К.г.н. Журавлев Г.Г.

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Динамика индекса загрязнения атмосферы г. Томска

Формирование загрязнения атмосферного воздуха в городах представляет собой сложный процесс, который плохо поддается моделированию из-за влияния большого числа влияющих факторов: постоянно меняющиеся выбросы промышленных предприятий и автотранспорта, метеорологические и физико-географические условия местности, высота застройки, ширина и направление улиц, зеленые массивы и водные объекты, которые образуют разные формы наземных препятствий воздушному потоку и приводят к возникновению особых метеорологических условий в городе.

Уровень загрязнения оценивается множеством различных показателей, в том числе и комплексных. В этих показателях в качестве предикторов могут выступать различные характеристики: объемы производства, численность населения, количество сжигаемого топлива, масса загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферный воздух, измеренные концентрации и т.п. В настоящее время разработано достаточно большое число методик, применяемых на практике. В системе контроля и наблюдений за загрязнением атмосферного воздуха Росгидромета применяется комплексный показатель - индекс загрязнения атмосферы (ИЗА), разработанный в ГГО им. А.И. Воейкова [1]. В соответствии с существующими методами оценки среднегодового уровня, загрязнение считается низким, если ИЗА ниже 5, повышенным при ИЗА от 5 до 6, высоким при ИЗА от 7 до 13 и очень высоким при ИЗА равным или больше 14. Для оценки вклада (приоритетности) различных примесей в ИЗА были рассчитаны их единичные индексы загрязнения Y_i. Их расчет производился по каждому посту отдельно с 2000 года по 2013 годы. В таблице приведены сводные данные по постам наблюдения (ПНЗ) и среднее значение вклада по каждому ингредиенту. Наибольший вклад в формирование ИЗА на всех городских постах вносит формальдегид, в среднем этот вклад составляет 66,3 %, на втором месте диоксид азота – 14,4 %, на третьем месте – пыль 6,8 %, на четвертом - оксид углерода 8,8 %, на пятом – оксид азота – 3,7%, на шестом - хлористый водород 3,5% и т.д. Вклад в формирование ИЗА различных ингредиентов на ПНЗ-12 (пос. Светлый) сохраняет те же пропорции, что и в черте города. Приоритетность загрязняющих веществ учитывалась при расчете ИЗА₅ по пяти (m=5) ингредиентам.

На рисунке приведена динамика среднегодовых значений ИЗА₅ по постам наблюдения с 2000 по 2013 годы. Анализ динамики среднегодовых ИЗА₅ показывает, что с 2000 года по 2005 наблюдалась тенденция к уменьшению ИЗА₅ на всех постах наблюдения, значения ИЗА₅ (средние по городу) уменьшились с 18,1 (очень высокий уровень загрязнения) до 7,9 (высокий уровень).

Таблица - Вклад различных ингредиентов (%) в ИЗА по постам наблюдения

ПНЗ	Загрязнители
	формальдегид	Пыль	SO2	CO	NO2	NO	фенол	сажа	HCl		Аммиак		Метанол
ПНЗ-2	74,2	4,8	0,1	5,2	9,3	3,3	2,0	1,1	-		-		-
ПНЗ-5	49,8	12,8	0,2	9,1	22,4	-	2,6	-	3,5		-		-
ПНЗ-11	66,7	7,5	0,2	8,4	10,8	4,1	-	2,3	-		-		-
ПНЗ-13	78,1	4,9	-	-	11,3	-	-	-	3,6		2,2		-
ПНЗ-14	62,7	4,0	0,2	12,4	18,2	-	-	-	-		2,6		-
Среднее	66,3	6,8	0,2	8,8	14,4	3,7	2,3	1,7	3,5		2,4		-
	пос. Светлый
ПНЗ-12	69,5	4,5	0,2	12,4	5,8	-	-	-		-		2,4		5,2

Начиная с 2006 года, стала заметной тенденция к увеличению индекса загрязнения, в 2007 году среднее по городу значение ИЗА₅ составило 12 (высокий уровень). Этот рост продолжался недолго, с 2008 года началось плавное снижение ИЗА₅ вплоть до 2010 года, средний по городу индекс загрязнения ИЗА₅ уменьшился с 12 единиц (2007 год) до 7,0 единиц в 2009. Далее последовал снова рост до 9,8 единиц в 2011году. В 2012 и 2013 года значение индекса несколько уменьшилось и составило 8,6 - 8,7 единиц (соответствует высокому уровню загрязнения).

Практически во все годы высокий ИЗА₅ наблюдается на ПНЗ-2, максимальное значение среднегодового ИЗА₅ достигало величины 21,9 (2000 г.), минимальное значение – 9,2 (2013 г.). Это вызвано расположением ПНЗ на улице с интенсивным движением. Начиная с 2006 года наибольший ИЗА₅ наблюдается на ПНЗ-13. Таким образом, несмотря на то, что большинство наблюдаемых примесей в настоящее время не превышают уровень ПДК, величины ИЗА₅ свидетельствуют о высоком загрязнения атмосферы в некоторых частях города (ПНЗ-2 и ПНЗ-13), повышенный уровень наблюдается в пунктах ПНЗ-5 и ПНЗ-11 и низкие уровни отмечены на ПНЗ-12 и ПНЗ-14.

Динамика ИЗА₅ в пос. Светлый сохраняет те же тенденции, что и в городе Томске

Ещё более впечатляющими являются величины максимальных ИЗА₅, наблюдаемых на постах города. На рисунке 2 представлена динамика максимальных значений ИЗА₅ , наблюдавшихся за рассматриваемый период.

Рисунок 1 – Динамика среднегодовых значений ИЗА₅

Рисунок 2 – Динамика максимальных значений ИЗА₅

В отдельные месяцы года значения индекса загрязнения составляют 30 – 50 единиц.

Ведущую роль в формировании ИЗА₅ в г. Томске играет формальдегид. Эта особенность характерна для многих городов [2] и связана с выбросами автотранспорта, составляющими примерно 77% для г. Томска.

Литература

1. Безуглая Э.Ю.К оценке метеорологических условий загрязнения атмосферы / Безуглая Э.Ю.,Завадская Е.К., Зражевский И.М., Нестерова М.Ю. // Труды ГГО, -1984. - Вып. 479.

2. Селегей Т.С. Формирование уровня загрязнения атмосферного воздуха в городах Сибири. – Новосибирск: Наука, 2005.- 248 с.