Мониторинг атмосферного воздуха в Приморском и Петроградском районах

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Альтавил Лильян Раедовна 1

---

1ГБОУ лицей №179

Обуховская А.С. 1

---

1ГБОУ лицей №179

Работа в формате PDF

0.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Актуальность

Санкт-Петербург является городом с развитой промышленной и транспортной инфраструктурой, следовательно, с высокой степенью техногенной нагрузки на окружающую среду. В настоящее время общепризнанно, что риск ухудшения здоровья под воздействием экологических факторов отмечается у половины населения. В первую очередь загрязняется атмосферный воздух.

Атмосферный воздух загрязняется пылью, выбросами транспорта, работы ТЭЦ, а также промышленными предприятиями.

Распространенность болезней органов дыхания напрямую зависит от экологического состояния окружающей среды – так, высокий уровень распространенности астмы указывает на наличие в атмосферном воздухе наряду с ароматическими углеводородами и диоксидом азота повышенных уровней формальдегида, фенола, этилбензола, хлористого водорода, аммиака. В этих районах достоверно чаще отмечаются аллергические дерматиты, конъюнктивиты, экзема. Одновременно с этим, высокий уровень распространенности хронического бронхита отражает уровень загрязнения по пыли, диоксиду азота, диоксиду серы, углеводородам. [1] Несмотря на то, что люди пытаются уменьшить выбросы газов в атмосферу, применяя современные технологии, вреда от этого меньше не становится. Вредоносные предприятия появляются каждый год и их численность растет. Однако, при соблюдении максимально допустимого значения выбросов, можно избежать повышенных концентраций вредных веществ в атмосферном воздухе.

Загрязнение атмосферного воздуха является одной из основных проблем санитарного состояния окружающей среды, которая касается каждого. Поэтому важен и необходим мониторинг состояния атмосферного воздуха.

Цель работы:

Определить соответствие проб атмосферного воздуха требованиям предельно допустимых концентраций (ПДК), определенных соответствующими гигиеническими нормативами.

Объекты исследований в городе Санкт-Петербурге:

Социально-гигиенический мониторинг, который определен приказом Управления Роспотребнадзора для каждого района города (в частности, контрольная точка Приморского района, расположенная по адресу: Серебристый бульвар 18/3, на базе Филиала №5 ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербург»)

Социально-гигиенический мониторинг, который определен приказом Управления Роспотребнадзора для каждого района города (в частности, контрольная точка Петроградского района, расположенная по адресу: Большая Пушкарская д18, на базе Территориальный отдел Управления Роспотребнадзора в Приморском, Петроградском, Курортном, Кронштадтском районах)

Предмет исследования:

-атмосферный воздух

Гипотеза:

Предполагаю, что все собранные пробы атмосферного воздуха будут соответствовать ПДК

Литературный обзор:

Тенденция стабилизации низкого уровня загрязнения атмосферного воздуха обусловлена мероприятиями, проводимыми в городе по снижению нагрузки на воздушный бассейн выбросами промышленных предприятий, такими как: перебазирование промышленных предприятий на резервные территории промышленных зон, использование современных технологий и эффективной системы очистки выбросов, снижение использования резервного топлива на объектах теплоэнергетики и др

Вследствие активного развития заводов, расширения химической промышленности, развития транспортной инфраструктуры, увеличения количества автомобилей возникает все больше проблем с атмосферным воздухом, а именно, с его химическим составом. Далеко не всегда производства используют высокотехнические средства для фильтрования выбросов, огромная часть вредных веществ попадает в воздух из окружающих человека предметов: мебели, элементов современного дома и т.д. [1]. В настоящее время ведущими загрязнителями можно считать бенз(а)пирен, формальдегид, фенол, аммиак, взвешенные частицы. Бенз(а)пирен (БП) поступает в атмосферу при сгорании различных видов топлива. Вклад автотранспорта в выбросы углеводородов в атмосферу, в том числе и бенз(а)пирена, составляет более 90% от суммарных выбросов всех углеводородов. Много БП содержится в выбросах предприятий цветной и черной металлургии, энергетики и строительной промышленности.

По данным литератур больше всего проб с превышением ПДК по БП обнаружено в 2007 году в Приморском районе, однако в 2018, 2019, 2020 году пробы соответствует ПДК.

Стабилизация показателя в этом районе была обусловлена разгрузкой транспортного потока.Второй по значимости загрязнитель воздуха-взвешенные частицы. Частички пыли, покрытые пленкой воды, способны поглощать и переносить на большие расстояния огромное количество любых веществ, в том числе и вредных. Например, активированный уголь или угольная пыль применяются в качестве фильтра во многих современных воздухоочистительях. Даже угольная пыль из выхлопа дизельного автомобиля, содержащие продукты неполного сгорания, такие, как бенз(а)пирен, альдегиды, является страшным ядом, даже при очень малых концентрациях; оно способно привести к респираторным расстройствам при разовом воздействие и к раковым заболеваниям при длительном. Атмосферная пыль может иметь любой состав от чистого кварца до смеси органических соединений. Размер пылинок колеблется от 10мкм до 0.01 мкм. Частички более 10 мкм (пыльца) быстро оседают, пылинки размером от 0,2 мкм до 5 мкм -плавают в воздухе по несколько дней, аэрозоли величиной менее 0,1 мкм ведут себя подобно газам с легкостью попадая в дыхательные пути.

Число проб с превышением ПДК уменьшилось по сравнению с 2016-2017 годом. Наибольшее число неблагоприятных проб обнаружены в Приморском районе.

Значимыми загрязнителями воздуха являются также фенол, формальдегид, бенз(а)пирен и диоксид азота, что представлено в материалах Роспотребнадзора. (табл.1)

Табл.1

ПДК по основным источникам загрязнения воздуха и источникам этих загрязнений

Фенол образуется в результате изготовления пластмассы, выделяется из строительных материалов - прессованных плит, используемых в конструкциях настила полов панелей, облицовки стен и потолков и даже мебели, оказывая пагубное действие на наше здоровье в течение долгого времени. В воздухе жилых помещений он присутствует и на кухне при полном сгорании газа- в колонке или плите- образуются оксиды азота и формальдегид. К слову, 50% всех загрязнений в квартире приходится на кухню. Увеличение потребности в фенолах объясняется как относительной дешевизной и доступностью этого сырья, так и уникальностью свойств многих продуктов переработки фенолов, особой ценностью их для ряда новых отраслей техники. Масштабы потребления фенолов значительны, и в настоящее время мировое производство фенола приближается к двум миллионам тонн в год. Однако последнее десятилетие характеризуется не только абсолютным увеличением производства фенолов, но и расширением ассортимента фенольных продуктов, используемых народным хозяйством. [2]

Диоксид азота является частью группы газообразных загрязнителей воздуха, полученных в результате дорожно-транспортных и других процессов сжигание ископаемого топлива. При небольших концентрациях диоксида азота наблюдаются нарушения дыхания, кашель. [4]

Аммиак относится к числу важнейших продуктов химической промышленности, ежегодное его мировое производство достигает 150 млн. тонн. В основном используется для производства азотных удобрений (нитрат и сульфат аммония, мочевина), взрывчатых веществ и полимеров, азотной кислоты, соды (по аммиачному методу) и других продуктов химической промышленности. Жидкий аммиак используют в качестве растворителя. Аммиак применяется в холодильной технике, в качестве холодильного агента, не вызывает парниковый эффект, он экологически чистый и дешевле фреонов

Без применения формальдегида не обходится ни одно деревообрабатывающее производство. Формальдегид входит в состав клеевых масс, используемых при формовке ДСП и ДВП, присутствует в лакокрасочных и прочих отделочных материалах, применяемых с целью усилить декоративную привлекательность. Из-за этого источником вредных для человеческого здоровья выделений является не только относительно дешевая мебель из ДСП, но и более статусная, выполненная из МДФ-панелей, а также ламинат низкого качества [3].

Так содержание фенола, формальдегида, аммиака, бенз(а)пирена в количестве, превышающем норму (ПДК), негативно отображается на самочувствии человека, его здоровье, а также на живых организмах в целом.

ПДК- предельно допустимая концентрация. Под ПДК понимается концентрация, не оказывающая в течение всей жизни прямого или косвенного неблагоприятногодействия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособности человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни.[6] Так, согласно нормативам и правилам, ПДК фенола в атмосферном воздухе не должна превышать 0,006 - мг/м3, бенз(а)пирена - 0,000001 мг/м³,аммиака - 0,4 мг/м3, диоксида азота - 0,04 мг/м³, формальдегида - 0,01 мг/м3, хлористого водорода  - 0,02 мг/м³ . [6]

Анализ научных источников свидетельствует, что содержание в атмосферном воздухе ряда химических веществ отрицательно сказывается на здоровье человека, и отрицательно влияет на окружающую среду, следовательно, необходим постоянный мониторинг для своевременного реагирования.

Материалы и методы исследования:

Состояние здоровья людей в помещениях, на улице напрямую зависит от атмосферного воздуха. Поэтому проводилось исследование состояния атмосферного воздуха.

Точки забора проб воздуха:

Стационарный пост исследования атмосферного воздуха по адресу: Серебристый бульвар 18/3, на базе Филиала №5 ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербург»

Атмосферный воздух в контрольных точках социально-гигиенического мониторинга, которые определены приказом Управления Роспотребнадзора для каждого района города (в частности, контрольная точка Петроградского района, расположенная по адресу: Большая Пушкарская д18, на базе Территориальный отдел Управления Роспотребнадзора в Приморском, Петроградском, Курортном, Кронштадтском районах)

Приборы и колбы для сбора воздуха:

Рабочие растворы:

Для аммиака – плёночный хемосорбент

Для диоксида азота – р-р иодида калия

Для фенола - ацетилацетон

Для формальдегида – р-р уксуснокислого аммония

Для хлористого водорода – пленочный сорбент

Метод исследования:

Фотометрический анализ - совокупность методов молекулярно-абсорбционного спектрального анализа, основанных на избирательном поглощении электромагнитного излучения в видимой, ИК и УФ областях молекулами определяемого компонента или его соединения с подходящим реагентом. Основан на сравнении интенсивности двух световых потоков, прошедших через стандартный и исследуемый растворы. [5].

Для этого был использован спектрофотометр ПЭ-5400ви

Для исследования взвешенных частиц был использован метод измерений

Для достоверности результатов каждый из показателей собирали трижды

Результаты статистически обработаны и достоверны

Результаты и их обсуждения:

Стационарный пост исследования атмосферного воздуха по адресу: Серебристый бульвар 18/3, на базе Филиала №5 ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт-Петербург»

Табл.2

Среднесуточные показатели в точке забора 1 за 2018 год

Полученные результаты свидетельствуют, о том, что содержание всех показателей не превышает ПДК. При этом аммиака в 40 раз меньше ПДК, диоксида азота в 8 раз, взвешенных частиц в 1,5 раза, фенола в 6 раз, формальдегида в 10 раз, хлористого водорода в 7 раз, бенз(а)пирена в 2 раза. (Табл.2)

Результаты свидетельствуют о безвредности атмосферного воздуха, в противном случае будут наблюдаться нарушения здоровья людей. Например, при отравлении Аммиаком могут проявиться следующие симптомы: слезотечение, насморк или кашель; ускорение дыхания; потливость, избыточное отделение слюны; усиливающийся кашель, доходящий до судорог; рвота, головокружение. [8]

Табл.3

Среднесуточные показатели в точке забора 1 за 2019 год

Полученные результаты свидетельствуют, о том, что содержание всех показателей не превышает ПДК. При этом аммиака в 40 раз меньше ПДК, диоксида азота в 1,5 раз, взвешенных частиц в 1,5 раза, фенола в 1,5 раз, формальдегида в 2 раз, хлористого водорода в 0,5 раз, бенз(а)пирена в 2 раза. (Табл. 3)

Результаты свидетельствуют о безвредности атмосферного воздуха, в противном случае будут наблюдаться нарушения здоровья людей. Например, при отравлении диоксидом азота могут проявиться следующие симптомы: ослабляется обоняние и запах становится неощутим. Появляется сухость в горле и раздражается слизистая.

Табл.4

Среднесуточные показатели в точке забора 1 за 2020 год

Полученные результаты свидетельствуют, о том, что содержание всех показателей не превышает ПДК. При этом аммиака в 33 раз меньше ПДК, диоксида азота в 2,9 раз, взвешенных частиц в 1,5 раза, фенола в 1,5 раз, формальдегида в 2 раз, хлористого водорода в 0, 5 раз, бенз(а)пирена в 2 раза. (Табл. 4)

Результаты свидетельствуют о безвредности атмосферного воздуха, в противном случае будут наблюдаться нарушения здоровья людей. Например, при отравлении фенолом могут проявиться следующие симптомы: легкая головная боль, иногда — головокружение, чувство опьянения или оглушения, чувство ползанья мурашек, увеличенное отделение пота и общее утомление.[7]

Диагр.1 Сравнение показателей за 3 года в точке забора 1

Проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод о том, что все показатели в точке забора 1 полностью соответствует ПДК в течение трех лет. При этом можно отметить, что показатели аммиака, формальдегида и фенола за 2018, 2019 и 2020 год практически не изменялись. Что касается хлористого водорода и диоксида азота, было замечено, что в 2019 году произошел небольшой скачек этих показателей, при этом превышение ПДК замечено не было. (Диагр. 1)

Атмосферный воздух в контрольных точках социально-гигиенического мониторинга, которые определены приказом Управления Роспотребнадзора для каждого района города (в частности, контрольная точка Петроградского района, расположенная по адресу: Большая Пушкарская д18, на базе Территориальный отдел Управления Роспотребнадзора в Приморском, Петроградском, Курортном, Кронштадтском районах) – точка забора 2

Табл. 5

Среднесуточные показатели в точке забора 2 за 2018 год

Полученные результаты свидетельствуют, о том, что содержание всех показателей не превышает ПДК. При этом аммиака в 40 раз меньше ПДК, диоксида азота в 0,7 раз, взвешенных частиц в 1,5 раза, фенола в 6 раз, формальдегида в 10 раз, хлористого водорода в 10 раз, бенз(а)пирена в 2 раза. (Табл. 5)

Результаты свидетельствуют о безвредности атмосферного воздуха, в противном случае будут наблюдаться нарушения здоровья людей. Например, при отравлении формальдегидом могут проявиться следующие симптомы: резкий кашель, давление в груди, отдышка, тошнота, рвота, двигательное возбуждение [8]

Табл. 6

Среднесуточные показатели в точке забора 2 за 2019 год

Полученные результаты свидетельствуют, о том, что содержание всех показателей не превышает ПДК. При этом аммиака в 40 раз меньше ПДК, диоксида азота в 1,5 раз, взвешенных частиц в 1,5 раза, фенола в 1,5 раз, формальдегида в 0,2 раз, хлористого водорода в 0,5 раз, бенз(а)пирена в 2 раза. (Табл. 6)

Результаты свидетельствуют о безвредности атмосферного воздуха, в противном случае будут наблюдаться нарушения здоровья людей. Например, при отравлении хлористым водородом могут проявиться следующие симптомы: жжение, покраснение и отек век, слизистой оболочки ротовой полости и дыхательных путей; как следствие кашель, одышка

Табл. 7

Среднесуточные показатели в точке забора 2 за 2020 год

Полученные результаты свидетельствуют, о том, что содержание всех показателей не превышает ПДК. При этом аммиака в 27 раз меньше ПДК, диоксида азота в 3 раз, взвешенных частиц в 15 раза, фенола в 1,5 раз, формальдегида в 1 раз, хлористого водорода в 0,5 раз, бенз(а)пирена в 2 раза. (Табл. 7)

Результаты свидетельствуют о безвредности атмосферного воздуха, в противном случае будут наблюдаться нарушения здоровья людей. Например, при отравлении бенз(а)пиреном могут проявиться следующие симптомы: попадая в организм человека, и постепенно накапливаясь там до критической концентрации, стимулирует образование злокачественных опухолей, в первую очередь, рака легких и желудка.

Диагр.2 Сравнение показателей за 3 года в точке забора 2

Проанализировав полученные результаты, можно сделать вывод о том, что все показатели в точке забора 2 полностью соответствует ПДК в течение трех лет. При этом можно отметить, что показатели аммиака, формальдегида и фенола за 2018, 2019 и 2020 год практически не изменялись. Что касается хлористого водорода, было замечено, что в 2019 году произошел небольшой скачек, а показатель диоксида азота резко понизился с 2018 года. Превышение ПДК замечено не было. (Диагр. 2)

Вывод

Проведенное исследование показало, что все показатели химических соединений в Приморском и Петроградском районе в атмосферном воздухе полностью соответствуют нормам. При этом было замечено, что в точке забора 1 был скачек хлористого водорода и диоксида азота в 2019 году, но к 2020 году эти показатели снизились. В точке забора 2 было ярко выражено уменьшение диоксида азота с 2018г по 2020.

В ходе изучения литературы, было выявлено, что ведущим загрязнителем атмосферного воздуха в Санкт-Петербурге является бенз(а)пирен, который не был обнаружен в атмосферном воздухе в Приморском и Петроградском районе. Анализ литературы позволяет сделать вывод о влиянии атмосферных экологических факторов на заболеваемость населения.

Пробы с превышением гигиенических нормативов обнаружены не были, что свидетельствует о хорошей экологической обстановки по исследуемым химическим веществам в Приморском и Петроградском районе.

Практическая значимость

Просветительская и профилактическая деятельность

Анализлитературных источников помог узнать о влиянии формальдегида, фенола, аммиака, бенз(а)пирена, хлористого водорода, диоксида азота на здоровье человека, первых симптомах отравления при повышенных концентрациях этих веществ, и о том, как сократить токсическое влияние и попадание в организм вышеперечисленных соединений. Чтобы своевременно предотвратить отрицательный эффект, необходимо проводить исследования атмосферного воздуха на присутствие исследуемых веществ, а главное – не превышают ли они предельно допустимую концентрацию в воздухе. 

Результаты работы представлены обучающимся лицея, других школ, на конференциях, на родительских собраниях.

Список литературы

[1] Безуглая Э.Ю. «Чем дышит промышленный город». – М..: Издательство: Мед,.1991. – 246с

[2] Харлампович Г.Д,., Чуркин Ю.В. «Фенолы»//Москва, «Химия»,1974. – 335с

[3] Обработка экспериментальных данных [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://himya.ru/formaldegid.html

[4]Хаханина Т.И., Осипенкова Н.Г., «Органическая химия». – М.: Издательство Юрайт, 2010. – 396с

[5]Саенко О.Е.. «Аналитическая химия» – Ростов н/Д : Феникс , 2009. – 309с.

[6] Обработка экспериментальных данных [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gosthelp.ru/text/GN21669598Predelnodopusti.html

[7] Брокгауз Ф.А., Ефрон И.А., «Энциклопедический словарь», 1890-1907 – 458-487с

[8] Косолапова Н.В., Прокопенко Н.А., «Безопасность жизни деятельности. Практикум. Учебное пособие» – М.: Издательство: «Проспект», 2016 – 151с

[9] http://www.sci.aha.ru/ATL/ra34e.htm