ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УЛЬЯНОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Зелеев Д.Ф.

аспирант Экологического факультета ГОУ ВПО УлГУ

ХАРАКТЕРИСТИКА ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УЛЬЯНОВСКОЙ ОБЛАСТИ

Аннотация

В данной работе рассматриваются основные характеристики источников загрязнения воздуха центральной части Ульяновской области, влияющие на распределение вредных примесей в приземном слое атмосферы. Ключевые слова: Загрязнение атмосферы, промышленные выбросы, качество воздуха

Zeleev D.F.

Postgraduate student, faculty of Ecology, Ulyanovsk State University

AIR POLLUTION SOURCES CHARACTERISTIC IN THE CENTRAL PART OF ULYANOVSK REGION

Abstract

In this investigation were considered the main characteristics of air pollution sources in the Central part of Ulyanovsk region, that interfered on the distribution of pollutants in the surface layer of the atmosphere. Key words: Atmosphere pollution, industrial emission, air quality

Под центральной частью Ульяновской области в данной работе условно понимается 7 административных районов – Цильнинский, Кузоватовский, Теренгульский, Сенгилеевский, Майнский, Ульяновский и г. Ульяновск (как отдельное муниципальное образование). Исследуемая площадка имеет размеры около 70х100 км.

Посты наблюдений за качеством атмосферного воздуха Гидрометцентра действуют в четырех районах г. Ульяновска и в г. Новоульяновске (Ульяновский район). Необходимость проведения подобной оценки обусловлена, в первую очередь, отсутствием мониторинга качества воздуха на всей рассматриваемой территории.

Цель исследования заключалась в комплексной оценке параметров отдельных источников выбросов, влияющих на качество воздуха.

В работе учитывались предприятия разных отраслей промышленности и сельского хозяйства, имеющие установленные нормативы предельно допустимых выбросов (ПДВ). Всего учтено 3386 источников выбросов на 240 предприятиях. Из них 2381относится к организованным (можно описать основные параметры источника – высоту, диаметр устья, расход газовоздушной смеси и её температуру), 1005 – неорганизованные (склады песка, щебня, разгрузочные работы, отдельные параметры которых выделить нельзя). Дальнейшее описание приводится только для организованных источников. Дополнительно учтен вклад крупных автодорог («трасса А-151», «трасса Р-241», «трасса Р-178», «Солдатская Ташла – Кузоватово-М5») с расчетом по нормативной пропускной способности согласно СНиП 2.05.02-85*[1].

Одним из основных параметров источника является высота его устья над поверхностью земли. В общем случае, чем выше источник – тем лучше происходит рассеяние загрязняющих веществ. Минимальная расчетная высота источника согласно действующей методики [2] – 2 м. Максимальная высота (из рассмотренных) – 65 м (подобные величины характерны для труб крупных котельных), средняя – 8,86 м. Наличие большого количества высоких источников характерно для промышленных предприятий. Распределение источников по данному параметру представлено на рис. 1.

Рисунок 1. Распределение источников выбросов по высоте

Рис. 2 показывает, что наибольшее количество источников – 65% - имеют диаметр в диапазоне 0,1-0,5 м. При увеличении диаметра, как правило, снижается скорость выброса, что влияет на высоту начального подъема струи газовоздушной смеси и качество рассеивания вредных примесей. Такие параметры, как скорость и объем газовоздушной смеси (ГВС), являются взаимозависимыми (формула 2.2 [2]).Как видно из рисунка, большинство источников (54%) относятся к высокому высотному диапазону – от 10 до 50 м.

Рисунок 2. Распределение источников выбросов по диаметру устья

Рисунок 3. Распределение источников по скорости и объему ГВС

Зависимость является прямо пропорциональной, что наглядно показывает рис.3. Третьей переменной величиной в формуле 2.2 [2,4] является диаметр источника. При небольшом диаметре устья, даже с высокой скоростью выброса, расход ГВС будет низким.

Рисунок 4. Распределение источников по температуре ГВС

На рис. 4 представлены не сами значения температуры выброса газовоздушной смеси, а разности между ними и температурой окружающей среды. Максимумы распределения приходятся на граничные значения диапазона, минимальное значение – на середину. Данная ситуация вызвана способом описания источников – для неорганизованных температура выбросов принимается минимальной, для нагретых выбросов котельных – по факту. Качество рассеивания примесей зависит от сезона года, и является наихудшей для теплого периода (разности температур минимальны). Климатические параметры рассматриваемой территории принимались согласно СП 131.13330.2012 [3].

Величина Cm (максимальное значение приземной концентрации вредного вещества) служит основной характеристикой источника независимо от перечня выбрасываемых веществ. Данная величина рассчитывается согласно формулы 2.1 [2]. Cm не имеет размерности и показывает, во сколько раз может быть превышена концентрация вещества в приземном слое атмосферы при содержании его в устье источника на уровне 1 ПДК. Параметр вычислен для каждого источника, как организованного, так и неорганизованного. Распределение источников выбросов по Cm представлен на рис. 5.

Согласно проведенного расчета, доля источников с Cm, большим 0,1, составляет 33%. При этом, большинство источников обладает хорошей рассеивающей способностью. Средняя Xm (расстояние от источника, на котором формируется максимальная концентрация) – 35 м, максимальная – 516 м. Для большинства предприятий размер санитарно-защитной зоны составляет от 50 м и больше, расчетная Xm укладывается в этот диапазон. Большие Xm характерны для высоких нагретых источников выбросов (трубы котельных). Um (скорость ветра, при которой возможно формирование приземной концентрации вещества на уровне Cm) – 0,81 м/с. При средней скорости ветра 3,4 м/с, опасная скорость ветра Um является маловероятной.

Рисунок 5. Распределение источников по параметрам Cm, Xm, Um

Низкой рассеивающей способностью (Cm>1) обладает незначительная часть рассмотренных источников загрязнения атмосферы (около 3,5%), что позволяет говорить о возможно высоком качестве воздуха при неблагоприятных метеоусловиях. Графики Cm и Um имеют явную тенденцию к понижению (с увеличением значения параметра, количество источников снижается), тогда как распределение Xm имеет практически равномерный характер.

Таким образом, оценка всех параметров источников, влияющих на степень рассеивания выбрасываемых загрязняющих веществ и качество воздуха, позволяет говорить о сравнительно благополучной экологической обстановке центральной части Ульяновской области. Даже при неблагоприятных метеоусловиях, сверхнормативные концентрации формируются выбросами 3,5% источников.

Детальный прогноз качества атмосферного воздуха может быть получен только путем расчетов на специализированных программных комплексах, УПРЗА (унифицированная программа по расчету загрязнения атмосферы).

Литература

1. СНиП 2.05.02-85*. Автомобильные дороги. Взамен СНиП II-Д.5-72 и СН 449-72 в части норм проектирования земляного полотна автомобильных дорог.- Утв. постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства № 233 от 17.12.1985 г. Введены в действие 1.01.1987 г. М.: Минстрой России, ГУП ЦПП, 1997. - 94 с.
2. ОНД-86. Методика расчета концентрации в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий (от 01.01.1987). СПб: Гидрометеоиздат, 1987. – 123 с.
3. Свод правил СП 131.13330.2012.Строительная климатология. Актуализированная версия СНиП 23-01-99*. - Взамен СНиП 23-01-99*.Утв. Приказом Минрегиона РФ от 30.06.2012г. №275. Введен в действие 1.01.2013г. М.: Госстрой России, НИЦ "Строительство", 2013. – 109 с.