Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

В Российской Федерации Кавказские Минеральные Воды (КМВ) - уникальнейший курортный регион, не имеющий аналогов по составу и качеству климатобальнеологических ресурсов на всем евразийском континенте. Мягкие климатические условия, комфортабельные здравницы, неповторимая красота природы окрестностей городов-курортов являются привлекательными для многих отдыхающих. Согласно данным за последние годы в городах-курортах КМВ ежегодно отдыхает около одного миллиона человек. В состав КМВ входят следующие города: Кисловодск, Ессентуки, Пятигорск, Минеральные Воды, Железноводск и Лермонтов, инфраструктура которых опирается на высокую транспортную связанность основных городов курортного региона.

Загрязнение атмосферного воздуха остается проблемой для большинства городов, при этом, на наш взгляд, особое внимание должно уделяться городам-курортам, экологические характеристики которых оказывают непосредственное влияние как на местных жителей, так и на отдыхающих. Качественный состав атмосферного воздуха – один из важнейших показателей биосферной совместимости. Наличие предприятий, транспортной инфраструктуры и других источников, выделяющих вредные выбросы, оказывают значительное влияние на экологическое состояние атмосферного воздуха во всех городах [1], в данном случае города-курорты не являются исключением.

Показатели загрязнения воздушной среды характеризуются изменениями выбросов промышленных предприятий, транспортной инфраструктуры, а также индивидуальными метеорологическими условиями, уникальными для каждого города, которые также обладают значительной временной изменчивостью. Поступая в атмосферу от источников загрязнения, вредные вещества испытывают различные физико-химические превращения, могут накапливаться, рассеиваться или вымываться из атмосферного воздуха. При этом количественные показатели загрязнения атмосферного воздуха конкретных участков будут зависеть от переноса вредных веществ в атмосфере на различные расстояния. На основании проводимых замеров содержания вредных веществ в атмосферном воздухе, в зависимости от приведенных выше факторов, устанавливаются разовые, суточные и годовые уровни концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.

Одним из показателей качества атмосферного воздуха в городской среде является содержание в нем взвешенных веществ (пыли), при этом особое внимание необходимо уделять концентрации мелкодисперсной пыли, с размерами частиц меньше 2,5 мкм (РМ2,5) и 10 мкм (РМ10). В Российской Федерации регламентирующими документами, устанавливающими предельно допустимую концентрацию ПДК в воздухе населенных пунктов (мг/м3), для взвешенных веществ в целом является – ГН 2.1.6.1338-03, а для мелкодисперсных частиц – ГН 2.1.6.2604-10 [3].

Мелкодисперсные частицы пыли представляют наибольшую опасность для здоровья населения, поскольку они обладают следующими отличительными характеристиками: медленное осаждение в неподвижном воздухе, возможность перемещения на значительные расстояния от источника возникновения, нахождение в постоянном броуновском движении. Следовательно, чем больше процентное содержание мелкодисперсных частиц и чем меньше их размер, тем дольше будет продолжаться загрязнение атмосферного воздуха как в источнике загрязнения, так и на прилегающих территориях [6].

Результаты и их обсуждение

Несмотря на всю экологическую привлекательность, в курортном регионе КМВ существуют экологические проблемы, которым следует уделять особое внимание [2; 7; 9]. Одной из экологических проблем является содержание взвешенных частиц (в том числе мелкодисперсных) в атмосферном воздухе.

Для организации управления качеством атмосферного воздуха в городах-курортах необходимо проводить постоянный мониторинг содержания загрязняющих веществ в атмосфере. По информации Государственной службы наблюдения за состоянием окружающей среды, мониторинги атмосферного воздуха в городах-курортах КМВ проводятся на 3 стационарных постах, информация о которых представлена в таблице 1 [5]. При этом необходимо учитывать, что согласно информации, приводимой в ежегодных докладах, исследуется только общая запыленность атмосферного воздуха, а данные по содержанию мелкодисперсных частиц отсутствуют.

Таблица 1

Информация о стационарных постах мониторинга атмосферного воздуха в регионе КМВ

Как видно из таблицы 1, основная проблема организации мониторинга – ограниченное количество постов либо их отсутствие. В соответствии с действующими требованиями [8] в регионе КМВ для городов Кисловодск, Ессентуки, Минеральные Воды должно быть не менее 2-3 стационарных постов наблюдения за состоянием атмосферы, для города Пятигорска – 4-5 постов, минимум 1 стационарный пост должен располагаться в городе Лермонтов.

Как видно из таблицы 1, на сегодняшний день в городе-курорте Ессентуки, где одним из лечебных факторов является качество атмосферного воздуха, нет стационарных постов наблюдения за состоянием атмосферы [5]. В соответствии с данными ГУ «Ставропольский ЦГМС» в г. Ессентуки расположено 652 стационарных источника выбросов вредных веществ в атмосферу, из них организованных источников загрязняющих веществ - 54, оснащено очистными сооружениями – 19, также источниками загрязнения атмосферного воздуха являются и нестационарные источники, прежде всего транспортная инфраструктура. Все промышленные предприятия (их в городе 63) имеют разработанные проекты санитарно-защитных зон (СЗЗ), при этом 97% предприятий имеют организованные в соответствии с проектом санитарно-защитные зоны. Для 54 предприятий города установлены нормативы ПДВ, но только 5 предприятий представляют статистическую отчетность по форме № 2 – ТП (воздух).

К настоящему времени нами в городе-курорте Ессентуки проведены исследования запыленности воздушной среды мелкодисперсной пылью на различных территориях города. Для анализа механического состава пыли проводились заборы пыли в нескольких точках: курортный парк (источник № 4); котельная на территории санаторного комплекса «Виктория», проходная рядом с заводом ЖБИ.

Исследования, проведенные в г. Ессентуки (рис. 1), показали, что доля частиц РМ10 составляет от 12 до 25%, для РМ2,5 от 0,3 до 0,4%. При этом концентрация частиц РМ10, колеблется от 0,4 до 1,5 мг/м3, что превышает в абсолютном значении установленные нормативы [3]. По содержанию частиц РМ2,5 превышений не обнаружено [2].

Рис. 1. Интегральные функции распределения массы частиц по диаметрам для пыли в воздушной среде г. Ессентуки:

1 – курортный парк (источник «Ессентуки № 4»); 2 – вблизи котельной санатория «Виктория»

Данные, приведенные на рис. 1, характеризуют содержание мелкодисперсных частиц в городе-курорте Ессентуки, а отсюда можно предположить, что в атмосфере городов с более развитой промышленной инфраструктурой, к которым относятся Пятигорск, Кисловодск, Минеральные Воды, содержание и доля мелкодисперсных частиц по массе будет значительно выше. Следовательно, необходимо продолжить исследования содержания пыли в атмосферном воздухе курортного региона КМВ, обратив особое внимание на содержание мелкодисперсных частиц РМ10 в атмосферном воздухе. В настоящее время нами разрабатываются электронные карты городов-курортов КМВ, на которые наносятся значения содержания взвешенных частиц, включая мелкодисперсные фракции РМ10 и РМ2,5 в атмосферном воздухе, учитывающие источники их возникновения и метеорологические условия [2].

После проведения анализа запыленности города-курорта Ессентуки, на основании полученных результатов, нами предлагается установить посты наблюдения за состоянием атмосферного воздуха. Сеть стационарных постов необходимо располагать в направлении господствующих ветров. Сильный ветер интенсивно рассеивает загрязняющие вещества, к которым относятся взвешенные частицы, при слабых ветрах или их отсутствии возрастает концентрация загрязнителей у поверхности земли. В каждом городе региона КМВ в качестве опорных постов предлагается установить стационарные посты, учитывающие данные о развитии города (как правило, стационарные посты следует располагать в центральной и в наиболее загрязненных частях городов). Количество стационарных постов следует подбирать для каждого города индивидуально, в зависимости от численности населения в городе (при этом необходимо учитывать, что в городах-курортах КМВ, помимо постоянно проживающего населения, ежегодно отдыхает около 1 млн человек), площади города, метеорологических условий, рельефа местности, степени индустриализации и расположения мест отдыха. Число постов может быть увеличено в условиях сложного рельефа местности в зависимости от числа источников загрязнения, а также при наличии на данной территории объектов, для которых чистота воздуха имеет первостепенное значение [8], что является наиболее актуальным для городов-курортов КМВ, в которых качество атмосферного воздуха является лечебным фактором.

Согласно требованиям [8] для организации качественной оценки состава атмосферного воздуха нами предложено установить 3 стационарных поста в городе-курорте Ессентуки: вблизи ОАО «Ессентукская теплосеть», на автотрассе г. Ессентуки и в курортном парке (чистая зона).

В данной работе обоснована организация постов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в городах-курортах КМВ по результатам исследования запыленности атмосферы, прежде всего мелкодисперсными частицами пыли. При этом необходимо учитывать, что отсутствие на сегодняшний день стационарных постов наблюдения в городах-курортах также не позволяет качественно контролировать и другие загрязняющие вещества, содержащиеся в атмосферном воздухе.

С целью организации системы экологического мониторинга нами предложена блок-схема, являющаяся наиболее универсальным подходом к определению структуры системы мониторинга антропогенных изменений природной среды, составленная на основании рекомендаций, изложенных в [4]. Данная блок-схема представлена на рисунке 2.

Рис. 2. Блок-схема организации мониторинга за состоянием атмосферного воздуха в городах-курортах КМВ

На наш взгляд, организация необходимого числа постов наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в городах-курортах КМВ и реализация представленной блок-схемы будут способствовать качественному анализу состояния атмосферного воздуха в городах-курортах Кавказских Минеральных Вод.

Выводы

1. Проведенные исследования показали, что концентрация мелкодисперсной пыли в атмосфере курортных городов может превышать установленные нормативы по частицам РМ10, несмотря на то что в городах-курортах значительно меньше источников загрязнения атмосферного воздуха, чем в промышленных центрах. Превышения концентрации РМ2,5 по результатам исследований не установлены.

2. Контроль за качеством атмосферного воздуха в городах-курортах КМВ осложняется отсутствием необходимого числа стационарных постов наблюдения.

3. Уровень загрязнения мелкодисперсными частицами пыли, атмосферного воздуха городов-курортов КМВ не является критическим, но ситуация постепенно ухудшается.

4. Организация необходимого числа стационарных постов и реализация системы мониторинга позволит организовать качественный контроль за состоянием атмосферного воздуха и при необходимости организовывать мероприятия для его приведения к требованиям, установленным в нормативных документах.

Рецензенты:

Першин И.М., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой управления в технических и биомедицинских системах Института сервиса, туризма и дизайна (филиала) Северо-Кавказского федерального университета в г. Пятигорске, г. Пятигорск;

Азаров В.Н., д.т.н., профессор, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности в техносфере Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета, г. Волгоград.