Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу)
Розглянуто питання щодо можливості застосування магнітних методів для вирішення задач контролю забруднення атмосфери мегаполісів. Проаналізовано стан проблеми, представлено перші рекогносціювальні матеріали досліджень на прикладі Києва....
Збережено в:
| Дата: | 2010 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
2010
|
| Назва видання: | Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97144 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) / О.І. Меньшов // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 7. — С. 343-348. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-97144 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-971442016-03-26T03:01:55Z Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) Меньшов, О.І. Методи та технології вирішення екологічних задач Розглянуто питання щодо можливості застосування магнітних методів для вирішення задач контролю забруднення атмосфери мегаполісів. Проаналізовано стан проблеми, представлено перші рекогносціювальні матеріали досліджень на прикладі Києва. Рассмотрены вопросы о возможности использования магнитных методов для решения задач контроля загрязнения атмосферы мегаполисов. Проанализировано состояние проблемы, представлены первые рекогносцировочные материалы исследований на примере Киева. The questions about the possibility of attracting magnetic methods for control of air pollution of cities are considered. The state of the problem is analyzed, the first reconnaissance research materials on the example of Kyiv are presented. 2010 Article Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) / О.І. Меньшов // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 7. — С. 343-348. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. 2409-9430 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97144 550.83-1029.12 uk Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Методи та технології вирішення екологічних задач Методи та технології вирішення екологічних задач |
| spellingShingle |
Методи та технології вирішення екологічних задач Методи та технології вирішення екологічних задач Меньшов, О.І. Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики |
| description |
Розглянуто питання щодо можливості застосування магнітних методів для вирішення задач контролю забруднення атмосфери мегаполісів. Проаналізовано стан проблеми, представлено перші рекогносціювальні матеріали досліджень на прикладі Києва. |
| format |
Article |
| author |
Меньшов, О.І. |
| author_facet |
Меньшов, О.І. |
| author_sort |
Меньшов, О.І. |
| title |
Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) |
| title_short |
Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) |
| title_full |
Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) |
| title_fullStr |
Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) |
| title_full_unstemmed |
Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) |
| title_sort |
перший досвід застосування атмомагнітометрії в україні (на прикладі київського мегаполісу) |
| publisher |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| publishDate |
2010 |
| topic_facet |
Методи та технології вирішення екологічних задач |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/97144 |
| citation_txt |
Перший досвід застосування атмомагнітометрії в Україні (на прикладі Київського мегаполісу) / О.І. Меньшов // Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики: Зб. наук. пр. — 2010. — Вип. 7. — С. 343-348. — Бібліогр.: 17 назв. — укр. |
| series |
Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики |
| work_keys_str_mv |
AT menʹšovoí peršijdosvídzastosuvannâatmomagnítometríívukraínínaprikladíkiívsʹkogomegapolísu |
| first_indexed |
2025-07-07T04:31:31Z |
| last_indexed |
2025-07-07T04:31:31Z |
| _version_ |
1836961174222012416 |
| fulltext |
343
Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010
УДК 550.83-1029.12
© О.І. Меньшов, 2010
Київський національний університет імені Тараса Шевченка,
м. Київ
ПЕРШИЙ ДОСВІД ЗАСТОСУВАННЯ
АТМОМАГНІТОМЕТРІЇ В УКРАЇНІ
(НА ПРИКЛАДІ КИЇВСЬКОГО МЕГАПОЛІСУ)
Розглянуто питання щодо можливості застосування магнітних методів для вирі-
шення задач контролю забруднення атмосфери мегаполісів. Проаналізовано стан
проблеми, представлено перші рекогносціювальні матеріали досліджень на при-
кладі Києва.
Ключові слова: магнетизм, атмосфера, забруднення, атмомагнітометрія.
Вступ. Однією із найгостріших проблем розвитку людства є брак
чистого повітря в межах індустріальних територій та місць концентрації
потужних промислових підприємств. Не є новиною, що такі осередки
сьогодні формуються головним чином у так званих урбанізованих зонах,
мегаполісах, які часто є навіть столицями держав. Серед європейських
столиць Київ впевнено виходить на позицію лідера за рівнем забруднен-
ня. Так, наприклад, за даними міжнародної рейтингової компанії Mercer
Human Consulting, столиця України посідає 29 місце серед 215 країн за
рівнем неякісного повітря та іншими показниками забруднення. Заува-
жимо, що поряд у рейтингу знаходяться Лагос (Нігерія) та Сана (Ємен).
Москва посіла 19 місце, найбруднішою столицею визнали Баку, а найчис-
тіше місто світу – Калгарі (Канада).
В Україні індекс забруднення атмосфери розраховує Центральна гео-
фізична обсерваторія. Вона обробляє дані 162 стаціонарних постів з 53
міст України. Серед лідерів у нашій державі Донецьк, Маріуполь, Лиси-
чанськ, Дніпродзержинськ. Найчистіше повітря виявилось у Тернополі,
Чернігові, Житомирі, Івано-Франківську.
Матеріали та методи. На даний момент у Києві повітряний басейн
контролюють 16 стаціонарних постів, які розташовані у 8 районах міста.
Дані споруди є доволі громіздкими (типу кіоску) металевими об’єктами,
які кожні 20 хвилин відбирають проби повітря, проганяють його через
систему фільтрів для відбору важких металів та інших небезпечних ре-
човин. Двічі на добу отримані зразки передають до лабораторії та ана-
лізують.
344
Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010
За кордоном принцип контро-
лю повітря є подібним. Головна
відмінність полягає у автомати-
зації процесу та розгалуженості
системи контрольних пунктів.
Інформація зі стаціонарного об-
ладнання надходить до комп’ю-
терної мережі для фахового ана-
лізування. На рис. 1 зображено
обладнання, яке використовуєть-
ся у Швейцарії. Воно представ-
лене системою скловолоконних
фільтрів діаметром 15 см (Ederol, MG 227/1/60) та збирачем повітря ви-
сокого об’єму (до 720 м3 щодня) з можливістю розбраковки за розмі-
рами частинок у зразках (Digitеl DHA-8). Контролює процес та оброб-
ляє матеріали федеральна компанія Swiss Federal Laboratories for
Material Testing and Research.
Результати та їх обговорення. Описані вище методи контролю
забруднення повітряних басейнів мегаполісів як в Україні, так і за її ме-
жами характеризуються низкою недоліків. Перш за все, це суттєва
громіздкість самих стаціонарних постів, а відтак і невисока розгалу-
женість мережі спостереження. По-друге, сам процес – від збору зразків
до їх обробки – складає цілий технологічний комплекс із залученням сут-
тєвих людських та матеріальних ресурсів. Власне й елементний та
хімічний аналізи зразків є досить недешевими процедурами. Зрозуміло,
що за таких умов іде пошук нових більш експресних технологій прове-
дення екологічних досліджень, у тому числі й контролю за техногенним
забрудненням повітря великих міст.
Останнім часом у світі все інтенсивніше залучають методи, засно-
вані на явищі магнетизму речовини та принципах магнітометрії для роз-
в’язання природоохоронних задач. При цьому одним із основних завдань
необхідність оптимального вибору об’єкту досліджень. Мова йде про
Ðèñ. 1. Îáëàäíàííÿ äëÿ êîíòðîëþ ÿêîñò³
ïîâ³òðÿ (çà S. Spassov): à – çàãàëüíèé
âèãëÿä, á – ñèñòåìà ñêëîâîëîêîííèõ
ô³ëüòð³â òèïó Ederol, MG 227/1/60, â –
íàêîïè÷óâà÷ ïðîá ïîâ³òðÿ òèïó Digitel
DHA-8, ã – àâòîìàòèçîâàíà ñèñòåìà
345
Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010
вибір способу фіксації (накопичення) носіїв техногенного забруднення з
подальшою можливістю використання їх під час магнітних вимірювань.
На даному етапі найкраще вивченим об’єктом, що є індикатором заб-
руднення (власне накопичує шкідливі та магнітні речовини), ґрунтовий
покрив, дослідженням якого займаються як закордонні педомагнітологи
[1, 2, 3], так і вітчизняні фахівці [4, 5]. Важкі метали та інші небезпечні
хімічні елементи потрапляючи до структури ґрунтового покриву, часто
призводять до його суттєвих змін, що викликає формування міських
ґрунтів – урбаноземів [6]. Фактично педосфера урбанізованих територій
є дзеркалом техногенного та антропогенного навантаження на терито-
рію агломерацій. Картування ґрунтів міста за їх магнітною сприйнятли-
вістю з метою визначення ареалів забруднення важкими металами та
іншими небезпечними хімічними сполуками за кордоном поступово пе-
реходить з розряду наукової проблеми до категорії прикладних завдань
виробництва. За допомогою екопедомагнітного картування досліджено
значущі території Польщі, Словаччини, Чехії, Австрії, Німеччини та дея-
ких інших країн [7]. Водночас, такі дослідження не втрачають своєї нау-
кової актуальності, охоплюючи нові території, отже отримуючи нові нау-
кові результати [8].
Однак існують інші об’єкти, магнітний аналіз яких може допомогти у
визначенні джерел та ареалів забруднення навколишнього середовища.
Йдеться про те, що шкідливі речовини найчастіше переносяться повітря-
ними басейнами урбанізованих територій, а відтак потенційними об’єктами
досліджень стають біота, поверхні та конструкції, які здатні до накопи-
чення та фіксації відповідних небезпечних речовин.
Цікавим напрямком атмомагнетизму у даному контексті виступа-
ють магнітні дослідження листя дерев. Так у роботі [9] відзначено, що
природні біомонітори – листя пришляхових дерев, найбільше накопичу-
ють свинець та залізо (небезпечні при потраплянні в легені людини речо-
вини, які найкраще корелюють з магнітними показниками) на рівні 30 см
від поверхні землі (висота малюків) та 1,5–2 м (голова дорослої люди-
ни). Потенціал вивчення магнітних властивостей листя дерев демонст-
рується й на прикладі інших європейських міст [10]. Дослідженням маг-
нетизму листя займаються українські фахівці. Зокрема, є перші спроби
картування найбільш урбанізованих районів Києва [11].
Певні здобутки автора даної статті – магнітні дослідження снігово-
го покриву, який виступає сезонним фіксатором атмосферного забруд-
нення.
346
Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010
Повертаючись до проблеми забруднення атмосфери мегаполісів за-
уважимо, що актуальними видаються саме магнітометричні дослід-
ження повітряних басейнів великих міст та мегаполісів [12, 13, 14]. Зок-
рема, виходячи з результатів попередників, дедуктивного аналізу, що
підтверджуються практичними матеріалами, отриманими нами в ме-
жах України, існує низка шляхів забруднення міського навколишнього
середовища, передовсім – шкідливі викиди промисловості, транспорту,
які переносяться у повітрі. Зазначені полютанти омагнічують довкілля
у межах мегаполісів і їхніх околиць. Зокрема, для Києва основним дже-
релом забруднення вважається автотранспорт. Його частка у загаль-
ному обсязі викидів становить 88 %. Решта припадає на стаціонарні
об’єкти: ТЕЦ-5, ТЕЦ-6, Дарницька теплоцентраль, сміттєспалюваль-
ний завод “Енергія” та інші застарілі підприємства, що потребують не-
гайної капітальної реконструкції.
Атмомагнітні дослідження на даному етапі перебувають на стадії
становлення. При цьому важливим і першочерговим вбачається ство-
рення відповідної методики робіт. На першому етапі її розробки, тобто в
ході дослідно-методичних атмомагнітних досліджень, важливим є вико-
ристання єдиної схеми відбору зразків, їх вимірювань, обробки та інтер-
претації матеріалів, оскільки ми маємо справу зі слабкомагнітним об’єктом
і вимога “стерильності” та чистоти експерименту є очевидною.
На рис. 2 представлені деякі небезпечні частинки, які забруднюють
навколишнє середовище (за S. Spassov) та призводять до тяжких захво-
рювань людей, особливо дітей, проникаючи через повітря в організм.
Атмосферні частинки розміром
менше за 10 мкм (так звані РМ-ча-
стинки) під час дихання проника-
ють до легенів і викликають за-
пальні процеси на клітинному рівні
[15]. При цьому такі важкі метали,
як залізо, мідь, нікель, ванадій на-
копичуються біологічним чином
[16].
Ðèñ. 2. ×àñòèíêè – çàáðóäíþâà÷³ ïîâ³òðÿ
(çà S. Spassov): à – àâòîìîá³ëüí³ âèõëî-
ïè, á – çåðíà ì³íåðàë³â òà á³îãåíí³ ÷àñ-
òèíêè, â – çá³ëüøåííÿ ó 1000 ðàç³â, ã –
ëåòêà çîëà
347
Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010
Фізично процес використання магнітних методів для характеристики
атмомагнітного забруднення полягає в тому, що важкі метали відзнача-
ються певним притягуванням до оксидів заліза (носії магнетизму) [17].
Вони ніби приклеюються до поверхні феромагнетиків, а часто і потрап-
ляють до структури їх кристалічної решітки.
Рекогносціювальні матеріали магнітометричних досліджень екологіч-
ного забруднення повітряного басейну міста Києва з використанням спе-
ціальних пасток оригінальної розробки, що отримані нами на даному етапі,
вказують на залежність величини магнітної сприйнятливості від прина-
лежності досліджуваного магнітного матеріалу до того чи іншого району
міста Києва, ступеня техногенного навантаження на конкретну терито-
рію, специфіки повітряного басейну, географічної орієнтації, висоти над
поверхнею Землі тощо. Отже, із накопиченням фактичного матеріалу
найближчим часом виникне можливість картування урбанізованих тери-
торій за забрудненням повітряних басейнів на основі магнітних методів.
Висновки. За результатами атмомагнітних досліджень закордон-
них фахівців та аналізу власних рекогносціювальних матеріалів відміти-
мо, що існує взаємозв’язок між магнітними показниками та концентра-
цією різних полютантів (у тому числі важких металів) у повітрі. Атмо-
магнітометрія є більш експресним та дешевим методом контролю заб-
руднення повітряних басейнів мегаполісів порівняно із використанням
класичних схем. Перші результати вивчення магнітної сприйнятливості
атмосферних проб деяких районів Києва вказують на залежність магні-
тної величини від географічної орієнтації точок спостережень, їх висотою
над рівнем земної поверхні, техногенним навантаженням на досліджу-
вані площі.
1. Heller F., Strzyszcz Z., Magiera T. Magnetic record of industrial pollution in forest soils
of Upper Silesia, Poland // J. of geophys. research. – 103. – 1998. – P. 17767–17774.
2. Kapicka A., Petrovsky E. , Fialova H. et al. High resolution mapping of antropogenic
pollution in the Giant Mauntains National Park using soil magnetometry // Studia
geophysica at geodaetica. – 2008. – № 52. – P. 271–284.
3. Hoffmann V., Knab M., Appel E. Magnetic susceptibility mapping of roadside pollution //
J. Geochem. Expl. – 1999. – № 66. – Р. 313–326.
4. Menshov A., Sukhorada A. Pedomagnetic investigations of the main Ukrainian
megapolises // Contributions to Geophysics and Geodesy “Paleo, Rock and
Environmental Magnetism” – 11th Castle Meeting. – 38. – 2008. – P. 82–84.
5. Jelenska M., Hasso-Agopsowicz A., Kopcewicz B. et. al. Magnetic properties of the
profiles of polluted and non–polluted soils. A case study from Ukraine // Geophys. J. Int. –
2004. – № 158. – Р. 1–13.
'
348
Зб. наук. праць “Теоретичні та прикладні аспекти геоінформатики”, 2010
6. Почва, город, экология / [под общей ред. акад. РАН Г.В. Добровольского]. – М.:
Фонд “За экономическую грамотность”, 1997. – 320 с.
7. Shilton V.F., Booth C.A., Smith J.P. et. al. Magnetic properties of urban street dust and their
relationship with organic matter content in the West Midlands, UK // Atmospheric
Environment. – 2005. – № 39, Is. 20. – Р. 3651–3659.
8. Canbay M., Aydin A., Kurtulus C. Magnetic susceptibility and heavy metal contamination
in topsoils along the Izmit Gulf coastal area and IZAYTAS (Turkey) // J. of Applied
Geophysics. – 2009.
9. Maher B.A., Moore C., Matzka J. Spatial variation in vehicle-derived metal pollution
identified by magnetic and elemental analysis of roadside tree leaves // Atmospheric
Environment. – 2008. – № 42, Is. 2. – Р. 364–373.
10. Hannam J., Heller F. Magnetic investigations of roadside leaves in Zurich, Switzerland //
MAGazine Newsletter. – 2001. – № 4.
11. Бондар К.М., Віршило І.В., Стахів І.Р, Слободяник І.В. Магнітна сприйнятливість
ґрунтів і рослинності як критерій оцінки екологічних умов міста Києва // Матеріали
IX Міжнар. наук. конф. “Моніторинг геологічних процесів” – К., 2009. – С. 189–190.
12. Spassov S., Egli R., Heller F. et. al. Magnetic quantification of urban pollution sources in
atmospheric particulate matter // Geoph. J. Int. – 159. – 2004. – P. 555–564.
13. Hunt A., Jones J., Oldfield F. Magnetic measurements and heavy metals in atmospheric
particulates of antropogenic origin // Sci. Total Environ. – 1984. – 33. – P. 129–139.
14. Muxworthy A.R., Matzka J., Davila A.F., Petersen N. Magnetic signature of daily sampled
urban atmospheric particles // Atmos. Environ. – 2003. – 37. – P. 4163–4169.
15. Dreher K.L., Richhard H.J., Lehmann J.R. et. al. Soluble transition metals mediate residual
oil fly ash induced acute lung injury // J. Toxicol. Environ. Health. – 1997. – 50. – P. 285–305.
16. Diabate S., Mulhopt S., Paur H.-R. et. al. In vitro effects of incinerator fly ash on pulmonary
macrophages and epithelial cells // Int. J. Hyg. Environ. Health. – 2002. – 204. – P. 323–326.
17. Cornell R.M., Schewertmann U. The Iron Oxides VCH // Weinheim. – 1996.
Первый опыт использования атмомагнитометрии в Украине (на примере
Киевского мегаполиса) А.И. Меньшов
РЕЗЮМЕ. Рассмотрены вопросы о возможности использования магнитных мето-
дов для решения задач контроля загрязнения атмосферы мегаполисов. Проанали-
зировано состояние проблемы, представлены первые рекогносцировочные мате-
риалы исследований на примере Киева.
Ключевые слова: магнетизм, атмосфера, загрязнение, атмомагнитометрия.
The first experience of application of atmomagnetometry in Ukraine (on an
example of Kyiv megapolis) O.І. Menshov
SUMMARY. The questions about the possibility of attracting magnetic methods for
control of air pollution of cities are considered. The state of the problem is analyzed,
the first reconnaissance research materials on the example of Kyiv are presented.
Keywords: magnetism, atmosphere, pollution, atmomagnetometry.
|