Контроль качества атмосферного воздуха

Воздух представляет собой смесь определенных газов, повсюду на Земле представленных приблизительно в равных объемных долях. Загрязнение воздуха имеет место в том случае, если в смеси имеются вещества в таких количествах и так долго, что создают опасность для человека, животных и растений. От загрязнения воздуха страдают все живые организмы, но особенно растения. По этой причине растения, в том числе низшие, наиболее пригодны для обнаружения начального изменения состава воздуха. Соответствующие индексы дают количественное представление о токсичном эффекте загрязняющих воздух веществ [8].

Общие выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух от промышленных предприятий по Белгородской области за период с 2008 по 2012 г. растёт. Абсолютные объемы выбросов, отходящих от стационарных источников в сравнении с 2008 годом (115,5 тыс. т) на 2012 г. составили 133,9 тыс. т, в том числе по основным промышленным центрам: городам Белгороду – 7,81 тыс. т, Губкину – 26,97 тыс. т, Старому Осколу – 66,26 тыс. т.

В 2012 году организациями города на проведение природоохранных мероприятий по уменьшению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу было использовано 5,1 млн. рублей, что обеспечило снижение выбросов. В результате принятых мер (выполнение воздухоохранных мероприятий) в 2012 г. было уловлено и обезврежено 208,7 тыс. т. (96,4 %) загрязняющих веществ. Экстремально высоких уровней загрязнения атмосферы за многолетний период наблюдений не выявлено [23].

Это говорит нам о том, что такое качество воздуха достигнуто в результате реализации региональных программ по снижению негативного воздействия производства, предотвращению природных и техногенных рисков, деятельности предприятий по снижению выбросов загрязняющих веществ, внедрению новых технологий, а также работе государственных органов в области контроля и охраны окружающей среды.

Важнейшим условием функционирования системы управления качеством окружающей среды является наличие полной и достоверной информации о степени вредного влияния на нее результатов антропогенной деятельности. Работы по оценке масштабов этого влияния на атмосферный воздух в соответствии с законом Российской Федерации «Об охране атмосферного воздуха» проводятся в рамках «Государственного учета вредных воздействий на атмосферный воздух и их источников».

В этом вопросе особое внимание уделяется мониторингу окружающей среды, а также контролю за соблюдением природоохранного законодательства в регионах, которые характеризуются высокой техногенной нагрузкой.

Современная биосфера адаптирована к существующему климату и к химическому составу атмосферы Земли. Состав сухого незагрязненного воздуха у земной поверхности в объемных процентах выражается следующими цифрами: азот – 78,08 %; кислород – 20,95 %; аргон – 0,93 %; углекислый газ – 0,03 %. Содержание остальных газов (неон, гелий, метан, криптон, водород, оксиды серы и азота, аммиак, ксенон, озон, радон и др.) не превышает 0,01 %. Во влажном воздухе у земной поверхности содержание водяного пара составляет в среднем от 0,2 % в полярных широтах до 2,5 % у экватора. Значительные изменения в составе атмосферного воздуха неизбежно повлекут за собой необратимые изменения в биосфере [15].

Высокая освоенность территории, плотность населения, развитая транспортная сеть несут антропогенную и техногенную нагрузки, отрицательно влияют на окружающую среду. Поэтому качество воздуха зависит в основном от выбрасываемых загрязняющих веществ в атмосферу, промышленными предприятиями и транспортом.

Выброс автотранспорта представляет собой смесь следующих газов: оксида углерода, угарного газа, азота, диоксида азота, циклических углеводородов, бензола, свинца, твердых частиц, сажи, водяного пара.

Выделяют группы, загрязняющие атмосферу:

1) аэродисперсные системы, состоящие из твердых и жидких частиц, взвешенных в воздухе (пыль, туман, дым, смог);

2) газообразные вещества (оксиды углерода, аммиак, сероводород и другие);

3) пары веществ (углеводороды, ароматические углеводороды).

В системе Росгидромета за качеством атмосферного воздуха населенных пунктов ведутся наблюдения со стационарных, маршрутных и передвижных постов. Стационарный пост предназначен для обеспечения непрерывной регистрации содержания загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего анализа.

Из числа стационарных постов выделяют опорные стационарные посты, которые предназначены для выявления долговременных изменений содержания основных и наиболее распространенных загрязняющих веществ.

Маршрутный пост наблюдения предназначен для регулярного отбора проб воздуха в фиксированной точке местности при наблюдениях, которые проводятся с помощью передвижного оборудования.

Передвижной пост предназначен для отбора проб под дымовым (газовым) факелом с целью выявления зоны влияния данного источника.

Правила контроля воздуха населенных пунктов устанавливают программы наблюдений. Устанавливают четыре программы наблюдений на стационарных постах:

1) полную,

2) неполную,

3) сокращенную,

4) суточную.

Полная программа наблюдений предназначена для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполняют ежедневно путем непрерывной регистрации с помощью автоматических устройств или дискретно через равные промежутки времени не менее четырех раз с обязательным отбором в 1,7, 13, 19 ч по местному декретному времени. Допускается проводить наблюдения по скользящему графику 7, 10, 13 ч во вторник, четверг, субботу и в 16, 19, 22 ч в понедельник, среду, пятницу.

Наблюдения по неполной программе разрешается проводить с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в 7, 13, 19 ч местного декретного времени.

По сокращенной программе наблюдения проводят с целью получения информации о разовых концентрациях ежедневно в сроки 7 и 13 ч местного декретного времени. Наблюдения по сокращенной программе допускается проводить при температуре воздуха ниже минус 45 °С и в местах, где среднемесячные концентрации ниже его разовой ПДК или меньше нижнего предела диапазона измерений примеси используемым методом.

Программа суточного отбора проб предназначена для получения информации о среднесуточной концентрации. Наблюдения по этой программе проводятся путем непрерывного суточного отбора проб.

В период неблагоприятных метеорологических условий и значительного возрастания содержания загрязняющих веществ, проводят наблюдения через каждые 3 ч. При этом отбирают, пробы под факелами основных источников загрязнения и на территории наибольшей плотности населения.

Одновременно с отбором проб воздуха определяют следующие метеорологические параметры: направление и скорость ветра, температуру воздуха, состояние погоды и подстилающей поверхности. На отдельных постах допускается смещение всех сроков наблюдений на один час. Допускается не проводить наблюдения в воскресные и праздничные дни.

На опорных стационарных постах проводятся наблюдения за содержанием пыли, сернистого газа, окиси углерода, двуокиси азота (основные загрязняющие вещества) и за специфическими (веществами, которые характерны для промышленных выбросов данного населенного пункта).

На стационарных (неопорных) постах проводятся наблюдения за специфическими загрязняющими веществами. Наблюдения за основными загрязняющими веществами на этих постах допускается проводить по сокращенной программе и не проводить их, если среднемесячные концентрации этих веществ в течение года не превышают 0,5 среднесуточной ПДК.

Перечень веществ для контроля на каждом стационарном посту в городе устанавливается местными органами Государственного комитета по гидрометеорологии и контролю природной среды и санитарно – эпидемиологической службы.

На маршрутных постах проводятся наблюдения за основными загрязняющими веществами и специфическими веществами, характерными для промышленных выбросов данного населенного пункта.

На передвижных (подфакельных) постах проводятся наблюдения за специфическими загрязняющими веществами, характерными для выбросов данного предприятия.

При проведении эпизодических обследований наблюдения проводятся по программе, включающей необходимый минимум регулярной программы.

Отбор проб:

1) Продолжительность отбора проб загрязняющих веществ при определении разовых концентраций составляет 20 – 30 мин.

2) Продолжительность отбора проб загрязняющих веществ для определения среднесуточных концентраций при дискретных наблюдениях по полной программе составляет 20 – 30 мин, при непрерывном отборе – 24 ч.

3) Отбор проб при определении приземной концентрации примеси в атмосфере проводят на высоте от 1,5 до 3,5 м от поверхности земли.

4) Конкретные требования к способам и средствам отбора проб, необходимым реактивам, условиям хранения и транспортирования образцов, индивидуальным для каждого загрязняющего вещества, устанавливаются в нормативно-технических документах на методы определения загрязняющих веществ.

По данным о загрязнении атмосферы определяют величины концентраций примесей: разовые (20 – 30 мин), среднесуточные, среднемесячные и среднегодовые.

Среднесуточныеконцентрации определяют как среднее арифметическое значение разовых концентраций, полученных по полной программе через равные промежутки времени, включая обязательные сроки 1,7, 13, 19 ч, а также по данным непрерывной регистрации в течение суток.

Среднемесячные значения концентраций загрязняющих веществ определяют как среднее арифметическое значение всех разовых или среднесуточных концентраций, полученных в течение месяца.

Среднегодовую концентрацию загрязняющего вещества определяют как среднее арифметическое значение разовых или среднесуточных концентраций, полученных в течение года.

Так, специализированной лабораторией мониторинга окружающей среды Белгородского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также Старооскольской комплексной лабораторией по мониторингу окружающей среды проводится ежедневный контроль за состоянием атмосферного воздуха. Отбор проб воздуха осуществляется на стационарных постах. В основных промышленных городах области расположено 9 постов наблюдений: в г. Белгороде – 4, Старом Осколе – 3, Губкине – 2. Посты условно подразделяются на «городские, фоновые» - в жилых районах; «промышленные» - вблизи предприятий и «авто» - вблизи автомагистралей или в районах с интенсивным движением транспорта.

Программой работ предусматривается определение 8 вредных веществ.

Контроль осуществляется по 4 основным ингредиентам: пыли (взвешенные вещества), диоксиду серы, оксиду углерода и диоксиду азота.

Кроме того на постах производятся отборы проб воздуха на специфи­ческие ингредиенты: растворимые сульфаты, оксид азота, формальдегид, бенз (а) пирен, тяжелые металлы.

Силами работников Белгородского филиала ФГУ «Специализированная инспекция аналитического контроля по Центральному региону» регулярно отбираются и анализируются пробы воздуха на стационарных источниках выбросов.

Статистическая обработка результатов анализов производится на компьютере с применением программы «АСОИЗА». Ежемесячно в территориальное управление, а также заинтересованным организациям передается справка о состоянии загрязнения атмосферы по городам. По результатам работ за год выпускается годовой отчет о состоянии загрязнения воздуха в городах.

В связи с постоянно увеличивающейся техногенной нагрузкой в последние годы такая система контроля уже не может дать объективной оценки загрязнения атмосферы: количество стационарных постов недостаточное, оборудование морально устарело [19].

С целью усиления государственного контроля и расширения системы экологического мониторинга за качеством атмосферного воздуха Государственной экологической инспекцией Белгородской области приобретена передвижная станция контроль атмосферы, которая оснащена самым современным оборудованием. Использование этой станции позволяет полу­чать своевременную и достоверную информацию о состоянии атмосферного воздуха, а также о фактах хозяйственной и иной деятельности, создающих угрозу жизни, здоровью и имуществу граждан.

Таким образом, система совместного отбора и анализа проб лабораториями различных природоохранных структур исключает ошибки и дает высокоэффективные результаты. Для лаборатории областного гидрометеоцентра, мониторинг атмосферы является прямой обязанностью.

Для оценки состояния атмосферного воздуха нами был выбран метод биоиндикационного исследования. Из биоиндикационного метода использовался метод по определению степени чистоты атмосферного воздуха по сосне обыкновенной [16].

Глава 2. Характеристика района исследования

2.1 Общие сведения о г. Белгороде

Город Белгород – административный центр Белгородской области, которая находится на юго-западе Российской Федерации. Дата образования области – 6 января 1954 г. Размещаясь на площади в 27,1 тыс. км², область в составе ЦЧР уступает только Курской и Воронежской областям, но превышает территории многих государств мира – Израиля (14,1 тыс. км²), Кувейта (17,8 тыс. км²). У нее выгодное экономико – географическое положение: южное положение, высокая степень освоенности и заселенности, развитая транспортная инфраструктура (ее пересекают важные железнодорожные, автомобильные магистрали межгосударственного значения, линии электропередач), соседство с развитыми экономическими регионами России и Украины. Приграничное положение области способствует интенсивному развитию внешнеэкономической деятельности. Белгородская область на основе параметров социально-экономического характера входит в пятерку регионов РФ с наиболее высоким уровнем жизни [24].

В области 19 муниципальных районов, 3 городских округа, 25 городских и 263 сельских поселений. Самый крупный город – областной центр Белгород с числом жителей 373,5 тыс. чел. (на 01.01.2013 г.), представляющих около 100 национальностей. Это полифункциональный город с разнообразной экономической и неэкономической деятельностью [22].

Город был основан как город – крепость в 1596 г. В 1954 г. Белгород становиться центром Белгородской области, после чего шел его активный рост, особенно по масштабам.

Синонимом Белгорода стали слова «Город первого салюта». Всего полторы сотни жителей, оставшихся в живых, встретили своих освободителей 5 августа 1943 года. Указом Президиума Верховного Совета СССР от 9 апреля 1980 г. за мужество и стойкость, проявленные трудящимися города в годы Великой Отечественной войны, и за успехи, достигнутые в хозяйственном и культурном строительстве, Белгород был награжден орденом Отечественной войны I степени.

Указом Президента РФ от 27 апреля 2007 года № 558 за мужество, стойкость и массовый героизм, проявленные защитниками города в борьбе за свободу и независимость Отечества, городу Белгороду присвоено почет­ное звание Российской Федерации «Город воинской славы».

Город Белгород является административным центром Белгородской области. Он расположен на площади в 153 км². Жилищный фонд областного центра около 9152 тыс. м². Протяженность белгородских улиц составляет 512 км. Площадь застроенных земель составляет 59 %, а общая площадь зеленых насаждений в пределах городской черты – 32 % от общей площади городских земель. Расстояние от Москвы до Белгорода 695 км.

За период с 1954 по 2000 годы в Белгороде были построены и вступили в строй действующих заводы металлоконструкций, авторемонтный и лимонной кислоты, слюдяная и мебельная фабрики, витаминный комбинат.

Энергично стало развиваться социально-культурное строительство. В этот период в областном центре построены Дворцы культуры «Железнодорожников», «Витаминщик», «Строитель», «Энергомаш». Введены в действие два Дома быта, областная научная библиотека, музыкальное училище, театр кукол, новые здания аэропорта, авто и железнодорожного вокзалов.

Велось интенсивное строительство общеобразовательных школ, дошкольных учреждений. Построены и открыты новые здания пединститута, технологического и кооперативного институтов.

Основу промышленного комплекса города составляют предприятия обрабатывающих производств, среди них: ЗАО «Энергомаш (Белгород)» крупное, многопрофильное предприятие, одно из основных поставщиков энергетического оборудования в России; ОАО «Белагромашсервис» - один из передовых российских заводов, производящих высококачественную почвообрабатывающую технику; ОАО «Белгородасбестцемент» - одно из новейших предприятий в России, выпускающее асбестоцементные изделия; ЗАО «Белгородский цемент» - крупнейший производитель высокомарочных цементов России; ООО «Управляющая компания ЖБК-1» - одно из ведущих предприятий строительного комплекса Белгородской области; ОАО «Белгородский абразивный завод» - крупнейший в России и странах СНГ производитель водостойкой шлифовальной шкурки и изделий из неё. В 2012 году предприятиями обрабатывающих производств отгружено товаров собственного производства, выполнено работ и услуг собственными силами в действующих ценах на 57,5 млрд. рублей[3].

Сегодняшний Белгород является культурным и научным центром. В Белгороде открыты Православная духовная семинария с миссионерской направленностью и Православная гимназия во имя св. Кирилла и Мефодия.

По особенностям ботанико-географических условий и характеру растительных группировок территория Белгородского района относится к подзоне типичной лесостепи. Девственный растительный покров был коренным образом видоизменён хозяйственной деятельностью человека в силу природных особенностей и исторического развития.

Лесостепные и степные ландшафты подверглись практически полному коренному преобразованию, превратившись в антропогенные ландшафты, характерные для аграрно-индустриальных районов. Издавна район ориентирован на выращивание сельскохозяйственной продукции.

Согласно Указу Президента Российской Федерации от 02.10.92 г. № 1155 «Об особо охраняемых природных территориях РФ», сохранение и развитие ООПТ является приоритетным направлением государственной политики.

В соответствии с современной концепцией территориальной охраны природы, «каждый район должен обладать системой природных охраняемых территорий, обеспечивающих целесообразное экологическое равновесие, позволяющее иметь климаксовые или узловые экосистемы...» [26]. Являясь наиболее ценными по своим природным характеристикам участками территорий, ООПТ образуют узлы регионального экологического каркаса.

Существующая сеть ООПТ создавалась с середины 1982 – 1990 гг. Решение облисполкома от 30.08.1991 г. № 267 «О создании сети особо охраняемых природных территорий области» можно считать началом создания региональной сети ООПТ.

При его подготовке был допущен ряд погрешностей: категории ООПТ присваивались достаточно произвольно, без достаточного обоснования экологической ценности, для ряда ООПТ отсутствовали данные по их картографической привязке, в некоторых случаях без указания площади, не разработаны ограничения по использованию земель конкретной охраняемой территории; отсутствуют охранные зоны, предупредительные и информационные аншлаги, в сеть ООПТ включены охотничьи заказники, которые по своему целевому назначению не отвечают требованиям ООПТ, хотя и являются буферными зонами и центрами интродукции промысловых животных [21].

Белгород – город высокой культуры. Развитию культуры и сохранению культурных ценностей в городе придают большое значение. В городе имеются свыше 7 музеев, 2 парка отдыха и культуры, 2 театра, зоопарк, 3 кинотеатра, 12 учреждений культурно – досугового типа, 26 библиотек, ледовый дворец «Оранжевый лёд», учебно – спортивный комплекс НИУ «БелГУ» Светланы Хоркиной, дворец спорта «Космос», стадион «Энергомаш».