CC BY
46
Геоэкология
УДК 504.06:504.3
ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ВЗВЕШЕННЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ В Г. ГУСИНООЗЕРСК (РЕСПУБЛИКА БУРЯТИЯ)
Б01: 10.24411/1728-323Х-2019-18113
О. В. Вишнякова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук, [email protected], г. Улан-Удэ, Россия, В. Л. Убугунов, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией, Институт общей и экспериментальной биологии Сибирского отделения Российской академии наук, [email protected], г. Улан-Удэ, Россия
Проведена оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Гусино-озерск (Республика Бурятия, Селенгинский район) на основании данных Автоматизированной системы контроля атмосферного воздуха (АСК) Бурятского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Было проанализировано среднесуточное содержание пыли с дисперсным составом PM2 5 и PM^ в воздухе за период с 1 мая по 31 декабря 2018 года. Выявлено загрязнение атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами пыли PM10. Уровень их средней концентрации за 8 месяцев составил 1,02 ПДКс.с., а в отдельные месяцы — 1,42 ПДКс.с. Качество воздуха в отношении фракции PM2 5 значительно выше: среднемесячная концентрация PM2 5 достигала уровня ПДК только в декабре. Отмечена значительная вариабельность среднемесячных концентраций PM2,5, но в целом, очевиден положительный тренд содержания пыли в воздухе при наступлении холодного сезона. Сезонный характер загрязнения воздуха в г. Гусиноозерск взвешенными веществами PM2 5 обусловлен выбросами ТЭС и котельных, использующих уголь в качестве топлива и не имеющих систем очистки. Атмосферное загрязнение частицами пыли PMW также зависит от ряда естественных факторов и неблагоприятных метеоусловий.
The air pollution in the town of Gusinoozersk (the Republic of Buryat-ia, the Selenginsky District) was estimated due to the data from the Automated Air Control System (ACS) of the Buryatskii Center for Hydrometeo-rology and Environmental Monitoring. The average daily suspended substances content with a particulate matter of PM^ and PMW in the air for the period from May 1 to December 31, 2018 was analyzed. The air pollution by fine dust particles PMwwas detected. The level of the average daily concentration over 8 months amounted to 1.02 maximum permissible concentration (MPCa.d.), and in some months — 1.42 MPCa.d. The air quality in relation to the PM2 5 fraction is much higher: the average monthly concentration of PM2,5 reached the MPC level only in December. The significant variability of the monthly average concentrations of PM25 was noted, but in general, a positive trend in the dust content in the air with the cold season is obvious. The seasonal pattern of air pollution in the town of Gusi-noozersk by suspended substances is caused by emissions from the thermal power plant and house boilers that use coal as fuel and do not have purifying systems. The air pollution with PMW particles also depends on a number of natural factors and adverse weather conditions.
Ключевые слова: загрязнение, взвешенные вещества, PM25, PM10, атмосферный воздух.
Keywords: pollution, suspended substances, PM25, PM№ atmospheric air.
Введение. Загрязнение атмосферного воздуха современных городов является серьезной экологической проблемой. Одним из показателей оценки качества воздуха является уровень содержания пылевых частиц разного размера: от долей микрона до 0,1 мм, которые оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Состав пыли определяется источниками их возникновения, среди которых: промышленность, автотранспорт, процессы горения, эрозия почвы, биологические источники. Концентрации пыли в воздухе очень изменчивы и зависят не только от эффективности очистки выбросов, но и от времени года, метеоусловий, рельефа местности и других факторов.
Токсикологи относят пыль к III классу опасности. ЦДКс.с. (среднесуточная) составляет 150 мкг/м3 (0,15 мг/м3). Степень воздействия частиц на человека существенно зависит от их размера, вследствие чего было выделено два класса PM (Particulate Matter — взвешенные частицы) размером до 2,5 мкм и размером от 2,5 до 10 мкм, соответственно PM2 5 и PM10 (Health effects of particulate matter, World Health Organization, 2013; Air trends, United States Environmental Protection Agency, 2018).
Модели и методы. Оценка качества атмосферного воздуха г. Гусиноозерск (Республика Бурятия, Селенгинский район) проводилась на основании данных Автоматизированной системы контроля атмосферного воздуха Бурятского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, расположенного в центре города (пост АСК-А № 5). Было проанализировано среднесуточное содержание пыли с дисперсным со-
0,04 0,035 0,03 0,025 0,02 0,015 0,13 0,005 0
^ <ь<? #
&
Рис. 1. Динамика среднемесячного содержания взвешенных частиц с дисперсным составом РМ2 5 в атмосферном воздухе г. Гусиноозерск с мая по декабрь 2018 г., мг/м3
0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0
%
Ряд 1-ПДК _
_1_
✓✓/////
О •
Рис. 2. Динамика среднемесячного содержания взвешенных частиц с дисперсным составом РМю в атмосферном воздухе г. Гусиноозерск с мая по декабрь 2018 г., мг/м3
ставом РМ2 5 и РМю за период с 1 мая по 31 декабря 2018 года, проведен статистический анализ данных.
Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами использовались гигиенические нормативы предельно допустимых концентраций взвешенных частиц РМ2 5 и РМю: предельно допустимая среднесуточная концентрация (ПДКс.с.) и предельно допустимая среднемесячная концентрация (ПДКс.м.) (Об охране атмосферного воздуха, № 96-ФЗ; Предельно допустимые концентрации..., 2003; Руководство..., 1989).
Результаты и обсуждение. По среднесуточным данным с мая по август 2018 г. включительно в г. Гусиноозерск отмечено лишь три дня, когда содержание в воздухе пыли с дисперсным составом РМ25 превысило уровень ПДКс.с. до 1,10—1,28, что было связано с неблагоприятными м етеоусло-виями. В сентябре и октябре 2018 г. высокие кон-
Среднемесячное содержание взвешенных веществ в атмосферном воздухе
г. Гусиноозерск, мг/м3 и единицах ПДК
РМ2,5 РМю
Период мг/м3 в ед. ПДКс.с. (0,035) мг/м3 в ед. ПДКс.с. (0,06)
май 0,0111 0,32 0,0543 0,91
июнь 0,0140 0,40 0,0591 0,99
июль 0,0183 0,52 0,0628 1,05
август 0,0137 0,39 0,0624 1,04
сентябрь 0,0285 0,80 0,0422 0,70
октябрь 0,0140 0,40 0,0617 1,03
ноябрь 0,0296 0,84 0,0852 1,42
декабрь 0,0347 0,99 0,0631 1,05
среднее 0,0204 0,58 0,0614 1,02
центрации РМ2,5 не фиксировались. В холодный период частота случаев превышения ПДКс.с. увеличилась: в ноябре до 7 дней, а в декабре — до 16 (т. е. более половины случаев). Максимальные среднесуточные концентрации РМ2,5 наблюдались 26 ноября — 3,8 ПДК, 24 декабря — 1,7 ПДК.
Среднесуточные концентрации фракции РМю в воздухе г. Гусиноозерск были высокими в течение почти всего изученного периода. В половине случаев (49 %, или 120 дней из 245) наблюдалось превышение ПДКс.с. Относительное снижение загрязнения воздуха отмечено в сентябре: зарегистрировано только два случая превышения ПДК. В ноябре частота высокого загрязнения воздуха была максимальной: 23 дня, в декабре — 18. Максимальный уровень загрязнения отмечен 1 июня — 4,3 ПДКс.с.
Анализ данных свидетельствует о значительной вариабельности среднемесячных концентраций взвешенных частиц РМ2 5, и в целом очевиден положительный тренд содержания этой фракции в воздухе при наступлении холодного сезона (рис. 1). Величина среднемесячных значений ниже ПДК, но в декабре она практически достигла этого уровня (таблица). Среднее значение за весь изученный период составляет 0,020 мг/м3, или 0,58 ПДКс.с.
Среднемесячные концентрации РМ10 (таблица), рассчитанные на основе среднесуточных, в 6 случаях из 8 равны или превышают ПДК. По усредненным данным наименьшее загрязнение воздуха отмечено в сентябре (0,7 ПДК), наибольшее — в ноябре (1,42 ПДК). В результате среднее содержание этой фракции пыли в атмосферном воздухе за весь период исследований с мая по декабрь составляет 1,02 ПДК, что свидетельствует о загрязнении воздуха этим компонентом. На рис. 2
114
№ 6, 2019
представлена динамика среднемесячного содержания пыли с дисперсным составом РМю.
Известно, что атмосферные осадки в виде дождя и снега способствуют очищению воздуха. Однако климат на исследуемой территории аридный, с частыми антициклонами, среднегодовое количество осадков низкое — около 200—250 мм, они редкие и непродолжительные, в течение года распределены неравномерно. Максимальное загрязнение воздуха частицами РМю, отмеченное в ноябре 2018 года, совпадает с минимальным числом дней с осадками (5) и наименьшим количеством осадков (0,5 мм) за исследованный период. Нужно отметить, что в другие месяцы эта взаимосвязь не столь очевидна.
Заключение. По данным АСК выявлено загрязнение атмосферного воздуха г. Гусиноозерск взвешенными частицами РМю. Уровень средней концентрации за весь период исследований (8 ме-
сяцев) составил 1,02 ПДКс.с., а в отдельные месяцы — 1,42 ПДКс.с. Качество воздуха в отношении фракции пыли РМ2 5 значительно выше: среднемесячная концентрация РМ2 5 достигала уровня ПДК только в декабре. Таким образом, можно сделать вывод, что загрязнение атмосферного воздуха в г. Гусиноозерск взвешенными веществами РМ2,5 имеет сезонный характер и в основном связано с отопительным периодом, а именно с выбросами ТЭС небольших и частных котельных, использующих уголь в качестве топлива и не имеющих систем очистки. Высокое содержание частиц РМю также в значительной степени зависит от естественных факторов и неблагоприятных метеоусловий.
Работа выполнена в рамках темы госзадания, № госрегистрации: АААА-А17-117011810038-7.
Библиографический список
1. Health effects of particulate matter. World Health Organization, 2013, available at: www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/ 0006/189051/Health-effects-of-particulate-matter-final-Eng.pdf, date of access 10.12.2019.
2. Air trends. United States Environmental Protection Agency, 2018, available at: www.epa.gov/air-trends, date of access 9.12.2019.
3. Об охране атмосферного воздуха: Федеральный закон РФ от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ (с изменениями и дополнениями, вступившими в силу с 26 июля 2019 г.).
4. Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест: ГН 2.1.6.1338—03. М.: Российский регистр потенциально опасных химических и биологических веществ Министерства здравоохранения Российской Федерации, 2003. 86 с.
5. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. Часть I. Загрязнение атмосферы в городах и других населенных пунктах: Руководящий документ РД 52.04.186—89, 1989.
AIR POLLUTION BY SUSPENDED SUBSTANCES IN THE TOWN OF GUSINOOZERSK (THE REPUBLIC OF BURYATIA)
O. V. Vishnyakova, Ph. D. (Biology), Senior Researcher, Institute of General and Experimental Biology, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, [email protected], Ulan-Ude, Russia;
V. L. Ubugunov, Ph. D. (Biology), Laboratory Head, Institute of General and Experimental Biology, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, [email protected], Ulan-Ude, Russia
References
1. Health effects of particulate matter. World Health Organization, 2013, available at: www.euro.who.int/__data/assets/pdf_file/ 0006/189051/Health-effects-of-particulate-matter-fmal-Eng.pdf, date of access 10.12.2019.
2. Air trends. United States Environmental Protection Agency, 2018, available at: www.epa.gov/air-trends, date of access 9.12.2019.
3. Ob ohrane atmosfernogo vozduha: Federal'nyj zakon RF ot 4 maya 1999 g. № 96-FZ (s izmeneniyami i dopolneniyami, vs-tupivshimi v silu s 26 iyulya 2019 g.) [On atmospheric air protection: Federal Law of the Russian Federation of May 4, 1999. No. 96-FZ (as amended and supplemented, entered into force on July 26, 2019)]. Moscow, 2019. [in Russian].
4. Predel'no dopustimye koncentracii (PDK) zagryaznyayushchih veshchestv v atmosfernom vozduhe naselennyh mest: GN 2.1.6.1338—03. Rossijskij registr potencial'no opasnyh himicheskih i biologicheskih veshchestv Ministerstva zdra-voohraneniya Rossijskoj Federacii. [Maximum permissible concentration (MPC) of pollutants in the atmospheric air of populated areas: GN 2.1.6.1338—03. Russian Register of Potentially Hazardous Chemical and Biological Substances of the Ministry of Health of the Russian Federation]. Moscow, 2003. 86 p. [in Russian].
5. Rukovodstvo po kontrolyu zagryazneniya atmosfery. Chast' I. Zagryaznenie atmosfery v gorodah i drugih naselennyh punktah: Rukovodyashchij dokument RD 52.04.186—89. [Air Pollution Control Guide. Part I. Air pollution in cities and other human settlements: Guidance document RD 52.04.186—89]. Moscow, 1989. [in Russian].
