2 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу города…
| Вид материала | Реферат |
- Характеристика и анализ выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, 887.51kb.
- Экологическая обстановка в городе ростове-на-дону 23 Атмосферный воздух, 105.5kb.
- Выбросы и улавливание загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников, 20.65kb.
- Атмосферный воздух выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, 1460.63kb.
- Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу, 11.22kb.
- 2 Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу города…, 869.63kb.
- В ред. Постановления Правительства РФ от 01., 302.24kb.
- 4 Вторая редакция проектов Изменения №1 к гост р 52033-2003 Автомобили с бензиновыми, 490.81kb.
- Нчания срока действия методик, адресов организаций разработчиков и алфавитного указателя, 742.29kb.
- «О состоянии окружающей природной среды на территории городского округа город Уфа Республики, 124.13kb.
Город Новосибирск расположен на Приобском плато, примыкающем к долине реки Оби, на стыке лесостепной и лесной природных зон. Общий характер рельефа – приподнятый, увалистый, поднимающийся более чем на 200 м над уровнем моря. Левобережная часть города имеет плоский рельеф, правобережная – характеризуется множеством балок, грив и оврагов, поскольку от неё начинается переход к горному рельефу Салаирского кряжа. Благодаря выходу на поверхность гранитов и диабазов, в предгорной долине реки Оби, в районе Новосибирска, сформировалось относительно узкое ложе реки шириной чуть более 800 м. К городу примыкают Заельцовский и Кудряшовский боры, Обское водохранилище, малые реки, множество озер, представляющие в совокупности разнообразный комплекс рекреационных ресурсов.
Основными факторами, определяющими уровень загрязнения природной среды на той или иной территории, являются ассимилирующие способности объектов природной среды – атмосферы, гидросферы и др., которые, в свою очередь, определяются климатическими условиями.
Новосибирск находится в зоне резко континентального климатического пояса. Одними из основных показателей сурового и холодного климата являются: большое число дней в году со средней суточной температурой воздуха ниже -15°С (90 дней и более), частые снегопады, метели, гололедные явления в зимний период времени года.
Уровень загрязнения атмосферы города Новосибирска зависит не только от количества выброшенных в атмосферный воздух загрязняющих веществ, но и от наличия неблагоприятных метеорологических условий – штилей, инверсий температур, туманов, способствующих накоплению вредных примесей в приземном слое воздуха.
Согласно классификации ГУ «Главная геофизическая обсерватория имени А. И. Воейкова» в России по значениям потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА) выделено 5 зон.
Таблица 1.1 – Классификация значений потенциала загрязнения атмосферы
| Потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА) | Приземные инверсии | Повторяемость, % | Высота слоя перемещения, км | Продолжительность тумана, ч | |||
| Повторяемость, % | Мощ ность, км | Интен сивность, °С | скорости ветра 0—1 м/сек | в т. ч. непрерывно ряд дней застой воздуха | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Низкий | 20- 30 | 0,3-0,4 | 2 - 3 | 10 - 20 | 5 - 10 | 0,7-0,8 | 80-350 |
| Умеренный | | 0,4-0,5 | 3 - 5 | 20 - 30 | 7 - 12 | 0,8-1,0 | 100-500 |
| Повышен- ный | | | | | | | |
| Континен- тальный | | 0,3-0,6 | 2 - 6 | 20 - 40 | 3 - 18 | 0,7-1,0 | 100-600 |
| Приморс- кий | | 0,3-0,7 | 2 - 6 | 10 - 30 | 10 - 25 | 0,4-1,1 | 100-600 |
| Высокий | | 0,3-0,7 | 3 - 6 | 30 - 60 | 10 - 30 | 0,7-1,6 | 50-200 |
| Очень высокий | | 0,3-0,9 | 3 - 10 | 50 - 70 | 20 - 15 | 0,8-1,6 | 10-600 |
Город Новосибирск относится к 3-ой зоне, характеризуемой повышенным континентальным потенциалом загрязнения. Низкая рассеивающая способность атмосферы обусловлена преобладанием слабых ветров и мощных приземных инверсий в холодный период. Повторяемость слабых ветров (0-1 м/с) составляет 25%, приземных инверсий - 28%.
Неблагоприятные для рассеивания примесей метеорологические условия, т.е. метеоусловия, способствующие накоплению вредных веществ в приземном слое атмосферы (НМУ), формируются в холодные периоды года (с декабря по март) и в летний период при низкой облачности и высокой влажности воздуха.
Максимум осадков отмечается летом (июль), как правило, в это время они имеют ливневой характер и большую интенсивность, что способствует вымыванию примесей из воздуха. Зимой осадков выпадает меньше и они не играют существенной роли в очищении атмосферы от загрязнения.
Повторяемость метеорологических условий, определяющих ассимилирующие способности атмосферы, и величины ПЗА по данным Западно-Сибирского межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды приведены в табл. 1.2.
Таблица 1.2 – Повторяемость метеорологических условий, определяющих ассимилирующие способности атмосферы, и величины ПЗА с 2006- по 2009 годы
| Год | Число дней с осад-ками | Повторяемость метеохарактеристик, способствующих накоплению вредных примесей в атмосфере, % | ПЗА | ||||
| Тума-нов | При-земных инвер-сий | Припод-нятых инверсий | Скорости ветра 0-1 м/с | Зас-тоев | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 2006 | 222 | 0,9 | 35 | 33 | 25 | 24 | - |
| 2007 | 245 | 0,9 | 28 | 41 | 29 | 22 | - |
| 2008 | 241 | 1,1 | 28 | 41 | 25 | 22 | 3,0 |
| 2009 | 238 | 1,5 | 30 | 41 | 28 | 21 | 3,0 |
| Средне многолетние | 188 | 7 | 30 | 56 | - | 10 | - |
Метеохарактеристики, определяющие рассеивающие способности атмосферы в 2006-2009 гг. в сравнении со среднемноголетними значениями, приведены на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Повторяемость годовых метеохарактеристик
Январь характеризовался неустойчивой с осадками погодой: первые две декады были экстремально теплыми, третья декада экстремально холодной. Среднемесячная температура составила минус 17,3°С, что выше нормы на 0,1°С. Месячная сумма осадков составила 32,0 мм (152,0% месячной нормы).
Февраль характеризовался преобладанием морозной погоды с обильными снегопадами, метелями, снежными заносами в первой половине месяца и гололедицей, туманами, изморозью – во второй половине месяца. Среднемесячная температура составила минус 21,4°С, что выше нормы на 4,5°С. Месячная сумма осадков составила 23,0 мм (144,0% месячной нормы).
В марте преобладала солнечная погода с большой суточной амплитудой колебания температуры, гололедицей, местами с изморозью и туманами. Среднемесячная температура составила минус 7,5°С, что выше нормы на 1,3°С. Месячная сумма осадков составила 7,9 мм (53,0% месячной нормы).
В апреле преобладала теплая погода с осадками, местами с обильными сильными ветрами. Среднемесячная температура составила плюс 4,4°С, что выше нормы на 2,8°С. Месячная сумма осадков составила 39,0 мм (170,0% месячной нормы).
В мае преобладала теплая погода с резкими похолоданиями в первой и третьей декадах, с выпадением осадков, местами обильными, с грозами, местами с градом, туманами. Среднемесячная температура составила плюс 12,3°С, что выше нормы на 1,8°С. Месячная сумма осадков составила 20,7 мм (54,0% месячной нормы).
Июнь был аномально холодным с частыми ливнями, местами сильными грозами, градом, усилением ветра, туманами. Среднемесячная температура составила плюс 13,8°С, что ниже нормы на 3,1°С. Месячная сумма осадков составила 70,0 мм (152,0% месячной нормы).
В июле преобладала прохладная с частыми осадками погода, местами обильными, градом, сильным ветром. Среднемесячная температура составила плюс 18,6°С, что ниже нормы на 0,7°С. Месячная сумма осадков составила 95,0 мм (156,0% месячной нормы).
Погода в августе была неустойчивой с ливневыми осадками, грозами, местами с градом, утренними туманами, росами. Среднемесячная температура составила плюс 16,4°С, что выше нормы на 0,6°С. Месячная сумма осадков составила 23,0 мм (62,0% месячной нормы).
Сентябрь характеризовался неустойчивой погодой: от холодной первых двух декад до аномально теплой третьей декады. Среднемесячная температура составила плюс 10,8°С, что выше нормы на 0,1°С. Месячная сумма осадков составила 32,0 мм (152,0% месячной нормы).
В октябре погода изменялась от аномально теплой (1 декада) до холодной (3 декада) с осадками, преимущественно во второй половине месяца. Среднемесячная температура составила плюс 2,8°С, что выше нормы на 1°С. Месячная сумма осадков составила 47,0 мм (109,0% месячной нормы).
Погода в ноябре была неоднородной: теплой в начале и во второй половине месяца, аномально холодной во второй и третьей пентадах с осадками, гололедными явлениями. Среднемесячная температура составила минус 7,8°С, что около нормы. Месячная сумма осадков составила 42,0 мм (127,0% месячной нормы).
В декабре преобладала холодная погода со снегопадами и метелями. Среднемесячная температура составила минус 19,9°С, что выше нормы на 4,2°С. Месячная сумма осадков составила 36,0 мм (150,0% месячной нормы).
Далее приведены графики среднемесячных температур за последние три года (2007, 2008, 2009), среднемноголетняя норма температуры воздуха для каждого месяца.
Рис. 1.2. Среднемесячная температура в г. Новосибирске, С
В 2009 году самым холодным месяцем был февраль, среднемесячная температура составила минус 21,4°С, что выше нормы на 4,5°С. Самым теплым месяцем – июль, среднемесячная температура составила 18,6°С, что ниже нормы на 0,7°С.
Рис. 1.3. Среднемесячное количество осадков в г. Новосибирске, мм
На графике приведены данные по среднемесячному количеству осадков за три года, в период с 2007 по 2009 гг. Отчетливо видно, что в 2009 году дефицит осадков прослеживался в марте, мае, августе, сентябре. В январе, феврале, апреле, июне, июле октябре, ноябре, декабре наблюдалось превышение количества осадков по сравнению с нормой.
- АТМОСФЕРНЫЙ ВОЗДУХ
- Качество атмосферного воздуха
Атмосферный воздух – это природная смесь газов приземного слоя атмосферы за пределами жилых, производственных и иных помещений, сложившаяся в ходе эволюции Земли. У поверхности земли воздух на 78% состоит из азота, на 21% – из кислорода, менее чем на 0,9% – из аргона. Кроме этих газов в атмосферном воздухе содержится незначительное количество углекислого газа, водорода, неона, гелия, озона и пр. По современным данным, состав атмосферного воздуха постоянен до высоты 60 км.
Соотношение тех или иных веществ в составе воздуха определяет его качество. От качества воздуха зависит здоровье людей, состояние растительного и животного мира, прочность и долговечность любых конструкций, зданий, сооружений. Состав воздуха формируется в зависимости от природных климатических условий и под воздействием антропогенных факторов.
Загрязнение атмосферного воздуха – поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха. Загрязнение может носить природный характер или быть техногенным (т.е. связанное с промышленными выбросами, выбросами от автотранспорта, а так же в результате выбросов от хозяйственной и иной деятельности человека). Загрязнение может быть локальным, региональным и глобальным. Масштабы загрязнения обусловлены мощностью выброса и характером воздушных потоков.
Гигиенический норматив качества атмосферного воздуха - критерий качества атмосферного воздуха, который отражает предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и при котором отсутствует вредное воздействие на здоровье человека.
Экологический норматив качества атмосферного воздуха - критерий качества атмосферного воздуха, который отражает предельно допустимое максимальное содержание вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе и при котором отсутствует вредное воздействие на окружающую среду. Экологические нормативы качества атмосферного воздуха вводятся для конкретных территорий Российской Федерации с целью сохранения на них естественных экосистем, природных ландшафтов и природных комплексов. Новосибирск не входит в число территорий, для которых вводятся экологические нормативы.
В настоящее время нормирование выбросов вредных веществ в атмосферу (установление нормативов ПДВ (ВСВ) для источников загрязнения) основано на необходимости соблюдения гигиенических нормативов качества атмосферного воздуха населенных мест (ПДКм.р., ПДКс.с., ОБУВ), утвержденных Минздравом России.
Предельно допустимые концентрации (ПДК) – это такие концентрации, которые не оказывают на человека и его потомство прямого или косвенного воздействия, не ухудшают его работоспособность, самочувствие, а также санитарно-бытовые условия жизни.
Различают максимально разовую предельно допустимую концентрацию (ПДКм.р.) и среднесуточную предельно допустимая концентрацию (ПДКс.с.). В случае отсутствия ПДКм.р. и ПДКс.с. уровень загрязнения атмосферного воздуха оценивают по ориентировочно безопасному уровню воздействия (ОБУВ).
Предельно допустимый выброс (ПДВ) – норматив предельно допустимого выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для стационарного источника загрязнения атмосферного воздуха с учетом технических нормативов выбросов и фонового загрязнения атмосферного воздуха при условии непревышения данным источником гигиенических и экологических нормативов качества атмосферного воздуха, предельно допустимых (критических) нагрузок на экологические системы, других экологических нормативов.
Временно согласованный выброс (ВСВ) - временный лимит выброса вредного (загрязняющего) вещества в атмосферный воздух, который устанавливается для действующих стационарных источников выбросов с учетом качества атмосферного воздуха и социально - экономических условий развития соответствующей территории в целях поэтапного достижения установленного предельно допустимого выброса.
Мониторинг атмосферного воздуха – система наблюдений за состоянием атмосферного воздуха, его загрязнением и за происходящими в нем природными явлениями, а также оценка и прогноз состояния атмосферного воздуха, его загрязнения.
Основными показателями качества атмосферного воздуха, характеризующими воздействие на природную среду, являются:
критические нагрузки – потоки массы загрязняющих веществ в единицу времени в объект окружающей среды;
критические уровни концентрации загрязняющих веществ – максимальные значения концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, которые не приводят к вредным воздействиям на структуры и функции экосистем в долговременном плане. Основные критерии опасности загрязнения воздуха основаны на санитарно-гигиеническом нормативе «Предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ».
Охрана атмосферного воздуха - система мер, осуществляемых органами государственной власти Российской Федерации, органами государственной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления, юридическими и физическими лицами в целях улучшения качества атмосферного воздуха и предотвращения его вредного воздействия на здоровье человека и окружающую среду.
Анализ динамики состояния атмосферного воздуха осуществляется на основе трех показателей:
НП – наибольшая повторяемость (в процентах) превышения ПДК любого вещества (далее – НП);
СИ – стандартный индекс загрязнения: наибольшая измеренная концентрация примеси, деленная на ПДК (далее – СИ);
ИЗА – интегральный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей (ИЗА5 в Новосибирске в 2009 году рассчитывался по бенз(а)пирену, формальдегиду, аммиаку, взвешенным веществам и диоксиду азота). Величина ИЗА рассчитывается по значениям среднегодовых концентраций, поэтому он характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха.
Значения уровня загрязнения атмосферного воздуха определены на основании документов Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – Оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха
| Уровень загрязнения | Значение ИЗА | Значение СИ | Значение НП, % |
| низкий | < 5 | < 1 | < 10 |
| повышенный | 5–6 | 1–4 | 10–19 |
| высокий | 7–13 | 5–10 | 20–49 |
| очень высокий | ≥ 14 | > 10 | > 50 |
Заключение о качестве атмосферного воздуха принимается по самому высокому значению одного из показателей.
Мониторинг качества атмосферного воздуха на территории города Новосибирска ведет Западно-Сибирский территориальный центр мониторинга загрязнения природной среды Западно-Сибирского межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (далее – Западно-Сибирский ЦМС).
Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферы осуществляют на стационарных постах. Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа. Наблюдательная государственная сеть в городе Новосибирске включает в себя десять стационарных постов наблюдения (рис. 2.1).
Посты подразделяются на «региональные фоновые» (пост № 47), «городские фоновые» в жилых районах (посты №№ 24, 26, 54), «промышленные» вблизи предприятий (посты №№ 18, 19, 25) и «авто» вблизи автомагистралей или в районах с интенсивным движением транспорта (посты №№ 1, 21, 49). Это деление является условным, так как сложившаяся застройка города не позволяет сделать четкого их разделения.
Условные обозначения:
▲ – стационарные посты ЦГМС:
1 – ул. Советская, 30 (Центральный район)
18 – ул. Ползунова, 15 (Дзержинский район)
19 – ул. Станционная, 12 (Ленинский район)
21 – ул. Ельцовская, 2а (Заельцовский район)
24 – ул. Объединения (Калининский район)
25 – ул. Горбаня (Кировский район)
26 – ул. Линейная, 33(Заельцовский район)
47 – ул. Новоморская, 28 (Советский район)
49 – пр. Лаврентьева, 16 (Советский район)
54 – ул. Первомайская, 190 (Первомайский район)
Рис. 2.1. Схема размещения постов наблюдения государственной сети
мониторинга в городе Новосибирске
Измерения концентраций проводятся по следующим загрязняющим веществам: аммиаку, взвешенным веществам, диоксиду серы, диоксиду азота, оксиду углерода, саже, фенолу, формальдегиду, 3,4-бенз(а)пирену, фтористому водороду и др. (табл. 2.2).
Таблица 2.2 – Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в городе Новосибирске, доли ПДКс.с.
| Наименование загрязняющего вещества | Среднегодовые концентрации по годам, доли ПДКс.с. | ||||
| 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
| 3,4 бенз(а)пирен | 2,8 | 2,6 | 1,8 | 2,1 | 2,4 |
| Аммиак | 1,1 | 1,5 | 0,8 | 0,9 | 1,8 |
| Формальдегид | 1,7 | 2,7 | 2,3 | - | 2,3 |
| Диоксид азота | 0,8 | 1,3 | 1,4 | 3,0 | 1,4 |
| Оксид азота | 0,2 | 0,5 | 0,5 | 1,3 | 0,7 |
| Фтористый водород | 0,8 | 1,0 | 0,8 | 0,6 | 0,6 |
| Сажа | 0,5 | 0,3 | 0,3 | 0,3 | 0,3 |
| Оксид углерода | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,6 | 1,1 |
| Фенол | 0,7 | 1,0 | - | 1,3 | 0,9 |
| Взвешенные вещества | 1,4 | 1,6 | 1,3 | 1,4 | 1,4 |
По диоксиду серы среднегодовые концентрации значительно ниже ПДКс.с. В 2005 - 2006 годах наблюдается тенденция снижения диоксида серы с 0,12 доли ПДКс.с. до 0,08 доли ПДКс.с.
Исходя из анализа динамики среднегодовых концентраций, можно сделать вывод, что с 2005 года в городе Новосибирске снизились концентрации бенз(а)прирена, водорода фтористого, сажи.
По сравнению с 2008 годом в атмосфере города снизились среднегодовые концентрации по следующим веществам:
- двуокиси азота на 53%;
- оксида азота на 46%;
- фенола на 31%.
Концентрации взвешенных веществ, сажи и водорода фтористого остались на уровне данных 2008 года.
Увеличение концентраций произошло по аммиаку в два раза, оксиду углерода на 83%, бенз(а)пирену на 14%.
Загрязнение атмосферного воздуха отдельными веществами в период с 2005 по 2009 гг. характеризовалось следующим образом.
Взвешенные вещества представляют собой сумму твердых органических и неорганических веществ, таких как: пыль, зола, сажа, бенз(а)пирен, соединения металлов и пр. Они образуются в результате сгорания всех видов топлива, при различных технологических процессах, от работающих двигателей автотранспорта.
Среднегодовые концентрации взвешенных веществ за 5 лет наблюдений превышали ПДК с.с. и изменялись незначительно (1,3 ПДК с.с. - 1,6 ПДК с.с.). Наибольшие среднегодовые концентрации отмечались в 2006 году, наименьшие - в 2007 году.
Рис. 2.2. Среднегодовые концентрации взвешенных веществ в долях ПДК с.с. по данным Западно-Сибирского ЦМС 2005-2009 гг.
Среднегодовая концентрация в целом по городу в 2009 году составила 1,4 ПДК. Наибольшее загрязнение данной примесью наблюдалось на посту № 54 в Первомайском районе, где среднегодовая концентрация составила 2,6 ПДКс.с.
По месяцам концентрации в 2009 году распределились следующим образом:
Рис. 2.3. Среднемесячные концентрации взвешенных веществ в долях ПДК с.с. по данным Западно-Сибирского ЦМС 2009 г.
Наибольшие концентрации наблюдались в апреле и мае, далее идет снижение концентраций и с августа по сентябрь концентрации находятся на одном уровне, после чего опять наблюдается снижение концентраций. Как видно из графика, увеличение уровня загрязнения атмосферного воздуха взвешенными веществами происходит в весеннее время, когда, во-первых, сходит снеговой покров, а во-вторых, увеличивается количество автомобилей.
Поскольку, практически все посты находятся вблизи автомагистралей и дорог, увеличение можно объяснить тремя причинами:
- первая – выбросы от двигателей работающего автотранспорта и механизмов;
- вторая – это почвенная пыль и песчаные смеси, используемые для посыпки дорог в зимнее время;
- третья – «тоннельный эффект» загрязнения городских автомагистралей, т. е. ограничение свободного рассеивания загрязняющих веществ за пределами автотрасс, обусловленное наличием вдоль них высоких строений, лесополос.
Максимальная разовая концентрация взвешенных веществ была зафиксирована в Первомайском районе на посту № 54 в сентябре и составила 8,8 ПДК м.р.
Рис. 2.4. Максимальные концентрации взвешенных веществ в долях ПДК м.р. по данным Западно-Сибирского ЦМС 2007-2009 гг.
Уровень загрязнения взвешенными веществами атмосферы города остается повышенным.
Бенз(а)пирен (3,4 бензпирен) входит в группу полиядерных ароматических углеводородов с конденсированными кольцами (ПАУ). Бенз(а)пирен образуется при неполном сгорании углеводородного твердого, жидкого и газообразного топлива. Почти все количество ПАУ в атмосфере абсорбировано поверхностью взвешенных частиц. В атмосфере идентифицировано более 500 ПАУ. Большинство измерений проводится по бенз(а)пирену. Фоновый уровень бенз(а)пирена (за исключением периода лесных пожаров) может быть практически нулевым. В настоящее время среднегодовые концентрации бенз(а)пирена в воздухе большинства городов укладываются в диапазон 1-10 нг/м3. Обоснованность применения бенз(а)пирена в качестве индикатора ПАУ весьма проблематична. Его обнаружение свидетельствует лишь о факте загрязнения окружающей среды этими соединениями. Для получения реальной картины необходимо знать концентрацию 16 приоритетных веществ, которые формируют фоновое содержание ПАУ в атмосферном воздухе: нафталина, аценафталина, аценафтена, антрацена, флуорена, фенантрена, флуорантена, пирена, хризена, тетрафена, 3,4-бензфлуорантена, 11,12-бензфлуоран-тена, 3,4-бензпирена, 1,12-бензперилена, 2,3-о-фениленпирена, 1,2,5,6-ди-бензантрацена. Индикаторами промышленных выбросов являются пирен, флуорантен, 1,12-бензперилен, 3,4-бензфлуорантен и 2,3-о-фениленпирен; индикаторами выбросов двигателей внутреннего сгорания – 1,12-бензпе-рилен, 3,4-бенз-флуорантен и 2,3-о-фениленпирен (первый обычно преобладает).
Концентрации бенз(а)пирена за последние 5 лет изменялись в пределах 1,8 ПДК с.с. - 2,8 ПДК с.с. Наибольшие среднегодовые концентрации отмечались в 2005 году, наименьшие – в 2007 году.
Рис. 2.5. Среднегодовые концентрации бенз(а)пирена по данным
Западно-Сибирского ЦМС 2005-2009 гг.
Среднегодовая концентрация в целом по городу в 2009 году составила 2,4 ПДК с.с. Наибольшая среднегодовая (2,8 ПДК с.с.) и максимальная из среднемесячных (4,5 ПДК с.с. - февраль) концентрации наблюдались в Заельцовском районе на посту № 21.
Оксид углерода (СО2) встречается везде, где существуют условия для неполного сгорания веществ, содержащих углерод, а также при взаимодействии СО2 с раскаленным углем. Входит в состав различных газовых смесей (природных газов, коксовых, генераторных и т.д.). В Новосибирске оксид углерода поступает в атмосферу в основном от автотранспорта, предприятий теплоэнергетики и металлургии.
Среднегодовые концентрации за предыдущие четыре года с 2005 по 2008 г.г. не менялись и составляли 0,7 ПДК с.с. В 2009 году наблюдается рост концентраций оксида углерода, в целом по городу среднегодовая концентрация составила 1,1 ПДК с.с.
Максимальная из разовых концентраций - 4,2 ПДК м.р. зафиксирована в Советском районе на посту № 47 в марте.
Окислы азота поступают в атмосферу с выбросами предприятий теплоэнергетики, металлургии, автотранспорта. Они образуются в процессе сгорания органического топлива при высоких температурах в виде оксидов азота, которые затем частично (60-80%) трансформируются в диоксид азота. Диоксид азота и оксид азота играют сложную и важную роль в фотохимических процессах, происходящих в тропосфере и стратосфере под влиянием солнечной радиации и являющихся причиной образования фотохимического смога и высоких концентраций приземного озона и формальдегида.
Концентрации оксида азота в 2009 году по всем постам и среднегодовая концентрация в целом по городу не превысили 1,0 ПДКс.с. Максимальная из разовых концентрация данной примеси наблюдалась в Ленинском районе на посту № 19 в апреле и составила 2,0 ПДК м.р.
Среднегодовые концентрации диоксида азота по городу за пятилетний период превышали ПДК с.с. С 2005 по 2008 г.г. отмечалась тенденция к увеличению концентраций. В 2009 произошло снижение концентрации по сравнению с 2008 годом в 2 раза и среднегодовая концентрация в целом по городу составила 1,4 ПДК с.с.
Рис. 2.6. Среднегодовые концентрации диоксида азота в долях ПДК с.с.
по данным Западно-Сибирского ЦМС 2005-2009 гг.
Наибольшее загрязнение в 2009 году зафиксировано на посту № 54 в Первомайском районе и на посту № 21 в Заельцовском районе, среднегодовые концентрации здесь превысили в 1,9 раза и в 1,8 ПДК с.с. соответственно. Максимальная из разовых концентраций зафиксирована в марте на посту № 21 в Заельцовском районе (3,1 ПДК м.р.).
Рис.2.7. Максимальные концентрации диоксида азота в долях ПДК м.р.
по данным Западно-Сибирского ЦМС 2007-2009 гг.
Формальдегид образуется при неполном сгорании жидкого топлива. Также поступает в атмосферу с выбросами промышленных предприятий использующих формальдегид в своей деятельности (например, при производстве мебели). Кроме того, источниками формальдегида в атмосфере являются:
- фотохимические реакции превращения метана (и, возможно, других углеводородов) в атмосферных слоях;
- лесные, торфяные и городские пожары; свалки бытовых и промышленных отходов;
- выделение из содержащих его материалов (древесные плиты, фенопластики).
Формальдегид содержится в табачном дыму.
Кроме того, установлено, что при влажности воздуха более 50% в летнее время, а также в холодные дни зимой концентрации формальдегида значительно ниже, чем в сухую погоду при одинаковом уровне локализации. Это может быть связано с его переходом под действием воды или при низких температурах в другие соединения. Концентрации формальдегида значительно возрастают в летние месяцы при высокой интенсивности солнечной радиации.
За последние пять лет среднегодовые концентрации формальдегида по городу превышали ПДК с.с. и варьировали в пределах 1,7 2,6 ПДК с.с. Минимальные среднегодовые концентрации были в 2005 г., после чего, в 2006 году произошло увеличение концентраций на 53%. В 2007 г. концентрации уменьшились на 11,5 % по сравнению с 2006 годом.
Рис. 2.8. Среднегодовые концентрации формальдегида в долях ПДК с.с.
по данным Западно-Сибирского ЦМС 2005-2009 гг.
Среднегодовые концентрации формальдегида по городу в 2009 г. остались на уровне 2007 года и составили 2,3 ПДК с.с., что ниже показателей 2006 года.
За 2008 г ГУ «ГГО им. А.И. Воейкова» при оценке загрязнения атмосферы города Новосибирска на основе анализа материалов мониторинга ГУ Новосибирский ЦГМС-РСМЦ, признала данные по концентрациям формальдегида сомнительными и исключила их при определении списка наиболее загрязненных городов России.
Максимальная из разовых концентраций зафиксирована в феврале 2009 года на посту № 26 в Заельцовском районе – 2,0 ПДК м.р. За пятилетний период наблюдается снижение значения СИ.
Рис. 2.9. Максимальные концентрации формальдегида в долях ПДК м.р.по данным Западно-Сибирского ЦМС 2005-2009 гг.
Среднегодовые концентрации фенола в среднем по городу за 5 лет составляли от 0,7 до 1,3 ПДКс.с. В 2009 году среднегодовая концентрация фенола в целом по городу не превысила 1 ПДК с.с., что ниже показателей 2008, 2007 и 2006 г.г.
Рис. 2.10. Среднегодовые концентрации фенола в долях ПДК с.с. по данным Западно-Сибирского ЦМС 2005-2009 гг.
Максимальные из разовых концентраций данной примеси - 3,0 ПДК м.р. зарегистрированы в январе и феврале в Калининском районе на посту 24. Максимально-разовые концентрации фенола, зафиксированные в 2009 году по месяцам, представлены на рисунке:
Рис. 2.11. Максимальные концентрации фенола в долях ПДК м.р.
по данным Западно-Сибирского ЦМС 2007-2009 гг.
При сравнении максимально-разовых концентраций очевидно, что в 2009 году по сравнению с предыдущими годами произошло снижение максимальной из разовых концентраций. Так, в 2007 г. наблюдалось превышение максимально-разовой концентрации в 4,4 раза; в 2008 г. в 7,9 раз; в 2009 – в 3 раза.
Среднегодовые концентрации аммиака в среднем по городу за 5 лет варьировали в пределах 0,8-1,8 ПДК. Отмечается тенденция к увеличению концентраций за пятилетний период и среднее значение составляет 1,2 ПДК с.с. Среднегодовая концентрация в целом по городу в 2009 году составила 1,8 ПДК с.с. Наибольшее загрязнение наблюдалось на посту № 21 в Заельцовском районе, среднегодовая концентрация здесь составила 2,9 ПДК с.с. На этом же посту в мае отмечена максимальная из разовых концентрация, равная 5,5 ПДК м.р. Распределение максимальных концентраций по месяцам в 2007-2009 гг. представлено на рис. 2.12.
Рис. 2.12. Максимальные концентрации аммиака в долях ПДК м.р. по данным Западно-Сибирского ЦМС 2007-2009 гг.
За период 2007 - 2009 гг. отмечена тенденция роста уровня загрязнения атмосферы города оксидом углерода, диоксидом/оксидом азота, аммиаком, формальдегидом.
По критериям Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, уровень загрязнения атмосферного воздуха оценивается как высокий (СИ - 8,8 , НП - 25,6% для взвешенных веществ, ИЗА5 - 11,24).
Значение ИЗА5, обусловлено, высокими концентрациями формальдегида, 3,4-бенз(а)пирена и аммиака.
Величина стандартного индекса СИ (максимальная за год концентрация, измеренная в городе в течение года) уменьшилась от 10,6 в 2005 году до 8,8 в 2009 году.
Высокое загрязнение атмосферного воздуха города напрямую связано с выбросами автотранспорта. Большую роль в формировании высоких уровней загрязнения также играют неблагоприятные метеорологические условия, которые способствуют накоплению примесей в приземном слое. Поэтому для предотвращения роста загрязнения в периоды НМУ необходимо проводить мероприятия по снижению выбросов как от стационарных, так и передвижных источников загрязнения.
Оценивая динамику загрязнения атмосферного воздуха за длительный период, следует отметить, что уровень загрязнения воздуха за период наблюдений на стационарных постах с 1991 по 2009 годы существенно снизился и в 90-х годах прошлого века перешел из категории «очень высокое» в «высокое» загрязнение. За последние 10 лет значения ИЗА5 варьируются в пределах от 8,88 до 13,03.
Динамика индекса загрязнения атмосферного воздуха города Новосибирска в период с 1991 г. по 2009 г. представлена на рис. 2.13.
Рис. 2.13. Динамика индекса загрязнения атмосферы
города Новосибирска
При проведении сравнительного анализа суммарного индекса загрязнения атмосферного воздуха - ИЗА5 в крупных городах Сибирского Федерального округа, таких как: Барнаул, Новокузнецк, Бийск и Томск следует отметить, что город Новосибирск среди перечисленных выше городов является наиболее «чистым» (табл. 2.3.).
Таблица 2.3 – Суммарный индекс загрязнения атмосферного воздуха-ИЗА5 в крупных городах Сибирского Федерального округа
| Город | Суммарный индекс загрязнения атмосферного воздуха-ИЗА5 по годам | ||||
| 2005 | 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
| Новосибирск | 9,7 | 12,12 | 8,88 | -* | 11,24 |
| Новокузнецк | 19,8 | 15,9 | 22,07 | 20,99 | 18,29 |
| Барнаул | 14,59 | 13,9 | 16,52 | 15,8 | 12,33 |
| Бийск | 9,67 | 17,6 | 11,53 | 12,92 | 13,04 |
| Томск | 12,7 | 16,82 | 12,25 | 10,85 | 10,0 |
*Примечание: Использование показателя ИЗА5 для оценки качества атмосферного воздуха г. Новосибирска за 2008 год исключено в соответствии с письмом Государственного учреждения «Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова» от 20.05.2009 г № 833
Рис. 2.14. Сравнительная диаграмма изменения индекса загрязнения
атмосферы городов СФО
Атмосферные осадки, выпавшие в течение 2009 года, имели слабощелочную реакцию в 81,6 % случаев, нейтральную – в 16,3 % случаев и слабокислую реакцию - в 2,1 % случаев.
2.2. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу города
Выброс в атмосферу загрязняющих веществ – это поступление в атмосферный воздух веществ, оказывающих неблагоприятное воздействие на здоровье и деятельность населения, на окружающую среду (далее загрязняющие вещества) от стационарных и передвижных источников выбросов.
О
сновными источниками загрязнения атмосферного воздуха города Новосибирска являются автомобильный транспорт, предприятия отрасли производства, передачи и распределения электроэнергии, газа, пара и горячей воды - тепловые электростанции (подразделения филиала «Генерация» ОАО «Новосибирскэнерго»), локальные котельные и промышленные предприятия.Статистическую отчетность по форме 2-ТП (воздух) представили 213 предприятий.
По данным Новосибирскстата в 2009 году выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников составили 93,546 тыс. тонн/год. Из них предприятиями отрасли производства и распределения электроэнергии, газа и воды выбрасывается 83,481 тыс. тонн/год, что составляет 89,2%.
По сравнению с 2008 годом выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников уменьшились на 14,0% или на 15,21 тыс. тонн/год. Снижение выбросов произошло за счет сокращения выбросов от теплоэлектростанций города - по сравнению с предыдущим годом суммарные выбросы уменьшились на 12,614 тыс. тонн/год (т.е. на 13,7%).
На предприятиях города в 2009 году уловлено 720,146 тыс. тонн вредных веществ, из них утилизировано - 31,556 тыс. тонн. Степень улавливания в целом по всем отраслям составляет 88,5%.
Рис. 2.15. Динамика изменения массы выбросов от стационарных источников за 5 лет, тыс. тонн
Основной вклад в загрязнение атмосферы города Новосибирска вносят подразделения филиала «Генерация ОАО «Новосибирскэнерго» - 85% и Но-восибирский электровозоремонтный завод ОАО «Желдорреммаш» - 1%.
Таблица 2.3 – Перечень предприятий – основных источников загрязнения атмосферы
| № п/п | Наименование предприятия | Суммарный выброс загрязняющих веществ, тыс. т/год |
| 1 | Подразделение ТЭЦ-2, филиал «Генерация ОАО «Новосибирскэнерго» | 15,369 |
| 2 | Подразделение ТЭЦ-3, филиал «Генерация ОАО «Новосибирскэнерго» | 19,350 |
| 3 | Подразделение ТЭЦ-4, филиал «Генерация ОАО «Новосибирскэнерго» | 7,768 |
| 4 | Подразделение ТЭЦ-5, филиал «Генерация ОАО «Новосибирскэнерго» | 37,107 |
| 5 | Новосибирский электровозоремонтный завод ОАО «Желдорреммаш» | 0,961 |
| Итого (основные вкладчики в загрязнение города) | 80,555 | |
Динамика выбросов от ТЭЦ напрямую зависит от количественного и качественного состава сожженного топлива. Так, за отчетный год в подразделениях филиала «Генерация ОАО «Новосибирскэнерго» было сожжено 4 766 931 тонна (далее по тексту тонн условного топлива), что на 37 485 тонн меньше количества сожженного топлива в 2008 году.
Кроме того, в 2009 году по сравнению с 2008 годом произошло перераспределение структуры топливопотребления – незначительно увеличилась доля газа (с 4,7% в 2008 г. до 7,7 % в 2009 г., т.е. на 89215 тонн) и снизилась доля угля (с 95% в 2008 году до 92% в 2009, т.е. на 124655 тонн).
На фоне уменьшения суммарного расхода топлива и увеличения газовой составляющей в суммарном топливе, в отчетном году по сравнению с предыдущим годом произошло снижение валовых выбросов золы твердого топлива и диоксида серы.
Таблица 2.4 - Динамика суммарных выбросов загрязняющих веществ на подразделениях ТЭЦ-2, ТЭЦ-3, ТЭЦ-4, ТЭЦ-5 филиала «Генерация» ОАО «Новосибирскэнерго».
| Загрязняющие вещества | Выбросы загрязняющих веществ, тыс. т/год | |||
| 2006 | 2007 | 2008 | 2009 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Всего, | 81,972 | 80,417 | 92,209 | 79,594 |
| в том числе: | | | | |
| Зола твердого топлива | 19,330 | 20,715 | 23,506 | 18,581 |
| Азота двуокись (NO2) | } 25,200 | } 21,999 | 22,250 | 21,051 |
| Оксид азота (NO) | 3,616 | 4,194 | ||
| Диоксид серы (SO2) | 35,860 | 36,22 | 41,103 | 34,028 |
| Оксид углерода (CO) | 1,5820 | 1,483 | 1,714 | 1,738 |
| Пыль неорганическая: ниже 20 % | учтены в значении «зола твердого топлива» | учтены в значении «зола твердого топлива» | 0,020 | 0,00151 |
| Зола мазутная | 0,0003 |
Поскольку основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносят подразделения ОАО «Новосибирскэнерго» структурное соотношение валовых выбросов основных вредных веществ по г. Новосибирску из года в год меняется незначительно.
Рис. 2.16. Структура валовых выбросов по основным загрязняющим
веществам в атмосферу города Новосибирска, тыс. тонн
На порайонное распределение выбросов от стационарных источников также оказывает влияние расположение в них ТЭЦ города.