The Village запускает новую рубрику, в которой будет рассказывать о самых интересных и неожиданных научных работах о городе. В первом выпуске — диплом Дмитрия Мазура о том, какие вредные вещества содержатся в московском воздухе и почему никто не контролирует их содержание.

В атмосферу любого крупного города попадают выбросы от бытовых свалок, работающих промзон, транспорта. Гигиенические нормы, утверждённые Роспотребнадзором, требуют контролировать содержание в воздухе населённых пунктов более 600 различных вредных веществ, но департамент природопользования и охраны окружающей среды Москвы еженедельно отчитывается только о 20. Студент химфака МГУ Дмитрий Мазур участвовал в исследовании Лаборатории физико-химических методов анализа строения вещества, чтобы выяснить, из чего на самом деле состоит атмосфера Москвы и насколько опасен городской воздух.

  

Защита диплома: Чем дышат москвичи. Изображение № 1.

Дмитрий Мазур

Cтудент 5-го курса химфака МГУ

Кафедра органической химии

 

 

Проблема

Исследователи окружающей среды во всём мире ориентируются на стандарты Агентства окружающей среды США (US EPA), поскольку там наиболее подробно изучены возможные вредные свойства различных веществ и методики анализа. Всего приоритетных экотоксикантов (самых вредных для человека и других организмов веществ) насчитывается больше 100, но каждый американский город формирует собственный список в зависимости от того, какие промышленные предприятия расположены поблизости, от метеоусловий и других факторов.

В России существуют отдельные нормативы для воды, почвы и воздуха. Федеральный список контролируемых вредных веществ, составляемый Роспотребнадзором, состоит из более чем 600 пунктов. Однако московский департамент природопользования и охраны окружающей среды отчитывается о содержании в воздухе всего 18 вредных компонентов: неорганических газов, пыли, оксида ванадия (V), бензола, толуола, этилбензола, ксилолов, фенола, формальдегида, бензпирена, нафталина. В отчётах департамента утверждается, что ситуация в Москве соответствует нормам, но мало кто задумывается, что сами нормы могут быть неадекватными.

Чтобы выяснить, какие вредные вещества содержатся в атмосфере Москвы, группа химиков из МГУ провела подробный анализ. 

 

Исследование

Чтобы понять, что происходит с московским воздухом, химики стали исследовать снег. В воздухе концентрация вредных веществ непостоянная и неравномерная. И чтобы получить объективную картину, надо отбирать большие объёмы воздуха. К тому же проводить исследования надо регулярно.

А снег, как губка, впитывает всё из воздуха и сохраняет даже не очень устойчивые соединения. То есть в марте можно получить картину всего, что происходило с городской атмосферой в течение целой зимы.

Защита диплома: Чем дышат москвичи. Изображение № 2.

Нужно было найти такие места, с которых в течение зимы снег не убирали — в относительном отдалении от дорог и пешеходных пространств. При этом, чтобы получить объективную картину по городу, надо было взять пробы в удалении от точечного загрязнения. То есть не рядом с дорогами, не на свалках, не в местах утечки топлива.   

Учёные взяли 8 проб по периметру Москвы, то есть вдоль МКАД.

                   

Результаты

Всего в московском снеге учёные обнаружили более 500 разных веществ, которые можно поделить на несколько категорий.

Опасные

Все вещества, перечисленные ниже, — токсичные, то есть могут нанести вред окружающей среде. Они также опасны для человека, некоторые являются канцерогенами, то есть вызывают онкологические заболевания. Департамент природопользования наличие их в воздухе не контролирует. При этом, если они содержатся в снеге, значит есть в московском воздухе. Но для того чтобы определить их количество в атмосфере, необходимо проводить более комплексные и дорогостоящие исследования.

Количество вредных веществ, обнаруженных в снеге, не совсем корректно сравнивать с нормативами, разработанными для атмосферы, но можно сравнить хотя бы с нормативами, разработанными для воды, используемой в рыбохозяйственных целях: когда этот снег растает, он попадёт в московские водоёмы.

Нефтяные углеводороды

Откуда: транспорт и промзоны

Вред: поражают сердечно-сосудистую и нервную систему

Предельно допустимое значение: 50 мкг/л

Восток 

результат анализа: 56

превышение нормы

12 %

Юг

результат анализа: 62

превышение нормы

24 %

 

Запад

результат анализа: 43

превышение нормы

нет

Север

результат анализа: 64

превышение нормы

28 %

Бензaпирен

Откуда: транспорт и промзоны

Вред: вызывает онкологические заболевания

Предельно допустимое значение: 0,005 мкг/л

Восток

результат анализа: 0,49

превышение нормы в

98

раз

Юг

результат анализа: 0,19

превышение нормы в

38

раз

 

Запад

результат анализа: 0,02

превышение нормы в

4

раз

Север

результат анализа: 0,17

превышение нормы в

34

раз

 

Полихлорированные бифенилы 

Откуда: используются в трансформаторах и конденсаторах, гидравлических жидкостях, замазках, клеях

Вред: разрушает эндокринную систему

Предельно допустимое значение: 0 мкг/л

Восток 

результат

анализа:

0,7

Юг

результат
анализа:

0,67

 

Запад

результат анализа:

0,55

Север

результат анализа:

0,76

Дибутилфталат

Откуда: широчайшее использование при изготовлении пластика

Вред: вызывает нарушения в развитии эмбрионов

Предельно допустимое значение: 1 мкг/л

Восток

результат анализа: 226

превышение нормы в

226

раз

Юг

результат анализа: 180

превышение нормы в

180

раз

 

Запад

результат анализа: 168

превышение нормы в

168

раз

Север

результат анализа: 275

превышение нормы в

275

раз

 

Тяжёлые металлы

Откуда: промышленные производства

Вред: накапливаются в организме,
нарушают баланс веществ

Предельно допустимое значение: 1 мкг/л

V (ванадий)

Восток

результат анализа: 14

превышение нормы в

14

раз

Юг

результат анализа: 8,7

превышение нормы в

8,7

раз

 

Запад

результат анализа: 168

превышение нормы в

168

раз

Север

результат анализа: 275

превышение нормы в

275

раз

Cu (медь)

Восток

результат анализа: 11

превышение нормы в

11

раз

Юг

результат анализа: 12

превышение нормы в

12

раз

 

Запад

результат анализа: 8,9

превышение нормы в

8,9

раз

Север

результат анализа: 10

превышение нормы в

10

раз

В пробах были обнаружены и другие тяжёлые металлы.

 

Неопасные

В московском снеге нашли, например, много косметических консервантов: они используются при изготовлении косметики для того, чтобы она дольше служила. Это, в общем, находка интересная, но так как такие вещества не причиняют вреда человеку, исследователи не заостряли на них внимание.

Неизвестные

Неожиданно широко представленным классом органических соединений оказались эфиры фосфорной кислоты. Многие из них используются при изготовлении пластика. Другие находят широкое применение в качестве антипиренов — химических веществ, препятствующих возгоранию. Антипирены повышают огнестойкость материалов. Их становится всё больше в объектах окружающей среды (концентрация в одной из проб составила 27 мкг/л), но пока мало данных об опасности, которую они могут представлять.

 

Если ваше исследование или диплоная работа позволяет решить какие-либо городские проблемы или по-новому посмотреть на город и его жителей, присылайте информацию на адрес [email protected].