CC BY
264
формування пилового забруднення мiста. Надано рекомендащ! щодо обмеження та контролю пилового забруднення в мiськiй зонi.
Ключовг слова: пилове забруднення, фiтотоксичнiсть, мiська зелена шфраструк-тура, автомобшьннй транспорт.
Вступ. Пилове забруднення - це маса твердих частинок, присутшх в одинищ об'ему повiтря, внаслiдок впливу природних та антропогенних факто-рiв. Саме антропогенна компонента цього явища е однieю з найпоширенiших проблем нашого часу. Майже всi виробничi процеси призводять до вивiльнення пилу, зокрема будiвельнi роботи та роботи з благоустрою. Автотранспорт знач-но впливае на поширення пилового забруднення: шд час згорання палива твердi частинки вившьняються в атмосферу iз газами й осiдають на довколишшх об'-ектах. В першу чергу, це зелеш насадження, якi е найкращими природними по-вiтряними фшьтрами. Насамперед, iнтенсивне пилове забруднення впливае на стан зелених насаджень та зменшуе 1х функцiональнiсть.
Джерела утворення пилу на мiськiй територii подшяють за походженням (природнi та антропогенш), за хiмiчним складом (органiчнi та неоргашчш) i за часом формування (первинш, вториннi та поверхневе пилоутворення). Вироб-ничi пiдприемства, такi як чорна та кольорова металурпя, машинобудування, видобування корисних копалин, деревооброблення та металооброблення, е го-ловними пилоутворювачами, що становить значну небезпеку для населених пунктiв [1-3].
Так, середньодобова максимально допустима концентрация (ГДК) пилу становить 0,15 мг/м3 у мiськiй зош (3 клас небезпеки). Разовi максимальш кон-центрацii завислих речовин вище ГДКмр. виявлено у бiльш шж 30 % мiст. Най-бiльшi рiвнi середньомiсячних концентрацiй I пiврiччя 2015 р. зафiксовано у мктах Центрального та Пiвденного регiонiв (табл.) [10].
Табл. Найб1льш1 середт I максимальш концентраци в атмосферному пов1тр1 пилу (завислих часточок) мкт Украти у I твргччг 2015 р. (у кратность вгдповгдно до
_Ш_
Речови-на Мюто Середня за I пiврiччя концентрацiя Мюто Максимальна з разових концешрацш
Зави^ речови-ни (пил) Кривий Рiг 4,1 Харюв 5,6
Днiпродзержинськ 2,5 Кривий Рц- 4,8
Днiпропетровськ 2,3 Днiпропетровськ 3,0
Юровоград 1,6 Днiпродзержинськ 2,2
Олександр1я 1,4 Полтава 1,8
Суми 1,3 Краматорськ 1,6
Одеса 1,2 Марiуполь 1,6
Полтава 1,2 Олександрiя 1,6
У Киевi одним iз головних джерел пилоутворення е автомобшьний транспорт. Об'ем завислих часточок збшьшуеться внаслвдок неповного згорання палива та роботи двигуна у холостому режим! У часи шк концентращя пилу на дорогах значно перевищуе допустиму концентрацда. Джерелом пилоутворення е також промисловi об'екти. Таю заводи як "Бшьшовик", "Маяк", "Леншська кузня" та iншi продукують технологiчний пил в атмосферне пов^я, що негатив-
но впливае на стан навколишнього середовища. Додатковими джерелами завис-лих часточок буде природний пил, який завжди знаходиться в повiтрi та переноситься в^ом, продукти життедiяльностi тварин, птахш, якi локалiзуються на деревах, та пожеж1
Склад пилу та його розповсюдження негативно впливають на стан здо-ров'я людини: спричиняють подразнення слизово! оболонки носа, алергда та захворювання дихально! системи. Токсичнiсть пилу визначаеться його формою та розчиншстю. Розчинний пил швидше проникае в оргашзм ссавцiв i спричи-няе гостре отруення (пил марганцю, свинцю, арсену), порiвняно з нерозчинним, який призводить лише до мiсцевих мехашчних пошкоджень легенево! тканини [2]. Частинки пилу розмiром менше 5 мк глибоко проникають в альвеоли легень i залишаються там протягом довгого часу [4]. Пил здшснюе негативний вплив i на рослиннiсть, тобто зелен насадження мiста. Фiтотоксичнiсть пилу пригтчуе розвиток i функцiонування рослин. Так, запилен листки зменшують ефектив-нiсть трансшрацц й споживання води. Температура стебла i листково!' пластини у процесi недостатнього поглинання шфрачервоного свiтла збiльшуеться на 2-3°C [5-6]. Кiлькiсть пилу, що акумулюеться на поверхнi листiв, залежить ввд шорсткостi, ворсистостi листково! пластини. Листя з гладкою глянцевою повер-хнею легко обмиваються дощем [5].
Мехатчний ефект пилу на рослини полягае у порушеннi структури про-дихiв, !х регулювання, i вщповвдно, газообмiну i транстрацп. Фiзичний ефект впливу вiдображаеться у змiнi кшькосп поглинено! сонячно! енергп. Так, вщбу-ваеться рiзке збiльшення адсорбцл довгохвильового випромшювання. Як насль док, повшстю запилене листя поглинае бiльше променисту енергда шфрачерво-ного випромiнювання, яке шдвищуе температуру запорошеного листя. Чим щiльнiший шар пилу, тим вищий градiент температури листа, i отже, тим бшь-ша витрата води на трансшращю. Хiмiчний ефект впливу визначаеться реак-пiйною здатнiстю частинок у навколишньому середовищi i !х розчиннiстю. Проникаючи через продихи або внутршш тканини листя, пил спричиняе пош-кодження клiтин рослини [5-9].
Непрямий ефект запиленостi на дерева пов'язаний iз зменшенням розмь рш листкiв, зниженням стiйкостi до змши умов навколишнього середовища та шюдникш i навiть до зникнення видш [7].
Мета дослщження - ощнити рiвень пилового забруднення фтоценозу урбанiзованого середовища й проаналiзувати його потенцшш негативнi наслвд-ки для функщонування та стiйкостi зелених насаджень.
Об'екти та методика дослщження. Для дослщження пилового забруднення центрально! частини Киева обрано 2 види дерев: липа широколиста (Tilia platyphyllos Scop.) i клен звичайний (Acer platanoides). Вибiр зумовлено такими чинниками: поширешсть зростання дерев у meri, оптимальнi та однаковi умови середовища кнування, пряма залежнiсть стану дерев ввд якостi навколишнього середовища. Зону ввдбору проб визначено джерелом забруднення: шосе з штен-сивним рухом, житловi квартали на вiдстанi 25 м ввд шосе i фоновi зразки у па-рковiй частит цього ж мiкрорайону.
Iнтенсивнiсть запиленосп дерева визначено гравiметричним методом: пил змивали з поверхнi листка у BareBi скляночки; вода випарювалась i сухий залишок пiдлягав зважуванню (вагу чашки вираховували з маси сухого залиш-ку). Листя з кожного дерева дослщжували окремо. На уах зразках виконували вимiрювання геометричних параметрiв для обчислення ïx площi. Протягом кь лькох днiв скляночки було залишено до повного осадження пилу i твердих час-ток з поверхш листя. Для промивання застосовували однаковий об'ем води для всix зразкiв. Усi результати оброблено математично за допомогою Microsoft Excel та вщображено на вiдповiдниx графках.
Результати дослiдження. Результати дослiдження точно вщображають перевищення концентраци пилу на мюцевост^ Найбiльш забрудненими об'екта-ми е дiлянки, прилеглi до автомапстрам, де листя було чорне та липке. На рис. 1 зображено запилешсть зразюв, вiдiбраниx уздовж дороги, що демонструе переважання запиленостi на одиницю поверxнi листка липи над кленом. Макси-мальне запилення виявлено у зразкiв липи № 7 та 8-1,63 % вщ площi поверxнi листка. Максимальне запилення клена становить 0,49 %, що в три рази менше, нiж запилешсть липи.
Отримаш результати друго'1 групи (на вщсташ 25-50 м вщ дослiджуваноï автомагiстралi) показали майже вдвiчi меншу запиленiсть порiвняно з першою групою на одиницю поверxнi лиска (рис. 2). Це можна пояснити вщдалешстю вщ дороги та зменшеним автомобiльним рухом.
Контрольна проба, взята з фоново'1 дiлянки (паркова зона в цьому ж мк-рорайош), демонструе значно меншу запиленiсть теригори, у порiвняно з попе-редшми точками дослiдження (рис. 3). Середня концентрацiя запиленостi по-верхнi як липи, так i клена вдвiчi менша. Отже, встановлено пряму залежшсть запиленостi листя вiд кiлькостi та штенсивносп автомобiльного потоку.
Особливiстю цього дослщження е порiвняльний аналiз штенсивност запилення листкiв липи та клена (рис. 4). Незважаючи на бшьшу площу поверхнi листка клена, липа бшьше акумулюе на собi пилу та завислих часточок з атмос-фери. Це можна пояснити морфолопею будови листково'1 пластини (гладмсть або наявнiсть ворсинок), фiзiологiею листка (видшення липких речовин, кшь-юсть вологи у клiтинах), погодними умовами (наявшсть опадiв, вiтру) та про-вiтрюванiсть територii (закритiсть мiсцевостi, наявшсть протяпв).
123456789 10
№ зразка
Рис. 1. Пилове забруднення листтв уздовж дороги
Рис. 2. Запилешсть листтв на eidcmaHi 25-50 м eid дослiджуваноï авmомагiсmралi
№ зразка № зразка
Рис. 3. Запилешсть листкш у фоновш Рис. 4.1нтенсившсть запилення клена точщ та липи (порЬвняльний анал1з)
Для забезпечення еколопчно!' стабшьност мгсько? шфраструктури та тдтримання и еколопчно'! функцiональностi можна рекомендувати:
• створення об'Узних дорщ якi зменшать iнтенсивнiсть автомобiльного руху мю-том;
• створення зелених захисних посадок уздовж автошляхiв, враховуючи стiйкiсть дерев до пилу та шших забруднювачiв;
• використання пиловловлювальних установок у промисловiй зонi мюта;
• гiдрацiя вулиць: створення розгалужено!' системи мiських фонтанiв i вологе прибирання дорл.
Висновки. Отже, анатзуючи данi про запилення дерев, можна зробити висновок, що найвищий рiвень забруднення формуеться вздовж автомобiльних дорп i з поступовою вiддаленiстю вщ автошляхiв забруднення зменшуеться. Основна частина твердих часточок, що потрапляють в навколишне середовище, утворюються саме внаслщок неповного згорання палива.
Негативний вплив пилу на рослини спричиняе змiни температурного режиму листка, зменшуе фотосинтезуючу здатнiсть та поглинання сонячного вип-ромiнювання. У людини в разi тривалого контакту з пиловим забрудненням ви-никае кашель, чхання, подразнення слизово'1 оболонки очей та носа. Крiм цього, пил може буди одшею з причин виникнення алерги, астми та захворювань ди-хально'1 системи.
У зв'язку з цим, найбiльш важливою проблемою нашого часу е захист пов^я вщ забруднення, зокрема вiд стацiонарних викищв. Здебiльшого, захист повiтря зводиться до очищення газiв перед 1х викидом в атмосферу через прис-тро'1 видалення пилу. На сьогоднi апарати для збирання пилу е бшьш ефектив-ними порiвняно з газоочисними установками; 1х використання знижуе запилешсть викищв до 99,9 %. У разi пiдвищення вимог до якосл пилоочисного об-ладнання стацюнарних джерел, регулювання транспортного потоку для змен-шення частоти виникнення заторiв, запиленiсть повiтря в мiстах знижувати-меться.
Лiтература
1. Бахарев В С. Теоретичш аспекти формування регiональноí екологiчноí небезпеки, повязано!' з пиловим забрудненням атмосферного пов^я / В С. Бахарев // Вкник КДПУ : зб. наук. праць. - Кременчук : Вид-во КДПУ. - 2005. - № 2(31). - С. 92-95.
2. Бахарев В.С. Особливостi формування еколопчно'! небезпеки в умовах пилового забруд-нення атмосферного повiтря / В.С. Бахарев // Бюсферно-ноосферш ще! В.1. Вернадського та еко-лого-економiчнi проблеми розвитку регiонiв : тези доп. У-о'! Всеукр. наук.-практ. конф. - Кре-менчук : Вид-во КДПУ, 2005. - С. 85-86.
3. Мала прнича енциклопедш. - У 3-о'! т. / за ред. В.С. Бшецького. - Донецьк : Вид-во Дон-бас, 2004. -143 с.
4. Илонова В.А. Откуда родом пыль? / В.А. Илонова. - М. : Изд-во "Санитарное просвещение", 1996. - 426 с.
5. Жизнь растений. - Т. 5. Цветковые растения / под ред. А.Л. Тахтаджяна. - М. : Изд-во "Просвещение", 1980. - С. 314-320.
6. КрасинскийН.П. Теоретические основы построения ассортиментов газоустойчивых растений / Н.П. Красинский // В кн.: Дымоустойчивость растений и дымоустойчивые ассортименты. - М. : Изд-во "Наука", 1950. - 422 с.
7. Рубин Б.А. Курс физиологии растений / Б.А. Рубин. - М. : Изд-во "Высш. шк.", 1976. -С. 157-167.
8. Растения и чистота природной среды : сб. статей. - Минск : Изд-во "Жизнь", 1983. - 90 с.
9. Школьный экологический мониторинг : учебно-метод. пособ. / под ред. Т.Я. Ашихми-ной. - М. : Изд-во АГАР, 2000. - 428 с.
10. Огляд стану забруднення навколишнього природного середовища в Укра"ш у i пiврiччi 2015 року (за даними мережта спостережень национально'! гщрометслужби Украши).
Надшшла до редакцп 18.04.2016р.
Радомская М.М., КарташЮ.Г. Оценка уровня пылевого загрязнения атмосферного воздуха города Киева
Рассмотрен уровень пылевого загрязнения как фактор формирования экологической обстановки в населенных пунктах. Проанализированы источники и последствия пылевого загрязнения урбанизированных территорий на примере центральной части Киева. Представлены результаты исследования интенсивности опыления городских зеленых насаждений, которое сформировалось при различных пространственных условиях и на разных породах деревьев. Осуществлен сравнительный анализ интенсивности пылевого загрязнения деревьев и установлено преобладающее влияние транспорта на формирование пылевого загрязнения города. Даны рекомендации по ограничению и контролю пылевого загрязнения в городской зоне.
Ключевые слова: пылевое загрязнение, фитотоксичность, городская зеленая инфраструктура, автомобильный транспорт.
Radomska М.М., Kartash Yu. G. The Assessment of Atmospheric Air Dust Pollution in Kyiv City
The materials of the article consider the level of dust pollution as a factor of environment condition formation in human settlements. The sources and effects of dust pollution at urban areas were analysed on the example of the central part of Kiev. The results of the research of urban green infrastructure dusting, formed at various spatial conditions and on different types of wood, are given. The comparative analysis of the intensity of dust pollution of trees was conducted and the dominant influence of transport on the formation of urban dust pollution was established. The recommendations on limitation and control of dust pollution in urban areas were given.
Keywords: dust pollution, phytotoxicity, urban green infrastructure, automobile transport.
3. ТЕХНОЛОГИЯ ТА УСТАТКУВАННЯ
УДК 631.2:658.261/.262
BПЛИB TEMПEPATУPHИX TA ФIЗИKO-XIMIЧHИX BЛACTИBOCTEЙ
БIOMACИ HA ПPOЦEC METAHOУTBOPEHHЯ B MAЛOГAБAPИTHИX
БIOPEAKTOPAX
В.М. Желих1, Ю.В. Фурдас2, О.В. Омельчук3, В.М. Штець4, М.П. Генсецький5
Зaпpoпoнoвaнo конструкцвд пoбyтoвoгo бiopeaктopa з бeзпepepвним пpoцeсoм aнaepoбнoгo бродшня. Пoдaнo мeтoд iнжeнepнoгo poзpaxyнкy для визнaчeння продук-тивнoстi бioгaзoвиx устшовок, що eксплyaтyються нa фepмepськиx гoспoдapствax, зок-peMa встaнoвлeння мaксимaльнoï кшькост виxoдy бioгaзy тa eфeктивнoгo об'ему добо-вого зaвaнтaжeння opгaнiчнoï сировини 3a змiнниx тeмпepaтyp гiдpaвлiчнoгo вщсто-ювaння. Отpимaнi гpaфiчнi тa aнaлiтичнi зaкoнoмipнoстi мoжнa викopистoвyвaти пiд чaс пpoeктyвaння пoбyтoвиx бioгaзoвиx систeм для oтpимaння бioгaзy тa yтилiзaцiï CMbCb^rocTO^apcb^x вiдxoдiв.
Ключовг слова: бiopeaктop, бюга, мeтaнoвa фepмeнтaцш, opгaнiчнi вiдxoди, arn-epoбнe бpoдiння.
Aктyальнicть роботи. Сьогодш в Укpaïнi пpiоpитeтним нaпpямом еко-номи пaливно-eнepreтичниx pecypciв e викоpиcтaння aльтepнaтивниx джepeл енеpгiï. Одним iз шляxiв зaдоволeння енеpгетичниx потpeб e викоpиcтaння 6í-огaзy як ^одукту aнaеpобного бpодiння оpгaнiчниx вiдxодiв ciльcькогоcпо-дapcького виpобництвa.
Бiоpeaктоp e оетовною cклaдовою чacтиною бiогaзовоï ycтaновки. Шй-бiльшого пош^ены^ нaбyли peзepвyapи овгльно!' i цилiндpичноï фоpми. У тa-киx мicткоcтяx зaбезпечyютьcя нaйменшi витpaти нa пepeмiшyвaння cиpовини, видaлeння вiдпpaцьовaного cyбcтpaтy, вiдбip yтвоpеного бiогaзy тa pyйнyвaння ripm, якa yтвоpюeтьcя y ^оцеа бpодiння, e шйменшими. Викоpиcтовyючи pe-aктоpи цилiндpичноï фоpми y поxило-гоpизонтaльномy положенш, можнa ефек-тившше pозмicтити облaднaння для пepeмiшyвaння тa cтвоpити потpiбнi умови для видглення шлaмy.
Оcновними вимогaми до збpоджyвaльноï cиpовини e пpидaтнicть для pозвиткy мeтaноyтвоpювaльниx бaктepiй, a caмe: няявнкть оpгaнiчноï peчови-ни, що бюлопчно pозклaдaeтьcя, доcтaтнiй вмicт води (90-94 %), вiдcyтнicть pe-човин, яю пepeшкоджaють pозвиткy мiкpооpгaнiзмiв, тa няявнкть нeйтpaльного cepeдовищa. Haйчacтiшe як оpгaнiчнy мacy викоpиcтовyють гнiй ciльcькогоcпо-дapcькиx твapин.
Вaжливою умовою виpобництвa бюгазу e пiдтpимaння поcтiйного тем-пepaтypного peжимy збpоджyвaльного cyбcтpaтy. Мeтaновa фepмeнтaцiя pозпо-
1 проф. В.М. Жел^, д-р теxн. наук - НУ "Львiвськашлiтexнiка";
2 асист. Ю.В. Фурдас, канд. Tex^ наук - НУ "Львiвськаполiтexнiка";
3 ст. викл. О.В. Омельчук - НУ "Львiвськашлiтexнiка";
4 асшр. В.М. Штець - НУ "Львiвськаполiтexнiка";
5 доц. М.П. Генсецький, канд. тexн. наук - Львгвський тexнiко-eкономiчний коледж НУ " Льв1вська полiтexнiка"
