Урало-Сибирская научно-практическая конференция

Входит ли г.Екатеринбург в зону влияния СУМЗа?
Предварительные данные 

А.А. Нульман, Р.А. Коптева 

Институт геофизики УрО РАН
620016, г. Екатеринбург, ул. Амундсена, 100; 
E-mail: nulm@igeoph.mplik.ru  

Одним из важнейших факторов, определяющих качество среды обитания, является уровень загрязнённости земной поверхности тяжёлыми металлами. Очевидно, что наибольшую опасность представляет проживание на территориях, находящихся под постоянным влиянием мощных источников. На опасном расстоянии от г. Екатеринбурга расположен Среднеуральский медеплавильный завод (СУМЗ).   

В настоящее время осуществляется контроль выбросов из заводских труб СУМЗа с определением валовых количеств нескольких тяжёлых металлов и периодические проверки состава воздуха. Контроль распределения техногенных тяжёлых металлов на земной поверхности не ведётся, тогда как именно загрязнение почв наносит наибольший вред здоровью населения.

Для успешного решения данной проблемы необходимы дешёвые и оперативные методики, позволяющие определять интенсивность загрязнения и его источник. Традиционные методы контроля, основанные на химических анализах проб, трудоёмки и дороги, а многокомпонентное загрязнение городской территории не позволяет на основании химических анализов проб, отобранных непосредственно в городе, получить информацию об источниках.

В Институте геофизики УрО РАН разработана малозатратная и оперативная методика контроля аэрогенного загрязнения почв, основанная на массовых измерениях магнитных характеристик с ограниченным применением химических анализов. Методика включает полевую магнитную экспресс-индикацию лесной подстилки и почвы и массовые магнитные исследования проб различных компонентов среды с ограниченным применением химических анализов. Данная методика позволяет при сравнительно небольших затратах времени и средств детально исследовать особенности техногенной поверхностной аномалии тяжёлых металлов и проводить мониторинг ежегодного зимнего поступления их в аномальную зону.

С 1996 года ведутся исследования аэротехногенного загрязнения на трансекте длиной 37 км в западном (наветренном) направлении от СУМЗа, где предприятие является единственным источником загрязнения. Во всех пробах снега обнаружен стандартный набор тяжёлых металлов: Cu, Zn, Pb, Fe, As, Cd, количества которых коррелируются между собой и с величинами дифференциального магнитного момента твёрдой фракции проб талого снега (dM/dH) и характерно изменяются по мере удаления от источника с превышением значений в точке максимума по отношению к 37-му км в 30 раз. Аналогичная зависимость от расстояния установлена для значений удельной магнитной восприимчивости (c) проб лесной подстилки. Это позволило величины (dM/dH)/S, где S – площадь отбора пробы, и c считать соответственно мерами ежегодной техногенной нагрузки и техногенного загрязнения территории вместо рассматривавшихся ранее химико-аналитических определений концентраций меди. Сравнение значений проб лесной подстилки, отобранных на 37-м км от СУМЗа, с данными для проб из района Висима, любезно предоставленных Е.Л.Воробейчиком, обнаружило превышение в 1.5 раза, что даёт основания предполагать влияние СУМЗа на расстоянии 37 км в западном направлении.

По данным метеорологической станции Ревда 1997-1998 годов была построена роза зимних ветров и на её основе данные, полученные на западном трансекте, были экстраполированы на все территории в разных направлениях от СУМЗа. В результате экстраполяции определены предполагаемые границы техногенной поверхностной аномалии, включающие г. Екатеринбург.

По предварительным результатам можно заключить, что тяжёлые металлы,  выпадающие на территорию г. Екатеринбурга, представляют собой мельчайшие, по-видимому, наночастицы в твёрдой и, возможно, в растворимой фазах. Работы планируется продолжить в следующих направлениях: геоморфологическое исследование зоны предполагаемой техногенной аномалии с целью теоретического определения пунктов, где СУМЗ может являться моноисточником загрязнения; их экспериментальная проверка; обработка метеорологических данных силы и повторяемости ветров в обследуемой зоне для последних 7-ми лет;  лабораторные магнитные исследования проб вещества из труб завода. Данные исследования позволят сделать обоснованное заключение о степени влияния СУМЗа на г. Екатеринбург. Последующие полевые исследования в черте городе на фоне загрязнения СУМЗа позволят выделить другие более локальные участки загрязнения тяжёлыми металлами. Подобная методика применима и для других городов, расположенных в зонах влияния крупных металлургических заводов, в частности для г. Тагила.