Оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Одессы

41

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему:

«Оценка загрязнения атмосферного воздуха г. Одесса»

Содержание

Введение

1. Краткая характеристика исследуемого региона

1.1 Физико-географическая и климатическая характеристика г. Одесса

1.2 Социально-экономическая характеристика г. Одеса

2. Характеристика загрязненности воздушного бассейна г. Одесса

3. Методы оценки загрязнения атмосферного воздуха

4. Оценка загрязненности атмосферного воздуха г. Одесса

Заключение

Перечень ссылок

Введение

Атмосферный воздух - важнейший для всего живого природный ресурс, от качественного состояния которого, в значительной мере, зависит здоровье человека. Именно поэтому научные исследования относительно оценки антропогенной нагрузки на воздушный бассейн больших промышленных городов, а также разработка методов его регулирования с учетом правовых и нормативных аспектов относятся к актуальным проблемам. Наличие промышленных и автотранспортных источников обусловлено значительной нагрузкой на воздушный бассейн большого города, одним из которых и является Одесса. С одной стороны, Одесса является большим портовым, промышленным городом Украины, а с другой - одним из курортно-туристических центров Украины. Первое формирует высокую техногенную нагрузку на воздушный бассейн, а второе - высокие требования к качеству состояния атмосферного воздуха.

Анализ загрязнения атмосферного воздуха г. Одессы показывает, что уровень загрязнения превышает санитарно-гигиенические нормативы. Выбросы вредных веществ осуществляют предприятия теплоэнергетики, промышленности и автотранспорт. Для улучшения ситуации необходимо срочно принять меры, которые, с одной стороны, были бы направлены на уменьшения выбросов загрязняющих веществ со стороны предприятий и автотранспорта, а с другой - на увеличение количества многолетних зеленых насаждений, которые оказывают содействие очищению атмосферного воздуха. Перечисленные аспекты указывают на актуальность выбранной темы исследования.

Целью проекта является оценка уровня загрязнения атмосферного воздуха г. Одессы. В качестве исходных данных в работе использованы данные наблюдений на сети стационарных постов города за 2006-2007 гг. по основным загрязняющим веществам: пыль, диоксид серы, оксид углерода и диоксид азота.

Оценка выполнена на основе расчета показателя загрязнения атмосферы и показателя допустимого загрязнения для отдельных примесей, а также с учетом эффекта суммации.

1. Краткая характеристика исследуемого региона

1.1 Физико-географическая и климатическая характеристика г. Одесса

Одесса расположена на юго-западной окраине Причерноморской низменности, обрывающейся крутым уступом к берегам Черного моря. Средняя высота степного плато составляет около 45 - 50 м. Город широкой полосой протянулся вдоль побережья Одесского залива на расстоянии 50 км от пос. Котовского на севере до пос. Черноморка на юге.

В пределах прибрежной зоны наблюдается небольшое уменьшение высот плато по направлению на юг и юго-запад. В северо-западном направлении высота плато повышается от Одессы к станции Дачной примерно вдвое. Таким образом, по направлению на северо-запад высота плато увеличивается в среднем на 2 м на каждый километр.

Равнинный характер плато нарушается оврагами и балками, направленными своими устьями к морю, к долине Хаджибейского лимана. Глубокие балки, прорезывающие плато, играют большую роль в регулировании стока выпадающих атмосферных осадков.

К основным факторам, формирующим и образующим рельеф побережья г. Одессы, относятся оползни и абразия. Эти два фактора во взаимодействии вызывают быстрое наступление моря на сушу. Море продвигается в сторону суши в среднем до 1 м в год, но это наступление неравномерно на различных участках. Абразия непрерывно создает условия возобновления оползней, нарушая устойчивость берегового откоса.

По ландшафтной классификации климатов Л.С. Берга климат Одессы относится к климату степей, для которого характерно преобладание летних осадков, достаточно теплая зима и жаркое лето.

На формирование климата главное влияние оказывает море. Северо-западная часть Чёрного моря в районе Одессы значительно отличается по своей морфологии, гидрологии и гидрохимии от других районов. Это наиболее мелководная и опреснённая часть моря, в которую впадают главные реки Черноморского бассейна: Дунай, Днестр, Южный Буг и Днепр. Приток большого количества пресных вод обусловливает низкую соленость, значительную устойчивость слоев воды и, в отличие от глубоководных районов, развитие ледовых явлений.

Температура воды у берегов Одессы определяется приходом солнечной радиации, конвективным теплообменом поверхностных слоев воды с атмосферой, сгонно-нагонной циркуляцией, процессами турбулентного перемешивания и приходом пресных вод. Годовой ход температуры воды характеризуется четко выраженным минимумом в феврале, максимумом в августе. Термические условия моря характеризуются значительными сезонными колебаниями и неоднородностью распределения температуры в поверхностных слоях воды. Чаще всего, летом вода у берегов теплее, а зимой более холодная, чем в открытом море.

Температура поверхностных слоев воды быстро реагирует на изменение температурных условий воздуха. Как только температура воздуха опускается ниже нуля, начинается быстрое выхолаживание, а потом процесс льдообразования.

Режим ветра связан с распределением давления и его сезонными изменениями. Зимой преобладает ветер северного направления. В летний период отмечается увеличение южного ветра и резкое уменьшение восточного. Весной господствующим является южный ветер. Осенью нет четко выраженного преобладания ветра одного направления. В течение года наиболее часто отмечается ветер скоростью 4-5 м/с.

В Одессе широко развиты бризы. Днем у земли эти ветры дуют с моря на сушу. Выше наблюдается перенос воздуха в обратном направлении. Ночью нижнее течение направленно с суши на море, а верхнее либо отсутствует, либо направлено с моря на сушу. Дневные бризы называются морскими, а ночные - береговыми.

Характерной чертой термического режима Одессы является временная неустойчивость, которая определяется одновременным влиянием моря и суши. Среднемесячная температура 0єС и ниже в Одессе может наблюдаться с ноября по март. Наиболее холодными месяцами являются январь и февраль. В течение всего холодного периода возможны оттепели. Среднемесячная температура 20єС и выше возможна с июня по сентябрь. Температура 25єС и выше может наблюдаться во все летние месяцы.

Количество атмосферных осадков заметно изменяется по площади Одессы. В начале теплого периода осадки непрерывно возрастают и достигают максимума в июне. С июля наблюдается уменьшение месячных сумм осадков. Зимой отмечается постепенное уменьшение осадков от месяца к месяцу. На территории Одессы жидкие осадки выпадают круглый год. С ноября по апрель возможно выпадение смешанных и твердых осадков. Для Одессы также заметно преобладание сравнительно малых количеств осадков.

Рассмотрим повторяемость слабых ветров в Одессе, так как они благоприятствуют образованию повышенных уровней загрязнения. На рис. 1.1 изображен годовой ход повторяемости слабого ветра на станции Одесса, АМСГ в ночной и дневной сроки.

Анализируя график, можно отметить, что в ночной срок, с января по май наблюдается рост повторяемости ветра, а затем равномерное уменьшение до 8% в декабре. Максимум повторяемости слабого ветра в определенные годы достигает 60% и отмечается в мае.

Слабые ветры, как известно, часто сочетаются с приземными инверсиями температуры. Именно благодаря приземным инверсиям, образующимся за счет выхолаживания воздуха в приземном слое в ночные часы, когда имеет место отрицательный радиационный баланс, значительно увеличивается повторяемость слабых ветров по сравнению с дневными часами. В годовом ходе повторяемости приземных инверсий отмечается наличие максимумов, приходящихся на летний период в ночные часы, и на весенние месяцы - в дневные часы. Приземные инверсии имеют достаточно большую мощность и значительную интенсивность, особенно те, которые образуются в ночные часы.

Рис. 1.1. Годовой ход средней повторяемости слабого ветра на станции Одесса, АМСГ: 1 - 03 ч, 2 - 15 ч

Представляет интерес повторяемость приземных инверсий при различных направлениях ветра и штиле.

По данным аэрологического зондирования приподнятые инверсии с высотой нижней границы Н_нг = 0,01-3,00 км наблюдаются довольно часто. Максимум повторяемости приподнятых инверсий с Н_нг = 0,01-3,00 км отмечается зимой в 03 ч - 33%, а в 15 ч - 43%. Наименьшие повторяемости имеют место в летние месяцы. В дневные часы в летние месяцы приподнятые инверсии отмечаются чаще, чем в ночные, так как их образование связано с разрушением снизу ночных приземных инверсий за счёт интенсивного радиационного нагрева подстилающей поверхности и развития конвекции.

Таблица 1.1 - Повторяемость приземных инверсий при различных направлениях ветра и штиля. Одесса, обсерватория

Повторяемость приподнятых инверсий с Н_нг = 0,01 - 0,50 км в целом за сутки имеет те же сезонные особенности, что и инверсии с Н_нг = 0,01-3,00 км. Зимний максимум повторяемости достигает 35%, а летний минимум - 11%. Доля приподнятых инверсий с Н_нг = 0,01-0,25 км является наибольшей в январе и наименьшей - в августе. Возрастание повторяемости низких приподнятых инверсий в весенние месяцы, очевидно, связано с особенностями ветрового режима. Преобладание в этот сезон слабого ветра преимущественно восточной и южной четвертей обуславливает увеличение числа низких приподнятых инверсий адвективного характера.

Повторяемость приподнятых инверсий с нижней границей до 500 м и при скорости ветра V = 0-1 м/с не превышает в течение года 4%.

1.2 Социально-экономическая характеристика г. Одесса

Город Одесса возник, как порт, и первичными факторами его развития были выгоды транспортно-географического положения. Вместе с тем, промышленные функции, как основа градообразующей базы, здесь проявились фактически с момента основания.

Первыми промышленными предприятиями в зарождавшейся Одессе были не судостроительные или, например, канатные, а добывающие. Это каменоломни по добыче строительного материала - известняка-ракушечника. Обрабатывающие производства стали появляться в городе, как отклик на возникающие потребности функционирования.

В настоящее время на Одессу приходится около 2,7% промышленного производства Украины. В пределах городской черты Одессы насчитывается около 1200 промышленно-производственных площадок. Кроме того, более 130 промышленных объектов сохраняются в виде вкраплений - анклавов на селитебных, рекреационных, транспортных и других специализированных территориях.

Одесса представляет собой единственный полностью сформированный в украинском Причерноморье локальный территориально-производственный комплекс - промышленный узел. Здесь практически все предприятия используют компоненты общегородской инфраструктуры: тепло- и энергосистемы, водоснабжение и канализацию, транспортные погрузо-разгрузочные площадки, газораспределительные системы и т.д.

В экологическом плане промышленность выступает в Одессе одним из главных загрязнителей среды. На её предприятия приходится в целом более 1/3 атмосферных и 1/4 гидросферных загрязнений, до 20% твердых отходов.

Машиностроение по всем показателям является главным звеном промышленности Одессы. Оно представлено более чем 70-ю предприятиями всех стадий - заготовительной, основной, сборочной, а также инструментальными производствами, систематизированными официальной статистикой в 42 агрегированные отрасли. На ряде крупных машиностроительных предприятий созданы значительные заготовительные подразделения межзаводского профиля. Это заводы тяжелого краностроения «Автогенмаш», «Краян», объединения «Кислородмаш», «Красная гвардия», «Микрон». Функции заготовительных работ машиностроения выполняет также небольшой завод специальных способов литья и крупнейшие в Причерноморье предприятия черной металлургии - сталепрокатные объединения. В последнее время подверглось решительному сокращению прокатное производство и часть цехов превращаются в сборочные приборостроительные.

«Центролит» по своим технологическим особенностям является одним из крупнейших загрязнителей воздушного бассейна. Значительными выбросами отличаются и другие предприятия, располагающие заготовительными подразделениями: объединения «Одессапочвамаш», «Кислородмаш», «Краян», судоремонтный завод «Украина».

Производство технологического оборудования для пищевой и легкой промышленности и полиграфии тесно связано с местной сырьевой базой и сферой потребления, поэтому несколько предприятий такого профиля получили значительное развитие в Одессе. Это заводы продовольственного машиностроения, продовольственного оборудования «Орион», «Легмаш», «Полиграфмаш», «Пищепромавтоматика».

Визитной карточкой промышленности Одессы являются крупные предприятия химического машиностроения: заводы «Автогенмаш», «Холодмаш».

Традиционная отрасль для Одессы - судоремонт. Кроме судоремонтных, в Одессе сосредоточено около двух десятков ремонтных и металлообрабатывающих предприятий.

В территориальном плане машиностроение расположено чрезвычайно дисперсно в пределах планировочных площадок «Застава - 1», «Центральная», «Таировская», «Порт» и др.

В настоящее время в пищевой индустрии производится более четверти промышленной продукции Одессы. Здесь представлено 20 из 24 выделяемых официальной статистической агрегированных отраслей пищевой индустрии. Особое значение среди них занимает сахарная, кондитерская, плодовоовощеконсервная, винодельческая, чайная, табачная, маслобойножировая, макаронная промышленность, пивобезалкогольных и ликероводочных напитков. В целом пищевая промышленность Одессы представлена почти 40 предприятиями, расположенными в пределах площадок во всех административных районах города. Большая часть из них сосредоточена в Ильичевском, Приморском и Суворовском районах. Интегративные функции в пищевой промышленности выполняют производства: дрожжевое, углекислотное, мукомольно-крупяное и др.

В настоящее время важнейшее место занимают производства изделий легкой промышленности, деревообработки, полиграфии, химической, медицинской и др. промышленностей. Хорошо развита химическая промышленность. Однако химические производства экологически небезопасны, что тормозит их дальнейшее развитие. Большинство химических предприятий, и, в особенности, суперфосфатный, лакокрасочный, Припортовый завод являются весьма значительными загрязнителями окружающей среды. В настоящее время развитие химической промышленности лимитируется ее размещением на восьми площадках города, часть которых не располагает необходимыми санитарно-защитными зонами. Крупные химические предприятия, а также примыкающую к ним нефтепереработку, планировалось к 2005 г. вынести за пределы города.

Социально-экономическая ситуация в Одессе и ее пригородах близка к критической. По многим показателям техногенной нагрузки на городскую среду и уровням загрязнения воды и воздуха Одесса стоит в одном ряду с крупнейшими промышленными агломерациями Донбасса. Во-первых, в одесской агломерации сосредоточена крупная промышленность, значительная часть которой является экологически опасной. Во-вторых, здесь концентрируются три мощных портово-промышленных комплекса - Одесский, Ильичевский и Южный порты, к которым тяготеет развитая транспортно-распределительная инфраструктура. Агломерация имеет крайне недостаточную систему очистных сооружений. Значительная часть бытовых и промышленных стоков сбрасывается непосредственно в море.

Одесса входит в первую дюжину городов Украины с наибольшими выбросами вредных веществ в атмосферу. Промышленные предприятия города Одессы в атмосферу выбрасывают: окись углерода, диоксид серы, пыль, оксиды азота. Именно эти вещества из-за высокой токсичности особенно негативно влияют на состояние загрязнения воздуха в городе. Всего же атмосферу города загрязняют около 250 промышленных и 600 автотранспортных предприятий и цехов, в выбросах которых содержится свыше 140 ингредиентов загрязняющих веществ.

Необходимо отметить, что рассеивающая способность атмосферы в районе Одессы понижена. Среди множества метеорологических факторов наибольшее влияние на степень загрязнения воздушного бассейна оказывают режим ветра, влажность, температурная стратификация. В Одесском регионе преобладающими являются ветры северной составляющей, повторяемость которых составляет почти 50%.

Основным фактором, формирующим атмосферу города, являются выбросы загрязняющих веществ от промышленных предприятий и автотранспорта.

Спад промышленного производства в последние годы привел к снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. С одной стороны, это явление все-таки временное, а с другой - даже оно в конечном итоге не способствует существенному уменьшению загрязнения атмосферного воздуха в городе. Можно предположить, что при стабилизации экономической ситуации и дальнейшем ее улучшении вероятно дальнейшее увеличение выбросов вредных веществ.

2. Характеристика загрязненности воздушного бассейна г. Одесса

В последнее время по всей территории Украины наблюдалось уменьшение объема выбросов из стационарных источников загрязнения. За период с 1996 по 2000 гг. такие выбросы уменьшились на 804,6 тыс. т, или на 16,9%.

При оценке экологической ситуации в г. Одессе необходимо учитывать, что в силу своего исторического развития, а также природных факторов, город является не только промышленным и транспортным, но и курортным центром.

По данным Облстатуправления за 2005 г. общий объём выбросов в атмосферу в г. Одессе составил 69,215 тыс. т. Основными компонентами этих выбросов являются: оксид углерода - 36,47 тыс. т., оксид азота - 7,310 тыс. т., диоксид серы -1,531 тыс. т., углеводороды - 19,675 тыс. т., прочие - 4,227 тыс. т.

В настоящее время наблюдается увеличение выбросов от стационарных источников загрязнения.

Выбросы от транспортных средств составляют 69,47% от общего объёма выбросов загрязняющих веществ в атмосферу. Интенсивность загрязнения атмосферы автомобильным транспортом непрерывно увеличивается из-за возрастания общего количества автотранспорта, в том числе частного.

По результатам проверок на многих предприятиях города отсутствует ведомственный контроль за количественным и качественным составом выбрасываемых в атмосферу вредных веществ, эксплуатация транспортных и других передвижных средств происходит с превышением установленных нормативов, что является нарушением Законов Украины «Об охране окружающей природной среды» и «Об охране атмосферного воздуха». В соответствии с распоряжением №1176-01 от 01.09.2004 г. «О разработке программы «Чистый воздух г. Одессы», Управлением экологической безопасности разработана городская программа «Чистый воздух».

По заказу Управления экологической безопасности Украинским научным центром экологии моря проделана научная работа по исследованию уровня загрязнения атмосферного воздуха на территории г. Одессы с разработкой рекомендаций по осуществлению комплекса воздухоохранных мероприятий.

Основной целью сегодня является планирование природоохранной деятельности и разработка мероприятий, направленных на уменьшение объёмов загрязнения и улучшение состояния воздушного бассейна. В соответствии с Законом Украины «Об основах государственной регуляторной политики в сфере хозяйственной деятельности» с целью получения замечаний и предложений на официальном сайте Одесского городского совета, в газете «Одесский вестник» был опубликован проект решения Одесского городского совета «Об утверждении программы «Чистый воздух г. Одессы». Управлением экологической безопасности учтены полученные предложения и внесены в Программу.

Концепция охраны атмосферного воздуха в г. Одессе на период до 2010 г. согласована с управлением транспортного комплекса города, управлением дорожного хозяйства и благоустройства города, управлением архитектуры и градостроительства, Одесской городской санитарно-эпидемиологической станцией, ГАИ УМВД Украины в Одесской области.

Исполнительным комитетом Одесского городского совета принято решение №347 от 22.08.2006 г. относительно вынесения данной Концепции для утверждения на сессии Одесского городского совета.

29 сентября 2006 г. Одесский городской совет принял решение №323-V об утверждении Концепции охраны атмосферного воздуха в г. Одессе на период до 2010 г.

Согласно концепции «Программы комплексного социально-экономического развития г. Одессы на 2005-2015 годы» предполагается увеличение выпуска продукции в нефтехимической, машиностроительной и пищевой областях. Следствием этого будет увеличение выбросов загрязняющих веществ.

Дальнейшее увеличение количества автотранспортных средств в городе будет способствовать росту выбросов и, как следствие, ухудшению состояния атмосферного воздуха в случае, если не будет начато осуществление соответствующих мероприятий.

Концепция охраны атмосферного воздуха в г. Одессе разработана с целью определения главных природоохранных мероприятий, решение которых будет оказывать содействие улучшению состояния атмосферного воздуха.

Концепция охраны атмосферного воздуха в г. Одессе на период до 2010 г. разработана в соответствии с распоряжением городского головы от 01.09.2004 г. №1176-01 р с учетом постановления Кабинета Министров Украины от 28 января 2004 г. №37-р «Об утверждении плана мероприятий по уменьшению отрицательного влияния автомобильных транспортных средств на окружающую среду на 2004-2010 годы», основными направлениями которой являются уменьшения выбросов и, как следствие, улучшение состояния окружающей среды.

Основным направлением охраны воздушного бассейна города от загрязнения являются уменьшения выбросов в атмосферу стационарными источниками промышленности, коммунального хозяйства и передвижными источниками.

В связи с этим, основной задачей во время формирования городской природоохранной политики должно стать определение приоритетных работ, направленных на улучшение состояния окружающей среды, в том числе качества атмосферного воздуха города.

Загрязнение воздушного бассейна является ключевым фактором отрицательного влияния на состояние естественной среды города. По данным Всемирной организации здравоохранения от 40 до 50% заболеваний человека в данное время связаны с ростом антропогенной напряженности.

Деградированная городская среда оказывает комплексное вредное действие на здоровье населения вследствие загрязнения атмосферного воздуха, дефицита солнечного света, воды, а также стрессовых факторов, обусловленных напряженным ритмом жизни, скученностью населения, недостатком зеленых насаждений и т.п.

К основным антропогенным загрязнителям окружающей среды, кроме вредных веществ, которые выбрасывают промышленные предприятия, загрязнения от всех видов транспорта, принадлежат также транспортные и производственные шумы, ионизирующее и электромагнитное излучения, вибрации, световое и тепловое влияния. Влияние радиоактивного излучения на организм человека особенно опасно. В Одессе отсутствуют объекты атомной энергетики, уранодобывающей и перерабатывающей промышленности. Тем не менее, на данное время в городе есть много предприятий и организаций, которые используют источники ионизирующего излучения. Кроме того, источником радиоактивного загрязнения воздуха являются осадки из атмосферы за счет прежде проведенных ядерных испытаний и аварии на ЧАЭС.

Постепенное наращивание объёмов производства промышленной продукции приводит к увеличению объемов выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух города. Исследование загрязнения промышленными предприятиями воздушного бассейна имеют большое значение для нормирования антропогенной нагрузки и разработки природоохранных мероприятий с целью его уменьшения. По данным статуправления, в г. Одессе составляют отчетность 196 промышленных предприятий, в том числе: предприятия машиностроения, теплоэнергетики, химии, нефтехимии, строительных материалов, переработки продукции сельского хозяйства.

Определенный интерес относительно промышленных источников загрязнения представляют исследования влияния каждой области производства на состояние загрязнения воздушного бассейна г. Одессы. Исследование основывается на информации по валовым потенциальным выбросам большинства предприятий города, которая обработана по направлениям производств и определенным показателям антропогенной нагрузки для каждого из них.

Анализ вклада предприятий в загрязнение атмосферы по каждому из ингредиентов показал, что наибольшую антропогенную нагрузку на состояние воздушного бассейна выбросами CO оказывают предприятия машиностроительной промышленности. Более всего выбросов SO₂ оказывают предприятия теплоэнергетической области, прежде всего Одесская ТЭЦ-1, Одесский морской торговый порт, железнодорожная станция «Одесса - Главная».

Основным загрязнителем атмосферного воздуха является автотранспорт. Кроме того, отмечен быстрый рост автомобильного парка в городе.

Часть выбросов автотранспорта в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных и передвижных источников составляла в 2005 г. 69,47%. По видам транспорта выбросы загрязняющих веществ распределяются таким образом: 87% общего выброса приходится на автомобильный транспорт, около 8% - на железнодорожный, 2% - на дорожный комплекс, немного больше 1% - на воздушный транспорт и 2% - на речной и морской.

Одним из главных факторов, которые влияют на уровень загрязнения окружающей среды передвижными источниками, является качество топлива. Повышенное содержание вредных веществ, в том числе соединений свинца, содержится в бензине, который содержит этиловую жидкость, а также другие неразрешенные добавки. Использование этилированного бензина и бензинов с другими неразрешенными добавками ведет к стойкой интоксикации человека и особенно пагубно обозначается на здоровье детей.

Неблагоприятными режимами работы являются малые скорости и «холостой ход» двигателя, когда в атмосферу выкидываются загрязняющие вещества в количествах, которые значительно превышают выбросы на режимах нагрузок. Плохое состояние дорог также оказывает содействие значительному увеличению выбросов. Ровное дорожное покрытие дает возможность уменьшить выбросы от автотранспорта на 10-30%.

Существенное значение имеет также организация функционирования системы парковки и хранения автомобилей.

Если платные автостоянки и гаражные кооперативы размещаются согласно действующим нормам и правилам, то машины во дворах находятся в непосредственной близости к людям, их постоянное расположение возле домов может отрицательно повлиять на состояние здоровья жителей. Особенно это имеет место на придомовых территориях с застройкой закрытого типа.

К разрешённым автостоянкам необходимо увеличить требования: строгое соблюдение экологических и санитарных норм, большое внимание озеленению, дизайну и т.п.

Для Одессы экологические проблемы, связанные с увеличением количества автотранспорта, являются чрезвычайно острыми. В первую очередь они касаются центральной части города, историческая застройка которой не была рассчитана на интенсивное дорожное движение. К этому прибавляется функционирование промышленного рынка и отсутствие современных транспортных развязок.

Мероприятия относительно антропогенных источников загрязнения условно можно подразделить на четыре направления деятельности:

- организационно-правовые;

- архитектурно-планировочные;

- конструкторско-технические;

- эксплуатационные.

Организационно-правовые мероприятия включают формирование нового эколого-правового мировоззрения, усовершенствование экологического законодательства и нормативно-правовой базы предотвращения экологической опасности. Они направлены на воплощение экологического менеджмента на предприятиях, оптимизацию системы мониторинга состояния атмосферного воздуха, усовершенствование государственного, административного и общественного контроля за охраной окружающей среды и рациональным природопользованием.

Одной из важных задач относительно улучшения качества атмосферного воздуха г. Одессы является усовершенствование системы мониторинга.

Городская система мониторинга качества атмосферного воздуха ориентирована на оперативное обнаружение повышенного уровня загрязнения атмосферы и обеспечивает автоматические непрерывные измерения концентраций основных загрязняющих веществ и метеопараметров. Режим автоматических непрерывных измерений позволяет при существенном повышении надежности и точности измеряемых характеристик расширить спектр решаемых задач: осуществлять оперативное реагирование, устанавливать особенности временной изменчивости, выявлять причины повышенного уровня загрязнения. Автоматические стационарные станции контроля загрязнения атмосферного воздуха в автоматическом режиме измеряют концентрации оксида углерода, диоксида и оксида азота, суммарных углеводородов, на станциях, оснащенных дополнительно газоанализаторами, контролируется содержание озона, пыли, диоксида серы, аммиака, ароматических и алифатических углеводородов.

Вопрос оптимизации сети постов наблюдений возник в связи с разрастанием города и особенно его «спальных» районов, где нет ни одного поста наблюдений. Кроме того, как свидетельствуют результаты анализа данных наблюдений, расположение КЗП статистически необоснованно. Увеличение количества измеренных примесей на существующих постах Одессы необходимо для расчетов индексов загрязнения, по которым проводятся сравнения состояния загрязнения разных городов Украины.

Второй задачей является улучшение качества ведомственного контроля за счет установления автоматизированных систем наблюдений на наиболее крупных источниках загрязнения. Кроме того, необходимо улучшение системы государственного контроля за нормативами выбросов и их регулирование.

Архитектурно-планировочные мероприятия обеспечивают усовершенствование планирования всех функциональных зон города с учетом инфраструктуры промышленности, транспорта и дорожного движения, разработку решений относительно рационального землепользования и застройки территорий, сохранения естественных ландшафтов, озеленения и благоустройства.

Особое внимание должно отводиться организации санитарно-защитных зон предприятий, а также групп предприятий, расположенных в непосредственной близости один от другого. Санитарно-защитные зоны должны быть благоустроены и озеленены.

Для улучшения качества атмосферного воздуха необходимо также проводить озеленение городских и пригородных территорий специальными газостойкими породами деревьев и кустов. Особое внимание необходимо уделять озеленению территорий вдоль автодорог. Озеленение будет оказывать содействие уменьшению концентраций загрязняющих веществ в воздухе, а также уменьшению шума, который создается автотранспортом. Планирование и строительство обходных путей вокруг города, транспортных развязок также будет оказывать содействие улучшению экологического состояния атмосферного воздуха города.

Конструкторско-технические мероприятия позволят внедрить современные инженерные, санитарно-технические и технологические средства защиты окружающей среды от вредных действий на предприятиях и транспорте. Эти мероприятия являются основными и более всего перспективными относительно снижения уровня загрязнения. К ним относятся:

- переход предприятий с твердого и жидкого топлива на природный газ, который даёт возможность значительно уменьшить уровень загрязнения пылью, сажей и соединениями серы;

- переведение автотранспорта на газ;

- использование вторичных энергоресурсов в виде горячей воды и газов;

- очистка пылегазовых выбросов разными устройствами и аппаратами;

- внедрение малоотходных технологий.

Эксплуатационные мероприятия осуществляются в процессе эксплуатации технологического оборудования и транспортных средств и направлены на поддержку их состояния на уровне заданных экологических нормативов за счет технического контроля и высококачественного обслуживания.

К ним относятся эколого-теплотехническое налаживание котлоагрегатов, контроль и регулирование карбюраторов автомобильных двигателей.

Перечисленные группы мероприятий реализуются независимо друг от друга и дают возможность достичь определенных результатов. Комплексное их внедрение обеспечит максимальный эффект.

Ключевыми проблемами обеспечения экологической безопасности промышленного города являются защита от загрязнения атмосферного воздуха вредными примесями, электромагнитным и шумовым загразнением, предупреждение экологических последствий чрезвычайных ситуаций и катастроф, обеспечение экологической безопасности населения.

3. Методы оценки загрязнения атмосферного воздуха

Для оценки и анализа состояния загрязнения атмосферы применяются ряд показателей, которые позволяют оценить уровень загрязнения отдельной примесью или выполнить оценку фонового уровня загрязнения атмосферы.

Одним из основных показателей оценки качества атмосферного воздуха является индекс загрязнения атмосферы отдельной примесью. ИЗА - это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы отдельной примесью, которая учитывает отличия скорости увеличения степени вредности вещества, приведённого к вредности диоксида серы по мере увеличения превышения ПДК. ИЗА отдельной примесью рассчитывается по формуле:

или ,

где С_i - константа, которая принимает значения 1,7; 1,3; 1,0; 0,9 соответственно

для 1; 2; 3; 4-го класса опасности вещества и которая позволяет привести

степень вредности i-го вещества к степени вредности диоксида серы.

Комплексный ИЗА - это количественная характеристика уровня загрязнения атмосферы, образованного n веществами, которые присутствуют в атмосфере города. КИЗА рассчитывается по формуле:

,

где - осреднённая по времени, рассчитанная для поста,

города или группы городов концентрация i-ой примеси;

i - примесь;

n - количество рассматриваемых примесей.

Рассчитывается КИЗА за рассматриваемый период по одному или К постах города как сумма всех ИЗА. Учитывается при составлении справок и обзоров состояния загрязнения атмосферы, а также для сравнения степени загрязнения атмосферы в разных городах используется. Комплексный ИЗА учитывает n веществ, присутствующих в атмосфере. Расчёт индекса загрязнения атмосферы основан по принципу, что на уровне ПДК все вредные вещества характеризуются одинаковым влиянием на человека и при дальнейшем увеличении концентрации степень их вредности возрастает с разной степенью, которая зависит от класса опасности вещества.

Для оценки фонового загрязнения атмосферы используются интегральные показатели. Наиболее распространенным является среднее значение концентрации ингредиента, вычисленное по данным измерений за конкретный срок или за сутки во всех точках города, нормированных на среднесезонную концентрацию ():

,

где N - количество контрольно-замерных постов в городе;

- среднесуточная концентрация примеси на i-ом посту;

- среднесезонная концентрация на i-ом посту.

В зависимости от значения параметра различают такие классы загрязнения воздуха:

1 - высокое загрязнение ( ? 1,5);

2 - повышенное загрязнение;

3 - пониженное;

4 - слабое загрязнение ( < 0,6).

Для характеристики загрязнения воздуха по городу в целом в качестве обобщенного показателя рекомендуется использовать также параметр Р:

,

где n - общее количество наблюдений за концентрацией примесей в городе на

протяжении суток на всех стационарных пунктах;

m - количество наблюдений в течение этих же суток с концентрацией q,

которая превышает среднесезонное значение более чем в 1,5 раза.

При расчете параметра Р с целью его использования в качестве характеристики фонового загрязнения воздуха необходимо, чтобы количество стационарных постов в городе было не менее 3, а количество наблюдений за концентрацией примесей на всех пунктах в течение суток не менее 20.

Параметр Р может изменяться от 1 до нуля.

В зависимости от значений параметра Р различают три группы загрязнения атмосферного воздуха:

1 - высокий уровень загрязнения;

1 - повышенный уровень загрязнения;

2 3 пониженный уровень загрязнения.

Физический смысл величины Р может быть определен, если поле концентраций примесей представить с помощью разложения на естественные ортогональные функции. Коэффициент при первом члене разложения, который характеризует одновременную изменчивость загрязнения воздуха на всех стационарных постах данного города, оказывается весьма тесно коррелирован с параметром Р. Анализ материалов наблюдений показывает, что одновременная изменчивость на всех пунктах наблюдений превышает 50% их общей дисперсии.

Параметр Р является относительной характеристикой и не зависит от среднего уровня загрязнения воздуха. Следовательно, его значение определяется в основном метеорологическими условиями. В связи с этим для изучения метеорологических условий загрязнения воздуха с применением параметра Р оказывается возможным совместно анализировать материалы за несколько лет, даже если в течение этого периода наблюдались изменения суммарного количества выбросов и уровня концентраций.

Приведенные показатели являются наиболее часто используемыми для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха в населенном пункте.

Согласно, для оценки и анализа состояния загрязнения воздушного бассейна можно использовать и ряд других показателей.

Показатель предельно допустимого загрязнения атмосферного воздуха - относительный интегральный критерий оценки загрязнения атмосферного воздуха населенных мест, который характеризует интенсивность и характер совместного действия всей совокупности присутствующих в нем вредных примесей. ПДЗ рассчитывается для каждого случая на основе определенных экспериментально и утвержденных в установленном порядке коэффициентов комбинированного действия. Коэффициент комбинированного действия отображает характер совместного биологического действия одновременно присутствующих в атмосферном воздухе загрязняющих веществ. Его цифровое значение устанавливается экспериментальным путем и выражается в долях от индивидуальных ПДК загрязняющих веществ. ПДЗ рассчитывается по формуле:

ПДЗ = Ккд * 100%.

В случаях, когда значение Ккд отсутствуют, их определение проводится по формуле:

,

где n - число веществ, присутствующих в воздушной среде, для которых официально не установлен характер комбинированного действия.

В случаях, когда присутствующие в атмосферном воздухе загрязняющие вещества представляют собой сложную смесь с установленными и не установленными коэффициентами комбинированного действия, для расчета ПДЗ значение Ккд этой смеси определяется по формуле:

,

где Ккд_сс - коэффициент комбинированного действия сложной смеси;

Ккд - коэффициенты комбинированного действия совместно присутствующих веществ, 1, 2, 3,… n;

n - число веществ в смеси, значение Ккд которых отсутствуют в официальных списках;

Кm - числовое значение коэффициента для веществ с независимым характером комбинированного действия.

В случае присутствия в воздухе одной примеси показатель ПДЗ = 100%.

Оценка фактического или прогнозного уровня загрязнения атмосферного воздуха проводится путем сопоставления показателя загрязнения одним веществом или суммарного показателя загрязнения смесью веществ с показателем предельно допустимого загрязнения. Допустимым признается уровень, который не превышает ПДЗ.

Показатель фактического или прогнозного загрязнения атмосферного воздуха одним веществом рассчитывается по формуле:

,

где ПЗ - показатель загрязнения,

C - фактическая или прогнозная концентрация конкретного вещества,

ПДК - значение предельно допустимой концентрации этого вещества.

Суммарный показатель загрязнения смесью веществ рассчитывается по формуле:

,

где У ПЗ - суммарный показатель загрязнения, %,

C₁, C₂,… C_n - значение фактических или прогнозных концентраций

веществ, которые входят в состав смеси, мг/м³,

ПДК₁, ПДК₂,… ПДК_n - значение предельно допустимых концентраций соответствующих загрязняющих веществ, которые входят в состав смеси, мг/м³,

К₁, К_2,… К_n - значение коэффициентов, которые учитывают класс опасности соответствующего вещества: для веществ 1-го класса - 0,8; 2-го класса - 0,9;

3-го класса - 1,0; 4-го класса - 1,1.

В случае отсутствия значений ПДК при прогнозировании приземных концентраций принимаются значение ОБУВ без учета значений коэффициентов К.

В соответствии с ГОСТ 17.2.3.01-86 «Охрана природы. Атмосфера. Правила контроля качества атмосферного воздуха» и «Руководства по контролю загрязнения атмосферы» для оценки результатов исследований на стационарных и маршрутных постах используются ПДК_мр и ПДК_сс, на подфакельных - ПДК_мр; для оценки прогнозных концентраций используются значение ПДК_мр.

Для установления показателя загрязнения атмосферного воздуха используются значение фактических концентраций, выраженные в мг/м³ и полученные при их статистической обработке в соответствии с требованиями «Руководства по контролю загрязнения атмосферы» РД 52.04. 186-89. При этом для расчета ПЗ или У ПЗ значение C принимаются:

- для характеристики загрязнения атмосферного воздуха в районе отдельных стационарных постов - среднеарифметическое значение из числа разовых или среднесуточных концентраций, измеренных на протяжении года;

- для характеристики загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния отдельного объекта или группы объектов - максимальное значение концентрации, определенное как стати стически достоверная максимальная величина из числа разовых концентраций, выявленных в отдельных точках населенного пункта обследованиях).

Оценка загрязнения атмосферного воздуха проводится с учетом кратности превышения показателей загрязнения их нормативного значения и включает определение уровня загрязнения и степени его опасности согласно табл. 3.1.

Графа 4 табл. 3.1 используется в случаях оценки результатов лабораторных исследований фактического загрязнения атмосферного воздуха. В случаях, когда при оценке загрязнения атмосферного воздуха смесью веществ оказывается превышение значения ПДЗ, должны определяться ведущие компоненты; ведущими считаются те вещества в смеси, индивидуальные значения ПЗ которых превышают допустимые уровни.

Таблица 3.1 - Оценка загрязнения атмосферного воздуха

4. Оценка загрязенности атмосферного воздуха г. Одесса

Для оценки загрязненности атмосферного воздуха г. Одессы были использованы данные наблюдений на сети стационарных постов города в 2006-2007 гг. по основным загрязняющим веществам: пыль, SO₂, NO₂, CO. Карта-схема расположения пунктов наблюдений приведена на рис. 4.1.

Для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха была использована методика оценки по показателям фактического загрязнения ПЗ и ПДЗ. На первом этапе показатели рассчитывались отдельно по каждой примеси без учета групп суммации.

Расчетные формулы для данных показателей приведены в п. 3. Расчеты поводились по среднемесячным концентрациям. Учитывая, что ПЗ определялся отдельно для каждой примеси, значение ПДЗ принималось за 100%.

В табл. 4.1-4.4 представлены результаты расчетов ПЗ по основным загрязняющим веществам. Из приведенных таблиц видно, что наименьший уровень загрязнения отмечается для диоксида серы.

Для временной изменчивости ПЗ были простроены соответствующие графики по исследуемым загрязняющим веществам. Как видно, по всем примесям, кроме диоксида серы, отмечаются постоянные превышения ПДЗ.

Уровень загрязнения атмосферного воздуха пылью в 2006 г. в летне-осенний период значительно превышал ПДЗ, а также уровень загрязнения в 2007 г. Возможно, это может быть связано с засушливой погодой в этот период и, соответственно, повышенным уровнем запыленности атмосферы.

Содержание диоксида серы в атмосферном воздухе города не превышало допустимых показателей, и за исследуемый период не было отмечено значительных колебаний в изменении концентрации данной примеси.

Рис. 4.1. Карта-схема расположения пунктов наблюдений в г. Одессе.

Таблица 4.1 - Значения ПЗ для пыли

Таблица 4.2 - Значения ПЗ для SO₂

Таблица 4.3 - Значения ПЗ для СO

Таблица 4.4 - Значения ПЗ для NO₂

41

Рис. 4.2. Изменение ПЗ для пыли

Рис. 4.3. Изменение ПЗ для SO₂

41

Рис. 4.4. Изменение ПЗ для CO

Рис. 4.5. Изменение ПЗ для NO₂

Уровень содержания оксида углерода в 2007 г. был повышенным по сравнению с 2006 г. и также превышал постоянно допустимые нормы загрязнения.

Что касается диоксида азота, то его содержание постоянно превышало допустимые нормы. За исследуемый период закономерностей в изменчивости данной примеси не было выявлено. Повышенное содержание в атмосферном воздухе оксида углерода и диоксида азота связано, в основном, с работой автомобильного транспорта.

На втором этапе, согласно методике, представилось возможным рассчитать ПЗ и определить ПДЗ для двух примесей, входящих в группу суммации: диоксид серы и диоксид азота. Согласно методике Ккд принимается равным 1 и, соответственно, ПДЗ принимается равным 100%. На рис. 4.6 представлено изменение ПЗ по группе суммации диоксида серы и диоксида азота.

Рис. 4.6. Изменения показателя ПЗ для группы суммации

Анализ рис. 4.6 показывает, что по указанной группе веществ показатель загрязнения постоянно превышает допустимые нормы. Как указывалось выше, вклад в превышение вносит повышенное содержание диоксида азота.

Согласно табл. 3.1, можно классифицировать уровни загрязнения атмосферного воздуха г. Одессы по исследуемым загрязняющим веществам.

Таблица 4.5 - Классификация уровней загрязнения атмосферного воздуха

Таким образом, анализ загрязнения воздушного бассейна г. Одессы по основным загрязняющим веществам показал, что по всем примесям, кроме диоксида серы, наблюдаются постоянные превышения нормативов предельно допустимого загрязнения. Оценка загрязнения по группе суммации показала аналогичные результаты. В данном случае наибольший вклад дает загрязнение атмосферного воздуха диоксидом азота. Уровень загрязнения в целом характеризуется как недопустимый, а степень опасности загрязнения - как очень опасная.

Заключение

Общий анализ литературных данных показывает, что уровень загрязнения атмосферного воздуха в г. Одесса превышает санитарно-гигиенические нормативы. Поэтому тема выбранного исследования является актуальной.

В проекте выполнена оценка качества атмосферного воздуха города по данным наблюдений на сети стационарных постов за основными загрязняющими веществами. Период наблюдений 2006-2007 гг. В качестве методики исследования была использована методика, указанная в «Державних санітарних правилах охорони атмосферного повітря населених місць ». Выполненные исследования позволяют сделать следующие выводы:

1. При оценке по ПЗ отдельно по каждой примеси получено, что наименьший уровень загрязнения отмечается для диоксида серы, и превышений допустимых уровней в целом не отмечалось.

2. Уровень загрязнения атмосферного воздуха пылью в 2006 г. в летне-осенний период значительно превышал ПДЗ, а также уровень загрязнения в 2007 г., что может быть связано с засушливой погодой в этот период и, соответственно, повышенным уровнем запыленности атмосферы.

3. Уровень содержания оксида углерода в 2007 г. был повышенным по сравнению с 2006 г. и также превышал постоянно допустимые нормы загрязнения.

4. Содержание диоксида азота также постоянно превышало допустимые нормы. В целом повышенное содержание в атмосферном воздухе оксида углерода и диоксида азота может быть связано, в основном, с работой автомобильного транспорта.

5. При оценке уровня загрязнения по веществам, образующим группу суммации, получено, что по указанной группе веществ показатель загрязнения постоянно превышает допустимые нормы. Как указывалось выше, вклад в превышение вносит повышенное содержание диоксида азота.

6. Согласно методике уровень загрязнения в целом характеризуется как недопустимый, а степень опасности загрязнения - как очень опасная. Исключение составляет уровень загрязнения по содержанию диоксида серы.

Таким образом, оценка и анализ загрязнения воздушного бассейна г. Одессы по основным загрязняющим веществам показал, что по всем примесям, кроме диоксида серы, наблюдаются постоянные превышения нормативов предельно допустимого загрязнения.

Для улучшения ситуации необходимо срочно принять меры, которые, с одной стороны, были бы направлены на уменьшение выбросов загрязняющих веществ со стороны предприятий и автотранспорта, а с другой - на увеличение количества многолетних зеленых насаждений, которые оказывают содействие очищению атмосферного воздуха.

На сегодняшний день разработан ряд мероприятий по улучшению состояния атмосферного воздуха, комплексное внедрение которых обеспечит максимальный эффект.

Перечень ссылок

1. Климат Одессы / Под ред. Л.К. Смекаловой, Ц.А. Швер. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 174 с.

2. Одесса: город - агломерация - портово-промышленный комплекс / Под ред. Топчиева А.Г. - Одесса: АО Бахва, 1994. - 360 с.

3. Руководство по контролю загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1979. - 200 с.

4. Охрана атмосферного воздуха в Одессе / Одесский вестник. - №10, 20.10.2006.

5. Безуглая Э.Ю. Мониторинг состояния загрязнения атмосферы в городах. - Л.: Гидрометеоиздат, 1986. - 116 с.

6. Сонькин Л.Р. Синоптико-статистический анализ и краткосрочный прогноз загрязнения атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1991. - 223 с.

7. Державні санітарні правила охорони атмосферного повітря населених місць. - К., 1997. - 20 с.

8. Чугай А.В., Юрасов С.М., Чернякова О.І., Грабко Н.В., Волков А.І. Збірник методичних вказівок до практичних робіт з дисципліни «Моніторинг довкілля». - Одеса: ОДЕКУ, 2006. - 139 с.

9. Ільїна В.Г., Чугай А.В. Аналіз якості довкілля. Конспект лекцій. - Одеса, 2009. - 145 с.