Современное состояние и охрана атмосферыПроблема антропогенного загрязнения атмосферного воздуха в Российской Федерации обострилась в 1960-1970 годы прошлого столетия. К началу 2000 года в воздушном бассейне более 200 городов России концентрации вредных веществ превышали установленные нормативы в 5 и более раз. В настоящее время от 7 до 71% населения каждого экономического района нашей страны дышат воздухом, насыщенным вредными для здоровья веществами: в Северо-Западном – 71%, Восточно-Сибирском – 41, Поволжском – 40, Западно-Сибирском – 39, Центральном – 37, Центрально-Черноземном – 27, Северном – 19, Уральском – 19, Дальневосточном – 19, Северо-Кавказском – 10, Волго-Вятском – 7,2%. Таким образом, состояние воздушного бассейна Волго-Вятского региона можно оценить как слабо загрязненное (Протасов, 2001). Особенно неблагоприятная экологическая обстановка складывается в городах, где сосредоточены промышленные предприятия и имеется большое количество автотранспорта.Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха населенных мест используют ПДК – предельно-допустимые концентрации и ОБУВ – ориентировочно безопасные уровни воздействия. Всего в России разработано более 600 ПДК и 1300 ОБУВ (табл. 1). По сравнению с соседними регионами (Республика Татарстан, Республика Чувашия, Кировская и Нижегородская область), Республика Марий Эл характеризуется незначительным загрязнением воздушного бассейна, хотя сильно страдает от трансграничного переноса ингредиентов из соседних регионов. В то же время в Республике Марий Эл с каждым годом увеличивается количество выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. По данным ежегодного доклада "О состоянии окружающей среды Республики Марий Эл в 2009 году", суммарные выбросы загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников по г. Йошкар-Оле за 2009 год составили 44,9 тыс. тонн, в том числе: твердых веществ – 3,4 тыс. тонн, диоксида серы – 0,8 тыс. тонн, оксида углерода – 27,8 тыс.тонн, оксидов азота – 8,9 тыс.тонн, ЛОС (летучие органические соединения) – 3,7 тыс. тонн. По объему выпускаемой промышленной продукции и количеству населения, занятого в промышленной сфере город Йошкар-Ола занимает первое место в Республике Марий Эл среди других административных районов. Основу промышленности города составляют предприятия лесопромышленного, машиностроительного, строительного, химико-фармацевтического и дорожно-транспортного профиля. В тоже время значительный вклад в загрязнение воздуха вносит автотранспорт (Экология города Йошкар-Олы, 2007). Таблица 1 – Предельно-допустимые концентрации и ориентировочно безопасные уровни
воздействия загрязняющих веществ атмосферного воздуха населенных мест (ГН 2.1.6.1338-03 и ГН 2.1.6.1339-03)
Примечание: * По степени воздействия на организм человека вредные вещества подразделяют на 4 класса:
Неблагоприятное состояние атмосферного воздуха города Йошкар-Олы определяют выбросы следующих загрязняющих веществ: ацетон, бензин нефтяной, ксилол, толуол, этилацетат, бутилацетат, окислы азота, аммиак, сажа, формальдегид, кислота серная, фтористые соединения, циклогексан (Государственный доклад ..., 2008, 2009; Ежегодный доклад …, 2007, 2010). В таблице 2 приведена характеристика приоритетных загрязнителей нашего города.
Таблица 2 – Характеристика приоритетных загрязнителей воздуха города Йошкар-Олы
Автотранспорт. На сегодняшний день автомобильный транспорт – главный загрязнитель атмосферы наших городов. Россия, как и большинство развитых стран мира, словно паутиной окутана сетями оживленных автомобильных трасс (Экологическое состояние …, 2001). На протяжении последних лет в городе Йошкар-Оле прослеживается устойчивая тенденция увеличения доли выбросов от автотранспорта в общей доле загрязнения воздушного бассейна, что связно с возрастанием количества единиц автомобильного транспорта. В настоящее время основным загрязнителем атмосферного воздуха г. Йошкар-Олы является автомобильный транспорт, доля выбросов которого в общей массе выбросов составляет 73%, т.е. около 78,5 тыс. тонн. При этом сами выбросы автотранспорта составляют 65%, а 20% – продукты возгонки и терморазложения масел, 9% – испарения бензин и 6% – продукты износа резины и металла.
Выбросы автотранспорта содержат около 300 вредных веществ, обладающих токсическим и нередко канцерогенным действием:
Уровень загрязнения воздушной среды г. Йошкар-Олы автотранспортом значительно меняется от времени суток, времени года и погодных условий. Наибольшая концентрация оксида углерода зафиксирована в зимнее время, наименьшая – в летние месяцы. Для снижения влияния загрязняющих веществ автомобилей на окружающую среду можно предложить следующие меры:
Промышленные предприятия. Распространение выбросов из стационарных источников загрязнений в атмосфере представляет собой весьма сложный процесс, включающий перенос загрязненных объемов воздуха ветровыми потоками в горизонтальном и вертикальном направлениях, разбавление загрязненных объемов воздуха большими количествами чистого воздуха, вымывание загрязняющих веществ метеорологическими осадками, деструкцию загрязняющих веществ под действием факторов самоочищения среды и в первую очередь – солнечного излучения. Влияние ветра на рассеивание загрязняющих веществ неоднозначно и зависит от источника выброса, рельефа местности и характера ее застройки. Считается, что при скорости ветра 4-6 м/с происходит интенсивное проветривание местности, а при скорости 0-2 м/с – загрязнение. Атмосферные осадки способствуют удалению из воздуха части находящихся в нем вредных веществ. Вредные вещества, попадающие в атмосферу от антропогенных источников, оседают на поверхности почвы, домов, растений, вымываются атмосферными осадками, переносятся на значительные расстояния ветром. Все эти процессы происходят с помощью ветра и зависят от температуры воздуха, солнечной радиации, атмосферных осадков и других метеорологических факторов (Экологический мониторинг, 2000). Немаловажное значение в загрязнении атмосферного воздуха города Йошкар-Олы имеют промышленные предприятия, поскольку здесь сосредоточено около 80% всех предприятий Республики Марий Эл. В настоящее время в г. Йошкар-Оле атмосферный воздух загрязняют более 280 природопользователей. Среди них наибольшее количество загрязняющих веществ выбрасывают основной вклад в суммарные выбросы загрязняющих веществ внесли предприятия: ОАО «ТГК-5» – 11,5%, МУП «Йошкар-Олинская ТЭЦ-1» – 3,0%, ОАО «Стройкерамика» – 0,34%, ОАО «Марбиофарм» – 0,31%, ОАО «ЗПП» – 0,22%, ЗАО «НП «Завод Искож» - 0,09%. и др. (Ежегодный доклад ..., 2010). Известно, что выбросы загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников обладают выраженной сезонностью: с одной стороны, это связано с работой отопительных котельных, с другой – неоднородностью структуры и интенсивности автотранспортных потоков в течение года. В атмосферном воздухе города Йошкар-Олы в сезонной динамике проводилось определение содержания таких загрязняющих веществ, как: оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы, пыль (взвешенные вещества), формальдегид. По результатам исследований, проведенных отделом мониторинга объектов окружающей среды ГУП ТЦ «Маргеомониторинг» в рамках выполнения муниципального контракта № 98-пр от 21.06.10. «Организация мониторинга состояния атмосферного воздуха на территории ГО «Город Йошкар-Ола» были получены данные о содержании в воздухе различных загрязняющих веществ в 2008-2010 гг. в сезонной динамике. Оксид углерода (угарный газ) попадает в атмосферу от промышленных предприятий и автотранспорта. В результате деятельности человека в атмосферу ежегодно поступает 350-600·106 тонн угарного газа. Около 56-62% этого количества приходится на долю автотранспорта (содержание оксида углерода в выхлопных газах может достигать величины 12%). Допустимое содержание оксида углерода в атмосферном воздухе города: максимальная разовая концентрация – 5 мг/м3, среднесуточная ПДК – 3 мг/м3. Естественный уровень содержания оксида углерода в атмосферном воздухе составил 0,01-0,9 мг/м3. Как видно из рис. 1, концентрация оксида углерода в атмосферном воздухе г. Йошкар-Олы в 2009 г., не превышала ПДК (Ведение мониторинга..., 2009). Рисунок 1 – Сезонная динамика изменения концентраций оксида углерода (СО), 2009 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг")
С 27 июня по 24 августа на территории Республики Марий Эл был объявлен режим чрезвычайных ситуаций (ЧС) в связи с аномальной жарой (30-38°С), повышенной солнечной радиацией, лесными и торфяными пожарами. Отбор проб атмосферного воздуха в июле месяце совпал с режимом ЧС. Результаты анализов показали, что повышение содержания оксида углерода в атмосферном воздухе г.Йошкар-Олы началось в июле и уменьшилось в октябре (рис. 2). Рисунок 2 – Динамика изменения средних концентраций оксида углерода по месяцам в г. Йошкар-Оле, 2010 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг") Несмотря на неблагоприятные погодные условия летом 2010 г., превышения ПДК оксида углерода в атмосферном воздухе г. Йошкар-Олы не наблюдалось. Оксиды азота – ключевые элементы окислительных процессов в атмосфере. От уровня их концентрации в атмосфере зависит содержание свободных радикалов и интенсивность удаления из загрязненного воздуха органических соединений. Источниками оксидов азота являются двигатели внутреннего сгорания автомобилей и локомотивов, промышленные предприятия, тепловые и электрические станции. Средняя концентрация диоксида азота (NO2) в 2009 году составила 0,064 мг/м3, что не превышало ПДК (рис. 3). Средняя концентрация другого соединения азота – оксида азота (NO) за весь период наблюдений 2009 года в атмосферном воздухе города Йошкар-Олы составила 0,041 мг/м3, что соответствует гигиеническим нормативам для населенных мест (Ведение мониторинга..., 2009). Рисунок 3 – Динамика изменения концентраций диоксида азота (NO2) по месяцам в г. Йошкар-Оле, 2009 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг") В 2010 году концентрация диоксида азота варьировала от 0,03 до 0,06 мг/м3 что в примерно в 5 раз меньше, чем ПДК, следовательно, влияние данного соединения на состояние окружающей среды не значительно (рис. 4). Рисунок 4 – Динамика изменения средних концентраций диоксида азота (NO2) в г.Йошкар-Оле, 2010 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг") Взвешенные вещества (ВВ) включают в себя пыль, золу, сажу, дым и другие твердые вещества. Взвешенные вещества образуются в результате сгорания всех видов топлива и при производственных процессах. Они могут иметь как антропогенное, так и естественное происхождение, например, образовываться в результате почвенной эрозии, ветровой эрозии, извержения вулканов, переносясь на большие расстояния, измеряемые сотнями километров. Взвешенные частицы при проникновении в органы дыхания человека приводят к нарушению системы дыхания и кровообращения. Люди с хроническими нарушениями в легких, с сердечно-сосудистыми заболеваниями, с астмой, с частными простудными заболеваниями, пожилые и дети особенно чувствительны к влиянию мелких взвешенных частиц диаметром менее 10 микрон, а эти частицы составляют 40-70% от общего числа взвешенных частиц. Особенно опасно сочетание высоких концентраций взвешенных веществ и диоксида серы. Среднемесячные концентрации взвешенных веществ (ВВ) в долях ПДК в атмосферном воздухе города Йошкар-Олы не превышали 0,55 долей ПДК (рис. 5). Рисунок 5 – Динамика изменения концентраций взвешенных веществ по месяцам в г. Йошкар-Оле, 2009 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг") Взвешенные вещества в атмосферном воздухе г. Йошкар-Олы содержались в максимальной концентрации в июле 2010 г., тем не менее, даже в данный период превышения ПДК ВВ не отмечалось (рис. 6). Повышение содержания взвешенных веществ, возможно, обусловлено засушливым периодом, при котором отмечается существенная запыленность, а так же пожарами, задымленность от которых отмечена также в июле. Рисунок 6 – Динамика изменения средних концентраций взвешенных веществ в г.Йошкар-Оле, 2010 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг") Среди вредных веществ, содержащихся в атмосфере городов, важное место занимает формальдегид. В промышленности он образуется при неполном сгорании жидкого топлива, при изготовлении искусственных смол, пластических масс, при выделке кож. В атмосферу формальдегид поступает также в смеси с другими углеводородами от предприятий деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленностей. Формальдегид является веществом второго класса опасности, оказывает раздражающее действие на организм человека, обладает высокой токсичностью. Как показывают исследования, формальдегид поступает в атмосферу не только от промышленных и природных источников, но и образуется в результате цепи химических реакций взаимодействия с метаном и оксидами азота. Присутствие в атмосфере большого числа неметановых углеводородов при высокой интенсивности солнечной радиации также способствует образованию формальдегида в результате усиления фотохимических реакций. Средняя продолжительность жизни формальдегида в атмосфере существенно зависит от погодных условий и может быть более длительной при высокой солнечной интенсивности и менее длительной – при облачности. Среднемесячные концентрации формальдегида в воздухе г. Йошкар-Олы были наиболее высокими в мае (0,43 ПДК) и в ноябре (0,4 ПДК). Наиболее низкие значения были отмечены в августе (рис. 7). Рисунок 7 – Динамика изменения концентраций формальдегида по месяцам в г. Йошкар-Оле, 2009 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг") Диоксид серы (SО2) поступает в атмосферу при сгорании топлива, содержащего серу, особенно таких, как уголь и мазут. Главным источником диоксида серы в воздухе города Йошкар-Олы являются электростанции, котельные и промышленные предприятия. Основной аэрозоль атмосферы – сернистый ангидрид, несмотря на большие масштабы его выбросов в атмосферу, является весьма нестойким химическим соединением. Под воздействием коротковолновой солнечной радиации в загрязненной атмосфере, содержащей диоксид азота, сернистый ангидрид быстро переводится в серную кислоту, которая, соединяясь с капельками воды образует так называемые кислотные дожди. Средняя концентрация диоксида серы в 2009 году (рис. 8) в атмосферном воздухе города Йошкар-Олы составила 0,11 мг/м3 (0,22 ПДК). Рисунок 8 – Динамика изменения концентраций диоксида серы по месяцам в г. Йошкар-Оле, 2009 г. (по данным ГУП ТЦ "Маргеомониторинг") Одним из важных показателей, характеризующих состояние атмосферного воздуха является Индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) – это комплексный показатель степени загрязнения атмосферы, рассчитываемый в соответствии с методикой (РД 52.04 186-89) как сумма средних концентраций в единицах ПДК с учетом класса опасности соответствующего загрязняющего вещества. В 2008-2010 годы были определены значения комплексного ИЗА по 4 показателям: диоксид азота, оксид азота, оксид углерода и пыль (взвешенные вещества). Значения среднегодовых концентраций загрязняющих веществ, а также значение комплексного ИЗА указанный период изменялись незначительно (табл. 3). Таблица 3 – Значения комплексного ИЗА (2008-2010 гг.)
В целом на территории городского округа «Город Йошкар-Ола» за 2009 г. процент проб с превышением ПДК составил лишь 0,5 (пыль, окись углерода). В 2010 г. были выявлены разовые превышения концентрации взвешенных веществ, максимальное количество которых было выявлено в июле месяце, при этом наибольшая повторяемость превышений взвешенных веществ составила 35%. По-видимому, более высокие концентрации взвешенных веществ в июле обусловлены засушливым периодом, пожарами, и, соответственно задымленностью и запыленностью в этот период времени. Среднемесячная концентрация ВВ тем не менее, не превышала ПДК. По предложению ГУП ТЦ «Маргеомониторинг» (Ведение мониторинга..., 2009; Организация мониторинга ..., 2010) основными мерами борьбы с загрязнением атмосферы является: строгий контроль выбросов вредных веществ, замена токсичных исходных продуктов на нетоксичные, переход на замкнутые циклы, совершенствование методов газоочистки и пылеулавливания. Большое значение имеет озеленение городских территорий. В будущем следует создать новые технологии и материалы, экологически чистые виды топлива, новые источники энергии, снижающие загрязнение окружающей среды. Дата изменения: 15.01.2024 |