Особенности загрязнения воздушного бассейна г. Риддер Восточно-Казахстанской области распространенными поллютантами Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

© КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ, 2015 УДК 613.1:614.71(574.42)

Г. Р. Хантурина, Л. К. Ибраева, Г. Ж. Сейткасымова, А. В. Бахлуев

ОСОБЕННОСТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА Г. РИДДЕР ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ РАСПРОСТРАНЕННЫМИ ПОЛЛЮТАНТАМИ

РГКП «Национальный центр гигиены труда и профзаболеваний» МЗ и СР РК (г. Караганда)

Загрязнение атмосферного воздуха в промышленных городах, где проживает основная доля населения, обусловлено в большей степени неблагоприятными метеорологическими условиями для рассеивания загрязняющих веществ, что связано с климатическими особенностями и рельефом местности расположения городов. Авторами статьи установлено содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в теплый период года в г. Рид-дер Восточно-Казахстанской области. Также изучено состояние атмосферного воздуха распространенными поллю-тантами и дисперсный состав пыли. В ходе исследования определен химический состав атмосферного воздуха и рассчитать интегральные показатели загрязнения в г. Риддер в 17 точках, изучен дисперсный состав пыли г. Риддер. Ключевые слова: атмосферный воздух, загрязнение, поллютанты, Восточно-Казахстанская область, г.

Освоение горного промысла в Восточно-Казахстанской области с дальнейшим развитием цветной металлургии положило начало техногенному загрязнению атмосферного воздуха, почвы, поверхностных вод. Развитию загрязнения окружающей среды способствовало наличие дешевых гидроэнергетических ресурсов (до 40% гидроэнергии рек Казахстана расположены в Восточном Казахстане), что позволило развить энергоемкие отрасли производства (получение свинца методом электротермии, производство цинка методом электролиза и т. д.). В связи с этим в регионе образовались огромные накопления (более 3 млрд. т) твердых отходов (хвостохранилища, шлакоотвалы) горно-металлургического цветнометального, редкометального, редкоземельного и золоторудного производств, заскладированные более чем в 100 больших и малых техногенных объектах. Только в одной цветно-металлургической отрасли за последние 60 лет под отвалами добычи занято более 3 000 га земли, хвостами обогащения - 1 600 га, отходами металлургических переделов - 670 га. В среднем ежегодно перерабатывается порядка 20 млн. т горной массы. При этом только 4% добываемого минерального сырья превращается в полезную продукцию, а 96% складируется в виде отходов, в которых осталось недоизвлеченными 30% основных компонентов и более 60% элементов - спутников (мышьяк, сурьма, таллий, ртуть, селен, теллур, сера и другие вредные для окружающей среды компоненты) [1].

Загрязнение атмосферного воздуха в промышленных городах, где проживает основная доля населения, обусловлено в большей степени неблагоприятными метеорологически-

ми условиями для рассеивания загрязняющих веществ, что связано с климатическими особенностями и рельефом местности расположения городов [2, 3].

Научная новизна исследования -установление содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе в теплый период года в г. Риддер Восточно-Казахстанской области.

Цель исследования - изучение состояния атмосферного воздуха распространенными пол-лютантами и дисперсный состав пыли.

Задачи исследования: 1) определить химический состав атмосферного воздуха и рассчитать интегральные показатели загрязнения в г. Рид-дер в 17 точках; 2) изучить дисперсный состав пыли г. Риддер.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Время проведения исследований для отбора проб воздуха - теплый период года (06.06. - 19.06.2015 г.). Объектом исследования был выбран регион Восточно-Казахстанской области - населенный пункт г. Риддер (17 точек). При определении содержания вредных веществ в атмосферном воздухе использовали общепринятые методы, изложенные в руководстве по методам определения вредных веществ в атмосферном воздухе и в методике определения атмосферных загрязнений.

При сборе, обработке и анализе полученных материалов пользовались официальными руководящими документами. Отбор проб атмосферного воздуха проводился согласно РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы» в определенных точках местности. В летний период года проводили отбор проб атмосферного воздуха с помощью анализатора ГАНГ-4 в течение 2 сут. Замеры

содержания в атмосферном воздухе загрязняющих веществ (фенол, диоксид азота, оксид углерода, диоксид серы) проводили стандартными методами в соответствии с «Руководством по контролю загрязнения атмосферы» (РД 52.04.186189 от 27.08.2007).

Основной переменной исследования атмосферного воздуха явилась максимально-разовая концентрация взвешенных веществ, фенола, диоксида азота, диоксида серы. В соответствии с результатами просчитывали среднесуточные концентрации загрязняющих веществ с учетом стандартного отклонение и 95% доверительного интервала с применением программы Statistica 10. Оценку результатов проводили по отношению к ПДК анализируемого вещества в воздухе по ПДКмр и ПДКсс. Кратность превышения пДксс загрязняющих веществ при расчете индекса загрязнения атмосферы (ИЗА) как интегрального показателя была использована с учетом пересчета на 3 класса опасности (1 класс - 1,7; 2 класс - 1,3; 3 класс - 1,0; 4 класс - 0,15). Величина ИЗА рассчитывалась по значениям среднегодовых концентраций, поэтому этот показатель характеризовал уровень хронического, длительного загрязнения воздуха. Установлены 4 категории качества воздуха в зависимости от уровня загрязнения. ИЗА считается низким при значениях менее 5, повышенным - от 5 до 8, высоким - от 8 до 13, очень высоким - свыше 13.

Дисперсный состав пыли - степень измельчения вещества. Под дисперсным (зерновым, гранулометрическим) составом понимают распределение частиц пыли по размерам. Он показывает, из частиц какого размера состоит данная пыль, и массу или количество частиц соответствующего размера.

В атмосферу населенных пунктов пыль

теплоэлектроцентралей, промышленных предприятий, машиностроительной промышленности, предприятий строительных материалов, автотранспорта и др. В городах и вблизи промышленных предприятий пыль в воздухе, как правило, больше, чем в сельской местности. Содержание пыли в воздухе уменьшается после выпадения осадков и с увеличением высоты.

При помощи программ Statistica 10, Excel 2007, 2010 были проведены расчеты показателей по первичным данным. Использовали вариационную статистику с расчетом среднего арифметического, ошибки среднего, доверительного интервала, размаха колебаний, процента проб, превышающих ПДК, кратность превышения ПДК, кратность превышения среднесуточной ПДК, индексы загрязнения для атмосферного воздуха.

Пыль собирали на фильтры специальным прибором «Аспиратор ОП-221 ТУ». Затем дисперсный состав пыли изучали под микроскопом ZEISS «Axio imager M2».

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

По данным замеров лаборатории в атмосферном воздухе г. Риддер в теплый период года среднесуточное содержание взвешенных веществ, диоксида азота и диоксида серы, фенола были в пределах нормы. ИЗА4 по городу в теплый период года в среднем равнялся 0,94 у.е., что соответствует низкому уровню загрязнения атмосферы (табл. 1).

Результаты анализа показали, что основная часть пыли размером до 5 мкм представляет собой неправильную форму. Частицы такой формы образуются в рез-те механического воздействия. От формы пылевой частицы зависит скорость ее оседания. Частицы неправильной формы оседают медленно, так как они падают в положении наибольшей своей поверхности, встречающей

Таблица 1 - Интегральная оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха г. Риддер в теплый период года

Показатель n М+m (мг/м3) ДИ Размах колебаний (Min-Max) ПДК (мг/м3) Кратность к ПДКсс (раз)

Взвешенные вещества 17 0,0049±0,0005 0,003874:0,006008 0,002-0,009 0,15 0,033

Диоксид азота 17 0,0038±0,0005 0,002858:0,004789 0,002-0,008 0,04 0,096

Диоксид серы 17 0,03835±0,0026 0,032912:0,043794 0,024-0,061 0,05 0,767

Фенол 17 0,0001±0,00005 0,000023: 0,000213 0,000-0,0006 0,003 0,039

ДИ - доверительные интервалы [-95%:+95%]

попадает при выветривании горных пород, сдува-нии верхнего слоя почвы, сжигании топлива, от

наибольшее сопротивление воздуха. На скорость оседания частицы влияет и размер, чем она

нее 1,5 мкм - 61,5%.

ВЫВОДЫ

1. Индекс загрязнения атмосферы ИЗА4 по г. Риддер в теплый период года (июнь) составил 0,94 у.е., что характеризует низкий уровень загрязнения воздуха.

2. Частицы пыли в г. Риддер размером менее 1,5 мкм составили 61,5% от 100%, т.е. были очень мелкие.

ЛИТЕРАТУРА

1 Мамбетказиева Р. А. Региональные особенности природной среды Восточного Казахстана / Р. А. Мамбетказиева, А. Н. Данилова, Е. А. Мам-бетказиев //Вестник КАСУ. - 2011. - №6. - С. 3539.

2 Отчет Всемирного банка реконструкции и развития//Информ. Бюл. «Современные проблемы Иртышского бассейна». - Семей, 2006. -32 с.

3 Радонопроявления Восточно -Казахстанской области /Г. Д. Беркинбаев, Г. В. Федоров, А. И. Демченко, Е. П. Белявцев //Сб. науч. тр. Министерства охраны окружающей среды РК. - Алматы, 2006. - С. 18-32.

REFERENCES

1 Mambetkazieva R.A. Regional peculiarities of the natural environment of the Eastern Kazakhstan / R. A. Mambetkazieva, A. N. Danilova, E. A. Mambet-kaziev //Reporter KASU. - 2011. - №6. - P. 35-39.

2 Report of the global bank of reconstruction and development //Information bulletin «Contemporary issues of Irtysh pool». - Semey, 2006. - 32 p.

3 Radon occurrences of the Eastern Kazakhstan region /G. D. Berkinbayev, G. V. Fedorov, A. I. Demchenko, E. P. Belyavtsev //Collection of research papers of the Ministry of Environmental Protection of the RK. - Almaty, 2006. - P. 18-32.

Поступила 07.09.2015 г.

G. R. Khanturina, L. K. Ibrayeva, G. Zh. Seytkasymova, A. V. Bakhluev

AIR POLLUTION CHARACTERISTICS OF THE RIDDER CITY OF THE EASTERN KAZAKHSTAN REGION SPREAD BY POLLUTANTS State enterprise «National center of factory hygiene and occupational diseases» of the Ministry of Health and social development of the Republic of Kazakhstan (Karaganda)

Air pollution in the industrial cities where the major share of the population lives is due to the unfavorable meteorological conditions for dispersion of pollutants, which is connected to the climatic and terrain features. The authors found the content of pollutants in the ambient air in the warm season in Ridder city of the East Kazakhstan region. Also the state of air pollutants and the spread of distribution of dust particles were examined. During the study the chemical composition of air was determined and the integral indicators of pollution in the 17 points of Ridder city were calculated, also the distribution of dust particles of the Ridder city was examined. Keywords: air pollution, pollutants, Eastern Kazakhstan region, Ridder city

Г. Р. Хантурина, Л. К. Ибраева, Г. Ж. Сейтасымова, А. В. Бахлуев

ШЫЫС КАЗАКСТАН ОБЛЫСЫНЫН РИДДЕР КАЛАСЫНДА АУА БАССЕЙН1НЩ ТАРАЛFАН ПОЛЛЮТАНТТАРМЕН ЛАСТАНУЫНЫН ЕРЕКШЕЛ1КТЕР1

КР ДСжЭДМ «Енбек гигиенам жэне кэаби аурулар улттык орталыиы» РМКК (Караганды/ каласы)

Туррындардын басым белИ туратын енеркэагт калаларда атмосфералык ауанын ластануы кеп ретте негЫнен ластаушы заттардын ыдырап кету1не жайсыз метеорологиялык жавдайлар мен калалардын орналасуынын климаттык ерекшел1ктер1не жэне жер жавдайынын рельеф1не байланысты болып келедк Макала авторлары Шырыс Казакстан облысынын Риддер каласында жылдын жылы маусымында атмосфералык ауада ластаушы заттардын бар екеын аныктаган. Сол сиякты таралган поллютанттар мен шаннын дисперст1к курамы таралган атмосфералык ауанын жавдайы зерттелген. Зерттеу барысында атмосфералык ауанын химиялык курамы аныкталып, 17 нYктелерден Риддер каласынын ластануынын интегралдык керсетк1штер1 зерттелген жэне Риддер каласындагы шаннын дисперспк курамына зерттеу журпзтген.

Клт сездер: атмосфералык ауа, ластану, поллютанттар, Шырыс Казакстан облысы, Риддер каласы

оседает. Крупные частицы размером от 5 до 10 мкм и выше в основном округлой и овальной формы, возникают при испарении и последующей конденсации в воздухе паров (рис. 1).

В процентном соотношении мелкодисперсная пыль <1,5 мкм составила 61,5%, частицы размером 1,5-2,5 мкм - 24,4%, фракции размером 2,5-5 мкм - 7%, от 5 до 10 мкм - 5,5%; >10 мкм - 1,5%.

б

Рисунок 1 — Частицы пыли в г. Риддер под микроскопом при увеличении х10

Согласно проведенным исследованиям в теплый период года в г. Риддер встречаются дисперсные частицы размером более 10 мкм, они составили 1,5%. Преобладающее количество частиц было размером от 7,5 до 10 мкм (1,7%), фракции размером от 5 до 7,5 мкм - 3,8%, частицы размером от 2,5 до 5 мкм - 7%, фракции от 1,5 до 2,5 мкм - 24,4%, частицы диаметром ме-

а