МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ТЕРРИТОРИИ Г. СЕВАСТОПОЛЯ

MONITORING OF AIR POLLUTION ON THE TERRITORY OF SEVASTOPOL

Olga Tyuleneva

student, Department of technosphere security, Sevastopol state University,

Russia, Sevastopol

Vyacheslav Ley

scientific adviser, Candidate of pedagogical Sciences, associate professor, Sevastopol state University,

Russia, Sevastopol

АННОТАЦИЯ

Состояние окружающей среды является одной из наиболее острых социально-экономических проблем, прямо или косвенно затрагивающих интересы каждого человека. Основа для решения данной проблемы лежит в развитии и совершенствовании систем экологического мониторинга, осуществляемого на современной организационной и технологической базе, с сочетанием использования репрезентативных натурных данных и методов моделирования. Особенностью загрязнителей атмосферы является их преимущественная локализация в сравнительно небольших географических районах - городах и других промышленных центрах. Скорость накопления вредных веществ, превышает возможности самоочищения атмосферы. Степень загрязнения атмосферного воздуха относится к числу приоритетных факторов риска для здоровья, связанных с окружающей средой. Чем ниже уровни загрязнения воздуха, тем лучше здоровье населения как в длительной, так и в краткосрочной перспективе.

ABSTRACT

The state of the environment is one of the most acute socio-economic problems that directly or indirectly affect the interests of everyone. The basis for solving this problem lies in the development and improvement of environmental monitoring systems, implemented on a modern organizational and technological basis, with a combination of representative field data and modeling methods. A special feature of atmospheric pollutants is their predominant localization in relatively small geographical areas - cities and other industrial centers. The rate of accumulation of harmful substances exceeds the ability of self-cleaning of the atmosphere. The degree of atmospheric air pollution is one of the priority health risk factors related to the environment. The lower the levels of air pollution, the better the health of the population in both the long and short term.

Ключевые слова: автомобильный транспорт, атмосферный воздух, выбросы загрязняющих веществ, ПДК, мониторинг, посты наблюдения, система наблюдения, улично-дорожная сеть.

Keywords: road transport, atmospheric air, emissions of pollutants, MPC, monitoring, observation posts, surveillance system, road network.

Серьезную опасность для человека представляет не нехватка воздуха как такового, а его прогрессирующее загрязнение. Окружающий нас воздух является важнейшим фактором обеспечения нашей жизни. Особенностью загрязнителей атмосферы является их преимущественная локализация в сравнительно небольших географических районах - городах и других промышленных центрах. Скорость накопления вредных веществ, превышает возможности самоочищения атмосферы.

Оценка степени загрязнения атмосферного воздуха проводится филиалом ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Крым и городе федерального значения Севастополе» в соответствии с СанПиНом 2.1.6.1032-01 «Гигиенические требования к обеспечению качества атмосферного воздуха населенных мест. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы», ГН 2.1.6.1338-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест. Гигиенические нормативы» и «Руководством по контролю загрязнения атмосферы» (РД 52.04.186-89) на основании натурных наблюдений.

По данным ФГБУ «Крымское УГМС» основным источником загрязнения атмосферного воздуха г. Севастополя является автомобильный транспорт [4, с. 12].

Важность вопросов мониторинга примагистральных территорий г. Севастополя по уровню загрязнения атмосферного воздуха связан с тем, что значительный прирост населения, рост туристического потока,  влечет за собой увеличение автотранспортного потока, в связи с этим возрастает загрязнение атмосферного воздуха, что пагубно влияет на окружающую среду, здоровье населения.

В 2019 году в г. Севастополь всего было произведено исследований 1130 проб атмосферного воздуха.

В 2019 году на стационарном посту наблюдения за атмосферным воздухом (ул. Коммунистическая, 10) были установлены 3 превышения ПДК углерода оксида, из которых в 2-х пробах отмечалось превышение ПДК от 1,1 до 2, и в одной пробе отмечалось превышение ПДК от 2,1 до 5.

В воздухе города Севастополя за 2019 год максимально-разовые концентрации достигали по взвешенным веществам 4,2 ПДК (февраль); по диоксиду серы 0,13 ПДК(июль); оксиду углерода0,9 ПДК (июль); диоксид азота 0,23 ПДК(июль); по формальдегиду0,3 ПДК (июнь, июль) [3, с. 12].

По данным наблюдений ФГБУ «Крымское УГМС» одного стационарного поста (ул. Госпитальный спуск, 1; определяемые показатели — взвешенные вещества, диоксид серы, диоксид азота, оксид углерода, формальдегид) 30 ноября – 05 декабря 2020 года уровень загрязнения атмосферного воздуха города Севастополя определялся как низкий.

Самым неблагополучным районом городской застройки по содержанию загрязняющих веществ в атмосферном воздухе является Ленинский район, далее по убыванию содержания следует Гагаринский и за ним Нахимовский район. Самым благополучным районом является Балаклавский.

Существующие системы экологического мониторинга атмосферного воздуха г. Севастополя не учитывают динамику городских условий, таких как изменение интенсивности транспортных потоков, объемов и состава промышленных выбросов, появление новых производств, изменения взаимного расположения источников загрязнения, а также сезонную динамику ветрового режима, влияющего на уровень загрязнения атмосферного воздуха. При организации систем мониторинга также целесообразно учитывать включение в застройку строительных объектов, требующих различной степени защиты (детские образовательные учреждения, жилая застройка, спортивные объекты и др.) и особенности рассеивания загрязняющих веществ на территории города в условиях существующих планировочных решений.

Внедрение системы мониторинга атмосферного воздуха городских территорий в городе Севастополь, которая будет направленна на исследование и оптимизацию параметров динамической системы экологического мониторинга атмосферного воздуха, позволит обеспечить создание сети репрезентативных постов наблюдения.

Особого внимания при формировании сети мониторинга заслуживают вопросы, касающиеся выявления очагов загрязнения, изменения степени загрязнения с течением времени. Часто атмосферное загрязнение в окружающей среде распределено неравномерно. Во многих случаях повышения концентрации загрязнителей наблюдается неподалеку от источников загрязнения. С ростом интенсивности автотранспортных потоков в городах наиболее загрязненные территории переместились из промышленных зон в места компактного проживания населения.

Время года оказывает свое влияние на уровни выбросов многих источников и распределение загрязнений.

Такая пространственно-временная изменчивость выбросов, ровно, как и изменяющиеся условия рассеивания загрязнителей в атмосфере, обуславливают сложный характер изменчивых полей концентраций загрязняющих веществ в окружающей среде. Стратегия отбора проб должна быть спланирована самым тщательным образом с тем, чтобы наиболее оптимально использовать отведенное для этого время, а также количество постов мониторинга и места их расположения.

Для проведения оценки экспозиции нередко требуется расположить посты наблюдения таким образом, чтобы они были ориентированы как на конкретные источники загрязнения (это часто равнозначно очагам загрязнения или «наихудшими» условиям), так и на регистрацию фонового загрязнения.

В соответствии с гибким подходом к планированию сети мониторинга, который регламентируется ФЗ от 28.06.2014 № 172 - ФЗ (ред. от 18.07.2019) «О стратегическом планировании в Российской Федерации», стать 40,места отбора проб должны располагаться на тщательно отобранных репрезентативных участках, местоположение которых должно быть определено в соответствии с областями применения получаемых данных, а также на основании изученной структуры распределения выбросов и рассеивания анализируемых загрязняющих веществ[6, с. 12].

При принятии решения о выборе участков под посты наблюдения необходимы прежде всего данные об источниках загрязнения и выбросах с помощью таких данных можно определять наиболее загрязненные районы. Также для оценки вероятных очагов загрязнения можно использовать статистические данные, как потоки автотранспорта, плотность населения.

ФГБУ «Крымское УГМС» проводит систематические наблюдения за состоянием загрязненности атмосферного воздуха на 1 стационарном посту, расположенном в городе Севастополь. Наблюдения проводятся ежедневно 2–4 раза в сутки. Измеряются концентрации взвешенных веществ, диоксида серы, оксида углерода, диоксида азота, формальдегида, бенз(а)пирена и ряда других загрязняющих веществ.

Для оценки качества атмосферного воздуха, полученные концентрации загрязняющих веществ (в мг/м³ или мкг/м³) сравнивают с предельно допустимыми концентрациями (ПДК). Средняя концентрация за месяц загрязняющего вещества сравнивается со среднесуточной ПДК (ПДКс.с.), наибольшая разовая концентрация – с максимальной разовой ПДК (ПДКм.р.).

*ПДК — санитарно-гигиенический норматив, установленный Минздравсоцразвития России (СанПиН 2.1.6.1032-01).

Используются два показателя качества воздуха: стандартный индекс (СИ) и наибольшая повторяемость (НП):

*СИ — наибольшая измеренная за короткий период времени концентрация примеси, деленная на ПДКм.р., из данных измерений на посту за одной примесью, или на всех постах за одной примесью, или на всех постах за всеми примесями.

*НП — наибольшая повторяемость превышения ПДК из данных измерений на посту за одной примесью, или на всех постах за одной примесью, или на всех постах за всеми примесями (выражается в %).

Степень загрязнения атмосферы оценивается по четырем градациям значений СИ и НП в соответствии с таблицей 1.

Таблица 1.

Оценки степени загрязнения атмосферы

Если значения СИ и НП попадают в разные градации, то степень загрязнения атмосферы оценивается по наибольшему значению из этих показателей.

Оценка уровня загрязнения воздуха за месяц является ориентировочной. На основании полного объема полученных результатов за год будет проведена и представлена окончательная оценка.

В ноябре 2020 года по городу Севастополю уровень загрязнения атмосферного воздуха наблюдался по одному показателю: взвешенным веществам. Значение СИ для взвешенных веществ равно 2, значение НП равно 1% [4, с. 12].

В связи с тем, что результаты контроля над состоянием воздуха в городе Севастополь не обладают должной репрезентативностью, то актуальным является поиск решений для обоснования систем мониторинга, которые учитывают специфику образования выбросов, особенности местности, планировки, климатические особенности и аэродинамику процессов.

Согласно классификации (ГОСТ Р 52398-2005 «Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования» и «Руководство по проектированию городских улиц и дорог» автомобильные дороги делятся на 3 категории: скоростные, магистральные и дороги обычного типа [1, с. 12].

На территории города Севастополя протяженность автомобильных дорог общего пользования регионального или межмуниципального значения, находящихся в государственной собственности города Севастополя составляет 1098,006 км, из них регионального значения 14 автомобильных дорог протяженностью 206,979 км, а межмуниципального значения – 891,027 км.

К характеристикам, влияющим на уровень загрязнения атмосферного воздуха продуктами выбросов автотранспорта являются, прежде всего:

- интенсивность транспортного потока,

- скорость потока автотранспорта,

- состав транспортного потока.

На основе изучения схемы улично-дорожной сети города, а также информации о транспортной нагрузке, были составлены перечни автомобильных дорог с наибольшей интенсивностью движения и перекрестков с высокой транспортной нагрузкой на территории города Севастополя (67 Н-190, 67 Н-130, 67 Н-134, 67 Н-255, 67 Н-338, 67 Н-244, 67 Н-565, 67 Н-328, 67 Н-380, 67 Н-266, 67 Н-259, 67 К-08, 67 Н-198, 67 Н-351, 67 Н-386, 67 Н-310, 67 Н-349, 67 Н-297, 67 Н-347, 67 Н-432, 67 Н-335, 67 Н-294, 67 Н-367, 67 Н-225, 67 Н-525, 67 Н-439, 67 Н-500, 67 Н-442, 67 Н-345, 67 Н-366, 67 Н-233).

Для определения характеристик автотранспортных потоков на выбранных участках улично-дорожной сети необходимо провести учет автотранспортных средств, движущихся в обоих направлениях.

Подсчет движущихся по исследуемым магистралям транспортных средств необходимо проводить в течение 20 мин каждый час. При высокой интенсивности движения (более 2-3 тысяч автомашин в час) подсчет автотранспортных средств, следует осуществлять одновременно на каждом направлении движении. Так как подсчет движущихся по обследуемой улице автотранспортных средств допускается проводить с помощью видеозаписывающих устройств (видеокамеры).

Для выявления максимальной транспортной нагрузки наблюдения следует  проводить   в часы пик. Для большинства городских улиц пиковыми часами являются утренние и вечерние (с 7.00-8.00 до 10.00-11.00 и с 16.00-17.00 до 18.00- 19.00) часы пик. Контроль числа автомобилей необходимо, проводить в часы пик в течение 20 мин 2-3 раза в день, в весенний период 2020 года.

Натурные обследования структуры и интенсивности движущегося потока автотранспортных средств требуется  проводить по 2-3 раза в часы пик на каждой автомагистрали в течение 5-7 рабочих дней.

Дороги городского значения, на которых в час пик создаются пробки из-за большого потока автомобильных средств на территории города Севастополя, являются: пр. Октябрьской революции (67 Н-190), протяженность 1743 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 27 340ед/сут; пл. Восставших (67 Н-255), протяженность 216 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 11 532  ед/сут;  ул. Большая Морская (67 Н-244), протяженность  1043 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 19 602 ед/сут; ул. Гоголя (67 Н-266), протяженность 1761 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 19 001 ед/сут;  пр. Генерала Острякова (67 Н-259), протяженность 4462 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 7 964 ед/сут;Севастополь - порт Камышовая бухта (67 К-08), протяженность 8278 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 20 658 ед/сут;ул. Хрусталева (67 Н-386), протяженность  4384 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 23 396 ед/сут; ул. Котовского (67 Н-294), протяженность 1082 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 11 649 ед/сут;  ул. Ревякина (67 Н-525), 1700 км, среднегодовая суточная интенсивность движения автотранспорта 54 312 ед/сут. На всех представленных автомобильных дорогах преобладает легковой транспорт, грузовой транспорт, общественный транспорт.

Перечисленные автомобильные дороги, являются наиболее загруженными из – за высокого потока автомобильного транспорта в часы пик на территории города Севастополя. Данный показатель, может свидетельствовать, что данные дороги могут быть существенными источниками загрязнения атмосферного воздуха на территории города.

Для оценки фонового значения содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, необходимо использовались данные замеров лаборатории Межрегионального управления федеральной службы по надзору в сфере прав потребителей и благополучия человека по Республике Крым и городу федерального значения Севастополю «Роспотребнадзор».

В местах интенсивного потока автомобильных средств, необходимо провести наблюдения и определить содержание таких веществ, как диоксид азота, диоксид серы, оксид углерода, взвешенные вещества, свинец, бенз(а)пирен - это основные загрязняющие вещества, которые попадают в окружающую среду от автотранспорта на данных участках дороги.

В соответствии гибким подходом к планированию сети мониторинга, на исследуемой территории города Севастополя необходимо определить места контроля атмосферного воздуха, эти места должны быть расположены с максимальным скоплением автомобильных средств, которые в момент пик создают пробку из-за большого скопления автомобилей. Контрольные точки сбора проб, располагаются на тщательно отобранных репрезентативных участках, местоположение которых определено на основании изученной структуры распределения выбросов загрязняющих веществ от основных источников загрязнения. Места расположения постов наблюдения необходимо менять в зависимости от метеорологических условий, реконструкции автодорог и прилегающих территорий в течение года.

Для контроля качества загрязняющего атмосферу воздуха, необходимо брать автомобильные дороги с максимальной загруженностью в часы пик, для регулярного отбора проб с помощью специального оборудования автолаборатории, передвижные лаборатории должны иметь производительность около 5000 отборов проб в год, в день на такой машине можно произвести отбор 8-10 проб воздуха. Маршрут необходимо менять каждый месяц с таким расчетом, чтобы отбор проб воздуха в каждом пункте проводился в разное время суток [5, с. 12].

Наблюдения необходимо проводить по полной программе наблюдений для получения информации о разовых и среднесуточных концентрациях. Наблюдения по полной программе выполнять ежедневно путем дискретно равных промежутков времени не менее четырех раз с обязательным отбором, по скользящему графику 7,10,13 ч во вторник, четверг, субботу и в 16, 19, 22 ч – в понедельник, среду, пятницу, по местному декретному времени.

Программа наблюдений позволит выявить в какие часы пик и дни, происходит максимальное загрязнение атмосферного воздуха на данных участках дорог, исходя из, этого будут подобраны превентивные мероприятия и пути решения данной проблемы, которые позволят снизить загрязнение атмосферного воздуха [2, с. 12]. 

Также программа, наблюдений может меняться исходя из обстановки на территории города Севастополя, а также с изменением генерального плана города Севастополя.

Качество компонентов окружающей среды оценивается по данным мониторинга, осуществляемого в рамках государственного экологического мониторинга. В связи с этим существует необходимость проведения постоянного контроля качества атмосферного воздуха, т.к. в настоящее время на территории города Севастополя преимущественно ведется мониторинг атмосферного воздуха на одном стационарном  посту (ул. Госпитальный спуск, 1), что не достаточно для полной оценки загрязнения атмосферного воздуха на территории города.  Необходимо развитие и модернизация сети мониторинга в г. Севастополь, внедрения автоматизированных систем непрерывного измерения содержания основных загрязняющих веществ, разработки новых и пересмотра существующих методов измерения, а также совершенствования средств обработки, хранения и передачи информации.

Список литературы:

1. ГОСТ Р 52398-2005. Классификация автомобильных дорог. Основные параметры и требования. - М.: Стандартинформ, 2006 – 7с.;
2. Мониторинг атмосферного воздуха. Организация мониторинга атмосферного воздуха. игра [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://all-ecology.ru/index.php?id=322&request=full (дата обращения: 01.12.2020);
3. Официальный портал Севприроднадзор. Ежегодный доклад о состоянии и обохране окружающей среды города Севастополя за 2019 год [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ecosev.ru/ekologicheskoe-sostoyanie-sevastopolya/doklad-o-sostoyanii-i-ob-okhrane-okruzhayushchej-sredy-goroda-sevastopolya (дата обращения: 01.12.2020);
4. Официальный сайт ФГБУ «Крымское УГМС» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://meteo.crimea.ru/?page_id=4200 (дата обращения: 01.12.2020);
5. Посты наблюдений за атмосферным воздухом [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://shkolazhizni.ru/world/articles/54795/ (дата обращения: 01.12.2020);
6. Федеральный закон "О стратегическом планировании в Российской Федерации" от 28.06.2014 N 172-ФЗ. – М: Собрание законодательства Российской Федерации, 2014 – 44.