Экология Иркутской области. Климат и рассеивание вредных веществ в атмосфере

Оценка влияния  метеорологических условий на рассеяние  примесей в атмосфере основана на использовании о вышесказанных  климатических характеристик, таких как застой воздуха (сочетание инверсий температуры и слабого ветра) и повторяемость инверсий и туманов. Рассеивающая способность атмосферы выражается через ее потенциал загрязнения, представляющий отношение средних уровней концентраций примесей при заданных выбросах в конкретном и условном районе. За условный принимается район с минимальной повторяемостью метеорологических условий, способствующих увеличению загрязнения. Таким образом наш регион относится к пятой зоне с очень высоким потенциалом загрязнения атмосферы.

Летний сезон  по характеру синоптических процессов  резко отличается от зимнего. У земли  над всей Иркутской областью преобладает  слабоградиентное поле низкого давления. В течении лета циклоны в большинстве  случаев перемещаются с запада на восток или с юга на северо-восток, а также часто выходят южные циклоны.

Зимой распределение  давления способствует развитию на большей  части территории южных, юго-западных и западных ветров, а в юго-восточной части территории – северных и северо-западных.

В переходные сезоны, к которым относятся сентябрь и апрель, зимнее распределение ветра сочетается с летним.

В зимнее время  Иркутская область с характерным  для нее антициклоническим режимом  отличается небольшими скоростями ветра. На большей части территории наименьшие скорости ветра отмечаются в январе, феврале.

В летнее время  в связи с усилением циклонической  деятельности на большей части территории скорости ветра больше, чем зимой.

Суточный ход  скорости ветра хорошо выражен в  теплый сезон и слабее – в холодный. Максимум приходится на дневные часы, минимум на ночные. Для решения многих задач, в особенности при оценке рассеивающей способности атмосферы и переноса примесей в атмосфере, недостаточно знать только средние величины скорости. Для более полной характеристики ветрового режима используются вероятностные характеристики ветра в различных пределах данных скоростей по румбам.

Данные о  повторяемости направлений ветра  используются при проектировании расположения заводов и других источников загрязнения  относительно жилых массивов.

Для отдельных  районов Иркутской области отмечается суточный ход направления ветра, достаточно четко выраженный в теплый период и переходные сезоны, и практически отсутствующий зимой. Например, в Иркутске с апреля по сентябрь преобладающим направлением ветра: ночью и утром являются юго-восточные ветра, а во второй половине дня – северо-западные, причем повторяемость юго-восточных ветров во второй половине дня уменьшается в 1,5-2 раза.

Почти вся Иркутская  область находится в районе с  повторяемостью слабого ветра (0-1 м/с) 41-60% пространственного распределения повторяемости слабых ветров, при которых происходят наиболее опасные экологические ситуации.

Другой отличительной  чертой, характерной для всей Иркутской  области, является большая повторяемость приземных и приподнятых инверсий температуры, которые в сочетании со слабыми ветрами дают большую вероятность застоя воздуха. В зимний период происходит значительное выхолаживание подстилающей поверхности, усиливается сток холодного воздуха в долинах, а нисходящие движения в сибирском антициклоне приводят к образованию мощных (по высоте) и интенсивных (по разности температур) инверсий.

Весной при  ослаблении антициклона повторяемость  инверсий остается высокой. Летом в  некоторых местах она уменьшается. Осенью повторяемость приземных инверсий увеличивается.

Влияние других факторов на формирование уровня загрязнения, таких, как туманы и осадки, состоит  в том, что капли тумана поглощают  вредные вещества как вблизи земли, так и из вышележащих слоев  воздуха, и концентрация примеси в тумане возрастает. Влияние осадков дождя или снега заключается в захвате примесей и их переносе к подстилающей поверхности. При этом происходит загрязнение почв и водоемов.

Метеорологические условия, определяющие скорость самоочищения атмосферы в различных районах, неодинаковы. В условиях Иркутской области высока повторяемость всех неблагоприятных факторов для рассеяния примесей в воздухе. Загрязненный воздух, скапливаясь в небольшом пространстве речных и горных долин, медленно распространяется на большие территории. Причем для территории всей Иркутской области свойственны достаточно большие пространственно-временные изменения уровней загрязнения, характеризуемые метеорологическим потенциалом загрязнения.

Возможность самоочищения воздуха в северных районах мала в связи с коротким вегетационным периодом и малой фитомассой. Интенсивность техногенных геохимических потоков в атмосфере из-за неблагоприятных климатических факторов значительно выше, чем в умеренной зоне.

Загрязнение атмосферы ведет к интенсивному загрязнению почв и грунтовых вод, которые представляют собой единую тесно связанную геохимическую систему. В неблагоприятных климатических условиях Иркутской области даже города со слаборазвитой промышленностью являются источником высокого техногенного давления на окружающую среду.

Ухудшаются  условия существования и самого человека. Следствием изменения химического  состава окружающей среды явилось  распространение новых заболеваний – микроэлементозов – генетических, токсических, аллергических и эндокринных (Ломоносов, 1993).

 

4.1 Оценка состояния загрязнения атмосферы на территории Иркутской области

 

На территории Иркутской области расположены  крупнейшие предприятия теплоэнергетики, переработки нефти, строительных материалов, алюминиевой и черной металлургии, химической и нефтехимической, лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной, машиностроительной, металлообрабатывающей, микробиологической, легкой и пищевой промышленности, которые определяют количественный и качественный состав выбрасываемых загрязняющих веществ в атмосферу. Дополнительный вклад в загрязнение воздушного бассейна вносит большое количество мелких котельных, жилой сектор с печным отоплением и автотранспорт, лесные и торфяные пожары.

Температурный режим 2007 года, в том числе и периода, приходящегося на отопительный, в целом был теплее, чем 2006 год, (особенно январь и февраль), температура декабря соответствовала прошлогодней, что способствовало уменьшению уровня загрязнения в городах области.

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух городов и населенных пунктов, расположенных на территории Иркутской области, от стационарных источников составили 514,583 тыс. т/год (по данным 2006г.), в том числе твердые – 116,628 тыс. т/год, диоксид серы – 143, 167 тыс. т/год, оксида углерода – 128, 749 тыс. т/год, оксидов азота – 61,298 тыс. т/год.

Основной вклад  в суммарный выброс от стационарных источников внесли предприятия городов (в %): Ангарска – 28, Братска – 22, Иркутска – 9, Усть-Илимска – 6,6, Усолье-Сибирского – 6,3, Шелехова – 5,7, Саянска – 4,5. По отраслям промышленности наибольший вклад в суммарный выброс вносят предприятия (в %): теплоэнергетики – 45,9; цветной металлургии – 22,7; топливной – 5,4; лесной, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной – 5,1.

Наибольшее  количество специфических загрязняющих веществ в атмосферу поступило  от: ОАО «Ангарская нефтехимическая  компания», ОАО СУАЛ филиал «ИркАз-СУАЛ», и ОАО «РУСАЛ Братский алюминиевый  завод», ОАО «Целлюлозно-картонный  комбинат», ОАО «Целлюлозно-бумажный комбинат» и ОАО ПО «Усть-Илимский лесопромышленный комплекс», ОАО «Саянскхимпласт» и ОАО «Усольехимпром».

Загрязняющими атмосферу веществами, содержание которых  превышает установленные санитарные нормы, являются продукты сгорания топлива (бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид и оксид азота, оксид углерода, взвешенные вещества, сажа), технологические выбросы предприятий цветной металлургии (растворимые твердые фториды, фторид водорода), целлюлозно-бумажной промышленности (сероуглерод, сероводород), химической (хлорид водорода).

Оценка состояния  загрязнения атмосферного воздуха  свидетельствует о следующем.

В семи промышленных городах области, что составляет 39% всех обследованных населенных пунктов, уровень загрязнения атмосферного воздуха (по индексу ИЗА) оценивается как высокий и очень высокий. Это города: Братск, Зима, Иркутск – с очень высоким и Ангарск, Усолье-Сибирское, Черемхово, Шелехов, - с высоким уровнем загрязнения воздушного бассейна. Воздействию высокого и очень высокого загрязнения атмосферного воздуха подвергается 1,304 млн. человек, что составляет 65,3% от населения, проживающего в Иркутской области.

Братск и  Иркутск на протяжении многих лет  включаются в Приоритетный список городов  России с самым высоким уровнем  загрязнения воздуха. Зима в Приоритетный список после некоторого перерыва входит с 2001 года. На протяжении пяти лет в этот список входил Шелехов (2000-2004г. г), Ангарск входил в 2004, 2005 гг., Усолье-Сибирское – в 2001, 2002 гг.

Веществами, определяющими  очень высокое загрязнение атмосферного воздуха в этих городах, являются: бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид и оксид азота, сероуглерод, фторид водорода, взвешенные вещества, сажа.

В пяти городах  и поселках области: Бирюсинске, Култуке, Листвянке, Мегете, Слюдянке, что составляет 28% обследованных пунктов, в которых проживает всего 1,2% от населения Иркутской области, средние за год концентрации вредных веществ не превышают ПДК.

В тринадцати городах  области (72% от контролируемых) средние  за год концентрации одной или  более примесей превышают 1 ПДК. В девяти городах области средние за год концентрации превышают 1 ПДК по двум или более примесям; в Зиме, Усолье-Сибирском, Усть-Илимске, - по трем примесям; в Шелехове – по четырем примесям; Братске – по пяти примесям и в Иркутске – по шести.

В целом по городам области  средние концентрации формальдегида  превышают допустимый уровень загрязнения  в 3,7 раза, сероуглерода в 3,4 раза, бенз(а)пирена в 2,7 раза, диоксида азота в 1,3 раза, фторида  водорода в 1,2 раза.

Средние за год концентрации бенз(а)пирена превышают 1 ПДК в десяти городах (во всех обследованных городах), диоксида азота – в десяти городах; формальдегида – в шести городах; взвешенных веществ – в четырех городах; сероуглерода и фторида водорода – в Братске; оксида азота и сажи – в Иркутске. В Братске среднегодовая концентрация сероуглерода достигает – 6,2 ПДК, формальдегида – 9,3 ПДК, на ПНЗ №7 – 13,7 ПДК.

Максимальные разовые  концентрации превышают ПДК по одной  или нескольким контролируемым примесям в четырнадцати городах и поселках Иркутской области за исключением Бирюсинска, Мегета, Свирска, Тулуна. Пять ПДК (высокий уровень загрязнения) превышают наибольшие из среднемесячных бенз(а)пирена в Ангарске, Братске, Зиме, Иркутске, Усолье-Сибирском, Черемхово; максимальные разовые концентрации взвешенных веществ – в Иркутске; формальдегида – в Братске; хлорида водорода – в Зиме. Наибольшая повторяемость превышения ПДК более 20% (высокий уровень загрязнения) наблюдается в Братске по диоксиду азота (29,4%), по формальдегиду (46,1%) и сероуглероду (45,2%), в Зиме по диоксиду азота (21,3%). Максимальная разовая концентрация формальдегида в Шелехове 19 июля составила 11,4 ПДК (очень высокий уровень загрязнения).

Загрязнение городов и  поселков области основными примесями  является следствием выбросов предприятий электроэнергетики, угольной, деревообрабатывающей промышленности, большого количества мелких котельных, жилого сектора с печным отоплением, автотранспорта.

Взвешенные вещества. Взвешенные вещества контролируются на 31 ПНЗ в 17 городах.

Средние за год концентрации превышают ПДК в 1,2 – 1,6 раза Усть-Илимске, Иркутске, Шелехове, Усолье-Сибирском.

Максимальные разовые  концентрации превышают допустимую норму в 11 городах и поселках области  с наибольшим значением 5,4 ПДК, зарегистрированным в Иркутске. Наибольшая повторяемость превышения ПДК 7,8% отмечена в Усть-Илимске.

Диоксид серы. Наблюдения за диоксидом серы осуществляются на 34 ПНЗ в 18 городах.

Среднегодовые и максимальные разовые концентрации ниже 1 ПДК. Наибольшая из средних концентраций 0,3 ПДК зарегистрирована в Черемхово, максимальная концентрация составляет 0,6 ПДК – в Ангарске.

Оксид углерода. Содержание оксида углерода в атмосфере определяют по данным 28 ПНЗ в 13 городах.

Средние концентрации оксида углерода ниже ПДК, наибольшее содержание примеси наблюдается  в Шелехове, где средняя годовая  концентрация составляет 0,97 ПДК.

Максимальные  разовые концентрации этой примеси  превышают ПДК в 8 городах, наибольшее значение 3,4 ПДК и наибольшая повторяемость превышения ПДК 11,3% наблюдается в Иркутске.

Диоксид азота. Наблюдения за диоксидом азота осуществляются на 37 ПНЗ в 18 городах.

Средние годовые  концентрации диоксида азота выше ПДК  в 10 городах: в Братске, Вихоревке, Зиме, Черемхово, Иркутске, Свирске, Усть-Илимске, Тулуне, Усолье-Сибирском, Шелехове и составляют 1,1 – 2,9 ПДК.

Максимальные  концентрации диоксида азота в 10 городах  и поселках Иркутской области  превышают санитарную норму в 1,1 – 4,8 раза.

Наибольшая  максимальная концентрация этой примеси 4,8 ПДК зарегистрирована в Зиме. Наибольшая повторяемость превышения ПДК отмечена в Братске – 29,4%.

Оксид азота. Наблюдения за оксидом азота осуществляются на 4 ПНЗ в трех городах: Иркутске, Братске, Усть-Илимске. Санитарные нормы превышены только в Иркутске.

Среднегодовая концентрация примеси в Иркутске превышает ПДК в 1,7 раза, максимум составляет 2,4 ПДК; наибольшая повторяемость  составила 3,4%.

Бенз(а)пирен. Наблюдения за концентрациями бенз(а)пирена проводятся на 16 ПНЗ в 10 городах.

Результаты  анализов, выполненных в ГУ НПО  «Тайфун» г. Обнинска, свидетельствует  о том, что средний уровень  загрязнения атмосферного воздуха  бенз(а)пиреном выше санитарной гигиенической  нормы во всех обследованных городах  в 1,3 – 4 раза. Наибольшие из среднемесячных концентраций бенз(а)пирена превышают санитарные нормы во всех обследованных городах и составляют 2,8 – 9,5 ПДК; уровень 5 ПДК превышен в Черемхово, Зиме, Ангарске, Иркутске, Усолье-Сибирском, Братске.

Среднегодовая и максимальная разовая концентрация бенз(а)пирена в Иркутске составляют 0,3 ПДК.