CC BY
7
УДК «М.71/.7»-07:311.218
И. И. Цаценко, М. Н. Колодко, Г. А. Бачинский
К МЕТОДИКЕ КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА РЕГИОНА
Львовский медицинский институт; Институт прикладных проблем механики и математики АН УССР, Львов
Оптимизация условий жизни современного человека немыслима без правильного решения проблемы планирования, развития и размещения производственных сил с учетом дифференциации природных условий [8]. Наряду с изучением источников загрязнения окружающей среды возникает необходимость прогноза изменения ее качества и влияния этого фактора на здоровье населения [7]. Весьма неблагоприятное действие на человека оказывает загрязнение воздушного бассейна. Вредные выбросы претерпевают в атмосфере значительные химические изменения под влиянием метеорологических факторов и в результате взаимодействия. Эти изменения часто непредсказуемы и могут намного увеличивать силу воздействия загрязняющих веществ на живые организмы [4, 9, 10]. Все это заставляет уделять особое внимание изучению загрязнения воздушного бассейна.
В связи с этим нами создана карта атмосферных загрязнений городской среды. Картографическая форма наиболее удобна для отображения пространственного развития процесса загрязнения окружающей среды. Картографированию, включающему картографирование загрязнения атмосферы, в последние годы уделяется все большее внимание [3, 5, 6]. Однако при составлении подобных карт не всегда еще достаточно отображаются такие важные санитарно-гигиенические характеристики загрязнения воздушного бассейна, как количество и состав ингредиентов в выбросах, их класс вредности и ПДК В большой мере ограничение на это накладывают мел-комасштабность создаваемых карт, а также сравнительно небольшой период времени, в течение которого подобная информация стала накапливаться в соответствующих организациях Минздрава СССР, Госкомгидромета СССР, ЦСУ и др.
В настоящее время коллективом социоэколо-гов, организованным в вычислительном центре Института прикладных проблем механики и математики АН УССР, выполняются работы по составлению атласа природных условий, рационального природопользования и охраны природы Львовской области. Тематические карты этого атласа будут служить информационной базой для создания имитационной модели областной социоэкологической системы, позволяющей с помощью ЭВМ разрабатывать оптимальное функциональное зонирование территории и давать
1 Здссь н далее имеются в виду максимальные разовые ПДК.
научно обоснованные рекомендации по оптимизации окружающей среды административной области. Важной частью этого атласа будет серия из трак взаимодополняемых карт загрязнения окружающей среды: источников загрязнения окружающей среды, прогнозируемого воздействия вредных выбросов в атмосферу на окружающую среду и загрязнения поверхностных и подземных вод и почвы. Эти карты составляются с использованием материалов областной и районных санэпидстанций, кафедры общей гигиены медицинского института, территориальных служб Госкомгидромета СССР (гидрометобсерваторий, гидро-метбюро), областного статистического управления, областной автоинспекции, областного управления сельского хозяйства, областного коммунального хозяйства, водной инспекции и др., а также дешифрирования аэрокосмических фотоснимков и натурных наблюдений. Практика показала, что для составления карт подобного типа наиболее целесообразен масштаб 1 : 100 000 [1]. Особенности картографирования гигиенических показателей загрязнения воздушного бассейна региона использованы при составлении карты источников загрязнения окружающей среды и сводятся к следующему. На этой карте вне-масштабными знаками указываются местонахождение и вид источников загрязнения, а также количественные и качественные характеристики их вредных выбросов в атмосферу. В процессе работы над картой выяснилось, что для отображения общей картины загрязнения воздушного бассейна административной области достаточно картографировать около 20 основных ингредиентов из всего количества имеющихся в выбросах промышленных предприятий и других источников загрязнения атмосферы. Увеличение числа ингредиентов нецелесообразно, так как создаются трудности при их графическом воспроизведении и ухудшается читаемость карты. В первую очередь учитываются ингредиенты, составляющие основную массу в выбросах и имеющие высокий класс вредности. При этом часть вредных ингредиентов рационально объединять в группы, например, металлы и их токсичные соедтгения, углеводороды, альдегиды и др. Выбросы автотранспорта выделяются отдельно. Это дает наглядное представление о степени загрязнения воздуха автотранспортом в определенном населенном пункте по отношению к остальным источникам загрязнения атмосферы. В соответствии с классом опасности и величинами ПДК ингредиенты иллюминируются от красных тонов (наи-
Сслношение количества суточного выброса промышленных предприятий, выраженное в единицах массы и через показатель
потенциального объемного загрязнения атмосферы
Источник выброса Ингредиент Класс опасности вещестпа ПДК. T/km* Количество выбросе, выраженное в единицах массы Количество выброса, выряженное через показатель Q
суммарная масса. т масса ингредиента. т % от суммарной массы суммарное, км* Q ингредиента, км1 % от суммарного Q
Завод по переработ- Сажа III 0,15 203 3 1,5 60 20 33,3
ке природного газа Окнсь углерода IV 5,0 200 98,5 40 66,7
Цементный комбинат Двуокись азота II 0,085 51,9 11,9 22,9 220 140 63,6
Пыль цемента III 0,5 40 77,1 80 36,4
Химический комбинат Сероводород II 0,008 0,2 0,7 25 16,8
Сероуглерод II 0,03 28,5 2,1 7,4 149 70 47,0
Пары серной II
кислоты 0,3 1,2 4,2 4 2,7
Сернистый III
ангидрид 0,5 25 87,7 50 33,5
Тепловая электро- Двуокись азота II 0,085 10 16,1 117,6 53,1
станция Зола III. 0,5 62 12 19,4 221,6 24 10,8
Сернистый !
ангидрид III 0,5 40 64,5 80 36,1
более опасные) до зеленых (наименее опасные). В черно-белом варианте карты ингредиенты высокого класса опасности отображаются более густой штриховкой. Известно, что величина выброса, выраженная в тоннах за год и сутки, килограммах за час и т. п., является главным фактором, определяющим концентрацию ингредиентов [2]. Но этот параметр не несет информации о степени вредности выбросов. Поэтому традиционный подход к изображению на картах массы выбросов не позволяет сравнивать загрязнения атмосферы по степени вредности в соответствии с ПДК ингредиентов. С целью устранения этого недостатка нами введен показатель потенциального объемного загрязнения атмосферы Учитывая массу выброса, он дает информацию и о ПДК ингредиентов. С? характеризуется объемом воздуха, который потребовался бы для разбавления суточного выброса до уровня ПДК ингредиентов. При наличии в населенном пункте нескольких источников загрязнения воздушного бассейна их выбросы суммируются по ингредиентам. Принимая условие равномерного рассеивания, показатель потенциального объемного загрязнения атмосферы рассчитывают по формуле:
л
У
м„
ПДК*
где С? — объем воздуха (в км3), который потребовался бы для разбавления суточного выброса, состоящего из п-го числа ингредиентов, до уровня их ПДК; М/, — масса суточного выброса к-го ингредиента (в т); ПДКл — ПДК £-го ингредиента (в т/км3).
Для иллюстрации сказанного рассчитаем показатель на примере предприятия по переработке природного газа, суточный выброс которого 200 т окиси углерода (СО) и 3 т сажи (С). Учитывая, что ПДК окиси углерода 5 мг/м3 (5 т/км3), а ПДК сажи 0,15 мг/м3 (0,15 т/км3), для разбавле-
ния суточного выброса предприятия до уровней ПДК ингредиентов понадобилось бы
Q=
Мсо ПДКсо'
МС "ПДКс
200 т/сут 3 т/сут 5 т/км3 + 0,15 т/км* = 70 КУТ-
ИЛИ, иначе говоря, показатель потенциального объемного загрязнения атмосферы завода по переработке природного газа будет равен 70 км3 воздуха в сутки. На карте выбросы изображаются над условным знаком источников загрязнения атмосферы в виде квадрата, площадь которого пропорциональна количеству выброса. В соответствии с составом последнего квадрат делится на вертикальные полосы, ширина которых соответствует процентному содержанию ингредиента
Ш
W
Щ ш'
в
□/ Dz
0J üb 05 ш ЕЭ// Ш/г а от И EU«? (HW
Условное изображение и соотношение суточного выброса некоторых источников загрязнения атмосферы.
а — соотношение количества выброса, выраженное в единицах массы, т: б — соотношение количества выброса, выраженное через показатель потенциального объемного загрязнения атмосферы, км'; / — масштаб 10 т: г—масштаб 10 Mä: 3 — завод по переработке природного газа: 4 — цементный комбинат; 5 — химический комбинат: 6 — тепловая электростанция: 7 — сумма ипгреднентов (сероводород, сероуглерод, пары серной кислоты): в — сероводород: 9 — сероуглерод: 10 — двуокись азота; II — сажа; /2 — пары серной кислоты; /3 — сернистый ангидрид: /■( — пыль цемента; 15 — зола. 16 — окись углерода.
^ в выбросе. Полосы иллюминируются цветом (в черно-белом варианте покрываются штриховкой разной плотности), что обозначает определенный ингредиент. Вокруг крупных промышленных предприятий концентрическими окружностями красного цвета указываются максимальные расстояния, на которых зарегистрировано распространение в воздухе вредных компонентов в концентрациях, превышающих предельно допустимые. Для основных автодорог цветными линиями (в черно-белом варианте линиями различной конфигурации) приводится количество выхлопов на 1 км шоссе в сутки, рассчитанное по среднесуточной интенсивности движения автотранспорта, расходу топлива и количеству токсичных компонентов, выделяемому при этом (см. таблицу и рисунок).
В таблице и на рисунке представлены данные о выбросе нескольких промышленных предприятий, выраженные в единицах массы и через показатель объемного загрязнения атмосферы. Если судить по массе выброса, то наиболее крупным его источником будет завод по переработке при-ц| родного газа. Выброс этого предприятия в 7,1 раза превышает выброс химического комбината. Однако в составе выбросов последнего присутствуют высокоопасные ингредиенты, для разбавления которых до уровня ПДК понадобилось бы воздуха в 2,5 раза больше, чем для разбавления выбросов предприятия по переработке природного газа. При условном обозначении выбросов через показатель потенциального объемного загрязнения атмосферы представляется возможность проводить сравнительную оценку источников загрязнения атмосферы по вредности с учетом уклада каждого ингредиента и отображать это наглядно в картографической форме. В нашем примере наиболее вредным источником будет тепловая электростанция. Ее показатель С? более чем в 3,5 раза больше показателя С? завода по переработке природного газа, у которого максимальная масса выброса. Показатель потенциального объемного загрязнения атмосферы по-
зволяет также судить о доле автотранспорта в загрязнении воздушного бассейна города. Например, используя данный коэффициент, установили, что для Львова доля вредности автотранспорта в общем загрязнении атмосферы города составляет 70—75 %. Это совпадает с результатами ранее проведенных расчетов [4].
Выводы. 1. Методический подход картографирования гигиенических показателей загрязнения воздушного бассейна региона следует рассматривать как возможность улучшения системы обработки и обобщения данных (что касается и органов санитарного надзора) для определения влияния загрязнения атмосферы на условия жизни и здоровье людей.
2. Картографирование количества выброса с учетом такой важной гигиенической характеристики, как ПДК ингредиентов, позволяет проводить сравнительную оценку источников загрязнения атмосферы по вредности и тем самым увеличить информативность соответствующих карт.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бачинський Г. О.. Кесельман В. О. — В'|сн. АН УРСР, 1982, № 2, с. 81—88.
2. Буштуева К. А. — В кн.: Руководство по гнгиене атмосферного воздуха. М., 1976, с. 43—65.
3. Воробьев Г. А.. Михайловская Н. Н., Невяжский И. И. — В кн.: Географические исследования в Московском университете. М., 1976, с. 88—97.
4. Даценко I. /., Мартынюк В. 3. 1нтоксикация окисом ву-глецю та шляхи и послабления. Кшв, 1971.
5. Золовский А. П., Маркова Е. Е.. Пархоменко Г. О. Картографические исследования проблемы охраны природы. Киев, 1978.
6. Руденко Л. Г. Проблемы создания карт в программе мониторинга среды региона. Киев, 1980.
7. Сидоренко Г. //. — Гиг. и сан., 1983, № 3, с. 4—7.
8. Ситник К. М.. Стойко С. М., Бачинський Г. О. и др.— Вкн. АН УРСР, 1980, № 10, с. 73—79.
9. Тинсли И. Поведение химических загрязнителей в окружающей среде. М., 1982.
10. Шандала М. Г.. Костовецкий Я. И., Булгаков В. В. Охрана и оздоровление окружающей среды в условиях научно-технической революции. Киев, 1982.
Поступила I0.04.S4
УДК 613.632.4:547.553]-074:543.544
М. Т. Дмитриев, Т. С. Уланова, А. В. Михайлов
ГАЗОХРОМАТОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ АРОМАТИЧЕСКИХ АМИНОВ В ВОЗДУХЕ
НИИ обшей и коммунальной гигиены им. А. Н. Сысина АМН СССР, Москва
Ароматические амины — анилин, !Ч'-метилани-лин (МА), Ы.Ы-диметиланилин (ДМА), Ы-этил-анилин (ЭА), Ы-этил-о-толуидин (ЭОТ), М,1^-диэтиланилин (ДЭА) широко используются в качестве промежуточных продуктов при изготовлении красителей. Их производство имеет значительный удельный вес на предприятиях анилинокрасочной промышленности. Многие красители и полупродукты могут оказы-
вать на организм токсическое действие — канцерогенное, мутагенное, аллергенное, гонадотокси-ческое и др. [3]. Существующие методы определения ароматических аминов недостаточно чувствительны и основаны на их групповом определении, в связи с чем неспецифичны [1, 2, 4—б]. Это выдвигает задачу создания высокочувствительных специфичных методов определения аминов.
