Бултеков Н.У. Состояние загрязнения атмосферного воздуха г

Бултеков Н.У.
Состояние загрязнения атмосферного воздуха г. Балхаш / Н.У.Бултеков. – Вестник КазНУ. Сер. географ. – 2002. – №2(15). – С.180-184.
КазНУ им. аль-Фараби
В статье представлены результаты оценки состояния загрязнения
воздушного бассейна г. Балхаш за период с 1980 по 1989 гг.
Развитие промышленности, сельского хозяйства, транспорта, рост городов,
общей урбанизации интенсивности нагрузки на окружающую среду возрастает. Негативные последствия антропогенного воздействия проявляются в
виде повышения кислотности озер, грунтовых вод, почв, повреждений и гибели растительности, животного мира, роста заболеваемости среди населения
/1/.
Республика Казахстан постоянно заботится о предотвращении загрязнения
воздушного бассейна. Это отражено в Конституции, в законе Республики Казахстан об охране атмосферного воздуха от 11 марта 2002 г. 121.
В целях уменьшения загрязнения внешней среды в Казахстане осуществляется большой комплекс различных мероприятий. Этот комплекс включает
усовершенствование технологических процессов и их внедрение в промышленное производство, реконструкцию многих предприятий и ликвидацию
большого числа источников загрязнения атмосферы, применение газоочистной аппаратуры, использование только тех видов, сырья и топлива, которые
дают минимальные выбросы в окружающую среду. Несмотря на большие
достижения науки и техники, нельзя быстро и полностью ликвидировать выбросы вредных веществ в атмосферу. Поэтому при планировании, проектировании и эксплуатации промышленных предприятий, при проведении различных санитарно-гигиенических мероприятий важное значение приобретают метеорологические аспекты, включающие рассмотрение количественных
характеристик уровней загрязнения воздуха, особенностей и причин, обуславливающих скопление вредных веществ в атмосфере и т. п.
Чтобы улучшить качество воздуха городов, необходимо знать конкретные
причины загрязнения в каждом городе и районе, определить какие предприятия являются основными виновниками загрязнения. Иногда высокий уровень загрязнения создается веществами, выбросы которых составляют всего
несколько тонн в год. По сравнению с общим количеством выбросов, десятками и сотнями тонн поступающих в атмосферу, эти несколько тонн для города кажутся совсем небольшой величиной. Однако самые крупные ТЭЦ со
значительными выбросами на высотах 100 - 200 м иногда наносят меньший
вред состоянию воздушного бассейна, чем небольшие химические производства, выбросы от которых осуществляются на уровне дыхания человека /3/.
Загрязнение атмосферы может быть связано как с естественными процессами (извержение вулканов, пыльные бури, лесные пожары и т.д.), так и с
деятельностью человека. Количественная характеристика уровня загрязнения
атмосферы выражается через концентрацию примеси. Как известно, концентрация примесей в атмосфере очень изменчива во времени и пространстве, ее
значения в одной и той же точке в разные моменты времени или в один и тот
же момент в разных местах существенно отличаются. Поэтому в качестве
уровня фонового загрязнения атмосферы обычно принимается значение концентрации примеси, полученное осреднением по большой площади или за
длительный период (месяц, год). При оценке состояния загрязнения атмосферы среднее значение концентрации примеси за месяц (год) должно сравниваться с предельно допустимыми концентрациями для такого же периода
(табл. 1.).
Таблица 1
Значения предельно-допустимых концентраций отдельных
примесей в воздухе населенных мест по Республике Казахстан
Наименование
примесей
Двуокись азота
Пыль (итаіюіные вещества)
Диоксид серы
Значения ПДК, мг/м1
максимально
среднеразовая
суточная
0,085
0,5
0,5
0,04
0,15
0,05
Класс
опасности
Средняя концентрация примеси за длительный период, не превышающая
ПДК и указывающая на хорошее качество атмосферного воздуха, не означает, что в отдельные моменты не было превышения допустимого порога. Изучение характера и уровней загрязнения воздуха, его распределения над городом и тенденции имеют большое практическое значение. Полученные данные позволяют выбрать пути снижения уровней загрязнения и оценивать эффективность мероприятий по защите чистоты атмосферы /4/.
В данной работе предпринята попытка, оценить состояние воздушного бассейна г. Балхаш по материалам наблюдений за десятилетний период (19801989 гг).
С целью систематического наблюдения за содержанием вредных веществ в
воздухе г. Балхаша организовано 3 стационарных пункта (№ 1, № 3, № 4) наблюдений за загрязнением атмосферы в системе Казгидромета /5/.
Пост № 1 расположен в северо-восточной части города в микрорайоне среди
жилых стандартных домов. Все дома подключены к тепломагистрали. Крупных источников загрязнения воздуха вблизи нет. Недалеко расположена
школа и детские сады. Источники загрязнения (БГМК, ТЭЦ) расположены на
юго-западной окраине города на расстоянии 3 км. Автомагистралей с интенсивным движением нет. На посту выполняются наблюдения за концентрацией пыли, сернистого газа, сероводорода.
Пост № 3 расположен в юго-западной части города среди жилых пятиэтажных домов, подключенных к теплотрассе, т.е. вблизи поста отопительных ко-
2
3
3
тельных нет. На удалении 100 м проходит улица Ленина с интенсивным движением автотранспорта различного назначения. На расстоянии 800 м в югозападном направлении находятся промышленные площадки Балхашский
горнометаллургический комбинат и ТЭЦ. Таким образом, ПНЗ-3 расположен
практически на границе промышленных зон двух предприятий. Необходимо
отметить, что промплощадки ТЭЦ и БГМК находятся практически рядом
друг с другом, в силу чего выбросы этих предприятий часто перекрывают
друг друга. На посту проводится отбор проб воздуха для определения содержания пыли, сернистого газа, окиси углерода, двуокиси азота. Кроме того,
отбираются пробы пыли для определения содержания тяжелых металлов:
марганца, кадмия, меди, никеля, свинца.
Пост № 4 расположен в юго-восточной части города в больничном городке.
На посту отбираются пробы воздуха для определения концентрации пыли,
сернистого газа, растворимых сульфатов, окиси углерода, двуокиси азота.
Основными источниками выбросов вредных веществ в атмосферу города
Балхаша являются предприятия Балхашский горнометаллургический комбинат и Министерства энеріетики.
Уровень загрязнения воздуха города Балхаш - близкий к среднему по городам Республики Казахстан (табл. 2). В качестве характеристик используются:
qcp- средняя концентрация примеси в атмосфере, мг/м3;
qM- максимальная из разовых концентраций примеси в атмосфере, мг/м3;
g- повторяемость концентрации примесей в воздухе выше предельно
допустимой концентрации (ПДК) в %, для данной примеси;
gi- повторяемость концентрации примесей в воздухе выше 5 % предельно
допустимой концентрации (ПДК) в %, для данной примеси.
Воздух города загрязнен пылью (3 класс опасности), сернистым газом (3
класс опасности), двуокисью азота (2 класс опасности). Среднегодовые концентрации сернистого газа составили 2 ПДК, пыли 1,3 ПДК, двуокиси азота
ниже нормы 0.4 ПДК.
Максимальные концентрации пыли в воздухе возникают в тех случаях, когда
ветер юго-западного направления способствует переносу пыли с поверхности
хвостохранилища БГМК на жилые районы города (ПНЗ № 3). Запыленность
обуславливается промышленными выбросами и почвенной пылью. Уровень
загрязнения сернистым газом связан с влиянием выбросов от высоких источников БГМК и ТЭЦ. Менее всего загрязнен воздух в юго-восточном районе
(ПНЗ № 4).
Таблица 2 _____________
Характеристика загрязнения воздуха с 19801989 гг.
Незначительное повышение загрязнения воздуха сернистым газом отмечается в теплый период года при увеличении повторяемости ветров югозападного направления со стороны БГМК (табл. 3). В феврале 1985 г. в результате аварийного выброса на БГМК максимальные из разовых концентраций сернистого газа составили 17 ПДК, пыли 24 ПДК.
Наибольшую опасность из всех примесей представляет сернистый газ. Так
как промышленные предприятия расположены в юго-западной части города,
то наибольшее загрязнение воздуха наблюдается при ветре юго-западного
направления, когда факел выбросов с предприятий направлен на жилые районы города.
Ветровой режим влияет на распространение примесей в атмосфере. Из теоретических исследований, проведенных Берляндом М.Е. и Оникулом Р.И. /61,
известно, что максимум наземной концентрации примесей от отдельного источника достигается в случае нагретых выбросов на расстоянии, равном примерно 20 высотам труб, в случае холодных выбросов на расстоянии, равном
5-10 высотам труб. Зоны более высоких концентраций примесей создаются в
подветренных районах по отношению к источникам выбросов.
Таблица 3 ІІопторнсмость направлений ветра за июль месяц с 1980-1989 гг., %
' Годы Г СВ В ЮВ Ю ЮЗ 3 СЗ Штиль
1980 У 29 9 7 16 16 10 4 2 ; 1981 15 31 8 3 12 17 8 6
2 1982 И 33 5 3 9 20 10 9 4 1983 9 23 7 8 23 16 8 6
2 1984 17 34 5 4 14 15 5 6 2 1985 9 19 7 10 23 12 10
10 2 1986 6 16 11 5 19 22 11 10 1 1987 4 18 И 8 15 24
14 6 2 1988 5 34 14 10 10 12 7 8 1 1989 16 39 4 1 13
14 8 5 1
Особенно заметно влияние направления ветра на распространение примесей
от отдельного источника выбросов вредных специфических веществ, например свинца, фтористых соединений и др 111. В г. Балхаше преобладают ветры северо-восточного направления ( рис. 1). Благодаря северо-восточным
ветрам, атмосферный воздух города способен рассеивать и удалять поступающие в него вредные вещества, т.е. способность атмосферы к «самоочищению» высокая. В научной литературе показано, что негативное влияние на
самые чувствительные виды растений начинает наблюдаться при среднегодовых концентрациях диоксида серы, превышающих 20 мкг/м3 /8/ . Отметим,
что максимальные разовые выбросы влияют на растительный мир г. Балхаша.
Рис. 1. Повторяемость направлений ветра, %
В среднемноголетних выводах концентрации пыли, сернистого газа превышают ПДК. Одними из причин загрязнения воздуха промышленными пред-
приятиями в основном являются:
1. невысокая эффективность работы очистных установок;
2. неукомплектованность или недостаточная мощность систем очисток;
3. наличие значительных объемов неорганизованных выбросов;
4. сохранение устаревшей технологии производства.
На характер годового хода концентрации сернистого газа и некоторых других примесей оказывает влияние также режим работы отопительных систем
и промышленных предприятий, вид используемого топлива и другие факторы, от которых зависит и изменение
Таблица 2 Характеристика загрязнения воздуха с 1980-1989 гг.
Примеси Год
пыль
сернистый
двуокись
азота газ Чср
Ум
g
gi
qcp
qM
g
g,
qcp
q»
g
g,
1980
0,2
2,6
5
0,0
0,1 4,3 6
1,0 0,02 0,4 5,0 0 1981
0,2
4,2
5
0,1
0,2 5,1 10 0,3 0,01 0,6 1,0 0 1982
0,3
6,8
14 0,4
0,2 4,2 8
0,4 0,01 0,4 0,7 0 1983
0,3
9,6
12
0,9
0,1 6,6 5
0,4 0,01 0,1 0,2 0 1984
0,3
8,4 11
0,5
0,1 6,5 4
0,4 0,02 0,4 1,0 0 1985
0,3 12,1 10 0,8
0,2 8,4 6
1,0 0,02 0,2 1,1 0 1986
0,2
6,7
7
0,3
0,1
4,1
5
0,2 0,01 0,1 0,4 0 1987
0,2
4,3
5
0,3
0,1 3,1
4
0,3 0,02 0,3 0,6 0 1988
0,2
3,9
4
0,3
0,1 3,2 2
0,2 0,01 0,2 0,3 0 1989
0,2
9,5
6
0,3
0,1 3,2 3
0,2
0,01 0,4 0,3 0
выбросов.
Таким образом, состояние загрязнения воздуха г.Балхаша за 10-летний
период характеризуется следующими особенностями.
1. Среднегодовые концентрации сернистого газа составили 2 ПДК, пыли 1,3
ПДК, двуокиси азота около нормы - 0.4 ПДК. Воздух города загрязнен пылью (3 класс опасности), сернистым газом (3 класс опасности), двуокисью
азота (2класс опасности).
2. Максимальные концентрации пыли, сернистого газа, в воздухе возникают
в тех случаях, когда ветер юго-западного направления способствует переносу
пыли и сернистого газа с поверхности хвостохранилища БГМК на жилые
районы города (в теплый период года при увеличении повторяемости ветров
юго-западного направления).
3. В г.Балхаше преобладают ветры северо-восточного направления, что приводит к хорошему «самоочищению» г.Балхаш.
1. Беккер. А.А. Агаев, Т.Б. Охрана и контроль загрязнения природной среды. - Л.: Гидрометеоиздат, 1989. - 286 с.
2. Закон Республики Казахстан «Об охране атмосферного воздуха» от 11
марта 2002 г. № 302-П / Юридическая газета. - 2002. 27 марта.
3. Безуглая. Э.Ю. Расторгуева Г.П. Смирнова И.В. Чем дышит промышленный город. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991.-253с.
4. Гигиенические нормативы: «ПДК загрязняющих веществ в атмо-
сферном воздухе населенных мест». ГН 2.1.6.698-98, РК 3.02.036.9. -1998. 45 с.
5. Ежегодник состояния загрязнения атмосферного воздуха городов и промышленных центров. - Алма-Ата.: Казгидрометеоиздат, 1980-1989 гг. - 236 с.
6. Физические основы расчета рассеивания в атмосфере промышленных выбросов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1968. - 27 с.
7. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в
городах. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 196 с.
8. Защита атмосферы от промышленных загрязнений / Под ред. С. Калверта,
Г.М. Инглунда. - М.: Металлургия. 1988.4.2. - 710 с.
Н.
Ү.Бөлтеков
БАЛҚАШ
ҚАЛАСЫНДАҒЫ
АТМОСФЕРА
АУАСЫНЫҢ ЛАСТАНУ ЖАҒДАЙЫ
Бул мацала 1980 жэне 1989 жылдар аралыгында Балцаш цаласындагы ауа
алцабыныц ластану децгейін багалау нəтижелері усынылган.
Я. У. Бултеков STATE OF AIR POLLUTION OF THE BALKHASH-CITY
The results of assessment of air pollution in the Balkhash-city for the period of
1980 - 1989 are presented in this Article.