Оценка факторов загрязнения воздушной среды урбанизированных территорий Орловской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оценка факторов загрязнения воздушной среды урбанизированных территорий Орловской области

Степанова Л.П., Коренькова Е.А.

В пределах г. Орла и Орловской области в целом отмечается интенсивное загрязнение атмосферного воздуха, наиболее подвижного компонента природной среды, имеющего по этой причине приоритетное значение для оценки уровня ее загрязнения и его последствий. Проведенные исследования показали, что общий уровень загрязнения окружающей среды обусловлен в значительной мере выбросами в атмосферу токсичных соединений от промышленных предприятий и автотранспорта. В их составе преобладают соединения азота, сернистый ангидрид, оксиды углерода, взвешенные частицы, тяжелые металлы, которые оказывают большое влияние на экологическую ситуацию и здоровье населения.

Ключевые слова: СОЕДИНЕНИЯ АЗОТА, СЕРНИСТЫЙ АНГИДРИД, ОКСИДЫ УГЛЕРОДА, ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ, ПРОМЫШЛЕННЫЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

Загрязнение биосферы определяется, главным образом, атмосферным переносом и выведением загрязняющих веществ из атмосферы. В атмосферных аэрозолях в заметных количествах обнаружены ДДТ, полихлорированные бифенилы, ртуть, свинец, зола, сажа. Отмечено выделение в атмосферу низкокипящих органических жидкостей и газов (дихлорэтан, фреон, растворители) и канцерогенных веществ (полициклические ароматические углеводороды типа бензапирена). Ежегодное выделение в атмосферу дихлорэтана и фреонов составляет не менее 1 млн. т. Общее количество углеводородов (кроме метана), поступающих в атмосферу, оценивается в 50 млн. т в год. При этом значительная часть этих веществ поступает в атмосферу и с транспирацией из растений. Большие территории, занятые почвами и растениями, обусловливают и значительное влияние выделений из них на развитие экосистемы в целом. Следует отметить, что газообразные вещества являются первым претендентом на роль переносчиков информации в экосистеме, так как они могут передавать информацию наиболее быстро из-за ускоренной диффузии газов [1].

Как показали наши исследования, на экологическое состояние природной среды Мценского района наибольшее влияние оказывают промышленные выбросы крупнейших предприятий района: АО «Цветные металлы и сплавы» (АО «ЦМиС»), «Коммаш», «Мценский завод алюминиевого литья (МЗАЛ)».

О количествах поступающих в атмосферу твердых аэрозолей свидетельствуют следующие данные: так, в атмосферу г. Мценска выбрасывается 158,7 г/с пыли всех видов (12,5 ПДК), при этом на долю МЗАЛ приходится 9,42 г/с (139,3 т/год) пыли, из них 1,62 г/с (16,3 т/год) металлургической и абразивной пыли; АО «ЦМиС» - 6,21 г/с (44,09 т/год) пыли, из них 2,88 г/с (37,5 т/год) металлургической пыли.

При создании «Сводного тома нормативно-предельно допустимых выбросов (ПДВ) загрязняющих веществ в атмосферу г. Мценска» (1993 г.) анализировалось 85 видов загрязняющих веществ, обладающих эффектом суммации вредного действия. Из них с превышением санитарно-гигиенического норматива ПДК или ОБУВ зарегистрировано 33 вида вредных примесей (табл. 1).

Таблица 1. Расчетные параметры загрязнения атмосферного воздуха в г. Мценске

Размеры и конфигурации зон повреждения территорий определяются, с одной стороны, количественными и качественными характеристиками выбросов, с другой - ветровым режимом местности. Так, выбросы АО «Цветные металлы и сплавы» достигают до 104,1 ПДК по пыли абразивной и металлической в сумме; выбросы завода «Коммаш» -до 1,04 ПДК пятиокиси ванадия и сернистого ангидрида. Суммарные выбросы сернистого ангидрида, окиси углерода, двуокиси азота и фенола ПО «Агрохимия» составляют 8,96 ПДК [2].

В задачу наших исследований по г. Орлу входило изучение особенностей загрязнения воздушной среды города разными промышленными объектами. Аналитические работы выполняли в комплексной лаборатории Орловского Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Данные о выбросах загрязняющих веществ в атмосферу приводятся по городу Орлу на примере предприятий города - макаронной фабрики, цеха пластмасс №3 завода «ОРЛЭКС», мебельной фабрики.

Наблюдения за состоянием загрязнения атмосферы г. Орла осуществлялись комплексной лабораторией Орловского Центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ОЦГМС) на четырех стационарных постах и под факелом Орловской ТЭЦ.

Лабораторией Центра Госсанэпиднадзора отбор проб осуществлялся на границе санитарно-защитных зон промпредприятий. По сведениям ОЦГМС, наибольший вклад в загрязнение города вносят: пыль - 0,1 мг/м³ (0,2 ПДК); диоксид серы - 0,003 мг/м³ (0,006 ПДК); оксид углерода - 1,0 мг/м³ (0,2 ПДК); оксид азота - 0,02 мг/м³ (0,05 ПДК); фенол - 0,004 мг/м³ (0,4 ПДК).

Диоксид серы SO₂ составляет более 95% всех техногенных выбросов. Присутствие оксидов серы в атмосфере оказывает негативное воздействие на жизнедеятельность животных и растений: диоксид серы взаимодействует с кислородом воздуха с образованием SO₃ и, в конечном счете, серной кислоты.

Окись углерода СО является газом без цвета и запаха, более легким, чем воздух. Содержание СО в воздухе около 0,001% (по объему) вызывает головную боль, снижение умственной деятельности и расстройство ряда физиологических функций организма.

Соединения азота играют большую роль в процессах фотосинтеза, обмена веществ, образования новых клеток. В формировании почвенного покрова и плодородия экосистем, в повышении продуктивности земледелия и улучшении белкового питания человека азот столь же незаменим, как и углерод.

Фенолы поступают в биоценозы различными путями, в том числе - с промышленными стоками коксохимического производства, некоторых других химических производств. Фенолы содержатся в осадках городских сточных вод и могут выщелачиваться оттуда атмосферными осадками, попадая с жидким стоком в почвы и водоемы.

Промышленная пыль представляет собой один из основных видов загрязнения атмосферы. Под влиянием газопылевых выбросов, загрязняющих атмосферный воздух и почву, наблюдается нарушение и даже полное уничтожение естественных фитоценозов, образование техногенных геохимических провинций.

Основной вклад в выбросы этих веществ в атмосферу вносят следующие предприятия: пыль (7%) - Орловский завод силикатного кирпича; диоксид серы (95%) - Орловская ТЭЦ; оксид углерода (27%) - Орловский сталепрокатный завод; оксид азота (69%) - Орловская ТЭЦ; фенол (16%) - ЗАО «Орлэкс».

Вклад автотранспорта в суммарный выброс по г. Орлу составил 81,5%, в том числе: по оксиду углерода - 90,3%; по диоксиду азота - 46,5%; по диоксиду серы - 16,9%; по углеводородам - 95,0%.

На предприятиях города уловлено 7,037 тыс. т/год загрязняющих веществ, из них утилизировано 2,22 тыс. т/год. Степень улавливания на предприятиях мукомольно-крупяной промышленности - 97,1%; 89% - в промышленности стройматериалов; 60,4% - в деревообрабатывающей промышленности; 25,2% - на предприятиях транспорта и связи, в пищевой промышленности; 18,2% - в машиностроении; 12% - в строительстве; 10,1% - в металлургии и в химической промышленности; 8,3% - в легкой промышленности.

Самая низкая степень улавливания на предприятиях сельского хозяйства - 0,2%. От предприятий электроэнергетики, медицинской и полиграфической промышленности выбросы, содержащие загрязняющие вещества, поступают без очистки.

Незначительно увеличились выбросы на ОАО «Орловский сталепрокатный завод», ЗАО «Орлэкс», ОАО «Орловский часовой завод» в связи с ростом производства. Увеличение выбросов на предприятиях электроэнергетики (Орловская ТЭЦ, МУПП «Орелгортеплоэнерго») произошло за счет роста объемов сжигания топлива, в частности, мазута. Для 93 предприятий из 97, учтенных в обзоре, установлены нормативы: для 16 - временно согласованные выбросы (ВСВ), на 77 предприятиях достигнуты предельно допустимые выбросы (ПДВ)

Таким образом, основными источниками выбросов загрязняющих веществ в атмосферу на территории г. Орла и прилегающей к городу территории являются предприятия металлургии, химической, легкой, пищевой, деревообрабатывающей промышленности и предприятия транспорта и связи. выброс загрязнение атмосфера токсичный

При этом выбросы загрязняющих веществ, поступающих от предприятий электроэнергетики, медицинской и полиграфической промышленности г. Орла не проходят системы очистки.

Динамика интенсивности поступления загрязняющих веществ в атмосферу убедительно доказывает увеличение выбросов в период 1999-2003 гг. на 4,2% (табл. 2). За этот же период уровень загрязнения воздуха диоксидом серы и оксидом углерода понизился, по пыли и фенолу не изменился, увеличилось загрязнение диоксидом и оксидом азота. Все это свидетельствует о необходимости проведения локальных мониторингов количественного и качественного состава выбросов загрязняющих веществ в атмосфере в пределах города Орла.

Таблица 2. Сравнительная таблица валовых выбросов вредных веществ в 1999 и 2003 гг.

Интенсивность загрязнения атмосферного воздуха соединениями фенола проводили на примере газообразных выбросов цеха пластмасс №3 завода «ОРЛЭКС».

Содержание фенола в газовых выбросах (в мг/м³) рассчитали, исходя из массового содержания объема пропущенного газа, приведенного к нормальным условиям. Расчеты показали, что среднее содержание фенола в газовых выбросах достигало 0,23 мг/м³, или 0,00023 г/м³.

Как видно из рис. 1, доля поступления фенола в атмосферу от завода «ОРЛЭКС» составляет 5,6%, или в суммарном количестве 2,310^-4 г/м³, в то время как общее количество фенола, поступающего в атмосферу от предприятий города Орла, составляет 4210^-4 г/м³.

Количество выбросов фенола превышает предельно допустимые выбросы почти в 2,2 раза. А это значит, что количество выбросов за год составит 1,4510^-4т/год.

Таким образом, технология производства пластмасс на заводе «ОРЛЭКС» требует совершенствования системы очистки газовых выбросов в атмосферу.

Анализ выбросов загрязняющих веществ в атмосферу г. Орла показал, что основными источниками загрязнения пылью являются предприятия деревообрабатывающей и строительной промышленности. Нами были проведены измерения интенсивности поступления пыли с технологическими газами на Орловской мебельной фабрике.

Рис. 1. Сравнительная интенсивность поступления фенола в атмосферу г. Орла от завода «ОРЛЭКС»

Величина ПДВ должна составлять не более 0,064 г/с (0,533 г/м³), следовательно, после проведенных исследований можно сделать вывод, что превышения концентрации загрязняющего вещества в выбросах фабрики не обнаружено.

Как видно из рис. 2, выбросы пыли от мебельной фабрики в атмосферу г. Орла не превышают предельно допустимых норм и составляют 15,1% от общих выбросов пыли в атмосферу.

Рис. 2. Сравнительная интенсивность поступления пыли в атмосферу г.Орла от мебельной фабрики

Из этого следует, что технологическая схема очистки выбросов в атмосферу на мебельной фабрике обеспечивает высокий уровень очистки и защиты атмосферного воздуха от загрязнения.

Измерения интенсивности поступления газовых выбросов в атмосферу г. Орла проводили на макаронной фабрике. Как видно из рис. 3, наибольшее количество выбросов сернистого газа в атмосферу происходит от выбросов газов котельной макаронной фабрики. Общее количество выбросов составляет 0,26 г/м³, а это 0,41% от общегодовых выбросов в атмосферу г. Орла, что может создавать опасность выпадения кислотных дождей и заболеваний человека и животных, снижения экологической устойчивости экосистем.

Рис. 3. Сравнительная оценка поступления оксидов азота, углерода и серы в атмосферу г. Орла от макаронной фабрики

По данным анализа можно сделать вывод, что превышение норм ПДВ по угарному газу (СО = 0,30 г/м³) и оксидам азота (NO_x = 0,04 г/м³) не обнаружено, по оксиду серы (SO₂ = 0,26 г/м³) обнаружено превышение нормы в 9 раз.

Превышение предельно допустимых выбросов серы в атмосферу может приводить к выпадению кислотных осадков и, как следствие, к подкислению почвы. Нами было изучено влияние источника загрязнения на изменения величины рН почвы территорий, прилегающих к таким источникам загрязнения, как газовые выбросы котельной и полигон складирования шлаковых отходов (табл. 3).

Из данных таблицы 3 видно, что наибольшее подкисление почвы отмечается в непосредственной близости к источнику загрязнения. Чем больше удаленность от фактора воздействия, тем в большей степени отмечается смещение реакции почвенной среды до слабокислой и близкой к нейтральной.

Таблица 3. Изменение величины рН серой лесной почвы под воздействием газовых выбросов и шлакового отвала

Динамика интенсивности поступления загрязняющих веществ в атмосферу убедительно доказывает увеличение выбросов за период 1999-2003 гг. на 4,2%. За этот же период уровень загрязнения воздуха диоксидом серы и оксидом углерода понизился, по пыли и фенолу не изменился, увеличилось загрязнение диоксидом и оксидом азота. Все это свидетельствует о необходимости проведения локальных мониторингов количественного и качественного состава выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в пределах г. Орла.

Таким образом, в пределах г. Орла и в целом Орловской области отмечается интенсивное загрязнение атмосферного воздуха, наиболее подвижного компонента природной среды, имеющего по этой причине приоритетное значение для оценки уровня ее загрязнения и его последствий. Проведенные исследования показали, что общий уровень загрязнения окружающей среды обусловлен в значительной мере выбросами в атмосферу токсичных соединений от промышленных предприятий и автотранспорта В их составе преобладают соединения азота, сернистый ангидрид, оксиды углерода, взвешенные частицы, тяжелые металлы, которые оказывают большое влияние на экологическую ситуацию и здоровье населения.

Список использованных источников

Степанова Л.П., Коренькова Е.А. Влияние техногенеза на геохимию и экологическую емкость ландшафта. - Орел: изд-во Орел ГАУ. - 2010. - 265 с.

Степанова Л.П., Мышкин А.И., Коренькова Е.А. Оценка состояния природной среды для выявления зон экологического неблагополучия // Вестник Орловского государственного аграрного университета. - 2009, т. 19, №4. - С. 50-52.

Размещено на Allbest.ru