Проблема химического воздействия на атмосферный воздух всегда актуальна для крупных городов, где промышленный потенциал продолжает расти, оказывая техногенное воздействие на окружающую среду. По данным РГУ «Департамента экологии по Карагандинской области Комитета экологического регулирования и контроля Министерства энергетики РК», объем общих промышленных выбросов в атмосферный воздух области только за 1 полугодие 2017 г. составил 308,0 тыс. тонн. Основной принципиальный аспект промышленной деятельности в Карагандинской области свидетельствует, что высокая доля химических веществ улавливается очистными установками промышленных предприятий и характеризуется определенным коэффициентом эмиссионной нагрузки. С целью анализа степени загрязнения атмосферного воздуха Карагандинской области определялись: взвешенные частицы (пыль), взвешенные частицы РМ-2,5, взвешенные частицы РМ-10, диоксид серы, растворимые сульфаты, диоксид углерода, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, озон, сероводород, фенол, фтористый водород, хлор, хлористый водород, углеводороды, аммиак, формальдегид.
Караганда — крупный индустриальный центр с населением около 492 тыс. человек. Стратегическое положение города обусловлено угледобычей и промышленностью, которые создают свою собственную атмосферную зону, необходимую для изучения в постоянном режиме [1]. Были созданы посты наблюдений за состоянием атмосферного воздуха по городу, включая и автоматические: непосредственно в центре Караганды (угол ул. Ленина и пр. Бухар-Жырау, 1; ул. Ермекова, 116; городской акимат (в районе старого аэропорта); на Юго-Востоке города по улице Муканова, 57/3); на окраине города — по улице Бирюзова, 15 (Новый Майкудук), в районе больницы Пришахтинска и на аэрологической станции (р-н аэропорта «Городской»). На различных постах наблюдений был произведен отбор проб атмосферного воздуха по-разному: 4 раза в сутки на посту № 1. На постах №№ 2, 3, 4 — 3 раза в сутки; каждые 20 минут брали пробы атмосферного воздуха на постах №№ 5, 6, 7. Проведение наблюдений за атмосферным воздухом проходило в двух режимах: дискретном и непрерывном. При дискретном режиме проводился ручной отбор (табл. 1) [2].
На рисунке расположена схема стационарной сети национальной гидрометеорологической службы РК для наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха города Караганды. Предназначена для выполнения бюджетной программы 039 «Развитие гидрометеорологического и экологического мониторинга» подпрограммы 100 «Проведение наблюдений за состоянием окружающей среды», с учетом тенденции происходящих изменений уровня загрязнения и состояния окружающей среды на территории Республики Казахстан и позволяет оценивать эффективность мероприятий в области охраны окружающей среды [2]. По данным стационарной сети наблюдений г. Караганды определялся уровень загрязнения атмосферного воздуха города. Уровень оценивался посредством стандартного индекса (СИ). Степень загрязнения атмосферного воздуха определялась по четырем градациям значений СИ [3]. Уровень загрязнения атмосферного воздуха города был определен как «очень высокий», так как степень загрязнения атмосферного воздуха по значению СИ была равна 16 (очень высокий уровень).
Таблица 1
Место расположения постов наблюдений и определяемые примеси в г. Караганде
|
Номер поста |
Сроки отбора |
Проведение наблюдений |
Адрес поста |
Определяемые примеси |
|
1 |
4 раза в сутки |
Ручной отбор проб (дискретные методы) |
Аэрологическая станция (р-н аэропорта «Городской») |
Взвешенные частицы (пыль), диоксид серы, сульфаты, оксид углерода, диоксид азота, фенол |
|
3 |
3 раза в сутки |
Угол ул. Ленина и пр. Бухар-Жырау, 1 |
Взвешенные частицы (пыль), диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, формальдегид |
|
|
4 |
Ул. Бирюзова, 15 (Новый Майкудук) |
Взвешенные частицы (пыль), диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, фенол, формальдегид |
||
|
7 |
Ул. Ермекова, 116 |
Взвешенные частицы (пыль), диоксид серы, оксид углерода, диоксид азота, оксид азота, фенол |
||
|
5 |
Каждые 20 минут |
В непрерывном режиме |
Ул. Муканова, 57/3 |
Взвешенные частицы РМ-2,5, взвешенные частицы РМ-10, диоксид серы, оксид углерода, диоксид и оксид азота |
|
6 |
Городской акимат (в районе старого аэропорта) |
Взвешенные частицы РМ-2,5, взвешенные части |
||
|
8 |
Район больницы (Пришахтинск) |
цы РМ-10, диоксид серы, оксид углерода, диоксид и оксид азота, озон, сероводород, аммиак |
Наблюдения за состоянием атмосферного воздуха г. Караганды установили, что более всего атмосферный воздух загрязнен взвешенными частицами РМ-2,5 в районе поста № 8 (микрорайон При- шахтинска). В целом по городу средние концентрации взвешенных частиц РМ-2,5 составляли 2,2 ПДКс.с., взвешенных частиц РМ-10 — 1,2 ПДКс.с., диоксида азота — 1,2 ПДКс.с., фенола — 2,1 ПДКс.с., формальдегида — 1,2 ПДКс.с., концентрации других загрязняющих веществ не превышали ПДК (табл. 2).
Таблица 2 Среднесуточные и максимальные концентрации ЗВ по городу Караганде
|
№ |
Загрязняющие вещества |
ПДКс.с. |
ПДКм.р. |
|
1 |
Взвешенные частицы РМ-2,5 |
2,2 |
15,92 |
|
2 |
Взвешенные частицы РМ-10 |
1,2 |
8,5 |
|
3 |
Диоксид азота |
1,2 |
2,1 |
|
4 |
Фенол |
2,1 |
1,8 |
|
5 |
Формальдегид |
1,2 |
- |
|
6 |
Оксид углерода |
- |
14,5 ¯ |
|
7 |
Озон |
- |
1,0 |
|
8 |
Сероводород |
- |
6,0 |
Максимальные разовые концентрации взвешенных частиц РМ-2,5 составили 15,92 ПДКм.р, взвешенных частиц РМ-10 — 8,5 ПДКм.р, оксида углерода — 14,5 ПДКм.р, диоксида азота — 2,1 ПДКм.р, озона — 1,0 ПДКм.р, сероводорода — 6,0 ПДКм.р, фенола — 1,8 ПДКм.р, остальные загрязняющие вещества не превышали ПДК (табл. 3).
Таблица 3 Характеристика загрязнения атмосферного воздуха г. Караганды
|
Примесь |
Средняя концентрация Cgo-O.) |
Максимальная разовая концентрация (gм.р.) |
Число случаев превышения ПДКм.р. |
||||
|
мг/м3 |
Кратность превышения ПДКс.с. |
мг/м3 |
Кратность превышения ПДКм.р. |
> ПДК |
>5 ПДК |
>10 ПДК |
|
|
Взвешенные частицы (пыль) |
0,1 |
0,9 |
0,5 |
1,0 |
|||
|
Взвешенные частицы РМ-2,5 |
0,1 |
2,2 |
2,5 |
15,92 |
4128 |
196 |
18 |
|
Взвешенные частицы РМ-10 |
0,1 |
1,2 |
2,6 |
8,5 |
1678 |
22 |
|
|
Диоксид серы |
0,020 |
0,396 |
0,247 |
0,494 |
|||
|
Сульфаты |
0,01 |
0,01 |
|||||
|
Оксид углерода |
1 |
0,4 |
72 |
14,5 |
135 |
33 |
17 |
|
Диоксид азота |
0,05 |
1,2 |
0,42 |
2,1 |
439 |
||
|
Оксид азота |
0,009 |
0,15 |
0,34 |
0,85 |
|||
|
Озон |
0,029 |
0,956 |
0,166 |
1,0 |
1 |
||
|
Сероводород |
0,001 |
0,048 |
6,0 |
17 |
10 |
||
|
Фенол |
0,006 |
2,1 |
0,018 |
1,8 |
72 |
||
|
Аммиак |
0,01 |
0,25 |
0,08 |
0,39 |
|||
|
Формальдегид |
0,012 |
1,2 |
0,024 |
0,480 |
|||
|
Сумма УВ |
0,9 |
5,4 |
|||||
|
Метан |
0,7 |
5,4 |
|||||
Состояние атмосферного воздуха по данным эпизодических наблюдений показали концентрации ЗВ на 19 января, 11, 12, 14, 15 февраля на пункте наблюдения № 8. Максимальная разовая концентрация сероводорода составила 1,5 ПДК, фенола — 1,3 ПДК. Концентрации взвешенных веществ, диоксида серы и азота, оксида азота, оксида углерода, аммиака, формальдегида, по данным наблюдений, находились в пределах допустимой нормы (табл. 4).
Таблица 4 Состояние атмосферного воздуха по данным эпизодических наблюдений в г. Караганде
|
Определяемые примеси |
qm, мг/м3 |
qm/ПДК |
|
1 ¯ |
2 |
3 |
|
Взвешенные частицы (пыль) |
0,06 |
0,1 |
|
Диоксид серы |
0,017 |
0,034 |
|
Оксид углерода |
2,1 |
0,4 |
Продолжение таблицы 4
|
1 |
2 |
3 |
|
Диоксид азота |
0,03 |
0,13 |
|
Оксид азота |
0,02 |
0,06 |
|
Сероводород |
0,012 |
1,5 |
|
Фенол |
0,013 |
1,3 |
|
Углеводороды |
62,8 |
– |
|
Аммиак |
0,10 |
0,52 ¯ |
|
Формальдегид |
0 |
0 |
Необходимо отметить, что высокая доля ЗВ улавливается очистными установками (до 80 %). Караганда характеризуется низким коэффициентом эмиссионной нагрузки (Е = 0,1).
В заключение хотелось бы отметить, что проведение наблюдений за атмосферным воздухом проходило в двух режимах: дискретном и непрерывном. С учетом тенденции происходящих изменений уровня загрязнения и состояния окружающей среды на территории Республики Казахстан была оценена эффективность мероприятий в области охраны окружающей среды. По данным стационарной сети наблюдений г. Караганды, уровень загрязнения атмосферного воздуха города был определен как «очень высокий», так как степень загрязнения атмосферного воздуха по значению СИ была равна 16. В целом по городу средние концентрации взвешенных частиц, диоксида азота, фенола, формальдегида превышали ПДК. Экологическая безопасность является обязательным условием устойчивого социально-экономического развития региона и выступает основой сохранения и воспроизводства природных экосистем. В последние годы экономика области развивается динамично. Однако промышленный комплекс региона, имея важное социально-экономическое значение, оказывает серьезное негативное воздействие на окружающую среду, увеличивая количество и концентрацию химических веществ в атмосфере.
Список литературы
- Данные отдела регулирования природопользования и экологического мониторинга Карагандинского областного территориального управления охраны окружающей среды. — Караганда, 2017. — 320 с.
- Материалы Карагандинского центра по гидрометеорологии. — Караганда, 2017. — 54 с.
- Материалы Карагандинского экологического центра «Экоцентр» — Караганда, 2016. — 76 с.