МОДЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ КОМПАНЕНТОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ С УЧЕТОМ АТМОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ
Айдосов А. , Айдосов Г. А., Заурбеков Н. С.,
Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния промышленных объектов необходима для выяснения причин формирования возможных высоких уровней концентрации загрязняющих веществ, установления их неблагоприятного влияния на здоровье населения и окружающую среду, разработки мероприятий по охране атмосферы.
Характеристика загрязнения атмосферы города Екибастуза
Исходя из анализа, самые высокие концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе города за рассматриваемые годы составили: по пыли – 5,8 ПДКмр (1990 г.), по NO2 – 9,1 ПДКмр (1994 г.), по CO – 2,0 ПДКмр (1991–1992 гг.).
Характеристика загрязнения атмосферы города Павлодара
Исходя из анализа, самые высокие концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе города за рассматриваемые годы составили: по пыли – 4,6 ПДКмр (1998 г.), по NO2 – 4,5 ПДКмр (1997 г.), по CO – 3,4 ПДКмр (1999 г.).
Характеристика загрязнения атмосферы города Аксу
Изучено загрязнение атмосферного воздуха следующими примесями: пыль, диоксид серы, диоксид азота, оксид азота, оксид углерода, сероводород, хлористый водород, фтористый водород.
Загрязнение атмосферы диоксидом серы выявлено с более высокими концентрациями в холодное время года. Так, его среднесуточные значения в г. Аксу составили от 1,7 до 2,3 ПДК. Максимальные разовые концентрации диоксида серы были отмечены в марте (0,32 мг/м3) и в июне (0,13 мг/м3).
Концентрации оксида углерода наиболее высокими наблюдались в холодный период года. Повторяемость максимальных разовых концентраций, превышающих ПДК, составила 24,4–42,2 % от общего количества проанализированных проб. Среднесуточные концентрации оксида углерода не превышали 3 ПДК. В теплое время года максимальные разовые концентрации были существенно ниже и достигали 6,2–8,4 мг/м3 с превышением ПДК в 1,2–1,7 раза.
Наиболее высокая запыленность атмосферы города отмечалась на всех постах наблюдения в холодный период года. Максимальные концентрации пыли достигали 4,8–10,8 мг/м3 и превышали ПДК в отдельных случаях в 10–20 раз. Среднесуточные концентрации пыли достигали 8–23 ПДК.
Анализ данных этих наблюдений не выявил однозначной зависимости между превышением концентрации пыли и повышенными концентрациями диоксида серы, оксида азота, оксида углерода и фтористого водорода. Аномальные концентрации пыли наблюдались при разных ветровых условиях – штиле, ветре северных и южных румбов со скоростью 3–5 м/с. Основная масса результатов по содержанию пыли лежала в пределах 0,7–3 ПДК независимо от направления ветра и точки наблюдения в городе. Нулевые содержания отмечались при ветрах различных румбов, включая северные, и особенно часто – при штилевых условиях в июне. Отсутствие корреляции содержания пыли в воздухе с содержанием газов позволяет предположить ее основными источниками объекты, выбрасывающие только пыль – предприятия стройиндустрии, золоотвалы и т.д.
Низкая изменчивость содержания оксида углерода при различных метеоусловиях дает основание исключить АЗФ из числа источников его высокого содержания в городском воздухе и считать таковыми низкие выбросы частного сектора, мелкие котельные и автотранспорт.
Повышенные содержания фтористого и хлористого водорода, наблюдаемые также при различных неблагоприятных направлениях ветра и его отсутствии, скорее всего, определяются внутригородскими источниками.
Абсолютное содержание металлов, среди которых присутствуют и специфичные для АЗФ, в летнее время было выше, чем в марте. Это позволяет предполагать, что в летнее время в городском воздухе доля примесей, выбрасываемых источниками АЗФ, несколько больше, чем в холодное время.
Анализ динамики валовых выбросов по городу Аксу и результаты натурных исследований позволяют говорить об устойчивом процессе загрязнения воздушного бассейна города Аксу в прошлом и сегодня. При этом, имея в виду, что факелы выбросов загрязняющих веществ АЗФ и АТЭС в момент замеров не «ложились» на жилые зоны, то это загрязнение можно считать своеобразным «фоновым» загрязнением.
Основными загрязнителями приземного слоя воздуха жилых районов являются зола и пыль, несущие с собой широкий спектр тяжелых металлов, в том числе и специфичных для АТЭС и АЗФ. Основными источниками пыли следует считать наряду с дымовыми выбросами АТЭС и АЗФ золошлаконакопители в окрестностях города (включая золоотвалы АТЭС), предприятия стройиндустрии и различные углесжигающие установки, включая печи частных домов в холодный период. Как видно из приведенных таблиц, средние значения концентрации пыли в большинстве проб превышают ПДК (в 1,1–1,9 раза). Однако измерения, проведенные в городе Аксу в ноябре (по первому снегу), показали, что влияние на загрязнение воздушного бассейна города имеет и состояние поверхности территории города (концентрации пыли в этот момент не превышали 0,7 ПДК).
Следующим по значимости загрязнителем нужно считать оксид углерода. Завод ферросплавов, как второй по значимости загрязнитель Аксуского промузла,
реально может иметь отношение к повышенному содержанию оксида углерода в атмосфере города. Однако имеющиеся данные не позволяют однозначно связывать превышение ПДК по оксиду углерода в населенных пунктах с выбросами только АЗФ и предполагают множественность источников его выделения, включая и АТЭС.
Далее на рис. 1–3 и в табл. 24–25 исследованы динамика загрязнения веществ от стационарных источников по Республике Казахстан, областям, промышленным центрам и их сопоставительный анализ по некоторым годам.
Рис. 1. Динамика загрязнения веществ от стационарных источников
по Республике Казахстан и Жамбылской области
Рис. 2. Динамика индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) за 1994–1997 годы по г. Тараз
Рис. 3. Сравнение изменения ИЗА по городам республики Казахстан за 1996 и 1997 гг.
Таблица 24
Характеристика радионуклидов в атмосферном воздухе
Наименование |
Мощность дозы гамма-излучения на территории области СЭС (мк3 в/ч) |
Суммарная бета-активность атм. воздуха, 10–4 (Бк/м3) |
Осадки и оседающая пыль (107 Бк/м2) |
1 |
2 |
3 |
4 |
Акмолинская |
0,11 |
2,02 |
3,13 |
Актюбинская |
0,10 |
2,35 |
2,32 |
Алматинская |
0,15 |
3,11 |
0,76 |
Атырауская |
0,10 |
0,65 |
|
Восточно-Казахстанская |
0,12 |
0,99 |
|
Жамбылская |
0,14 |
2,18 |
|
3ападно-Казахстанская |
0,09 |
2,59 |
1,79 |
Карагандинская |
0,13 |
2,81 |
|
Костанайская |
0,10 |
0,28 |
|
Кызылординская |
0,09 |
4,54 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Мангистауская |
0,12 |
1,74 |
|
Павлодарская |
0,11 |
4,77 |
0,46 |
Северо-Казахстанская |
0,05 |
0,89 |
|
Южно-Казахстанская |
0,12 |
0,98 |
1,27 |
г. Алматы |
0,13 |
1,7203 |
1,10 |
Таблица 25
Загрязнение воздушного бассейна городов Республики Казахстан в 1997 г.
Город |
ИЗА.факт. |
Уровень загрязнения ИЗА. факт. ИЗА. норм. |
Название примесей, превыш. ПДК |
1997 г. |
||
1996 г. |
1997 г. |
средняя концентрация мг/м3 |
кратность превышения ПДК |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Лениногорск |
22,0 |
22,8 |
4,5 |
пыль диоксид серы диоксид азота фенол формальдегид свинец |
0,2 0,106 0,08 0,011 0,023 0,58 мкг/м3 |
1,3 2,1 2,0 3,7 7,7 1,9 |
Усть-Каменогорск |
13,0 |
14,8 |
2,9 |
диоксид серы диоксид азота фенол формальдегид хлор свинец |
0,231 0,08 0,007 0,008 0,03 0,59 мкг/м3 |
4,6 2,0 2,3 2,7 1,0 1,9 |
Актюбинск |
10,7 |
12,8 |
2,6 |
диоксид азота формальдегид |
0,05 0,015 |
1,2 5,0 |
Алматы |
15,9 |
12,5 |
2,5 |
диоксид азота фенол формальдегид |
0,05 0,004 0,015 |
1,3 1,3 5,0 |
Актау |
10,3 |
9,8 |
1,9 |
пыль диоксид азота |
0,5 0,05 |
3,3 1,2 |
Зыряновск |
11,0 |
10,5 |
2,1 |
пыль диоксид азота фенол формальдегид |
0,4 0,11 0,006 0,009 |
2,7 2,8 2,0 3,2 |
Шымкент |
7,7 |
8,6 |
1,7 |
пыль диоксид азота формальдегид свинец |
0,3 0,05 0,004 0,80 мкг/м3 |
2,0 1,2 1,3 2,7 |
Темиртау |
7,6 |
8,3 |
1,7 |
пыль фенол аммиак |
0,3 0,007 0,08 |
2,0 2,3 2,0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
Тараз |
6,4 |
7,2 |
1,4 |
диоксид азота формальдегид |
0,05 0,007 |
1,2 2,3 |
Петропавловск |
5,1 |
5,0 |
1,0 |
фенол формальдегид |
0,004 0,005 |
1,3 1,8 |
Костанай |
3,6 |
3,9 |
0,8 |
аммиак диоксид азота |
0,07 0,04 |
1,8 1,0 |
Семипалатинск |
4,9 |
4,7 |
0,9 |
пыль диоксид азота |
0,3 0,05 |
2,0 1,2 |
Уральск |
2,2 |
2,2 |
0,4 |
– |
– |
– |
Караганда |
2,3 |
2,5 |
0,5 |
– |
– |
– |
Жезказган |
6,2 |
4,4 |
0,9 |
диоксид азота фенол свинец |
0,05 0,005 0,36 мкг/м3 |
1,2 1,7 1,2 |
Павлодар |
2,8 |
1,7 |
0,3 |
– |
– |
– |
Акмола |
3,3 |
0,4 |
0,1 |
– |
– |
– |
Балхаш |
2,6 |
2,3 |
0,4 |
пыль свинец |
0,2 о,49 мкг/м3 |
1,3 1,6 |
Екибастуз |
1,3 |
1,2 |
0,2 |
– |
– |
– |
Атырау |
2,4 |
1,9 |
0,4 |
пыль |
0,2 |
1,3 |
Средние по республике |
6,5 |
6,9 |