Загрязнение атмосферного воздуха города Белгорода частицами пыли малых размеров

Боровлев А. Э.; Кунгурцев С. А.; Мигаль Л. В.; Соловьев В. И.

УДК 551.510.42

ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРОДА БЕЛГОРОДА ЧАСТИЦАМИ ПЫЛИ МАЛЫХ РАЗМЕРОВ1

1начальник отдела Федерально-регионального центра аэрокосмического и наземного мониторинга объектов и природных ресурсов НИУ «БелГУ» е-mail: [email protected] 2начальник отдела ФРЦмониторинга е-mail: kungurtsev@bsu. edu. т 3канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник ФРЦ мониторинга е-mail: [email protected] 4канд. геогр. наук, ст. науч. сотрудник ФРЦ мониторинга е-таИ: [email protected]

Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Представлены результаты исследований содержания частиц пыли малых размеров в атмосферном воздухе города Белгорода. Сформулированы рекомендации для более детального исследования распределения мелкодисперсных частиц над территорией города.

Ключевые слова: мелкодисперсные частицы; нормирование выбросов,

инструментальные исследования.

Основами государственной политики в области экологического развития Российской Федерации на период до 2030 года при решении задачи предотвращения и снижения текущего негативного воздействия на окружающую среду используется ряд механизмов, в том числе и экологическое нормирование. Вопросы экологического нормирования промышленных выбросов решаются на основе введения новых гигиенических нормативов. В 2010 году были введены в действие гигиенические нормативы ГН 2.1.6.2604-10 [Дополнения... 2010], в которох установлены ПДК для мелкодисперсных частиц размерами менее 2,5 мкм (РМ2,5) и менее 10 мкм (РМ10). Величины ПДК взвешенных частиц представлены в таблице 1.

Таблица 1

_________________________Величины ПДК взвешенных частиц______________________

Взвешенные частицы Величина ПДК, мг/м3

максимальная разовая среднесуточная среднегодовая

РМ 10 0,3 0,06 <*> 0,04

РМ 2,5 0,16 0,035 <*> 0,025

<*> - 99 процентиль

Для г. Белгорода выброс твердых веществ в атмосферу от стационарных источников загрязнения в 2011 году составил 1,6 тыс. т, или 4,4 кг на одного жителя. Выброс твердых веществ характерен для 34 хозяйствующих субъектов города, оформляющих разрешения на выброс. Основной вклад в загрязнение атмосферы взвешенными частицами вносят предприятия стройиндустрии (92,2 %). Из них 60 %

1 Работа выполнена в рамках Государственного контракта № 16.518.11.7058.

приходится на ЗАО «Белгородский цемент», расположенное в «Западной» промышленной зоне города. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в г. Белгороде осуществляется на трех стационарных постах наблюдения загрязнений (ПНЗ) специализированной лабораторией Росгидромета. Из них два ПНЗ (№№ 3,6) находятся в зоне влияния промышленных выбросов предприятий. Третий ПНЗ (№7) подвержен этому в значительно меньшей степени, так как расположен в «спальном» районе города. На указанных ПНЗ определяется весовым методом пыль, характеризующая суммарную концентрацию всех твердых веществ, поступающих в атмосферу. Для такой суммарной концентрации пыли, называемой ТБР, гигиенический критерий качества атмосферного воздуха отсутствует. До настоящего времени в Белгороде измерения концентраций РМ в атмосферном воздухе не проводились. Поэтому целью исследования явилась ориентировочная оценка содержания мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе разных зон города.

При проведении исследования выполнялись инструментальные измерения лазерным анализатором массовой концентрации частиц Вш1хак 8520 для определения содержания взвешенных частиц РМ2,5 и РМ10, суммарной концентрации пыли весовым методом (ТБР), а также расчетов рассеивания пыли по методике ОНД-86 [Дополнения № 8. 2010].

Инструментальные измерения производились периодически с 6.08.2010 г. по 3.08.2012 г. в четырех точках:

- три точки расположены в жилой зоне: № 1(ПНЗ №3) - на расстоянии 1640 м от границы промышленной площадки ЗАО «Белгородский цемент»; №2 (ПНЗ №7) - на расстоянии 2750 м от границы промышленной площадки ЗАО «Белгородский цемент»; №3 - жилье по адресу: пр. Славы, 60 - на расстоянии 320 м от границы промышленной площадки ЗАО «Белгородский цемент»;

- одна точка (№4) расположена в месте массового отдыха населения (парк Памяти) на расстоянии 865 м.

Результаты исследования дисперсного состава взвешенных веществ в атмосферном воздухе в четырех точках на территории г. Белгорода представлены в таблице 2.

Таблица 2

Значения дисперсного состава взвешенных частиц в атмосферном воздухе Номер точки проведения измерений

№1 №2 №3 №4

Максимум Среднее Максимум Среднее Максимум Среднее Максимум Среднее

Т8Р, мг/м3 0,173 0,132 0,096 0,078 0,32 0,22 0,24 0,175

РМ2,5, мг/м3 0,072 0,064 0,042 0,038 0,098 0,088 0,076 0,057

РМ10, мг/м3 0,088 0,069 0,053 0,041 0,185 0,132 0,119 0,088

РМ частиц с ё<2,5 мкм, % 41,6 48,5 43,7 48,7 30,6 40,0 31,7 32,6

РМ частиц с ё<10 мкм, % 50,9 52,3 55,2 52,6 57,8 60,0 49,6 50,3

Из таблицы 2 видно, что в разных частях города дисперсный состав пыли различается незначительно. В точках исследования концентрации РМ 10 и РМ 2,5 не превышают установленных [Дополнения. 2010] величин ПДК. Концентрации РМ 10 составляют 49,6-60,0% от взвешенных частиц, РМ 2,5 - 30,6-48,5% от взвешенных

Боровлев А. Э., Кунгурцев С. А., Мигаль Л. В., Соловьев В. И. Загрязнение атмосферного воздуха

города Белгорода частицами пыли малых размеров

частиц. Доля РМ 2,5 увеличивается на 8,5-16,1% в точках, наиболее удаленных от источников выбросов пыли ЗАО «Белгородский цемент».

В мировой практике для оценки риска здоровью населения приняты следующие соотношения между концентрациями частиц с различной дисперсностью [Онищенко и др. 2002]:

РМ 10 = 0,55* ТБР;

РМ 2,5 = (0,33-0,36) * ТБР;

РМ 2,5 = (0,56-0,6)* РМ 10.

Для города Белгорода по результатам проведенных исследований отмечены такие соотношения:

РМ 10 = 0,54 * ТБР;

РМ 2,5 = 0,424 * ТБР;

РМ 2,5 = 0,79* РМ 10.

Таким образом, в городе полученные значения пересчетных коэффициентов совпадают с принятыми для оценки риска здоровью населения только для РМ 10.

Для оценки содержания мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе необходимо учитывать случаи, когда наблюдаются кратковременные пиковые подъемы концентрации пыли в приземном слое атмосферного воздуха, возникающие во время залповых выбросов на ЗАО «Белгородский цемент» [Боровлев 2007]. Залповые выбросы (всего 20 т пыли) происходят в среднем 43 раза за год. Их продолжительность в течение суток различна (от 30 до 40 минут) и в среднем за год составляет 21 час. Поскольку в Белгороде отсутствует автоматизированная система мониторинга, то для оценки загрязнения атмосферного воздуха в периоды залповых выбросов пыли использовался расчетный метод на основе ОНД-86 [Онищенко и др. 2002]. Расчеты рассеивания взвешенных частиц в периоды залповых выбросов выполнены с помощью УПРЗА «Эколог» (версия 3.0). Величины выбросов в атмосферный воздух определены с учетом данных дисперсного состава пыли, выбрасываемой из труб вращающихся печей ЗАО «Белгородский цемент». Результаты расчетов приземных концентраций взвешенных частиц в периоды залповых выбросов на ЗАО «Белгородский цемент» приведены в таблице 3.

Таблица 3

Значения максимальной приземной концентрации взвешенных частиц , мг/м3 Номер расчетной точки (точки выполнения измерений)

№1 №2 №3 №4

Т8Р 1,92 1,03 4,99 3,7

РМ 2,5 0,24 0,15 0,42 0,34

РМ 10 0,39 0,20 0,75 0,61

РМ частиц с ё<2,5 мкм, % 12,5 14,6 8,4 9,2

РМ частиц с ё<10 мкм, % 20,3 19,4 15,0 16,5

Из таблицы 3 видно, что в трех расчетных точках наблюдаются превышения установленных величин ПДК. В центральной части города наблюдаются зоны с превышениями по РМ 10 до уровней 1,1-2,5 ПДК, по РМ 2,5 - до уровней 1,1-2,62

ПДК.

Проведенные расчеты рассеивания в периоды залповых выбросов на ЗАО «Белгородский цемент» показали следующие соотношения между концентрациями частиц с различной дисперсностью:

РМ 10 = 0,49 * ТБР; РМ 2,5 = 0,11 * ТБР;

РМ 2,5 = 0,23* РМ 10.

Таким образом, в ходе исследований было установлено, что в атмосферном воздухе г. Белгорода концентрации РМ 10 и РМ 2,5 не превышают гигиенических нормативов, за исключением ситуаций, когда имеют место залповые выбросы пыли на ЗАО «Белгородский цемент». Учитывая специфику территории и источников загрязнения, для получения более точных оценок необходимо проводить исследования на основе данных автоматических систем прямых инструментальных измерений дисперсности пыли на источниках выбросов предприятий и ПНЗ. Актуальной остается оценка дисперсного состава пылевых выбросов конкретных производств с учетом химического состава частиц.

Библиографический список

Дополнения №8 к ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест». Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 19.04.2010 г. №26.

ОНД-86. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий. М.: Госкомгидромет, 1987. 93 с

Онищенко Г.Г., Новиков С.М., Рахманин Ю.А., Авалиани С.Л., Буштуева К.А. Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. М.: НИИ ЭЧ и ГОС, 2002. 408 с.

Боровлев А.Э. Исследование техногенного воздействия промышленных предприятий и автотранспорта с целью обеспечения экологических норм загрязнения атмосферного воздуха урбанизированной территории (на примере города Белгород) // Проблемы региональной экологии. 2007. №6. С. 24-28.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Боровлев А. Э., Кунгурцев С. А., Мигаль Л. В., Соловьев В. И.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Боровлев А. Э., Кунгурцев С. А., Мигаль Л. В., Соловьев В. И.

Текст научной работы на тему «Загрязнение атмосферного воздуха города Белгорода частицами пыли малых размеров»