Оценка сезонной динамики загрязнения атмосферного воздуха промышленного города (на примере г. Воронежа)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» Воронеж, Россия

Оценка сезонной динамики загрязнения атмосферного воздуха промышленного города (на примере г. Воронежа)

Костылева Л.Н., Грищенко Б.А., Климов К.А.

На фоне возрастающего техногенного загрязнения среды обитания урбанизированных регионов отчетливо проявляются негативные процессы, связанные со значительным ущербом здоровью горожан, материально-техническим объектам (зданиям, промышленному и транспортному оборудованию, коммуникациям, промышленной продукции), а также зеленым насаждениям. загрязняющий вещество экологический аэрогенный

Целью настоящего исследования является анализ закономерностей сезонной динамики приоритетных загрязняющих веществ в атмосферном воздухе крупного промышленно-развитого города и выявление зон экологического риска, обусловленного аэрогенным фактором.

В качестве объекта исследования выбран город Воронеж, являющийся типичным для России крупным промышленным центром Центрального Черноземья, в котором проживает около 1 млн. человек. Город имеет разнообразную и насыщенную промышленную и социально-экономическую инфраструктуру, значительный автотранспортный парк, создающие существенную эмиссию загрязняющих веществ в атмосферу.

Методический подход к исследованию качества воздушного бассейна основан на детальном анализе структуры и сезонной динамики загрязнения по маршрутным постам наблюдений, расположенным на техногенно-загрязненных территориях, а также в селитебнорекреационном «условно чистом» микрорайоне Агроуниверситета.

Перечень загрязняющих веществ, подлежащих контролю, определен авторами на основе сведений о составе и характере выбросов от источников загрязнения в городе и метеорологических условий рассеивания примесей в соответствии с РД 52.04.186-89 [1].

В качестве параметров качества воздуха нами выбраны средние концентрации 8 основных контролируемых ингредиентов (мг/м³), в том числе 2 класса опасности (формальдегид, фенол, оксид меди, акролеин); 3 класса опасности (пыль /взвешенные вещества/, диоксид серы, диоксид азота); 4 класса опасности (оксид углерода). Эти вещества - объект постоянных мониторинговых наблюдений, осуществляемых в Воронежской области [2].

Проведенный анализ состояния загрязнения воздуха в различных точках контроля в период с 2009 по 2013 гг. в сезонном аспекте показал, что за пятилетний период произошло увеличение удельного веса проб, не отвечающих гигиеническим нормативам по большинству постов наблюдений, особенно по трем загрязняющим веществам: оксиду углерода, диоксиду азота и пыли (взвешенным веществам).

При изучении качества атмосферного воздуха в городе большой интерес представляет рассмотрение сезонных колебаний концентраций в воздухе различных вредных примесей. Общая закономерность динамики загрязняющих веществ определяется работой промышленно-транспортного комплекса и сезонной изменчивостью синоптических процессов, влияющих на рассеивающую способность атмосферы.

В зимний период атмосферный воздух в городе менее загрязнен, но повышается удельный вклад в аэрогенное загрязнение диоксида серы и пыли из-за работы отопительных систем. Так, значительное увеличение в холодное время года поступления в атмосферу диоксида серы и взвешенных частиц вызвано работой тепловых сетей, котельных и изменением топливного баланса в теплоэнергетической промышленности.

Наибольшее загрязнение приходится на теплое время года, когда повышаются концентрации оксида углерода, диоксида серы, диоксида азота и пыли в основном за счет увеличения количества автомашин на улицах города (в районах двух автомагистралей по Московскому пр-ту и ул. Матросова) и формирования локальных «островов тепла» в центральном секторе города с пониженной турбулентностью и рассеивающей способностью атмосферы.

В переходные сезоны (весна, осень) наблюдается, прежде всего, повышение концентраций диоксида серы, диоксида азота и формальдегида в промышленном Левобережном районе города.

В «условно чистом» районе поста наблюдения по ул. Дарвина экологическая ситуация во все сезоны года относительно благополучна.

Сезонные парциальные индексы загрязнения атмосферы по маршрутным постам наблюдений показаны в табл. 1. Неравномерное распределение загрязняющих веществ в городе является следствием сезонных различий повторяемости ветров. Низменный рельеф левобережной части города, слабая проветриваемость усиливают неблагоприятное воздействие выбросов загрязняющих веществ на качество атмосферного воздуха.

Таблица 1 -Сезонные парциальные индексы загрязнения атмосферы по маршрутным постам наблюдения

Примечание *) Жирным шрифтом выделены значения I_п>1.

Оценка полученных данных показывает, что лучшими «индикаторами» сезонного загрязнения атмосферы независимо от функциональной специфики микрорайона служат диоксид серы, диоксид азота и формальдегид - наиболее чувствительные к сезонным колебаниям рассеивающей способности атмосферы и отражающие существенный вклад в загрязнение атмосферы автотранспорта и предприятий теплоэнергетики.

Таким образом, анализ состояния атмосферного воздуха с учетом показателей техногенной нагрузки свидетельствует о формировании в городе контрастных экологических районов с различной сезонной динамикой загрязнения атмосферного воздуха. Установлены три типа сезонной динамики загрязнения атмосферы по преобладающему характеру городской застройки и ее функциональному назначению: селитебно-промышленный, селитебно-транспортный, селитебно-рекреационный.

В селитебно-промышленных микрорайонах наибольшее загрязнение атмосферы наблюдается в летний период года, что связано с формирующимися локальными «островами тепла».

В селитебно-транспортных микрорайонах пик загрязнения смещается на осенний период вследствие сезонного ухудшения рассеивающей способности атмосферы при увеличении частоты штилей, приземных инверсий в период с августа по октябрь.

Селитебно-рекреационные микрорайоны отличаются относительно равномерной сезонной динамикой загрязнения с некоторой тенденцией увеличения концентраций загрязняющих веществ в весенне-летний период на фоне снижения рассеивающей способности атмосферы из-за увеличения частоты приземных инверсий в мае и летних «острова тепла».

Проведенное исследование подтверждает, что степень загрязнения атмосферы в целом согласуется с уровнем техногенной нагрузки на городскую среду, а зоны наибольшего экологического риска приурочены к промышленно-транспортным микрорайонам. В сезонном аспекте пик загрязнения атмосферы приходится на лето, снижение загрязнения отмечается в переходные сезоны (осень, весна), а минимум загрязнения отмечается зимой.

Список литературы

1. РД 5204.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М.: Изд-во стандартов, 1991.

2. Куролап С.А., Клепиков О.В., Костылева Л.Н. Экологическая оценка качества воздушного бассейна г. Воронежа // Экологические системы и приборы: ежемесячный научно-технический и производственный журнал №5, 2010. - С. 29-34

Размещено на Allbest.ru