлся Асфальтобетонный завод города Белебея (далее – АБЗ), расположенный в 500 м от деревни Веселая роща с восточной стороны (Приложение 1).  В непосредственной близости от АБЗ проходит объездная дорога 80Н-145, соединяющая трассы Белебей – Приютово и Белебей – Аксаково. На данном участке дороги осуществляется круглосуточное движение большегрузного транспорта. Транспортная нагрузка на данный участок дороги средней интенсивности.

На территории завода имеются битумные емкости, транспортер, смесительная установка, накопительный бункер, вытяжка и циклон, емкости под воду, грохот с 5 секциями, кабина управления и помещение для персонала.

Завод от деревни разделяет лесозащитная полоса, состоящая из лиственных и хвойных деревьев. В древостое преобладает береза бородавчатая (разновозрастная). Из широколиственных деревьев – дуб черешчатый. Встречается много засохших дубов. Можно предположить, что ранее на этой территории была дубрава. По всему периметру произрастают молодые сосны. Ближе к дороге встречаются клен американский и осина. Деревья растут очень плотно друг к другу. Сомкнутость крон 80-85 %; расстояние между деревьями – 1,5-2  м. Кустарниковый ярус хорошо развит.

3.2. Материал исследования.

Площадка №1

Местонахождение  -   100 метров к северо-востоку от АБЗ. 200 м от объездной дороги.

Открытое пространство с отдельно стоящими молодыми соснами в возрасте примерно от 10- 15 лет. Высота деревьев – 3 – 4 м. Диаметр ствола – в среднем 10 см. Лиственные деревья отсутствуют.   Почва темно-серая лесная.

Площадка №2

Местонахождение  -   100 метров к юго-востоку от АБЗ. 450 м от объездной дороги.

Открытое пространство с отдельно стоящими молодыми соснами в возрасте примерно от 10- 15 лет. Высота деревьев – 3 – 4 м. Диаметр ствола – в среднем 10 см. Лиственные деревья отсутствуют.  Почва темно-серая  лесная.

Площадка №3

Местонахождение  -   прилегает к территории АБЗ с западной стороны. 450 м от объездной дороги.

Первый ярус представлен березой в возрасте  30-35 лет. Диаметр ствола  20-25 см., высота 15-20  метров, сомкнутость крон 80-85 %; расстояние между деревьями – 2 -2,5  м.

По всему периметру площадки произрастают молодые сосны в возрасте примерно от 10- 15 лет. Высота деревьев – 3 – 4 м. Диаметр ствола – в среднем 10 см. Подрост состоит из осины обыкновенной разновозрастной. В подлеске встречаются  клен американский, бересклет бородавчатый, жимолость татарская.

Почва темно-серая  лесная.

Площадка №4

Местонахождение  -   территория населенного пункта. С западной стороны от АБЗ, в 500 м. 300 м от объездной дороги (южнее).

Открытое пространство с отдельно стоящими молодыми соснами в возрасте примерно от 10- 15 лет. Высота деревьев – 3 – 4 м. Диаметр ствола – в среднем 10 см.  Лиственные деревья представлены единичными березами.

Почва темно-серая  лесная.

3.3. Методика исследования.

Анализ воздушного загрязнения по состоянию хвои сосны, оценка загрязнения воздуха с помощью лишайников (лихеноиндикация), оценка экологического состояния почвы по солевому составу водной вытяжки проведены по методике, представленной в Практикуме по экологии Алексеева С.В. (Приложение 4)

4. Результаты и их обсуждение.

Отбор проб для исследования проводился 17 – 19 ноября 2021 г. Температура воздуха днем в пределах 30С ниже нуля, ночью не ниже -50С. Переменная облачность, без осадков. Ветер северо-западный с переходом на юго-западный умеренный. До дня отбора почвенных образцов низких температур не было, поэтому почва не промерзла.  

4.1. Биоиндикация воздушной среды по состоянию хвои сосны (Pinus sylvestris L.)

Степень загрязненности воздушной среды в окрестностях асфальтобетонного завода определена по состоянию хвои сосны обыкновенной.

По предложенной методике на каждом исследуемом участке были выбраны по 5 молодых сосен, растущих на открытом пространстве. С каждой случайным образом отобраны по 10 хвоинок второго года жизни. Определены продолжительность жизни хвои, класс усыхания, выявлены повреждения (некрозы) хвои.

Характерные темные верхушечные некрозы хвои являются удобным параметром для биоиндикации – они появляются сразу после образования хвоинок и их можно выявлять в течение всего года. Скорость опада хвои у сосен, растущих вблизи промышленных предприятий, напрямую зависит от степени загрязнения атмосферы (Алехина, 2021). Хвоя является наиболее чувствительной к различным загрязнениям, вследствие большого срока жизни и высокой степени поглощения газов.

При изучении образцов определено, что средняя продолжительность жизни хвои на площадках №№ 1, 2 два года, на площадке № 4 – 3 года, площадке № 3 – 1,5 года. Можно предположить, что непосредственная близость к предприятию сказывается негативно на состоянии хвойных деревьев. Также немаловажное значение для сосен, произрастающих на площадке № 1, имеет объездная дорога, по которой круглосуточно осуществляется движение большегрузных машин и транспорта, обслуживающего асфальтобетонный завод. На растения, произрастающие на площадках №№ 2 и 3, действуют только выбросы самого предприятия. Так как площадка № 4, заложенная на территории деревни Веселая роща, удалена и от предприятия, и от дороги, то продолжительность хвои здесь выше.

Отобранные хвоинки исследовались на наличие некрозных пятен (по классам повреждений) и степени усыхания. Выявлены 1 и 2 классы повреждения хвои. Хвоинок с третьим классом повреждения не обнаружено ни на одной из исследованных площадок. Наибольший процент поврежденных некрозом второй степени хвоинок наблюдается на площадке № 3 (80%), прилегающей к АБЗ с западной стороны (Приложение 5. Таблица 2). Наименее повреждена некрозом второй степени хвоя деревьев, произрастающих на площадке № 4 (8%). На площадке № 1 процент хвоинок со вторым классом повреждения также высокий (32%).

По результатам исследования, опираясь на данные таблицы экспресс-анализа оценки загрязнения воздуха, можно сделать вывод о том, что состояние воздушной среды в районе деревни Веселая роща характеризуется как благополучное. Воздух с восточной стороны предприятия умеренно загрязнен (загрязнение происходит в период работы предприятия).  На площадке № 3 IV степень загрязнения воздуха. Исследованные деревья произрастают сразу за ограждением, практически на территории АБЗ. Плотность древесных насаждений на заложенной площадке высокая. Можно предположить, что воздух, загрязненный вредными примесями задерживается деревьями на более длительное время, что влияет на степень поглощения загрязняющих веществ хвоей сосны. Немаловажным является то, что в мае и августе 2021 года преобладал северо-восточный ветер, и дымом застилало всю территорию, расположенную с западной стороны. Если учесть, что особенно сильно хвойные деревья страдают от наличия в воздухе сернистого газа с примесью водяных паров, то наше предположение о том, что наибольшее загрязнение воздуха наблюдается в непосредственной близости к предприятию, подтверждается. Высокий процент усыхания хвои зафиксирован на площадке № 3 (56%). На площадках № 1 и 2 процент хвоинок с третьим классом усыхания незначителен (4 и 8% соответственно). Эти территории открыты, и воздух не застаивается. На площадке № 4 сухих хвоинок практически не обнаружено.

4.2. Биоиндикация воздушной среды методом лихеноиндикации.

На каждой заложенной площадке обследовано по 5 сосен. На площадках №№ 3 и 4 – еще по 5 берез. На площадках №№ 1 и 2 лиственные деревья не произрастают. Как видно из таблицы 3 (Приложение 5), наибольшая степень покрытия древесного ствола лишайниками на соснах и березах площадки № 4 (12,4% и 28,4% соответственно), что свидетельствует об относительном экологическом благополучии данного участка (слабое загрязнение).

На хвойных деревьях нами было обнаружено два вида лишайников, принадлежащих к группам накипных и листоватых. На березах – три вида, также относящихся к накипным и листоватым. Это, Пармелия борозчатая (Parmelia sulcata), Ксантория настенная (Xanthoria parietina) и Леканора изменчивая (Lecanora varia), наиболее устойчивые к загрязнению воздушной среды сернистым газом виды. Пармелия борозчатая растет на стволах и ветвях лиственных и хвойных деревьев. Этот вид устойчив к загрязнению воздуха и может произрастать в городах. Пармелия борозчатая является одним из наиболее часто используемых в качестве биомониторов благополучия окружающей среды. Исчезновение этого часто встречаемого вида из привычного ему местообитания может служить сигналом изменения условий среды, будь то естественные либо антропогенные изменения (Козырева, 2018).  Ксантория настенная обитает на различных субстратах, но чаще – на коре лиственных деревьев, предпочитая лесные сообщества. Вид устойчив к загрязнению воздуха. Является (наряду с пармелией борозчатой) одним из наиболее часто используемых видов-индикаторов. Леканора изменчивая, также устойчивый к загрязнению воздуха вид, встречается на коре хвойных деревьев и на гладкой коре лиственных (в основном на березе).

Степень загрязнения воздуха оценили по предложенной в методике таблице. Наиболее высокое загрязнение воздуха обнаруживается на площадке № 3, что подтверждает выводы, сделанные в результате исследования состояния хвои сосны. Здесь обнаружено наименьшее число видов лишайников, степень покрытия ствола – 2,2%. На трех из пяти обследованных деревьях, лишайникой не было. Территория площадок №№ 1 и 2 характеризуется как среднезагрязненная, так как проективное покрытие ствола деревьев лишайниками небольшое (6% и 6,8% соответственно). Хотя и были встречены пармелия и леканора (листовые и накипные лишайники),  но размеры их слоевищ невелики.

4.3. Оценка экологического состояния почвы по солевому составу водной вытяжки.

Отобранные почвенные образцы были высушены в сушильном шкафу при температуре 1000С в течение 3-х часов. Структура почвы рассыпчатая, инородных включений не обнаружено.

Сухие образцы почвы взвесили и приготовили водную вытяжку для определения содержания в почве растворимых солей – хлоридов, сульфатов и карбонатов. Для этого на 1 г сухой почвы добавили 5 мл дистиллированной воды. Содержимое стакана перемешали в течение 5 минут с помощью палочки. Отфильтровали приготовленную смесь через бумажный фильтр.

Приготовленную водную вытяжку проверили на кислотность (Приложение 5. Таблица 4) с помощью универсальной индикаторной бумаги. Все четыре образца почвы имели слабокислую реакцию (в пределах 5,5 – 6,0), что характерно для темно-серых лесных почв.

Далее приготовленная водная вытяжка была исследована на наличие хлорид-, карбонат- и сульфат-ионов. Для этого весь объем вытяжки с каждой исследуемой площадки разделили на три порции.

Для обнаружения карбонат-иона был использован раствор хлорида кальция CaCl2. По отсутствию характерного осадка  СаСО3 в образцах площадок №№ 2, 3 и 4, что растворимые соли угольной кислоты здесь отсутствуют. В образце площадки № 1 отмечалось незначительное помутнение раствора. При обработке сухих образцов почвы соляной кислотой характерное «вскипание» (незначительное) также было обнаружено только на площадке № 1.

Для обнаружения хлорид-ионов использовали раствор нитрата серебра AgNO3. В образцах площадок №№ 1 и 2 осадка не наблюдалось. В образце площадки № 4 выпал творожистый осадок белого цвета хлорида серебра AgCl. В образце площадки № 3 наблюдали образование более насыщенного, по сравнению с образцом площадки № 4, осадка. Это свидетельствует о том, что водная вытяжка образца почвы с площадки № 3 насыщена хлорид-ионами.   В почве, собранной на территории деревни, также присутствуют хлорид-ионы.

На наличие сульфат-ионов образцы проверили с помощью раствора нитрата бария Ba(NO3)2. По интенсивности образовавшегося характерного белого осадка определено, что сульфат-ионы присутствуют во всех образцах, но наиболее насыщенный осадок выпал в образце с площадки № 3. В образце с площадки № 4 интенсивность осадка незначительная.

Проанализировав полученные данные анализа водной вытяжки, определили, что на площадке № 3 отмечается хлоридно-сульфатный тип засоления почвы. Сульфатное засоление почвы характерно для площадок №№ 1 и 2. Следы хлоридов и сульфатов присутствуют в почве на территории населенного пункта.

По данным многочисленных исследований, проведенных с целью изучения влияния АБЗ на окружающую среду, именно хлоридно-сульфатное загрязнение почвы характерно для окружающей предприятие территории. Кислотность почвы слабокислая, близкая к нейтральной.

В нашем исследовании мы получили практически такие же результаты. Но, удаленность площадок от территории завода  (в нашем случае 100 м - площадки №№ 1,2) имеет немаловажное значение. Чем ближе к предприятию расположена территория, тем сильнее загрязнение.

Выводы.

В результате проведенных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Качественная оценка загрязнения воздуха методом лихеноиндикации и

по состоянию хвои сосны обыкновенной показала, что наибольшее влияние токсичные выбросы оказывают на территорию, непосредственно прилегающую  к предприятию (площадка № 3). Территории (площадки №№ 1 и 2), удаленные от завода на 100 м характеризуются как среднезагрязненные. Удовлетворительное состояние лишайников и хвои сосны площадки № 4 свидетельствует об относительном экологическом благополучии данного участка (слабое загрязнение).

2. По результатам анализа водной вытяжки, определили, что на площадке

№ 3 отмечается хлоридно-сульфатный тип засоления почвы. Сульфатное засоление почвы характерно для площадок №№ 1 и 2. Следы хлоридов и сульфатов присутствуют в почве на территории населенного пункта. Кислотность почвы слабокислая, близкая к нейтральной. Оценив экологическое состояние почвы, исходя из того, что вредность засоленной почвы для растений возрастает, если какая-либо соль будет находиться в большем количестве, чем другие, то на территориях площадок № 1 и 2 создаются наиболее неблагоприятные условия для роста и развития растений.  Хлоридно-сульфатное загрязнение, отмеченное на площадке № 3, также негативно сказывается на развитии произрастающих там растений, препятствуя их полноценному водоснабжению, хотя соли в смесях частично взаимно нейтрализуют свое вредное действие на растение.  [19]

3. Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что

асфальтобетонный завод, расположенный в 500 м от деревни Веселая роща с восточной стороны, существенного токсического действия на прилегающую территорию не оказывает. Но, удаленность площадок от территории завода  (в нашем случае 100 м - площадки №№ 1,2; 500 м + лесозащитная полоса – площадка № 4) имеет немаловажное значение. Чем ближе к предприятию расположена территория, тем сильнее загрязнение (площадка № 3).

Заключение.

В данной работе мною был изучен вопрос влияния асфальтобетонного завода города Белебея на окружающую его территорию.

В настоящее время оценкой влияния асфальтобетонных заводов на окружающую среду занимаются преподаватели совместно со своими студентами ВУЗов России и стран СНГ. В научной литературе широко освещены результаты исследований влияния данных предприятий на воздушную среду и почву территорий, прилегающих к ним.  

Все проводимые на базах университетов эксперименты, сводятся к спектральному анализу химических элементов, находящихся в почве и золе растений. Для проведения собственных исследований я придерживался методических рекомендаций, представленных в Практикуме по экологии С.В. Алексеева, так как специального технического оборудования для выполнения работы не требуется. Исследование, проведенное с использованием доступных для выполнения в школе методик, имеет большую практическую значимость     - анализируя ряд признаков, обнаруженных у живых объектов, обитающих на исследуемой территории, можно предварительно оценить экологическое состояние данной территории.  

Так как целью моего исследования было оценить  влияние асфальтобетонного предприятия на состояние окружающей его территории (особенно на населенный пункт), было выдвинуто две альтернативные гипотезы:

•  асфальтобетонный завод оказывает негативное влияние на прилегающую территорию и территорию населенного пункта;
• в связи с тем, что преобладающее в летнее время направление ветров направлено в противоположную от деревни сторону, завод не причиняет вреда населенному пункту.

Результаты, полученные с помощью лихеноиндикации и оценки состояния хвои сосны, показали наличие в воздухе диоксида серы, который образуется в результате нагрева асфальтовой смеси и при сжигании органического топлива (мазута). Наибольшее влияние токсичные выбросы оказывают на территорию, непосредственно прилегающую  к предприятию. Территории, удаленные от завода даже на незначительное расстояние, характеризуются как среднезагрязненные. Территория деревни разделена с АБЗ пятисотметровой  санитарно-защитной зоной, состоящей из плотно примыкающих друг к другу лиственных деревьев и кустарников. В связи с чем, состояние воздушной среды здесь характеризуется как благополучное.

Проанализировав полученные данные анализа водной вытяжки, определил, что для почв исследованных территорий характерен сульфатный и хлоридно-сульфатный тип засоления.

По данным многочисленных исследований, проведенных с целью изучения влияния АБЗ на окружающую среду, именно хлоридно-сульфатное загрязнение почвы характерно для окружающей предприятие территории. Кислотность почвы слабокислая, близкая к нейтральной.

В своем исследовании я получил практически такие же результаты. Но, удаленность площадок от территории завода  имеет немаловажное значение. Загрязнение воздуха и почвы в зоне влияния асфальтобетонного завода имеет локальный характер. Чем ближе к предприятию расположена территория, тем сильнее загрязнение.

Все вышесказанное позволяет сделать вывод, что асфальтобетонный завод, расположенный в 500 м от деревни Веселая роща с восточной стороны, обширного токсического действия на прилегающую территорию не оказывает.  При организации АБЗ были учтены основные требования к размещению таких предприятий – преобладающее направление ветра (в сторону противоположную населенному пункту), наличие санитарно-защитной зоны (в данном случае естественного происхождения). Так же существенное значение имеет то, что завод маломощный и функционирует непродолжительное время.  

Таким образом, цель, поставленная мною  в работе, была достигнута, а все задачи – решены в полном объеме.    

Список литературы

1. Алексеев С. В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Ягущина Э.В. Практикум по экологии. – уч. пос. – М.:АО МДС.,1996.
2. Биктимиров Х. М., Тема для размышления. Белебеевские известия №38, 2004.
3. Охрана окружающей среды: Учеб. для горн. и геологических спец. вузов / С.А. Брылов, Л.Г.  Грабчак, В.И. Комащенко и др., Под ред. С.А. Брылова, К. Штродки. – М.: Высш. Шк..,1985. – 272с.
4. Богомолов Ю.О. Почвы Башкирской АССР.  - Москва:  Изд-во Акад. наук СССР, 1954. - 296 с.
5. Козырева Е.А. Лишайники национального парка «Хвалынский», //научная монография//. Саратов: «Амирит», 2018. 76 с

          nphvalynskiy.ru›…userfiles/files/Лишайники(1).pdf

6. Экология растений: Учебник для студентов биол. спец. ин-тов / В.Лархер. – М.: Мир, 1987.
7. Миркин Б.М., Наумова Л.Г.: Экология Башкортостана. – Изд.2-е – Уфа: Китап, 1999 - 160 с.  
8. Охрана природы: Учебник для студентов биол. спец. ин-тов /т          А.В. Михеев, В.М. Гладков, А.А. Иноземцев.-2-е изд., дораб. - М.: Просвещение,1981. – 270с.  
9. Мозолева Е.Д. Влияние асфальтобетонного завода на состояние городских почв: выпускн. квалифик. работа, Санкт-Петербург, 2019. dspace.spbu.ru›bitstream/11701/26157/1/
10.  Хайретдинов А.Ф. «Белебеевская возвышенность». - Уфа:     Башкирское книжное издательство, 1987 г.
11.  Статья «Обеспечение экологической безопасности при производстве асфальтобетонных смесей на асфальтобетонном заводе», Лупанов А.П.// [Электронный ресурс] : журнал Известия КГАСУ, 2017, № 4(42), стр. 424, URL: izvestija.kgasu.ru›files/4_2017…
12.  Статья «О результатах оценки воздействия на качество атмосферного воздуха и об определении необходимой степени очистки пылевых выбросов асфальтобетонных заводов», Николенко М.А.// [Электронный ресурс] : журнал Инженерный вестник Дона, 2017, № 3,

URL:  https://cyberleninka.ru/article/n/o-rezultatah-otsenki-vozdeystviya-na-kachestvo-atmosfernogo-vozduha-i-ob-opredelenii-neobhodimoy-stepeni-ochistki-pylevyh-vybrosov/viewer

13.  Статья «Асфальтовые заводы как источник поступления тяжелых металлов в окружающую среду», Янин Е.П.// [Электронный ресурс] : журнал Экологическая экспертиза, 2005, № 2, стр. 14,

URL: nparso.ru›images/docs/OS2.

14.  Статья «Повышение экологической безопасности асфальтобетонных заводов», Силкин В.В., Лупанов А.П.// [Электронный ресурс] : журнал Дороги и мосты, 2019, № 41, стр. 273,

URL: elibrary.ru›contents.asp?id=45648780

15.  Статья «Биоиндикация качества атмосферного воздуха по состоянию хвои Pinus sylvestris L. в условиях города Орска Оренбургской области»,  Алехина Г.П., Хардикова С.В.// [Электронный ресурс] : журнал АгроЭкоИнфо, 2021, № 2,

URL: agroecoinfo.ru›STATYI/2021/2/st_203.pdf

16. Статья «Анализ проблем экологической безопасности технологических процессов на асфальтобетонных заводах», Бурлака С.Д., Белая И.// [Электронный ресурс] : журнал Известия КГАСУ, 2020, № 1, стр. 75,

URL: ntk.kubstu.ru›data/mc/0069/3324.pdf

17.  Статья «Современные проблемы экологии асфальтобетонных заводов», Леонович И.И., Пожах Н.В.// [Электронный ресурс] : журнал Вестник БНТУ, 2010, № 4, стр. 8,

URL:  cyberleninka.ru›Грнти›n/sovremennye-problemy…

18.  Курсовая работа «Экологические аспекты технологии производства и применения асфальтобетона», Москва, 2015.

     revolution.allbest.ru›Экология и охрана природы›00629949_0.html

19.  activestudy.info›tipy-zasoleniya-pochv/