Сравнительный анализ загрязнения мелкодисперсной пылью атмосферы городов Волгограда и Кабула

Сравнительный анализ загрязнения мелкодисперсной пылью атмосферы городов Волгограда и Кабула

2

12 2 Д.А. Николенко , М. Х. Насими , Н.С. Барикаева

1 Донской государственный технический университет Волгоградский государственный технический университет

2

Аннотация: В статье приведен сравнительный анализ пылевого загрязнения атмосферного воздуха г. Волгограда и г. Кабула. Приведена динамика изменения концентрации мелкодисперсной пыли в течение года для этих городов, а также исследованы характеристики распределения концентраций

Ключевые слова: атмосферный воздух, мелкодисперсная пыль, РМ10, РМ25, концентрация, метеорологические параметры, нормальный закон распределения, логарифмически-нормальный закон распределения

В настоящее время одним из показателей качества атмосферного воздуха в городской среде является содержание в нем мелкодисперсной пыли, с размерами частиц меньше 2,5 мкм (РМ25) и 10 мкм (РМ10) [1-4]. Такая пыль, по данным Всемирной организации здравоохранения является наиболее опасной для здоровья населения.

Проблема загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсными частицами является одной из значимых для крупных городов по всему миру. В ряде стран проводятся исследования наличия в воздухе городской среды частиц РМ10 и РМ25 [5-7], анализируя которые можно сделать вывод о некоторых различиях в содержании данного загрязнителя в зависимости от климатических особенностей исследуемых городов.

Исследования концентрации мелкодисперсной пыли проводились в г. Волгоград и г. Кабул. В результате получена динамика изменения концентрации РМ10 для этих городов за год, представленная на рис. 1 [8, 9].

В Волгограде концентрация РМ10 изменяется в небольшом диапазоне от 100 до 450 мкг/м3, в отличие от Кабула, где наблюдаются скачки концентрации до 1100 мг/м3 в зимние месяцы. Это обосновано тем, что

именно в этот период года метеорологические параметры наиболее способствуют увеличению концентрации пыли в воздухе, а именно усиление ветра, низкая относительная влажность воздуха, снижение эффективности зеленых насаждений.

а)

б)

Рис. 1. - Динамика изменения максимальной суточной концентрации

пыли по годам: а) - г. Волгоград; б) - г. Кабул Для установления закона распределения концентрации пыли в обоих

случаях анализировались параметры, представленные в таблице № 1.

Таблица № 2

Оценки параметров функций распределения концентрации пыли

Параметры функции распределения концентрации пыли Значения параметров

г. Кабул г. Волгоград

Среднее значение МС 161 0,2400

Дисперсия о2 1338,94 0,0017

Среднее квадратическое отклонение о 36,59 0,0411

Мода 156 0,23

Медиана 156 0,23

Анализ выборочных данных и гистограмм распределения, представленных на рис. 2-3, показал, что значения максимальных суточных концентраций в воздушной среде г. Кабул, согласуются с нормальным законом, в то время как для опытных данных, полученных в Волгограде, имеет место логарифмически-нормальный закон [10].

шшш ШШй

7 / \

/ V

ШШ 111

тж тжШШ, Щш щШ

0,10 0,12 0,14 0,16 0,10 0.20 0.22 0.24 0,26 0.28 0,30 0.32 0,34 0,36

РМ10

Рис. 2. - Гистограмма и теоретическая кривая распределения максимальной суточной концентрации пыли для г. Волгограда

Рис. 3. - Гистограмма и теоретическая кривая распределения максимальной суточной концентрации пыли в весенние месяцы г.

Кабул

Таким образом, исследование загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсной пылью для различных городов должно проводиться с учетом климатических и топографических характеристик изучаемого региона. Кроме того, особое внимание следует уделить экономическому развитию региона, наличию промышленных предприятий, благоустройству территории города.

Литература

1. 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.

2. О загрязнении мелкодисперсной пылью воздушной среды городских территорий / В.Н. Азаров, Н.А. Маринин, Н.С. Барикаева, Т.Н. Лопатина // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. - 2013. - № 1. - C. 30-33.

3. Барикаева, Н.С. Исследование запыленности городской среды вблизи автомобильных дорог / Н.С. Барикаева, Д.А. Николенко // Альтернативная энергетика и экология. - 2013. - № 11 (133). - C. 75-78

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. Comparative PM10-PM2.5 source contribution study at rural, urban and industrial sites during PM episodes in Eastern Spain/ Sergio Rodriguez, Xavier Querol, Andres Alastuey // Science of the Total Environment 328 (2004) pp. 95-113

6. 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.

7. 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.

8. Азаров В.Н., Барикаева Н.С., Николенко Д.А., Соловьева Т.В. Об исследовании загрязнения воздушной среды мелкодисперсной пылью с использованием аппарата случайных функций // Инженерный вестник Дона, 2015, № 4 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3350

9. Насими М.Х., Соловьева Т.В. О загрязнении мелкодисперсной пылью РМ10 атмосферного воздуха города Кабул // Инженерный вестник Дона, 2017, № 2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4121.

10. Monitoring of fine particulate air pollution as a factor in urban planning decisions / Azarov V.N., Barikaeva N.S., Solovyeva T. V. // Procedia Engineering. 2016. Т. 150. pp. 2001-2007.

References

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

2. Azarov V.N., Marinin N.A., Barikaeva N.S., Lopatina T.N. Biosfernaja sovmestimost': chelovek, region, tehnologii. 2013. № 1. pp. 30-33.

3. Barikaeva N.S., Nikolenko D.A. Al'ternativnaja jenergetika i jekologija. 2013. № 11 (133). pp. 75-78

4. Azarov V.N., Tertishnikov I.V., Kaljuzhina E.A., Marinin N.A. Vestnik VolgGASU, ser. Stroitel'stvo i arhitektura. 2011. №25 (44). pp. 402-407.

5. Sergio Rodriguez, Xavier Querol, Andres Alastuey Science of the Total Environment.2004.№328.pp 95-113

6. Kyoyken M.P. Atmospheric environment. 2013. V. 71. pp. 26-35.

7. У.Л. Drozd, Р. Б. К1ки, У.1и. Anan,ev ^ dr.] ]^еБ1;г|а Samarskogo nauchnogo centra ЯЛК. 2015. Т. 17. №5 (2). рр. 646-651.

8. Azarov У.К, Barikaeva N.S., Nikolenko D.Л., Solov,eva Т.У. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2015, № 4, ШЪ: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2015/3350.

9. Nasimi М.Н., Solov,eva Т.У. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2017, № 2, URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/N2y2017/4121.

10. Azarov У.N., Barikaeva N.S., Solovyeva Т.У. Procedia Engineering. 2016. Т. 150. рр. 2001-2007.