CC BY
197
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРОДА НИЖНЕКАМСКА
УДК 504.064.36
А.Р. Шагидуллин, А.Ф. Гилязова, Г. Ф. Амирянова, А.Р. Магдеева, Р.Р. Шагидуллин
Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, Artur.Shagidullin@tatar.ru
общая характеристика источников загрязнения атмосферного воздуха города нижнекамска
Нижнекамский промышленный узел является крупным центром нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности. В его состав входят предприятия всероссийского значения. Разрешенный выброс источников загрязнения атмосферы Нижнекамска составляет более 78.0 тыс. т загрязняющих веществ в год. Наибольшая масса выброса приходится на основные загрязняющие вещества (диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода) и углеводороды. Данные о параметрах источников загрязнения служат основой для планирования природоохранной деятельности. Оценка, контроль и регулирование негативного воздействия Нижнекамского промышленного узла на окружающие территории является важной задачей.
Ключевые слова: выбросы загрязняющих веществ; Нижнекамский промышленный узел; загрязнение атмосферы.
Введение
Нефтехимическая и нефтеперерабатывающая промышленность является важнейшей составляющий экономики Республики Татарстан (РТ). Центром предприятий этих отраслей в республике является город Нижнекамск, а именно Нижнекамский промышленный узел (НПУ).
В состав НПУ входят ПАО «Нижнекамскне-фтехим», ОАО «ТАИФ-НК», АО «ТАНЕКО», ПАО «Нижнекамскшина», АО «Нижнекамсктех-углерод» - нефтехимические и нефтеперерабатывающие предприятия российского значения, а также крупные предприятия теплоэнергетики: филиал ОАО «ТГК-16» - «Нижнекамская ТЭЦ (ПТК-1)» и ООО «Нижнекамская ТЭЦ». Очевидно, деятельность комплекса таких предприятий связана со значительными выбросами загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Муниципальное образование «город Нижнекамск» является наиболее напряженной территорией Закамского региона РТ с точки зрения объемов суммарных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
Объемы и динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу
В пределах г. Нижнекамска сосредоточено подавляющее количество предприятий всего Нижнекамского муниципального района. По данным «Государственного доклада о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2014 году», на территории города производится 96% выбросов загрязняющих веществ всех стационарных источников муниципального округа. При этом на долю Ниж-
некамска приходится 20% от общей массы валовых выбросов республики (рис. 1).
Рис. 1. Сравнение объемов выбросов стационарных источников на территории г. Нижнекамска, Нижнекамского МР и Республики Татарстан
Объем выбросов стационарных источников г. Нижнекамска превышает соответствующие показатели остальных промышленных городов республики, в том числе Казани и Набережных Челнов (рис. 2).
Общая масса выброса от техногенных источников промышленных предприятий и мобильных источников (автотранспортные средства) г. Нижнекамска (Государственный доклад ..., 2015) составила 74.8 тыс. т. Эмиссия загрязняющих веществ от стационарных источников в 2014 г. составила 58.3 тыс. т против 59.4 тыс. т в 2013 г. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в 2005-2014 гг. по данным официальной статистики представлена на рисунке 3. Рост выбросов автотранспорта в 2007 г. связан с тем, что 2005-2006 г. не проводился учет выбросов транспорта физических лиц.
30
российский журнал им! экологии
Рис.2. Выбросы стационарных источников промышленных городов РТ, тыс. т
Рис. 3. Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в 2005-2014 гг. по данным государственных докладов
Параметры и состав выбросов стационарных источников
Нижнекамск является одним из городов республики, в котором Министерством экологии и природных ресурсов РТ реализована система сводных расчетов загрязнения атмосферного воздуха. Последняя актуализация сводной базы данных параметров выбросов стационарных источников города выполнена в 2015 году в рамках работ по оценке воздействия НПУ на прилегающие территории. на данный момент в базе данных учтены выбросы 92 наиболее значимых предприятий города. Общее количество стационарных источников учтенных предприятий - 5605.
Технические параметры источника, из которого загрязняющие вещества поступают в атмосферный воздух, напрямую влияют на процесс дальнейшего рассеивания примеси. Чем выше источник и чем выше скорость выхода газа из него, тем более рассеянной становится газовоздушная смесь, достигающая приземного слоя воздуха.
Скорость выхода, в свою очередь, взаимосвязана с объемом газовоздушной смеси, поступающей в атмосферу за единицу времени, и диаметром выходного отверстия.
Предпочтительным видом источника является организованный источник загрязнения атмосферы. 70% стационарных источников загрязнения атмосферы сводной базы данных являются организованными (рис. 4).
Рис. 4. Соотношение организованных и неорганизованных стационарных источников загрязнения атмосферы в г. Нижнекамске
результаты ранжирования параметров источников в соответствии с РД 52.04.186-89 приведены на рисунке 5. На рисунке опущены группы источников со сравнительно малыми суммарными требуемыми параметрами потребления воздуха. Как видно из рисунка, наиболее многочисленны низкие холодные источники с малыми скоростями выхода газовоздушной смеси. Загрязняющие вещества, выбрасываемые источниками с такими параметрами, слабо рассеиваются до оседания в приземный слой воздуха. Максимумы концентраций достигаются вблизи источников.
i'iSO; IÍ»I su ipjifl (i Л П>М. **UOtí5<ib!!» I»
AT40íV>№ (ll ¿r^M.l^vílWJMÍ Í140.HW; JW(;i!
1Г(М: гчд ¡к»
а 40 Икс 447} 3IHM 7V50 ТОЩ "ПО
Рис. 5. Распределение организованных источников по группам (AT- разница температур газовоздушной смеси и окружающего воздуха, C, v - объем газовоздушной смеси, поступающей в атмосферу за единицу времени, м3/с, H - высота, м)
ОБщАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРОДА НИжНЕКАМСКА
В соответствии с РД 52.04.186-89, под низкими источниками понимают такие, в которых выброс осуществляется ниже 50 м, под высокими - выброс выше 50 м. Как видно из рисунка 6, к низким относятся около 99% организованных источников. При этом более 50% организованных источников имеют высоту ниже 10 м.
Я - 1<м ч
Рис. 6. Соотношение высот организованных источников
Суммарный валовый выброс учтенных в сводной базе стационарных источников составил 78.0 тыс. т/год, что превышает официальные (Государственный доклад ..., 2015) статистические данные. Перечень выбрасываемых в атмосферу веществ насчитывает 321 наименование.
По массе основными веществами, загрязняющими атмосферный воздух в г. Нижнекамске, являются: диоксид серы - 20.2 тыс. т/год, оксиды азота (диоксид и оксид азота) - 15.4 тыс. т/год, оксид углерода - 11.3 тыс. т/год, смесь предельных углеводородов С1-С5, С6-С10, С12-С19 суммарно - 15.2 тыс. т/год. Соотношение валовых выбросов по веществам представлено на рисунке 7.
Мс" ли ПредсшлыЕ С12-С 3
Пи'н | .1
Рис. 7. Соотношение валовых выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников г. Нижнекамска
Наибольший валовый выброс среди промышленных предприятий г. Нижнекамска имеют ПАО «Нижнекамскне фтехим», ОАО «ТАИФ-НК», Филиал ОАО «ТГК-16» - «Нижнекамская ТЭЦ (ПТК-1)», ООО «Нижнекамская ТЭЦ», АО «ТАНЕКО», ПАО «Нижнекамскшина», а также АО «Нижне-камсктехуглерод». На долю остальных предприятий суммарно приходится 3% валовых выбросов (рис. 8).
Необходимо отметить, что технологический регламент нефтеперерабатывающих производств предполагает наличие залповых выбросов, связанных с остановкой оборудования на текущий и капитальный ремонт. При этом происходит сброс остаточных углеводородов, содержащихся в технологических аппаратах и трубопроводах, на факельные установки. В состав залповых выбросов АО «ТАНЕКО» и ОАО «ТАИФ-НК» входят следующие вещества: диоксид азота, оксид азота, диоксид серы, сероводород, бутан, гексан, бенз(а) пирен, метан, пентан, смесь углеводородов предельных С1-С5, углерода оксид, этан.
ЛО "Н1Ш1ГМЧ1 ь: I ир^и'
И-Ш "НдавмитнпИ*
АО'ТАНЕКО'
Ода Ниысниисня
пи' ПГК-2
ФИпш ОАО "ТГК-К" Нтакгммцщя Г>Ц
[ЩК-Н ИМ
сио*тлнчч п-.'
Рис. 8. Соотношение валовых выбросов предприятий г. Нижнекамска
Параметры выбросов автотранспортных потоков
В рамках проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы г. Нижнекамска в 2014 г. проводилась инвентаризация выбросов вредных веществ автотранспортом, участвующем в дорожном движении. Для этого были обследованы основные автодороги города, общая протяженность которых составила 82.9 км. При проведении обследования собирались данные о составе транспортных потоков, интенсивности и средней скорости движения транспорта.
Согласно проведенным исследованиям, транспортные потоки в жилой части города на 92.7% состоят из легковых автомобилей, на 1.2% из грузовых автомобилей, на 3% из автобусов, 3.1% со-
32
российский журнал приклпой нии
ставляют легкие автофургоны и микроавтобусы. На автодорогах, пролегающих к промышленной зоне, доля легкового транспорта в потоке уменьшается до 78.4% за счет пропорционального роста остальных групп транспорта. Средняя скорость движения транспорта по всем исследованным участкам составляет 47.4 км/час. В целом по городу движение не затруднено.
По результатам расчетов, суммарный объем загрязняющих веществ, поступающих в атмосферу в составе выхлопных газов, составил 1353.4 т/год. Полученное значение существенно отличается от данных, представленных в государственных докладах. Это может быть связано с тем, что исходными данными для примененной методики (Методика..., 2010) являются результаты детального обследования транспортных потоков на участках улично-до-рожной сети, в то время как сведения государственных докладов получены на основе статистических данных. величина максимально разового выброса от автотранспорта по результатам проведенной инвентаризации составила 100.3 г/с. Полученное соотношение валовых выбросов от автотранспорта по веществам представлено на рисунке 9.
расположение стационарных источников загрязнения атмосферы
Жилая часть г. Нижнекамска начала строиться в 1960-е годы одновременно с нефтехимическим заводом. Застройка проводилась в соответствии с генеральным планом, специально разработанным институтом «Гипрогор».
Рис. 9. Соотношение валовых выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта г. Нижнекамска
Город имеет выделенную промышленную зону, которая находится к юго-востоку от территории многоэтажной городской жилой застройки. Площадь промышленной зоны превышает площадь жилой части города. В пределах промышленной зоны располагаются основные промышленные мощности г. Нижнекамска.
В секторе, обозначенном пунктирной линией на рисунке 10, производится 98% выбросов (по массе валового выброса) стационарных источников всего города. В этой зоне располагаются основные производственные мощности крупнейших предприятий города: ПАО «Ниж-некамскнефтехим», ПАО «Нижнекамскшина», ОАО «ТАИФ-НК», ООО «Нижнекамская ТЭЦ», АО «Нижнекамсктехуглерод», АО «ТАНЕКО», Нижнекамская ТЭЦ ОАО «ТГК-16» и ряд других предприятий. Суммарный валовый выброс предприятий в этой зоне составляет 72269.9 т/год, суммарный максимальный разовый выброс -7969.3 г/с.
Ряд производственных площадок находятся к югу от жилой части города и к востоку от с. Большое Афанасово (рис. 11). Здесь находятся производства таких предприятий, как ООО «Камэнергостройпром», ОАО «НМУ-3», ЗАО «Нижнекамск Тепломонтаж», ОАО «НМУ-1», ООО ПАП «Транспорт-экспресс», Филиал ОАО «Сетевая компания» Нижнекамские электрические сети, ОАО «Нижнекамское ПАТП-1», ГУП «Горэлектротранспорт», ООО «Нижнекамское ПАТП», ОАО «Нижнекамский хлебокомбинат», ООО «Управление механизации и специального транспорта НК», ЗАО «Каммеханомонтаж», ООО «Камский завод полимерных материалов», ООО «Завод крупнопанельного домостроения» и другие предприятия. В обозначенной зоне производится 1.1% валовых выбросов всех стационарных источников г. Нижнекамска. Суммарный валовый выброс предприятий в этой зоне составляет 839.7 т/год, суммарный максимальный разовый - 200.0 г/с.
Несколько производственных площадок располагаются к юго-западу от города (рис. 12): БОС ПАО «Нижнекамскнефтехим», ООО «Экология», Нижнекамский филиал ОАО «Татавтодор», ООО «Нижнекамская нефтебаза», ООО «Нижнекамский гравийно-сортировочный завод», ООО «При-чал-НК», ООО «Нефтехиммаркет». Суммарный валовый выброс предприятий в этой зоне составляет 363.8 т/год (0.5% валовых выбросов стационарных источников г. Нижнекамска), суммарный максимальный разовый - 41.6 г/с.
Необходимо отметить, что для НПУ в 2008 г. был разработан проект единой санитарно-защит-ной зоны (СЗЗ). Позже была проведена корректировка ее границ в сторону увеличения. Актуальная расчетная единая СЗЗ имеет сложную форму и проходит на расстояниях от 2500 м до 5300 м от границ крайних промышленных площадок предприятий. Так как установленные границы единой СЗЗ захватывали территории населенных
ОБщАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРОДА НИжНЕКАМСКА
пунктов Алань и Мартыш, последние были рас- юго-востоку, югу и западу от НПУ. Территории селены. Ближайшие к НПУ населенные пункты жилой части г. Нижнекамск начинаются вблизи расположены вдоль границ единой СЗЗ к северу, северо-западной границы единой СЗЗ.
Рис. 10. Зона расположения основной части производственных площадок г. Нижнекамска (обозначена пунктирной линией)
Рис. 11. Зона расположения предприятий к югу от жилой части города (обозначена пунктирной линией)
Рис. 12. Зона расположения предприятий к юго-западу от жилой части города
(обозначена пунктирной линией)
заключение
Нижнекамская промышленная зона является крупным, стратегически важным промышленным узлом нефтехимической и нефтеперерабатывающей отрасли. Естественно, работа предприятий такого профиля сопряжена со значительным негативным воздействием на окружающую среду и, в частности, на атмосферный воздух.
Доля Нижнекамска в общем объеме валовых выбросов Республики Татарстан составляет 20%. При этом около 98% выбросов предприятий Нижнекамска производится на территории НПУ, занимающей юго-восточную часть административной территории города.
На территории НПУ находятся крупнейшие предприятия всероссийского значения. В атмосферу выбрасываются вещества более 320 наименований, общая масса которых составляет более 76.4 тыс. т/год. Большая часть массы этих веществ приходится на диоксид серы, оксиды азота, оксид углерода и углеводороды. Наибольший объем выбросов производится источниками ПАО «Нижнекамскнефтехим», ПАО «Нижнекамск-шина», ОАО «ТАИФ-НК», ООО «Нижнекамская ТЭЦ», АО «Нижнекамсктехуглерод», АО «ТАНЕ-КО», нижнекамская ТЭЦ ОАО «ТГК-16».
Контроль и регулирование негативного воздействия источников загрязнения атмосферы Нижнекамского промышленного узла является крайне важной задачей.
список литературы
1. РД 52.04.186-89. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. М., 1991. 556 с.
2. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды Республики Татарстан в 2014 году. Казань, 2015.
3. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов (дополненная и переработанная). СПб: ОАО «НИИ Атмосфера», 2010. 15 с.
A.R. Shagidullin, A.F. Gilyazova, G.F. Amyry-anova, A.R. Magdeeva R.R. Shagidullin. General characteristics of the open air pollution sources of Nizhnekamsk city
The Nizhnekamsk industrial hub is a large center of the petrochemical and oil refining industries. It includes nationwide level enterprises. The allowed emission of the air pollution sources in Nizhnekamsk is more than 78.0 thousand tons of the polluting substances per year. The greatest emission load in all amount of pollution has sulfur dioxide, nitrogen oxides, carbon oxide and hydrocarbons. Open air pollution sources parameters data form a basis for planning of nature protection activity. Assessment, control and regulation of the Nizhnekamsk industrial hub negative impact on the surrounding area is an important task.
Keywords: atmospheric emission; Nizhnekamsk industrial hub; open air pollution.
