Ученые выяснили, при какой концентрации дорожные реагенты вредят экосистемам
Безопасность на зимних дорогах — ключевая задача коммунальных служб. Ежегодно для борьбы со скольжением используются тысячи тонн противогололедных материалов, основу которых составляет хлорид натрия. Однако у этой традиционной смеси есть серьезный недостаток: она теряет эффективность в сильные морозы, характерные для более чем 60% территории России. Именно поэтому в производство постепенно внедряют составы с добавлением хлорида кальция, которые активны даже при -30°C. Но их применение вызывает обоснованные опасения у экологов и агрономов: соли могут накапливаться в придорожных почвах, угнетая растительность и нарушая экологический баланс. Ученые Пермского Политеха провели масштабное двухлетнее исследование и определили порог концентрации таких антигололедных материалов, опасный для природы большей части регионов России.
Статья опубликована в журнале «Химическая технология и биотехнология». По данным «Ренессанс страхование», именно на зимний период приходится свыше 55% всех ДТП за год, что связано с ухудшением дорожных условий. Для обеспечения безопасности в России ежегодно применяются миллионы тонн антигололедных реагентов. Но после выполнения своей задачи химические компоненты этих материалов вместе с талым снегом попадают в придорожные почвы и водоемы. Это запускает процесс засоления, делая землю малопригодной для растений. Проблему усугубляет снегоуборочная техника, которая отбрасывает загрязненный снег на 50 метров от дороги, а ветер и брызги от колес разносят соли еще дальше, подвергая риску прилегающие поля, луга и леса.
Базовым и самым распространенным покрытием в борьбе с гололедом остается техническая соль (хлорид натрия). Ее используют при температурах до -15°C, расходуя в среднем 50-150 г/м². Главная проблема в том, что в сильные морозы смесь перестает работать и вмерзает в дорогу, образуя опасную скользкую корку. В связи с этим многие предприятия начинают добавлять в реагенты хлорид кальция. Благодаря высокой растворимости он эффективно понижает температуру замерзания воды и работает даже при -30°C и ниже, что критически важно для холодных регионов России. Однако, несмотря на очевидные преимущества для дорожной безопасности, экологические последствия таких составов изучены недостаточно и требуют пристального внимания.
Чтобы оценить риски влияния на окружающую среду, ученые Пермского Политеха провели масштабное двухлетнее исследование. На первом этапе они отобрали пробы снега и дерново-подзолистой почвы на разном расстоянии от федеральной трассы (10, 25, 50 и 100 метров). Это позволило понять, каково изначально загрязнение обычной земли у обработанных дорог. Для комплексной оценки воздействия на экосистемы были использованы «биоиндикаторы»: семена редиса, водоросли, дафнии (маленькие рачки) и коллемболы (мелкие членистоногие). Эти организмы дают мгновенную реакцию на загрязнение и помогают комплексно оценить опасность для водной среды и почвенной экосистемы.
— Исследование показало, что талая вода от снега, собранного даже в 10 метрах от трассы, не оказывает острого токсического действия на прорастание семян редиса, развитие дафний и микроводорослей. Это означает, что основной объем реагента не создает в снежном покрове опасных концентраций. Несмотря на эту способность к самоочищению, антигололедные покрытия все же оказывают давление на экосистему. По мере приближения к трассе почва становится более засоленной и щелочной. Разнообразие растений снижается: в 25 метрах от дороги мы насчитали 29 видов, а в 10 метрах — всего 15. Более того, пробы самой почвы, взятые на всех расстояниях вплоть до 100 метров, демонстрировали фитотоксичность — то есть семена редиса в ней прорастали хуже и давали более слабые ростки, чем в чистом грунте, — комментирует Андрей Леснов, профессор кафедры охраны окружающей среды ПНИПУ, доктор химических наук.
На втором этапе ученые изучали влияние малоизученного реагента на основе хлорида натрия и кальция с процентным соотношением компонентов ~78% и 21%, которое используется на производстве. На изолированных участках в 140 метрах от дороги были внесены разные дозы: 0,70 и 700 г/м². Через месяц пробы этой земли показали экстремальное засоление в месте с максимальной дозой. Однако к следующей весне, после таяния снега, она практически полностью очистилась от загрязнения. То есть, соли хорошо вымываются талыми и дождевыми водами из верхнего слоя и не накапливаются в опасных масштабах.
– Чтобы определить порог безопасности, в лабораторных условиях проверили максимально допустимое содержание реагента. Концентрация свыше 3% в грунте оказалась губительна для растений, а для самых чувствительных почвенных членистоногих — коллембол — опасное количество составило уже 2%. В реальных полевых условиях после зимы таких экстремальных уровней загрязнения не наблюдалось. При этом, максимальное значение солесодержания в почве рядом с дорогой, зарегистрированное в ходе двухлетнего мониторинга, не превышало 0,2%, – рассказывает ученый.
Несмотря на то, что эксперименты показали значительное сокращение видов растений в 10 метрах от трассы, прямое токсическое воздействие нового усиленного реагента (хлорид натрия и кальция) ограничено благодаря способности земли к самоочищению. Результаты лабораторных исследований говорят о том, что он токсичен для флоры лишь в 3% концентрации, чего на примере реальной исследованной дороги не встречалось.
Результаты ученых ПНИПУ позволяют разработать четкие нормативы применения реагентов и помогут избежать деградации придорожных земель в масштабах страны. Регулярный мониторинг состояния грунта и растительности около автомагистралей, обработанных современными реагентами, позволит своевременно выявлять негативные тенденции и корректировать нормы расхода противогололедных материалов.
Telegram 
Дзен 
VK Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно