Атмосферные загрязнения города Караганды

Размещено на http://www.allbest.ru/

Атмосферные загрязнения г. Караганды

Жакатаева Б.Т., Журавлева З.П.

Тенденция повышения загрязненности атмосферного воздуха приобретает все более масштабный характер, что особенно заметно в промышленных регионах, где сконцентрированы так называемые грязные производства. Одним из таких промышленных центров Республики Казахстан является город Караганда, расположенный в Центральном Казахстане. Центральный Казахстан -- один из ведущих индустриальных регионов республики, представляющий собой территориально-производственный комплекс с развитой тяжелой промышленностью. Это угледобывающие, металлургические и химико-машиностроительные отрасли республики, имеющие международное значение. Все важнейшие отрасли тяжелой промышленности связаны, прежде всего, с добычей коксующегося угля, обработкой руд цветных, черных и редких металлов, необходимых для металлургии, вспомогательных видов сырья. В основе территориально-промышленного комплекса лежат три промышленных узла -- Караганда-Темиртауский, Балхашский и Жезказганский. Здесь функционирует промышленность, специализирующаяся на производстве энергоемкой и материалоемкой продукции черной и цветной металлургии, добыче угля и руд ряда ценных полезных ископаемых. Также представлены предприятия машиностроения, химической промышленности, производства строительных материалов, легкой, пищевой и других отраслей.

Антропогенное воздействие на окружающую среду в первую очередь сказывается на состоянии воздушного бассейна. Загрязнение приземного слоя атмосферы влияет на состояние всей экосистемы в целом.

Государственный мониторинг атмосферного воздуха является составной частью Единой государственной системы мониторинга окружающей среды и природных ресурсов и осуществляется в соответствии с законодательством Республики Казахстан в области охраны окружающей среды. Общеизвестно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений -- теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних [1].

Территориальные подразделения центрального исполнительного органа Республики Казахстан в области охраны окружающей среды устанавливают перечень организаций, которые должны осуществлять производственный мониторинг атмосферного воздуха [2,3].

За состоянием атмосферного воздуха в городе Караганде ведутся наблюдения на 4 постах, расположенных по адресам: № 1 -- Аэрологическая станция в районе старого аэропорта; № 3 -- угол ул. Ленина и Бухар-Жырау; № 4 -- угол Бирюзова; № 7 -- ул. Ермекова, 116. Наблюдения ведутся по 8 ингредиентам трехкратно (в 7, 13, 19 час.) на постах наблюдения № 3, 4, 7 и четырех кратно (в 1, 7, 13, 19 час.) на пункте наблюдения № 1 ежедневно, за исключением воскресенья.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами города Караганды, поступающими в атмосферный воздух от техногенных источников, являются: оксид углерода, диоксид серы, оксид азота, углеводороды, пыль [4].

Оксид углерода -- самая распространенная и наиболее значительная примесь атмосферы, называемая в быту угарным газом. Основная масса выбросов оксида углерода образуется в процессе сжигания органического топлива, прежде всего в двигателях внутреннего сгорания. Наиболее высокая концентрация наблюдается на улицах и площадях городов с интенсивным движением, особенно у перекрестков.

Диоксид серы -- бесцветный газ с острым запахом. На его долю приходится до 95 % от общего объема сернистых соединений, поступающих в атмосферу от антропогенных источников (автотранспорта), большое количество диоксида серы выбрасывают котельные. Основной техногенный источник выбросов углеводородов -- автотранспорт. При неполном сгорании топлива происходит также выброс циклических углеводородов, обладающих канцерогенными свойствами. Особенно много канцерогенных веществ содержится в саже, выбрасываемой дизельными двигателями [3].

Оксиды азота образуются в процессе горения при высокой температуре путем окисления части азота, находящегося в атмосферном воздухе. Основные источники выбросов: двигатели внутреннего сгорания, топки промышленных котлов, печи.

Основные ингредиенты атмосферных загрязнений в городе Караганде представлены в таблице [5].

По данным таблицы можно проследить динамику загрязнения атмосферы за 2005-2008 гг. Общий объем загрязняющих веществ составляет около 47 тыс.т в год. Анализ по годам показывает уменьшение атмосферных загрязнений с 47,2 до 46,3 тыс.т. Уменьшение на 0,9 тыс.т связано с эффективностью природоохранных мер, проводимых в городе Караганде (рис. 1,2) [5, 6].

На основании рисунка 1 можно говорить о том, что количество выброшенных загрязняющих веществ в атмосферу с каждым годом сокращается и в 2008 г. составило 46,3 тыс.т -- по сравнению с предыдущим годом уменьшилось на 1,1 тыс. т. Данное снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу связано с ужесточением экологического законодательства, а также с увеличением ставок экологических платежей за выбросы в пределах установленных лимитов и сверхлимитов. Природо-пользователи стали производить перерасчет выбросов по фактическим пользователям работы оборудования и расхода материалов на производстве, нежели платежи в соответствии с нормативами, установленными проектами. В 2008 г. всего действовало 210 предприятий, производящих выбросы загрязняющих веществ.

загрязненность атмосферный воздух мониторинг

Рис. 2. Выбросы загрязняющих веществ в городе Караганде по ингредиентам за 2005-2008 гг.

Из рисунка 2 следует, что выбросы сернистого ангидрида в городе Караганде составили 11,3 тыс.т, по сравнению с предыдущими годами (12,0) уменьшились на 0,7 тыс.т.

Выбросы окиси углерода в 2005 г. составили 3 тыс. т, в 2006 г. -- 3,3 тыс.т, в 2007 г. -- 3,4 тыс.т и в 2008 г. уменьшились (3,2) по сравнению с предыдущим годом. Содержание окиси углерода в атмосфере города в 2005 г. было самым низким -- 3,0. Окислы азота в 2008 г. выброшены в количестве 5,3 тыс.т, по сравнению с 2005 г. (4,9) показатели на 0,4 тыс.т увеличились. Выбросы углеводородов в 2008 г. составили 1,0 тыс.т, что на 0,6 тыс.т больше, чем в 2007 г. Летучие органические соединения в 2008 г. поступили в атмосферу в объеме 0,3 тыс.т, по сравнению с 2007 г. показатель выше на 0,1 тыс. т.

В целом в г.Караганде в 2008 г. больше всего в атмосферу было выброшено твердых веществ, летучих органических соединений, затем по показателям идут сернистый ангидрид, окислы азота, окислы углерода и углеводорода (рис. 3) [6].

Рис. 3. Состав загрязняющих веществ в атмосфере города Караганды за 2008 г.

Основными источниками загрязнения атмосферы в городе Караганде являются крупные и мелкие промышленные предприятия: ТОО «Караганда Энергоцентр» -- ТЭЦ-1, ТОО «CTAROIL», Шахта Костенко, шахта им.Кузембаева, Рынок «Шыгыс», АО «Евразия Фудс», АО «Конфеты Караганды», ТОО «Темиржолжылу-Караганды», ТОО «Комир-Куат», ТОО «Караганда Энергоцентр» -- ТЭЦ-3, ТОО «Аян», ТОО УГХ «ГазОйл», ТОО «Рапид», ТОО «Караганда стройконструкция», ТОО «Нурхан», завод ЖБИ, АО «Аэропорт Сары-Арка», ТОО «Морделикатес», АОИП «Эфес Караганда», ТОО «Сайбер», ТОО «Беркут-Караганда», ТОО «Хаир и К°», ТОО «ТД Абразив», ТОО фирма «Мади ltd», ТОО «Зерновая компания Сункар и К°», ТОО «Гелиос», Мельничный комплекс «ОКА», ТОО «КАДЭР», АО «Арселор Миттал Темиртау», ЦОФ «Восточная», ТОО «АlемGаz», ТОО «Караганда-Бахыт Мунай», ТОО «Нефрит», УД «Борлы», «Пришахтинская автобаза», ТОО «Булак ЛТД», ТОО «Sunkar-ASM» и др.

Из анализа ингредиентов загрязнений следует, что выбросы сернистого ангидрида в 2008 г. составили 11,3 тыс.т, что по сравнению с 2007 г. (12,0) меньше на 0, 7 тыс.т. Из них выброшено без очистки 1,5 тыс.т от организованных источников, на очистные сооружения поступило 10,5 тыс.т, из которых уловлено и обезврежено 0,7 тыс.т -- 6,2 % от количества загрязняющих веществ. Выбросы окиси углерода в 2008 г. составили 3,2 тыс.т -- меньше, чем в 2007 г. на 0,2 тыс.т. Из них без очистки выброшено 0,8 тыс.т, из которых из организованных источников выброшено 0,5 тыс.т, на очистные сооружения поступило 0,9 тыс.т, из них уловлено и обезврежено 0,1 тыс.т. Выбросы окиси азота в 2008 г. составили 5,3 тыс.т -- по сравнению с 2007 г. увеличение на 0,4 тыс.т. Из них без очистки выброшено 0,8 тыс.т, из которых из организованных источников выброшено 0,5 тыс.т. Выбросы углеводородов в 2008 г. составили 1,0 тыс.т, что на 0,6 тыс. т больше, чем в 2007 г. [5, 6].

В 2005 г. город Караганда занимал 2 место после города Алматы по индексу загрязнения атмосферы [5], в 2006 г. Караганда так и держится на втором месте. В 2007 г. индекс загрязнения атмосферы в городе Караганде уменьшается (7,5). Основные отрасли, оказывающие влияние на загрязнения атмосферного воздуха, -- это теплоэнергетика, автотранспорт [7].

Интерес для исследования представляют и сезонные изменения атмосферных загрязнений -- так появляется возможность влиять на объем атмосферных загрязнений. То есть в зависимости от ожидаемых условий погоды можно регулировать объем выбросов. Для атмосферных загрязнений характерно изменение не только в суточном режиме, но и по сезонам года, что вызвано сезонными изменениями метеорологических условий. На рисунке 4 представлены сезонные изменения пыли в г. Караганде [5, 6].

Рис. 4. Сезонные изменения пыли в атмосфере города Караганды: по горизонтали -- времена года, по вертикали -- изменение содержания пыли года в атмосфере, мг/куб. м

Содержание пыли в атмосфере города Караганды заметно изменяется по сезонам года. Максимальное содержание пыли в атмосфере наблюдается в летний и осенний сезоны (0,1мг/м), минимальное -- в зимний период (0,007), что связано с наличием снежного покрова.

Содержание диоксида серы в атмосфере города Караганды также меняется по сезонам года. Максимальное содержание диоксида серы приходится на зимние месяцы, минимальное -- на осенний период (рис. 5) [6, 7].

Рис. 5. Сезонные изменения диоксида серы в атмосфере города Караганды

Как видно из рисунка 5, максимальное содержание диоксида серы в атмосфере приходится на зимние месяцы (0,03), так как именно в это время года резко возрастает количество работающих котельных в городе -- одного из основных источников поступления в атмосферу диоксида серы. Зимой выбросы диоксида серы занимают первое место среди других загрязнений.

Снижение содержания диоксида серы наблюдается в летний период времени и составляет 0,01 мг/м. Минимальное значение выбросов диоксида серы зарегистрировано в осенний период времени, что также связано с отсутствием отопительного сезона. Годовой ход остальных примесей -- оксида азота, сероводорода, диоксида серы -- ровен и меняется мало. Превышения наблюдаются в отдельные дни на несколько ПДК (5-10) при неблагоприятных метеоусловиях (НМУ), препятствующих рассеиванию примесей в атмосфере. Среднемесячные показатели загрязнений по видам не превышают ПДК. В годовом ходе резких изменений в концентрации оксида азота, диоксида серы не отмечалось. Превышения ПДК по фенолу (5,6 ПДК), окиси углерода (2,2 ПДК), двуокиси серы, формальдегиду наблюдаются в январе, феврале, октябре и ноябре, преимущественно в дни со штилем или со среднесуточной скоростью ветра 2-3 м/с. Превышение ПДК по пыли наблюдается от 1,8 ПДК в теплый период, с повторяемостью 28 %, до 5,6 ПДК в холодный период, с повторяемостью 34 %, что связано с увеличением числа штилей в антициклональную погоду зимой, а также с увеличением объема выбросов теплоэнергетикой, в которых содержатся пыль, зола [7].

Список литературы

1. Агроклиматические ресурсы Карагандинской области Казахской ССР. -- Л.: Гидрометиздат, 1991.

2. Сальников В.Г. Актуальные проблемы трансграничного переноса загрязняющих веществ над территорией Казахстана. -- Вестн. КазГУ. Сер. геогр. -- 2000. -- № 1. -- 200 с.

3. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. -- Л.: Гидрометеоиздат, 1986. -- 200 с.

4. Жакатаева Б.Т. Синоптические условия загрязнения атмосферы в Карагандинской области // Вестник КарГУ. Сер. Биология. Медицина. География. -- 2004. -- № 1.

5. Экологическая обстановка в Карагандинской области. Данные облстатуправления // Индустриальная Караганда. -- 2004. -- 4 нояб.; 2005. -- 7 июня.

6. Стат. сб. о состоянии охраны атмосферного воздуха в Карагандинской области в 2008 году. -- 25 с.

7. Жакатаева Б.Т. Антропогенные составляющие атмосферного загрязнения в Центральном Казахстане // Материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-летию Е.А.Букетова, 23-24 марта. Т. 3. -- Караганда, 2005.

Размещено на Allbest.ru