2. Река Банщица се намира в Западна
България. Извира от Осоговска
планина и се влива в река Струма,
която е транс-гранична и тече в
България и Гърция. Река Банщица
пресича по дължина град
Кюстендил. Тече от югозапад на
североизток. Дълга е 25 км.
Мястото на изследване
представлява незаконно
сметище непосредствено в
коритото на река Банщица, при
влизането и в град Кюстендил,
в близост до нашето училище.
3. Целта на изследването е да се насочи вниманието към
антропогенните микродетрити (фрагменти от човешки отпадъци) в
реките като фактор за седименто- и почвообразуването, особено след
наводнения.Настоящото
изследване е
фокусирано
предимно върху
антропогенните
микродетрити в
почвата и
седимента от
коритото и
надзаливната
тераса на река
Банщица.
Опробването е
извършено през
декември 2014 г.
Използвани са
бинокулярен
микроскоп “CETI”
(STAR-24ED) с
отразена бяла
светлина и с
приложение за
флуоресцентна
светлина и
вградена
дигитална камера
Използван е и
дигитален
монокулярен
микроскоп USB 2.0
DigiScope.
4. Таблица 1. Минерален състав и съдържание на
антропогенни микродетрити в изследваните препарати.
Обобщена проба, обемни проценти Vol. %.
Kварц Гнайси и шисти Други минерали Гранит
30 10 1 <1
Полиетилен Текстил Строителни материали Пластмаси
10 10 15 5
Метали Керамика Стъкло Други детрити
4 7 7 1
Фиг. 1 Профил на изследваният
седимент.
кварц
гнайс
други минерали
полиетилен
текстил
други детрити
пластмаси
метали
керамика
стъкло
строителни
5. Таблица 2. Съдържание на антропогенни микродетрити в изследваните
препарати, с изключено минерално съдържание. Обобщена проба, обемни
проценти Vol. %.
Полиетилен Текстил Строителни Пластмаси Метали Керамика Стъкло Други детрити
17 17 25.4 8.5 6.7 11.85 11.85 1.7
Фиг. 2 Профил на антропогенният микродетрит в изследваните
препарати.
полиетилен
текстил
други детрити
пластмаси
метали
керамика
стъкло
строителни
9. Минералният състав е предимно силикатен: кварц около 30%.
Преобладаващата форма е сферична, с преобладаваща средна заобленост
Част от речните материали представляват гнайси и шисти, Те са втората по
обемно съдържание група и достигат до 20%. Имат ниска степен на
сферичност и различна форма, но предимно плочковидни. Формата и
заоблеността на минералните зърна определят по-дълъг речен транспорт на
материала от склоновете на Осоговска планина. Следи от удар, които са
характерни за силна скорост на речното течение са повсеместни.
10. Съдържание на антропогенен микродетрит в почвите:
Полиетилен - различни размери, цвят и форма. Флуоресцират само безцветните. 10%
Тесктил - флуоресцира силно с наситено син цвят. 10%
Стиропор - флуоресцира слабо с бял цвят. 1%
Пластмаси - не флуоресцират. Богат набор от цветове, видове и форми. 5%
Каучукови изделия - флуоресцират с портокалово оранжев до червен цвят 1%
Хартия, целофан и станиол - станиолът отразява бялата и синята светлини. 1%
Пепел от въглища и сгур - в отделни точки на сметището достигат до 100%. 10%
Метали - желязо и цветни метали от електронни компоненти. 4%
Керамика - тухли и керемиди, фаянс с плочковидни полуръбести до, т.е.
източника на керамика най-вероятно е в сметището.
5%
Стъкла - бял, кафяв и зелен цвят, плочковидни и ръбести, т.е. близък произход. 7%
Въглища -флуоресцират със слаба кафява светлина от разграждащите се битуми. 1%
Строителни материали-цимент до 30%, филц, бои и мазилки и др. 30%
11. Влияние на антропогенните микродетрити върху
околната среда
Антропогенни микродетрити Химични
вещества
Полиетилен, текстил, стириопор, пластмаса, каучукови изделия –
могат да станат част от хранителата верига, да причинят задушаване
при животните, запушване на храносмилателната система, травми на
вътрешните органи; загниване в червата на котките, веществата, от
които е съставен полиетиленът влияят негативно върху човешкото
здраве; физичеки може да промени почвената структура и
обедняване на почвата; открихме полиетиленови фрагменти в
екстременти от птици и кучета, както и върху вакуумирани млечни
продукти (най-вече в сирене).
(C2H4)nH2, соли на
адипинова
киселина-Е355,
DEHP (ди-2-
етилхексил
фталат),
винилхлорид
Хартия, целофан и станиол - мастилото и импрегнаторите причиняват
хепатотоксичност, невроповеденческа токсичност, имунотоксичност,
репродуктивна токсичност, токсичност за белите дробове,
хормонални ефекти и слаб генотоксичен канцерогенен потенциал
(Директива на 2010/161/EU за мониторинг на перфлуороалкилирани
вещества в храни).
Pb в мастилото,
Перфлуороалкилир
аните вещества
(PFASs)
12. Влияние на антропогенните микродетрити върху
околната среда
Антропогенни микродетрити Химични вещества
Пепел от въглища и сгур – разнообразие от химични елементи, Могат да
повишат концентрацията на метали в почвата, съгласно Д.В. 54/1997 г.
S, Be, Ti, Na, Ca, Mg,
Zn, Mn, Cr, Cu, V, Hg,
As, Pb, K, Fe…
Метали - някои причиняват образуване на ракови клетки, бъбречна
недостатъчност, вродени дефекти, слепота, нервни разстройства и други.
Могат да повишат концентрацията на метали в почвата, съгласно Д.В.
54/1997 г.
Cd, As, Cr, Cu, Fe, Pb,
Mn, Hg, Zn, редки
разсеяни елементи от
електрониката
Керамика и стъкла – обогатяване на почвата с антропогенни примеси,
слабо влияние върху околната среда.
SiO2, CaCO3, глини,
импрегнанти, Pb
Въглища – канцерогенни и токсични битумни продукти. Нефтени продукти,
асфалти, катрани,
бензени
Строителни материали – висока карбонатност, повишена алкалност; някои
организми са чувствителни към повишени нива на цианурова киселина - 8
mg/L пъстърва Salmo Trutta, някои ракообразни като Branchiopoda .
Циануровата киселина /меламин/ е продукт на разпад на изделия на
химическата промишленост използвани в бита, като бои, лепила, лакове,
дезинфектанти и др. Предизвиква камъни в уринарния тракт.
CaCO3, pH>8, CYS
13. От направените изследвания се установи
замърсяване с антропогенни микродетрити на
седименти и почви, което е резултат от
нерегламентирано изхвърляне на битови,
строителни, селскостопански и други отпадъци.
Прави впечатление широкият ореол на
разпространение на полиетиленовите
микрофрагменти в почвите, поради лесното им
разпространение от вятъра, водата и
животните. Те стават част от хранителната
верига.
В екскременти на кучета и птици
установихме полиетиленови фрагменти чрез
облъчване на пробите с ултравиолетова
светлина.
С помощта на ултравиолетова лампа за
проверка на фалшиви банкноти, закупена от
обикновена книжарница за 5,90 лв.
установихме флуоресциращи
полиетиленови фрагменти в сирене и
кашкавал, опаковани във вакуумирана
найлонова опаковка (на фотографиите).
Заснемането и увеличението
изображенията може да се направи и с
обикновен мобилен телефон.
14. След наводнения или повишаване на нивото на реката, част от
отпадъците се утаяват и продължават да играят роля в седименто- и
почвообразувателният процес като разнообразни по вид, химически
състав, физични свойства и размери детрити и микродетрити.
Установени са желязо, въглища, каучук, пластмаси, цимент и хартия в
процес на разпад.
15. Екологичният мониторинг се концентрира предимно върху преките
замърсители във вид на газове и разтвори, но твърдите отпадъци имат
индиректен, но за сметка на това най-дълготраен ефект. Много от тях ще
попаднат в по-дълбоки пластове и ще се фосилизират, като ще останат в
наследство на бъдещите поколения за милиони години. Други ще се разграждат
дълго време и ще бъдат източник на замърсяващи вещества. Чрез животните
някои от тях преминават в хранителната верига и могат да достигнат до човека,
а все още темата за тяхната вреда не е добре развита. Пълнителите и
пластификаторите в пластмасите са токсични, като адипати (соли на адипинова
киселина-Е355-когато е киселинен регулатор в храна) и фталати като
поливинилхлорид, които се използват за опаковки на храни и играчки. Други
компоненти разстройват хормоналните функции или са канцерогенни, например
винилхлоридът.
16. Предложения за някои методи на пречистване на
почвата и седимента
С извършването на това научно изследване ние доказахме, че
антропогенните микродетрити в повърхностният почвен слой на
заразени територии са в достатъчно високо количество, в случая
60% и следователно могат да бъдат диагностицирани и
пречистени с помощта на различни методи.
Част от тези микродетрити могат да бъдат отделени от почвите с
помощта на магнитно поле - например за железните детрити,
наелектризиране - за хартия, дунапрен, целофан, фолио,
полиетилен, текстил. Чрез използване на вълнени “магнити”, знае
се, че битумните продукти имат свойството да залепват за
вълнени тъкани и това се използва за пречистване на нефтени
разливи. С облъчване с ултравиолетова светлина пък по-бързо
се разлагат полимерите и органичните съединения.
18. Установените в изследването микродетрити най-вероятно влияят
негативно на околната среда, което се потвърждава от наши предишни
изследвания на химичните и физичните параметри на водата в
изследвания пункт, а именно повишено съдържание на цианурова
киселина CYS=12mg/L, повишена алкалност pH=9, повишено карбонатно
съдържание CaCO3=253mg/L (Сотиров и др. 2014, 2013). Това
потвърждава, че сметището е източник на замърсяване. Такива данни
имаме измерени за 3 км от дължината на реката.
pH ЕC,
μS
TDS,
ppm
t°C
во-
да
NO3,
mg/l
NO2,
mg/l
Cl,
mg/l
CYS
mg/l
Обща
тв.
CaCO3
,
mg/l
Cu,
mg/l
Fe,
mg/l
Общ
радиаци
онен
фон
μSv/h
Радиоак
ти-
вност
на
водата,
μSv/h
Радиоак
тивност
на
седимен
та,
μSv/h
9 0,52 237 5,9 10 5 0,15 12 253 0,19 0,04 0,20 0,20 0,24
19. Апаратура
Измерванията на водата са
извършени с инструмент "Хана"
HI9813-6, който измерва
киселинността на водата (рН),
температура на водата (t, ° C),
електропроводимост (ЕС, µS), общо
разтворени сяра (TDS, ppm) . Общият
радиоационен фон и
радиоактивността на водата са
измерени с гайгеров брояч "Radex"
RD1503 . Свободен, общ и
комбиниран хлор Cl, киселинност рН,
цианурова киселина CYS, обща
твърдост СаСО3, свободна, обща и
комбинирана мед Cu и желязо Fe бяха
установени с спектрален фотометър
"Lovibond“. Нитратно NO3- mg/l и
нитритно NO2- mg/l съдържание във
водата са установени чрез тестови
ленти с обхват 0-10-25-50-100-250-500
mg/l.
„Hanna” HI9813-6
“Radex”
RD1503.
20. ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА
Витов, О., Сотиров, А. (2014). Mинералния състав на пясъците от реките в
Kюстендилско, с екологични рискове за качествата на почвите, водите и
строителните материали. Списание Екологично инженерство и опазване на
околната среда, 3-4, 86-93.
Сотиров, A., Малууд, Д., Пищалов, Н., Везенкова, Р., Йерусалимова, М., Станчев,,
Л., Расулски, Т., Савова, С. (2014). Влияние на някои притоци върху
замърсяването на река Струма. Списание Екологично инженерство и
опазване на околната среда, 3-4, 25-32.
Pettijohn, F. 1975. Sedimentary rocks. – Harper and Row, Baltimore 746 pp.
Pettijohn, F., P. Potter, R. Siever. 1972. Sand and Sandstone. – Springer, New York 618 pp.
Sotirov, A. (2014). Environmental monitoring of town Kyustendil Bulgaria. E3 Journal of
Environmental Research and Management, Vol. 5(2). pp. 019-041.
Stach, E., Mackowsky, M., Teichmüller, M., Taylor, G.H., Chandra, D., Teichmüller, R.
1982. Stach’s textbook of coal petrology. Berlin-Stuttgart, Gebrüder-
Borntraeger; 538 pp.
Taylor, G.H., Teichmüller, M., Davis, A., Diessel, C.F.K., Littke, K., Robert, P. 1998.
Organic petrology. Berlin-Stuttgart, Gebrüder-Borntraeger; 704 pp.
21. И нашата първа публикация:
Сотиров, А., Везенкова Р., Велинов, Д., Ефтимова, М., Кирилов, Д. (2015).
Антропогенните микродетрити като фактор за съвременното седименто-
и почвообразуване. Списание Екологично инженерство и опазване на
околната среда, под печат
22. Благодарим за
вниманието!
Този проект е
реализиран
с помощта на
г-н Антон Сотиров и
г-жа Росица Везенкова!
Мелани, Даниел и Денислав
Томас и Лъчезар
