1. Введение

Ценность Соловецкого архипелага (Архангельская область), расположенного в Онежском заливе в двух десятках километров от материковой части Онежского полуострова, в основном связана с историческими событиями, происходившими здесь на протяжении XV–XVII, XX вв., а изолированность территории играет ключевую роль в формировании уникальных природных экосистем. В то же время в связи с все возрастающим туристическим потоком, связанным с привлекательностью объектов Всемирного наследия ЮНЕСКО, расположенных на Соловецких островах, и развитием хозяйственной деятельности коренного населения, увеличивается антропогенная нагрузка на формирование уникальных природных экосистем архипелага [1], [2]. В этой связи появилась необходимость в установлении антропогенных факторов, определяющих экологическую нагрузку на эту территорию. Понятно, что первым этапом на пути реализации данной задачи являются поисковые исследования, связанные с эколого-аналитической характеристикой элементов окружающей среды, расположенных в районах, подверженных наибольшей антропогенной нагрузке.

Подобные эколого-аналитические исследования проводятся нами на регулярной основе с 2024 года, полученные результаты для поверхностных водных объектов и почвенного покрова для зон, подверженных повышенной экологической нагрузке представлены в [4], [5]. Поэтому целью настоящей работы является анализ изменения концентраций наиболее часто встречающихся загрязняющих веществ, содержащихся в атмосферном воздухе на территории поселка Соловецкий острова Большой Соловецкий и выявление основных источников антропогенного загрязнения воздушной среды.

Схема размещения точек отбора проб атмосферного воздуха разработана с целью формирования комплексного представления об уровне загрязнения в результате хозяйственной деятельности в пос. Соловецкий. Мониторинг уровня загрязнений атмосферного воздуха проводился по содержанию следующих химических соединений: диоксида азота (NO2); оксида углерода (СО); диоксида углерода (СО2); диоксида серы (SO2) и формальдегида (HCHO) [6], [7]. Следует отметить, что основными процессами поступления оксидов азота, углерода и серы, а также формальдегида в атмосферный воздух, не связанными с естественными причинами, для рассматриваемой территории являются сжигание ископаемого топлива (уголь, нефть, газ), горение топлива в автомобильных двигателях. Так, основными источниками загрязнения атмосферы поселка Соловецкий является дизельная станция (использующая в качестве топлива нефтепродукты) и автотранспорт [8], [9]. Вблизи дизельной станции существует зона разлива нефтепродуктов в непосредственной близости от оз. Святого. Кроме того, в связи с активностью туристических потоков парк автомобилей на архипелаге многократно увеличился.

2. Методы и принципы исследования

В качестве основных объектов антропогенного воздействия были выбраны (рисунок 1): комплекс по обращению с отходами производства и потребления (полигон ТБО), здание дизельной электростанции (ДЭС), теплоэлектростанции (ТЭС), АЗС и склад горюче-смазочных материалов (склад ГСМ), аэропорт «Соловки», причал «Тамарин» и грузовой участок речпорта.

Отбор проб осуществляли в соответствии с картой полевых исследований атмосферного воздуха на 2025 год, включающей описание используемой инструментальной базы, перечень стандартов на отбор проб, методы измерения, анализа и обработки химических показателей.

Для анализа состояния атмосферного воздуха использовали переносной мультигазовый газоанализатор «Сенсон-М». Контроль концентраций кислорода и токсичных газов осуществляли амперометрическим методом, при котором электрохимический сенсор преобразует значение концентрации газа в электрический сигнал (сила тока, которая пропорциональна величине концентрации). Контроль горючих газов был основан на измерении сопротивления термокаталитического или полупроводникового сенсора, которое преобразуется в напряжение, пропорциональное концентрации газа.

Контроль суммы углеводородов или диоксида углерода проводили путем оптического метода измерения, при котором оптический сенсор преобразует значение концентрации в электрический сигнал с выходным напряжением, пропорциональным концентрации контролируемых газов.

Одновременно с отбором проб атмосферного воздуха определяли метеопараметры: скорость ветра (м/с), направление ветра и температуру воздуха (°С). Суммарное время отбора одной пробы не превышало 15 мин. Полученные при однократном отборе данные сравнивали с величиной ПДКм.р (максимально разовая).

3. Основные результаты и их обсуждение

По данным работы [10] в 2002 году концентрации загрязняющих веществ в воздухе составили: SO2 (0,5 ПДК), CO2 (0,5 ПДК), оксиды N2 (от 0,085 до 0,4 ПДК).

Поэтому программа мониторинга загрязнения в период эксплуатации объектов была разработана так, чтобы проверить загрязнённость атмосферного воздуха на границе санитарно-защитной зоны (СЗЗ), на самих объектах (источниках загрязнения, далее ИЗ), а также на некотором удалении от границы СЗЗ с целью возможного обнаружения трендов или зависимостей распространения загрязнителей. В таблице 1 и на рисунке 2 представлены координаты и места отбора проб, а в таблице 2 указаны метеорологические параметры состояния атмосферы на момент проведения замеров.

Все полученные результаты замеров (таблица 3–5) сравнивались с предельно допустимыми (максимально разовой — ПДКмр, среднесуточной — ПДКсс и среднегодовой — ПДКсг) концентрациями загрязнителей в атмосферном воздухе.

По диоксиду серы обнаружено превышение только ПДКсс (в 5,8–3,5 раза) у объектов исследования ДЭС и ТЭС, а также в точке 2/4. Кроме того, для них фиксируются высокие концентрации даже в условно фоновых точках (1/3, 1/4, 2/3), расположенных на значительном удалении от источников выбросов (50–650 м). При этом совпадение значений в точках 1/2 с 2/2, а также 1/4 с точкой 2/1 подтверждает наличие связи рассматриваемых ИЗ и их суммационное влияние на качество воздуха.

Выявленные превышения ПДКмр по диоксиду азота (в 3,2 раза для точки 1/1) в непосредственной близости от промышленных объектов, указанных в таблице 3, свидетельствуют о локальном загрязнении атмосферы. Аналогичная ситуация наблюдается и для ПДКcc — в 6,4 раза. Также для всех точек фиксируются более высокие концентрации в условно фоновых участках (50–650 м), превышающие допустимые нормы, что говорит о необходимости проведения более детальных исследований.

В связи с этим необходимо выполнить дополнительные замеры в течение суток для подтверждения данного факта, и, при необходимости, принять меры по снижению выбросов и усилению контроля за содержанием ЗВ на протяжении всех санитарно-защитных зон (СЗЗ). Данные исследования должны охватывать более обширные территории и учитывать потенциальное суммационное влияние рассмотренных источников загрязнения, включая естественный фон.

Превышение предельно допустимых концентраций (ПДКмр, ПДКсс, ПДКсг,) по диоксиду азота вблизи причала «Тамарин» и грузового участка речпорта в 1,1 раза, свидетельствует о возможном негативном влиянии транспорта и погрузо-разгрузочных механизмов на состояние атмосферного воздуха. Несколько повышенное значение наблюдается также для точки 3/9 в 1,2 раза, и, скорее, связано с климатическими параметрами в момент определения данного показателя. Поэтому все установленные превышения нормативных значений можно связать с выбросами выхлопных и отработавших газов при работе АЗС, ТЭС и ДЭС.

Аналогичная ситуация наблюдается и в зоне воздействия аэропорта «Соловки», где зафиксировано превышение концентраций диоксида азота и формальдегида в 1,7 раза. Последнее, это токсичное вещество, которое может образовываться как в результате работы двигателей, так и в процессах биологической деструкции органических веществ, в данном случае — древесины. Так, при обследовании территории выявлен участок её временного хранения (рядом с точкой 4/4), который может являться локальным источником загрязнения, требующим контроля и, возможно, изменения условий хранения. Данные результаты подчеркивают необходимость внедрения комплексного подхода к оценке и контролю качества воздуха вблизи объектов транспортной инфраструктуры.

Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, о том, что проведенная эколого-аналитическая характеризация распределения концентраций этих загрязняющих веществ в атмосферном воздухе поселка Соловецкий свидетельствует о непосредственной их связи с выбросами автотранспорта, работой строительной техники, а также с деятельностью дизельной и теплоэлектростанций.

В целях осуществления дальнейшего контроля и более глубокого понимания процесса переноса ЗВ с воздушными массами необходимо провести дополнительные замеры с обязательным определением среднесуточных показателей на границах санитарно-защитных зон (СЗЗ) исследуемых объектов. Кроме того, необходимо провести замеры в точках, удаленных на значительное расстояние от потенциальных источников загрязнения с целью определения их вклада в загрязнение атмосферного воздуха.

4. Заключение

По результатам осуществленной эколого-аналитической оценки состояния атмосферного воздуха можно отметить превышение значений ПДК по диоксиду азота, диоксиду серы и формальдегиду. Исходя из распределения концентраций данных загрязняющих веществ в воздухе поселка Соловецкий можно предположить, что они связаны с выбросами автомобильного транспорта, работой строительной техники и деятельностью дизельной электростанции и теплоэлектростанции. Рекомендуется осуществление дальнейшего контроля с определением среднесуточных показателей на границах СЗЗ исследуемых объектов, а также замеры в точках, находящихся на значительном удалении от возможных источников загрязнения для определения их вклада в загрязнение атмосферного воздуха пос. Соловецкий и прилегающих территорий.

The additional file for this article can be found as follows: