Методы изучения загрязнения атмосферного воздуха г. Минска

Что касается регионального и трансграничного переноса загрязняющих веществ, то основным источником информации об атмосферных выпадениях на территории Беларуси являются расчеты по моделям переноса и осаждения в рамках программы ЕМЕП [1,14].

Республика  Беларусь находится на границе между  районами с интенсивным промышленным производством (Западная Европа) и европейской частью России, которая также имеет достаточно локализованные источники загрязнения окружающей среды, в том числе и атмосферного воздуха. Например, доля трансграничной серы в выпадениях осадков составляет 84 – 86%, окисленного азота – 89 – 94%, восстановленного азота – 38 – 65%.  Ежегодно на территории Беларуси, по расчетам в рамках программы ЕМЕП,  осаждается 180 – 190 тыс. т серы, 60 – 70 – окисленного азота, 150 – 170 тыс.т.  восстановленного азота,  более 400 т свинца, около 5 т ртути. В поступлении на территорию Беларуси и окисленного азота основной вклад принадлежит странам-соседям – Польше, Германии, Украине (рис.2.2.). Восстановленный азот имеет в основном местное происхождение, существенный вклад вносят также Украина и Польша [1,20,36].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.2.2. Вклад различных стран в выпадения закисляющих соединений на территории Беларуси по состоянию на 1998 г. (по данным Метеорологического синтезирующего центра ЕМЕП "Запад", Осло, Норвегия) [20]

 

2.1. Стационарные источники

Минск является крупнейшим промышленным центром Беларуси, в котором производится 21,3% промышленной продукции и 22,8% потребительских товаров республики (2003). Наибольшее развитие в городе получили машиностроение и металлообработка (54,3% от объема промышленной продукции города), пищевая промышленность (12,2%), электроэнергетика (10,9%) и промышленность строительных материалов (5,8%)[24].

В Минске находится более 1300 предприятий, выбросы которых поступают в воздушный бассейн города (рис. 2.3). По данным Министерства статистики и анализа, в 2008 г. по форме 2-ОС «воздух» отчитывалось 222 предприятия, на которые приходится более 18 тыс. источников эмиссии[24].

Уровни и интенсивность негативного влияния производственных выбросов на население во многом зависит от взаиморасположения промышленных и жилых зон в городе. В Минске промышленные объекты, выбрасывающие вредные вещества, рассредоточены по всей территории города и размещены большей частью в непосредственной близости от жилой застройки (рис.2.3).

Рис.2.3. Схема размещение промышленных территорий в г. Минске[24]

 

Количество промышленных предприятий по административным районам г. Минска распределено неравномерно, соответственно распределение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по территории города также не характеризуется однородностью (рис.2.4).

 

 

Рис.2.4. Количество промышленных предприятий по административным районам г. Минска[39]

 

Наибольшая эмиссия характерна для Фрунзенского (11,35 тыс. т), Партизанского (9,64 тыс. т) и Заводского (7,66 тыс. т) районов. На долю остальных шести районов в сумме приходилось около 6,62 тыс. т или 20% от общего объема выбросов на территории Минска (рис. 2.5).

Рис.2.5.Вклад административных районов г. Минска в общий объем выбросов загрязняющих веществ стационарными источниками

в 2008 г.[44]

 

Для Фрунзенского района характерна максимальная эмиссия оксидов азота и диоксида серы — 47 и 60% от суммарного выброса данных веществ в городе. Партизанский район выделяется по эмиссии оксида углерода, углеводородов, включая летучие органические соединения, и твердых веществ — соответственно 40, 34 и 44%. Для Заводского района также характерны относительно высокие значения эмиссии основных загрязняющих веществ.

Среди объектов энергетики по объемам выбросов выделяются ТЭЦ-4 и ТЭЦ-3, а среди промышленных предприятий — тракторный завод, автомобильный завод и завод отопительного оборудования (рис. 2.6). На их долю приходится около 60% общего выброса загрязняющих веществ стационарными источниками г. Минска.

 

Рис.2.6. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу крупнейшими предприятиями г. Минска за 2008 г.[44]

 

За последние 10 лет минимальный уровень валовых выбросов зафиксирован в 2000 г. (30,8 тыс. т). В 2001 г. валовые выбросы возросли до 35,9 тыс. т и в последующие годы существенно не изменялись (см. рис.2.1).

Объемы и структура выбросов за период 2004-2007 гг. показаны в таблице 2.1, приведенной ниже.

Как следует из таблицы, максимальное количество суммарных выбросов приходится на 2006 г. – 40,3 тыс. т., а минимальное – на 2007 г. – 34,6 тыс. т. В целом прослеживается тенденция к увеличению выбросов углеводородов, НМЛОС и прочих, не учтенных в таблице загрязняющих веществ. Для диоксида серы наблюдается некоторое уменьшение выбросов. Что касается твердых веществ и оксида углерода, то количество их выбросов находится приблизительно на одном уровне и существенно не изменяется.

 

 

 

 

 

Таблица 2.1

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух г. Минска от стационарных источников за 2003-2007 гг. (тыс. т)[18,31-34]

 

Года	2003	2004	2005	2006	2007	Среднее
Всего, тыс. т	35,9	35,3	38,9	40,3	34,6	37,0
в том числе
твердые вещества	3,2	3,5	3,4	3,6	3,4	3,42
диоксид серы	5,0	3,9	2,5	4,1	1,2	3,34
оксид углерода	13,6	14,1	14,2	14,2	13,4	13,9
оксиды азота (в пересчете на NO2)	7,3	7,1	7,9	7,9	5,1	7,06
углеводороды	0,6	0,7	4,3	4,2	4,1	2,78
НМЛОС	4,9	4,9	5,9	5,7	6	5,48
прочие	1,3	1,1	0,7	0,6	1,4	1,02

 

Необходимо отметить, что в городе проводится большая работа по сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух. Происходит внедрение установок очистки газа, модернизация технологических процессов, направленных на уменьшение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу (внедрение индукционных печей взамен вагранок на РУП «МАЗ», РУП «МТЗ», ОАО «Минский завод отопительного оборудования»)[24]. Однако в настоящее время возможности предприятий промышленности и энергетики по значительному сокращению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух ограничены отсутствием широкого спектра ресурсосберегающих, малоотходных технологических процессов и соответствующего газоочистного оборудования.

 

2.2. Передвижные источники

 

Транспорт, в первую очередь автомобильный, является крупнейшим источником загрязнения воздушной среды в большинстве крупных городов мира, в том числе и в г. Минске. Основными веществами, содержащимися в выбросах транспорта, являются оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества (сажа) и летучие органические соединения (рис.2.4.). В составе ЛОС содержатся многие опасные соединения, включая бензол, 1,3-бутадиен, формальдегид, ПАУ и др. Помимо выхлопных газов, транспорт загрязняет атмосферный воздух вследствие износа шин, тормозов, деталей двигателя, а также испарения топлива.

Рис.2.5.Основные загрязняющие вещества в структуре выбросов передвижных источников в г. Минске в 2008 г.[44]

 

Тенденция загрязнения  атмосферного воздуха в г. Минске в последнее время идет к снижению содержания поллютантов[22]. Исключением является только формальдегид, который иногда  обуславливает 70-80% суммарного загрязнения воздуха[38].

Источником  образования формальдегида главным  образом является автомобильный  транспорт, деревообрабатывающие предприятия («Минскдрев»), машиностроительные заводы (МАЗ, МТЗ), химические и кожевенные производство. Формальдегид оказывает общетоксическое действие на человека, обладая раздражающими, аллергенными, а также канцерогенными и мутагенными cвойствами[23].

Объем выбросов от передвижных источников зависит от их количества, расхода топлива (пробега), качества и характера топлива, технического совершенства и состояния транспортных средств, характера дорожной сети и других факторов. Для оценки выбросов автотранспорта на территории г. Минска используются удельные показатели выбросов на единицу использованного топлива и данные об объемах топлива, израсходованного на работу автотранспорта[9].

Динамика выбросов от передвижных источников за последние 10 лет носила сложный характер, с закономерным возрастанием суммарных объемов с 1999 г. и определенной стабилизацией в 2003—2004 гг. (см. рис.2.1).Объемы и структура выбросов за период 2003-2007 гг. показаны в таблице 2.2.

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.2

Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух г. Минска от передвижных источников (тыс. т)[18, 31-34]

 

Года	2003	2004	2005	2006	2007	Среднее
Всего, тыс. т	171,0	169,7	179,3	189	194,5	180,7
в том числе
диоксид серы	0,7	0,7	0,3	0,3	0,4	0,48
оксид углерода	121,9	119,6	127,2	134,3	136,6	127,92
оксиды азота (в пересчете на NO2)	14,3	14,4	15,1	15,9	16,9	15,32
углеводороды	30,2	30,7	32,3	33,9	35,5	32,52
сажа	3,9	4,2	4,4	4,6	5,1	4,44
бенз(а)пирен, кг	110	120	130	140	150	130

 

Проанализировав таблицу 2.2, можно прийти к выводу, что для оксида углерода и азота, углеводородов, а также сажи и  бенз(а)пирена в рассмотренный период была характерна общая тенденция к увеличению количества выбросов.  Лишь для диоксида серы можно отметить снижение количества выбросов и их стабилизацию на уровне 0,3-0,4 тыс.т. в год. В целом же наибольший объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух г. Минска наблюдался в 2007 г. – 194,5 тыс. т., а наименьший – в 2004 г. – 169,7 тыс. т.

Важной характеристикой транспортной нагрузки на содержание загрязняющих веществ в воздушном бассейне является число транспортных средств в городе, их состав и технические параметры. Автомобильный парк города в 2004 г. по данным Минского городского управления статистики, насчитывал 400,0 тыс. единиц, среди них преобладали легковые автомобили — 363,2 тыс. единиц, большая часть которых (92,9%) принадлежит индивидуальным владельцам[24]. Анализ роста автотранспорта за период с 2000 г. показывает, что количество автомобилей предприятий и организаций увеличивается в среднем на 1% в год, тогда как ежегодный прирост числа индивидуальных автомобилей составляет 6—7%.

Важным фактором, определяющим выбросы от автотранспорта, является характер и качество потребляемого топлива. Автотранспорт столицы использует в качестве топлива в основном бензин и дизельное топливо; в меньшей степени используются сжиженный нефтяной и сжатый природный газ. В последние годы сокращается доля автомобилей, потребляющих низкооктановые бензины.

Воздействие транспорта на атмосферный воздух определяется техническим уровнем (в том числе уровнем оснащения нейтрализаторами дымовых газов), сроком службы и техническим состоянием автомобилей. За последнее десятилетие произошли существенные изменения в характере автомобильного парка, связанные с поступлением значительного количества импортных автомобилей различных моделей, возраста и технического состояния.

По данным Минского городского управления статистики, 91,5% транспортных средств, находящихся на балансе организаций и предприятий, технически исправны. Однако состояние многих автомобилей по дымности и токсичности отработавших газов неудовлетворительное. Это характерно также для средних и мелких предприятий и владельцев индивидуальных транспортных средств.

Данные эпизодических наблюдении Минского городского ЦГиЭ показали повышенную загрязненность воздуха формальдегидом и оксидом углерода вблизи магистралей с интенсивным движением транспорта. Максимальные концентрации составляли: на пр. Независимости (Ботанический сад) — 4,8 ПДК, на ул. Московской (почта) — 4,3 ПДК, на пр. Партизанском — 4,6 ПДК. Выше средней по городу загрязненность воздуха формальдегидом наблюдалась в районах ул. Ванеева, Плеханова, Кирова, Семенова, Брилевской, Долгобродской, Руссиянова, Никифорова, Ротмистрова, Селицкого и пр. Пушкина. Максимальные концентрации оксида углерода отмечены на ул. Ванеева (4,8 ПДК) и пр. Партизанском (4,6 ПДК)[24].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА г.МИНСКА

Геоэкологическая  оценка  и  нормирование качества окружающей среды производится с целью установления предельно  допустимых норм  воздействия,  гарантирующих  экологическую  безопасность  населения,  сохранение  генофонда,  обеспечивающих  рациональное  использование  и воспроизводство природных ресурсов в условиях устойчивого развития хозяйственной деятельности.

Под воздействием понимается антропогенная деятельность, связанная с реализацией экономических, рекреационных, культурных интересов и вносящая физические, химические, биологические изменения в природную среду. Количественные и качественные характеристики таких воздействий рассматриваются как антропогенная нагрузка.