Оценка влияния противогололёдных материалов на характеристику сточных вод централизованной системы водоотведения

Введение. Использование в зимний период противогололёдных материалов (ПГМ) наряду с полезными функциями сопровождается негативными последствиями их воздействия на объекты окружающей среды (ООС) и на здоровье человека. В настоящее время изучены токсические свойства многих противогололёдных реагентов (ПГР), входящих в состав ПГМ, и контролируется ряд позиций их воздействия на ООС. Основная утилизация снежной массы осуществляется через стационарные снегосплавные пункты (ССП). Именно это мероприятие связано с высокой нагрузкой на ООС, особенно на водные объекты, и требует сведений по токсичности, динамике поступления, составу поллютантов, в том числе входящих в состав ПГМ.

Целью исследования явилось изучение роли ПГМ в характере загрязнения вод в очистных системах ССП и степени возможного загрязнения открытых водоёмов, в частности рек.

Материал и методы. Проанализированы образцы доставленного на стационарные снегосплавные пункты ГУП «Мосводосток» снега, собранного с территории г. Москвы; образцы воды из резервуаров, где проходит очистка; а также пробы сточной воды перед сбросом в реку. Использованы химико-аналитические методы и широкий спектр методов биотестирования.

Результаты. Через снегосплавные пункты в составе снежной массы противогололёдные материалы попадают в водоёмы и реки г. Москвы. Это сопровождается увеличением в них ряда сопутствующих элементов (Zn > 1 мг/л и др.) и легкорастворимых солей (значения минерализации достигают 4830 мг/л).

В водах рек уровень минерализации в ряде случаев достигает максимально допустимой величины (1000 мг/л) или незначительно превышает это значение (1125 мг/л). Устанавливается превышение по ряду элементов, как основных компонентов ПГМ, так и сопутствующих (Zn, Fe, Al и др.). Методы биологического контроля с привлечением биотестов подтверждают в ряде случаев наличие негативного действия.

1. Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Власов Д.В., Терская Е.В. Геохимия снежного покрова в восточном округе Москвы. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2012; 4: 14-24

2. Glushko A., Bessarabov A., Priorov G. CALS-system of Ecological Monitoring of Road Anti-icing Materials on the Major Environmental Components. Chem Eng. 2018; 70: 451-6.

3. Soundararajan P. et al. Evaluation of relative toxicity caused by deicing agents on photosynthesis, redox homeostasis, and the osmoregulatory system in creeper-type plants. Hortic Environ Biote. 2019; 60 (2): 175-86.

4. Хомяков Д.М. Противогололёдные реагенты на объектах дорожного хозяйства Москвы. Опыт прошедшего десятилетия. Дорожная держава. 2013; 47: 92

5. Laceby J.P., Kerr J.G., Zhu D., Chung C., Situ Q., Abbasi S. Chloride inputs to the North Saskatchewan River watershed: the role of road salts as a potential driver of salinization downstream of North America’s northern most major city (Edmonton, Canada). 2019; 688: 1056-68. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.06.208

6. Примин О.Г., Тэн А.Э. Экологическая оценка использования противогололёдных реагентов в зимний период в г. Москве. Экология и промышленность России. 2018; 22 (4): 4-10.

7. Тувальбаев Б.Г., Моисеев В.И. Утилизация снего-ледовой массы - одна из перспективных муниципальных задач, решаемых городской ТЭЦ. Энергосбережение и водоподготовка. 2014; 1 (87): 8-13.

8. Примин О.Г., Пупырев Е.И., Варюшина Г.П. Системное решение проблемы уборки и утилизации снега в Москве. Водоснабжение и санитарная техника. 2015; 4: 37-8.

9. Лагунов А.Я. Снеготаялки: московский опыт эксплуатации. Строительные и дорожные машины. 2010; 1: 1-7.

10. Пигалков А.А., Щербаков В.И. Инновационная конструкция снегоплавильного пункта на базе аварийной карты очистных сооружений. Инженерные системы и сооружения. 2010; 2 (3): 169-72.

11. Кулдошина В.В., Жогаль А.В., Лупунчук М.Ю. Современные подходы к решению проблем утилизации снега. Международный технико-экономический журнал. 2018; 5: 79-84.

12. Храменков С.В., Пахомов А.Н., Богомолов М.В., Данилович Д.А., Ромашкин О.В., Пупырев Е.И. и соавт. Системы удаления снега с использованием городской канализации. Водоснабжение и санитарная техника. 2008; 10: 19-30.

13. Официальный сайт мэрии Москвы Режим доступа: https://www.mos.ru/news/item/5940073/

14. Дрябжинский О.Е., Зубкова В.М., Пугачёва Т.Г. Мониторинг содержания в снеговой воде компонентов противогололёдных реагентов и подвижных форм тяжёлых металлов. Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 2017; 28 (5): 56-69.

15. Касаткин А.В., Селицкая О.В. Использование микроорганизмов в биотехнологиях очистки поверхностного стока с автострад. Известия ТСХА. 2007; 1: 142-7.

16. Донерьян Л.Г., Водянова М.А. Биологические методы контроля объектов окружающей среды как дополнение токсикологических исследований. В кн.: Экологические проблемы современности: выявление и предупреждение неблагоприятного воздействия антропогенно детерминированных факторов и климатических изменений на окружающую среду и здоровье населения. Материалы Международного форума Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды. Воронеж; 2017. С. 144-6.

17. Водянова М.А., Ушакова О.В., Донерьян Л.Г., Евсеева И.С. Проблема применения и оценки противогололёдных препаратов в условиях мегаполисов. Современные проблемы науки и образования. 2018; 5: 53.

18. Дьячков Р. Тактика выжженной земли. Аргументы и факты. 2013; 13: 54.

19. Королев В.А., Горняков А.К. Оценка влияния противогололёдных реагентов на городские территории при инженерно-экологических изысканиях. Инженерные изыскания. 2018; 12 (1-2): 66-78. https://doi.org/10.25296/1997-8650-2018-1-2-66-78

20. Brown B.R., Bell M.M., Thompson G. Improvements to the snow melting process in a partially double moment microphysics parameterization. J Adv Model Earth Sy. 2017; 9 (2): 1150-66.

21. Hrefna Run Vignisdottir, Babak Ebrahimi, Gaylord Kabongo Booto, Reyn O’Born, Rolf André Bohne. A review of environmental impacts of winter road maintenance. Cold Reg Sci Technol. 2019; 158: 143-53. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2018.10.013

22. Жолдакова З.И., Манаева Е.С., Беляева Н.И., Голландцева А.И., Мамонов Р.А., Полторацкий А.Ю. и соавт. Научное обоснование приоритетных показателей для оптимизации контроля за химическим загрязнением р. Москва. В сб.: Современные методологические проблемы изучения, оценки и регламентирования факторов окружающей среды, влияющих на здоровье человека. Материалы Международного форума Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды, посвящённого 85-летию ФГБУ «НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина» Минздрава России. В 2 ч. М.; 2016: 209-11

23. Osada K., Shido Y., Iida H., Kido M. Deposition processes of ionic constituents to snow cover. Atmos Environ. 2010; 44 (3): 347-53. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv

24. Терехова В.А. Мотивация к применению биотестов и востребованность знаний по экспресс-контролю объектов окружающей среды. В сб.: Экология речных бассейнов Труды IX Международной научно-практической конференции. 2018: 456-9.

25. Малышева А.Г., Шелепова О.В., Водянова М.А., Донерьян Л.Г., Ушакова О.В., Юдин С.М. Эколого-гигиенические проблемы применения противогололёдных реагентов в условиях крупного мегаполиса (на примере территории города Москвы). Гигиена и санитария. 2018; 97 (11): 1032-7.

26. David J. Fairbairn, Sarah M. Elliott, Richard L. Kiesling, Heiko L. Schoenfuss, Benjamin M. Westerhoff. Contaminants of emerging concern in urban stormwater: Spatiotemporal patterns and removal by iron-enhanced sand filters (IESFs). Water Res. 2018; 145: 332-45. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.08.020

27. Zhengjun Hu, Yali Shi, Hongyun Niu, Yaqi Cai. Synthetic musk fragrances and heavy metals in snow samples of Beijing urban area, China. Atmospheric Res. 2012; 104-105: 302-5. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2011.09.002

28. Прожорина Т.И., Куролап С.А., Якунина Н.И. Эколого-геохимическая диагностика состояния городской среды по загрязнению снежного покрова г. Воронежа. Самарский научный вестник. 2015; 4 (13): 121-6.

29. Жарников В.Б., Пасько О.А., Ушакова Н.С., Макарцова Е.С. О содержании мониторинга снежных отвалов и подверженных их влиянию земель северных городов (на примере города Томска). Вестник СГУГИТ. 2019; 24 (1): 174-91. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2019-24-1-174-191

30. Терехова В.А. Биотестирование почв: подходы и проблемы. Почвоведение. 2011; 2: 190-8.

31. Долгов В.А., Лавина С.А., Никитченко Д.В. Оценка и взаимосвязь параметров токсичности различных веществ для инфузорий тетрахимена пириформис и белых крыс. Вестник российского университета дружбы народов. Серия: агрономия и животноводство. 2014; 2: 58-65.