Роль озеленения и мониторинга по защите от атмосферных загрязнений кратко

Обновлено: 05.07.2024

Роль насаждений в борьбе с загрязнением атмосферы. Одним из главных достоинств зеленых насаждений на урбанизированных территориях является их высокая активность при улавливании вредных веществ, поступающих в атмосферу за счет транспортных и промышленных выбросов. Хорошо известна роль растений в поглощении углекислого газа, уменьшении загрязненности воздуха пылью (вредные газы поглощаются растениями, а твердые частицы аэрозолей оседают на листьях, стволах и ветках растений) и уменьшении его бактериальной загрязненности путем обогащения атмосферы различными фитонцидами.

Леса, парки, сады, бульвары и скверы в значительной степени воздействуют на состав атмосферного воздуха. Во время вегетационного сезона их растительность обогащает воздух кислородом и поглощает углекислый газ. За один теплый солнечный день гектар леса поглощает из воздуха 220 – 280 кг углекислого газа и выделяет 180 – 200 кг кислорода. Наибольшей продуктивностью в процессе выделения кислорода обладает тополь. Разные породы древесно-кустарниковых растений обладают неодинаковой интенсивностью фотосинтеза и поэтому выделяют различное количество кислорода, например деревья с большей лиственной массой выделяет кислорода больше.

Насаждения очищают воздух от промышленных и выхлопных газов (эффективность борьбы полос зеленых насаждений с вредными выбросами автомобильного транспорта может варьироваться в довольно широких пределах – от 7 до 35%). Зеленые насаждения, расположенные на пути потока загрязненного воздуха, разбивают первоначальный концентрированный поток на различные направления. Таким образом, вредные выбросы разбавляются чистым воздухом, и их концентрация в воздухе уменьшается.

Газопоглотительная способность отдельных древесно-кустарниковых пород растений в зависимости от различных концентраций вредных газов в воздухе неодинакова и зависит от степени их чувствительности к различным загрязняющим веществам. Необходимо учитывать, что растения с повышенной интенсивностью фотосинтеза имеют меньшую устойчивость к газам.

Исследования и многолетние наблюдения показали, что лучшими поглотительными качествами обладают липа мелколистная, ясень, сирень обыкновенная и жимолость.

К слабоповреждаемым породам относятся вяз (шершавый и гладкий), ель колючая, ива древовидная, клен ясенелистный, осина, тополь (берлинский, бальзамический, канадский и черный), яблоня сибирская, акация желтая, боярышник сибирский, вишня дикая, калина обыкновенная, смородина черная, можжевельник (казацкий и виргинский); к среднеповреждаемым – береза бородавчатая, ель Энгельмана, лиственница сибирская, рябина обыкновенная, ива корзиночная, клен татарский и другие виды.

Из трав наибольшей устойчивостью к газам обладает овсяница луговая, наименьшей – полевица белая. Подкормка азотными удобрениями, а также известкование, улучшающее водный режим почв, заметно повышают устойчивость растений к газам.

Таблица 4. Наилучшие зеленые фильтры для биологической очистки атмосферного воздуха в городах России

1 га деревьев хвойных пород задерживает 40 т пыли/год, а лиственные – около 100 т пыли/год – результаты изучения пылезадерживающей роли древесных и кустарниковых посадок свидетельствуют о том, что на озелененный участках микрорайонов запыленность воздуха на 40% ниже, чем на открытых или застроенных площадках.

Пыль, увлекаемая нисходящими токами воздуха, оседает на листьях, но и в безлиственный период деревья уменьшают запыленность воздуха на 37%. Наибольшей пылезадерживающей способностью обладают породы деревьев и кустарников с шершавыми, покрытыми ворсинками листьями (вяз, липа, клен, сирень).

Газон наряду с деревьями и кустарниками также задерживает пыль. Не случайно в последнее время в практике озеленения все чаще отдается предпочтение ландшафтному или свободному стилю проектирования, при котором 60% и более благоустраиваемой территории отводится под газон.

Фитонциды растений и ионизация воздуха. Многие растения выделяют в воздух летучие биологически активные вещества – фитонциды, убивающие и подавляющие рост и развитие микроорганизмов. Многие из фитонцидов были выделены в чистом виде, и их химическую природу удалось установить. Оказалось, что у одних растений фитонциды – это органические кислоты, а у других – эфирные масла и алкалоиды; и в тканях различных растений фитонциды распределены неравномерно.

К фитонцидам относятся как летучие, так и нелетучие вещества растений. Все это антибиотики растительного происхождения. Летучие фитонциды способны оказывать свое действие на расстоянии; нелетучие образуются в соке тканей в момент повреждения клеточных оболочек растения, но кроме этого, фитонциды могут выделяться и неповрежденными листьями (например, фитонциды листьев дуба и березы). Количество этих веществ изменяется в зависимости от сезона, физиологического состояния растения, времени суток и почвенно-климатических условий. Больше всего их приходится на время цветения.

Изначально считали, что только растения-эфироносы обладают фитонцидными свойствами, но исследования показали, что данное явление свойственно всему растительному миру в той или иной степени. Поэтому в парках воздух содержит в 200 раз меньше болезнетворных микроорганизмов, чем на улицах города, при этом в зеленых массивах уже на расстоянии 30 метров от проезжей части улицы в 2 раза меньше микробов, чем на транспортных магистралях. Причем в чистых сосновых лесах и лесах с преобладанием сосны (до 60%) бактериальная загрязненность воздуха в 2 раза меньше, чем в березовых. Недаром многие санатории и больницы построены в сосновых борах. Фитонциды этого дерева, как правило, увеличивают защитные силы организма, тонизируют его.

Можжевельник выделяет фитонцидов примерно в 6 раз больше, чем остальные хвойные породы, и в 15 раз больше, чем лиственные. В нашей стране более 20 видов можжевельника, но это растение очень чувствительно к загрязнению воздуха промышленными отходами. Поэтому его высаживание, к сожалению, не приемлемо в крупных промышленных городах и на территориях санитарно-защитных зон.

Из 15 видов эвкалипта только лишь эвкалипт шаровидный способен уничтожить вирус гриппа. А быстрее всех уничтожают микробы и вирусы листья тополя и березы – в течение 3 часов.

Вследствие очень стремительного распространения информации о том, что фитонциды растений, проникая через легкие и кожу в организм человека, предохраняют его от инфекционных заболеваний, положительно влияют на обмен веществ, благоприятно действуют на психику, повсеместно стали выращивать на балконах ели и другие хвойные породы специальных карликовых видов, которые наполняют квартиры живительным лесным ароматом. В этом случае не стоит забывать, что большое значение имеет сочетаемость фитонцидов различных растений. Так, дуб, береза и тополь помогают друг другу: содержащиеся в этих деревьях летучие вещества попадают в один спектр. А вот растения различных спектров, например, лаванда и роза, угнетают друг друга своими фитонцидами. Новый биологический метод – экологический фитодизайн – занимается вопросами правильного совмещения растений с выраженными фитонцидными и газопоглотительными свойствами, используемых для санации и оздоровления воздушной среды помещений.

Итак, из древесно-кустарниковых пород, обладающих антибактериальными свойствами, положительно влияющими на состояние воздушной среды городов, следует назвать акацию белую, барбарис, березу бородавчатую, грушу, граб, дуб, ель, жасмин, жимолость, иву, калину, каштан, клен, лиственницу, липу, можжевельник, пихту, платан, сирень, сосну, тополь, черемуху, яблоню. Фитонцидной активностью обладают и травянистые растения – газонные травы, цветы и лианы.

Городская растительность способствует еще одному явлению, благотворному для человека, – повышению ионизации воздуха. Ионизация – процесс очищения воздуха путем обогащения его легкими отрицательно заряженными частицами или ионами.

Существуют аэроионы, которые могут нести отрицательный или положительный заряды. Наиболее благоприятное воздействие на окружающую среду оказывают отрицательные ионы (легкие). Носителями положительно заряженных (тяжелых) ионов обычно являются ионизированные молекулы дыма, водяной пыли и паров, загрязняющих воздух. Следовательно, чистота воздуха в значительной мере определяется соотношением количества легких и тяжелых ионов.

Существенной качественной особенностью кислорода, вырабатываемого зелеными насаждениями, является насыщенность его ионами, несущими отрицательный заряд, в чем и проявляется благотворное влияние растительности на состояние человеческого организма. Для более ясного представления о возможности растений обогащать воздух отрицательными легкими ионами можно привести следующие данные: число легких ионов в 1 см 3 воздуха над лесами составляет 2000 – 3000, в городском парке – 800, в промышленном районе – 200 – 400, в закрытом многолюдном помещении – 25 – 100.

На ионизацию воздуха влияет как степень озеленения, так и природный состав растений. Лучшими ионизаторами воздуха являются смешанные хвойно-лиственные насаждения. Сосновые насаждения только в зрелом возрасте оказывают благоприятное воздействие на его ионизацию, так как вследствие выделяемых молодыми сорняками паров скипидара концентрация легких ионов в атмосфере снижается. Летучие вещества цветущих растений так же способствуют повышению в воздухе концентрации легких ионов. Ионизация лесного кислорода в 2 – 3 раза выше по сравнению с морским и в 5 – 10 раз по сравнению с кислородом атмосферы городов.

В наибольшей мере способствуют повышению концентрации легких ионов в воздухе акация белая, береза карельская и японская, дуб красный и черешчатый, ива белая и плакучая, клен серебристый и красный, лиственница сибирская, пихта сибирская, рябина обыкновенная, сирень обыкновенная, тополь черный.

Загрязнение атмосферного воздуха наносит огромный ущерб: болеют люди .(в дыхательных путях человека задерживается от 13 до 48% содержащихся ib воздухе примесей), гибнут растения, -снижается урожайность сельскохозяйственных культур, теряется ценное сырье, затрачиваются средства на очистку приточного воздуха. Например, в США убытки, вызванные загрязнением воздуха ¡промышленными предприятиями, оцениваются в размере до 12 млрд. долларов в год.[ . ]

Исследования М. С. Гольдберга :[3, 22, 23] показали, что травмы глаз, вызываемые летучей золой и другими загрязнениями воздуха, составляют от 30 до 60% всех глазных заболеваний. Причем, если на периферии города, в хорошо озелененном районе, тамие травмы составляют всего 1,08% всех глазных заболеваний, то в районе промышленных предприятий— 22,95%, а в районе мощной ТЭЦ — 30,3%.[ . ]

История мирового здравоохранения насчитывает несколько катастрофических случаев, связанных с загрязнением воздуха. Та«, в декабре 1930 г. в Долине реки Мез (Бельгия), где сосредоточено много промышленных предприятий, наблюдались сильные туманы при безветрии. Уже на третий день такой погоды •у населения возникли массовые поражения дыхательных путей.[ . ]

В декабре 1952 г. такая же обстановка сложилась :в районе Лондона, где в результате ■токсического тумана число смертей за две недели превысило обычные показатели на 4000.[ . ]

Все эти факты показывают, какое важное значение имеет борьба с загрязнением атмосферного воздуха.[ . ]

Пыль, дым и газы, как указывалось выше, снижают напряженность прямой солнечной радиации и, что особенно важно, уменьшают количество ультрафиолетовых лучей, наиболее данных в солнечном спектре для человеческого организма.[ . ]

Положительные результаты достигнуты в борьбе с загрязнением воздуха ,в Москве. Использование газа и электроэнергии вместо других видов топлива, а также повышение уровня благоустройства — увеличение количества насаждений, ¡применение усовершенствованных покрытий, улучшение режима уборки— привело к тому, что за последние 1-0 лет запыленность воздуха сократилась -в 5—6 раз, а загрязнение сернистым газо-м сократилось в 3—4 раза.[ . ]

Мониторинг качества атмосферного воздуха – это систематические наблюдения за состоянием атмосферы, содержанием в ней вредных веществ. Эта работа очень важна в связи с ростом загрязненности. Для обеспечения мониторинга атмосферного воздуха города используется современная организационная и технологическая база. Наблюдение может осуществляться на стационарных постах или в передвижных лабораториях.

Основные загрязнители

Человеческая деятельность способствует увеличению концентрации в атмосферном воздухе пыли, сажи, жидких аэрозолей и молекул химических веществ.

Пылевое загрязнение связано как с естественными причинами, так и с сельскохозяйственными работами, строительством, промышленностью, движением машин и т. д. Любая пыль (а не только промышленная) вредна для органов дыхания человека. Самой вредной считается асбестовая пыль. Некоторые виды пыли могут содержать радиоактивные вещества и другие вредные компоненты. Пылевое загрязнение влияет на радиационный баланс и характер выпадения атмосферных осадков. Оно слегка тормозит вызванное человеком глобальное потепление. Для борьбы с атмосферной пылью создаются защитные лесополосы, посадки деревьев, фильтры. Иногда применяют обводнение территории, насыпку грунта, на который затем сажаются растения. Тем, кто вынужден постоянно или часто вдыхать пыль, рекомендуются индивидуальные средства защиты.
Выбросы сажи связаны с работой автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий, мусорных свалок. Она выделяется при сжигании пластмассы, угля, нефти и нефтепродуктов, биомассы, а иногда и природного газа. Сажа может абсорбировать вредные вещества и в этом случае она вредна для здоровья человека. Сама по себе сажа – это продукт сжигания органики, который не является токсичным. Она уменьшает поток солнечного излучения, а при попадании на снег или лед ускоряет его таяние, способствуя глобальному потеплению.
Химические аэрозоли образуются при реакции соединений серы или азота с водяным паром с образованием капелек кислот. Выпадая на поверхность, они могут вызвать кислотные дожди. Также аэрозоли являются причиной увеличения облачности и повышения отражательной способности Земли. Аэрозоли заметно тормозят глобальное потепление. Соединения серы и азота выделяются при работе автотранспорта, ТЭЦ, промышленных предприятий. А так же при вулканических извержениях.
Газовые (молекулярные) вещества очень разнообразны и выделяются при различных естественных и антропогенных процессах. Наибольшее значение имеют выбросы вредных для здоровья веществ и парниковых газов. Парниковые и озоноразрушающие газы нередко остаются в атмосфере на столетия и оказывают повсеместное воздействие на радиационные потоки. Выше всего в атмосферу проникает метан, который имеет самую легкую молекулу, что делает его универсальным парниковым газом.

Зачем проводится экологический мониторинг

Концентрация загрязнителей в атмосферном воздухе непостоянна и зависит от многих причин. Поэтому требуются систематические наблюдения за его составом. Они позволяют вычислить средний уровень загрязненности, зависимость уровня загрязнения от направления ветра, определить динамику загрязнения и его состав. Наиболее важен мониторинг вблизи автотрасс, промышленных предприятий, в центральных частях города, а также в местах, удаленных от человеческой деятельности.

Результаты экологического мониторинга атмосферного воздуха важны для принятия решений, как на местном, так и на государственном уровне. Высокое транспортное загрязнение говорит о необходимости разгрузки автотрасс, строительстве объездных путей вокруг города. Если сильное загрязнение обнаруживается вблизи промышленных объектов, то это значит, что необходимы меры по улучшению работы очистных сооружений или требуется расширить санитарно-защитную зону. Рост содержания загрязняющих веществ на удаленных станциях свидетельствует о неблагоприятных региональных или глобальных тенденциях, когда решение проблемы возможно только на государственном или международном уровне.

Методы мониторинга

Мониторинг загрязнения атмосферного воздуха может проводиться по-разному. Обычно используют 3 варианта:

Стационарный, когда все наблюдения производят из одной наблюдательной станции.
Маршрутный, когда для наблюдения используют несколько точек для отбора проб.
Передвижной, когда замеры производят из разных точек, в зависимости от направления ветров.

Стационарный мониторинг

Стационарный мониторинг используется для длительного и качественного наблюдения, сходного с наблюдением на метеостанции. Такие лаборатории размещают в наиболее удобных местах. Полученные данные позволяют оценить динамику уровня загрязнения в течение длительного времени. Причем как в целом, так и по отдельным компонентам. Отбор проб производится регулярно.

Маршрутный вид мониторинга

Маршрутные наблюдения позволяют охватить сразу несколько точек, когда установка постов в каждой из них является нецелесообразной. При этом получается довольно детальное исследование состава воздуха на определенной территории. Для осуществления таких наблюдений используется автотранспорт. Отбор проб производится в одних и тех же точках местности. Лаборатория на колесах может осилить до 10 наблюдательных точек в день, однако в среднем для наблюдений используют от 3 до 5 точек. Замеры проводятся в одно и тоже время, а порядок посещения мест не меняется.

Передвижной мониторинг

Передвижные посты наблюдения, которые часто называют подфакельными, используются для взятия проб непосредственно возле предприятия. Для таких наблюдений также используют автотранспорт. При этом соблюдается некоторое расстояние от дымовых труб до мест замеров. Количество точек замеров велико, их местоположение и время замера определяется по ситуации или спонтанно. Взятие проб происходит в течение короткого промежутка времени.

Общими правилами для любых точек замеров является открытая местность и наличие под ногами плотного грунта или покрытия.

Особенности стационарных наблюдений

Перед установкой стационарных павильонов производятся следующие мероприятия:

Определяются предварительные концентрации загрязняющих веществ, для чего используют расчеты и данные других постов наблюдений.
Изучаются особенности рельефа и характер застройки.
Изучаются планы по будущей застройке данной территории, особенно в отношении промышленных предприятий.
Осуществляются комплексные исследования метеорологической обстановки в данной местности.
Определяется предполагаемая роль транспорта и энергетики.

Число стационарных постов в населенном пункте определяется его размерами, числом жителей, экологической обстановкой, количеством зелени. Если экологическая обстановка не является благоприятной, то посты могут размещаться из расчета: 1 пост на 5–10 км. Располагаются наблюдательные посты в разных экологических условиях: возле трасс, в зеленых насаждениях, в жилых и промышленных зонах.

Особенности передвижных лабораторий

Температура внутри салона автомобиля не должна быть выше 35 °С.
Допустимые величины атмосферного давления должны находиться в пределах 680–790 мм рт. ст.
Верхний предел допустимой влажности составляет 80 процентов.
Даже на твердом искусственном покрытии скорость движения не должна превышать 50 км/ч.

Для определения направления и скорости ветра используют датчик, который находится на крыше автомобиля.

Что дает мониторинг качества воздуха

Системы мониторинга атмосферного воздуха важны в связи с влиянием вредных веществ на здоровье человека и состояние окружающей среды. В некоторых странах, например, в Индии, загрязнение воздуха является одной из главных причин болезней и преждевременной смертности. Измерения состава атмосферного воздуха позволяет оценить концентрацию загрязняющих веществ и выявить случаи превышения их уровня над ПДК. При наличии такового может иметь смысл разработка комплекса мер по снижению уровня до безопасного. Основные цели мониторинга загрязнения атмосферного воздуха:

Сбор информации по количеству и динамике загрязняющих веществ в зоне наблюдений.
Разработка адекватных мер по снижению загрязненности.
Снижение вреда от работы промышленных предприятий для проживающих в зоне наблюдений людей.
Оценка уровня транспортного загрязнения на улицах городов.
Оценка целесообразности размещения на исследуемой территории новых промышленных предприятий или транспортных развязок.
Создание базы данных по экологической ситуации на исследуемой территории.

Государственный мониторинг атмосферного воздуха

Вся информация, полученная при наблюдении за качеством атмосферного воздуха, затем анализируется экологами. С течением времени методики измерений становятся более простыми и доступными. В России государственный мониторинг загрязнения атмосферного воздуха ведется повсеместно. Он является одним из компонентов государственного мониторинга окружающей среды. Осуществляется федеральными и другими органами исполнительной власти в соответствии с порядком, принятом Правительством РФ. Список объектов, где мониторинг атмосферного воздуха является обязательным, устанавливается территориальными органами власти.

Заключение

Таким образом, мониторинг состояния атмосферного воздуха - это очень важная в современном мире работа. От ее качества зависит здоровье и благополучие многих людей. Методы мониторинга атмосферного воздуха различны и зависят от поставленных задач и условий местности. Естественно, что одного лишь слежения недостаточно для решения экологических проблем. Оно лишь предоставляет властным структурам и общественности необходимую информацию. На ее основе необходимо принимать адекватные меры по снижению уровня загрязненности атмосферы.