I. атмосферный воздух

Качество воздуха формируется в результате сложного взаимодействия природных и антропогенных факторов.

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха является деятельность предприятий промышленности, теплоэнергетики, добычи полезных ископаемых, автомобильного транспорта. Кроме того, в формировании уровня загрязнения воздуха важную роль играют метеорологические условия (температура воздуха, скорость ветра, осадки и т.п.). Так, концентрация примесей убывает при очень сильных ветрах (за счет их быстрого уноса) и возрастает при штилевых условиях с туманами. Капли тумана поглощают вредные примеси не только из низлежащих, но и вышележащих, наиболее загрязненных слоев воздуха, вследствие чего концентрация примесей в воздухе возрастает.

Сочетание метеорологических условий, обуславливающих рассеивание (накопление) примесей, поступающих в виде выбросов от предприятий и автотранспорта, называют потенциалом загрязнения атмосферы (далее - ПЗА). По данным исследований Росгидромета г. Новосибирск расположен в зоне высокого ПЗА, то есть в зоне неблагоприятных метеорологических условий для рассеивания примесей, вследствие чего в отдельные периоды интенсивно происходит накопление вредных веществ в атмосфере и формирование высокого уровня загрязнения.

Несмотря на рост промышленного производства и увеличение количества автотранспорта, качество атмосферного воздуха в крупных населенных пунктах Новосибирской области на протяжении последних лет остается относительно стабильным.

1.1. Выбросы вредных веществ в атмосферный воздух

Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха в Новосибирской области являются: автомобильный транспорт (60,5 % валового выброса по области), предприятия теплоэнергетики и отопительные котельные ЖКХ (19,7 %), промышленные предприятия (19,8 %).

Таблица 1.1

Источники выбросов	2005 г.	2006 г.	2007 г.	2008 г.	2009 г.
Выбросы от стационарных источников, тыс. /год	213,2	214,4	204,0	231,52	233,49
Выбросы от автотранспорта*, тыс. т/год	287,8	309,0	365,7	357,99	358,35

* расчет произведен в соответствии с письмом Ростехнадзора от 22.01.2008 № ДТ-43/29 по упрощенной методике, разработанной ФГУП «НИИ Атмосфера», с использованием удельных показателей выбросов

Суммарный объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Новосибирской области в 2009 году составил 591,84 тыс. тонн, в том числе: сажи – 7,135 тыс. т, диоксида серы – 46,771 тыс. т, оксида углерода – 313,28 тыс. т, окислов азота – 109,547 тыс. т, ЛОС (летучие органические соединения) – 47,54 тыс. т.

Уловлено и обезврежено – 884,986 тыс. т загрязняющих веществ.

В

2009 г. выбросы загрязняющих веществ в атмосферу области по сравнению с 2008 годом увеличились на 2,33 тыс. т/год
(0,4 %), в том числе:

- от автотранспорта на 0,36 тыс. тонн (0,1 %);

- от стационарных источников на 1,97 тыс. т/год (0,85 %).

Увеличение выбросов от автотранспорта обусловлено возрастанием общего количества единиц автотранспорта на 0,6 %. При этом доля легковых автомобилей увеличилась на 1 %, доля автобусов – на 19,9 %, а доля грузовых автомобилей снизилась на 4,2 %.

Структура и изменение выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух области от автотранспорта отражена в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Показатели	Всего	Сажа	Диок-сид серы	Оксид углеро-да	Окис-лы азота	Летучие органические соединения
Выбросы от автотранспорта в 2009 году, тыс. т/год	358,35	1,358	4,473	237,412	75,374	39,734
Изменение выбросов от автотранспорта по сравнению с предыдущим годом, тыс. т /год	+0,36	+0,004	+0,009	-0,065	+0,290	+0,122

Увеличение выбросов от стационарных источников, в основном, произошло на предприятиях отрасли добычи полезных ископаемых (25,21 тыс. т/год). ОАО «Новосибирскнефтегаз» увеличил выбросы на 19,143 тыс. т/год за счет роста объемов добычи нефти и газа, а также в связи с сажевым сгоранием газа на некоторых факельных установках.

Среди предприятий области основными загрязнителями атмосферного воздуха
(по критерию опасности предприятия) являются: Новосибирские ТЭЦ-2, 3, 4, 5, Барабинская ТЭЦ ОАО «Новосибирскэнерго», ЗАО «Новосибирский электродный завод», ОАО «Искитимцемент», ОАО «Новосибирскнефтегаз», Новосибирский электровозоремонтный завод ОАО «Желдорреммаш».

Необходимо отметить уменьшение валового выброса на 13,2 тыс. т/год (13,4 %) на тепловых электростанциях ОАО «Новосибирскэнерго» в 2009 году по сравнению с 2008 годом, в связи с уменьшением общего количества сожженного топлива. Структура и изменение выбросов загрязняющих веществ на предприятиях ОАО «Новосибирскэнерго» представлена в таблице 1.3.

Таблица 1.3

Показатели	Всего	Зола угольная	Диоксид серы	Оксид углерода	Окислы азота
Количество выбросов, тыс. т/год	85,40	23,14	34,50	1,79	25,93
Изменение выбросов по сравнению с предыдущим годом, тыс. т /год	-13,20	-5,51	-7,11	-0,03	-0,60

1.2. Качество атмосферного воздуха на территории Новосибирской области

Регулярный контроль качества атмосферного воздуха на территории Новосибирской области осуществляет ГУ Новосибирский ЦГМС-РСМЦ в четырех городах (Новосибирск, Бердск, Искитим, Куйбышев) на стационарных пунктах наблюдений по 11 веществам (пыль, диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, сероводород, фенол, сажа, фтористый водород, аммиак, формальдегид).

Для характеристики качества воздуха используются показатели:

ИЗА – комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей. Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций. Показатель характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха;
СИ – наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Она определяется по данным наблюдений на станции за одной примесью или на всех станциях рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год. Показатель характеризует степень кратковременного загрязнения.

В соответствии с существующими методами оценки уровень загрязнения считается повышенным при ИЗА от 5 до 6, СИ < 5; высоким при ИЗА от 7 до 13, СИ от 5 до 10; очень высоким при ИЗА, равном или больше 14, СИ > 10.

Таблица 1.4

Индекс загрязнения атмосферы - ИЗА₅	Годы
Индекс загрязнения атмосферы - ИЗА₅	2005	2006	2007	2008	2009
г. Новосибирск	9,7	12,12	8,88	8,56*	11,24
г. Бердск	5,74	6,65	5,80	4,9	6,42
г. Искитим	8,87	7,66	8,03	7,6	9,79
г. Куйбышев	4,52	5,96	6,20	8,22	7,52

* ИЗА₄ – по решению уполномоченного органа Росгидромета по вопросам оценки качества атмосферного воздуха городских поселений и промышленных центров (Главная геофизическая обсерватория им. А.И. Воейкова) не учитываются результаты измерений формальдегида в загрязнении атмосферы г. Новосибирска за 2008 г.

П

о данным ГУ Новосибирский ЦГМС-РСМЦ, г. Новосибирск с 1996 года не входит в приоритетный список городов России с наибольшим уровнем загрязнения воздуха. В течение года наибольшая величина СИ (в долях ПДК) отмечена для взвешенных веществ–8,8, наибольшая повторяемость превышений санитарных норм отмечена по взвешенным веществам – 25,6 %. Более частое загрязнение оксидом углерода отмечалось в Калининском районе; пылью – в Первомайском районе; диоксидом азота, аммиаком – в Заельцовском районе. Отмечается тенденция роста уровня загрязнения атмосферы города оксидом углерода, диоксидом азота, оксидом азота, аммиаком, фенолом, формальдегидом и озоном.

Уровень загрязнения г. Бердска характеризуется как повышенный. Значение наибольшей величины СИ
(в долях ПДК) отмечено для бенз(а)пирена – 3,2, а наибольшая повторяемость превышений санитарных норм отмечена по пыли – 3,9 %. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха города вносят предприятия:
ФУГП «Бердский завод биологических препаратов, ООО «Вега – ЦСР»,
ОАО «Бердский электромеханический завод».

Уровень загрязнения г. Искитима характеризуется как высокий. Значение наибольшей величины СИ отмечено для пыли – 1,8, а наибольшая повторяемость превышений санитарных норм по пыли – 28,3 %. Основной вклад в загрязнение атмосферы города вносят предприятия: ОАО «Искитимцемент», ОАО «Искитимский шиферный завод», ОАО «ЗЖБИ-5»), ОАО «Теплоприбор».

У

ровень загрязнения г. Куйбышева характеризуется как повышенный. Значение наибольшей величины СИ отмечено для сажи – 2,1, а наибольшая повторяемость превышений санитарных норм по саже – 0,4 %. Основной вклад в загрязнение атмосферы города вносят предприятия: Барабинская ТЭЦ,
МПП «Куйбышевжилкомхоз».

В 2009 году государственный санитарно-эпидемиологический надзор за состоянием атмосферного воздуха осуществлялся в зоне влияния промышленных предприятий, на автомагистралях в зоне жилой застройки и показал следующее результаты, представленные в таблице 1.5.

Таблица 1.5

Структура лабораторного контроля за уровнями загрязнения атмосферного воздуха в 2009 году

Точки отбора проб	Количество исследован-ных проб	Процент проб с превыше-нием ПДК	Количество исследован- ных проб	Процент проб с превыше-нием ПДК
Точки отбора проб	Новосибирская область		г. Новосибирск
Всего:	5 522	1,05	3 209	0,74
Маршрутные и подфакельные исследования	3 003	1,23	2 514	0,23
На автомагистралях в зоне жилой застройки	1 218	1,23	695	2,58
На стационарных постах	-	-	-	-
Всего исследовано в сельских поселениях	1 301	0,00	-	-

Анализ исследований качества атмосферного воздуха показывает, что указанные превышения ПДК обнаружены на автомагистралях, а также под факелами выбросов в зоне влияния промышленных предприятий.

В исследованных пробах превышений гигиенических нормативов более 5 ПДК не зарегистрировано (табл. 1.6).

Таблица 1.6

Удельный вес (%) проб атмосферного воздуха,

в которых зарегистрированы превышения ПДК загрязняющих веществ

Ингредиенты	Годы
Ингредиенты	2002	2003	2004	2005	2006	2007	2008	2009
Всего:	16,6	8,6	9,7	9,7	1,6	0,79	0,9	1,45
Взвешенные вещества	21,3	16,8	17,6	22,8	7,03	2,7	4,2	9,8
Углеводороды	0	2,5	0	0	0,31	0	1,6	0
Аммиак	0	0,4	1,0	3,2	0	0	0,4	0
Углерода оксид	4,6	1,06	3,4	4,5	0,56	0,37	0,1	0,15
Сероводород	0	0	0	0	0,28	11,5	0,1	0
Окислы азота	49,9	24,8	26,0	23,6	1,93	0,25	0	0
Хлористый водород	0	13,3	0	0	0	0	0	0
Свинец	7,1	0	10,4	0	1,75	0	0	0
Формальдегид	5,9	0	0	5,3	0,72	0,68	0	0
Сернистый газ	0	0	3,5	0,4	0	0	0	0

1.3. Меры по улучшению качества атмосферного воздуха,

принятые в Новосибирской области в 2009 году

С целью стабилизации и улучшения качества окружающей среды и жизни населения успешно реализуется областная целевая программа «Газификация Новосибирской области на 2007-2011 годы». Газификация затронула 20 муниципальных районов и городских округов Новосибирской области. Так, в течение 2009 года построено и введено в эксплуатацию 150 км распределительных газопроводов. В общей сложности, к газу подключили 6 281 нового абонента и газифицировали 91 котельную. Всего на газификацию области было направлено 908,9 млн. руб.

В ходе реализации плана мероприятий по улучшению состояния окружающей среды и обеспечению экологической безопасности населения Новосибирской области в 2009 году выполнены следующие мероприятия:

- проектирование экспериментальной котельной, работающей на биотопливе (дрова и древесные отходы) в Венгеровском районе;

- осуществлена установка 18 единиц пылегазоочистного оборудования на 13 муниципальных котельных в 11 населенных пунктах (гг. Бердск, Черепаново, Чулым, р.ц. Довольное, Здвинск, Ордынское, Чистоозерное, Убинское, 4 населенных пункта Куйбышевского района) за счет субсидий местным бюджетам из областного бюджета на условиях софинансирования, в результате чего будет достигнуто сокращение выбросов золы угольной в атмосферу около 540 тонн в год.

Всего за период 2005-2009 гг. в Новосибирской области за счет средств областного и местных бюджетов на муниципальных угольных котельных установлено новых и модернизировано действующих 119 единиц пылегазоочистного оборудования, что позволило сократить выбросы золы угольной в атмосферу и довести качество атмосферного воздуха в зоне жилой застройки до нормативных показателей в 20 районах (Барабинском, Баганском, Доволенском, Здвинском, Искитимском, Карасукском, Коченевском, Кочковском, Краснозерском, Купинском, Мошковском, Ордынском, Тогучинском, Убинском, Усть-Таркском, Чановском, Черепановском, Чистоозерном, Чулымском) и 7 городах (Бердск, Искитим, Татарск, Черепаново, Куйбышев, Обь, Чулым) области.

В городе Новосибирске в 2009 году в рамках выполнения Программы по улучшению экологического состояния города Новосибирска на 2006 – 2010 годы выполнены следующие мероприятия:

- для снижения валовых выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух осуществлен перевод на газ технологического оборудования на Новосибирском стрелочном заводе, запущены в работу отопительные котлы на котельной ООО «Дорсиб плюс», начаты работы по газификации на котельной филиала «Центр урано-геологического оборудования» ФГУГП «Урангеологоразведка», велись работы на котельной по ул. Ельцовская в Заельцовском районе;

- проведено совершенствование и реконструкция технологического оборудования: на ОАО «Новосибирский завод «Экран» - реконструкция стекловаренной печи № 5, на ООО «Дорсиб плюс» – монтаж автоматической газовой горелки на установке ДС-158 и горелочного устройства на установке DMАР 1600, на предприятиях ОАО «Новосибирскэнерго» выполнялся ремонт золоулавливающих установок, велись испытания по определению эффективности золоуловителей котлов и т.д.;

- газификация индивидуального жилого фонда города позволяет не только повысить качество жизни людей, но и способствует снижению приземных концентраций загрязняющих веществ по отдельным ингредиентам от 1,5 до 4,2 раз. В 2009 году было проложено 47,1 км трубопроводов низкого давления и 17,9 км - высокого давления, подключено к газу 1 519 домов;

- в целях совершенствования дорожно-транспортной сети и снижения загрязнения атмосферы выбросами от автотранспорта проведены работы по строительству транспортных магистралей и многоуровневых развязок: на пересечении ул. Большевистская, Каменская магистраль, ул. Фабричная, Красный проспект, на въезде в Первомайский район с мостовым переходом через р. Иня; по реконструкции ул. Большевистской и Бердского шоссе, ул. Петухова в Кировском районе; по вводу в эксплуатацию эстакады по ул. Кирова с подходами от ул. Воскова до ул. Выборная; по выносу инженерных коммуникаций, строительству ливневой канализации и тротуаров, устройству асфальтобетонного покрытия и др. по ул. Кирова (на участке от ул. Автогенная до ул. Воскова) и ул. Объединения в Калининском и Заельцовском районах. Завершены инженерно-геодезические изыскания и проектные работы по строительству 3-го моста, выполнено строительство подъездной дороги к строительной площадке правового берега по мостовому переходу через р. Обь по Оловозаводскому створу.

1.4. Экспериментальные исследования атмосферных выносов загрязняющих примесей с территории Новосибирска

В.Ф. Рапута, С.Е. Олькин, В.В. Коковкин, С.В. Морозов

На территории г. Новосибирска находится большое число источников газового и аэрозольного загрязнения атмосферы. Среди них наибольших вклад вносят предприятия топливно-энергетического комплекса, автомобильный транспорт, химические и металлургические заводы. Выбросы этих источников оказывают значительное влияние не только на атмосферу города, но и на его окрестности. Основными загрязняющими примесями являются взвешенные вещества, тяжелые металлы (далее – ТМ), окислы азота, формальдегид, полиароматические углеводороды (далее – ПАУ). Распространение загрязняющих веществ тесно связано с характеристиками источников и текущим динамическим, термическим и влажностным режимом атмосферы, характером подстилающей поверхности.

Наиболее удобным и экономичным способом получения данных о поступлении загрязняющих веществ из атмосферы на подстилающую поверхность является исследование снежного, растительного и почвенного покрова [1]. Особый интерес эти исследования представляют при изучении процессов длительного загрязнения. Интенсивность и конфигурация поля концентрации определяется величиной выброса, длительностью периода накопления, размещением источников, повторяемостью направлений ветра и т.д.

С целью оценки регионального воздействия на окружающую среду и определения интегральных характеристик выбросов в окрестностях г. Новосибирска в зимних сезонах 2006-2010 гг. проводились маршрутные снегосъeмки. Отборы проб на маршрутах были в основном приурочены к северо-восточному сектору, в котором наблюдаются максимальные выпадения аэрозольных примесей в зимнее время. Удаления точек отбора проб от территории города достигали 30-40 км.

Полевые и химико-аналитические исследования состава снежного покрова

В зимних сезонах 2006-2010 гг. в окрестностях Новосибирска проводились экспедиционные исследования аэрозольного загрязнения снегового покрова пылью, тяжелыми металлами, полиароматическими углеводородами, изменения ионного состава. Схема отбора проб снега в зимнем сезоне 2008-2009 гг. представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Схема отбора проб снега в окрестностях г. Новосибирска.

● - обозначены положения точек пробоотбора

Маршруты отбора проб выбирались с учетом направлений преобладающих выносов городских примесей и системы дорог. В данном случае этим требованиям в наибольшей степени удовлетворяет томско-кемеровская трасса, расположенная северо-восточнее города. Зимняя повторяемость ветров юго-западного и западного направления на высотах пограничного слоя атмосферы составляет около 60 % [2].

Отбор проб проводился на всю глубину снежного покрова. Химический анализ проб снега на содержание в них ионного состава, ТМ, ПАУ выполнялся в аналитических лабораториях институтов СО РАН, ГНЦ ВБ «Вектор».

После топления проб использовали две схемы пробоподготовки в зависимости от природы определяемых компонентов. Перед определением неорганических компонентов растопленную пробу фильтровали через бумажный фильтр с диаметром пор 2-5 мкм и мембранный фильтр с диаметром пор  0,45 мкм. Полученные осадки сушили на воздухе. Анализу подвергали и осадки, и фильтрат. В фильтрате определяли следующие параметры макрокомпонентного состава: содержание натрия, калия, кальция, магния, хлоридов, нитратов, сульфатов и фторидов. Для определения натрия, калия, кальция, магния использовали методику с атомно-абсорбционным спектрофотометром с зеемановской коррекцией фона Z 8000 (Hitachi, Япония) с атомизацией аналитов в пламени воздух-ацетилен. Детектирование натрия и калия проводили в варианте эмиссии излучения, детектирование кальция и магния – в варианте абсорбции излучения от ламп с полым катодом. Для определения неорганических анионов (хлоридов, нитратов, сульфатов и фторидов) использовали методику на основе системы капиллярного электрофореза Agilent 1600 с косвенным фотометрическим детектированием на длине волны 254 нм. В качестве электрофоретического буферного раствора использовали смесь хромата калия и диэтаноламина при рН=9. Разделение анионов проводили в кварцевом капилляре с внутренним диаметром 50 мкм при напряжении 20 кВ. Основными элементами, определяемыми в осадках и фильтратах были Cu, Zn, Fe, Pb, Sr, Cr, Ni, Mn, As и др. Их определение проводили с использованием атомно-эмиссионного спектрометра с индуктивно-связанной плазмой iCAP-6000 и микроволновой системой для разложения твердых проб.

Органические компоненты (ПАУ) определяли после их трехкратного экстракционного концентрирования в предварительно перегнанный хлористый метилен из всего объема нефильтрованной пробы. После сбора экстрактов их осушали безводным сульфатом натрия. Далее растворитель упаривали на ротационном испарителе при температуре 35С до сухого осадка и полученный осадок растворяли в небольшом объеме ацетона (1 – 5 мл). Полученный раствор анализировали на содержание ПАУ с использованием газового хроматографа Hewlett-Packard 6890 с капиллярной кварцевой колонкой и квадрупольным масс-спектрометрическим детектором Hewlett-Packard 5972 MSD. В качестве газа носителя использовался гелий, который пропускали со скоростью 1 мл/мин. Для идентификации соединений использовали библиотеку масс-спектров NIST 2002.

Погрешности определения как органических, так и неорганических веществ находились в пределах, регулируемых ГОСТ [3].

Полученные экспериментальные данные по выпадениям ПАУ представлены в таблице 1.7.

Таблица 1.7

Содержание компонентов полиароматических углеводов (нг/л) в окрестностях

г. Новосибирска в зимнем сезоне 2008-2009 гг.

№ п/п	Наименование компонентов	Номера точек отбора снежных проб
1.	Аценафтилен	25,0	15,2	16,7	4,8	4,1	3,6	4,3	15,1	7,0	4,6	12,2	22,3
2.	Аценафтен	10,0	6,7	10,2	5,3	4,6	3,3	2,4	8,9	4,0	2,1	7,8	9,0
3.	Нафталин	105,1	117,8	95,2	83,2	45,8	33,3	47,0	89,9	33,7	4,8	50,3	76,4
4.	Флуорен	53,1	29,2	36,2	18,7	15,8	11,2	9,7	34,5	24,1	12,9	24,6	45,0
5.	Фенантрен	173,9	91,1	166,4	64,6	53,0	39,0	42,0	99,4	84,1	86,4	116,0	201,2
6.	Антрацен	22,9	10,1	24,3	7,7	58	4,9	6,5	12,1	8,3	16,8	11,6	20,2
7.	Флуорантрен	137,8	74,3	184,6	71,0	41,8	31,9	51,0	65,4	78,7	103,5	90,0	146,4
8.	Пирен	100,7	51,8	132,6	50,4	24,3	19,1	24,4	44,0	45,7	66,9	58,8	94,5
9.	Бенз(a)антрацен	20,8	12,5	24,3	10,2	6,1	4,9	4,2	8,7	11,3	10,9	18,5	28,2
10.	Хризен	51,0	30,0	71,4	35,0	17,6	12,2	16,3	25,2	32,0	49,4	41,9	58,2
11.	Бенз(b)флуорантрен	45,2	29,0	49,6	22,1	12,2	10,4	11,6	16,9	27,0	31,6	34,0	57,1
12.	Бенз(k)флуорантрен	46,8	27,0	64,4	19,8	13,1	11,6	12,9	21,3	27,5	35,4	39,7	52,1
13.	Бенз(j)флуорантрен	7,2	4,3	8,8	2,4	1,8	1,8	2,1	2,8	4,3	4,8	7,8	9,8
14.	Бенз(e)пирен	34,6	22,2	46,1	20,0	11,1	8,3	22,3	23,0	23,6	25,8	30,2	43,5
15.	Бенз(a)пирен	25,1	16,1	15,6	9,4	7,5	6,4	6,8	14,4	19,3	22,0	30,5	40,7
16.	Пирелен	4,4	3,1	16,3	1,2	1,3	0,8	1,8	2,5	3,2	4,8	5,5	10,7
17.	Дибенз(a,h)антрацен	5,4	2,7	5,6	2,9	1,5	1,0	1,5	2,5	3,6	3,4	5,0	5,0
18.	Индено(1,2,3-cd)пирен	48,8	29,2	54,6	17,5	12,4	8,6	9,7	18,9	28,6	25,9	41,0	62,3
19.	Бенз(ghi)перилен	44,5	22,2	40,3	15,7	7,6	6,8	9,4	16,0	23,2	22,4	30,5	49,9
20.	Сумма ПАУ	962,3	594,5	1063,2	461,9	297,4	219,1	285,9	521,5	489,2	534,4	655,9	1032,5
21.	Сумма канцерогенных ПАУ	469,4	150,8	294,3	119,3	72,2	56,9	65,1	110,7	153,6	183,4	218,4	313,4

Примечание:

ПАУ - полиароматические углеводы;

Жирным шрифтом выделены компоненты ПАУ, обладающие канцерогенной активностью.

Численный анализ данных натурных наблюдений

Описание полей концентраций примесей в атмосфере на значительных удалениях от территории города, как площадного источника допускает значительные упрощения. Экспериментальные и теоретические исследования показывают, что, начиная с расстояний порядка 7-10 км от источника выравнивается по всей высоте пограничного слоя атмосферы. Для таких расстояний влияние ряда параметров становиться не существенным. К ним следует отнести высоту источника, скорость оседания аэрозольных частиц, коэффициент вертикального турбулентного обмена и т.д. В этом случае поле осредненной за длительный промежуток времени концентрации от площадного источника описывается соотношениями [4].

, (1)

где:

r,  - полярные координаты расчетной точки с началом в месте расположения источника;

g () - вероятность противоположного

направления ветра на высотах пограничного слоя атмосферы;

M – мощность источника;

u, h – средняя скорость ветра и толщина слоя перемешивания;

 - коэффициент взаимодействия примеси с подстилающей поверхностью.

Количественная интерпретация данных экспедиционных и химико-аналитических исследований снежного покрова проводилась на основе регрессионного соотношения (1) применительно к северо-восточному сектору регионального выноса примесей от города. Начало координат располагалось в центре Новосибирска (Главпочтамт). Оценка неизвестного параметра

для каждого из рассматриваемых радиальных маршрутов отбора проб проводилась соответственно в опорных точках наблюдений № 1, № 8 и № 12. Результаты численной интерпретации данных экспериментальных исследований зимнего сезона 2008-2009 гг. представлены на рисунке 1.2, а для зимнего сезона 2006-2007 гг. – на рисунке 1.3.


Рис. 1.2. Измеренные и численно реконструированные концентрации бенз(а)пирена в снеге в северо-восточном, северном и северо-северо-западном направлениях выноса от г. Новосибирска. ○ – опорные точки; ● - контрольные точки наблюдений; —— - восстановленная по модели (1) концентрация бенз(а)пирена.


Рис. 1.3. Измеренные и численно восстановленные уровни выпадений: (а) - цинка; (б) - железа; (в) - пыли в северо-восточном направлении от Новосибирска за зимний период 2006-2007 гг.

Анализ рисунков 1.2, 1.3 показывает удовлетворительное согласие расчета наблюдениям в контрольных точках (черные кружки). Несмотря на значительный разброс в некоторых точках сравниваемых значений концентраций ТМ и ПАУ, в целом, преобладает вклад в загрязнение снегового покрова от совокупности источников, расположенных на территории Новосибирска. Весьма высокими являются выпадения пыли, а также компонентов ПАУ, в частности, бенз(а)пирена, оказывающего существенное влияние на заболеваемость населения города. Следует также отметить реальную возможность использования выпадений пыли в качестве трассера, что при дальнейших исследованиях позволит существенно уменьшить количество относительно дорогих химических анализов, ограничившись определением концентраций рассматриваемых химических элементов и соединений лишь в ряде опорных точек.

Численный анализ результатов экспедиционных и химико-аналитических исследований на основе модели оценивания выпадения примесей от площадного источника позволил установить количественные закономерности выноса пыли, ТМ, ПАУ, изменения ионного состава снега в зоне регионального влияния города. Проведенные исследования показали, что уровни загрязнения на преобладающих направлениях сноса вредных примесей весьма значительны даже на расстояниях нескольких десятков километров от городских территорий. Например, в 10 км северо-восточнее Новосибирска (район п. Мочище) содержание бенз(а)пирена в снеге составило около 20 нг/л, а в точках отбора, расположенных неподалеку от Домов отдыха «Мочище» и «Кудряшовский бор», 30 и 40 нг/л соответственно, что вполне сопоставимо с концентрациями, измеряемыми в снеге у постов Росгидромета в самом городе.

Выявленные зависимости позволяют ограниченными средствами выполнить интегральные оценки выносов рассматриваемых примесей от Новосибирска за длительный промежуток времени и оценить степень антропогенной нагрузки на окружающие территории. Эти результаты указывают на возможность создания экономичной системы мониторинга и получения на ее основе оценки состояния длительного загрязнения атмосферы города и определения эмиссии характерных примесей с его территории.

Следует особо отметить, что при исследованиях показателей здоровья жителей населенных пунктов, находящихся в зонах интенсивного сноса примесей с городских территорий, помимо местных условий необходимо учитывать и данный фактор воздействия, как дополнительный риск здоровью.

Литература:

1. Василенко В.Н., Назаров И.М., Фридман Ш.Д. Мониторинг загрязнения снежного покрова. Л.: Гидрометеоиздат, 1985, 182 с.

2. Климат Новосибирска. Л.: Гидрометеоиздат, 1979, 221 с.

3. Вода. Нормы погрешности измерения показателей состава и свойств, ГОСТ 27384 – 2002, Межгосударственный совет по стандартам, метрологии и сертификации, Минск, 2002.

4. Рапута В.Ф., Олькин С.Е., Резникова И.К. Методы численного анализа данных наблюдений регионального загрязнения территорий площадным источником // Оптика атмосферы и океана. 2008. Т. 21, № 6, с. 558-562.

Blog

I. атмосферный воздух

Содержание