CC BY
65
--------------------------------------------- © Г. Баярсайхан, 2009
УДК 577.4 Г. Баярсайхан
ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОЙ СРЕДЫ В г. УЛАН-БАТОРЕ
Семинар № 1
^Загрязнение воздуха города и коли-'-^чество стационарных источников, находящихся там, а также плотность их расположения имеют важное значение. Поэтому трудно определить воздействие на загрязнение воздуха для каждого источника в отдельности. Три электростанции в городе Улан-Баторе расположены в одной части города - в его юго-западной части. Из проведённых исследований видно, что в зависимости от мощности тепло-энерго станций и высоты их труб радиус рапространения загрязняющих воздух веществ, выделяющихся от них бывает 5-7 км. Бассейн смолы ТЭЦ IV расположен от своего источника на расстоянии 2 км. А также на этой части города централизованы немало производственных организаций, которые затрудняют поот-дельности оценить процесс загрязнения.
Необходимо также включать расход топлива, предназначенного на производство тепла, для потребительских нужд жилых домов и других социальных, хозяйственных и производственных потреблений, в расчёты экологического загрязнения. На сегодняшний день больше, чем 50 % населения города Улан-Батора живут в более 90000 юртах и частных домах, где топят печь. Здесь в среднем в году расходуют около 450 тысяч тонн угля, 100000 тонн дерева для топлива используют для отопления и приготовления пищи в самых простых печах. В этих печах коэффициент полезного действия невелик (не более, чем п = 0.3-0.45). Сейчас одна семья, проживаю-
щая в городском квартале, с целью отопления используют в году 7-8 Гкал тепла, что доказано в ходе исследования и для его снабжения понадобится 4 м3 дерева, 5 т угля, имеющих возможность создать тепло от 24 до 30 Гкал только в холодное время года.
Авторы в ходе своих исследовательских работ определили, что в зависимости от сгорания угля в городских кварталах выделяется около 19200 тонн окиси углеводорода в году. Этот результат при сравнении со среднегодовыми показателями окисления углеводорода, выделяющегося из вышеупомянутых электростанций выше на 20 %. Это означает, что путь распространения газов дыма короткий, что касается тепловой техники, то она не модернизована и имеет простую структуру, в результате чего главной причиной экологических загрязнений является низкий КПД при сгорании угля в печах. Домашние печи являются основным источником распространения воздушного загрязнения, которое охватывает большие площади в городе. Средний концентрат окисления углеводорода в газе дыма, выделяющегося от него, равен 3,6 мг/м3. Поэтому необходимо совершенствовать конструкцию домашних печей и повысить КПД и тем самым понизить загрязнение воздуха, что окажет важное влияние на здоровье городского населения.
Путём ежегодной оценки количества расходуемого топлива и потенциала тепла, содержащегося в нём, был опреде-
Таблица 1
Количество загрязняющих веществ, выделяемых за год из источников распространения загрязнения воздуха в городе Улан-Баторе
Порядок расположения источников распространения
няющихся веществ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
СО2 6,81 2,98 1,97 12,0 2,47 7,5 7,35 2,9 4,6 3,3
СО 0,46 0,20 0,135 0,82 0,168 0,51 0,50 0,20 0,31 0,22
сыо8 ■ 103 6,3 2,8 1,8 11,1 2,3 6,9 6,8 2,7 4,3 3,1
Аэрозоль 0,029 0,013 0,008 0,051 0,01 0,032 0,031 0,012 0,020 0,014
В таблице номерами от 1 до 10 обозначены районы: 1 - Баянхошуу, 2 - Толгойт, 3 - Телевиз, 4 -Дэнжийн мянга, 5 - Чингэлтэй и Хайласт, 6 - 100 айл и 2-7 остановка, 7 - Дамбадаржа, 8 - Подгорье Дарь эх, 9 - Шархад, 10 - Яармаг
лен уровень государственной средней прибыли производства тепловой энергии по состоянию на 2000 год, что составляет 56%. Это доказывает, что прибыль производства тепловой энергии очень незначительная и от этого сжигают большое количество топлива впустую, что является одним из главных факторов ис-куственного увеличения загрязнения.
В городе Улан-Баторе было определено количество тепловых печей. В районе Баянгол работает 21 печь 11 видов, 32 печи 7 видов - в районе Сонгино хайрхан, 46 печей 14 видов - в районе Чингэлтэй, 36 печей 10 видов - в районе Сухэбатор, 66 печей 14 видов - в районе Хан-Ул, 67 печей 6 видов - в районе Ба-янзурх, в итоге во всём городе работают 268 печей.
Тепловые печи являются главным представителем стационарных источников загрязнения воздуха города Улан-Батора. Здесь печи городских кварталов (распространяющиеся источники) обозначены на занимаемой площади. Расположение централизованных печей обозначены точками по отдельности. Расположенные в основном вокруг города Улан-Батора, большая их часть находится в верхней части города. Источники малой мощности занимают площадь больше, чем 212800 гектаров земли. Способ выделения различных загрязняющихся веществ, ис-
точников вышеуказанных загрязнений впервые был подсчитан по каждому скоплению (количество на единицу площади) и объединены в табл. 1.
В число источников ещё одного из видов загрязнения воздуха входят автомашины, которые играют главную роль на загрязнение воздуха города Улан-Батора. Влияние автомашин, воздействующих на загрязнение воздуха, подчёркнуто в информации ООН о том, что они выделяют более 60 % монооксида углеводорода, загрязняющего воздушное пространство мира. Автомашины в качестве движущегося источника повсюду, во всех частях города выбрасывают ядовитые вещества, загрязняющие воздух. Мы с целью оценки выделяемых автомашинами ядовитых веществ и элементов провели анализы проб, взятых из более или менее многолюдных улиц и пиковых автодорог, растительных покровов вблизи дорог и воздуха города Улан-Батора. Кроме того проделали анализы проб, взятых из воздуха в местах, отделенных от автодорог, а также сделали анализы газов, выделяющихся из трубы автомашин и определили содержание чёрного олова и брома. Дым автомашин и ядовитые соединения, содержащиеся в производственных отбросах, под воздействием ультрафиолетового излучения в структуре солнечных лу-
Таблица 2
Собственный вес источников загрязнения воздушной среды
№ Источники Название стран
загрязнения США Англия Франция Россия Монголия
1 Автомашины, % 60,6 33,5 32,0 25,0 36,7
2 Интенсификация производства 30,3 36,0 28,0 62,0 36,8
3 Другие источники 9,1 30,5 40,0 10,0 26,5
- Общая сумма 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
чей вступают в фотохимическую реакцию и образуют более ядовитые новые вещества, чем начальные компоненты. Это необходимо принимать во внимание при определении заболеваний населения, образующихся из загрязнения городского воздуха в условиях Монголии, особенно в солнечные дни с высокой интенсивностью прямых солнечных излучений.
В Монголии с 1990-х годов застойный период экономики нанёс заметный ущерб национальному производству страны, и в результате этого были закрыты многочисленные фабрики и заводы по обработке кожи, шерсти и производства шерстяных изделий, но в результате этого не уменьшилось столь заметно загрязнение воздуха города. А наоборот за это время резко увеличилось число автомашин, являющихся одним из источников загрязнения воздуха, и увеличилось их воздействие на загрязнение воздуха. Сейчас в городе Улан-Баторе принимают участие в автодорожном движении около 40000 автомашин различных марок. А также за последние годы увеличилось количество мелких производств и хозяйственных единиц с так называемыми иностранными инвесторами и устаревшей технологией, что негативно воздействуют на увеличение уровня воздушного загрязнения (а также воды и почвы) в некоторых частях города, особенно в производственных районах.
Соотношение источников загрязнения воздуха города Улан-Батора показано в табл. 2 по сравнению с другими странами.
Отсюда видно, что загрязняющиеся вещества, выделяющиеся из двигателей автомашин, в большей степени влияют на загрязнение воздуха города Улан-Батора и достигают уровня загрязнения воздуха, выделяющегося из энергетического производства. Эти два вида источника в качестве цифровых показателей равны по собственному весу, воздействующих на загрязнение, но автомашины выбрасывают наиболее вредные для здоровья человека ядовитые соединения, а ТЭС оказывают более слабое воздействие на здоровье жителей города, так как выбрасыват азот, оксид серы, смолу на высоте 100-250 метра и эти вещества распространяются на большие радиусы (в более чем несколько десятков километров), в результате чего уменьшается их воздействие на жителей города. Не так уж трудно оценить каким образом автомашины воздействуют на экологию города.
Распространение загрязнения воздуха, размах его воздействия на экологию города и степень распространения в большей степени зависят от климатических условий. В городе Улан-Баторе скорость ветра в зимнее время года сравнительно мала, в нижнем слое воздуха образуется инверсия, что имеет влияние на закономерность распростра-
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
нения загрязняющихся веществ и формирует негативные климатические условия для застойного состояния в определённые часы в течение дня. Поэтому в центральной части города доходит до сверхувеличения концентрации загрязняющих веществ. Такое негативное климатичес-кое условие в городе Улан-Баторе особенно ярко наблюдается в период пика сезона отопления в ноябре - марте месяцах. Из-за застойного состояния воздуха над городом образуется аномальное явление потепления, что создаёт инверсию температуры. Что касается города Улан-Батора толщина периода вертикальной инверсии достигает утром до 100 метров, а вечером дым протягивается в застойном виде, в некоторых местах как Буянт Ухаа, Сонги-но создаются условия для образования тумана и смога.
За последние 5 лет во время эксплуатации трёх ТЭС за год сожжено угля от 2992,3 тыс. т в 2000 году до 3340,6 тыс. т в 2006 году. На протяжении этих 5 лет от сгорания топлива выделено в общей сумме 60257,8 т летучей смолы, 79747,8 т оксида углеводорода и 21553,0 т диоксида серы, которые были определены при помощи вышеуказанных
способов степени загрязнения воздушного пространства. По результату этого расчёта определено количество летучей смолы, углеводорода, азота, оксида серы, выбрасывающихся в воздух
Показатели загрязняющихся веществ, выбрасывающихся в воздухе из тепло-электро станций города Улан-Батора, т/мес.
города из ТЭС за год, что показано на рисунке.
Среди веществ, загрязняющих воз-душное пространство, выделяющихся из ТЭС, использующих уголь, особое место занимает бен-зопирин канцеро-генного воздействия, выделяющийся в форме аэрозоли (углеводород сме-шанного цикла - С20И16). Канцеро-генное вещество поступает через ды-хательные органы человека и вызывает развитие различных опухолей. Главная основа образования этого вещества за-ключается в ступенчатых реакциях мно-гочисленных химических соединений, протекающих во время сгорания топ-лива (973-1073К) при высокой темпе-ратуре в условиях недостаточности кислорода, и поэтому образуется оно в особых условиях режима сгорания в крупных энергетических печах. В этом случае происходит неполное хими-че-ское сгорание, в результате которого большое количество пыли содержится в газах дыма (в основном образованных из чистого углеводорода), и пыль превращает бензопирин в аэрозольный канцероген. Но в домашних печах коэффициент излишков воздуха высокий и поэтому не формируются усло-вия для создания таких соединений.
Радиоактивность воздуха около поверхности земли в основном связана с продуктами разложения радона и продукт его разложения торин занимает незначительную часть. Концентрация радона в воздухе приблизительно 11,1 Бк/м3, средняя концентрация торина 1,85 Бк/м3. А также имеется гамма радиация MsTh2 А22^), связанная с продуктами этих разложений. Из результата многолетних исследовательских работ, проведённых Исследовательских цен-
тром изучения ядра Монгольского Государственного Университета, в зависимости от состояния времени года и климатических воздействий видно, что радиоактивное состояние воздуха города Улан-Батора находится на нормальном уровне.
Это также доказано результатами наших измерений, проделанных для определения радиоактивности воздуха на поверхности земли города Улан-Батора
в 2002 году. Это измерение было сделано на территории города в направлении с юга на север (Зайсан-Дамбадаржаа) и с востока на запад (Амгалан-Толгойт).
Уровень радиоактивности воздуха в комнатах жилых домов и построек зависит от типа строительных материалов, помещения, обмена воздуха с внешней средой и поэтому бывает очень разнообразной. ЕЕШ
— Коротко об авторе ---------------------------------------------------------------
Баярсайхан Г. - Национальная академия Монголии.
Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 1 симпозиума «Неделя горняка-2008». Рецензент д-р техн. наук, проф. А.М. Гальперин
-------------------------------------------- © Г. Баярсайхан, 2009
УДК 577.4 Г. Баярсайхан
ИССЛЕДОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВЫ НА ТЕРРИТОРИИ г. УЛАН-БАТОРА
Семинар № 1
Состав почвы. Почва города Улан-Батора по географическому районированию относится к степной зоне Евроазии, территория реки Тула - к горно-степному округу Западной провинции Хэнтий Монгол Дагуула. Почва в долине реки Тула состоит из четвертичного периода лёгкого аллювия и глины, песчаника и песка. Поэтому болота в озёрах имеют солончаки. Меха-
нический состав лёгкой и среднеглинистой почвы расположены на более возвышенных местах. В основном почва имеет песчаный механический состав. Всё это показывает на специфические особенности ландшафта.
Территорию города Улан-Батора делят по структуре почвы на основные квалификации: как тонкий слой почвы аллювия озёр, толстый слой почвы аллювия, сла-
