Статистика атмосферного воздуха

Атмосферный воздух в силу его непрерывного возобновления как природный ресурс и жизненно необходимая среда обитания практически не ограничен в его потреблении. В силу своих естественных свойств воздух не может быть объектом присвоения каких-либо лиц. Естественно, что использование и воспроизводство воздуха статистикой не изучается, а природоохранительное законодательство не регулирует отношения собственности по поводу атмосферного воздуха или процесс его экономического использования.

Актуальной проблемой является качество атмосферного воздуха, которым в значительной степени определяются условия жизнедеятельности и здоровья человека, существования всей биоты, сохранности исторических и культурных памятников, зданий, сооружений, конструкций, изделий и материалов.

Токсичные примеси, поступающие в атмосферный воздух от производственных предприятий, транспортных средств и других источников, ухудшают его качество не только на локальном, но и на региональном и даже на глобальном уровнях. Таким образом, статистикой изучается качество и охрана атмосферного воздуха. Последняя в конечном счёте сводится к борьбе с его загрязнением.

Загрязнение атмосферного воздуха – поступление в атмосферный воздух или образование в нем вредных (загрязняющих) веществ в концентрациях, превышающих установленные государством гигиенические и экологические нормативы качества атмосферного воздуха

Экологическое право обеспечивает лишь охрану атмосферного воздуха от вредных воздействий. Указанные вопросы в нашей стране регламентируются в Федеральном законе от 4 мая 1999 г. № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха». В данном законе приводится следующее определение.

Атмосферный воздух – жизненно важный компонент окружающей среды, представляющий собой естественную смесь газов атмосферы, находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений.

Таким образом, объектом правовой охраны является именно атмосферный воздух, то есть воздух во внешней, открытой среде. Охрана воздуха в производственных, административных и других помещениях регулируется нормами трудового и иных отраслей законодательства.

Источники загрязнения атмосферного воздуха:

1. Природные (неантропогенные): извержение вулканов, пыльные бури, лесные пожары, космическая пыль, частицы морской соли, продукты животного, растительного и микробиологического происхождения. Уровень такого загрязнения рассматривается в качестве фонового, которое мало изменяется во времени. Выбросы от неантропогенных источников не охватываются статистическими наблюдениями.

2. Антропогенные

2.1 Стационарные (непередвижные): предприятия, домохозяйства, прочие.

2.2 Нестационарные (передвижные): транспорт.

Показатели загрязнения атмосферного воздуха стационарными источниками

Единицей статистического наблюдения по антропогенному загрязнению атмосферы являются юридические лица (промышленные предприятия, организации и учреждения – Ю.М.), имеющие стационарные источники загрязнения атмосферного воздуха.

Формой статистического наблюдения является годовая и полугодовая статистическая отчетность, а также выборочные обследования.

Среди форм федерального статистического наблюдения, централизованных в органах государственной статистики, в части состояния и охраны атмосферного воздуха действуют следующие:

Сводка данных об охране атмосферного воздуха и выбросах в атмосферу загрязняющих веществ производится в следующих разрезах:

- по Российской Федерации;

- по федеральным округам (до 2000 г. – по экономическим районам);

- по субъектам Российской Федерации;

- по районам Крайнего Севера и приравненным к ним местностям;

- по районам проживания коренных малочисленных народов Севера;

- по городам;

- по центрам субъектов Российской Федерации;

- по видам экономической деятельности;

- по формам собственности.

Выбросом в атмосферу загрязняющих веществ считается поступление в атмосферный воздух оказывающих неблагоприятное воздействие на здоровье и деятельность населения и окружающую природную среду) веществ. Учитываются все загрязнители, поступающие в атмосферный воздух как после прохождения пылегазоочистных установок (в результате неполного улавливания и очистки) на организованных источниках загрязнения, так и без очистки от организованных и неорганизованных источников загрязнения.

Вредное (загрязняющее) вещество – химическое или биологическое вещество либо смесь таких веществ, которые содержатся в атмосферном воздухе и которые в определенных концентрациях оказывают вредное воздействие на здоровье человека и окружающую среду.

Учету подлежат все загрязняющие вещества, содержащиеся в отходящих газах от стационарных источников загрязнения, имеющихся на предприятиях, и аспирационном воздухе. Количество загрязняющих веществ за отчетный период (всего, твердых, газообразных и жидких и по отдельным ингредиентам) указывают на основании инструментальных замеров и расчетов, проводимых в соответствии с методиками, утвержденными в установленном порядке. Сюда же включаются загрязняющие вещества, поступившие в атмосферу в результате аварий на трубопроводах.

По рекомендациям ООН к минимуму вредных веществ, подлежащих учету, относятся:

– диоксид серы (сернистный ангидрид) SO₂;

– оксид углерода (угарный газ) CO;

– оксиды азота NO_x в пересчете на NO₂;

– углеводороды С_xH_y;

– твердые вредные вещества (пыль, зола и т.п.);

– тяжелые металлы (в первую очередь, свинец Pb).

Формой № 2-ТП (воздух) учитываются следующие загрязняющие атмосферу вещества: твердые; газообразные и жидкие (из них – диоксид серы, оксид углерода, оксиды азота (в пересчете на NO₂), углеводороды, летучие органические соединения (ЛОС), прочие газообразные и жидкие).

Выбросы в атмосферу могут классифицироваться:

– по организации отвода и контроля (организованные и неорганизованные);

– по режиму отвода (непрерывные и периодические);

– по температуре (нагретые (tº газопылевой смеси > tº воздуха) и холодные);

– по локализации (в основном, вспомогательном и подсобном производстве);

– по признакам очистки.

В форме № 2-ТП (воздух) приводятся выбросы как от организованных, так и от неорганизованных источников выбросов загрязняющих веществ.

К организованным источникам относятся специальные устройства (трубы, аэрационные фонари, вентиляционные шахты и др.), посредством которых осуществляется выброс загрязняющих веществ в атмосферу.

Аэрационный фонарь – часть кровли здания в виде надстройки или углубления вовнутрь, предназначенная для удаления воздуха при естественном воздухообмене – аэрации.

К неорганизованным источникам относятся горящие (пылящие) терриконы и отвалы, резервуары, источники, загрязняющие вещества от которых поступают в атмосферный воздух в результате негерметичности (неплотности) технологического оборудования, газоотводов и другие неорганизованные источники.

Отвал – насыпь из пустых пород, отходов, шлака.

Отвал – размещение на поверхности пустых (вскрышных) пород или некондиционного сырья, а также хвостов обогатительных фабрик (т.е. отходов после обогащения полезных ископаемых) и отходов металлургического производства.

В зависимости от способа укладки материала отвалы делятся на следующие типы: конические (терриконы), хребтовые и плоские.

Террикон (фр. terril – отвал, conique – конический) – отвал, искусственная насыпь из пустых пород, извлеченных при подземной разработке месторождений угля и других полезных ископаемых.

Резервуар – вместилище для жидкостей и газов.

Очистка газов, загрязняющих атмосферу – удаление вредных веществ из состава газовоздушной смеси, отходящей от источников загрязнения атмосферного воздуха, с помощью специальных устройств, установок и оборудования; сюда же включается обезвреживание, снижение токсичности, нейтрализация, дожиг и т.п. вредных веществ в отходящих (образующихся) газах.

Форма № 2-ТП (воздух) содержит ряд показателей, достаточно подробно характеризующих загрязнение и охрану атмосферного воздуха. Все приведенные ниже основные показатели из этой формы измеряются в тоннах:

1. Выброшено загрязняющих веществ в атмосферу без очистки

1.1. в том числе от организованных источников загрязнения

2. Поступило загрязняющих веществ на очистные сооружения– всего

в том числе:

2.1. уловлено и обезврежено

2.1.1. из них утилизировано

2.2. выброшено после очистки

3. Всего выброшено в атмосферу загрязняющих веществ = (2) – (2.1) + (1) = (2.2) + (1)

На основе приведенных показателей можно рассчитать ещё один важный показатель:

4. Количество загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, = (1) + (2)

На основе абсолютных показателей, характеризующих выбросы в натуральном выражении, может быть рассчитано несколько аналитических относительных показателей, характеризующих удельный вес организованных и неорганизованных выбросов в общем количестве вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу (по каждому веществу и по всем выбрасываемым веществам в целом).

Процессы выбросов, улавливания и утилизации вредных веществ, отходящих от стационарных источников, характеризуются данными таблицы 1.

Таблица 1

Выбросы, улавливание и утилизация загрязняющих атмосферу веществ,
отходящих от стационарных источников, по Российской Федерации
(миллионов тонн)

Структура выбросов от стационарных источников по основным веществам-загрязнителям представлена в таблице 2.

Таблица 2

Выбросы наиболее распространенных загрязняющих атмосферу веществ,
отходящих от стационарных источников, по Российской Федерации
(миллионов тонн)

¹⁾ В пересчете на NO₂.

Показатели загрязнения атмосферного воздуха передвижными источниками

В настоящее время в соответствии с федеральным планом статистических работ оценку выбросов вредных веществ по отдельным видам передвижных источников загрязнения производит Ростехнадзор.

В основу методики расчета выбросов вредных веществ автомобильным транспортом заложен средний удельный выброс по автомобилям отдельных групп (грузовые, автобусы, легковые) и классов (по грузоподъемности, габаритным размерам для автобусов, по рабочему объему двигателя для легковых автомобилей) для каждого типа двигателя (бензиновый, дизельный) в зависимости от движения по городу или вне населенных пунктов. При этом выброс вредных веществ корректируется в зависимости от ряда наиболее существенных факторов. В результате в общем виде расчет массы вредных выбросов, поступающих в атмосферный воздух от автотранспортных средств, проводится по формуле:

,

где:

i - количество наименований учитываемых вредных веществ (оксида углерода – СО, углеводородов – С_xН_y, оксидов азота – NO_x и др.);

j - количество групп автомобилей;

k - количество классов автомобилей в данной группе;

g - количество типов двигателей, используемых в данном классе автомобилей данной группы;

М_i – масса i-го вредного вещества;

m_ijkg – пробеговый выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k-гo класса с g-ым типом двигателя при движении по городу или вне населенных пунктов, г/км;

L_jkg – пробег автомобиля j-ой группы k-гo класса с g-ым типом двигателя, км

ПК_ijkg – произведение коэффициентов влияния n факторов на выброс i-го вредного вещества автомобилем j-ой группы k-ro класса с g-ым типом двигателя.

В последние годы в России величина выбросов от автомобильного транспорта постепенно приближается к объему выбросов от стационарных источников (рис. 1).

Рис. 1. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух в Российской Федерации

Показатели качества воздуха

Качество атмосферного воздуха – совокупность физических, химических и биологических свойств атмосферного воздуха, отражающих степень его соответствия гигиеническим нормативам качества атмосферного воздуха и экологическим нормативам качества атмосферного воздуха.

Для определения уровня загрязнения атмосферы используются следующие характеристики:

- средняя концентрация примеси в воздухе, мг/м³ (q_ср);

- максимальная разовая концентрация примеси, мг/м³ (q_м).

Степень загрязнения оценивается при сравнении фактических концентраций с предельно допустимыми.

Для обеспечения нормативной чистоты воздушного бассейна для всех источников загрязнения атмосферы должны быть разработаны по каждому выбрасываемому веществу предельно допустимые выбросы (ПДВ), соблюдение которых должно обеспечивать снижение концентраций вредных веществ в приземном слое воздуха до уровня, не превышающего предельно допустимых концентраций (ПДК).

Предельно допустимая концентрация примеси в атмосфере (ПДК) – максимальная концентрация примеси в атмосфере, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает на него вредного воздействия, включая отдаленные последствия, а также на окружающую среду в целом.

ПДК бывают среднегодовые и максимально разовые. Значения ПДК устанавливаются Министерством здравоохранения и социального развития Российской Федерации (Минздравсоцразвития России).

Предельно допустимый выброс (ПДВ) – научно-технический норматив, устанавливаемый из условия, чтобы содержание загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы от стационарного источника загрязнения или их совокупности не превышало нормативов качества воздуха для населения, животного и растительного мира.

Суммарный выброс в атмосферу комплекса вредных веществ и каждого отдельного вещества по городам может быть рассчитан как сумма выбросов промышленных предприятий и автотранспорта по городам (расчет Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Российской Федерации (Росгидромета). Ежегодно при анализе информации, предоставляемой Росгидрометом, выделяются города с очень высоким уровнем загрязнения воздуха (Приоритетный список городов). Для этого необходимо корректно оценить суммарное загрязнение воздуха в городе всеми вредными веществами. С этой целью рассчитываются парциальные (I_i) и суммарный (I_m) индексы загрязнения атмосферы (ИЗА).

,

где q_i – средняя за год концентрация i-го вещества, мг / м³,

ПДК_i – предельно допустимая концентрация для i-го вещества, мг / м³,

С равны соответственно 0,85; 1,0; 1,3 и 1,5 для 4, 3, 2 и 1 классов опасности вещества.

Класс опасности веществ определяется в зависимости от ПДК в рабочей зоне (мг/м³): 1-ый класс – менее 0,1, 2-ой – от 0,1 до 1,0, 3-ий – от 1,0 до 10,0, 4-ый – более 10,0.

I_m рассчитывается для m=5, то есть из 5 наибольших значений концентраций веществ, определяющих основной вклад в суммарное загрязнение воздуха:

I₁>I₂>I₃>I₄>I₅.

Величина суммарного ИЗА рассчитывается по данным наблюдений на всех станциях в городе. При этом сначала рассчитываются I_i для каждой станции в городе, а затем осуществляется их осреднение их в целом по городу. Таким образом, ИЗА – комплексный индекс загрязнения атмосферы, учитывающий несколько примесей, характеризует уровень хронического, длительного загрязнения воздуха.

В Приоритетный список городов включаются города с величиной ИЗА³14. Приоритет города определяют 16 веществ: аммиак*, бензапирен*, взвешенные вещества (пыль)*, диоксид азота*, метилмеркаптан*, оксид азота, оксид углерода, сажа, сероуглерод*, спирт метиловый, стирол*, фенол*, формальдегид*, фторид водорода, твердые фториды и хлорид водорода. Знаком * отмечены вещества, которые в различных городах России чаще всего входят в пятерку веществ, определяющих основной вклад в суммарное загрязнение воздуха.

Кроме того, для определения качества воздуха используются следующие показатели:

СИ (Стандартный индекс) – наибольшая измеренная разовая концентрация примеси, деленная на ПДК. Определяется по данным наблюдений на посту за одной примесью или на всех постах рассматриваемой территории за всеми примесями за месяц или за год.

НП – наибольшая повторяемость (в %) превышения максимальной разовой ПДК по данным наблюдений на посту за одной примесью или на всех постах территории за всеми примесями за месяц или за год.

Уровень загрязнения воздуха считается:

- очень высоким, если ИЗА³14, СИ>10, НП>50%;

- высоким – при 7≤ИЗА<14, 5≤СИ≤ 10, 20%≤НП≤50%;

- повышенным – при 5≤ИЗА<7, 1£СИ<5, НП<20%;

- низким – при ИЗА<5, СИ<1, НП<10%

Согласно данным, опубликованным в Государственном докладе «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2009 году», наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в России в 2009 г. проводились в 250 городах (2008 г. – 248 городов) на 668 станциях, из них регулярные наблюдения Росгидромета выполнялись в 224 городах на 621 станции. В 2009 г. выполнено 4,3 млн. наблюдений, в том числе на сети Росгидромета – 4,0 млн.

Приоритетный список городов Российской Федерации с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха в 2009 г. включает 34 города с общим числом жителей 9,7 млн. человек (табл. 3, 4). Динамика количества городов в Приоритетном списке дана в табл. 3.

Таблица 3

Количество городов в Приоритетном списке

Резкое снижение количество городов в 1999 г. представляется сомнительным. Несмотря на произошедшее в 1990–1998 гг. существенное сокращение промышленных выбросов и уменьшение концентраций соответствующих загрязняющих веществ в атмосферном воздухе многих городов, уровень его загрязнения в 1999 г. оставался недопустимо высоким. Вероятно, таких городов больше, так как в 8 городах (Ангарск, Благовещенск, Кызыл, Ставрополе, Саратов, Архангельск, Сызрань, Нижний Тагил), которые обычно характеризуются высокими концентрациями примесей и были включены в аналогичный список 1998 г., наблюдения прерывались в январе–марте 1999 г.

Как и в 1998 г., в 2008 г. городов в Приоритетном списке насчитывалось 30. В 2009 г. в список включены города Ачинск, Иваново, Курган, Нижнекамск, Новочеркасск, Петровск-Забайкальский, Радужный, Салехард, Ставрополь, Улан-Удэ, Чегдомын (п.г.т.). Исключены из списка города Балаково, Барнаул, Карабаш, Махачкала, Сызрань, Челябинск, Черемхово.

Таблица 4

Приоритетный список городов Российской Федерации с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха в 2009 г.

Примечание: Ф – формальдегид, ВВ – взвешенные вещества, БП – бенз(а)пирен, HF – фторид водорода,
СO – оксид углерода, NO₂ – диоксид азота, NH₃ – аммиак, ЭБ – этилбензол, SO₂- диоксид серы.

Города Приоритетного списка не ранжируются по степени загрязнения атмосферы.