Выявление зон сверхнормативного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха на территории г. Нижнекамска при залповых выбросах стационарных источников загрязнения

УДК 504.3.054

А. Р. Шагидуллин, Р. А. Шагидуллина, Ю. А. Тунакова

ВЫЯВЛЕНИЕ ЗОН СВЕРХНОРМАТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ

АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ТЕРРИТОРИИ Г.НИЖНЕКАМСКА ПРИ ЗАЛПОВЫХ ВЫБРОСАХ СТАЦИОНАРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Ключевые слова: атмосферный воздух, стационарные источники загрязнения, залповые выбросы, сверхнормативное загрязнение.

На основании расчета полей концентраций атмосферных примесей поступающих в приземный слой атмосферного воздуха с выбросами стационарных источников загрязнения при залповых выбросах, выделены зоны сверхнормативного загрязнения. Описано их местоположение и оценен вклад предприятий в их формирование зон сверхнормативного загрязнения в нескольких контрольных точках.

Keywords: air, stationary pollution sources, instantaneous emissions, excess pollution.

On the basis of the calculation of concentration fields of atmospheric pollutants entering the surface layer of the atmospheric air emissions from stationary sources ofpollution when the volley emissions, excess pollution. Describes the location and appreciated the contribution of enterprises to the formation of zones of excess pollution in several control points.

Введение

Как рассматривалось нами ранее, в результатесводных расчетов полей приземных концентраций примесей, формируемых в результате работы многочисленных стационарных источников загрязнения можно определитьместоположение зон сверхнормативного загрязнения в приземном слое атмосферного воздуха. Целью нашего исследования являлось определение зон сверхнормативного загрязнения при рассеивании загрязняющих веществ, поступающих с выбросами стационарных источников загрязнения в г. Нижнекамск при залповых выбросах стационарных источников. Для расчета приземных концентраций примесей нами создан компьютерный банк данных о выбросах 287 загрязняющих веществ в атмосферный воздух от 4600 стационарных источников выбросов, 106предприятий г. Нижнекамска в формате программного комплекса УПРЗА «Эколог-город» для выполнения сводных расчетов концентраций примесей с картографическим представлением результатов. Подробно методические подходы и поэтапная схема расчетов и обработки полученных результатов описаны нами в [1-7].

В результате сводных расчетов рассеивания примесей по УПРЗА «Эколог» выявлены зоны сверхнормативного загрязнения, обуславливающие формирование таких зон при залповых выбросах стационарных источников выбросов.

При анализе полученных полей концентраций выявлены группы веществ, создающих локальные области превышения разработанных нами, что подробно описано в [8,9] нормативов качества(НК) в зонах жилой застройки: В процессе расчетов учитывались также метеорологические параметры и физико-географические особенности местности, определяющие рассевание примесей и формирование приземных концентраций загрязняющих веществ, согласно [10-11].

В первую очередь была проведена оценка вкладов предприятий в сверхнормативное загрязнение в контрольных точках в районе расположения

постов наблюдений. Вклады предприятий в превышение нормативов качества(НК) концентрациями примесей (С) в нескольких контрольных точках приведен в табл. 1.

Таблица 1 - Вклады предприятий, создающих наибольшее превышение нормативов качества вконтрольных точках

Примеси С;/Н Предприятие (цех, № Вклад,

К; ИЗА), дающее наибольший вклад в данное загрязнение %

1 2 3 4

Точка №1ПНЗ 1, пересечение пр. Химиков, Строителей

Азота ди- 1,52 ОАО «ТАНЕКО», ист. 26,8

оксид и 0024

оксид, ма- ОАО «ТАНЕКО», ист. 17,3

зутная зо- 0023

ла, серы ОАО «ТАИФ-НК» 16,5

диоксид НПЗ, ист 0324

Азота ди- 1,63 ОАО «ТАНЕКО», ист. 25,7

оксид, гек- 0024

сан, серы ОАО «ТАНЕКО», ист. 19,2

диоксид, 0023

углерода ОАО «ТАНЕКО», ист. 16,4

оксид 0025

Азота ди- 1,64 ОАО «ТАНЕКО», ист. 24,9

оксид, серы 0024

диоксид, ОАО «ТАНЕКО», ист. 18,6

углерода 0023

оксид, фе- ОАО «ТАНЕКО», ист. 15,9

нол 0025

Серы диок- 1,61 ОАО «ТАНЕКО», ист. 24,2

сид и трех- 0024

окись серы ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ, ист 0324 16,6

ОАО «ТАНЕКО», ист. 15,7

0023

Примеси С;/Н К; Предприятие (цех, № ИЗА), дающее наибольший вклад в данное загрязнение Вклад, %

Окончание табл.1

Точка №2 ПНЗ 20, ПАТП

Азота диоксид и оксид, мазутная зола, серы диоксид 1,97 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 27,3

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 17,6

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0025 15,1

Азота диоксид, гек-сан, серы диоксид, углерода оксид 2,21 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 4,5

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 8,1

ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ, ист 0324 5,6

Азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, фенол 2,22 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 4,4

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 8

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0025 5,5

Серы диоксид и трех-окись серы 2,04 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 5,9

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 6,7

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0025 4,3

Точка №3 ПНЗ 21, пересечение пр. Химиков, ул. Южная

Серы диоксид и трех-окись серы 1,58 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 23,8

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 15,4

ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ, ист 0025 13,2

Азота диоксид, гек-сан, серы диоксид, углерода оксид 1,65 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 23,8

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 17,6

ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ, ист 0025 15,2

Азота диоксид, серы диоксид, углерода оксид, фенол 1,65 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 23,8

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 17,6

ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ, ист 0025 15,2

Примеси С;/Н К; Предприятие (цех, № ИЗА), дающее наибольший вклад в данное загрязнение Вклад, %

Точка №4 ПНЗ 22, городской парк

Азота диоксид, гек-сан, серы диоксид, углерода оксид 1,62 ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 23,6

ОАО «ТАНЕКО», ист. 0324 19,8

ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ, ист 0023 17,6

Азота ди- 1,63 ОАО «ТАНЕКО», ист. 23,5

оксид, серы 0024

диоксид, ОАО «ТАНЕКО», ист. 19,6

углерода 0324

оксид, фе- ОАО «ТАИФ-НК» 17,5

нол НПЗ, ист 0023

Серы диок- 1,68 ОАО «ТАНЕКО», ист. 22,8

сид и трех- 0024

окись серы ОАО «ТАНЕКО», ист. 0023 20,4

ОАО «ТАИФ-НК» 14,8

НПЗ, ист 0025

Точка №6 ПНЗ 24, ул. Гагарина

Азота ди- 1,77 ОАО «ТАНЕКО», ист. 30

оксид и 0024

оксид, ма- ОАО «ТАНЕКО», ист. 19,5

зутная зо- 0023

ла, серы ОАО «ТАИФ-НК» 18,4

диоксид НПЗ, ист0324

Азота ди- 1,9 ОАО «ТАНЕКО», ист. 30,6

оксид, гек- 0024

сан, серы ОАО «ТАНЕКО», ист. 22,8

диоксид, 0023

углерода ОАО «ТАИФ-НК» 19,6

оксид НПЗ, ист 0025

Азота ди- 1,9 ОАО «ТАНЕКО», ист. 30,6

оксид, серы 0024

диоксид, ОАО «ТАНЕКО», ист. 22,8

углерода 0023

оксид, фе- ОАО «ТАИФ-НК» 19,6

нол НПЗ, ист 0025

Серы диок- 1,87 ОАО «ТАНЕКО», ист. 22,8

сид и трех- 0324

окись серы ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 22,5

ОАО «ТАИФ-НК» 14,6

НПЗ, ист 0023

Серы диок- 1,64 ОАО «ТАНЕКО», ист. 72,1

сид и серо- 0324

водород ОАО «ТАНЕКО», ист. 0024 13,3

Расчет рассеивания, проведенный с учетом залповых выбросов ОАО «ТАНЕКО» и ОАО «ТА-ИФ-НК» НПЗ, показал, что при возникновении залповых выбросов загрязнение диоксидом серы и диоксидом азота, а также несколькими группами сум-мации, образуемыми этими веществами, охватывает часть территории г. Нижнекамска, а также населенные пункты, расположенные недалеко от промышленной зоны.

Загрязнение территории города диоксидом серы в случае залповых выбросов охватывает центральную, юго-восточную и восточную части города. В районе улиц Менделеева, Гагарина, Кайманова, Лесная, пр. Химиков, пр. Вахитова (микрорайоны 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 14А, 21) наблюдаются концентрации от 1 до 1,2 НК, на территории Ахтубы приземные концентрации составляют от 1,01 до 1,04 НК. Концентрации выше 1 НК наблюдаются также на территории объектов с повышенными требованиями к качеству атмосферного воздуха: детские сады №№ 41, 42, 31, 32, 34, 29, 70, 66, 36, 38, 50, 58, 60, 28, 25, 24, 23, 89, гимназия-интернат №13, Нижнекамская школа-интернат для слабослышащих и глухих детей,

Нижнекамский детский дом, стадион спортивного комплекса «Шинник», парк Шинников. Согласно данным таблицы 1 основные вклады в загрязнение на этой территории вносят ОАО «ТАНЕКО» и ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ (расчетные точки № 6, №8, №11).

В районе перекрестка ул. Вокзальная и пр. Строителей приземные концентрации составляют до 1,04 ПДК (жилые дома пр.Строителей 1, 1а, 2а, ул. Вокзальная 2, 4, 6, 6а, 10); на территории детского сада №11 по адресу ул. Вокзальная, 4а наблюдается концентрация от 0,99 до 1.02 НК. На территории поселка Строителей приземные концентрации достигают 1,59 НК. Основным вкладчиком в данное загрязнение в ближайшей контрольной точке (№2 ПНЗ 20 ПАТП) является источник 0024 ОАО «ТАНЕКО» (70%), остальной вклад вносят источники 0023 и 0025 этого же предприятия (13,9 и 11,9 %).

Также к зоне воздействия выбросов диоксида серы можно отнести объекты с повышенными требованиями к качеству атмосферного воздуха, на территории которых наблюдаются концентрации от 0,8 до 1 НК:

а) в районе расположения контрольной точки № 4 (ПНЗ 22 Городской парк), в которой значение расчетной приземной концентрации составило 0,89 ПДК: детские сады №№ 49, 69 (для детей с аллергическими заболеваниями), 61, 57, 67, 8, 63, 45, 53, 64, 78, 71, 72, 73, 74, 75 (для тубинфицированных детей), 76, 77 (для детей с аллергическими заболеваниями), 80, 91, 68, 66, 35, 19, 22, Парк Нефтехимиков, Городской парк. Вклады в загрязнение на данной территории распределены следующим образом: 38,5% источник 0324 ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ, 37 % и 7,5 % -источники 0024 и 0023 ОАО «ТАНЕКО».

б) в районе расположения контрольных точек № 1 (ПНЗ 1 Пересечение пр. Химиков, Строителей), № 7 (АСКЗА-11, Спортивная, 1а), в которых расчетные приземные концентрации диоксида серы составили 0,85 и 0,96 НК: детские сады №№ 3, 43, 44, 82, 83, 12, 13, 15, 9, 37, Нижнекамская центральная районная больница, Детский центр медицинской реабилитации (санаторий-профилакторий), стадион спортивного комплекса «Нефтехимик», Кадетская школа-интернат, Сквер им. Лемаева, Парк им. Г. Тукая, Парк культуры и отдыха. Основными вкладчиками в загрязнение на данной территории являются: источник 0024 ОАО «ТАНЕКО» (43,3 % в точке 1 и 42 % в точке 7), источник 0324 ОАО «ТАИФ-НК» НПЗ (30,8 % в точке 1 и 34 % в точке 7), источник 0023 ОАО «ТАНЕКО» (8,7 и 8,5%).

в) в районе расположения контрольной точки № 10 (АСКЗА-13 ул. Юности, 36), в которой расчетная приземная концентрация составила 0,88 НК: детские сады №№ 1, 14, 17, 40, 47, 33 ,27, 39. Основным вкладчиком является ОАО «ТАНЕКО», источники 0024 - 68,5%, 0023 - 13,8%, 0025 - 11,8%.

Таким образом, нами получена достоверная картина загрязнения приземного слоя атмосферы по всему перечнюкомпонентов выбросов на рассматриваемой территории и вконтрольныхточка постов наблюдений, жилой зоны и зон отдыха. Выявленызоны влияния отдельных предприятий и групп предприятий, функционирующих на общих территориях. Определены вклады предприятий в уровень загрязнения атмосферного воздуха. Определены зоны с превышением разработанных нами нормативов качества атмосферного воздуха. Расчет рассеивания с учетом залповых выбросов показал, что наблюдается формирование обширных зон превышения НК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Нижнекамска при данном варианте расчета.

Литература

1. Тунакова Ю.А., Шагидуллина Р.А., Новикова С.В., Шмакова Ю.А. Вестник технологического университета, 15, 16, 111-114 (2012).

2. Тунакова Ю.А., Шагидуллина Р.А., Новикова С.В., Шмакова Ю.А. Вестник технологического университета, 15, 16, 115-118 (2012).

3. Тунакова Ю.А., Шагидуллина Р.А., Новикова С.В., Шмакова Ю.А. Вестник технологического университета, 15, 16, 118-121 (2012).

4. Тунакова Ю.А., Шагидуллина Р.А., Григорьева И.Г. Вестник технологического университета, 16, 19, 75-77 (2013).

5. Тунакова Ю.А., Новикова С.В., Шагидуллина Р.А., Шагидуллин А.Р. Вестник технологического университета, 16, 10, 155-157 (2013).

6. Тунакова Ю.А., Новикова С.В., Шагидуллина Р.А., Шагидуллин А.Р. Вестник технологического университета, 17, 4, 180-182 (2014).

7. Тунакова Ю.А., Новикова С.В., Шагидуллина Р.А., Шагидуллин А.Р. Вестник технологического университета, 17, 5, 149-151 (2014).

8. Тунакова Ю.А., Новикова С.В., Шагидуллина Р.А., Шагидуллин А. Р. Вестник технологического университета, 17, 10, 111-113 (2014).

9. Тунакова Ю.А., Новикова С.В., Шагидуллина Р.А., Шагидуллин А. Р. Вестник технологического университета, 17, 10, 104-106 (2014).

10. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов. Л, Гидрометеоиздат, 1980, 184 с.

11. Селегей Т.С. География и природные ресурсы. 1, 44-48 (1994).

© А. Р. Шагидуллин - канд. физ.-мат. наук, науч. сотр. лаб. эколого-аналитических измерений и мониторинга окружающей среды Института проблем экологии и недропользования АН РТ, artur.shagidullin@tatar.ru; Р. А. Шагидуллина - канд. хим. наук, нач. управления государственной экологической экспертизы и нормирования воздействия на окружающую среду Министерства экологии и природных ресурсов РТ; Raisa.Shagidullina@tatar.ru; Ю. А. Тунакова - д-р хим. наук, проф. каф. технологии пластических масс КНИТУ, juliaprof@mail.ru.

© A. Shagidullin - Candidate of Physical and Mathematical Sciences, Researcher, Laboratory of Ecological and analytical measurements and environmental monitoring of the Institute of Ecology and subsoil of the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan, artur.shagidullin@tatar.ru; R. Shagidullina - Ph.D. , head of the state ecological examination and valuation of the environmental impact of the Ministry of Ecology and Natural Resources of the Republic of Tatarstan, Raisa. Shagidullina@tatar.ru; J. Tunakova - Doctor of Chemistry , professor of technology of plastics Kazan National Research Technological University, juliaprof@mail.ru.