Южная, юго-восточная и восточная промышленные зоны, а также промышленные районы, находящиеся на некотором удалении к северо-западу и северо-востоку от города г. Атырау, подвергаются наиболее интенсивному негативному воздействию. При этом наиболее высокий уровень загрязнения формируется в непосредственной близости от предприятий, как правило, выбросы от которых относительно невелики и имеют сравнительно небольшие (невысокие) источники загрязнения. Область распространения загрязняющих веществ вокруг таких промышленных объектов небольшой и по мере удаления от них концентрации вредных веществ в приземном слое атмосферного воздуха уменьшаются. Зоны загрязнения, выбросами от крупных предприятий, распространяются на довольно большие площади, но среднее содержание загрязняющих веществ в них относительно невелики, и часто не превышает нормативные значения. Это в первую очередь связано с разными условиями рассеивания для крупных (высоких) и мелких (низких) источников загрязнения и возникновением «эффекта переброса» [1]. Кроме того, характер рассеивания загрязняющих веществ в нижних слоях атмосферы подвержен влиянию метеорологических параметров, таких как скорость ветра и температура окружающей среды.
Цель исследования – Определить уровень загрязнения атмосферного воздуха в близи крупных промышленных предприятий и транспортных магистралей.
Материалы и методы исследования
Кроме автоматизированных систем контроля атмосферного воздуха, для источников загрязнения также используется газоанализатор ГАНК-4 [2].
Многокомпонентный переносной газоанализатор ГАНК-4 (А), (Р), (АР) используется для непрерывного автоматического или периодического контроля концентрации одного из 25 вредных веществ в одном приборе без пробоподготовки в атмосферном воздухе (А), в воздухе рабочей зоны (Р) и в расширенном диапазоне (атмосферный воздух и воздух рабочей зоны) (АР) в целях охраны окружающей среды, обеспечения безопасности труда работников и оптимизации технологических процессов. Измерения концентраций вредных веществ являются последовательными и осуществляются на встроенных датчиках (до 10 датчиков в одном газоанализаторе) и на сменных химкассетах (до 15 химкассет в одном газоанализаторе).
При измерении с помощью электрохимического датчика измеряется величина тока, пропорциональная концентрации определяемого вещества. При измерении с помощью термокаталитического датчика измеряется изменение проводимости на платино-палладиевом электроде при термокаталитической реакции, пропорциональной концентрации определяемого вещества. При измерении с помощью полупроводникового датчика измеряется изменение электропроводимости полупроводникового газочувствительного слоя при химической адсорбции газа на его поверхности, пропорциональной концентрации определяемого вещества.
При измерении с помощью химкассеты измеряется скорость изменения потемнения (окраски) ленты, пропорциональная концентрации определяемого вещества. При измерении концентраций анализируемый воздух поступает через входной штуцер на датчик или химкассету. Через время, не более 20 с (при измерении датчиком), или время, не более 30 с (при измерении химкассетой), сигнал поступает в вычислительное устройство, которое преобразовывает его и выдаёт на дисплей в виде значения текущей и средней концентраций в мг/м3. Измеренные значения текущей концентрации могут быть записаны пользователем в память газоанализатора ГАНК-4 (А), (Р), (АР) вручную.
Результаты исследования и их обсуждение
Исследования проведенные 2014–2015 годах показывают высокие значения загрязнений по сравнению 2013 г. [3]. Для проведения мониторинга состояния атмосферного воздуха выбраны наиболее крупные предприятия и оживленные участки транспортных магистралей г. Атырау.
Данные по состоянию атмосферного воздуха промышленных зон и крупных транспортных участков исследуемой территории приведены в табл. 1, 2. Содержания двуокиси серы (SO2) вблизи территории АО «ТЭЦ», ТОО «АНПЗ» и АтырауНефтемаш в 2013 году показывали значения от 0 до 0,002 мг/м3, в 2014 году наблюдалось более повышенные концентрации от 0,042; 0,044; 0,003 мг/м3 соответственно, в 2015 году значения дошли до уровня 0,168 мг/м3 в АО ТЭЦ и 0,0093 мг/м3в АтырауНефтемаш.
В транспортной магистрали показатели SO2 в 2014 году выше, чем 2013 году, но ниже чем в 2015 году (табл. 2). Величины показателей превышают пределы среднесуточных значений, но в пределах максимально разовых ПДК.
Таблица 1
Содержание загрязняющих веществ в воздухе г. Атырау в 2014 году, мг/м3
|
№ п/п |
Точки отбора |
SO2 |
NO2 |
Бензол |
Пыль |
С2-С5 |
С6-С10 |
С12-С19 |
Окись углерода |
Сажа |
|
1 |
АО ТЭЦ |
0,0016/ 0,0042 |
0,0021/ 0,0229 |
0,0139/ 0,002 |
0,00263/ 0,105 |
6,5/ 44,1 |
6,23/ 28,6 |
0,138/ 0,969 |
0,806/ 2,63 |
0,00325/ 0,0585 |
|
2 |
ТОО АНПЗ |
0,0025/ 0,044 |
0,0026/ 0,0182 |
0,0119/ 0,260 |
0,0192/ 0,133 |
5,0/ 47,3 |
6,29/ 30,0 |
0,104/ 0,973 |
0,237/ 1,58 |
- |
|
3 |
ТОО Атырау Нефтемаш |
0,0011/ 0,0030 |
0,0099/ 0,0154 |
0,0064/ 0,220 |
0,00263/ 0,263 |
7,9/ 40,6 |
9,9/ 31,5 |
0,138/ 0,934 |
0,362/ 0,923 |
0,00325/ 0,0430 |
|
4 |
ФЗ Каз Транс Ойл |
0,0013/ 0,0524 |
0,0018/ 0,0625 |
0,00882/ 0,273 |
0,00201/ 0,0966 |
5,4/ 40,9 |
5,14/ 30,0 |
0,012/ 0,912 |
0,627/ 0,961 |
- |
|
5 |
Транспортная магистраль |
0,0010/ 0,0953 |
0,0012/ 0,0093 |
0,0149/ 0,0966 |
0,0107/ 0,42 |
5,31/ 49,5 |
5,32/ 30,0 |
0,088/ 0,961 |
0,327/ 1,5 |
0,00167/ 0,0628 |
|
6 |
ПДКс.с, мг/м3 |
0,05 |
0,04 |
0,1 |
0,15 |
60 |
60 |
1 |
3 |
0,15 |
Таблица 2
Содержание загрязняющих веществ в воздухе г. Атырау в 2015 году, мг/м3
|
№ п/п |
Точки отбора |
SO2 |
NO2 |
Фенол |
Бензол |
Пыль |
С2-С5 |
С6-С10 |
С12-С19 |
Окись углерода |
Сажа |
|
1 |
АО ТЭЦ |
0,002/ 0,168 |
0,0011/ 0,110 |
0,00194/ 0,0706 |
0,0134/ 0,0260 |
0,0012/ 0,26 |
7,8/ 42,5 |
9,1/ 32,2 |
0,122/ 1,54 |
0,43/ 1,58 |
- |
|
2 |
ТОО АНПЗ |
0/ 0,0033 |
0/ 0,117 |
0 |
0,015/ 0,022 |
0,0011/ 0,121 |
8,2/ 53,3 |
12,4/ 29,5 |
0,189/ 1,27 |
0,318/ 1,64 |
- |
|
3 |
ТОО Атырау Нефтемаш |
0,0010/ 0,00933 |
0,00157/ 0,22 |
0 |
0,024/ 0,033 |
0,0120/ 0,188 |
5,1/ 46,8 |
13,2/ 23,8 |
0,198/ 0,830 |
- |
- |
|
4 |
ФЗ КазТрансОйл |
0,0016/ 0,0724 |
0,053/ 0,0935 |
0 |
0,00105/ 0,0608 |
0,033/ 0,35 |
9,5/ 28,6 |
9,0/ 22,5 |
0,25/ 0,85 |
0,430/ 1,62 |
- |
|
5 |
Транспортная магистраль |
0,023/ 0,033 |
0 |
0 |
0 |
0,0011/ 0,138 |
9,2 / 32,7 |
104/ 18,8 |
0,22/ 0,84 |
0,413/ 0,770 |
0,0027/ 0,059 |
|
6 |
ПДК с.с, мг/м3 |
0,05 |
0,04 |
0,007 |
0,1 |
0,15 |
60 |
60 |
1 |
3 |
0,15 |
Рис. 1. Максимальные значения загрязняющих веществ в воздухе
Рис. 2. Максимальные значение загрязняющих веществ в воздухе в 2015 году
Минимальные содержания, продукта сжигания топлива, диоксида азота (NO2) в исследуемых территориях промышленных объектов составили: от 0,0012 до 0,0099 мг/м3в 2014 году и в 2015 году от 0 до 0,05 мг/м3. Максимальное значение обнаружено на территории ТОО АтырауНефтемаш в 2015 году, и оно равно – 0,22 мг/м3, что превышало 2,5 раза максимально разовые ПДК. Кроме транспортной магистрали, во всех исследованных точках в 2015 году уровень загрязнения NO2 превышали допустимую норму в несколько раз по сравнению с 2014 годом.
Загрязнители класса опасности ІІ и более, как сероводород, фенол, меркаптаны, свинец отсутствовали, за исключением единичных случаев.
Так сероводород в 2015 году в воздухе транспортной магистрали обнаружен в концентрации 0,0032 мг/м3 (ПДК), а фенол в точке АО «ТЭЦ» в пределах 0,00194 – 0,070 мг/м3. Содержания метилмеркаптана и свинца не зафиксировано.
Окись углерода в обследованных участках атмосферного воздуха изменялось в пределах от 0,237 мг/м3 до 2,63 мг/м3 в 2014 году и от 0,318 мг/м3 до 1,64 мг/м3 в 2015 году. Содержание сажи не превышало ПДК: 0,0016 мг/м3 и 0,0017 – 0,059 мг/м3 соответственно в 2014 и 2015 годах, сажа в 2015 году зафиксировано в точке «Транспортная магистраль»; что ниже показателей 2013 года. По окиси углерода наиболее загрязнен воздух в районе АО ТЭЦ (2014 год).
В период мониторинга атмосферного воздуха на наличие в воздухе содержания углеводородов и бензола показало положительный результат во всех объектах исследования. Бензол в высоких концентрациях – 0,273 мг/м3 зафиксирован в точке ФЗ КазТрансОйл в 2014 г. и в ТОО АНПЗ (см. табл. 1), но в 2015 году резко снизился. Максимальные значения бензола в воздухе в районе ФЗ КазТрансОйл все еще сохраняются и в 2015 году.
Превышение содержания в атмосферном воздухе бензола 2,2 ПДК было обнаружено в 2014 году в точке ТОО АтырауНефтемаш. Вероятно, сказалось увеличение объема транспортного потока (автомагистраль). Снижению его содержания в 2015 году, видимо способствовало выпуск АНПЗ бензина высокой очистки.
Предельные углеводороды в исследуемый период по некоторым показателям ниже, чем в 2013 году. Только в 2014 и 2015 годах их содержание снизилось в атмосферном воздухе промышленных зон, но в районах транспортной магистрали все еще сохраняются высокие значения загрязнений.
Рис. 3. Максимальные значения углеводородов в воздухе г. Атырау
Рис. 4. Максимальные значения углеводородов в воздухе города в 2015 году
Самые высокие значения по углеводородам (в воздухе) из исследованных объектов зафиксировано в транспортных магистралях (2014 г.), особенно С2-С5 и С6-С10. Углеводороды имели одинаковые значения, хотя не превышали ПДК. В 2015 году самое максимальное значение характерно для ТОО АНПЗ, напротив, в воздухе транспортных магистралей их концентрация заметно снижена.
Заключение
Мониторинг состояния атмосферного воздуха предприятий и транспортных магистралей близ лежащих населенных пунктов г. Атырау показал, что особо токсичные загрязнители как сероводород, меркаптан, фенол отсутствуют. Такие загрязнители как диоксид серы и диоксид азота не превышают ПДК, но обнаружены в больших концентрациях. Превышение содержание бензола наблюдается по всем исследуемым точкам (2014 г.), особенно в районе АНПЗ.
Также, зафиксированы высокие концентрации углеводородов и оксида углерода по всем объектам мониторинга.
Анализируя данные можно заключить, что концентрации веществ не превышают ПДК, однако не совсем неблагоприятны по некоторым показателям.
В связи с этим, мы предлагаем внедрить новую систему для мониторинга атмосферного воздуха г. Атырау ГИАС. При реализации ГИАС [5] с представленной структурой будет создана комплексная система, всесторонне характеризующая экологическую ситуацию в городе и позволяющая повысить оперативность принятия решений по регулированию объемов антропогенных выбросов и разработки природоохранных мероприятий.