Аэрогенное загрязнение Красноярска выбросами автотранспорта

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

ки спорогенной ткани у лиственницы уже к началу осени обособляются в микроспороциты, которые вступают в зиму в профазе 1 мейоза, на стадии лептонемы [10]. По нашим наблюдениям, на широте Архангельска микроспороциты лиственницы перед зимним покоем находятся в стадии диакинеза (рис. 3). Перед вылетом из микроспорангиев микрогаметофиты у лиственницы также более продвинуты в развитии. Большинство авторов указывает на то, что к этому времени в пыльцевых зернах у нее уже произошло деление генеративной клетки.

Использование показателя суммы эффективных температур для описания феноритмики весеннего развития пыльцы у лиственницы мало приемлемо. Мейоз в мик-роспороцитах лиственницы в условиях северной подзоны тайги возобновляется в конце марта, при среднесуточных значениях температуры воздуха около -5°C, и завершается в начале апреля, при небольших (-2...-3°С) отрицательных среднесуточных температурах. Распад тетрад происходит в конце первой декады апреля, еще до перехода среднесуточных температур через нулевую отметку. Интерфаза микроспоры довольно продолжительна и составляет, в зависимости от погодных условий, от 15 до 20 дней. Пыление у лиственницы в условиях северной подзоны тайги завершается в конце первой - в середине второй декады мая, до или вскоре после перехода среднесуточных значений температуры воздуха через минимальную пороговую отметку эффективных температур +5°С.

Библиографический список

1. Тренин, В.В. Введение в цитоэмбриологию хвойных / В.В. Тренин. - Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1988. - 152 с.

2. Артемов, В.А. Морфогенез побегов Pinaceae (вступление в микрофенологию) / В.А. Артемов // Науч. докл. Коми фил. АН СССР. - Сыктывкар, 1976. - 57 с.

3. Козубов, Г.М. Биология плодоношения хвойных на Севере / Г.М. Козубов. - Л.: Наука, 1974. - 135 с.

4. Рождественский, Ю.Ф. О развитии мужских генеративных органов ели сибирской в районах Крайнего Севера / Ю.Ф. Рождественский // Лесоведение. - 1981. - №3. - С. 35-42.

5. Артемов, В.А. Микрофенология мужского генеративного цикла сосны и ели / В.А. Артемов // Комплексные биогеоценологич. исслед. хвойных лесов Европ. Северо-Востока (Тр. Коми фил. АН СССР, № 73). - Сыктывкар, 1985. - С. 56-69.

6. Colangeli, A.M. A phonological and cytological study of pollen development in western hemlock (Tsuga heterophylla) / A.M. Colangeli, J.N. Owens // Can. J. Bot. - 1988. - Vol. 66. - № 5. - P. 907-914.

7. Sarvas, R. Investigations on the flowering and seed crop of Pinus sylvestris / R. Sarvas // Commun. Inst. For. Fenn. - 1962. - Vol. 53. - № 4. - P. 1-198.

8. Sarvas, R. Investigations on the annual cycle of development of forest trees. Active period / R. Sarvas // Commun. Inst. For. Fenn. - 1973. - Vol. 76. - №3. - P. 1-110.

9. Некрасова, Т.П. Влияние температуры воздуха на формирование пыльцы хвойных древесных пород / Т.П. Некрасова // Лесоведение. - 1976. - № 6. -С. 37-43.

10. Третьякова, И.Н. Особенности формирования генеративных органов лиственницы сибирской и их морфогенетический потенциал / И.Н. Третьякова, Ю.Н. Баранчиков, Л.В. Буглова и др. // Успехи соврем. биол. - 2006. - Т. 126. - № 5. - С. 472-480.

АЭРОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ КРАСНОЯРСКА

выбросами автотранспорта

Л.В. СТАВНИКОВА, асп., методист ф-та повышения квалификации преподавателей СибГТУ,

Р.А. СТЕПЕНЬ, проф. каф. промышленной экологии, процессов и аппаратов химических про-

изводств СибГТУ, д-р биол. наук

Практическая переориентация промышленных приоритетов Красноярска с лесохимическо-металлургического профиля на металлургическо-строительный сказывается на составе загрязнителей приземной атмосфе-

hlorka26@rambler. ru

ры, которые относят к одним из основных источников заболевания населения [1]. Развитие индустрии города обуславливает сокращение объемов промышленных и повышение автотранспортных выбросов, то есть снижается

50

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

уровень выделения и структура эмиссантов. Этому способствует непрерывное совершенствование системы газоочистки стационарных источников, прежде всего КрАЗа, и медленное движение в этом направлении городского автопарка, выбросы которого на уровне дыхания людей.

В статье обсуждаются результаты исследования изменчивости зонирования аэрогенного загрязнения в Красноярске за последние годы.

Смещение эмиссии в сторону автотранспорта свидетельствует о повышении загрязнения приземного пространства продуктами выбросов последнего. Вследствие этого должно измениться зонирование Красноярска по интенсивности загрязнения атмосферы. Можно предполагать, что в связи с этим происходит относительное снижение агрессивности воздушной среды в промышленных и ее усиление в селитебных районах. Помимо концентрирования больших объемов загрязнителей в приземном слое, опасность повышается и в связи с наличием в их составе многих вредных веществ, включая такие канцерогены, как формальдегид, акролеин, бенз(а)пирен [2].

При выполнении исследований использовались данные государственных докладов «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае» и о санитарно-эпидемиологической обстановке в городе и крае, позволяющие сопоставить объемы и структуру промышленных и автотранспортных выбросов за разные годы. Агрессивность их воздействия сравнивали также по изменению биометрических показателей и состава пигментов ассимиляционного аппарата ели сибирской, используемой для озеленения города.

За последние 20 лет в связи с перестройкой экономики города произошли серьезные изменения в промышленной структуре, что отражается на объеме и составе загрязнителей. Их общая масса за этот период изменилась с 188 до 374 тыс.т. Примерно также колебался вклад автотранспортных выбросов: от 23 % в 90-е годы до 40 % и выше сейчас.

Максимальные объемы выбросов и вклад в них промышленных поллютантов ха-

рактерны для начала периода. Наряду с интенсивной эксплуатацией устаревшего оборудования и желанием снизить экономические затраты за счет экологии оно объясняется общим хозяйственным разрегулированием в стране. Наибольшее загрязнение в 90-х годах наблюдалось в промышленных зонах города, в первую очередь - в воздушной среде Советского и Ленинского районов.

В дальнейшем по мере сокращения производительности и закрытия ряда предприятий уменьшались объемы промышленной эмиссии, в начале века они снизились до минимума. Восстановление и наращивание промышленного потенциала города, прежде всего энергетического хозяйства, обусловило рост выбросов. В то же время совершенствование технологии, в том числе газоочистки, позволило существенно снизить объемы промышленных предприятий. При этом серьезно увеличилась численность автотранспортных средств. Низкая экологичность российских автомобилей и их некачественное техническое обслуживание дополнительно усилили рост загрязнения подвижных источников. Это является свидетельством смещения аэрогенной нагрузки с промышленных зон на селитебные районы.

Такое представление подтверждается при сравнении промышленного Советского и селитебного Центрального районов. Если в 90-х годах первый из них по загрязнению атмосферы значительно превосходил второй, то с начала века наблюдается обратная тенденция. В Центральном районе индекс загрязнения атмосферы с 11 ед. в 2002 г. вырос в 2008 г. до 24 ед., существенно превышая общегородской (11-15 ед.), и продолжает оставаться на этом уровне, характеризуя загрязнение как очень высокое. В Советском же районе аэрогенная нагрузка, оставаясь практически постоянной в течение последних 10 лет (ИЗА5 10-13), выгодно отличается от центра города. По-видимому, приводимые сведения по экологической обстановке в Центральном районе несколько занижены. Такое представление следует из того, что при проведении расчетов не учитывается, в частности, формальдегид автомобильных выбросов [3].

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012

51

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Нами проведен расчет массы основных компонентов выбросов автотранспорта города в 2007 г. Автопарк Красноярска состоял из 315500 легковых, 59154 грузовых автомобилей и 8464 автобусов. Эти сведения с учетом принадлежности физическим и юридическим лицам и величине пробега в городских условиях разных групп автотранспорта позволили рассчитать их километраж пробега, который составил (тыс. км) у легковых

- 1727327, грузовых - 1626408 и автобусов

- 191964 км/год. Их произведение с показателями соответствующих пробеговых выбросов дает возможность оценить состав основных компонентов выбросов, загрязняющих атмосферу краевого центра. Для упрощения расчетов принято, что аэрогенные выбросы осуществляются легковыми карбюраторными и равным количеством карбюраторных и дизельных грузовых машин и автобусов. Их результаты представлены в табл. 1.

По соотношению компонентов полученные данные и сведения в государственном докладе за 2007 г. являются близкими. Их вклад снижается от оксида углерода к углеводородам, оксидам азота и серы. Остальные вещества содержатся в небольшом количестве, в то же время их масса несколько отличается. Приводимое в докладах количество суммарных продуктов эмиссии (110,8 тыс.т), оксидов углерода (73,5) и летучих органических веществ (13,0) меньше, оксидов азота (22,7) - больше, а диоксида серы (1,3 тыс.т) - одинаково. Такое расхождение объясняется иным принятым в работе соотношении структуры автопарка города: в нем выше вклад дизельного и имеется газобаллонный транспорт. Большое значение имеет и реальное состояние его эксплуатации.

Объем автотранспортных выбросов уступает эмиссии стационарных источников. Учитывая разную высоту их выделения, выражающуюся в существенном превышении рассеивания последнего, вероятна значительно большая опасность выбросов автотранспорта. В них при значительно меньшем содержании бенз(а)пирена, ароматических соединений и оксида серы существенно больше находящихся на уровне дыхания челове-

ка формальдегида, акролеина и производных свинца. Безусловно, вклад соединений свинца постоянно снижается, однако и сейчас в связи с непрекращающимся потреблением этилированного бензина в Красноярске он превышает выбросы из стационарных источников.

Определение массы основных компонентов автотранспортных выбросов позволяет оценить опасность, которую они представляют для населения. В табл. 2 приведены расчетные данные по их потенциальной агрессивности.

Сопоставление данных свидетельствует, что главную опасность представляют грузовые автомобили, на которые приходится около 70 % общей суммы выбросов АТС. Отсюда очевидно, что важнейшей задачей оздоровления воздушной среды является максимальное удаление из селитебных районов грузового транспорта. Не менее важно исключение из топливного арсенала этилированного бензина, выражающегося в замене карбюраторных автомобилей. Вместе с тем, дизельный транспорт выбрасывает большое количество сажи, адсорбирующей бенз(а)пирен и другие вредные соединения, что опасно для населения

Наибольшую опасность среди компонентов выбросов без учета производных свинца у всех видов транспорта представляют оксиды углерода, азота и углеводороды, на которые приходится от 72 до 84 % их общей потенциальной агрессивности. Особенно опасны оксиды азота (48-52 %). Снижение их негативного воздействия представляет большую трудность и достигается преимущественно совершенствованием двигателя, хотя определенную роль при сокращении вклада оксида углерода и углеводородов играет и оптимизация состава моторного топлива. Опасность воздействия выбросов автотранспорта дополнительно усугубляется в связи с тем, что они распространяются неравномерно по всему приземному пространству, а концентрируются пропорционально загруженности на магистралях и вблизи них.

При решении данного вопроса исследована суточная динамика оксида углерода в выбросах автотранспорта на одной из наибо-

52

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012

ЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВО

Таблица 1

Масса поллютантов автомобильных выбросов, тыс.т

Группа транспорта СО NO x CH x SO2 Формальдегид Производные свинца Бенз(а)пирен, кг Всего

Легковые 32,8 3,1 3,6 0,1 0,01 0,03 2,9 39,6

Грузовые 65,7 10,2 15,0 1,2 0,19 0,02 9,8 92,3

Автобусы 10,3 1,3 1,9 0,2 0,04 0,01 1,2 14,8

Итого 108,8 14,6 20,5 1,4 0,24 0,06 13,9 146,7

Таблица 2

Потенциальная опасность компонентов автомобильных выбросов

Компоненты Коэффициент опасности, а Легковые автомобили Грузовые автомобили Автобусы АТС в целом

Масса, тыс.т Агрессивность, ед. 109 Масса, тыс.т Агрессивность, ед. 109 Масса, тыс.т Агрессивность, ед. 109 Масса, тыс.т

Оксид углерода 1,0 32,8 32,8 65,7 65,7 10,3 10,3 108,8

Оксиды азота 14,1 3,1 127,8 10,2 420,8 1,3 528 14,6

Углеводороды 14,3 3,6 51,9 15,0 214,0 1,9 27,6 20,5

Диоксид серы 25,6 0,01 0,2 1,2 30,4 0,2 4,1 1,4

Формальдегид 340 0,04 3,5 0,19 66,4 0,04 12,5 0,24

Производные свинца 3400 0,03 111,6 0,02 82,9 0,01 13,7 0,06

Бенз(а)пирен, кг 63000 2,9 18,3-10 6 9,8 61,7-10 6 1,2 9,1-10 6 13,9

Итого 330,7 890,0 122,2

Итого без производных свинца 245,5 807,1 108,5

Таблица 3

Изменчивость содержания (мкг/г а.с.м.) и соотношения пигментов хвои ели на участках с разной аэрогенной нагрузкой

№№ участков Хлорофилл а Хлорофилл b а/b Каротиноиды (а+b)/ каротиноиды

1 707 ± 9 259 ± 11 2,73 296 ± 8 3,26

2 694 ± 11 243 ± 13 2,86 292 ± 8 3,21

3 934 ± 12 426 ± 10 2,18 346 ± 11 3,93

лее загруженных магистралей города - ул. Ленина. По стандартным методикам рассчитаны коэффициенты токсичности и содержание угарного газа в выбросах всех видов автотранспорта в будние и выходные дни. Найдено, что его концентрация в воздушной среде изменяется с 11 (2,2 ПДКсс) до 90 (18) мг/м3 соответственно в 2 ч и 18 ч в будние и с 9 (1,8) до 58 (11,6) мг/м3 в 6 и 16 ч в выходные дни. Подобным образом варьирует в течение суток и содержание других компонентов выбросов. Превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ отражается на здоровье населения. В частности, это обуславливает рост числа легочных и обострение

хронических заболеваний людей, проживающих вблизи автомагистралей [2,4].

Актуально сравнение опасности для живых организмов загрязнения воздушной среды промышленными и автотранспортными выбросами. Их влияние оценивали биоиндикационным путем - по изменению структуры пигментов ассимиляционного аппарата ели сибирской. При постановке опытов сравнивали результаты анализа хвои первых трех лет жизни, отбираемых со средней части кроны близко территориально расположенных и одинаковых по возрасту деревьев на участках в Ленинском районе. Первый из них находится вблизи химкомбината «Енисей» (№ 1),

ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012

53