Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Аллянова Валентина Александровна

Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска)
<
Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Аллянова Валентина Александровна. Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска) : Дис. ... канд. техн. наук : 03.00.16 : Ульяновск, 2003 149 c. РГБ ОД, 61:04-5/1118

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ стационарных источников загрязнения атмосферы г. Ульяновска 12

1.1. Общая характеристика предприятий города 12

1.2. Анализ источников по их параметрам , 17

1.3. Анализ веществ, выбрасываемых в атмосферу г. Ульяновска 30

Глава 2. Анализ динамики состояния атмосферного воздуха г. Ульяновска. 37

2.1. Анализ метеопараметров 37

2.2. Динамика загрязнения воздуха отдельными веществами 44

2.3. Комплексный индекс загрязнения атмосферы 48

2.4. Корреляция между концентрациями разных веществ 51

2.5. Зависимость загрязненности воздуха от факторов среды 53

Глава 3. Интегральные оценки загрязненности атмосферы над городской территорией 63

3.1. Математическая модель загрязненности атмосферного воздуха... 63

3.2. Карты загрязненности атмосферы над территорией города Ульяновска 66

3.3. Расчетный индекс загрязненности атмосферы города 77

3.4, Оптимизация сети наблюдений за загрязнением атмосферы города 81

3.5. Информационное обеспечение 85

Заключение 89

Литература 91

Введение к работе

Атмосферный воздух является жизненно важным компонентом окружающей природной среды, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных - так говорится в Преамбуле Федерального закона об охране атмосферного воздуха [129]. Загрязнение городского воздуха представляет серьёзную угрозу для здоровья людей и окружающей среды в целом [16], [58], [67], [93], [150], [153]. Поэтому объективная оценка уровня загрязненности городской атмосферы является актуальной задачей.

В условиях научно-технического прогресса, когда наряду с достижениями во всех отраслях народного хозяйства возникли и отрицательные последствия, связанные с загрязнением атмосферы не только в локальных, но и в глобальных масштабах, возникла необходимость изучить состояние ее загрязнения и выбрать стратегию для регулирования ее качественного состава [22], [23], [39], [42], [60], [88], [92], [107], [149], [169], [188]. Это обстоятельство привело к разработке системы мониторинга окружающей среды, т.е. системы наблюдений, оценки и прогноза состояния среды в пространстве и времени с определенными целями и программой, позволяющей выделить изменения в биосфере под влиянием антропогенной деятельности [29], [30], [66], [74], [75]-[77], [162], [179]. Государственная стратегия в управлении качеством среды нашла свое отражение в нормативных документах (ГОСТы [51]-[55], РД [114]-[116], методические указания [97]-[101]). Особое внимание уделяется созданию городской автоматизированной системы контроля качества атмосферного воздуха [1], [10], [13], [20], [21], [25], [37], [65], [68], [137], [148], [157], [158], [184].

Научный анализ и оценка загрязненности атмосферного воздуха по данным мониторинга выполнены для многих регионов как в нашей стране (например, для Москвы [9], [189], Санкт-Петербурга [147], Саратова [8], [96], [130], [131], Татарстана [126], Новокузнецка [133], Оренбурга [27], Магнитогорска [79], Красноярска [73], Нижневартовска [119], для областей Воронежской [26], Кемеровской [70], Калининградской [84]), так и за рубежом (см. обзоры по Северной Америке [164], Европе [177], США [186], Германии [193], Франции

[163], Италии [161], Китая [174], Польши [176], Болгарии [125], Белоруссии [182], Финляндии [181], Тайваня [158], Индии [170], результаты наблюдений за состоянием среды в Нью-Йорке [187], Чикаго [191], Атланте [167], Праге [154], Александрии [175], Дели [159], Сиднее [165] и др.). Общие итоги состояния окружающей среды в РФ подводятся в Государственных докладах [56],[57].

Необходимость перехода к информационному обществу признана приоритетной в ведущих странах мира. Переход к безбумажной технологии должен быть осуществлен и в области охраны окружающей среды. Мониторинг должен быть связан с информационной системой, позволяющей оперативно решать практические задачи управления качеством окружающей среды. Исследования в этом направлении ведутся достаточно интенсивно [11], [33], [36], [83], [85], [106], [127], [132],[143] и др. Научные аспекты охраны атмосферного воздуха промышленных центров рассмотрены во многих диссертационных работах (например, [12], [27], [28], [38], [62], [72], [87], [95],[104], [126], [131]).

Ульяновская область представляет собой развитый аграрно-промышленный регион, основу которого составляют более 400 крупных и средних предприятий. До 40% и более от общей массы выброшенных в атмосферу загрязняющих веществ по области приходится на город Ульяновск. Почти каждая пятая проба воздуха в Ульяновске в последние годы не соответствует норме [57]. По данным Государственного доклада РФ о состоянии окружающей природной среды [108], Ульяновск 5 раз в течение 7 лет (1992-1998 гг.) оказывался в списке городов с наиболее высоким уровнем загрязнения воздуха.

Однако ни систематизации источников загрязнения городской атмосферы, ни их научного анализа и исследования, ни - тем более - информационной системы, позволяющей с помощью компьютера решать практические задачи, - в Ульяновске не было. Актуальной для города была задача составления полного кадастра промышленных предприятий, стационарных источников загрязнения атмосферы, всех загрязняющих веществ, выбрасываемых ими.

Регулярные наблюдения за состоянием атмосферного воздуха города проводятся УЦ ГМ ОС с 1985 года [2], [5], [44]. Метеоданные регистрируются на

посту №20 (район аэропорта), а концентрации различных загрязняющих веществ - на четырех постах: пост 1 на Среднем Венце, пост 3 - на территории автовокзала, пост 4 - на пересечении проспекта Гая и улицы Варейкиса, пост 5 - на Нижней Террасе (угол улиц Шоферов и Краснопролетарской). Данные на каждом посту снимаются трижды в день (7, 13 и 19 часов) в рабочие дни. В итоге за год общее число наблюдений оказывается от 915 до 921. В одно наблюдение мы включаем все разовые данные с 5 стационарных постов:

Пост 1 - концентрации N02, СО, SO2, пыли, фенола (до 1988 г.), бенз(а)пирена (с 1988 по 1997 гг.) и метеопараметры (температура, направление ветра, скорость ветра, атмосферные явления),

Пост 3 - концентрации NO2, СО, SO2, NO и SO4, пыли и метеопараметры,

Пост 4 - концентрации NO2, СО, ЗОг, пыли, бенз(а)пирена, формальдегида и метеопараметры,

Пост 5 - концентрации NO2, СО, SO2, пыли, фенола (начиная с 1989 г.), бенз(а)пирена (с 1999 года) и метеопараметры,

Пост 20 - температура, направление ветра, скорость ветра, атмосферные явления, влажность относительная, влажность абсолютная.

Однако все данные наблюдений до 2002 года находились только на бумаге. Провести полное их исследование, научно оценить динамику состояния городского воздуха не представлялось возможным без разработки компьютерной базы данных и введения в нее информации с бумажных носителей. Актуальность создания такой базы данных осознавалась руководством Госкомитета по охране окружающей среды Ульяновской области, которое инициировало в 1997 году специальную НИР (Научно-технический отчет «Данные постов наблюдения за качеством атмосферного воздуха в г. Ульяновске» на 120 с. был подготовлен с участием автора под руководством проф. Голункова Ю. В.).

Интегральные характеристики загрязнения территории позволяют сравнивать состояние атмосферы в разных городах или в разных районах крупного города [17], [41], [91], [102], [109], [136], [138], [168], [173], [180]. Большой научный и практический интерес представляют экологические атласы городов, на-

пример, атласы Санкт-Петербурга [147], Ростовской области [71], Тольятти
[135], Мурманской области [34]. Эти задачи для Ульяновска не решались, а их
актуальность можно подчеркнуть тем, что проведение автором подобных ис-
* следований для Ульяновска было поддержано грантом .

Задача оптимального размещения постов наблюдения за состоянием атмосферы исследуется уже более 30 лет [31], [43], [59], [64], [81], [82], [89], [90], [113], [124], [128], [144], [153], [172], [183], [185], [190]. Были предложены раз-ные методы ее решения: эвристические, итерационные, оптимизационные, линейного программирования, статистические, по оценке загрязненности. Нами предложен принципиально новый подход к ее решению [3], [4], [46].

Целью диссертационной работы является интегральная оценка качества атмосферного воздуха над территорией промышленного города на основе анализа городских стационарных источников загрязнения и данных стационарных постов наблюдения за состоянием атмосферы с использованием статистических моделей.

Для достижения указанной цели в работе решены следующие задачи;
"4 1) 'создание двух компьютерных баз данных, в одной из которых содер-

жится информация о стационарных источниках загрязнения атмосферы, в другой - данные 18-летних наблюдений за состоянием воздуха г. Ульяновска;

  1. проведение комплексного анализа техногенного воздействия на городскую атмосферу с классификацией по различным параметрам промышленных предприятий, стационарных источников, выбрасываемых ими загрязняющих веществ;

  2. оценка динамики состояния атмосферного воздуха города, включая климатические условия, загрязнения воздуха отдельными ингредиентами и их совокупностью, а также оценка корреляции между веществами и зависимости загрязнения от факторов среды по данным наблюдений за 1985 - 2002 гг;

1 Грант на проведение научных исследований молодыми учеными, выигранный в конкурсе Ульяновского Регионального отделения АН FT в 2000 г.

  1. построение карт загрязненности городской атмосферы по интегральным показателям;

  2. определение комплексного индекса загрязнения атмосферы на базе статистической модели с данными об источниках загрязнения и выбор размещения постов наблюдения, оптимального с позиций этого определения.

Методы исследования. В работе использованы методы системного анализа, методы математической статистики (оценка средних, корреляционный, регрессионный и дисперсионный анализы), методы кластерного анализа, компьютерное моделирование. Расчеты проведены с использованием специализированного программного обеспечения.

Научная новизна.

  1. Предложена новая классификация промышленных предприятий и стационарных источников загрязнения атмосферы по различным их параметрам; она позволяет сравнивать различные районы города по техногенной нагрузке.

  2. Разработана новая методика для ранжирования градаций фактора среды по влиянию на загрязнение воздуха, в основе которой - математическая статистика, кластерный анализ и метод ранговых коэффициентов. С ее помощью получено ранжирование градаций таких факторов, как территория города, время суток, сезон года, месяц, направление и скорость ветра, атмосферные явления.

  3. Предложены различные критерии интегральной оценки городской территории для построения карт загрязненности атмосферного воздуха. Для Ульяновска впервые построены карты загрязненности городской атмосферы.

  4. Введено новое понятие расчетного ИЗА (индекса загрязнения атмосферы), опирающееся, в отличие от известного понятия ИЗА, не на данные постов наблюдений, а на данные источников загрязнения. Оно позволяет объективно сравнивать загрязнение воздуха в разных городах или в разных районах города.

  5. На базе понятия расчетного ИЗА предложен новый критерий оптимальности расстановки стационарных постов наблюдения в городе - ИЗА по данным постов максимально приближен к расчетному ИЗА. Проведено исследование территории г. Ульяновска и выбраны места постов по новой методике.

Практическая значимость полученных результатов.

  1. Созданные компьютерные информационные системы, имеющие самостоятельную практическую значимость, позволили провести комплексный анализ и классифицировать по предложенной методике все предприятия города, расположенные на их территории стационарные источники, а также все вещества, загрязняющие атмосферу Ульяновска.

  2. Впервые проведен полный анализ динамики состояния атмосферы Ульяновска (по данным наблюдений за последние 18 лет), выявлены основные ее тенденции, определено влияние на загрязнение факторов среды, что может быть использовано в природоохранной деятельности.

  3. Получены перечни приоритетных веществ для города в целом, для Правобережья и Левобережья в отдельности, которые могут быть учтены при организации мониторинга городской атмосферы Ульяновска.

  4. Построенные карты загрязненности городской атмосферы могут быть использованы при планировании жилищного и промышленного строительства.

  5. Выбранные места расположения стационарных постов наблюдения помогут оптимизировать сеть мониторинга атмосферного воздуха.

  6. Результаты работы можно использовать в спецкурсе «Мониторинг атмосферы» для экологических специальностей.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и трех Приложений. Первая глава посвящена анализу предприятий, расположенных на территории города Ульяновска1, входящих в них стационарных источников загрязнения атмосферы города, а также загрязняющих веществ (примесей), выбрасываемых источниками [49].

В 1.1 предприятия классифицированы по различным параметрам, а для каждого параметра предложена система градаций. Так, по числу источников загрязнения воздуха предприятия разбиты на мелкие, средние, крупные и очень крупные; по количеству выбрасываемых примесей — на предприятия узкой,

1 108 предприятий, информация о которых имеется в томах ПДВ, находящихся на хранении в архиве ГУПР по Ульяновской области

средней, широкой специализации или широкого профиля; по суммарной массе веществ, выбрасываемых в атмосферу всеми его источниками, - на предприятия малой мощности, невысокой, средней, высокой и очень высокой мощности. Получены значения плотности источников предприятий относительно территории и населения. Результаты подвергнуты экологическому анализу. Полный перечень предприятий приведен в Приложении к главе 1 (таблица П 1.1).

В 1.2 исследуются стационарные источники (в количестве 4499). Каждый источник характеризуется рядом параметров: координаты, высота, диаметр устья, температура выбрасываемой смеси, скорость выхода и расход смеси, масса каждого выбрасываемого вещества, а также параметры 'внешние' — наиболее опасная скорость ветра, максимальная приземная концентрация в атмосфере выбрасываемого вещества массой 1 г в сек, расстояние от источника, на котором достигается эта максимальная величина при этом ветре [115]. По каждому параметру проведена классификация источников с учетом административного района и города в целом, найдено среднее значение и среднее квадра-тическое отклонение. Полный перечень стационарных источников имеется в специальной компьютерной базе данных [6].

1.3 посвящен исследованию всех 209 примесей, выбрасываемых стационарными источниками. Классификация проведена по ряду признаков: признаку частоты встречаемости, признаку мощности в выбросах, признаку потребления воздуха [114]. Последний позволил выбрать из полного перечня веществ [110] те, которые подлежат контролю в городе [18], [139]: в список приоритетных по городу оказались внесенными 14 веществ, в список приоритетных по Правобережью - 12 веществ и в список приоритетных по Левобережью - 5 веществ.

Суммарный выброс всех загрязняющих веществ по всем источникам (в целом по городу) составляет более 9,6 кг в секунду. Наибольшую массу выброса по городу (тонн в год) имеют (в порядке убывания) сернистый ангидрид, диоксид азота, оксид углерода и оксид азота. Полный перечень всех 209 примесей с их характеристиками имеется в специальной компьютерной базе данных [6]. ПДК и ОБУВ загрязняющих веществ приняты согласно [ПО].

Общая характеристика предприятий города

Четыре административных района города Ульяновска имеют естественные природные границы: Волга разделяет город на две части - в Правобережье три административных района (северно-центральная часть города - Ленинский район, юго-восточная часть между Волгой и Свиягой - Железнодорожный район и западная часть города за Свиягой - Засвияжский район), и в Левобережье один район - Заволжский.

Стационарные источники сгруппированы предприятиями, а каждое предприятие в соответствии со специализацией характеризуется своей технологией производства и своими веществами, выбрасываемыми в атмосферу. На территории предприятий расположено 4499 стационарных источников. Основная масса предприятий (48) — это мелкие, имеющие не более 10 источников, 26 предприятий мы относим к средним (на их территории от 11 до 20 источников), предприятий крупные, им принадлежат свыше 20, но не более 100 источни ков, а 9 предприятий города имеют свыше 100 источников загрязнения воздуха (очень крупные). К очень крупным предприятиям относятся «Контактор», «Волжские моторы», УПТКОО, УАЗ, «Автодетальсервис», «Авиастар», «Комета», «Машиностроительный завод», «Радиоламповый завод». Среднее число источников на предприятиях г. Ульяновска составляет 42-43.

Замечание. В городе семь предприятий расположены на территории нескольких административных районов, поэтому сумма чисел последнего столбца 119 вместо 108.

На территории Ленинского района расположены преимущественно мелкие предприятия, что связано с особенностями сложившейся городской застройки (существующая планировка старого города позволяет организовывать небольшие производственные участки; имеется лишь одна производственная зона по ул. Урицкого; заводы «Контактор», «Утес», «Искра» расположены поодиночке и окружены жилой зоной). В остальных районах также преобладают мелкие предприятия, но в Железнодорожном и в Заволжском увеличена доля средних предприятий, в Засвияжском - крупных. В Железнодорожном районе имеются две большие производственные зоны - по ул. Локомотивной и по пр. Гая; большинство предприятий сгруппировано именно в них («Волжские моторы», Ульяновское отделение КбЖД, «Витязь», к/ф «Волжанка», УПТКОО), на южном выезде из города расположена ТЭЦ-3. В Засвияжском районе имеются три большие промзоны — по ул. Пушкарева, ул. Октябрьская и Московскому шоссе с множеством мелких и средних предприятий. На ул. Октябрьская находится «Ульяновский радиоламповый завод», на ул. Пушкарева - «Автодетальсервис» и ТЭЦ-1, на Московском шоссе - УАЗ, «Механический завод», «Гидроаппарат», УЗТС, «Ульяновский авторемонтный завод», КПД-1, ЖБИ-3 и др. Заволжский район состоит из трех жилых районов - Нижней, Верхней Террасы и Нового города. Практически вся территория Нового города (восточная окраина г. Ульяновска) представляет собой промзону с множеством небольших предприятий и одним очень крупным - «Авиастар», здесь же находится ТЭЦ-2. На Нижней Террасе расположен «Ульяновский машиностроительный завод», на Верхней - «Марс» и «Комета».

Две диаграммы (рис. 1.1 и 1.2) дают представление о распределении предприятий и источников загрязнения воздуха по районам города и позволяют сделать вывод о том, что эти распределения (предприятий и источников) примерно одинаковы. районам города зо У/ Ш Ленинский @ №пезнсдорсм ны D Засвияжский Завошский 43% Рис. 1.1. Распределение предприятий Рис. 1.2. Распределение источников

Лидерами по числу предприятий и источников загрязнения атмосферы являются Заволжский и Засвияжский районы, на территории Ленинского района число предприятий и источников минимально.

В таблице 1.2 представлена информация о распределении источников загрязнения атмосферы Ульяновска по районам города. С учетом площади территории каждого района и численности жителей определены такие показатели, как плотность источников (количество источников на 1 кв. км) и число источников на 1 тыс. жителей. Наибольшая плотность на единицу территории - в За-свияжье, а наибольшее количество источников на тысячу жителей в Железнодорожном районе.

Динамика загрязнения воздуха отдельными веществами

Согласно [114], для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха применяются различные характеристики: среднее значение концентрации ве-щества (мг/м ), среднее квадратическое отклонение, максимальная концентрация (мг/м3), коэффициент вариации. Расчет ведется по данным с распределением по пространству и времени. В данном параграфе приводятся результаты этого анализа для веществ: пыль, N02, S02, СО, NO, S042\ фенол, формальдегид, бенз пирен1.

Атмосферный воздух города загрязнен выше нормы такими веществами, как пыль, диоксид азота, формальдегид, бенз(а)пирен и фенол. В таблицах П 2.5 - П 2.6 приведены средние концентрации этих веществ на отдельных постах и в городе в целом для каждого года. Графическое представление этой динамики на рис, 2,6 (по вертикальной оси отложены среднегодовые концентрации веществ в процентном отношении к их ПДКСС). Из полученных результатов можно сделать следующие выводы:

загрязнение воздуха пылью было очень высоким до 1993 года, затем оно понизилось в 1997-99 гг., после чего стало незначительно увеличиваться;

-динамика концентрации NCh иная - непрерывный рост до 1996 года, после которого загрязнение уменьшается, но остается очень высоким;

-загрязнение формальдегидом имеет тенденцию постоянного уменьшения (при всплеске 1991 года), однако все еще почти в два раза превышает ПДКСС;

-концентрации фенола достигли максимума в 1996-97 гг., затем наблюдается их уменьшение, однако превышение ПДКСС сохраняется;

-загрязнение бенз(а)пиреном уменьшалось до 1996-99 гг. от пятикратного превышения ПДКСС до нормы, после чего вновь увеличивается;

-средняя годовая концентрация N0 лишь в 1996 году превысила ПДКСС (1,32 ПДКссХ оставаясь в остальные годы на уровне от 0,24 до 0,91 ПДКСС;

- загрязнение СО ниже - среднегодовая концентрация составляет от 0,29 до 0,49 ПДКСС;

- еще ниже уровень загрязнения воздуха SO2 (от 0,02 до 0,28 ПДКсс);

- и совсем незначительно загрязнение SO4 (до 0,005 ПДКСС).

Максимальные концентрации. За все 18 лет на всех постах не было наблюдений, когда концентрация SO2 или SO4 превысила ПДКмр, превышение ПДКмр оксидом углерода наблюдалось всего 79 раз, а оксидом азота 11 раз (это из 65 тыс. наблюдений). Не только средние концентрации SO2, SO4, СО и NO, но и все разовые оказывались обычно в норме. Максимальные значения концентраций всех веществ (кроме ЗОг и БОД зарегистрированных на постах и в городе в каждом году, приведены в таблице П 2.7.

Пыль. В последние годы разовые концентрации превышают ПДКмр в 1,5 -2 раза, причем процент таких наблюдений достаточно высок. Более того, до 1996 года были наблюдения, когда концентрация пыли превышала 10-кратное значение ПДКмр (в таблице П 2.8 для пыли указаны проценты числа наблюдений в году с кратным превышением ПДКмр).

Диоксид азота. Разовые превышения ПДКмр с кратностью один или два наблюдались многократно: так в год наибольшего загрязнения 84% наблюдений были с превышением ПДКмр(в том числе 45% - с двукратным его превышением. Пятикратных превышений немного (поэтому в таблице П 2.8 приводится их число, а не процент), а 10-кратного превышения не наблюдалось.

Фенол и формальдегид. Процент превышения ПДКмр фенолом в последние 10 лет достаточно высок (от 10 до 33%), в отдельных случаях были и двукратные превышения, однако пятикратного превышения концентраций зафиксировано не было. Процент превышения ПДКмр формальдегидом невысок (несколько единиц), изредка наблюдается и двукратное превышение.

Величина среднего квадратического отклонения характеризует степень разброса концентраций от среднего значения. Оно было подсчитано для отдельных постов по всем веществам для каждого года. В таблицу 2.5 вынесены только общие результаты, которые свидетельствуют о том, что наиболее значителен разброс концентраций пыли и формальдегида (ср. кв. откл. в 1,5-2 раза превышает среднюю концентрацию), меньше всего разброс для СО (0,5-0,6 от средней концентрации), а у остальных величина среднего квадратического отклонения (а) примерно совпадает со средней концентрацией (с).

Карты загрязненности атмосферы над территорией города Ульяновска

По совокупности данных Kj(T), подсчитанных по формуле (3.1), для всех точек Т сетки, нанесенной на город, строится карта загрязненности атмосферы города для одного конкретного вещества с номером і. Карту можно построить, например, с помощью специального программного обеспечения: данные, привязанные к координатам точек карты города, вводятся в компьютер, а он отображает по ним области с различным загрязнением в цветовой гамме на электронной карте.

Поскольку в наших исследованиях учитываются только стационарные источники, то уровень загрязненности микрорайона города (квадрата 250x250 м) веществом с номером І отнесем к очень высокому, если для центра Т этого микрорайона критерий загрязненности Kj(T) выше ПДКСС;. Если 0,5 ПДКСЙ =КІ(Т) =ПДКССІ, то уровень загрязненности принимаем высоким, если же критерий меньше 0,5 ПДКСС, то уровень загрязненности считаем низким. В связи с этим вместо К;(Т) мы рассматривали отношение этой величины к ПДКес (Zi(T)= КІ(Т) / ПДКссі)1- Критерием Z будем называть оценку загрязненности атмосферы величиной Z;(T) в точках Т некоторой территории (при фиксированном і).

Были построены карты загрязненности с шагом по вертикали и горизонтали 250 м для Правобережья в виде прямоугольника 14 км с запада на восток и 18 км с юга на север (57x73=4161 точек), а для Левобережья - в виде прямоугольника 15 км на И км (61x45=2745 точек). В связи с тем, что Заволжский район отделен Куйбышесвким водохранилищем (2500 м) взаимным влиянием источников правого и левого берега можно пренебречь.

Первоначально из 209 веществ были отобраны для построения карт 32 вещества для Правобережья и 18 - для Левобережья. В эти списки были включены все приоритетные вещества, все вещества первого класса опасности, все При отсутствии ПДК« использовались ПДК„р или ОБУВ. очень частые вещества, все вещества с очень высокой массой выброса. После получения данных Zi(T) выяснилось, что для многих веществ (18 для Правобережья и 12 для Левобережья) величины К;(Т) во всех точках Т не превосходят 0,5 ПДКесі , поэтому карты для Правобережья были построены для каждого из остальных 8 веществ: кальция гидроокись (19,6), ксилол (2,3), этилацетат (1,9), свинец и его соединения (1,4), углеводороды (1,0), формальдегид (1,0), SO2 (0,9), NO2 (О,?)- Пыль неорганическая с содержанием S1O2 70-20% (14,4), пыль древесная (5,9), пыль SiC 2 70% (2,9), золы всех углей (2,3), пыль SiC 2 20% (1,6) и сажа (0,7) учтены в карте суммации (9,8). В скобках для каждого вещества указано максимальное по всем точкам TeS значение Zi(T).

Для Левобережья карты построены для каждого из следующих четырех веществ: углеводороды (7,5), NO2 (5,0), формальдегид (1,3), ЗОг (0,6). Пыль древесная (1,2) и взвешенные вещества (1,2) учтены в карте суммации (2,0).

Количество точек (микрорайонов города), в которых загрязненность по критерию Z превышает доли ПДКсс по указанным выше веществам, приведено в таблице 3.1 (в числителе - без учета, в знаменателе - с учетом времени работы источников).

Первая особенность результатов - в городе есть микрорайоны, в которых загрязненность только от стационарных источников по отдельным веществам оказывается очень высокой или высокой (это наблюдается в Правобережье для шести веществ - кальция гидроокиси, пыли Si02 70-20% и пыли SiC 2 70%, NO2, SO2, ксилола и в Левобережье для трех веществ - углеводородов, NO2, SO2), тогда как в остальных микрорайонах загрязненность низка (причем их значительно больше).

Вторая особенность - по некоторым веществам загрязненность очень высокая или высокая только в одном микрорайоне, количество микрорайонов с низким показателем загрязненности также невелико (формальдегид, этилацетат, углеводороды, сажа в Правобережье; формальдегид, пыль древесная, взвешенные вещества в Левобережье). Промежуточное положение занимают соединения свинца, пыль древесная, пыль SiO2 20% и золы всех углей. В целом микрорайоны города характеризуются низким уровнем загрязнения атмосферы с немногочисленными участками высокого и очень высокого уровня.

В Приложении 3 приведены все карты (шаг нанесенной сетки — 1 км, градации критерия Z определены в зависимости от диапазона значений и окрашены в разные цвета). Прокомментируем некоторые из них.

Правобережье. Наиболее загрязнен гидроокисью кальция район пос. УКСМ, ул. Хваткова (19,6 ПДКсс); превышение ПДКСС распространяется на значительное расстояние - захватывает территорию практически до Московского шоссе, ул. Рябикова до ул. Камышинской, часть пос. Аэропорта, пос. Вырыпа-евка и частный сектор между кольцом трамвая №2 и ул. Шолмова в Засвияж-ском районе. Превышение ПДКСС отмечается и на ул. Локомотивной в Железнодорожном районе (Z(T) 1 в 105 микрорайонах). Влияние источников выброса распространяется на все Правобережье, выходя за его пределы практически по всем направлениям (0,1 ПДКсс). Необходимо отметить, что данное загрязнение создается всего двумя источниками одного предприятия (КПД-1), расположенными рядом с УКСМ.

Территория наибольшего загрязнения атмосферы формальдегидом (1,0 ПДКСС) находится вблизи поста наблюдения УЦГМ ОС (Z(T) 1 в 1 микрорайоне), на котором и регистрируется данная примесь (перекресток пр. Гая и ул. Варейкиса в Железнодорожном районе). Остальная территория города характеризуется загрязнением атмосферы на порядок ниже, исключая район «Волжских моторов», где концентрация составляет 0,3-0,5 ПДКСС.

Наибольший уровень загрязнения атмосферы диоксидом серы SO2 (0,9 ПДКСС) отмечен в двух точках на юге Железнодорожного района - вблизи очистных сооружений «Ульяновскводоканала»; загрязнение в 0,5 ПДКСС и выше охватывает район больницы им. Карамзина, часть жилого сектора пос. Опытное Поле и пос. Винновка. В Ленинском районе высоким уровнем загрязнения характеризуется ул. Красногвардейская (ближе к ул. Карюкина) и район дендро-парка (0,7-0,8 ПДКсс). Из источников, выбрасывающих S02, следует отметить к/ф «Волжанка» и ТЭЦ-1, которые и создают вышеуказанные зоны загрязнения. Наложение на выбросы остальных источников обуславливает наличие довольно больших участков по всему Правобережью с загрязненностью воздуха порядка 0,3 ПДКсс и небольших - с загрязненностью около 0,5-0,7 ПДКсС.

Похожие диссертации на Оценка загрязненности атмосферного воздуха промышленного центра на основе статистических моделей (На примере г. Ульяновска)