Исследование загрязнения городской воздушной среды мелкодисперсной пылью природного происхождения

Исследование загрязнения городской воздушной среды

мелкодисперсной пылью природного происхождения

1 2 Е. В. Горшков , М.Х.Насими

1 Всероссийский научно-исследовательский институт охраны окружающей среды 2Волгоградский государственный технический университет

Аннотация: В статье приводятся результаты проведенных зарубежными и российскими авторами исследований по оценке загрязнения городской воздушной среды мелкодисперсной пылью природного происхождения.

Ключевые слова: качество воздуха, пыль, мелкодисперсные частицы, природное происхождение, атмосфера.

Общеизвестно, что качество атмосферного воздуха является важной эколого-гигиенической проблемой для городов, как в России, так и во всем мире. При этом, помимо загрязнения городской воздушной среды парниковыми газами, особое внимание уделяется содержанию в ней мелкодисперсной пыли с размерами частиц менее 10 мкм (PM10) и менее 2,5 мкм (PM25) [1-7]. Воздействие повышенных уровней твердых частиц (РМ) является причиной сердечно-легочных и респираторных заболеваний и ниже ожидаемой продолжительности жизни [1]. В этой связи Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и директива Евросоюза по качеству атмосферного воздуха (Directive 2008/50/EC) относят взвешенные вещества PM10 и PM2,5, содержащиеся в атмосферном воздухе, к наиболее значимым факторам влияния загрязнения воздуха на здоровье населения. В докладе «Качество воздуха в Европе-2014», подготовленном Европейским Агентством окружающей среды, отмечается, что в настоящее время твердые частицы являются наиболее проблематичным загрязнителем в Европе, и европейские граждане часто дышат воздухом, который не соответствует европейским стандартам.

Как правило, «поставщики» мелкодисперсной пыли в городскую воздушную среду делятся на пять категорий - транспорт, промышленность,

бытовое сжигание топлива, природные источники (включая пыль почвы и морскую соль) и неустановленные источники антропогенного происхождения [7]. Пыль естественного происхождения включает в себя переносимые ветрами элементы пород земной коры и почвы, а также частицы морской соли, которые обнаруживаются в воздухе в прибрежных морских и океанических районах.

Вклад каждой из названных категорий в загрязнение атмосферы частицами РМ10 и РМ25 характеризуется данными, приведенными на рис.1 и

на рис. 2 [7].

Рис. 1. - Вклад различных источников в загрязнение городской воздушной среды частицами РМ25 Представленные данные свидетельствуют о том, что в глобальном масштабе на долю природной пыли в загрязнении атмосферы частицами РМ25 в среднем приходится 22%, однако взносы по категориям источников существенно варьируются по регионам. Так, природная пыль является основным донором РМ25 на Ближнем Востоке (52%), в Океании (25%), Бразилии и Африке (22%). Во всем мире 22% частиц РМ10 в городскую окружающую среду вносится пылью естественного происхождения. Природный источник стал основным донором на Ближнем Востоке (44%), в

:

Рис. 2. - Вклад различных источников в загрязнение городской воздушной среды частицами РМ10

Юго-Западной (39%) и Северо-Западной (33%) Европе, в южных регионах Китая (27%), Африке (25%) и в Северной и Южной Америке (24%).

Вместе с тем, следует отметить, что содержание мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе характеризуется сезонной изменчивостью, что, с одной стороны обусловлено колебаниями температуры и влажности наружного воздуха, и, с другой стороны, - трансграничным переносом загрязнителей при частых в весенний период пыльных бурях в аридных зонах континента. Так, например, в работе [8] приводятся данные о том, что за период проведения измерений с марта по октябрь 2015 г. отмечалось два пика концентрации частиц РМ10 в воздушной среде г. Владивостока. Первый пришелся на 27.03.2015 г., когда содержание этих частиц в атмосферном воздухе составило 0,22 мг/м , второй - на 06.05.2015 г., когда концентрация частиц РМ10 составила 0,4 мг/м [8]. Авторами [8] отмечается, что в эти дни на территорию Приморского края переместились пылевые массы, зародившиеся как пыльные бури на территории Монголии и Китая.

Также следует сказать о том, что большинство исследований по оценке загрязнения городской воздушной среды мелкодисперсной пылью были

сосредоточены на мегаполисах, где основная доля частиц РМ10 и РМ2,5 обусловлена выбросами промышленности и транспорта. Совершенно другая картина складывается в небольших городах [9] и городах-курортах [10], где нет крупных промышленных предприятий.

В качестве примера рассмотрим результаты оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха небольшого города Рева в Центральной Индии, который возник как учебный центр и имеет университет и несколько колледжей. На окраинах города расположены два цементных завода [9]. Точки отбора проб располагались на расстоянии 20 км от этих заводов. Полученные данные показали, что среднегодовая концентрация вдыхаемых твердых частиц в Рева составила 520,54 мкг/м , что значительно превышает национальные стандарты Индии и стандарты ВОЗ для жилых и коммерческих районов, а также выше среднегодовой концентрации вдыхаемых твердых частиц, чем, например, в Дели (217,33 мкг/м3) и Калькутте (184,67 мкг/м3) [9].

Исследования фракционного состава пыли в воздушной среде г. Ессентуки (город-курорт Кавказских Минеральных Вод) показали, что содержание частиц РМ 10 в городском воздухе в среднем составляет 12-49 %. Доля частиц РМ2,5 изменяется в пределах 0,3-2 % . При этом в воздухе в наиболее чистого места отбора проб - курортном парке - содержание мелкодисперсной пыли практически соизмеримо с концентрацией такой пыли в воздухе в непосредственной близости от завода железобетонных изделий [10]. Это обстоятельство можно объяснить тем, что загрязнение воздушной среды парковой зоны мелкими твердыми частицы обусловлено, не только переносом с ветрами мелкодисперсной пыли, содержащейся в выбросах промышленных предприятий, но и вкладом пыли природного происхождения.

Литература

1. Kyoyken M.P. Source deposits to PM2.5 and PM10 against the background of city and the adjacent street // Atmospheric environment. 2013. V. 71. рр. 26-35.

2. Evaluation of the impact of dust suppressant application on ambient PM10 concentrations in London / B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, A. Tremper // King's College London, Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contractto URS Infrastructure & Environment Ltd. November 2012. 56 р.

3. Николенко Д.А., Соловьева Т.В., Анализ опыта мониторинга загрязнения мелкодисперсной пылью придорожных территорий в странах ЕС и России // Инженерный вестник Дона. 2015. №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3186.

4. Азаров В.Н., Тертишников И.В., Калюжина Е.А., Маринин Н.А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (РМ10 и РМ2,5) в воздушной среде // Вестник ВолгГАСУ, сер. Строительство и архитектура. 2011. №25 (44). С. 402-407.

5. Азаров В. Н., Маринин Н. А., Жоголева Д. А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (PM2,5 и PM10) в атмосфере городов // Известия Юго-Зап. гос. ун-та. 2011. № 5(38). Ч.2. С. 144-149.

6. Николенко М.А., Неумержицкая Н.В., Сергина Н.М., Белоножко М.В. О результатах оценки воздействия на качество атмосферного воздуха и об определении необходимой степени очистки пылевых выбросов асфальтобетонных заводов // Инженерный вестник Дона, 2015, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2015/3191.

7. Contribution (contributions) of the cities of the environment of firm particles ^M): the systematic review of local sources of contributions at the global level / Federico Karagulian, Claudio Balys, Carlos Francisco C. Dora, Annette

Pruss-Ustun, Sofie Bonjour, Heather Ader Rokhani, Markus Amann // Atmospheric environment. 2015. V. 120. рр. 475-483.

8. Годовые колебания частиц РМ10 в воздухе Владивостока / В.А. Дрозд, П. Ф. Кику, В.Ю. Ананьев [и др.] // Известия Самарского научного центра РАН. 2015. Т. 17. №5(2). С. 646-651.

9. Tendency of firm particles in surrounding. Air the town in India / Manya Singkh, Atindra Kumar Pandey, P.K. Singkh, Gunjana Singkh // Indian magazine of basic and applied researches. 2016. Vol. 1. №4. рр. 70-72.

10. Азаров В.Н., Сидякин П.А., Лопатина Т.Н. Влияние содержания мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе на социально-экологическое благополучие городов-курортов Кавказских Минеральных Вод // Социология города. 2014. № 1. С. 28-38.

References

1. Kyoyken M.P. Source deposits to PM2.5 and PM10 against the background of city and the adjacent street. Atmospheric environment. 2013. V. 71. рр. 26-35.

2. Evaluation of the impact of dust suppressant application on ambient PM10 concentrations in London. B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, A. Tremper. King's College London, Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contractto URS Infrastructure & Environment Ltd. November 2012. 56 р.

3. Nikolenko D.A., Solov'eva T.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2015. №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3186.

4. Azarov V. N., Tertishnikov I. V., Marinin N. A. Zhilishhnoe stroitel'stvo. 2012. № 3. рр. 20-22.

5. Azarov V. N., Marinin N. A., Zhogoleva D. A. Izvestija Jugo-Zap. gos. un-ta. 2011. № 5(38). Р.2. рр. 144-149.

6. Nikolenko M.A., Neumerzhickaja N.V., Sergina N.M., Belonozhko M.V. Inzhenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, №3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2015/3191.

7. Contribution (contributions) of the cities of the environment of firm particles ^M): the systematic review of local sources of contributions at the global level. Federico Karagulian, Claudio Balys, Carlos Francisco C. Dora, Annette Pruss-Ustun, Sofie Bonjour, Heather Ader Rokhani, Markus Amann. Atmospheric environment. 2015. V. 120. рр. 475-483.

8. V.A. Drozd, P. F. Kiku, V.Ju. Anan'ev [i dr.]. Izvestija Samarskogo nauchnogo centra RAN. 2015. T. 17. №5 (2). Р. 646-651.

9. Tendency of firm particles in surrounding. Air the town in India. Manya Singkh, Atindra Kumar Pandey, P.K. Singkh, Gunjana Singkh. Indian magazine of basic and applied researches. 2016. Vol. 1. №4. рр. 70-72.

10. Azarov V.N., Sidjakin P.A., Lopatina T.N. Sociologija goroda. 2014. № 1. рр. 28-38.