ОЦЕНКА ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ РМ 10 И РМ 2.5 В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ЖИЛЫХ ЗОН Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Статья поступила в редакцию 24.09.13. Ред. рег. № 1780

The article has entered in publishing office 24.09.13 . Ed. reg. No. 1780

УДК 661.665.628:511

ОЦЕНКА ВЗВЕШЕННЫХ ЧАСТИЦ РМ10 И РМ2.5 В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ ЖИЛЫХ ЗОН

Р.В. Орлов, А.Б. Стреляева. Н.С. Барикаева

Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет Ул. Академическая, 1, г. Волгоград, 400074, Россия Тел.: (8442) 96-98-26, факс (8442) 97-49-33, e-mail: kaf_bgdvt@mail.ru

Заключение совета рецензентов: 30.09.13 Заключение совета экспертов: 05.10.13 Принято к публикации: 10.10.13

В статье рассмотрен вопрос о запыленности жилых зон взвешенными частицами PM10 и PM2,5. Источниками выделения мелкодисперсной пыли в жилые районы являются транспорт и находящаяся рядом промышленность. Опасность заключается в том, что в процессе взаимодействия частиц пыли с другими веществами (оксид углерода, углеводороды, альдегиды, оксид серы, сажа, бензопирен, оксиды азота) образуются более устойчивые соединения. Вследствие такого образования увеличивается наносимый вред качеству атмосферного воздуха и здоровью людей, находящихся в жилой зоне.

Так же были проведены исследования, а точнее произведены отборы проб в восьми жилых районах города Волгограда. Замеры показали, что во всех районах присутствует высокое содержание мелкодисперсной пыли.

Ключевые слова : дисперсный состав пыли, частицы РМ10 и РМ25, запыленность жилых зон.

EVALUATION OF SUSPENDED PARTICLE PM10 AND PM2.5 IN ATMOSPHERIC AIR OF RESIDENTIAL AREAS

R.V. Orlov, A.B. Strelyaeva, N.S. Barikaeva

Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering 1 Academic St., Volgograd, 400074, Russia Tel.: (8442) 96-98-26, fax (8442) 97-49-33, e-mail: kaf_bgdvt@mail.ru

Referred: 30.09.13 Expertise: 05.10.13 Accepted: 10.10.13

The article considers an issue of suspended dust particles PM10 and PM2.5 in residential areas. Transport and industrial enterprises are the sources of fine dust in residential areas. The danger is that the interaction of dust particles with other substances (carbon monoxide, hydrocarbons, aldehydes, sulfur dioxide, carbon black, benzopyrene, nitrogen oxides) forms stable compositions. Damage inflicted on air quality and health of the population in the residential district is caused due to this formation.

Studies have been conducted; exactly sampling in eight residential areas of Volgograd have been made. The measurements showed that high content of fine dust is present in all areas.

Keywords: particulate composition of the dust, PM10 and PM2.5 particles, dust level of residential areas.

Роман Вячеславович Орлов

Сведения об авторе: студент второго курса магистратуры кафедры «Безопасность жизнедеятельности в техносфере» Волгоградского архитектурно-строительного университета.

Область научных интересов: дисперсный анализ пыли, промышленная безопасность.

Публикации: 2.

Александра Борисовна Стреляева

Сведения об авторе: старший преподаватель Волгоградского архитектурно-строительного университета.

Образование: Волгоградский гос. технический университет по специальности «инженер технолог конструкционных материалов» (2001) Область научных интересов:

исследование пыли в рабочих зонах. Публикации: 12.

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 12 (134) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013

Энергетика и экология

Введение

В настоящее время в качестве критерия оценки качества атмосферного воздуха в России используются санитарно-гигиенические нормы - предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочные безопасные уровни воздействия (ОБУВ) загрязняющих веществ в воздухе населенных мест. Такие нормативы установлены для более 2000 веществ и смесей. Поэтому вполне обоснованным является поэтапный переход от наблюдения общего содержания взвешенных частиц к наблюдениям за содержанием РМ10 и РМ25. Согласно принятому дополнению № 8 к ГН 2.1.6.1338-03, в России установлены соответствующие «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест» [1] (таблица).

Предельно-допустимые концентрации загрязняющих веществ Maximum allowable concentrations of pollutants

Взвешенные частицы ПДК, мг/м3 Лимитирующий показатель вредности

максимальная разовая среднесуточная

РМю 0,3 0,06* рез.

РМ2,5 0,16 0,035* рез.

Вторым по количеству выделения и загрязнения пылью жилых зон является находящаяся поблизости или в черте города промышленность. После выброса в атмосферный воздух отработанных газов, они постепенно начинаю рассеиваться и оседать на прилегающие жилые территории.

Система контроля и оценки дисперсного состава и концентрации частиц именно малых размеров в воздухе жилых зон в настоящее время отсутствует, что не позволяет объективно оценить степень воздействия пыли на качество окружающей среды, а также здоровье человека.

Авторами были проведены замеры в воздухе городской среды в 8 жилых районах г. Волгограда. Результаты по оценке дисперсного состава пыли, содержащейся в атмосферном воздухе жилых зон, приведены на рис. 1 в виде интегральных кривых распределения массы частиц по диаметрам.

Для вышеуказанных веществ устанавливаются следующие предельно допустимые среднегодовые концентрации: взвешенные частицы РМ10 - 0,04** мг/м3; взвешенные частицы РМ25 -0,025** мг/м3 (*99%; **ГН 2.1.6.2604-10).

Пыль по своему происхождению имеет различия по форме, по физическим и химическим свойствам, по дисперсности, но особое внимание должно уделяться именно дисперсности пыли как особому фактору влияния на атмосферный воздух жилых зон. Размер пыли, которая находится в пространстве дворов, кварталов, около автомобильных дорог, может варьироваться от долей микрона до крупных частиц, которые видно невооруженным глазом.

Результаты экспериментальных исследований

Одним из источников загрязнения пыли диаметром РМ10 и РМ25 жилых зон и районов непосредственно является близкое расположение автомобильных дорог. Опасность заключается в том, что в процессе сгорания топлива мелкодисперсные пылинки вступают во взаимодействие с другими вредными для окружающей среды компонентами, такими как оксид углерода, углеводороды, альдегиды, оксид серы, сажа, бензопирен, оксиды азота. Так же в составе РМ10 и РМ25 встречаются биологические компоненты, такие как аллергены и микроорганизмы.

Рис. 1. Интегральные кривые распределения массы частиц по диаметрам в 8 районах г. Волгограда: 1 - Краснооктябрьский, 2 - Кировский, 3 - Тракторозаводский, 4 -Советский, 5 - Ворошиловский, 6 - Дзержинский, 7 - Центральный, 8 - Красноармейский Fig. 1. Integral curves of mass distribution of particle diameter in 8 districts of Volgograd: 1 - Krasnooktyabrsky; 2 - Kirovsky; 3 - Traktorozavodsky; 4 - Sovietsky; 5 - Voroshilovsky; 6 - Dzerzhinsky 7; - Central; 8 - Krasnoarmeisky

Полученные данные свидетельствуют о том, что содержание частиц РМ10 в воздушной среде города составляет от 15 до 80%. Причем, что было ожидаемо, большая их часть поступает в атмосферный воздух в районах, на территории которых расположены крупные промышленные предприятия (Красноок-

International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology № 12 (134) 2013

© Scientific Technical Centre «TATA», 2013

Р.В. Орлов, А.Б. Стреляева. Н.С. Барикаева. Оценка взвешенных частиц РМ10 и РМ25 в атмосферном воздухе жилых зон

тябрьский - до 80%, Кировский - до 30%, Тракторо-заводский - до 40%). Однако и в относительно «благополучных» районах города содержание частиц с размерами до 10 мкм может достигать третьей части от общего. Здесь уже свою негативную лепту вносит автотранспорт, подтверждением чему являются обобщенные данные о дисперсном составе пыли в пробах, отобранных на перекрестках больших магистралей в часы с наиболее интенсивным движением автомобилей и городского транспорта (рис. 2).

Полученные данные показывают, что в этом случае в воздушную среду города в основном (до 80%, в некоторых районах города - до 100%) поступают частицы с размерами до 40 мкм, причем на долю частиц РМ10 приходится от 6 до 95% и на долю частиц РМ25 - до 2,5% от общей массы.

Рис. 2. Интегральные кривые распределения массы частиц D(<di) по диаметрам в вероятностно-логарифмической сетке для пыли, отобранной в часы пиковой активности автотранспорта: 1 - доля частиц РМ10 будет составлять 4% от массы частиц размером до 54 мкм;

2 - доля частиц РМ10 и рМ25 будет составлять 95 и 3,2% от массы частиц размером до 14 мкм соответственно;

3 - доля частиц рМ10 и РМ25 будет составлять 15 и 0,1% от массы частиц размером до 29 мкм соответственно;

4 - доля частиц РМ10 будет составлять 8% от массы частиц размером до 40 мкм Fig. 2. Integral curves of particles mass distribution D(dj) diameters in the probability-logarithmic grid for dust samples during vehicles peak activity:

1 - PM 10 fraction of particles will be 4% by weight of particles

larger than 54 microns;

2 - proportion of particles PM10 and PM25 will be 95 and 3.2% by weight of the particles larger than 14 microns, respectively;

3 - proportion of particles PM10 and PM25 will be 15 and 0.1%

by weight of particles up to 29 microns, respectively; 4 - PM 10 particle fraction will be 8% by weight of particles larger than 40 microns

Заключение

Учитывая особую опасность пылевых частиц с размерами менее 10 мкм, и особенно с размерами менее 2,5 мкм, для человеческого организма, необходимо организовывать эффективную систему контроля за содержанием таких частиц в воздушной среде городов.

Меры, позволяющие снизить воздействие пылевого загрязнения воздуха на здоровье населения, должны включать нормативно-законодательное ре-

гулирование (более жесткие нормативы качества воздуха, предельно допустимые выбросы из различных источников), структурные изменения (например, снижение потребления энергии, особенно энергии, вырабатываемой путем сжигания топлива, изменение способов передвижения, планирование землепользования), а также изменения в поведении на индивидуальном уровне, которые выражаются, например, в использовании экологически чистых способов передвижения или бытовых источников энергии.

Список литературы

References

1. Гигиенические нормативы ГН 2.1.6.2604-10. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Опубл. Роспотребнадзор № 2010, рег. в Минюсте РФ 19.05.2010 г. Регистрационный № 17280. Дата регистрации: 19.04.2010.

2. Азаров Д.В, Маринин Н.А., Стреляева А.Б., Иванов В.А., Шибаков В.А. Об оценке РМ10 и РМ25 в жилищном строительстве // Жилищное строительство. 2013. Вып. 2. С. 30-32.

1. Gigieniceskie normativy GN 2.1.6.2604-10. Predel'no dopustimye koncentracii (PDK) zagräznäüsih vesestv v atmosfernom vozduhe naselennyh mest. Opubl. Rospotrebnadzor № 2010, reg v Minust RF 19.05.2010. Reg. № 17280. Data reg. 19.04.2010

2. Azarov D.V, Marinin N.A., Streläeva A.B., Ivanov V.A., Sibakov V.A. Ob ocenke RM10 i RM2,5 v zilisnom stroitel'stve // Zilisnoe stroitel'st-vo. 2013. Vyp. 2. S. 30-32

Транслитерация по ISO 9:1995

Г'-": — TATA — LXJ

Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 12 (134) 2013 © Научно-технический центр «TATA», 2013