Assesment of the Railway Influence on the Heavy Metal Accumulation in Soil
Loading...
Date
2018
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Дніпропетровський національний університет залізничного транспорту ім. акад. В. Лазаряна, Дніпро
Abstract
EN: Purpose. The scientific paper aims at analyzing the current state of the railway infrastructure soil contamination with heavy metals (HM), namely, the three stations of Prydniprovska railway: Kamianske-Pasazhyrske, Zaporizhzhia-Kamianske and Trytuzna. Methodology. The research object is the soil of the above mentioned railway stations, the research subject is the total content of HM. Sampling was carried out every 15 m between and outside both rails up to the end of railway ties. The total area of the investigated sites is 600 m2 . The total form of Fe, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd and Mn concentration was determined by the atomic absorption spectrometry method. The obtained data were compared with the background concentration of HM for Dnipropetrovsk oblast and the results of analyzing the reference control located at a distance of 250 m from the railway stations. Findings. It is found out that rail transport is a source of HM emission into soil. The findings indicate that the soil state of the Kamianske-Pasazhyrske station corresponds to a low ecological risk and a low degree of pollution, since the station is a passenger one only and pollution occurs mostly due to the friction of wheels and rails and that of the pantograph and overhead system, as well as the pesticide use. The soil contamination of the Zaporizhzhia-Kamianske station is characterized by a considerable potential environmental risk and a very high degree of pollution. This station is a cargo-passenger one, and this pollution level is mainly due to loading and unloading processes. The soil of the Trytuzna station is characterized by an average potential ecological risk and a moderate degree of pollution. Although this station is mainly used for the freight trains reformation, but due to the transportation of large volumes of bulk ore cargoes HM fall into soil. Besides, the station is not electrified. Recommendations for assessment of the soil pollution levels are given. Originality. For the first time the potential ecological risk of soil contamination was determined on the basis of the physical and chemical analysis of the HM content in the soil of the above-mentioned stations. Practical value. The results of the study can be used as a justification of the reasonability of introducing the environmental monitoring programs for the railway land, the environmental protection measures for the soil treatment from HM, correcting the railway exclusion zone, as well as protection of adjacent territories from the propagation and accumulation of the mentioned pollutants. The necessity and urgency of the constant control of the HM content in the railway soil and the relevance of the research continuation in this scientific direction are confirmed on the basis of the received data.
UK: Мета. Наукова стаття має за мету аналіз сучасного стану забруднення важкими металами (ВМ) ґрунтів залізничної інфраструктури, а саме трьох станцій Придніпровської залізниці: Кам’янське–Пасажирське, Запоріжжя–Кам’янське й Тритузна. Методика. Об’єкт дослідження – ґрунти вищезазначених залізничних станцій, предмет – валовий вміст ВМ. Відбір проб здійснювався кожні 15 м між рейками та поза ними з обох сторін. Загальна площа досліджуваних територій – 600 м2 . Методом атомно-абсорбційної спектрометрії визначено концентрації валових форм Fe, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd та Mn. Отримані дані порівнювались із фоновими концентраціями ВМ для Дніпропетровської області та з результатами аналізу контрольних ділянок, що знаходились на відстані 250 м від залізничних станцій. Результати. Встановлено, що залізничний транспорт є джерелом надходження ВМ у ґрунти. Отримані результати вказують на те, що стан ґрунтів станції Кам’янське–Пасажирське відповідає низькому екологічному ризику й слабкому ступеню забруднення, оскільки станція є тільки пасажирською, і забруднення відбувається за рахунок тертя коліс та рейок, пантографа об контактну мережу, а також використання пестицидів. Забруднення ґрунтів станції Запоріжжя–Кам’янське відрізняється значним потенційним екологічним ризиком і дуже сильним ступенем забруднення. Ця станція є вантажно-пасажирською, і такий рівень забруднення є здебільшого наслідком процесів завантаження й розвантаження. Ґрунти станції Тритузна характеризуються середнім потенційним екологічним ризиком та помірним ступенем забруднення. На цій станції відбувається переформування товарних поїздів, але за рахунок перевезення значних обсягів сипучих рудних вантажів у ґрунти станції потрапляють ВМ. Крім того, станція неелектрифікована. Надано рекомендації щодо оцінки рівнів забруднення ґрунтів. Наукова новизна. Вперше на базі проведеного фізико-хімічного аналізу вмісту ВМ ґрунтах вищезазначених станцій визначено потенційний екологічний ризик забруднення ґрунтів. Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані як обґрунтування доцільності впровадження програм екологічного моніторингу для земель залізничного транспорту, природоохоронних заходів із очищення ґрунтів від ВМ, коригування зони відчуження залізниць і захисту прилеглих територій від розповсюдження та акумуляції цих полютантів. На основі отриманих даних доведена необхідність постійного контролю вмісту ВМ у ґрунтах залізничної інфраструктури й актуальність продовження досліджень у даному науковому напрямку.
RU: Цель. Научная статья своей целью имеет анализ современного состояния загрязнения грунтов железнодорожной инфраструктуры тяжелыми металлами (ТМ), а именно трех станций Приднепровской железной дороги: Каменское–Пассажирское, Запорожье–Каменское и Тритузная. Методика. Объект исследования – грунты вышеупомянутых железнодорожных станций, предмет – валовое содержание ТМ. Отбор проб осуществлялся каждые 15 м между рельсами и за ними с обеих сторон. Общая площадь исследуемых территорий − 600 м2 . Методом атомно-абсорбционной спектрометрии определены валовые концентрации Fe, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd и Mn. Полученные данные сравнивались с фоновыми концентрациями ТМ для Днепропетровской области и результатами анализа контрольных участков, находящихся на расстоянии 250 м от железнодорожных станций. Результаты. Установлено, что железнодорожный транспорт является источником поступления ТМ в грунты. Полученные результаты указывают на то, что состояние грунтов станции Каменское–Пассажирское соответствует низкому экологическому риску и слабой степени загрязнения, поскольку станция является только пассажирской, и загрязнение происходит за счет трения колес и рельсов, пантографа о контактную сеть, а также использования пестицидов. Загрязнение грунтов станции Запорожье–Каменское отличается значительным потенциальным экологическим риском и очень сильной степенью загрязнения. Эта станция является грузопассажирской, и такой уровень загрязнения является в большей степени следствием процессов загрузки и разгрузки. Грунты станции Тритузная характеризуются средним потенциальным экологическим риском и умеренной степенью загрязнения. На этой станции происходит переформирование товарных поездов, но за счет перевозки значительных объемов сыпучих рудных грузов в грунты станции попадают ТМ. Кроме того, станция неэлектрифицирована. Даны рекомендации по оценке уровней загрязнения почв. Научная новизна. Впервые на основе проведенного физико-химического анализа содержания ТМ в грунтах вышеупомянутых станций определены потенциальные экологические риски загрязнения грунтов. Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы в качестве обоснования целесообразности внедрения программ экологического мониторинга для земель железнодорожного транспорта, природоохранных мероприятий по очистке грунтов от ТМ, корректировки зоны отчуждения железных дорог и защиты прилегающих территорий от распространения и аккумуляции этих поллютантов. На основе полученных данных доказана необходимость постоянного контроля содержания ТМ в грунтах железнодорожной инфраструктуры и актуальность продолжения исследований в данном научном направлении.
UK: Мета. Наукова стаття має за мету аналіз сучасного стану забруднення важкими металами (ВМ) ґрунтів залізничної інфраструктури, а саме трьох станцій Придніпровської залізниці: Кам’янське–Пасажирське, Запоріжжя–Кам’янське й Тритузна. Методика. Об’єкт дослідження – ґрунти вищезазначених залізничних станцій, предмет – валовий вміст ВМ. Відбір проб здійснювався кожні 15 м між рейками та поза ними з обох сторін. Загальна площа досліджуваних територій – 600 м2 . Методом атомно-абсорбційної спектрометрії визначено концентрації валових форм Fe, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd та Mn. Отримані дані порівнювались із фоновими концентраціями ВМ для Дніпропетровської області та з результатами аналізу контрольних ділянок, що знаходились на відстані 250 м від залізничних станцій. Результати. Встановлено, що залізничний транспорт є джерелом надходження ВМ у ґрунти. Отримані результати вказують на те, що стан ґрунтів станції Кам’янське–Пасажирське відповідає низькому екологічному ризику й слабкому ступеню забруднення, оскільки станція є тільки пасажирською, і забруднення відбувається за рахунок тертя коліс та рейок, пантографа об контактну мережу, а також використання пестицидів. Забруднення ґрунтів станції Запоріжжя–Кам’янське відрізняється значним потенційним екологічним ризиком і дуже сильним ступенем забруднення. Ця станція є вантажно-пасажирською, і такий рівень забруднення є здебільшого наслідком процесів завантаження й розвантаження. Ґрунти станції Тритузна характеризуються середнім потенційним екологічним ризиком та помірним ступенем забруднення. На цій станції відбувається переформування товарних поїздів, але за рахунок перевезення значних обсягів сипучих рудних вантажів у ґрунти станції потрапляють ВМ. Крім того, станція неелектрифікована. Надано рекомендації щодо оцінки рівнів забруднення ґрунтів. Наукова новизна. Вперше на базі проведеного фізико-хімічного аналізу вмісту ВМ ґрунтах вищезазначених станцій визначено потенційний екологічний ризик забруднення ґрунтів. Практична значимість. Результати дослідження можуть бути використані як обґрунтування доцільності впровадження програм екологічного моніторингу для земель залізничного транспорту, природоохоронних заходів із очищення ґрунтів від ВМ, коригування зони відчуження залізниць і захисту прилеглих територій від розповсюдження та акумуляції цих полютантів. На основі отриманих даних доведена необхідність постійного контролю вмісту ВМ у ґрунтах залізничної інфраструктури й актуальність продовження досліджень у даному науковому напрямку.
RU: Цель. Научная статья своей целью имеет анализ современного состояния загрязнения грунтов железнодорожной инфраструктуры тяжелыми металлами (ТМ), а именно трех станций Приднепровской железной дороги: Каменское–Пассажирское, Запорожье–Каменское и Тритузная. Методика. Объект исследования – грунты вышеупомянутых железнодорожных станций, предмет – валовое содержание ТМ. Отбор проб осуществлялся каждые 15 м между рельсами и за ними с обеих сторон. Общая площадь исследуемых территорий − 600 м2 . Методом атомно-абсорбционной спектрометрии определены валовые концентрации Fe, Pb, Zn, Cu, Ni, Cd и Mn. Полученные данные сравнивались с фоновыми концентрациями ТМ для Днепропетровской области и результатами анализа контрольных участков, находящихся на расстоянии 250 м от железнодорожных станций. Результаты. Установлено, что железнодорожный транспорт является источником поступления ТМ в грунты. Полученные результаты указывают на то, что состояние грунтов станции Каменское–Пассажирское соответствует низкому экологическому риску и слабой степени загрязнения, поскольку станция является только пассажирской, и загрязнение происходит за счет трения колес и рельсов, пантографа о контактную сеть, а также использования пестицидов. Загрязнение грунтов станции Запорожье–Каменское отличается значительным потенциальным экологическим риском и очень сильной степенью загрязнения. Эта станция является грузопассажирской, и такой уровень загрязнения является в большей степени следствием процессов загрузки и разгрузки. Грунты станции Тритузная характеризуются средним потенциальным экологическим риском и умеренной степенью загрязнения. На этой станции происходит переформирование товарных поездов, но за счет перевозки значительных объемов сыпучих рудных грузов в грунты станции попадают ТМ. Кроме того, станция неэлектрифицирована. Даны рекомендации по оценке уровней загрязнения почв. Научная новизна. Впервые на основе проведенного физико-химического анализа содержания ТМ в грунтах вышеупомянутых станций определены потенциальные экологические риски загрязнения грунтов. Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы в качестве обоснования целесообразности внедрения программ экологического мониторинга для земель железнодорожного транспорта, природоохранных мероприятий по очистке грунтов от ТМ, корректировки зоны отчуждения железных дорог и защиты прилегающих территорий от распространения и аккумуляции этих поллютантов. На основе полученных данных доказана необходимость постоянного контроля содержания ТМ в грунтах железнодорожной инфраструктуры и актуальность продолжения исследований в данном научном направлении.
Description
А. Samarska: ORCID 0000-0002-0828-9457; Y. Zelenko: ORCID 0000-0001-5551-0305
Keywords
heavy metals, railway transport, soil, railway stations, potential environmental risk, важкі метали, залізничний транспорт, ґрунти, залізничні станції, потенційний екологічний ризик, тяжелые металлы, железнодорожный транспорт, грунты, железнодорожные станции, потенциальный экологический риск, КХІЕ
Citation
Samarska, A. V. Assesment of the railway influence on the heavy metal accumulation in soil / A. V. Samarska, Y. V. Zelenko // Наука та прогрес транспорту. – 2018. – № 4 (76). – С. 25–35. – doi: 10.15802/stp2018/140551.