Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Аналитический обзор факторов, связанных с загрязнением атмосферы и его воздействием на здоровье населения 10
1.1. Экологический обзор природных условий Ульяновской области, влияющих на уровень загрязнения атмосферы 10
1.1.1. Рельеф 10
1.1.2. Климат 14
1.1.3. Полезные ископаемые 17
1.1.4. Биота 21
1.2. Аналитический обзор влияния загрязнения атмосферы на здоровье населения 26
1.2.1. Загрязняющие вещества в мировой и отечественной практике нормирования 26
1.2.2. Воздействие повышенных концентраций загрязняющих веществ на здоровье населения 29
1.2.3. Качество атмосферного воздуха в Российской Федерации 32
1.2.4. Качество атмосферного воздуха в Ульяновской области 34
Выводы по главе 1 42
Глава 2. Методы исследования 43
2.1. Математические модели расчета рассеивания загрязняющих веществ, принятые в зарубежной практике 43
2.2. Методика проведения расчёта рассеивания загрязняющих веществ, принятая в Российской Федерации 44
2.3. Основные параметры промышленных источников загрязнения атмосферы, использованные при проведении расчета рассеивания 49
2.4. Методика установления корреляции между качеством воздуха и уровнем заболеваемости населения Ульяновской области 52
Выводы по главе 2 54
Глава 3. База данных стационарных источников загрязнения атмосферы Ульяновской области 55
3.1. Общая характеристика 55
3.2. Характеристика предприятий, учтенных в базе данных
3.2.1. Специализация предприятий 58
3.2.2. Классификация предприятий по количеству стационарных источников выбросов загрязняющих веществ 62
3.2.3. Количественная характеристика выбрасываемых ,. загрязняющих веществ
3.2.4. Распределение предприятий по карте области, выделение промышленных узлов 69
3.3. Характеристика стационарных источников загрязнения атмосферы Ульяновской области 73
3.3.1. Распределение стационарных источников выбросов по высоте 74
3.3.2. Распределение источников по диаметру устья 75
3.3.3. Распределение источников по скорости и объему выброса ГВС 77
3.3.4. Распределение источников по температуре ГВС 78
3.3.5. Распределение источников по основным параметрам рассеивания 80
Выводы по главе 3 84
Глава 4. Анализ результатов рассеивания загрязняющих веществ в приземном слое атмосферы Ульяновской области 86
4.1. Расчетные параметры и допущения 86
4.2. Результаты расчетов: заволжская часть Ульяновской области
4.2.1. Общая характеристика 90
4.2.2. Параметры расчетных точек, расчетных площадок 91
4.2.3. Анализ результатов расчета рассеивания 91
4.3. Результаты расчетов: западная часть Ульяновской области 95
4.3.1. Общая характеристика 95
4.3.2. Параметры расчетных точек, расчетных площадок 96
4.3.3. Анализ результатов расчета рассеивания 97
4.4. Результаты расчетов: центральная часть Ульяновской области 101
4.4.1. Общая характеристика 101
4.4.2. Параметры расчетных точек, расчетных площадок 102
4.4.3. Анализ результатов расчета рассеивания 103
4.5. Результаты расчетов: южная часть Ульяновской области 107
4.5.1. Общая характеристика 107
4.5.2. Параметры расчетных точек, расчетных площадок 107
4.5.3. Анализ результатов расчета рассеивания 108
4.6. Анализ результатов расчетов рассеивания загрязняющих веществ для Ульяновской области 112
4.7. Сравнение результатов расчета рассеивания с данными лабораторных измерений качества воздуха 119
Выводы по главе 4 123
Глава 5. Заболеваемость населения Ульяновской области болезнями органов дыхания в связи с промышленным загрязнением атмосферного воздуха 126
5.1. Характеристика заболеваемости населения 126
5.2. Выбор критериев для оценки воздействия качества воздуха
на заболеваемость населения 128
5.3. Сведения о заболеваемости населения Ульяновской области болезнями органов дыхания 129
5.4. Корреляция между состоянием здоровья населения на примере болезней органов дыхания и качеством воздуха
для административных субъектов области 133
Выводы по главе 5 143 Выводы 145
Лист принятых сокращений 148
Перечень нормативных документов 149
Список литературы
- Загрязняющие вещества в мировой и отечественной практике нормирования
- Методика проведения расчёта рассеивания загрязняющих веществ, принятая в Российской Федерации
- Распределение предприятий по карте области, выделение промышленных узлов
- Сведения о заболеваемости населения Ульяновской области болезнями органов дыхания
Загрязняющие вещества в мировой и отечественной практике нормирования
Ульяновская область расположена на востоке Европейской части Российской Федерации, в бассейне среднего течения р. Волги, между 5232 и 5446 северной широты и 4547 и 50 15 восточной долготы. Протяженность области с севера на юг - 250 км, с запада на восток - 290 км. Площадь области составляет 37181 км2 [89] (2,2% от площади РФ).
Главная река области - Волга, ее протяженность по территории Ульяновской области составляет 150 км. В 1955 г. Волга была перекрыта плотиной Куйбышевской ГЭС, в результате образовалось Куйбышевское водохранилище, заполненное до проектной отметки в 53 м в 1957 году. Все другие реки области относятся к Волжскому бассейну.
Волга делит территорию области на две неравные части, которые заметно отличаются друг от друга по природным условиям: правобережное Предволжье, или Правобережье, занимающее 75% площади области, и левобережное Заволжье, или Левобережье.
В данном разделе рассмотрены те компоненты природной среды, которые больше связаны с развитием промышленности и загрязнением атмосферного воздуха стационарными источниками. Это рельеф, климат, полезные ископаемые и биота.
Ульяновская область расположена в восточной части Русской (Восточно-Европейской) равнины. Средняя высота её поверхности около 180 м над уровнем моря. Самая высокая вершина области - 353 м, южнее р.п.Новоспасское. Наи 11 меньшая высота - 25 м, уровень Саратовского водохранилища у с.Паныпино Радищевского района. Амплитуда высот рельефа области в целом составляет 326 м, но в пределах отдельных районов колебания высот редко превышают 150-200 м.
Правобережное Предволжье - это часть Приволжской возвышенности. Для нее характерен ярусный денудационный рельеф: две-три разновысотные и разновозрастные поверхности выравнивания, где каждый ярус представлен поверхностью плато и окаймляющим его снизу уступом [57].
Территория Ульяновской области вышла из-под уровня моря около 30 млн лет назад: тогда общее тектоническое поднятие положило начало созданию Приволжской возвышенности. Со временем на ней образовались поднятия: валы, ку-полы, брахиантиклинали. Позже литосфера успокоилась, переменно-влажный теплый климат содействовал денудационному выравниванию расчлененного рельефа. Это самая древняя поверхность выравнивания в сегодняшней области -поверхность высокого плато [52]. Оно занимает большие площади на западе и юго-западе области (истоки рек Барыша, Инзы, Канадея, Суры, Терешки). В других местах от высокого плато сохранились лишь останцовые массивы (Золотая гора в Старокулаткинском районе, гора Вотлама в Радищевском, Сенгилеевские горы).
Низкое плато служит пьедесталом высокому, оно более молодое. Его образование за счет частичного разрушения верхнего плато не вызывает сомнений [57]. Абсолютные высоты достигают на низком плато 180-240 м, крутизна склонов составляет 8-20 градусов, высота 60-80 м. Поверхность плато глубоко расчленена речными долинами разного возраста и строения.
Рельеф Заволжья - низменная равнина. Средние высоты здесь ПО м, максимальные - около 180 м, глубины вертикального расчленения не превышают 100 м. Происхождение низкой равнины Заволжья связано с деятельностью Волги: ее неуклонное смещение на запад приводило к разрушению правого склона. Средняя скорость смещения - 4 см в год, но за несколько миллионов лет от участка Приволжской возвышенности на левом берегу (изначально она простиралась по всей территории сегодняшней Ульяновской области) не осталось и следа. Заволжская равнина входит в древнюю долину Волги, хорошо разработанную и имеющую резко асимметричный поперечный профиль. Расстояние между коренными склонами достигает 90-120 км.
В рельефе низкого Заволжья отчетливо выделяются три главные ступени: ступени молодых четвертичных низких террас, древних четвертичных высоких террас и позднеплиоценовой аккумулятивной равнины [89]. Сегодня пойма и низкие надпойменные террасы Волги затоплены Куйбышевским водохранилищем (исключение - Нижняя терраса, но и она расположена ниже уровня водохранилища, от затопления ее спасают дамбы и постоянно работающие насосы по отводу воды).
В Ульяновской области развита густая овражно-балочная сеть. Особенно широко оползневые формы распространены в более высоком Правобережье, они образуются в процессе соскальзывания крупных земляных масс вниз по склону под действием гравитации.
Еще одной формой рельефа являются суффозионные впадины, воронки, блюдца. Подземные воды вымывают частицы мелких пород, в результате чего последние проседают, создавая понижения на поверхности. Так ведут себя диатомиты с тонкозернистой структурой в бассейне р.Инзы, в истоках Барыша и Свияги. У с. Волынщино Кузоватовского района суффозионные блюда достигают глубины 3-4 м. Глубокие (10-15м) суффозионные понижения диаметром 1-2 км встречаются на высоких водоразделах, некоторые из них заняты сегодня озерами: Белое, Светлое, Кряж. В Заволжье распространены мелкие суффозионные блюдца на равнине от Старой Майны до Чердаклов.
На территории области встречаются эоловые формы рельефа: это бугры-дюны разной высоты у с. Красный Яр, у с. Белый Яр, в долине Сызранки. Образовались в ледниковый период, когда не было сдерживающего действие ветра густого растительного покрова. Сегодня такие бугры чаще заняты сосновыми лесами. Волны и прибой разрушают подводные и надводные берега Куйбышевского водохранилища. Абразионные процессы меняют рельеф берегов, способствуют учащению оползневых процессов.
Рельеф и загрязнение атмосферы Рельеф местности оказывает влияние на загрязнение атмосферы. Особенно заметно влияние отдельных изолированных препятствий, вытянутых в одном направлении (гряды, гребни, ложбины, уступы). Вдоль таких препятствий могут возникать горизонтальные воздушные лифты, ускоряющие перемещение загрязняющих веществ.
Крайне неблагоприятные условия по рассеиванию загрязнения в атмосфере возникают, если источники размещаются в понижениях рельефа. Здесь возможен длительный застой примеси, что может усугубляться сочетанием слабых ветров с температурными инверсиями в таких понижениях [24].
Рельеф влияет на климат. Поскольку в Ульяновской области разность высот невелика и преобладают равнинные формы рельефа, влияние это не столь контрастно, но заметно проявляется на микроклиматическом уровне. Здесь стоит отметить следующие особенности:
1) Основная роль в микроклимате пересеченной местности принадлежит экспозиции, т.е. ориентировке склонов относительно стран света. Склоны разной экспозиции прогреваются по-разному, что сказывается на температуре воздуха (разности температур на южных и северных склонах холмов в ясную погоду днем могут достигать у земной поверхности нескольких градусов).
2) Колебания температуры в вогнутых формах рельефа (низины, лощины) больше, чем на выпуклых (вершины холмов): дневные температуры повышаются, а ночные понижаются (в последних разница особенно велика, что объясняется стоком холодного воздуха по склону местности).
3) Увеличение суточной амплитуды температуры в низких местах влечет за собой увеличение суточной амплитуды относительной влажности, что проявляется в более обильных в низинах росах, инее, поземных туманах. 4) Изменение скорости ветра: поскольку воздух обтекает препятствия, перед холмом и на боковых его склонах скорость ветра возрастает, а за холмом убывает; там также могут возникать подветренные вихри.
Особенности микроклимата (температурный и ветровой режим, характер увлажнения), вызванные особенностями рельефа, могут влиять на перераспределение загрязняющих веществ на локальном уровне.
Ульяновская область расположена в восточной части Русской равнины, в значительной удаленности от всех морей и океанов. Климат области умеренно-континентальный. Характеризуется тёплым летом, умеренно холодной зимой, относительно равномерным увлажнением во все сезоны года. Показателями кон-тинентальности климата [108] служат: - годовая амплитуда температуры наиболее холодного (январь) и теплого (июль) месяцев года, равная 33С; - приблизительно равная повторяемость над территорией области циклонов и антициклонов.
Циклоны и антициклоны на территории Ульяновской области обеспечивают зональные и меридиональные перемещения воздуха. Циклоны, содействуя конденсационным процессам, чаще приводят к образованию облаков и появлению осадков. Антициклоны приносят малооблачную безветренную погоду. В крайнем выражении создают условия для засух. Так, причиной аномальной жары 2010 г. на территории области стал мощный антициклон, деятельность которого усугубили горячие воздушные массы из Средней Азии. В результате аномальная жара продолжалась почти два месяца. В течение этого периода температуры достигали плюс 38С - плюс 41 С, что на 8-10 градусов превышало климатическую норму. За 135 лет метеонаблюдений такая аномалия в области наблюдалась впервые [100].
Методика проведения расчёта рассеивания загрязняющих веществ, принятая в Российской Федерации
На диаграмме видно, что максимум значений приходится на относительно холодные источники - от 20 до 35С. Данные величины характерны для вытяжной общеобменной вентиляции производственных цехов. Повышенная температура (50-100С) может достигаться в выбросе собственной вентиляционной системы отдельного оборудования, которое эксплуатируется с нагревом (газовая сварка, резка, участок сушки деталей). Высокие температуры характерны для котельных и других источников, где сжигается углеводородное топливо (дизельные электростанции, участки обкатки двигателей после ремонта и тому подобное). 3.3.5. Распределение источников по основным параметрам рассеивания
Основные расчетные параметры определялись для всей массы источников, участвующих в расчете, как организованных, так и неорганизованных.
Каждый источник загрязнения атмосферы обладает рассеивающим потенциалом, который можно определить как отношение максимальной концентрации, формируемой источником в приземном слое атмосферы, к концентрации этого же вещества в устье трубы. Численным выражением такого показателя может служить параметр Cm, рассчитываемый по формуле 2.1 [24]. Данный параметр является постоянным для каждого источника и не зависит от веществ, им выбрасываемых. Величина Cm может изменяться при смене сезонов года, максимальной она является летом. Численно она может быть как меньше единицы (концентрация вещества в контрольной точке будет меньше, чем в трубе), так и больше. Сам параметр является безразмерным. Второй вариант характерен для неорганизованных источников выбросов, условия выделения веществ с поверхности которых способствуют накапливанию примесей в приземном слое атмосферы.
Как видно из рисунка, большая часть источников имеет величину Cm меньше одной десятой. При концентрации вещества, не превышающей одной десятой на границе жилой застройки, источник выбросов признается не оказывающим негативное воздействие на здоровье населения (согласно классической системе нормирования [12]).По диаграмме такого утверждения сделать нельзя - не указана концентрация веществ в их устье, но сама величина параметра говорит о высокой рассеивающей способности. Количество источников, выбросы которых происходят в условиях возможной концентрации вещества в приземном слое атмосферы, составляет 20,9%. Данная цифра является достаточно высокой - каждый пятый источник способен вызвать превышение допустимых норм качества воздуха при соответствующей массе выбрасываемого вещества. Из них 6,5% способны вызвать многократное превышение ПДК в атмосферном воздухе при сравнительно низкой концентрации вещества в устье источника. Тем не менее, многие из таких источников характерны для сельскохозяйственных (зернотоки, амбары, склады комбикормов), добывающих предприятий (открытые навалы песка, щебня, пересыпка цемента, добыча сырья в карьерах) и являются относительно безопасными для людей, поскольку расположены вдалеке от населенных пунктов. Следует подчеркнуть, что вопросы качества атмосферного воздуха рабочей зоны здесь не рассматриваются.
В целом, при величине Cm, меньшей единицы, почти в 80% случаев рассеивающую способность стационарных источников предприятий Ульяновской области можно в целом назвать высокой.
Величина Хт является вторым «главным» расчетным параметром и показывает, на каком расстоянии от источника выбросов формируется максимальная приземная концентрация. Единица измерения - метры. Действующая методика [24] и большинство УПРЗА позволяют проводить расчет концентраций с точностью до одного метра, хотя доказательства такой степени соответствия теоретической модели практике отсутствуют. Как расчетные методики для оценки массы выделяемых веществ, так и сама ОНД-86 предусматривают некоторое завышение результатов. Логика такого решения очевидна - запас для увеличения концентра 82 ции должен сохраняться для охраны здоровья людей. Для решения большинства градостроительных и санитарных задач, поставленных перед разработчиками проектной документации, такой точности бывает достаточно.
Порядок величины Хт можно определить по параметрам источника - для мелких, не нагретых вентиляционных систем она составит 2-3 десятка метров, тогда как для труб крупных котельных будет измеряться километрами. Разбивка общего количества источников на группы по данному параметру представлена на рисунке 3.16.
Согласно представленным данным, абсолютное большинство источников -более 50% - имеют величину Хт, меньшую или равную 20 метрам. Размер Хт косвенно говорит о степени опасности предприятия для окружающей среды - чем дальше формируется максимальная концентрация, тем выше будет и общий уровень загрязнения воздуха предприятием на дальних от него расстояниях. Для 86% источников Cm формируется на расстоянии, не превышающем 100 м, что соответствует предприятиям IV и V категории по классификации СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-07 [13] (они считаются сравнительно безопасными и часто размещаются в границах города).
Источники можно разбить на группы и по третьему параметру - Um, или скорости ветра, при которой достигается максимальная приземная концентрация. Единицы измерения - метры в секунду. Параметр также специфичен для источника, может быть оценен исходя из его параметров - чем выше труба и скорость выброса ГВС, тем выше должна быть скорость ветра для повышения содержания вредных примесей в приземном слое атмосферы. Минимально возможная расчетная скорость ветра - 0,5 м/с.
Из рисунка видно, что для наибольшего количества источников - около 70% - характерна низкая неблагоприятная скорость ветра, что совершенно типично - ветер способствует перемешиванию воздуха и рассеиванию вредных примесей, застой приводит к повышению их концентраций. Между градациями значений 0,5-0,75 м/с, 0,75-1 м/с, 1-1,5 м/с, источники распределены практически равномерно. При повышении величины Um количество входящих в диапазон источников закономерно падает - подобные условия являются неблагоприятными только для высоких труб с нагретой выбрасываемой ГВС. При низкой температуре такая смесь поднимается вверх, и нужна значительная скорость ветра, чтобы пригнуть факел к земле.
Стоит отметить, что вся шкала распределения, с точки зрения стороннего наблюдателя, относится к низкой скорости ветра. При застое воздуха почти всегда происходит повышение содержания в нем вредных примесей, и оно тем больше, чем дольше по времени длятся такие метеоусловия. Данному фактору - длительности неблагоприятных метеоусловий - в ОНД-86 внимания не уделено вообще.
В целом, можно сделать вывод, что большинство рассмотренных источников характеризуются величиной Cm меньшей 0,1, Хт - около 20 м, Um - 0,5 м/с. Подобные величины характерны для неорганизованных источников или низких труб с небольшим расходом ГВС. Большинство источников обладает параметрами, благоприятными для рассеивания вредных примесей в атмосферном воздухе.
Распределение предприятий по карте области, выделение промышленных узлов
Анализ опубликованных Министерством здравоохранения и социального развития Ульяновской области данных показал, что ключевые позиции в общей структуре заболеваемости населения области занимают болезни органов дыхания.
Для проведения корреляционного анализа между качеством воздуха и заболеваемостью населения болезнями органов дыхания использовались расчётные концентрации загрязняющих веществ, полученные в настоящей работе. Объем выборки - 1103 значения концентраций для каждого из 32 веществ и 15 групп суммации - достаточен для проведения оценки с выбранной степенью достоверности.
Были обработаны сведения об уровне заболеваемости населения Ульяновской области болезнями органов дыхания за период с 2000 по 2010 гг. включительно. Сведения предоставлены Министерством здравоохранения и социального развития Ульяновской области. Использовались данные по заболеваемости населения пяти возрастных групп (дети 0-14 лет, 15-17 лет, 0-17 лет, взрослые, общая заболеваемость) болезнями органов дыхания (в целом) и шести отдельных видов заболеваний.
Корреляция прогнозного качества воздуха и заболеваемости населения наиболее достоверно подтверждается для детской возрастной группы - 70,8% случаев с достоверностью 95%.
Возрастные группы четко ранжируются по количеству значений пар данных «заболеваемость - загрязняющее вещество»: первое место всегда занимает детская возрастная группа 0-14 лет, второе - подростки 15-17 лет, третье - взрослое население. Этот вывод подтверждается для разной степени достоверности оценки корреляции.
По результатам анализа корреляция с прогнозным уровнем загрязнения атмосферы Ульяновской области подтверждается для болезней органов дыхания (в целом), пневмонии, хронических болезней миндалин, аденоидов и астмы (астматического статуса). В перечне веществ, загрязняющих атмосферный воздух Ульяновской области, для данных видов заболеваний наиболее достоверно подтверждается корреляция с сероводородом, группами суммации с его участием, а также группами суммации, куда входят аммиак, серы диоксид, формальдегид, различными видами пыли (взвешенные вещества, пыль цементная, пыль древесная).
Административные субъекты Ульяновской области ранжированы по показателям качества воздуха и заболеваемости населения. Наиболее неблагополучная ситуация выявлена в г.Ульяновске, г.Новоульяновске, г.Димитровграде. В 9 административных районах Ульяновской области (Кузоватовский, Чердаклинский, Старомайнский, Сурский, Базарносызганский, Новомалыклинский, Николаевский, Цильнинский, Старокулаткинский) уровень загрязнения воздуха и заболеваемости населения болезнями органов дыхания признаны низкими. В районах с высоким и очень высоким уровнем заболеваемости болезнями органов дыхания следует уделять повышенное внимание вопросам качества атмосферного воздуха.
В ходе исследования была создана база данных стационарных источников загрязнения атмосферы Ульяновской области по материалам томов ПДВ про мышленных предприятий. Она содержит сведения о 503 промышленных объектах (или 337 юридических лицах), что составляет более 85 % общеобластного количе ства за период исследования (2008-2012г.г.). В базе данных учтено 6574 источни ка, выбрасывающих 311 загрязняющих веществ и 28 групп суммации. Были выде лены 14 промышленных узлов, включающих 74% всех источников загрязняющих веществ, с суммарной массой выброса (г/с) 97,7% учтённой в базе данных.
База доступна для постоянной актуализации, содержит техническую возможность функционального расширения с включением новых источников выбросов, в том числе - автомобильных дорог. Регулярно обновляемая база данных будет служить как необходимым инструментом природоохранных структур, так и общедоступным информационным ресурсом, способным предоставлять актуальную информацию о качестве воздуха.
Для облегчения работы по ведению базы рекомендуется ввести в перечень обязательных требований к составу тома ПДВ сведения о географических координатах для привязки начала координат локального расчёта в составе тома ПДВ.
По результатам расчетов рассеивания загрязняющих веществ выделено 15 территорий с прогнозным превышением ПДК, которые занимают 6% площади Ульяновской области. Повышенное загрязнение воздуха формируется вблизи на селённых пунктов, где проживает более 904 тысяч человек, или 70% жителей об ласти. В 71 населённом пункте области (в 7 из них - более 10 тыс. человек) воз можны превышения от 1,2 до 90 ПДК.
Полученные данные наглядно иллюстрируют недостатки существующей системы нормирования выбросов загрязняющих веществ: любой проект ПДВ показывает отсутствие превышений ПДК в жилой застройке, при этом результаты расчётов рассеивания, учитывающие суммарный вклад стационарных источников выбросов, доказывают наличие областей повышенных концентраций загрязняющих веществ.
Установлена корреляция между расчетным содержанием в атмосферном воздухе 28 различных веществ, 14 групп суммации и шестью видами болезней органов дыхания для 24 административных субъектов Ульяновской области.
Корреляция прогнозного качества воздуха и заболеваемости населения болезнями органов дыхания наиболее достоверно подтверждается для детской возрастной группы - 70,8% случаев с достоверностью 95%. Возрастные группы четко ранжируются по количеству значений пар данных «заболеваемость - загрязняющее вещество»: первое место занимает детская возрастная группа 0-14 лет, второе - подростки 15-17 лет, третье - взрослое население.
По результатам анализа корреляция с прогнозным уровнем загрязнения атмосферы Ульяновской области подтверждается для болезней органов дыхания (в целом), пневмонии, хронических болезней миндалин, аденоидов и астмы (астматического статуса). Для данных видов заболеваний наиболее достоверно подтверждается корреляция с сероводородом, группами суммации с его участием, а также группами суммации, куда входят аммиак, серы диоксид, формальдегид, и различными видами пыли (взвешенные вещества, пыль цементная, пыль древесная).
Многолетняя динамика изменения показателей заболеваемости населения болезнями органов дыхания и массы выбросов отдельных загрязняющих веществ (азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, взвешенные вещества) за период 2000-2010 гг. показала отсутствие корреляции. Для получения более достоверных результатов целесообразно использовать итоги расчетов рассеивания загрязняющих веществ за многолетний период. Это возможно при регулярном обновлении базы данных источников выбросов загрязняющих веществ.
Загрязнение воздуха может не быть непосредственно причиной заболеваемости (что подтверждает общий невысокий коэффициент линейной корреляции), но повышает её уровень при воздействии наравне со многими, влияющими на здоровье агентами.
Сведения о заболеваемости населения Ульяновской области болезнями органов дыхания
Контрольные точки в таблице 4.13. упорядочены по величине расчетной концентрации, выраженной в долях ПДК. Как видно из таблицы, максимальные концентрации формируются в том числе и для веществ, не вошедших в первую таблицу - например, бенз/а/пирена (703), толуола (627). Максимальные концентрации формируются при разных направлениях и скоростях ветра, что объясняется разнообразием вариантов взаимного расположения источников и жилой застройки. Экстремально высокие концентрации (больше 10 ПДК) формируются всего для 4 точек из 182. Повышенные концентрации приходятся на р.п. Павловка, что является следствием сложившейся системы транспортной инфраструктуры и промышленного развития населенного пункта.
Для всех учтенных в расчетах компонентов концентрации большие или равные ПДК формируются в 30 точках, от 0,1 до 1 ПДК - в 134 точках, меньше 0,1 ПДК - в 18 точках. Такая ситуация говорит о сравнительно благоприятном качестве воздуха по административным районам южной части Ульяновской области. Исключения составляют вышеназванные области формирования максимальных концентраций.
Результаты расчёта рассеивания для южной части Ульяновской области для отдельных загрязняющих веществ (азота диоксид, серы диоксид, формальдегид, пыль цементная) и групп суммации (6004, 6010, 6204) представлены в Приложениях 5г-12г.
Анализ результатов расчетов рассеивания загрязняющих веществ для Ульяновской области Результаты расчётов рассеивания, полученные для четырёх условных частей - южной, западной, заволжской и центральной - были обобщены для Ульяновской области в целом. В итоге выделено 15 областей повышенной концентрации (С-1 - С-15) загрязняющих веществ, которые могут формироваться при неблагоприятных метеоусловиях.
Карта-схема распределения промузлов и областей повышенных концентраций загрязняющих веществ на территории Ульяновской области по результатам расчета рассеивания приводится в Приложении 13. На рисунке 4.2. карта-схема дана в уменьшенном масштабе.
Карта-схема распределения промузлов и областей повышенных концентраций загрязняющих веществ на территории Ульяновской области
Информация о представленных на рисунке областях повышенных концентраций и промузлах представлена в таблице 4.14. Для каждой из областей повышенных концентраций С-1 - С-15 приведены: номер соответствующего ей пром-узла (при наличии), площадь охвата изолинии 1,0 ПДК (км , для всех загрязняющих веществ и групп суммации), основные загрязняющие вещества и максимальные расчетные превышения ПДК. В последнем столбце приводится число жителей в населённых пунктах (по данным Всероссийской переписи 2010г. [104]), входящих в границы области повышенных концентраций.
Общее число жителей, проживающих в населённых пунктах, где при неблагоприятных метеоусловиях может формироваться повышенный уровень загрязнения воздуха, составляет 904223, или 69,9% населения Ульяновской области.
В разделе 3 по результатам исследования было выделено 14 промузлов, вносящих наибольший вклад в загрязнение воздуха на территории Ульяновской области. При сравнении таблиц 3.3 и 4.14. видно, что не каждый выделенный в работе промузел формирует вокруг себя значительную по площади область повышенных концентраций загрязняющих веществ. Незначительный вклад в загрязнение атмосферы вносят промузлы VII (Нефтепромыслы возле с.Вишенка, Мелекесский район) и XIV (п.г.т. Новоспасское, п. Клин и нефтяные месторождения южной части области; Новоспасский и Николаевский районы). Основная масса источников выбросов данных промузлов - объекты нефтедобычи. Выделение загрязняющих веществ при добыче нефти происходит в основном через неплотности запорной арматуры. Подобные источники характеризуются низкой массой выброса в граммах в секунду, которая используется в расчёте рассеивания, при значительных значениях валовых выбросов (тонн в год). Следует отметить, что при введении в действие постановления [6] предприятиями нефтедобычи Ульяновской области принимались меры по сокращению объемов факельного сжигания ПНГ.
Три области повышенных концентраций, для которых не выделялись соответствующие промузлы - это районные центры г.Сенгилей, п.г.т. Карсун, п.г.т. Вешкайма. Крупные промышленные объекты в них отсутствуют, но повышенный уровень загрязнения воздуха достигается учётом совместного влияния организаций, расположенных в их границах, и вклада сторонних предприятий Ульяновской области, расположенных в радиусе 100 км.
Для прочих промузлов выявлены области формирования повышенных концентраций загрязняющих веществ. Относительные площади промузлов и формируемых ими областей повышенного загрязнения представлены на рисунке 4.3.
Как видно из рисунка, площадь, ограниченная изолинией 1,0 ПДК, практически всегда больше площади промузла. Обратная зависимость наблюдается для городов Ульяновска и Димитровграда. Источники загрязнения в данных городах размещаются на большой площади, что привело к завышению геометрических размеров промузлов. Аналогичная ситуация наблюдается для промузлов VII и XIV с преимущественным вкладом нефтедобывающей промышленности - повышенные концентрации загрязняющих веществ для них не прогнозируются вообще.
В целом промузлы формируют повышенный уровень загрязнения атмосферы как в своих границах, так и на прилегающей территории. Наибольшая разница заметна для промузла III (п.г.т. Майна) - площадь изолинии 1 ПДК превышает размеры промузла в 50 раз, и XIII (п.г.т. Павловка) - здесь наблюдается превышение в 16 раз. В среднем площадь охвата изолинии 1 ПДК превышает размеры промузла в 6,4 раза.
Сумма площадей, охваченных изолиниями 1,0 ПДК для всех участвовавших в расчёте веществ и групп суммации составляет 2240 км , или 6,02 % территории Ульяновской области. Общая площадь областей повышенных концентраций превышает суммарную площадь промузлов в 1,2 раза.
Представленные результаты свидетельствуют о сравнительно высоком качестве атмосферного воздуха Ульяновской области - для 94% территории повышенные концентрации загрязняющих веществ не прогнозируются даже при неблагоприятных метеоусловиях. При этом максимумы формируются именно в местах массового проживания населения, что обуславливает возможность негативного влияния повышенных концентраций загрязняющих веществ на здоровье людей.
В Приложении 14 приведен перечень предприятий, вносящих значительный вклад в загрязнение воздуха выделенных в работе областей повышенных концентраций С-1 - С-15, с указанием источников выбросов и величины вклада каждого источника для 26 отдельных загрязняющих веществ. Представленные данные могут использоваться для принятия мер по оптимизации качества воздуха Ульяновской области.
Общими для всех условных частей Ульяновской области являются: азота диоксид, сажа, серы диоксид, углерода оксид, толуол, формальдегид, бензин, пыль неорганическая с содержанием Si02 от 70% до 20% (пыль цементная), из групп суммации - 6003 (аммиак, сероводород), 6004 (аммиак, сероводород, формальдегид), 6006 (азота диоксид и оксид, мазутная зола, серы диоксид), 6010 (азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, фенол), 6040 (серы диоксид и трех-окись серы, аммиак и окислы азота), 6204 (азота диоксид, серы диоксид).
По итогам расчётов рассеивания сформированы карты-схемы рассеивания для азота диоксида, серы диоксида, формальдегида, пыли цементной, и групп суммации: 6004 (аммиак, сероводород, формальдегид), 6010 (азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, фенол), 6204 (азота диоксид, серы диоксид), а также мажорантной картины расчёта рассеивания (на общей карте сведены области превышения ПДК всех загрязняющих веществ).
Савнение итогов таблиц 4.3, 4.6, 4.9, 4.12. представлено на рисунке 4.4.: результаты упорядочены по убыванию значений концентраций для центральной части области. Логарифмическая шкала хорошо показывает распределение концентраций по основным градациям значений - относительно величин 0,1 ПДК (выше возможно негативное воздействие на здоровье), 1,0 ПДК (выше негативное воздействие является доказанным), 10 ПДК (экстремально высокая концентрация).
