Влияние загрязняющих веществ в воздушной среде мегаполиса на естественную ионизацию воздуха пригородной лесной зоны

Цель данной работы – определение состояния воздушной среды лесного массива от экологической обстановки мегаполиса (г. Красноярск). Задачи: провести исследования физических и химических свойств лесного воздуха – наличие отрицательных и положительных ионов; сравнить данные проведенных исследований за период 1998–2021 годов; провести анализ динамики загрязняющих веществ воздушной среды мегаполиса за период 2015–2019 гг.; получить математические зависимости влияния загрязняющих веществ мегаполиса на ионизацию воздуха пригородных лесных зон. Объектами исследования являются: естественная ионизация воз духа пригородной лесной зоны – количество отрицательных и положительных ионов; загрязняющие вещества воздушной среды мегаполиса. Измерение ионизации проводилось счетчиком аэроионов малогаборитным МАС 01 в течение 13 лет в теплый период года. Анализ количества загрязняющих веществ проводился по данным Государственного доклада о состоянии и охране окружающей среды за период 2015–2019 гг. В статье приведены данные по загрязняющим веществам, наиболее влияющим на снижение количества отрицательных ионов лесного воздуха, его целебные свойства. Получены математические зависимости влияния загрязняющих веществ на количество отрицательных ионов воздушной среды и коэффициент униполярности пригородных зон, определены значимые факторы, по которым получена математическая модель, позволяющая прогнозировать влияние загрязняющих веществ воздушной среды мегаполиса на количество отрицательных ионов в пригород ной зоне. Установлено, что увеличение значимых загрязняющих веществ (оксид углерода, бензапирен, диоксид серы) на единицу приводит к снижению количества отрицательных ионов в среднем на 900 е/см3. В лабораторных условиях определено влияние отрицательных и положительных ионов на содержание пыли в воздушной среде. Полученные результаты исследований позволят прогнозировать и разработать мероприятия по созданию зон в мегаполисе, приближенных к экологически чистым регионам по состоянию воздушной среды, и разработать технические устройства по очистке воздуха в помещениях.

1. О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2015–2019 гг. : Государственный доклад / М-во экологии и рационального природопользования Красноярского края. КГБУ «ЦРМПиО ОС», Красноярск, 2016–2020.

2. Кулинич Е. И. Эконометрия. М. : Финансы и статистика, 2001. 301 с.

3. Лакин Г. Ф. Биометрия. М. : Высшая школа, 1990. 352 с. 4. Мосина Л. В. Антропогенное изменение лесных экосистем в условиях мегаполиса Москва : дис. … д-ра биол. наук. М., 2002. 374 с.

4. Рогов В. А. Влияние отрицательных ионов и летучих терпеноидов на очистку воздушной среды производственных помещений деревообрабатывающих предприятий : монография. М. : МГУЛ, 2002. 222 с.

5. Рогов В. А., Кравченко Н. В., Карлова О. В. Влияние техногенных факторов на воздушную среду лесных массивов // Решетневские чтения : материалы XXV Междунар. науч.-практ. конф., посвящ. памяти генерального конструктора ракетно-космических систем академика М. Ф. Решетнева : в 2 ч. Красноярск, 2021. С. 69–71.

6. Рогов В. А., РоговА. В., Степень Р. А. Оздоровление воздушной среды производственных помещений зелеными растениями // Химия растительного сырья. 2008. № 4. С. 181–184.

7. Рогов В. А., СтепеньР. А., Кулак В. В. Влияние летучих терпеноидов растений и отрицательных ионов на организм человека и окружающую среду в помещениях // Хвойные бореальной зоны: теорет. и научно-практ. журнал, 2015. Т. 33. С. 168–170.

8. Слепых В. В. Антимикробные и ионизирующие свойства древесной растительности под влиянием абиотических факторов : дис. … канд. биол. наук. СПб., 2010. 272 с.

9. Степень Р. А. Экологическая и ресурсная значимость летучих терпеноидов сосняков Средней Сибири // Химия растительного сырья. 1999. № 2. С. 125–129.

10. Степень Р. А., Репях С. М. Запасы терпеноидных соединений в сосновых лесах Красноярской ле состепи // Сибирский экологический журнал. 2005. Т. 12, № 1. C. 13–16.

11. Степень Р. А., Соболева С. В. Летучие выделения хвойных древесных растений и их значимость : монография. Германия : LAP LAMBERT Acad. Publ., 2017. 68 с.

12. Gaman George Artur, Călămar Angelica, Ghetie Gheorghe, Kovacs Marius, Toth Lorand. Influence of volatile organic compound emissions on the environment and aspects regarding the legislation in the field. 14th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM At: Albena, Bulgaria. June 2014. Albena, SGEM, 2014.

13. Jarmo K. Holopainen, Jonathan Gershenzon. Multiple stress factors and the emission of plant VOCs. Trends in Plant Science, 2010, vol. 15, pp. 176–184. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tplants.2010.01.006.

14. Louise A Fletcher, Lindsey F Gaunt, Clive B Beggs, Simon J Shepherd, P Andrew Sleigh, Catherine J Noakes, Kevin G Kerr. Bactericidal action of positive and negative ions in air. BMC Microbiology, 2007, no. 7:32. DOI: 10.1186/1471-2180-7-32.

15. Rogov V., Kravchenko N., Bagaeva O., Guseva A., Sugak E. Anthropogenic impact on the air environ- ment condition of megalopolis and suburban areas of forestland. E3S Web of Conferences: Regional Problems of Earth Remote Sensing (RPERS 2019). France, 2020. DOI: https://doi.org/10.1051/e3sconf/202014903013.

16. Sara Comini, Narcisa Mandras, Maria Rita Iannantuoni, Francesca Menotti, Andrea Giuseppe Musumeci, Giorgia Piersigilli, Valeria Allizond, Giuliana Banche, Anna Maria Cuffini. Positive and negative ions potently inhibit the viability of airborne gram-positive and gram-negative bacteria. MicrobiolSpectrum, 2021, vol. 9. DOI: 10.1128/Spectrum.00651-21.

17. Stephanie Licht, Austin Hehir, Stephen Trent, Darren Dunlap, Khash Borumand, Mark Wilson, Ken Smith. Use of Bipolar Ionization for Disinfection within Airplanes. Boeing, 2021. 23 p. Available at: https://www.boeing.com/confident-travel/downloads/BoeingUse-of-Bipolar-Ionization-for-Disinfection-within Airplanes.pdf.

18. Svetlana Volodarets, Aleksandr Glukhov, Irina Zaitseva. Phytoncide activity of woody plants under the conditions of steppe zone. Ekologia Bratislava, 2018, vol. 37, pp. 219–229. DOI:10.2478/eko-2018-0018.

19. Taghreed A Ibrahim, Atef A El-Hela, Hala M El Hefnawy, Areej M Al-Taweel, Shagufta Perveen. Chemical composition and antimicrobial activities of essential oils of some coniferous plants cultivated in Egyp. Iranian Journal of Pharmaceutical Research, 2017, vol. 16. DOI: 10.22037/ijpr.2017.1949.

20. Yiqi Xie, Libo Tian, Xu Han, Yan Yang. Research Advances in Allelopathy of Volatile Organic Compounds (VOCs) of Plants. Horticulturae, 2021, vol. 7, no. 278. DOI: https://doi.org/10.3390/horticulturae7090278.