Эволюция химического состава выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в городе-миллионнике

Эволюция химического состава выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в городе-миллионнике

С.Г. Курень, С.И. Попов, Н.С. Донцов, Е.Г. Зубарева Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону

Аннотация: В статье проведен комплексный анализ химического состава загрязняющих веществ в воздушном бассейне Ростовской области. Представлен ретроспективный анализ экологической ситуации за период с 1991 по 2017 гг. Произведены оценка и анализ экологической обстановки в отношении загрязнения приземного слоя воздушного бассейна в данном регионе. Предложены наиболее эффективные способы и методы снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в данном субъекте. Ключевые слова: экологическая ситуация, загрязняющие вещества, отработавшие газы, стационарные источники, автотранспорт, химические вещества

Загрязненность окружающей среды за счет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу стоит актуальным вопросом в современных условиях экологического напряжения, особенно в крупных городах. Остро стоит также проблема контроля загрязнения окружающей среды от автомобильного транспорта, а также утилизации отходов, образующихся в процессе эксплуатации автомобильного транспорта в регионе. Целью данного исследования на первом этапе является оценка и анализ экологической обстановки в отношении загрязнения приземного слоя воздушного бассейна в Ростове-на-Дону за период с 1991 - 2016 год.

Проведём ретроспективный анализ экологической ситуации в Ростове-на-Дону за отрезок времени более четверти века, разбив его на три периода.

1 период

В последний год существования СССР (1991г.) соотношение загрязняющих атмосферу компонентов (в %) для разных отраслей индустрии выглядело следующим образом: теплоэнергетика - 29,0;автотранспорт -14,0;промышленность - 51,0;прочие- 6,0.

Данное исследование будет касаться рассмотрения влияния данной сферы на экологическую обстановку конкретного крупного региона -Ростовской области, в частности Ростова-на-Дону.

В период 90-х годов наблюдалось отрицательное влияние автомобильных средств передвижения на объемы выбросов загрязняющих веществ, так за один год количество загрязняющих веществ, в атмосфере воздуха составляли 896,313 тыс. тонн в области, а в административном центре - 125,106 тыс. тонн. На долю автотранспорта приходится 61,1% общего объёма выбросов (543,484 тыс. тонн) (рис. 1,2).

Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону за период 1991-1999 гг.

0,25 0,23 0,21 0,19

0,11 0,09 0,07 0,05 0,03 0,01

1 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

Аммиак 0,01 0,01 0,02 0,02 0,05 0,012 0,02 0,02 0,013

- Формальдегид 0;003 0,006 0,011 0,017 0,013 0,016 0,008 0,016 0,03

Оксид азота ОДЗ 0,07 0,06 0,05 0,011 0,109 0,15 0,14 0,24

Диоксид азота 0,05 0,03 0,05 0,05 0,04 0,047 0,06 0,06 0,06

Рисунок 1. Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону

за период 1991-1999 гг.

Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону за период 1991-1999 гг.

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

Бенз(а}пирен 7,13 5,52 3,6 1,7 2 3,2 4,7 4,9 1,6

Сажа 0,07 0,06 0,07 0,05 0,4 0,63 0,06 0,05 0,04

Пыль 0,31 0,4 0,3 0,3 0,3 0,219 0,3 0,3 0,1

Рисунок 2. Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону

за период 1991-1999 гг.

2 период

В начале данного периода количество загрязняющих веществ, в воздушном бассейне Ростовской области составляли в год 781,457 тыс. тонн, а в Ростове-на-Дону - 149,597 тыс. тонн. На долю автотранспорта приходилось 73,4% общего объёма выбросов (573,286 тыс. тонн) (рис. 3,4).

Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону за период 2000-2007 гг.

од

0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01

0 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

Аммиак 0,04 0,03 0,04 0,01 0,02 0,02 0,04 0,02

Ф о р м а л ь д е ги д 0,08 0,013 0,08 0,012 0,014 0,015 0,009 0,009

^^Сажа 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,05 0,05

Оксид азота 0,18 0,24 0,18 0,12 0,16 0,19 0,19 0,19

Диоксид азота 0,07 0,06 0,07 0,06 0,05 0,07 0,05 0,05

Рисунок 3. Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону

за период 2000-2007 гг.

Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону за период 2000-2007 гг.

2,8 2,6 2,4 2,2 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

Бенз(а)пирен 2,3 1,6 2,3 2,9 2,3 2 2,5 2,2

Пыль 0,1 0,1 0,1 0,2 0,1 0,1 0,2 0,2

Рисунок 4. Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону

за период 2000-2007 гг.

За период с 2004 по 2008 годы соотношение валовых выбросов и количества автомобилей по области и в г.Ростове-на-Дону оставалось приблизительно на одном уровне.

3 период

На начало этого периода количество загрязняющих веществ, в целом по Ростовской области - 636,344 тыс. тонн. На долю автотранспорта приходилось 72,5 % общего объёма выбросов (461,106 тыс. тонн) (рис.5,6).

Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону за период 2008-2016 гг.

0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01

0 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016

Аммиак 0,02 0,02 0,018 0,02 0,02 0,03 0,02 0,04 0,02

Формальдегид 0,008 0,018 0,014 0,007 0,009 0,009 0,009 0,009 0,014

^^Сажа 0,06 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,06 0,05 0,082

Оксид азота 0,06 0,067 0,038 0,03 0,03 0,03 0,01 0,02 0,024

Диоксид азота 0,06 0,05 0,05 0,05 0,04 0,04 0,05 0,04 0,039

Рисунок 5. Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону

за период 2008-2016 гг.

В большинстве городов Ростовской области за период 2009-2016 годы отмечается повышение уровня загрязнения воздуха сажей, оксидом углерода, оксидом азота, диоксидом азота, фенолом и формальдегидом, что напрямую связано со значительным увеличением парка эксплуатируемых автомобилей. Одновременно происходит снижение уровня загрязнения: диоксидом серы, оксидом азота, сероводородом и бенз(а)пиреном, что наглядно демонстрирует нам действие принятых на государственном уровне решений об ограничении ввоза подержанных автомобилей и о повышении качества углеводородного топлива.

Рисунок 6. Концентрация химических загрязнителей атмосферы в Ростове-на-Дону

за период 2008-2016 гг. На диаграмме, представленной ниже, показана картина соотношения между вкладами стационарных и передвижных источников в Ростове-на-Дону (рис. 7).

Рисунок 7. Диаграмма выбросов загрязняющих веществ от различных источников

в г. Ростове-на-Дону

Как видно из представленной диаграммы доля вклада в ущерб, наносимый экологии, от автотранспорта неуклонно повышается, что вызывает всё большую озабоченность у экологов.

Эволюция выбросов загрязняющих веществ от различных источников в г. Ростове-на-Дону и Ростовской области показывает, что за исследуемый период прошли три этапа изменения экологической обстановки в отношении уровня загрязнения атмосферы. Изменения в химическом составе выбросов находились в прямо пропорциональной зависимости от вклада стационарных источников и, особенно, автомобильного транспорта, изменением качественного и количественного состава его парка, а также предъявляемых требований к качеству автомобильного углеводородного топлива.

Литература

1. Курень С.Г., Мишугова Г.В., Мул А.П., Рябых Г.Ю. Разработка модели, описывающей процесс загрязнения воздуха. Перспективы развития науки и образования: сб. науч. трудов по материалам Междунар. науч.-практич. конф. 28 сентября 2012 г.: в 14 частях. Часть 13; Мин-во обр. и науки РФ. Тамбов: Изд-во ТРОО «Бизнес-Наука-Общество», 2012. - 163 с. С. 77-78.

2. Курень С.Г., Николенко Г.В., Мул А.П., Рябых, Г.Ю., Валявин В.Ю., Сокол Н. А. Моделирование процессов загрязнения воздуха. Известия высших учебных заведений. Сев.-Кав. регион. Серия: Естеств. науки.- 2014.- № 4(182). С. 78-81.

3. Курень С.Г., Рябых Г.Ю., Юртаев А.А., Чумакова А.Ю. Пути снижения токсичности отработавших газов автомобилей / Современные тенденции развития науки и технологий: сб.науч. тр. по мат-лам VIII Междунар. науч.-практ.конф., 30 ноября 2015 г.: в 10 частях.- г.Белгород: ИП Ткачева Е.П,. 2015. № 8-1. С. 120-122.

4. Курень С.Г., Рябых Г.Ю., Белуженко О.В. Математическое моделирование и прогнозирование атмосферных загрязнений / Актуальные задачи математического моделирования и информационных технологий: Материалы Международной научно-практической конференции, Сочи, 2029 сентября 2017 г. - Сочи, 2017. C. 48-50.

5. Зубарева Е.Г., Курень С.Г., Юртаев А.А. Экологический мониторинг токсичности отработавших газов автомобилей в ЮФО // Инженерный вестник Дона, 2018, №1 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4642

6. Морозов В.А., Морозова О.Н. Совершенствование эффективности и экологичности двигателей внутреннего сгорания // Инженерный вестник Дона, 2016, №1 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2016/350312.

7. Елисеева Т.П., Ежова И.М., Лакирбая И.Д. Исследование воздействия техногенных факторов на окружающую среду с целью обоснования управленческих решений по обеспечению экологической безопасности регионов России // Инженерный вестник Дона, 2014, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2014/2361.

8. Зубарева Е. Г., Серпенинова О. О. Визуальное моделирование информационно-навигационной системы «ТИНС-INFO» // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2016. Т. 17. С. 79-83. URL:e-koncept.ru/2016/46180.htm.

9. Zubareva S. A key concept of enculturation process for generation Y in cyberspace // Modern European Researches. 2016. № 3. pp. 140-143.

10. Zubareva S.S., Zubareva E.G. Russian millennials in modern consumer society: recent trends, perspectives and future prospects // Modern European Researches. 2017. № 2. pp. 160 -167.

References

1. Kuren S.G., Mishugova G.V., Mul A.P., RjabyhG.Ju. Razrabotka modeli, opisyvajushhej process zagrjaznenija vozduha. [Development of a model

describing the process of air pollution] Perspektivy razvitija nauki I obrazovanija, 2012. pp. 77-78.

2. Kuren S.G., Nikolenko G.V., Mul A.P., Rjabyh, G.Ju., ValjavinV.Ju., Sokol N. A. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij, 2014. № 4(182). pp. 78-81.

3. Kuren S.G., RjabyhG.Ju, Jurtaev A.A., ChumakovaA.Ju. Sovremennye tendencii razvitija nauki I tehnologij, 2015. № 8-1. pp. 120-122.

4. Kuren S.G., Beluzhenko O.V., RjabyhG.Ju. Aktual'nye zadachi matematicheskogo modelirovanija i informacionnyh tehnologij, 2017. pp. 48-50.

5. Zubareva E.G., Kuren S.G., Jurtaev A.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2018, №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2018/4642

6. Morozov V.A., Morozova O.N. Inzenernyvestnik Dona (Rus), 2016, №1. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n1y2016/350312.

7. Eliseeva T.P., Ezhova I.M., Lakirbaja I.D. Inzenernyj vestnik Dona (Rus), 2014, №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2014/2361.

8. Zubareva E.G., Serpeninova O.O. Nauchno-metodicheskij jelektronnyj zhurnal «Koncept», 2016, №.17. URL: e-koncept.ru/2016/46180.htm.

9. Zubareva S. Modern European Researches. 2016. № 3. pp. 140-143.

10. Zubareva S.S., Zubareva E.G. Modern European Researches. 2017. № 2. pp. 160-167.