О загрязнении мелкодисперсной пылью РМ10 атмосферного воздуха города Кабул

Размещено на http://www.allbest.ru/

Аннотация

О загрязнении мелкодисперсной пылью РМ₁₀ атмосферного воздуха города Кабул

М.Х. Насими, Т.В. Соловьева, Волгоградский государственный технический университет.

В статье приводятся результаты анализов, проведенных национальным агентством Афганистана по экологии и защите окружающей среды и российскими авторами исследований по оценке загрязнения атмосферного воздуха города Кабула. Выполнен анализ по формированию информации о состоянии качества атмосферного воздуха на территории города Кабула, при рассмотрении его улично-дорожной сети, как источника химического загрязнения воздушной среды. Получена математическая модель зависимости концентрации мелкодисперсной пыли (РМ₁₀) от трех факторов: скорости ветра, влажности и температуры в зимние месяцы города Кабула.

Ключевые слова: качество воздуха, пыль, мелкодисперсные частицы, влажность, скорость ветра, множественный коэффициент регрессии, критерий Фишера.

Содержание

Загрязнение атмосферного воздуха является важной эколого-гигиенической проблемой для большинства городов. Показатели загрязнения воздушной среды определяются изменениями выбросов промышленных предприятий, транспортной инфраструктуры, а также индивидуальными метеорологическими условиями, уникальными для каждого города, которые также обладают значительной временной изменчивостью [1-7].

Одним из значимых показателей качества атмосферного воздуха в городской среде является содержание в нем взвешенных веществ. Особое внимание необходимо уделять концентрации мелкодисперсной пыли, с размерами частиц меньше 2,5 мкм (РМ _2,5) и 10 мкм (РМ ₁₀).

Согласно документам Всемирной организации здравоохранения, взвешенные вещества PM₁₀, содержащиеся в атмосферном воздухе, являются по степени своего вредного воздействия одним из наиболее значимых факторов влияния загрязнения воздуха на здоровье населения [7].

В настоящее время контроль над содержанием мелкодисперсных частиц в воздухе осуществляется как в Европе, так и некоторых городах Афганистана [8-14].

Город Кабул характеризуется достаточно сухой погодой c ветром, поэтому автомобильно-дорожный комплекс является "поставщиком" мелкодисперсной пыли в городскую воздушную среду.

В течение 2015 года в зимнее и весеннее время в Кабуле, были проведены замеры концентрации мелкодисперсной пыли РМ ₁₀, в рамках мониторинга загрязнения воздушной среды. Измерения проводились прибором (Air pointe) по трем факторам: скорость ветра, влажность и температура воздуха. Были выбраны характерные месяцы для каждого сезона. В зимнее время - это месяц январь, в весеннее время - это месяц апрель. загрязнение атмосферный мелкодисперсная пыль

Стандарты качества воздуха для Афганистана указаны в табл.1.

Таблица 1. Стандарты качества воздуха для Афганистана

Результаты замеров в январе представлены в табл.2, где V скорость ветра (м/с), влажность воздуха (%), Т температура воздуха (в градусах С), РМ ₁₀ (мг/мі).

Таблица 2. Результаты замеров за январь 2015 г.

Результаты замеров представлены на рис. 1, анализ которого показывает, что число превышений концентрации твердых частиц РМ ₁₀ нормы 150 мг/м ³ происходит в течение 11 дней из 21-го.

Рис. 1. Концентрация твердых частиц РМ ₁₀ в г. Кабуле в январе 2015 г.

В апреле месяце число превышений концентрации твердых частиц РМ ₁₀ нормы 150 мг/м ³ происходит в течение 13 дней из 21-го (рис. 2).

Рис. 2. Концентрация твердых частиц РМ ₁₀ в г. Кабуле в апреле 2015 г.

Для оценки зависимости РМ ₁₀ от трех факторов (скорости ветра, влажности и температуры воздуха) все исходные данные были приведены к нормированному виду. Нормирование проводилось для каждого месяца отдельно. Были введены в рассмотрение следующие переменные:

Y концентрация взвешенных частиц РМ ₁₀; x₁ скорость ветра; x₂ влажность; x₃ температура воздуха. Нормирование осуществлялось по формулам:

; ; . (1)

Для января месяца имеем: Y_max = 301; Y_min = 61; Y_ср = 181; _Y =120; x_1max = 4; x_1min = 1; x_1ср = 2,5; ; x_2max = 74; x_2min = 6; x_2ср = 40; ; x_3max = 14; x_3min = 6; x_3ср = 4; .

Для апреля месяца: Y_max = 301; Y_min = 72; Y_ср = 186,5; _Y =114,5; x_1max = 3; x_1min = 0; x_1ср = 1,5; ; x_2max = 56; x_2min = 9; x_2ср = 32,5; ; x_3max = 28; x_3min = 11; x_3ср = 19,5; .

Для каждого месяца исследовалась линейная и квадратичная регрессия, т.е. уравнение регрессии отыскивалось в двух видах:

и

.

Для января месяца на основе F критерия Фишера была выбрана линейная модель, а для апреля месяца - квадратичная модель.

После проведения расчетов были получены уравнения регрессии для каждого месяца (табл. 3).

Таблица 3. Уравнения регрессии

Как показывают результаты расчетов универсальную форму зависимости загрязнения РМ ₁₀ в атмосфере Кабула от трех факторов: скорости ветра, влажности и температуры воздуха получить не удается. Однако для отдельных месяцев такие зависимости получены. Коэффициент корреляции для обоих месяцев равен 0,65, что в соответствии с таблицей Чеддока, говорит о заметной связи.

Полученные данные можно интерпретировать следующим образом, что, например, в январе месяце с увеличением ветра и с уменьшением влажности воздуха загрязнение атмосферы воздуха г. Кабула увеличивается.

Литература

1. Kyoyken M.P. Source deposits to PM_2.5 and PM₁₀ against the background of city and the adjacent street // Atmospheric environment. 2013. V. 71. рр. 26-35.

2. Evaluation of the impact of dust suppressant application on ambient PM10 concentrations in London / B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, A. Tremper // King's College London, Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contractto URS Infrastructure & Environment Ltd. November 2012. 56 р.

3. Николенко Д.А., Соловьева Т.В., Анализ опыта мониторинга загрязнения мелкодисперсной пылью придорожных территорий в странах ЕС и России // Инженерный вестник Дона. 2015. №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/ n3y2015/3186.

4. Азаров В.Н., Тертишников И.В., Калюжина Е.А., Маринин Н.А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (РМ ₁₀ и РМ _2,5) в воздушной среде // Вестник ВолгГАСУ, сер. Строительство и архитектура. 2011. №25 (44). С. 402-407.

5. Азаров В.Н., Маринин Н.А., Жоголева Д.А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (PM_2,5 и PM₁₀) в атмосфере городов // Известия Юго-Зап. гос. ун-та. 2011. № 5(38). Ч.2. С. 144-149.

6. Николенко М.А., Неумержицкая Н.В., Сергина Н.М., Белоножко М.В. О результатах оценки воздействия на качество атмосферного воздуха и об определении необходимой степени очистки пылевых выбросов асфальтобетонных заводов // Инженерный вестник Дона, 2015, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2015/3191.

7. Contribution (contributions) of the cities of the environment of firm particles (РM): the systematic review of local sources of contributions at the global level / Federico Karagulian, Claudio Balys, Carlos Francisco C. Dora, Annette Prьss-Ustьn, Sofie Bonjour, Heather Ader Rokhani, Markus Amann // Atmospheric environment. 2015. V. 120. рр. 475-483.

8. Годовые колебания частиц РМ ₁₀ в воздухе Владивостока / В.А. Дрозд, П.Ф. Кику, В.Ю. Ананьев [и др.]// Известия Самарского научного центра РАН. 2015. Т. 17. №5 (2). С. 646-651.

9. Tendency of firm particles in surrounding. Air the town in India / Manya Singkh, Atindra Kumar Pandey, P.K. Singkh, Gunjana Singkh // Indian magazine of basic and applied researches. 2016. Vol. 1. №4. рр. 70-72.

10. Азаров В.Н., Сидякин П.А., Лопатина Т.Н. Влияние содержания мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе на социально-экологическое благополучие городов-курортов Кавказских Минеральных Вод // Социология города. 2014. № 1. С. 28-38.

11. Monitoring of fine particulate air pollution as a factor in urban planning decisions / Azarov V.N., Barikaeva N.S., Solovyeva T. // Procedia Engineering. 2016. V. 150. pp. 2001-2007.

12. The decreasing dust emissions of aspiration schemes appling a fluidized granular particulate material bed separator at the building construction factories / V.N. Azarov, Koshkarev S.A., D.V. Azarov // Procedia Engineering. 2016. V. 165. pp. 1070-1079.

13. Main trends of dust conditions normalizing at cement manufacturing plants // V.N. Azarov [et al.]// International Review of Civil Engineering. 2016. 6(6). pp. 145-150.

14. Research of dust content in the earthworks working area / Azarov V.N., Trokhimchuk M.V., Sidelnikova O.P. // Procedia Engineering. 2016. V. 150. pp. 2008-2012.

References:

1. Kyoyken M.P. Atmospheric environment. 2013. V. 71. рр. 26-35.

2. B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, A. Tremper. King's College London, Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contractto URS Infrastructure & Environment Ltd. November 2012. 56 р.

3. Nikolenko D.A., Solov'eva T.V. Inћenernyj vestnik Dona (Rus). 2015. №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3186.

4. Azarov V.N., Tertishnikov I.V., Marinin N.A. Zhilishhnoe stroitel'stvo. 2012. № 3. рр. 20-22.

5. Azarov V.N., Marinin N.A., Zhogoleva D.A. Izvestija Jugo-Zap. gos. un-ta. 2011. № 5(38). Р.2. рр. 144-149.

6. Nikolenko M.A., Neumerzhickaja N.V., Sergina N.M., Belonozhko M.V. Inzhenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/ n3y2015/3191.

7. Federico Karagulian, Claudio Balys, Carlos Francisco C. Dora, Annette Prьss-Ustьn, Sofie Bonjour, Heather Ader Rokhani, Markus Amann. Atmospheric environment. 2015. V. 120. рр. 475-483.

8. V.A. Drozd, P.F. Kiku, V. Ju. Anan'ev [i dr.]Izvestija Samarskogo nauchnogo centra RAN. 2015. T. 17. №5 (2). pp. 646-651.

9. Manya Singkh, Atindra Kumar Pandey, P.K. Singkh, Gunjana Singkh. Indian magazine of basic and applied researches. 2016. Vol. 1. №4. рр. 70-72.

10. Azarov V.N., Sidjakin P.A., Lopatina T.N. Sociologija goroda. 2014. № 1. рр. 28-38.

11. Azarov V.N., Barikaeva N.S., Solovyeva T. Procedia Engineering. 2016. V. 150. pp. 2001-2007.

12. V.N. Azarov V.N., Koshkarev S.A., Azarov D.V. Procedia Engineering. 2016. V. 165. pp. 1070-1079.

13. Azarov V.N. [et al.]International Review of Civil Engineering. 2016. 6(6). pp. 145-150.

14. Azarov V.N., Trokhimchuk M.V., Sidelnikova O.P. Procedia Engineering. 2016. V. 150. pp. 2008-2012.

Размещено на Allbest.ru