ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТУМАНА НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ВОЗДУШНОГО БАССЕЙНА АЭРОПОРТА ГОРОДА ТУРКЕСТАН

АННОТАЦИЯ

В статье изучены метеорологические условия, способствующие образованию тумана. Для рассмотрения факторов распространения тумана в аэропорту Туркестана были использованы метеорологические данные за последние годы. Изучено влияние метеорологических условий на образование тумана в районе аэропорта, в том числе относительной влажности, температуры воздуха, направления и скорости ветра, видимости. Утверждается, что туман на аэродромах опасен не только из-за плохой видимости, но и из-за таких факторов, как безопасность полетов, здоровье людей и воздействие на окружающую среду. Предложен комплекс технических, организационных и экологических мероприятий по предупреждению проблем с выбросами загрязняющих веществ в условиях тумана на аэродромах.

Ключевые слова: аэропорт, туман, окружающая среда, загрязняющие вещества, топливо, двигатель, атмосферный воздух, твердые частицы, воздействие на здоровье.

Для изучения метеорологических условий, способствующих образованию тумана в аэропорту города Туркестан, и для рассмотрения распределения тумана были использованы метеорологические данные за декабрь месяц периода 2020–2024 годов [2].

В рассматриваемый временной промежуток было подсчитано количество туманных дней. На рисунке 1 приведен график зафиксированных случаев тумана за декабрь месяц 2020–2024 годы.

Рисунок 1. Количество случаев наблюдения тумана в 2020–2024 годах

Как показано на рисунке 1, всего было зафиксировано 39 случаев тумана. В расчёт принимались также дни, когда туман длился полчаса или меньше. Наименьшее количество туманных дней наблюдалось в 2022, 2023 и 2024 годах (соответственно 6, 5 и 5 дней), наибольшее – в 2020 и 2021 годах (соответственно 11 и 12 дней). Максимум случаев тумана зафиксирован в 2021 году.

Поскольку условия конденсации связаны с изменением температуры и влажности воздуха, возникновение тумана зависит от определённого соотношения между изменениями этих метеорологических элементов.

Для изучения метеоусловий, при которых возникает туман в аэропорту города Туркестан, была проведена оценка частоты возникновения тумана при различных значениях температуры воздуха, относительной влажности, скорости и направления ветра, а также при разных значениях видимости.

Анализ повторяемости тумана при различных значениях относительной влажности проводился на основе данных за 2020–2024 годов.

Рисунок 2. Повторяемость туманов при различных значениях относительной влажности (2020–2024 гг.)

Как показано на рисунке 2, туман чаще всего (в 78,1 % случаев) возникал при относительной влажности 90–100 %. Лишь в 21,9 % случаев туман наблюдался при влажности 80–90 %. Максимальная повторяемость (45,2 %) зафиксирована при влажности 100 %, минимальная – при 80 % (1,9 %).

На рисунке 3 показано распределение случаев тумана по различным значениям температуры воздуха.

Как видно, в 63,9 % случаев туман наблюдался при отрицательной температуре воздуха. Наиболее часто (в 41,3 % случаев) туман формировался при температуре от 0 до –5 °C. При температуре выше +10 °C туман наблюдался лишь в 11 % случаев.

Рисунок 3. Повторяемость туманов при различных значениях температуры воздуха (2020–2024 гг.)

Для анализа была составлена векторная диаграмма – роза ветров – на случаи, когда наблюдался туман (рисунок 4).

Рисунок 4. Роза ветров при тумане (2020–2024 гг.)

Туман наблюдался при всех направлениях ветра. Преобладающими были северо-восточные (37,4 %), северные (14,8 %), а также восточные (14,2 %) ветры. Южные направления встречались редко (1,3 %).

Рисунок 5. Повторяемость туманов при различных скоростях ветра (2020–2024 гг.)

Максимальная повторяемость туманов – при скорости ветра 2–3 м/с (47,1 %). В 15,8 % случаев был полный штиль (рисунок 5). В 91 % случаев скорость ветра не превышала 5 м/с. Лишь в 9 % – туман возник при ветре свыше 5 м/с.

Сильный туман (видимость менее 50 м) – 6,5 % случаев. Средняя видимость (50–500 м) – 21,9 % случаев. Слабый туман (500–1000 м) – 71,6 % (рисунок 6).

Рисунок 6. Повторяемость туманов при различных значениях видимости (2020–2024 гг.)

Туман сам по себе не «выделяет» загрязняющих веществ, но создает условия, при которых они накапливаются и дольше сохраняются в воздухе, усиливая их воздействие. Это представляет опасность и для здоровья людей, и для функционирования аэропорта. Поэтому во многих странах при тумане усиливают мониторинг воздуха и применяют меры предосторожности [4].

Туман в аэродромах опасен не только из-за ухудшения видимости, но и по ряду других причин, включая влияние на безопасность полетов, здоровье людей и экологическую обстановку:

1. Ухудшение видимости (главная опасность).

2. Угроза безопасности наземных операций.

3. Аварийные ситуации и задержки.

4. Повышенное загрязнение воздуха:

• Воздух становится застойным (особенно при слабом ветре и инверсии температуры).
• Вода в тумане абсорбирует загрязнители, создавая «смогоподобный» эффект.
• Увлажненный воздух способствует химическим реакциям, усиливающим образование вторичных аэрозолей (например, нитратов, сульфатов).
• Туман задерживает вредные выбросы от самолетов, транспортных средств и оборудования.
• Загрязняющие вещества (NOx, CO, ЛОС, PM) накапливаются в нижних слоях воздуха и могут оседать вместе с капельками тумана.
• Это усиливает воздействие на здоровье обслуживающего персонала и пассажиров.

5. Воздействие на здоровье – повышенная концентрация вредных веществ при вдыхании может вызвать:

• раздражение глаз и горла;
• головные боли и тошноту (из-за CO);
• обострение астмы и сердечно-сосудистых заболеваний;
• общее снижение работоспособности персонала.

6. Влияние на оборудование и технику:

• Конденсация влаги в тумане может повредить чувствительные датчики и электронику.
• Повышенная влажность способствует коррозии металлических частей техники.
• Использование антиобледенительных жидкостей увеличивается, что требует строгого контроля за их утилизацией (во избежание загрязнения почвы и вод).

Туман задерживает и «накапливает» загрязняющие вещества, которые обычно рассеиваются ветром и в атмосфере [1]. Основные из них:

• Оксиды азота (NO и NO₂) – выделяются при сгорании топлива в самолетах и наземной технике. В тумане они могут участвовать в химических реакциях с образованием вторичных аэрозолей.
• Углерод (CO и CO₂) – результат неполного сгорания топлива. CO особенно опасен при высокой концентрации и плохой вентиляции воздуха.
• Твердые частицы (PM2.5 и PM10) – продукты сгорания топлива и тормозных систем. Эти частицы оседают в легких и могут провоцировать заболевания дыхательной и сердечно-сосудистой систем.
• Летучие органические соединения (ЛОС) – исходят от топлива, смазок, антиобледенительных жидкостей. В условиях тумана могут быть менее эффективно рассеяны.
• Гликоли – применяются при противообледенительной обработке самолетов. В тумане их пары могут хуже рассеиваться, создавая риск локального загрязнения.

Источниками на аэродромах является сгорание керосина, износ шин и тормозов, работа дизельных двигателей.

При тумане частицы «прилипают» к каплям воды, создавая смог. В условиях застоя воздуха и слабого ветра угарный газ медленно рассеивается, повышая риск длительного воздействия. Зоны, где работает много наземной техники или стоят самолеты с включенными двигателями, особенно подвержены локальному накоплению угарного газа. В тумане даже недолго работающий двигатель может создать опасную концентрацию в малом объеме воздуха.

Предлагается комплексное применение технических, организационных и экологических мер, чтобы избежать проблем с загрязняющими веществами в условиях тумана на аэродромах [3]:

1. Снижение источников загрязнения:

• авиационная техника: минимизировать работу двигателей на холостом ходу во время стоянки и ожидания, использовать электрические тягачи и наземную технику вместо дизельных, заправлять перед вылетом, а не в условиях повышенной влажности;
• антиобледенительная обработка: применять точные дозировки гликолей, использовать системы повторного сбора остатков, переходить на менее токсичные антиобледенители, например на базе пропиленгликоля, проводить обработки в специально оборудованных зонах с системами стока.

2. Контроль качества воздуха:

• установить датчики и станции мониторинга воздуха (CO, NOx, PM2.5, ЛОС, O₃);
• использовать мобильные газоанализаторы в зонах активности: стоянки, перроны;
• вести автоматическую запись и аналитику по погодным условиям и загрязнителям.

3. Улучшение организации работы в туман:

• создавать погодные алгоритмы реагирования: при ухудшении видимости – ограничение запусков техники, приоритет экологичных операций;
• обеспечить чёткое расписание для операций, чтобы избежать скопления техники;
• предусматривать зоны с естественной вентиляцией для стоянки и ожидания техники.

4. Повышение осведомлённости персонала:

• обучать работников распознавать признаки отравления CO и воздействия ЛОС/PM;
• проводить тренинги по экобезопасности и правильному использованию антиобледенителей;
• ввести регулярные инструктажи перед работой в условиях тумана.

5. Техническая модернизация:

- внедрять фильтры на дизельную технику;

- оборудовать ангары и стоянки принудительной вентиляцией;

- использовать датчики CO/PM в помещениях и кабинах техники.

6. Эко-инфраструктура:

• установить очистные сооружения для ливневых вод, чтобы не допускать попадание гликолей и топлива в грунт;
• озеленять территорию аэродрома: растения поглощают частицы и озон;
• создавать буферные зоны и водоотводы.

7. Административные меры:

- разработать экологический регламент действий в условиях тумана;

- утвердить лимиты на концентрации загрязнителей и штрафы за их превышение;

- интегрировать экологический контроль в ежедневные процессы аэродрома.

Список литературы:

1. Большунов Ю.А., Мельников Б.Н., Николайкин Н.И. Оценка рисков здоровью населения и лётного состава гражданской авиации при воздействии шума и выбросов загрязняющих веществ // Научный вестник МГТУ ГА. – 2013. – № 192.
2. Ежедневный бюллетень состояния воздушного бассейна (НМУ) РГП «КАЗГИДРОМЕТ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.kazhydromet.kz/ru/ecology/ezhednevnyy-byulleten-sostoyaniya-vozdushnogo-basseyna-nmu (дата обращения 24.03.2025г.)
3. Миягашева В.А. Экологические проблемы в авиации и пути их решения // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Секция «Эксплуатация и надежность авиационной техники». – 2016. – Т. 1. – С. 808–810.
4. Николайкина Н.Е., Николайкин Н.И., Матягина А.М. Промышленная экология. Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта. – М.: Академкнига, 2006. – 240с.