скачать книгу бесплатно
Средние температуры воздуха по месяцам в году приводятся по данным Оренбургского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды приведены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 – среднемесячная характеристика температуры
Лето жаркое, сухое с большим числом солнечных дней. Температура воздуха летом в отдельные дни может подняться до +42 оС, но даже в июле не исключены резкие похолодания. Самым тёплым месяцем в году является июль, среднемесячная температура которого равна +21,5 оС.
Зима ветреная, холодная. Морозы могут достигать -44оС. Среднемесячная температура зимы (январь) составляет – 16,2 оС. Продолжительность зимы 4—5 месяцев.
Весна короткая. Март чисто зимний месяц. В середине апреля сходит снег. Продолжительность залегания снежного покрова в среднем составляет 140 дней. Осенью температура понижается постепенно. В середине сентября отмечаются первые морозы. В ноябре ложится снег.
2.9 Осадки
При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться. С туманами связаны смоги, при которых в течение продолжительного времени удерживаются высокие концентрации вредных примесей. Осадки очищают воздух от примесей. После длительных интенсивных осадков высокие концентрации примесей в атмосфере практически не наблюдаются.
Среднее количество осадков за год – 306 мм. Примерно 60—70% годового количества осадков приходится на тёплый период, что несколько сглаживает засушливость климата. Число дней с туманами – 20.
2.10 Роза ветров
Скорость ветра способствует переносу и рассеиванию примесей, так как с усилением ветра возрастает интенсивность перемешивания воздушных слоев. При слабом ветре в районе высоких источников выброса концентрации у земли уменьшаются за счет увеличения подъема факела и уноса примеси вверх. Подъем примеси особенно значителен при нагретых выбросах.
При сильном ветре начальный подъем примеси уменьшается, но происходит возрастание скорости переноса примеси на значительные расстояния. Максимальные концентрации примеси обычно наблюдаются при некоторой скорости, которая называется опасной. Опасная скорость ветра зависит от параметров выброса. Для мощных источников выброса с большим перегревом дымовых газов относительно окружающего воздуха, например для тепловых электростанций, она составляет 5—7 м/с. Для источников со сравнительно малым объемом выбросов и низкой температурой газов, например, для предприятий химической промышленности, она близка к 1—2 м/с.
Неустойчивость направления ветра способствует усилению рассеивания по горизонтали, и концентрации у земли уменьшаются.
Таблица 2.2 – повторяемость направления ветра и штилей, годовая, %
Ветер на рассматриваемой территории отличается крайней изменчивостью как по направлению, так и по скоростному режиму. Наибольшее число дней с сильным ветром (более 15 м/с) наблюдается в феврале-марте. Преобладающее направление ветра – западное и юго-западное. Скорость ветра, повторяемость превышения которой по средним многолетним данным составляет 5% – 9 м/с. На направление ветров влияет открытая местность, где правят сухие ветра Казахстана.
2.11 Рельеф местности
На распространение примеси влияют также упорядоченные вертикальные движения, обусловленные неоднородностью подстилающей поверхности. В условиях пересеченной местности на наветренных склонах возникают восходящие, а на подветренных – нисходящие движения, над водоемами летом – нисходящие, а в прибрежных районах – восходящие движения.
При нисходящих потоках приземные концентрации увеличиваются, при восходящих – уменьшаются. В некоторых формах рельефа, например в котловинах, воздух застаивается, что приводит к накоплению вредных веществ вблизи подстилающей поверхности, особенно от низких источников выбросов. В холмистой местности максимумы приземной концентрации примеси обычно больше, чем при отсутствии неровностей рельефа.
Коэффициент, зависящий от температурной стратификации атмосферы (А), определяющий условия рассеивания вредных веществ в атмосфере составляет 180. Рельеф участка ровный. Перепад высот не превышает 50 м на 1 км. Коэффициент поправки на рельеф местности составляет 1.
2.11 Фотохимические превращения
Солнечная радиация обусловливает фотохимические реакции в атмосфере и формирование различных вторичных продуктов, обладающих часто более токсичными свойствами, чем вещества, поступающие от источников выбросов. Так, в процессе фотохимических реакций в атмосфере происходит окисление сернистого газа с образованием сульфатных аэрозолей. В результате фотохимического эффекта в ясные солнечные дни в загрязненном воздухе формируется фотохимический смог.
2.12 Городской микроклимат
На рассеивание примесей в условиях города существенно влияют планировка улиц, их ширина, направление, высота зданий, зеленых массивов и водные объекты, образующие как бы разные формы наземных препятствий воздушному потоку и приводящие к возникновению особых метеорологических условий в городе.
В крупных городах формируется свой микроклимат, существенно меняются аэродинамические, радиационные, термические и влажностные характеристики атмосферы. Выделение в городах большого количества тепла, изменение газового и аэрозольного состава воздуха приводят к повышению температуры воздуха и образованию так называемых «островов тепла». Повышение температуры над крупным городом по сравнению с температурой окружающей местности может наблюдаться до высоты в несколько сотен метров.
Учёт влияния метеоусловий
Наблюдения показывают, что даже при постоянных объемах и составах промышленных и транспортных выбросов в результате влияния метеорологических условий уровни загрязнения воздуха могут различаться в несколько раз. Учет этого влияния важен при подготовке документов о качестве атмосферного воздуха, разработке воздухоохранных мероприятий, планировании размещения городов и промышленных объектов, прогнозирования уровня загрязнения.
В связи с этим при оценке эффективности выполнения мероприятий по охране атмосферы недостаточно иметь только сведения о сокращении выбросов. Требуется надежная информация за длительный период о содержании примесей в атмосфере и климатических условиях распространения примесей в атмосфере.
При получении прогнозов неблагоприятных метеорологических условий, юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, обязаны проводить мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух. Эти мероприятия должны быть согласованны с территориальными органами специально уполномоченного федерального органа исполнительной власти в области охраны атмосферного воздуха, обеспечивающими контроль за проведением и эффективностью указанных мероприятий. Мероприятия по регулированию выбросов выполняют в соответствии с прогнозными предупреждениями местных органов Росгидромета. Порядок регулирования выбросов определен РД 52.04.52—85. Методических указаниях «Регулирование выбросов при неблагоприятных метеорологических условиях». [2—4,6]
2.4 Гигиеническая оценка антропогенного загрязнения атмосферного воздуха промышленного города Орска
2.4.1. Влияние экологических факторов среды обитания на здоровье населения
Атмосферный воздух является важнейшей и неотъемлемой частью среды обитания человека. Степень его загрязнения относится к числу приоритетных факторов, влияющих на здоровье населения. Слагаемыми качества атмосферного воздуха являются интенсивность загрязнения его выбросами, как от стационарных источников загрязнения (промышленные предприятия), так и передвижных (транспорт). Демографическая политика Оренбургской области направлена на увеличение продолжительности жизни населения, сокращение уровня смертности, рост рождаемости, регулирование внутренней и внешней миграции, сохранение и укрепление здоровья населения, и улучшение на этой основе демографической ситуации. [8,28]
2.4.2 Здравоохранение
По данным ВОЗ в 20% факторы окружающей среды определяют состояние здоровье человека, оказывая непосредственное или провоцирующее влияние. Поэтому снижение негативного воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения является приоритетным направлением любого государства.
Загрязнение окружающей среды различными химическими веществами приводит к ухудшению состояния здоровья населения, которое выражается в изменениях физиологических показателей, сдвигов физического развития, возникновение заболеваний и других эффектах. Это обусловило необходимость проведения интенсивных исследований по гигиенической оценке здоровья с учетом региональных особенностей.
Определенный вклад в увеличение заболеваемости вносят: отсутствие лечебно-профилактического и диетического питания на промышленных предприятиях и сокращение столовых на них, особенно характерна данная проблема для малого и среднего бизнеса.
Сокращение численности населения обусловлено, прежде всего, неблагоприятной динамикой в процессах воспроизводства. Фактором, определяющим демографическую ситуацию, является сохранение отрицательного естественного прироста – результат совокупного действия низкой рождаемости, высокой смертности и неблагоприятной возрастной структуры.
В структуре смертности I место занимают болезни системы кровообращения – 57,9%, II место новообразования – 15,1%, III место —внешние причины – 11,7%.
В структуре первичной заболеваемости населения области, как и в прежние годы, значительный удельный вес занимают болезни органов дыхания, составив в 2015 году 38,6% (как индикатор повышенной антропогенной нагрузки), далее травмы и отравления – 11,73%, болезни мочеполовой системы – 7,15%, болезни кожи и подкожной клетчатки – 6,85%. [18,19]
Уровень загрязнения атмосферного воздуха в значительной мере определяет состояние здоровья населения. Неблагоприятное влияние оказывает значительное загрязнение атмосферного воздуха различными химическими веществами в концентрациях превышающих ПДК или на уровне ПДК и обладающих не только общетоксическим, но и специфическим действием.
Основная работа по определению воздействия факторов среды обитания на здоровье населения в Оренбургской области проводится в промышленных городах области, где антропогенная нагрузка на население значительно выше, чем на сельских территориях.
2.4.3 Демографическая ситуация
Город Орск относятся к числу территорий Оренбургской области с наибольшей антропогенной нагрузкой, где размещены крупные предприятия нефтепереработки, машиностроения, энергетики и др. отраслей промышленности.
Несмотря на положительную динамику сокращения выбросов от стационарных источников наиболее высокая аэрогенная нагрузка на единицу населения и единицу площади выявлена на урбанизированной территориях: г. Орск (105,5 т. на 1км2 и 0,59 т. на 1 жителя).
При этом в городских территориях антропогенная нагрузка формируется за счет загрязнения атмосферного воздуха, то в сельских в основном за счет хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Существующий уровень загрязнения взвешенными веществами в промышленных городах создаёт риск увеличения смертности населения, т.к. на каждые сверхнормативные 10 мкг/м3 концентрации взвешенных веществ в атмосферном воздухе смертность населения увеличивается на 1%. Загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота ведет к увеличению риска заболеваемости нижних дыхательных путей и появлению симптомов со стороны верхних дыхательных путей у населения городов.
Город Орск относится к числу территорий Оренбургской области с наибольшей антропогенной нагрузкой, где размещены крупные предприятия цветной металлургии, нефтепереработки, машиностроения, энергетики и др. отраслей промышленности. Загрязнение воздуха селитебных территорий города в первую очередь обусловлено отсутствием санитарно-защитных зон (СЗЗ) между предприятиями и жилой застройкой (ОАО «Орскнефтеоргсинтез», ОАО «Комбинат Южуралникель», Орская ТЭЦ—1 ОАО «Оренбургская теплогенерирующая компания», ЗАО «ОМК», ОАО ПО «ОРМЕТО-ЮУМЗ и др.); а также исторически сложившейся близкорасположенной агломерацией двух промышленных городов – Орска и Новотроицка, когда при ветрах западного направления выбросы ОАО «Уральская сталь» достигают северных районов г. Орска; работой предприятий на полную мощность, невыполнением природоохранных мероприятий на промышленных предприятиях в полном объеме. [8,28]
Значительное загрязнение атмосферы в зоне дыхания человека связаны с выбросами автотранспорта. В атмосферном воздухе преобладают большое содержание углеводородов, фенола, пыли, а также тяжелых металлов – никеля, меди, кобальта и др.
Таблица 2.4 – Естественное движение численности населения по г. Орску в 2014—2016 годах
В СЗЗ промузла, основным предприятием-загрязнителем атмосферного воздуха в котором является ОАО «Уральская Сталь» – проживает 23 тысячи населения.
Таблица 2.5 – Естественное движение численности населения по г. Новотроицку в 2007—2009 годах
2.9 Воздействие отраслей экономики на окружающую среду
2.9.1 Влияние промышленных предприятий
Основной вклад в загрязнение окружающей среды Оренбургской области вносят предприятия топливно-энергетического, металлургического, химического, машиностроительного, строительного комплексов, автотранспорт, жилищно-коммунальное и сельское хозяйство, вооруженные силы РФ.
От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых).
В результате инвентаризации источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух установлено, что основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми в атмосферу источниками предприятия, являются: углерод оксид, ксилол (смесь изомеров), пыль древесная.
Валовые выбросы загрязняющих веществ при существующем положении рассчитаны с учетом фактической загрузки производственных мощностей предприятия.
Выброс веществ составляет 1,094619 т/год, в том числе твердых- 0,146028 т/год, жидких и газообразных – 0,948591 т/год.
Объем выброса составляет: углерод оксид 0,473971 т/год (43,30% от общего выброса), ксилол (смесь изомеров) 0,140440 т/год (12,83% от общего выброса), пыль древесная 0,104785 т/год (9,57% от общего выброса) и т. д. [8,28]
Автомобильный транспорт, как источник загрязнения воздушной среды, имеет приоритетное значение, максимально приближен к человеку, выбросы осуществляются в приземном слое не только в непосредственной близости, но и внутри селитебных зон, внутри дворовых территорий городов. Положение усугубляется в связи с ежегодным существенным увеличением количества передвижных источников, а именно автомобильного транспорта.
На 01.01.2015 г. в области зарегистрировано 631 618 единицы автомототранспортных средств, из них автотранспорт: грузовых – 87 706, легковых – 526 615, автобусов – 17 297. Увеличение доли автотранспорта в загрязнении атмосферы связано не только с существенным увеличением количества автомобилей, но и некачественным топливом и использованием устаревших автомобилей. С дизельными двигателями зарегистрировано 22 849 единиц грузовых автомобилей и 450 единиц автобусов.
Выбросы отработавших газов автомобилей представляют собой сложную смесь, в состав которой входят около 200 компонентов, среди которых основную часть составляют: оксид углерода, углеводороды, оксиды азота, сажа, формальдегид, соединения свинца, бенз (а) пирен.
Объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от автомобильного транспорта, зарегистрированного на территории Оренбургской области: в 2015 году составил 232,4 тыс. тонн, по предварительным данным Управления Росприроднадзора в 2016 году составил 232,573 тыс. тонн.
Таблица 2.6 – Валовые выбросы от автотранспорта в г. Орск (2015 г.)
Вывод по второй главе.
В человеческий организм вредные вещества могут поступать через дыхательные пути, пищеварительный тракт и кожный покров. Наиболее распространенное и тяжелое заболевание – силикоз. Серная кислота действует на организм человека как разъедающее ткани вещество и общетоксическое средство.
От источников выбросов ООО «Строймонтаж» в атмосферу выделяется 23 ингредиента (в том числе 12 – газообразных и жидких, 11 твердых). В соответствии с расчётом предприятие относится к 3 категории опасности. Можно утверждать о достаточно сильном влияннии предприятия на относительно небольшую территорию. При туманах концентрация примесей может сильно увеличиться.
При получении прогнозов неблагоприятных метеорологических условий, юридические лица, имеющие источники выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, обязаны проводить мероприятия по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух.
ГЛАВА 3. СОСТОЯНИЕ И ОХРАНА АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА
3.1 Стандарты качества воздуха
Стандарты качества воздуха, нормативы выбросов в атмосферу, различные законодательные акты и меры – все они направлены на то, чтобы обеспечить установку на промышленных предприятиях оборудования, позволяющего предотвратить загрязнение окружающей среды. В результате многолетней работы удалось уменьшить опасность загрязнения атмосферы во многих промышленных районах мира. Удалось ограничить количество фотохимических загрязнений.
Одним из многих существенных критериев является пороговая концентрация загрязняющих веществ, при которой происходят первичные негативные воздействия на организм. Наиболее важное значение имеет концентрация, при которой данное загрязнение начинает оказывать отрицательное воздействие на организм человека. Важными являются также продолжительность и частота воздействия, однако развитие и степень тяжести зависит и от других факторов. Для того чтобы причинить вред окружающей среде, необходимо согласованное действие ряда факторов. Чем более предрасполагающими являются параметры окружающей среды, тем вероятность повреждения выше.
3.1.1 Гигиенические нормативы
Оценка уровня загрязнения атмосферы выражается через концентрацию примеси путем сравнения ее с гигиеническими нормативами.
Наиболее распространенными в настоящее время критериями оценки качества природных сред – атмосферного воздуха и вод суши являются предельно-допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в названных средах. Нормативы ПДК различных веществ, утвержденные Минздравом России едины для всего государства. В России установлены ПДК для более 600 различных примесей (ГН 2.1.6.1338—03).
Предельно-допустимая концентрация – это максимальная концентрация примеси в атмосферном воздухе, отнесенная к определенному времени осреднения, которая при периодическом воздействии или на протяжении всей жизни человека не оказывает и не окажет прямого или косвенного влияния на него и на окружающую среду в целом.
В связи с тем, что кратковременные воздействия не обнаруживаемых по запаху вредных веществ могут вызвать функциональные изменения в коре головного мозга и зрительном анализаторе, были введены значения максимальных разовых ПДК, а так же значения средних суточных ПДК. Таким образом, для каждого вещества установлены два норматива.
Предельно-допустимые концентрации веществ, определяемых в атмосферном воздухе на территории Оренбургской области, приведены ниже в таблице 10.
Таблица 3.1 – Предельно-допустимые концентрации (ПДК) определяемых загрязняющих веществ
* 1 – чрезвычайно опасные; 2 – высокоопасные; 3- умеренно опасные;
4 – малоопасные.
Максимально-разовая предельно-допустимая концентрация (ПДК м.р.) – максимальная 20—30 минутная концентрация, при воздействии которой не возникают рефлекторные реакции человека (задержка дыхания, раздражение слизистой оболочки глаз, верхних дыхательных путей и др.);
Среднесуточная предельно-допустимая концентрация (ПДК с.с.) – средняя за сутки концентрация, при воздействии которой не развиваются общетоксичные, мутагенные, концерагенные эффекты при неограниченно длительном вдыхании.
В соответствии с существующими методами оценки уровень загрязнения считается согласно таблице 3.2.
Таблица 3.2 – уровень загрязнения атмосферы в зависимости от соответствующих показателей
С учетом значений ПДК рассчитываются следующие характеристики:
– Степень загрязнения атмосферного воздуха оценивается посредством безмерной величины, называемой индексом загрязнения атмосферы (ИЗА), учитывающий несколько примесей, ИЗА рассчитывают по пяти ингредиентам, вносящим наибольший вклад в загрязнение атмосферы города (допустимая норма ИЗА5=5), при этом учитывается относительное превышение среднесуточной предельно допустимой концентрации и класс опасности каждой из пяти приоритетных примесей.
– наибольшая повторяемость, НП, %, превышения ПДКм. р.: наибольшая повторяемость превышения ПДК любым загрязняющим веществом в воздухе города;
– стандартный индекс, СИ: наибольшая измеренная в городе максимально разовая концентрация любого загрязняющего вещества, деленная на ПДКм. р. – стандартный индекс (СИ) или наибольший единичный индекс загрязнения;
ИЗА рассчитывается по пяти ингредиентам, вносящим наибольший вклад в загрязнение атмосферы города.
Если СИ и НП попадают в разные градации степени загрязнения воздуха, то оценка загрязнения воздуха проводится по наибольшему значению из этих показателей.
3.1.2 Охрана атмосферного воздуха Оренбуржья от загрязнения
Экологический контроль
Экологический контроль – это проверка соблюдения хозяйствующими субъектами, гражданами, государственными органами и органами местного самоуправления требований экологического законодательства.
Экологический контроль является гарантией выполнения природоохранных мероприятий и реализации регулирующих эти мероприятия норм, способом обеспечения законности, необходимым условием привлечения виновных лиц к юридической ответственности.
Задачей государственного экологического контроля является обеспечение выполнения правовых требований по рациональному использованию природных ресурсов и охране окружающей среды от загрязнения всеми государственными органами, предприятиями, организациями и гражданами, которым такие требования адресованы. Государственный контроль носит, таким образом, надведомственный контроль.
ФГУ «Оренбургский областной центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» проводит наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в 5 городах региона (Оренбурге, Орске, Новотроицке, Медногорске, Кувандыке), на 13 стационарных постах, по 14 загрязняющим примесям подразделениями ФГУ – комплексной лаборатории мониторинга окружающей среды г. Оренбурга (КЛМС), лабораторией мониторинга загрязнения атмосферы г. Медногорска (ЛМЗА) и лабораторией мониторинга загрязнения атмосферы г. Орска (ЛМЗА).
Наибольшие выбросы в воздушный бассейн вносят стационарные источники загрязнения предприятий, на их долю приходится 75%.
В структуре выбросов вредных веществ от стационарных источников преобладают газообразные и жидкие выбросы – 93,8% и всего лишь 6,2% – твердые. Из газообразных и жидких: 29,8% составляют выбросы диоксида серы; 49,9% – выбросы оксида углерода; 4,3% – оксиды азота; 5,1% – углеводороды (без летучих органических соединений); 10,9% – прочие, включая летучие органические соединения.
Государственный контроль в сфере природопользования и экологической безопасности
Государственный контроль в Оренбургской области осуществляется следующими органами:
– Орская межрайонная природоохранная прокуратура осуществляет надзор за соблюдением природоохранного законодательства на территории городов Орск, Новотроицк, Медногорск, Кувандык, Гай и Адамовского, Беляевского, Гайского, Домбаровского, Кваркенского, Кувандыкского, Новоорского, Светлинского и Ясненского районов.
