АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА В КРАСНОЯРСКЕ

Проблема загрязнения атмосферного воздуха в городах возникла вместе с появлением промышленности и транспорта. В течение почти двух столетий задымление воздуха носило локальный характер. Дым и копоть относительно редких фабричных и паровозных труб почти полностью рассеивалась на небольшом пространстве. Но быстрый повсеместный рост промышленности и транспорта в XX-ом столетии привели к увеличению объема токсичных выбросов, которые не могут быть “растворены” в атмосфере до безвредных концентраций для окружающей среды.

Общий современный уровень техногенного загрязнения атмосферы достигает порядка 1 млрд т. аэрозолей и газовых выбросов и 300-500 млн т. пыли. Интенсивность процесса загрязнения возрастает, а основная масса загрязнителей сосредоточена в самых нижних слоях атмосферы, концентрируясь в районах скопления объектов промышленности и транспорта. Содержание загрязнителей в атмосфере над городом примерно в 15 раз выше, чем над океаном, что создает угрозу нормальному функционированию экосистем и здоровью человека [1].

Среди российских городов Красноярск занимает лидирующее место по уровню загрязнения атмосферного воздуха. В результате проведения анализа проб атмосферного воздуха обнаружены превышения значения концентрации формальдегида, которые превышают значения предельно допустимых концентраций в несколько раз (по расчетам исследователей данный показатель превысил нормативы в 34 раза).

На территории города функционирует значительное количество промышленных предприятий, которые в огромном количестве выбрасывают в атмосферный воздух различные опасные химические вещества: как диоксид серы, оксид углерода, сероводород, диоксид азота и оксид азота. В результате таких действий Красноярск накрывает смогом (рис.1).

Рисунок 1. Промышленное загрязнение в Красноярске

Благоприятными условия проживания считаются лишь тогда, когда присутствует сильный ветер, способный развеять загрязненные воздушные массы. Следует отметить, что отличительными природно-климатическими особенностями всех сибирских городов (в частности г. Красноярска), оказывающих непосредственное влияние на загрязнение воздушного бассейна, являются: экстремальность климата, котловинность рельефа, низкая устойчивость ландшафта к антропогенным нагрузкам.

Экстремальность климата вызвана его резкой континентальностью, обусловленной, прежде всего: большой разницей летних и зимних температур (до 88°С), продолжительным холодным периодом (168—194 дня), резкими изменениями дневных и ночных температур воздуха в весенне-осенний период (до 25—30°С). Экстремальные температуры совместно с другими специфическими природными факторами понижают самоочищение атмосферы.

Расположение города в межгорной котловине создает особый микроклимат на его территории, который обладает климатическими характеристиками, резко отличающимися от фоновых значений. Приземный слой воздуха в Красноярске на 2—3 % выше, чем в пригороде, зимой эта разница температур достигает 6 %. Теплый воздух в городе, формирующийся в виде «купола тепла», усиливает облачность, в результате которой снижается поступление прямой солнечной радиации. Продолжительность солнечного сияния в городе на 500 часов меньше, чем в пригородной черте. Среднегодовая скорость ветра в Красноярске составляет 2,3 м/с, что на 3 м/с ниже по сравнению с пригородом. Повторяемость туманов в городе в 1,5—2 раза больше, а иx продолжительность в 3 раза выше по сравнению с городскими окрестностями.

Экстремальность климата, котловинность рельефа и влияние города («купол тепла») являются причиной температурных инверсий, которые наблюдаются в течение всего года. Наибольшая их повторяемость приходится на зимний период (85—88 %), наименьшая ‒ на весенний (40—46 %). При инверсионном состоянии атмосферы ослабляется ее турбулентность, прекращается конвективный перенос; перемещение примесей от низких источников осуществляется лишь горизонтальными потоками воздуха, что недостаточно для очищения приземного слоя атмосферы и ведет к значительной концентрации вредных веществ в воздухе. Опасность загрязнения возрастает при низких скоростях ветра (до 2 м/с), особенно при их сочетании с инверсиями. При такой ситуации ослабленный горизонтальный перенос воздуха дополняется отсутствием конвективного и турбулентного перемешивания. В условиях Красноярска слабые скорости ветра наблюдаются в 41 % случаев, их сочетание с приземными инверсиями в 38 % случаев. В связи с этим степень самоочищения воздушного бассейна крайне низка.

В наиболее загрязненных районах наблюдаются увеличения различного рода заболеваний у населения: нарушение работы нервной системы, психические расстройства у граждан, аллергические заболевания и проблемы с сердечнососудистой системой. Помимо этого, научно доказано, что формальдегид может спровоцировать возникновение онкологических заболеваний органов дыхания, астму, лейкемию и прочие заболевания.

По мнению ученых, если не принять срочных мер по очистке воздуха, через 70 лет шанс заболеть раком вырастет настолько, что город станет непригоден для жизни [2].

По данным портала мэрии за 2018 год, 27 % — почти треть от общего объема выбросов в городе — приходится на автотранспорт, на цементный завод, предприятия «ТГК-13», РУСАЛ» и многочисленные котельные. Распределение выбросов загрязняющих веществ основных источников загрязнения г. Красноярска в 2018 г. представлена на рисунке 2.

Рисунок 2. Распределение выбросов загрязняющих веществ основных источников загрязнения г. Красноярска в 2018 г.

В настоящее время на территории Красноярска действует 8 постов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха (рис.3). На большинстве постов анализируется фоновый уровень загрязнения атмосферы – степень загрязнения воздуха устанавливается по кратности превышения содержания вредных компонентов над предельно-допустимыми концентрациями (ПДК) по следующим загрязняющим веществам: оксид и диоксид азота (NO и NO₂), диоксид серы (SO₂), оксид углерода (CO), взвешенные вещества, гидрофторид, бенз(а)пирен, фенол.

Рисунок 3. Карта-схема г. Красноярска с нанесенными точками местоположения стационарных постов наблюдения ГУ «Красноярский ЦГМС-Р»

Стационарные пункты наблюдения за загрязнением атмосферного воздуха в Красноярске: ПНЗ № 1 – Опытное поле; ПНЗ № 3 – Центральный р-н, ул. Сурикова, 54; ПНЗ № 5 – Советский р-н, ул. Тельмана, 16; ПНЗ № 7 – Свердловский р-н, ул. Матросова, 6; ПНЗ № 8 – Кировский р-н, ул. Кутузова, 92; ПНЗ № 9 – Ленинский р-н, ул. Чайковского, 7; ПНЗ № 20 – Ленинский р-н, ул. Солнечная, 8; ПНЗ № 21 – Железнодорожный р-н, ул. Тимирязева, 2. Появление новых микрорайонов, магистралей и уплотнение застройки «закрыли» стационарные посты наблюдения от потоков воздуха и больше не позволяют качественно осуществлять мониторинг состояния атмосферного воздуха.

Сегодняшний Красноярск является отражением девяти генеральных планов города. Протяженность его с севера на юг ‒ 12 км, с запада на восток ‒ 30 км. Город расчленен рекой Енисей на правобережную и левобережную части. Центр культурной и общественной жизни сосредоточен в левобережной части Красноярска и представлен мелкими кварталами (1—3 га) с узкими улицами (25—30 м). Районы новой застройки ‒ крупные многоэтажные массивы.

Характерной особенностью планировки города является чередование в размещении селитебных и промышленных зон с преимущественным развитием промышленности на правом берегу, что и определило значительное загрязнение этой части города промышленными выбросами.

На рисунке 4 представлена схема загрязнения воздушного бассейна города, выполненная институтом ПромстройНИИпроект в составе Территориальной комплексной схемы охраны природы г. Красноярска. Нерациональное размещение промышленности без учета природно-климатических условий привело к такой ситуации, когда воздушный бассейн города неоднократно перекрывается ареалами вредных веществ, в несколько раз превышающих ПДК. Существенным недостатком схемы является отсутствие загрязнения воздуха отработавшими газами городского транспорта, что не дает реальной картины загрязнения приземного слоя атмосферы над городом.

Рисунок 4. Схема загрязнения воздушного бассейна г. Красноярска

За последний год в Красноярске проведено более 2,2 тыс. проверок, приостановлена деятельность 138 предприятий и выдано 130 предупреждений, удалось провести следующие мероприятия:

- осуществить снос 415 зданий с печным отоплением, что снизило антропогенную нагрузку на территории Октябрьского и Железнодорожного районов;

- выполнить переход на современный вид общественного автотранспорта с двигателями «Евро-5»;

- внедрить современную организацию движения поездов под кольцевую дорогу города;

- провести замену автомобильного парка на современные автотранспортные средства для уборки городских территорий, позволяющих исключить вторичное загрязнение мелкодисперсной пылью;

- осуществить закрытие пяти котельных, работающих на угольном топливе и мазуте, что привело к сокращению выбросов на 2 тыс. т в атмосферу города. Кроме этого, введен запрет на перевозку угля и золы в центральной части города в незакрытых автомобилях.

Красноярск регулярно оказывается в десятке городов с самой загрязненной атмосферой в стране. Основные причины: автотранспорт, предприятия теплоэнергетики, небольшие котельные, печное отопление, мелкие производства и природно-климатические условия (сибирский антициклон, установившийся над городом в течение последних нескольких лет). В 2018 году в экологическом рейтинге город поднялся на одну позицию - 76 место.

Исследование состояния атмосферного воздуха проектируемой территории города Красноярска необходимо осуществлять комплексно, с учетом множества факторов: природно-климатических, планировочных, технологических, с выявлением зон с повышенным уровнем загрязнения и опасных для здоровья населения, с проведением оценки воздействия стационарных объектов и транспорта на состояние атмосферного воздуха проектируемой территории с разработкой системы мероприятий по охране атмосферного воздуха.

Список литературы:

1. Окружающая среда | Экология: время действовать; СибДом: журнал «Сибирский Дом» [Электронный ресурс]: URL:http://www.sibdom.biz/articles/Okrugayuschaya_sreda_EHkologiya_vremya_dejstvovat.
2. ГН 2.1.6.1338-03 Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
3. Красноярск - крупный город России с экологической нестабильностью| Сайт для ценителей экологии и экологически безопасных технологий [Электронный ресурс]: URL:https://ecoknowledge.ru/7275-krasnoyarsk-krupnyj-gorod-rossii-s-ekologicheskoj-nestabilnostyu.
4. РД 52.04.186-89 «Руководство по контролю загрязнения атмосферы».
5. Город Красноярск: климат, экология, районы, экономика, криминал и достопримечательности [Электронный ресурс]: URL: http://nesiditsa.ru/city/krasnoyarsk.