Экология/ 2. Экологические и метеорологические

проблемы  больших городов и промышленных зон.

к.т.н. О.В. Сташок

Братский государственный университет, Россия

Анализ и оценка состояния воздушного бассейна промышленных центров (на примере г. Братска)

Вопросам охраны окружающей среды посвящен большой цикл исследований, выполненных как в нашей стране, так и за рубежом. Изучением данного вопроса занимались Алоян Е.М. (2005), Аргучинцева А.В., Аргучинцев В.К. (2004, 2007), Берлянд М.Е. (1975, 1985), Марчук Г.И. (1982, 1992), Монин А.С. (1982, 1988), Пененко В.В. (1981), Сонькин Л.Р. (1991), Яглом А.М. (1992) и др.

Большой вклад в изучение данного вопроса вносят ученые Китая - Held F., Hinz K-P C., Daesu Dacian N, Carmichael Gregory R.J., Xu Diandou, Zhong Weike, Ma Xio-ming, Zhang Fan J., Lu Ping и Yuan Jiu-yi J., Huang H., Akutsu Y., Shang Ke-zheng и др. В частности, в настоящее время подробно изучены методы и подходы в определении средних концентраций при удалении от источников загрязнения; приемы определения дальности переноса опасных субстанций от источников загрязнения с учетом специфики производств, метеорологических и орографических особенностей местности; особенности воздействия вредных ингредиентов на растительные сообщества.

Выполнение региональных исследований и использование их результатов при разработке прогностических положений позволяет учитывать местные особенности, связанные как с характером поступления выбросов в атмосферу, так и с климатическим режимом, рельефом и так далее. Это одно из условий успешного решения задач прогнозирования высоких уровней загрязнения воздуха в городах [1].

Братск – один из крупнейших промышленных центров Иркутской области и Восточной Сибири. Системообразующим видом экономической деятельности города являются обрабатывающие производства, развитие которых идет по интенсивному пути за счет эффективного использования имеющихся ресурсов и мощностей (в частности - Братской ГЭС). Промышленную инфраструктуру составляют наиболее крупные предприятия: ОАО «Русал – Братск» (Братский алюминиевый завод); ООО «Братский завод ферросплавов»; предприятия филиала группы «Илим» в Братске ООО «Илим – Братск «Деревообрабатывающий комбинат»», ООО «Илим Братск «Лесопильно - деревоперерабатывающий завод»»; ОАО «Целлюлозно-картонный комбинат»; подразделения ОАО «Иркутскэнерго» [3].

Высокая степень индустриализации обусловила интенсивное загрязнение воздушного бассейна города и пригородной зоны техногенными выбросами. Братск включен в список семи промышленных городов Иркутской области, входящих в приоритетный список 45 городов России с очень высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха [5].

Население города длительное время подвержено воздействию высоких значений концентраций вредных веществ, содержащихся в воздушном бассейне, что, несомненно, сказывается на здоровье, репродуцирующих функциях и благосостоянии жителей [3].

Изучению уровня загрязнения воздушной среды города Братска посвящены работы Захаренко Т.А. (1994), Нежевец Г.П. (1996), Руновой Е.М. (1995, 1997), Угрюмова Б.И. (1995, 1996), Шихранова О.Г. (2002), Чжан С.А. (1997) и др. В то же время, вопросы длительности воздействия опасных концентраций, превышающих предельно допустимые нормы практически не изучались.

При изучении степени техногенного загрязнения атмосферного воздуха города Братска применялся следующий комплекс методов: статистическая обработка многолетних климатических данных, данных с постов слежения за состоянием атмосферного воздуха; вероятностно-статистические - при установлении корреляционных зависимостей; компьютерное моделирование зон распространения загрязняющих веществ от промышленных источников и автотранспорта; графико-построительные - при совмещение модельных результатов и схем города; сравнительные при установлении близости расчетных характеристик с данными наблюдений [6].

Полученные результаты статистической обработки многолетних климатических характеристик, в частности ветрового режима, как определяющего характер и степень переноса примесей свидетельствуют о следующем [4]:

- преобладающим направлением ветра в течение всего года для города Братска является западное, чуть менее значимо юго-западное; среднегодовые скорости ветра принимают не очень большие значения: до 3 м/с, с ярко выраженными максимальными значениями осенью (до 5 м/с) и минимальными – в зимний период (до 2,5 м/с); для ветров скоростью до 3 м/с наблюдается наибольшая повторяемость;

- наибольшее количество штилевых ситуаций соответствует зимним месяцам с максимум в январе;

- наиболее неблагоприятные условия с точки зрения рассеивания вредных веществ соответствуют январю, наиболее благоприятные – октябрю; коэффициент устойчивости ветра минимален в январе и максимален в октябре;

- способность атмосферы к рассеянию примесей характеризуется как очень низкая.

Анализ данных с постов слежения за состоянием атмосферного воздуха города характеризует экологическое состояние воздушного бассейна следующим образом [4]:

- интенсивность загрязнения воздушного бассейна находится на очень высоком уровне; практически по всем контролируемым ингредиентам среднегодовая концентрация значительно превышает ;

- максимальные превышения фиксируются в воздухе микрорайонов, расположенных недалеко от промышленного узла города. Кратность превышения среднегодовых концентраций по разным веществам достигает до 9 ;

- максимальные среднемесячные концентрации отмечаются в январе, минимальные – в октябре;

- наиболее интенсивное загрязнение воздуха фиксируется ингредиентами, поступающими от Братского алюминиевого завода.

Специфика предприятий промышленности города обуславливает поступление в атмосферу указанных ингредиентов в довольно значительных количествах, что, несомненно, сказывается на демографической ситуации.

– Для города Братска в структуре детской заболеваемости наиболее часты такие диагнозы, как: болезни органов дыхания, болезни глаз, хронические болезни легких, аллергические риниты, бронхиальная астма, пневмония.

– Санитарно-эпидемиологическая обстановка характеризуется как чрезвычайная, причем показатели детской болезненности значительно превышают другие возрастные категории.

– Показатель экономических затрат здравоохранения города имеет четко выраженную динамику роста.

На основании климатической модели Аргучинцевой А.В. (2007) с учетом особенностей региона и инвентаризационных параметров источников выбросов произведен анализ уровня загрязнения атмосферы города Братска, с точки зрения длительности содержания в воздушном бассейне концентраций вредных веществ, превышающих предельно допустимый уровень [2, 6].

Достоверность полученной информации была доказана путем сравнения расчетов с имеющимися в распоряжении результатами статистической обработки материалов наблюдений с постов слежения за состоянием атмосферного воздуха города. Результаты исследований [6]:

– в период неблагоприятных метеорологических условий зона распространения повышенных концентраций загрязняющих веществ от источников лесопромышленного комплекса (предприятие филиала группы «Илим» в Братске) имеет в среднем радиус до 7 км;

– в октябре в результате деятельности основных промышленных предприятий в атмосфере города не образуется высокого уровня загрязнения;

– от лесопромышленного комплекса (предприятие филиала группы «Илим» в Братске) в период благоприятных метеорологических условий зона распространения загрязняющих веществ наблюдается в радиусе 1 – 1,5 км;

– в период неблагоприятных метеорологических условий зона распространения повышенных концентраций загрязняющих веществ от источников лесопромышленного комплекса (предприятия филиала группы «Илим» в Братске) имеет в среднем радиус до 7 км;

– в результате совместной деятельности алюминиевого завода (ОАО «Русал – Братск») и лесопромышленного комплекса (предприятие филиала группы «Илим» в Братске) в периоды с неблагоприятными метеорологическими условиями возможно появление довольно обширной зоны загрязнения. Длительность превышений определяется до 76 часов в месяц для твердых фторидов, до 16 часов – оксиды углерода, оксиды серы, по другим веществам значительно меньше. Кратность превышений нормы, например бенз(а)пиреном, достигает 10 (в радиусе 15 км) и только на расстоянии 100 км концентрации его концентрации достигает ;

– максимально длительное время превышения предельно допустимых уровней по всем веществам наблюдается непосредственно вблизи предприятий – на промышленных площадках.

– население города подвержено длительному воздействию опасных веществ.

– методика учета вероятностной продолжительности загрязнения предложена к использованию при градостроительном зонировании города с целью оздоровления экологической обстановки.

В работе решена актуальная научно-практическая задача по анализу и оценке степени техногенного атмосферного загрязнения города Братска и предложены мероприятия, направленные на оздоровление экологической обстановки города.

Литература:

1. Аргучинцева А.В. Моделирование и управление процессами регионального развития/А.В. Аргучинцева, В.К. Аргучинцев, В.А. Батурин // М.: Наука, Физматлит, – 2001. – 432 с.

2. Аргучинцев В.К. Моделирование мезомасштабных гидротермодинамических процессов и переноса антропогенных примесей в атмосфере и гидросфере региона оз. Байкал / В.К. Аргучинцев, А.В. Аргучинцева // Иркутск: РИО ИГУ. – 2007. – 255 с.

3. Сташок О.В. Анализ экологической обстановки города с развитой промышленной инфраструктурой // Экология и промышленность России.–№5.–2009.–С.53-54.

4. Сташок О.В. Методы и анализ оценки атмосферного загрязнения промышленных центров (на примере г.Братска) // автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Читинский государственный университет.–Иркутск.–2009.

5. Сташок О.В. Антропогенное загрязнение атмосферы города Братска // Системы. Методы. Технологии.–№3.–2009.–С.113-115.

6. Сташок О.В. Вероятностное моделирование в задачах охраны окружающей среды // Системы. Методы. Технологии.–№5.–2010.–С.142-145.