CC BY
14
Оригинальная статья / Original article
УДК 504.05: 504.064
DOI: 10.18470/1992-1098-2019-3-25-36
Исследования природных факторов Забайкальского края, влияющих на качество воздушной среды города, расположенного в условиях внутриконтинентальной межгорной котловины (на примере Тугнуйской впадины)
Андрей П. Щербатюк
Забайкальский государственный университет, Чита, Россия
Контактное лицо
Андрей П. Щербатюк, кафедра техно-сферной безопасности, Забайкальский государственный университет; 672039 Россия, г. Чита, ул. Александро-Заводская, 30.
Тел. +73022334434, +79145173934, +79245053934
Email andrey.shcherbatyuk.63@mail.ru ORCID https://orcid.org/0000-0002-5038-3252
Формат цитирования
Щербатюк А.П. Исследования природных факторов Забайкальского края, влияющих на качество воздушной среды города, расположенного в условиях внутриконтинентальной межгорной котловины (на примере Тугнуйской впадины) // Юг России: экология, развитие. 2019. Т.14, N3. C.25-36. DOI: 10.18470/1992-1098-2019-3-25-36
Получена 29 марта 2019 г.
Прошла рецензирование 13 мая 2019 г.
Принята 25 мая 2019 г.
Резюме
Цель. Исследование степени влияния природных факторов Забайкальского края на качество воздушной среды города, имеющего горно-котловинное расположение.
Материал и методы. Изучены геоморфология и климат межгорных впадин Забайкалья, а также разделение по орографическим особенностям. Выявлены недостающие моменты в вопросах влияния природных факторов Забайкальского края на качество воздушной среды, согласно которым имеется необходимость проведения дальнейших научных изысканий.
Результаты. Выявлены географические аспекты формирования качественного состава атмосферы городов, расположенных в условиях внутриконтиненталь-ных межгорных котловин с учетом природных факторов. Проведены исследования с 2005 по 2015 гг. на трёх постах наблюдения (далее - ПНН) в г. Пет-ровск-Забайкальский (Н1 = 800 м; Н2 = 860 м; Н3 = 895 м). Рассмотрена динамика средних значений содержания загрязняющих веществ в воздухе г. Пет-ровск-Забайкальский за период с 2005-2015 гг. (по материалам натурных наблюдений по трём ПНН) и динамика величины индекса загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном в воздухе г. Петровск-Забайкальский за период с 20052015 гг. Проведена оценка геоэкологических угроз и географических механизмов их реализации; динамики загрязнения атмосферного воздуха характерного объекта (Тугнуйской впадины и атмосферного воздуха г. Петровск-Забайкальский). Выявлены закономерности проявления чрезвычайно опасных концентраций загрязняющих веществ городов, расположенных в межгорных котловинах.
Заключение. Проведенные автором исследования влияния природных факторов (на примере Тугнуйской впадины) на качество воздушной среды города Приоритетного списка (на примере г. Петровск-Забайкальский) показали, что чрезвычайно опасные концентрации загрязняющих веществ, особенно вещества первого класса опасности, а именно бенз(а)пирена, создаются на основе географических причин.
Ключевые слова
природные факторы, города, воздушная среда, загрязнение, условия, внутри-континентальные межгорные котловины.
© 2019 Авторы. Юг России: экология, развитие. Это статья открытого доступа в соответствии с условиями Creative Commons Attribution License, которая разрешает использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.
Research into natural factors of the Trans-Baikal region influencing air quality of a city located in an intra-continental intermountain basin: the example of the Tugnui basin
Andrey P. Shcherbatyuk
Transbaikal State University, Chita, Russia Principal contact
Andrey P. Shcherbatyuk, Department of Technosphere Safety, Transbaikal State University; 30 Aleksandro-Zavodskaya St, Chita, Russia 672039. Tel. +73022334434, +79145173934 & +79245053934
Email andrey.shcherbatyuk.63@.ru ORCID https://orcid.org/0000-0002-5038-3252
How to cite this article
Shcherbatyuk A.P. Research into natural factors of the Trans-Baikal region influencing air quality of a city located in an intra-continental intermountain basin: the example of the Tugnui basin. South of Russia: ecology, development. 2019, vol. 14, no. 3, pp. 25-36. (In Russian) DOI: 10.18470/1992-1098-2019-3-25-36
Received 29 March 2019 Revised 13 May 2019 Accepted 25 May 2019
Abstract
Aim. The study of the degree of influence of natural factors in the Trans-Baikal region on the quality of the air of the city of Petrovsk-Zabaykalsky, which lies in an intermountain basin.
Material and Methods. The geomorphology and climate of the intermountain basins of the Trans-Baikal regions, as well as their separation by orographic features, were studied. Missing points were identified which need for further scientific research regarding the influence of natural factors of the Trans-Baikal region on the quality of the air.
Results. Geographical and natural factors in the formation of the qualitative composition of the atmosphere of cities located in intracontinental intermountain basins are presented. Studies were conducted from 2005 to 2015 at three observation posts (hereinafter - OP) in the city of Petrovsk-Zabaykalsky (H1 = 800 m; H2 = 860 m; H3 = 895 m). The dynamics of the average values of pollutant content in the air of the city of Petrovsk-Zabaykalsky for the period 2005-2015 were considered (based on field observations from three OPs), as well as the dynamics of the atmospheric pollution index of benzo(a)pyrene in the air in Petrovsk-Zabaykalsky for the period 2005-2015. Geoecological threats were assessed together with the geographical mechanisms responsible for them and the dynamics of atmospheric air pollution of a characteristic situation (the Tugnui basin and atmospheric air of the city of Petrovsk-Zabaykalsky) were studied. The regular occurrence of extremely dangerous concentrations of pollutants in the atmosphere of cities located in intermountain basins is presented.
Conclusion. The author's research into the influence of natural factors (using the example of the Tugnui basin) on the air quality of a city on the National Priority List (e.g. the city of Petrovsk-Zabaykalsky) showed that extremely dangerous concentrations of pollutants, especially substances of the first hazard class, namely ben-zo(a)pyrene, are created because of geographical factors.
Key Words
natural factors, cities, air, pollution, conditions, intracontinental intermountain basins.
© 2019 The authors. South of Russia: ecology, development. This is an open access article under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
ВВЕДЕНИЕ
Геоморфология и климат межгорных впадин Забайкалья
Вопросами морфологии впадин различного возраста занимались Н.А. Флоренсов, В.П. Солоненко, Ж.В Семинский, К.В. Боголепов и др. Наиболее удачная классификация основных типов впадин Восточной Сибири дана Н.А. Флоренсовым [1]. Им выделены три типа впадин: гобийские (Монгольские Гоби), забайкальские и байкальские. Позднее В.П. Солоненко среди впадин байкальского типа выделил зрелые, эмбриональные и зарождающиеся [2]. Среди межгорных впадин, выполненных вулканогенными образованиями, Ж.В. Семинский различал три типа: прогибы, кальдеры и вулкано-тектонические депрессии. Постройки, выполненные вулканическими породами в бассейне Тихого океана, Г. Макдоналд объединил в несколько типов: кратеры, кальдеры и грабены [3-5].
Своеобразие климата заключается и в контрастности определяющих его факторов. Климат Забайкалья суровый, резко континентальный. Уже в октябре здесь устанавливается повышенное атмосферное давление [6; 7].
В свое время B. C. Хореевым была предложена концепция единой системы расселения и географический термин «опорный каркас расселения» (ОК) [8-10]. Численность населения Забайкальского края на 1 января 2015 г. составила, по предварительной оценке, 1087,5 тыс. человек. На основе этих географических сведений А.М. Котельниковым чуть позже проводились исследования территориальных природно-хозяйственных комплексов (на примере Восточного Забайкалья) [11; 12].
Природным модельным объектом в данной работе принята Тугнуйская котловина и город Приоритетного списка, находящиеся на территории Забайкальского края - г. Петровск-Забайкальский.
Таким образом, до настоящего времени в рамках рассматриваемой проблематики не до конца решены следующие теоретические и практические вопросы: 1) геоэкологическая оценка качества воздушной среды городов, расположенных в условиях внутриконтинентальных межгорных котловин, и создание информационной базы данных качества атмосферного воздуха городов с критически максимальным уровнем загрязнения атмосферы; 2) оценка влияния чрезвычайно опасных концентраций ЗВ в атмосферном воздухе городов, расположенных в условиях внутриконтинентальных межгорных котловин; 3) повышение экологической безопасности воздушной среды городов России с критически максимальным уровнем загрязнения в условиях внутриконтинен-тальных межгорных котловин с целью защищенности человека и хозяйственной инфраструктуры.
Исходя из этого, возникает необходимость проведения дополнительных исследований природных факторов Забайкальского края, влияющих на качество воздушной среды населенных пунктов, расположенных в условиях межгорных котловин.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объект исследования - Тугнуйская котловина (Забайкальский край). Задача исследования - изучение природных факторов Тугнуйской котловины, влияющих на качество воздушной среды города.
Научные исследования проведены на основе методов, разработанных автором [13-15].
Природные факторы изучены при помощи географических, картографических, исторических методов, а также дистанционных наблюдений (спутниковых технологий геоинформационных интернет-ресурсов: интерактивная карта Росси c высотами и др.). «Справочники по климату СССР» были использованы для оценки среднемноголетнего режима климатических особенностей котловин.
Для исследований использованы статистические данные из следующих официальных источников: Федеральной службы государственной статистики России (www.gks.ru), ЗАО «Региональный информационный центр» России, официальных сайтов субъектов федеральных округов и их муниципальных образований, Ежегодных государственных докладов «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации», ежегодных сборников «Социальное положение и уровень жизни населения России» (www.rgd.ru).
ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Ежегодно формируется список городов Российской Федерации, в которых ИЗА5 равен или выше 14 (Приоритетный список). В этом списке постоянно остаются города, расположенные в Восточной Сибири: Чита, Петровск-Забайкальский, Улан-Удэ, Минусинск, Магадан, Братск.
Природные факторы таких городов определяют комплексный индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), в том числе индекс загрязнения атмосферы пятью приоритетными веществами (ИЗА5), потенциал загрязнения атмосферы (ПЗА), перенос и рассеивание примесей, поступающих в воздушный бассейн с выбросами предприятий и автотранспорта. Низкий ПЗА наблюдается на северо-западе Европейской части России. Особенно неблагоприятные условия для рассеивания (очень высокий потенциал) создаются в Восточной Сибири.
Следует отметить, что территории с превышением ПДКс.с. находятся в Сибирском ФО, где сконцентрировано 90,91% городов Приоритетного списка (2015) и все эти города расположены в условиях внутриконтинентальных межгорных котловин, в том числе г. Петровск-Забайкальский Забайкальского края.
Исследования в г. Петровск-Забайкальский с 2005 по 2015 гг. проведены на трёх постах наблюдения (далее - ПНН): ПНН №1, Н1 = 800 м; ПНН № 2, Н2 = 860 м; ПНН №3, Н3 = 895 м (рис. 1).
Результаты геоэкологической оценки качества воздушной среды г. Петровск-Забайкальский за период с 2005-2015 гг. (по результатам натурных наблюдений по трём ПНН) представлены в табл. 1.
Город Петровск-За байкальский
ч ч
С / N
ю/s
а»
403
\ Ч Ч \ Ч Ч \ \ % % % \ Ч \ Ч Ч Ч Ч *>■> % % % * % % % % * % % \ % % * % % % % % % \ % % \
В/Е
3/W
7 <J ^ J. Ь К \ >0 Ъ ф и, X К
^ Ч Ч Ч Ч Ч Ч * \ \ \ * Ч * Ч Ч Ч Ч л Л \ "Ч
С^ / N-W
С-В / N-E
400 ■
\ Ч \ \ \ ч ч \ \ % % % ч ч ч \ ч ч ч ч ч ч
^ % % % % % % % % х \ 4 % % % % % % % ' % \
Ю-В / S-E
ЮЗ / S-W
I I I
Плреос к-3»&лй ■ а им к и
1 1 C-J С-В
ВЫ;С1Й г 88 !У| X /
\ V
5(ап1ский
Грнль bnajr
Ю-J Ю-В
Рисунок 1. Определение высотных отметок рельефа местности по топографическим картам Приоритетного списка, представленных на сайте карты высот
Figure 1. Determination of elevations of terrain on topographic maps of the city National Priority List
Таблица 1. Среднегодовые и максимальные концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Петровск-Забайкальский за период с 2005-2015 гг. (ПНН №1- ПНН №3: Hi = 800 м; Н2 = 860 м; Н3 = 895 м) -по материалам натурных наблюдений
Table 1. Average annual and maximum concentrations of pollutants in the air of Petrovsk-Zabaikalsky for the period from 2005-2015 to 2008 (OP № 1 - OP № 3: H1 = 800 m; H2 = 860 m; H3 = 895 m) - material from field observations
Загрязняющее вещество
Pollutant
Показатели / Indicators
с
J x
о
CU CN
(J TO
a. "O
с
о
X
о о
i г си и TO a a. ^ "5 5 s u ^ TO 5 То V-; О. 5
2005
0,1857 1,238 0,3149 0,630 0,630 1,238
0,1615 1,423 0,273 0,5478 0,5478 1,100
0,1468 1,2943 0,2489 0,498 0,498 0,9787
0,0219 0,437 0,0745 0,149 0,149 0,437
0,019 0,38 0,0648 0,1296 0,1296 0,380
0,0173 0,3455 0,0589 0,1178 0,1178 0,346
1,9665 0,656 9,7463 1,949 1,949 0,557
1,71 0,5704 8,475 1,6948 1,6948 0,4845
1,5545 0,5186 7,7045 1,5407 1,5407 0,4404
0,0328 0,819 0,0175 0,087 0,087 1,065
0,0285 0,7122 0,0152 0,0757 0,0757 0,9263
0,0259 0,6474 0,0138 0,0688 0,0688 0,8418
1,9451 1,9451 10,4737 10,4737 10,4737 3,307
1,7343 1,7343 9,1076 9,1076 9,1076 2,9483
1,5767 1,5767 8,2796 8,2796 8,2796 2,6804
повышенный / Level of air pollution in the whole city - increased
2006
0,1916 1,277 0,3341 0,668 0,668 1,277
0,1666 1,1104 0,2905 0,5809 0,5809 1,1107
0,1515 1,0095 0,2642 0,5281 0,5281 1,010
0,0225 0,451 0,0746 0,149 0,149 0,451
0,0196 0,3922 0,0648 0,1296 0,1296 0,392
0,018 0,3565 0,0589 0,1179 0,1179 0,360
2,0286 0,676 9,6623 1,932 1,932 0,575
1,764 0,5878 8,402 1,68 1,68 0,4998
1,6-36 0,5344 7,6382 1,5272 1,5272 0,4635
0,0338 0,845 0,0179 0,090 0,090 1,099
0,0294 0,7348 0,0156 0,0783 0,0783 0,9555
0,0267 0,6679 0,0142 0,0711 0,0711 0,8678
1,7493 1,7493 10,8045 10,8045 10,8045 2,974
1,5211 1,5211 9,3952 9,3952 9,3952 2,5859
1,3828 1,3828 8,5411 8,5411 8,5411 2,3508
- повышенный Level of air pollution in the whole city - increased
2007
0,1955 1,303 0,2588 0,518 0,518 1,303
0,17 1,133 0,225 0,45 0,45 1,1333
0,1545 1,03 0,2046 0,4095 0,4095 1,0363
Год / Year
Взвешенные вещества (пыль) Particulate matter (dust)
Диоксид серы Sulphur dioxide
Оксид углерода Carbon oxide
Диоксид азота Nitrogen dioxide
Бенз(а)пирен Benzо(a)pyrene
0,15
0,05
3,0
0,04
0,5
0,5
5,0
0,2
1(нг/м3) 1(нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (ng/m3)
3/1,0
3/1,0
4/0,85
3/1,3
1/1,7
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу -
Взвешенные вещества ( пыль )
Weighted substances (dust)
Диоксид серы Sulphur dioxide
Оксид углерода Carbon monoxide
Диоксид азота Nitrogen dioxide
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene
0,15
0,05
3,0
0,04
0,5
0,5
5,0
0,2
1(нг/м ) 1(нг/м ) 1 (ng/m3) 1 (ng/m3)
3/1,0
3/1,0
4/0,85
3/1,3
1/1,7
Взвешенные вещества ( пыль ) Particulate matter (dust)
0,15
0,5
3/1,0
Диоксид серы Sulphur dioxide 0,05 0,5 3/1,0 0,023 0,02 0,018 0,460 0,4 0,3636 0,0058 0,005 0,0046 0,012 0,01 0,009 0,012 0,01 0,009 0,460 0,400 0,360
Оксид углерода Carbon monoxide 3,0 5,0 4/0,85 2.07 1.8 1,6364 0,690 0,6 0,5455 5,175 4,5 4,0909 1,035 0,9 0,8182 1,035 0,9 0,8182 0,587 0,510 0,4636
Диоксид азота Nitrogen dioxide 0,04 0,2 3/1,3 0,0345 0,03 0,0272 0,863 0,7504 0,6822 0,0184 0,016 0,0145 0,092 0,08 0,0727 ,092 0,08 0,0727 1,121 0,975 0,884
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene 1(нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 2,0475 1,7804 1,6186 2,0475 1,7804 1,6186 11,025 9,5869 8,7154 11,025 9,5869 8,7154 11,025 9,5869 8,7154 3,481 3,0267 2,7516
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - повышенный / Level of air pollution in the whole city - increased
2008
Взвешенные вещества (пыль) Particulate matter (dust) 0,15 0,5 3/1,0 0,202 0,1757 0,1597 1,349 1,173 1,0664 0,311 0,2704 0,2458 0,621 0,54 0,4909 0,621 0,54 0,4909 1,349 1,1713 1,0647
Диоксид серы Sulphur dioxide 0,05 0,5 3/1,0 0,026 0,0226 0,0206 0,529 0,46 0,4182 0,006 0,0052 0,0047 0,012 0,0104 0,0095 0,012 0,0104 0,0095 0,529 0,452 0,4132
Оксид углерода Carbon monoxide 3,0 5,0 4/0,85 2,530 2,2 2,0 0,843 0,733 0,6664 16,905 14,7 13,3636 3,381 2,94 2,6727 3,381 2,94 2,6727 0,717 0,6233 0,5667
Диоксид азота Nitrogen dioxide 0,04 0,2 3/1,3 0,043 0,0374 0,0339 1,064 0,9252 0,8411 0,023 0,02 0,0182 0,115 0,1 0,0909 0,115 0,1 0,0909 1,383 1,2155 1,1018
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 4,410 3,8348 3,4862 4,410 3,8348 3,4862 12,600 10,9565 9,9605 12,600 10,9565 9,9605 12,600 10,9565 9,9605 7,497 6,5192 5,9265
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
2009
Взвешенные вещества ( пыль ) Particulate matter (dust) 0,15 0,5 3/1,0 0,108 0,0939 0,0854 0,721 0,6269 0,5699 1,1500 1,00 0,9091 2,300 2,00 1,8182 2,300 2,00 1,8182 0,721 0,6058 0,5693
Диоксид серы Sulphur dioxide 0,022 0,444 0,1691 0,338 0,338 0,444
0,05 0,5 3/1,0 0,0191 0,0174 0,3861 0,3509 0,147 0,1337 0,2939 0,2672 0,2939 0,2672 0,382 0,348
Оксид углерода Carbon monoxide 3,0 5,0 4/0,85 1,972 1,7148 1,5589 0,657 0,5713 0,5194 11,5000 10,00 9,0909 2,300 2,00 1,8182 2,300 2,00 1,8182 0,559 0,4859 0,4417
Диоксид азота Nitrogen dioxide 0,04 0,2 3/1,3 0,035 0,0304 0,0277 0,886 0,7704 0,7004 0,4255 0,37 0,3364 2,128 1,8504 1,6822 2,128 1,8504 1,6822 1,151 0,988 0,9002
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 5,775 5,0217 4,5652 5,775 5,0217 4,5652 11,7600 10,2261 9,2964 11,7600 10,2261 9,2964 11,7600 10,2261 9,2964 9,818 8,5369 7,7608
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
2010
Взвешенные 0,15 0,5 3/1,0 0,0912 0,608 0,7912 1,582 1,582 0,608
вещества ( пыль ) 0,0793 0,5287 0,688 1,3756 1,3756 0,5287
Particulate matter 0,0721 0,4806 0,6255 1,2506 1,2506 0,4807
(dust)
Диоксид серы 0,05 0,5 3/1,0 0,0205 0,409 0,1285 0,257 0,257 0,409
Sulphur dioxide 0,0178 0,356 0,1117 0,2235 0,2235 0,356
0,0162 0,3233 0,1016 0,2032 0,2032 0,324
Оксид углерода 3,0 5,0 4/0,85 1,8992 0,633 25,9210 5,184 5,184 0,538
Carbon monoxide 1,4361 0,5504 22,54 4,5078 4,5078 0,4069
1,3055 0,5004 20,4909 4,0980 4,0980 0,3699
Диоксид азота 0,04 0,2 3/1,3 0,0281 0,702 0,1465 0,733 0,733 0,912
Nitrogen dioxide 0,024 0,6104 0,1274 0,6374 0,6374 0,780
0,2221 0,5549 0,1158 0,5794 0,5794 0,7183
Бенз(а)пирен 1 (нг/м3) 1 (нг/м3) 1/1,7 5,0400 5,0400 9,3639 9,3639 9,3639 8,568
Benzo(a)pyrene 1 (ng/m3) 1 (ng/m3) 4,3826 4,3826 8,1425 8,1425 8,1425 7,4504
3,9842 3,9842 7,4023 7,4023 7,4023 6,7731
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
2011
Взвешенные вещества ( пыль ) Particulate matter (dust) 0,15 0,5 3/1,0 0,140 0,1217 0,1107 0,933 0,8113 0,7375 0,805 0,7657 0,6960 1,610 1,4 1,2727 1,610 1,4 1,2727 0,933 0,8113 0,738
Диоксид серы Sulphur dioxide 0,021 0,419 0,131 0,262 0,262 0,419
0,05 0,5 3/1,0 0,0183 0,0166 0,3628 0,3298 0,1139 0,1036 0,2278 0,2071 0,2278 0,2071 0,366 0,332
Оксид углерода Carbon monoxide 3,0 5,0 4/0,85 1,846 1,6052 1,4593 0,615 0,5348 0,4862 26,450 23,00 20,9091 5,290 4,6 4,1818 5,290 4,6 4,1818 0,523 0,4548 0,4135
Диоксид азота Nitrogen dioxide 0,04 0,2 3/1,3 0,028 0,0243 0,0221 0,702 0,6104 0,5549 0,150 0,1304 0,1186 0,748 0,6504 0,5913 0,748 0,6504 0,5913 0,912 0,7898 0,7183
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 3,990 3,4696 3,1542 3,990 3,4696 3,1542 9,555 8,3087 7,5534 9,555 8,3087 7,5534 9,555 8,3087 7,5534 6,783 5,8983 5,3621
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
2012
Взвешенные вещества ( пыль ) Particulate matter (dust) 0,15 0,5 3/1,0 0,154 0,1339 0,1217 1,027 0,8930 0,8119 0,886 0,7704 0,7004 1,771 1,54 1,4 1,771 1,54 1,4 1,027 0,8927 0,8113
Диоксид серы Sulphur dioxide 0,05 0,5 3/1,0 0,023 0,02 0,0182 0,460 0,40 0,3636 0,144 0,1252 0,1138 0,288 0,2504 0,2277 0,288 0,2504 0,2277 0,460 0,400 0,364
Оксид углерода Carbon monoxide 3,0 5,0 4/0,85 2,030 1,7652 1,6047 0,677 0,5887 0,5352 29,095 25,3 23,00 5,819 5,06 4,60 5,819 5,06 4,60 0,575 0,5001 0,4555
Диоксид азота Nitrogen dioxide 0,04 0,2 3/1,3 0,383 0,3330 0,3028 9,574 8,3252 7,5684 0,164 0,1426 0,1296 0,822 0,7148 0,6498 0,822 0,7148 0,6498 12,446 10,8225 9,841
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 4,389 3,8165 3,4696 4,389 3,8165 3,4696 10,511 9,14 8,3090 10,511 9,140 8,3091 10,511 9,140 8,3091 7,461 6,4881 5,8983
Диоксид серы Sulphur dioxide
Оксид углерода Carbon monoxide
Диоксид азота Nitrogen dioxide
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
Взвешенные вещества ( пыль ) Particulate matter (dust)
2013
0,128 0,851 0,920 1,840 1,840 0,851
0,15 0,5 3/1,0 0,1113 0,740 0,800 1,600 1,600 0,742
0,1012 0,6727 0,7272 1,4545 1,4545 0,6747
0,024 0,483 0,233 0,467 0,467 0,483
0,05 0,5 3/1,0 0,0209 0,4200 0,2026 0,4061 0,4061 0,418
0,0190 0,3818 0,1842 0,3692 0,3692 0,380
1,380 0,460 4,600 0,920 0,920 0,391
3,0 5,0 4/0,85 1,200 0,400 4,000 0,800 0,800 0,34
1,0909 0,3636 3,6364 0,7273 0,7273 0,3091
0,024 0,604 0,161 0,805 0,805 0,785
0,04 0,2 3/1,3 0,0209 0,5225 0,140 0,700 0,700 0,6793
0,0189 0,4725 0,1273 0,6364 0,6364 0,6143
1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 4,410 3,8348 3,4862 4,410 3,8348 3,4862 15,540 13,5130 12,2846 15,540 13,5130 12,2846 15,540 13,5130 12,2846 7,497 6,5192 5,9265
агрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
2014
0,121 0,805 0,690 1,380 1,380 0,805
0,15 0,5 3/1,0 0,1052 0,700 0,600 1,200 1,200 0,7013
0.0957 0,6364 0,5455 1,0909 1,0909 0,638
0,025 0,506 0,305 0,610 0,610 0,506
0,05 0,5 3/1,0 0,0217 0,440 0,2652 0,5304 0,5304 0,434
0,0198 0,400 0,2411 0,4822 0,4822 0,396
1,495 0,498 3,450 0,690 0,690 0,424
3,0 5,0 4/0,85 1,300 0,4331 3,000 0,600 0,600 0,3683
1,1819 0,3937 2,7273 0,5455 0,5455 0,3349
0,021 0,518 0,184 0,920 0,920 0,673
0,04 0,2 3/1,3 0,0183 0,4504 0,160 0,800 0,800 0,5948
0,0166 0,4095 0,1455 0,7271 0,7271 0,5395
1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 5,775 5,0217 4,5652 5,775 5,0217 4,5652 26,775 23,2826 21,1660 26,775 23,2826 21,1660 26,775 23,2826 21,1660 9,818 8,5369 7,7608
Уровень
Взвешенные вещества ( пыль ) Particulate matter (dust)
Диоксид серы Sulphur dioxide
Оксид углерода Carbon monoxide
Диоксид азота Nitrogen dioxide
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene
Диоксид серы Sulphur dioxide
Оксид углерода Carbon monoxide
Диоксид азота Nitrogen dioxide
Бенз(а)пирен Benzo(a)pyrene
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
Взвешенные вещества ( пыль ) Particulate matter (dust)
2015
0,167 1,112 3,220 6,440 6,440 1,112
0,15 0,5 3/1,0 0,1452 0,9669 2,801 5,600 5,600 0,968
0,1320 0,8791 2,5459 5,0909 5,0909 0,7547
0,020 0,391 0,292 0,584 0,584 0,391
0,05 0,5 3/1,0 0,0173 0,341 0,2539 0,5078 0,5078 0,346
0,0158 0,3094 0,2308 0,4617 0,4617 0,316
1,150 0,383 4,600 0,920 0,920 0,326
3,0 5,0 4/0,85 1,002 0,3331 4,0351 0,810 0,810 0,2839
0,9191 0,3028 3,6683 0,7269 0,7269 0,2604
0,025 0,633 0,143 0,713 0,713 0,822
0,04 0,2 3/1,3 0,0217 0,5504 0,1253 0,6147 0,6147 0,7053
0,0199 0,500 0,1121 0,5588 0,5588 0,6468
1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1 (нг/м3) 1 (ng/m3) 1/1,7 5,145 4,4738 4,0668 5,145 4,4738 4,0668 18,690 16,2522 14,8016 18,690 16,2522 14,8016 18,690 16,2522 14,8016 8,747 7,6055 6,9136
Уровень загрязнения атмосферы в целом по городу - высокий / Level of air pollution in the whole city - high
Город Петровск-Забайкальский расположен в юго-западной части Забайкальского края, центр Петровск-Забайкальского района. Население - 17,8 тыс. чел. (2013). Расположен город в Тугнуйской межгорной котловине, между отрогами хребтов Цаган-Дабан на севере и южном направлении Заганским хребтом, при слиянии рек Баляга и Мыкырт. Длина долины, в который расположен г. Петровск-Забайкальский, составляет примерно 140 км, на западе - от реки Хилок, на востоке - до окрестностей города. Котловина расположена на территории Бурятии и Забайкальского края. Основная часть впадины размещается в Бурятии. В Забайкальском крае находится меньшая часть, протяжённостью 18 км, шириной 16 км.
Потенциал самоочищения этих территорий достаточно низкий. Загрязнение атмосферы, перенос и рассеивание загрязняющих веществ, содержащихся в выбросах предприятий теплоэнергетики, ЖКХ и автотранспорта, усложняется застаиванием воздушных масс внутри котловин, в особенности в зимнее время, доводя их до чрезвычайно опасных концентраций.
Динамика величины индекса загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном в воздухе г. Петровск-
Забайкальский за период с 2005-2015 гг. (по результатам натурных наблюдений на примере ПНН № 1, Н1=800 м) и динамика средних значений содержания загрязняющих веществ в воздухе г. Петровск-Забайкальский за период с 2005-2015 гг. (по материалам натурных наблюдений на примере ПНН № 1, Н1=800 м) представлены на рис. 2, 3.
Высокое содержание бенз(а)пирена, многократно превышающее предельно допустимую среднесуточную концентрацию (1 нг/м3 ) в нижних точках Тугнуйской впадины, характерно для всего периода натурных наблюдений (2005-2015 гг.). При этом минимальный уровень кратности превышения ПДКмакс. составил 7,4023 (2010 г., Н3=895 м), а максимальный - 26,775 (2014 г., Н1=800 м).
Уровень загрязнения атмосферы в целом по г. Петровск-Забайкальский, оценивается как «повышенный» (2005-2007 гг.) и «высокий» (2008-2015 гг.). Максимальная концентрация бенз(а)пирена отмечалась на ПНН №1, ^=800 м в 2014 г. (26,775 нг/м3 ) и в 2015 г. (18,690 нг/м3).
Незначительная кратность превышения среднего значения ПДКср отмечается только для взвешенных
веществ (пыль) - 2005-2008 гг., что объясняется отсутствием промышленных предприятий на данной территории. Основным источником загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном является автомобильный транспорт. Результаты исследований показывают, что среднегодовая концентрация бенз(а)пирена в воздухе г. Петровск-Забайкальский имеет тенденцию к неуклонному повышению и колеблется в широком диапазоне: от минимального (1,3828 нг/м3 - ПНН №3, Н3=895 м, 2007 г.) до максимального (5,775 нг/м3 - ПНН №1, Н1=800 м, 2014 г.), что также свидетельствует о высоком уровне загрязнения атмосферы.
Следует отметить, что в течение всего периода исследований, концентрация бенз(а)пирена постепенно снижалась при увеличении высоты над уровнем моря: от максимальной (дно Тугнуйской межгорной котловины - ПНН №1, Н1=800 м) до минимальной (самая высока точка в городе - ПНН №3, Н3=895 м). На рис. 4. показана оценка влияния рельефа местности на индекс загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном - химическим веществом канцерогенного действия, приводящим к смертности населения Забайкальского края по причине болезней органов дыхания.
2005 2006 2007 200S2009 2010 2011 2012 201Л 2014 2015
Год / Year
Рисунок 2. Динамика величины индекса загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном в воздухе г. Петровск-Забайкальский (по результатам натурных наблюдений на примере ПНН № 1, Н1=800 м)
Figure 2. Dynamics of the index of atmospheric pollution of benzo(a)pyrene in the air of Petrovsk-Zabaikalsky (according to results of field observations from OP № 1, H1=800 m)
Рисунок 3. Динамика средних значений содержания загрязняющих веществ в воздухе г. Петровск-Забайкальский за период с 2005-2015 гг. (по материалам натурных наблюдений на примере ПНН № 1, Н1=800 м): а - взвешенные вещества (пыль); б - диоксид серы; в - оксид углерода; г - диоксид азота; д - бенз(а)пирен
Figure 3. Dynamics of average values of pollutant contents in the air of Petrovsk-Zabaikalsky during the period from 20052015 to 2000 (from field observations from OP № 1, H1=800 m): а - Particulate matter (dust); б - sulphur dioxide; в -carbon monoxide; г - dioxide of nitrogen; д - benzo(a)pyrene
Рисунок 4. Зависимость индекс загрязнения атмосферы бенз(а)пиреном от высоты над уровнем моря (по данным исследований 2015 г.)
Figure 4. Dependence of the index of air pollution with benzo(a)pyrene at various heights above sea level (according to research in 2015)
Таким образом, результаты исследования природных факторов Забайкальского края, влияющих на качество воздушной среды города, расположенного в условиях внутриконтинентальной межгорной котловины за период с 2005-2015 гг. на примере Тугнуйской впадины, позволили выявить закономерности проявления чрезвычайно опасных концентраций загрязняющих веществ, обусловленные рельефом местности.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Проведенные автором исследования влияния природных факторов (на примере Тугнуйской впадины) на качество воздушной среды города Приоритетного списка (на примере г. Петровск-Забайкальский) и результаты этих исследований показали, что чрезвычайно опасные концентрации загрязняющих веществ, в особенности вещества первого класса опасности, а именно бенз(а)пирена, создаются на основе географических факторов.
Характеристика степени благоприятности условий для жизни людей на территориях различного иерархического уровня Российской Федерации (национального, федерального, регионального, муниципального) с котловинным фактором территориальной организации опорных каркасов, как систем естественно-географической основы, определяется критериями качества атмосферного воздуха.
Наличие в нашей стране городов с критическим уровнем загрязнения атмосферы не соответствует приоритетному направлению Концепции
долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2030 г. -направлению создания благоприятных условий жизнедеятельности населения страны. Следовательно, необходимо проведение дополнительных научных исследований для обеспечения экологической безопасности воздушной среды городов, расположенных в Восточной Сибири - в условиях внутриконтинентальных межгорных котловин.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Флоренсов Н.А. Мезозойские и кайнозойские впадины Прибайкалья. М.-Л.: АН СССР, 1960. 258 с.
2. Солоненко В.П. Сейсмическое районирование. 1977. 303 с.
3. Семинский Ж.В. Структурные формы позднемезозой-ского вулканизма Юго-Восточного Забайкалья // Геология и геофизика. 1977. N 2. С. 83-91.
4. Макдоналд Г. Вулканы. М.: Мир. 1975. 431 с.
5. Борсук О.А., Тимофеев Д.А. Привлекательность как критерий эстетической геоморфологии // Геоморфология на рубеже XXI в. М.: МГУ, 2000. С. 124-126.
6. Климатические характеристики условий распространения примесей в атмосфере. Справочное пособие. Ред. Э.Ю. Безуглая и М.Е. Берлянд. Л.: Гидрометеоиз-дат, 1983. 328 с.
7. Томских А.А. Межгорные котловины Забайкалья: географические аспекты освоения и охраны окружающей среды. Отв. ред. А.Т. Напрасников. Новосибирск: СО РАН ИПРЭК, 2006. 54 с.
8. Хорев Б.С. Проблемы городов: экономико-
географическое исследование городского расселения в СССР. М.: Мысль, 1971. 412 с.
9. Винокуров Ю.И., Цимбалей Ю.М., Красноярова Б.А. Физико-географическое районирование Сибири как основа разработки региональных систем природопользования // Ползуновский вестник. 2005. N 4-2. С. 3-13.
10. Гвоздецкий Н.А., Михайлов Н.И. Физическая география СССР. М.: Мысль, 1978. 512 с.
11. Котельников А.М., Вотах О.А., Возмилов А.М. Окружающая среда и условия устойчивого развития Читинской области. Новосибирск: Наука. Сиб. изд. фирма РАН, 1995. 248 с.
12. Данько Л.В., Кузьмин С.Б., Снытко В.А. Байкальские прибрежные геосистемы и их ландшафтно-геохимическая структура // География и природные ресурсы. 2000. N 3. С. 45-51.
13. Щербатюк А.П. Защита атмосферного воздуха городов от загрязнения отработавшими газами автомобилей в регионах с резкоконтинентальным климатом. Чита: ЗабГУ, 2011. 97 с.
14. Щербатюк А.П. Природные и антропогенные факторы геосистем России с котловинной территориальной организацией // Успехи современной науки. 2017. Т. 9. N 3. С. 173-178.
15. Щербатюк А.П. Методика расчета снижения загрязнения атмосферного воздуха городов с неблагоприятными географическими условиями // Вестник ЗабГУ. 2016. Т. 22. N 10. С. 41-54.
REFERENCES
1. Florensov N.A. Mezozoiskie i kainozoiskie vpadiny Pribaikal'ya [Mesozoic and the kainozoic depressions of Pribaikbaikal]. Leningrad, AN USSR Publ., 1960, 258 p. (In Russian)
2. Solonenko V.P. Seismicheskoe raionirovanie [Seismic Zoning]. 1977, 303 p. (In Russian)
3. Seminskiy Zh.V. Souktury forms of Pozdnemezozojskogo volcanism of South-Eastern Trans-Baikal. Geologiya i geof-izika [Geology and geophysics]. 1977, no. 2, pp. 83-91. (In Russian)
4. Mcdonald G. Vulkany [Volcanoes]. Moscow, Mir Publ., 1975, 431 p. (In Russian)
5. Borsuk O.A., Timofeev D.A. [Attractiveness as a criterion of aesthetic geomorphology]. In: Geomorfologiya na rube-zhe XXI v. [Geomorphology at the turn of XXI century]. Moscow, MSU Publ., 2000, pp. 124-126. (In Russian)
6. Bezuglaya E.Yu., Berland M.E., eds. Klimaticheskie kha-rakteristiki uslovii rasprostraneniya primesei v atmosfere [Climatic characteristics of the conditions of impurity distribution in the atmosphere]. Leningrad, Gidrometeizdat Publ., 1983, 328 p. (In Russian)
7. Tomskikh A.A. Mezhgornye kotloviny Zabaikal'ya: geo-graficheskie aspekty osvoeniya i okhrany okruzhayushchei sredy [Intermountain Hollow of Trans-Baikal: geographical aspects of development and protection of the environment]. Novosibirsk, RAS IPREK Publ., 2006, 54 p. (In Russian)
8. Khorev B.S. Mezhgornye kotloviny Zabaikal'ya: geo-graficheskie aspekty osvoeniya i okhrany okruzhayushchei sredy [Urban Problems: economic and geographical study of urban resettlement in the USSR]. Moscow, Mysl' Publ., 1971, 412 p. (In Russian)
9. Vinokurov Yu.I., Tsibalei Yu.M., Krasnoyarova B.A. Physi-
cal and geographical zoning of Siberia as a basis for the development of regional environmental management systems. [Polzunovsky vestnik]. 2005, no. 4-2, pp. 3-13. (In Russian)
10. Gvozdetskiy N.A., Mikhailov N.I. Fizicheskaya geografi-yaSSSR [Physical Geography of the USSR]. Moscow, Mysl' Publ., 1978, 512 p. (In Russian)
11. Kotolnikov A.M., Votakh O.A., Vozmilov A.M. Okru-zhayushchaya sreda i usloviya ustoichivogo razvitiya Chi-tinskoi oblasti [Environment and conditions of sustainable development of the Chita region]. Novosibirsk, Nauka Publ., Siberian Publishing Company RAS, 1995, 248 p. (In Russian)
12. Danko L.V., Kuzmin S.B., Snytko V.A. Baikal coastal Ge-osystems and their landscape-geochemical structure. Geo-grafiya i prirodnye resursy [Geography and natural re-
sources]. 2000, no. 3, pp. 45-51. (In Russian)
13. Scherbatyuk A.P. Zashchita atmosfernogo vozdukha gorodov ot zagryazneniya otrabotavshimi gazami avtomo-bilei v regionakh s rezkokontinental'nym klimatom [Protection of atmospheric air of cities from pollution by exhaust gases of automobiles in regions with a continental climate]. Chita, ZabSU Publ., 2011, 97 p. (In Russian)
14. Scherbatyuk A.P. Natural and anthropogenic factors of geosystems of Russia with the Cotton Territorial Organization. Uspekhi sovremennoi nauki [Modern Science Success]. 2017, vol. 9, no. 3, pp. 165-170. (In Russian)
15. Shcherbatyuk A.P. Method of calculation of decrease in pollution of atmospheric air of the cities with adverse geographical conditions. Vestnik ZabGU [Bulletin ZabSU]. 2016, vol. 22, no. 10, pp. 41-54. (In Russian)
КРИТЕРИИ АВТОРСТВА
Андрей П. Щербатюк собрал материал, проанализировал данные, написал рукопись. Автор несет ответственность за плагиат и самоплагиат.
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.
AUTHOR CONTRIBUTIONS
Andrey P. Shcherbatyuk collected the material, analyzed the data and wrote the text. The author is responsible for plagiarism and self-plagiarism and other ethical transgressions.
NO CONFLICT OF INTEREST DECLARATION
The author states that there is no conflict of interest.
