Экология/2.Экологические и метеорологические проблемы больших городов и промышленных зон

Д.с/х.н. Рунова Е. М., аспирант Гаврилин И.И.

Братский государственный университет, Россия

Некоторые особенности эколого-геохимической

оценки состояния урбоэкосистемы г. Братска

В настоящее время развития промышленного производства, роста численности населения, увеличения количества автотранспорта и освоения новых районов усиливается негативное воздействие на окружающую среду. Особенно велика антропогенная нагрузка на окружающую среду и здоровье человека в урбоэкосистемах с большой концентрацией промышленных предприятий [1]. В связи с этим эколого-геохимическая оценка состояния урбоэкосистем имеет важное значение для определения степени экологической нагрузки на окружающую среду городов в целом и на ее отдельные компоненты. При этом одним из основных факторов оказывающих негативное влияние на компоненты (почвенный, растительный покров) и на урбоэкосистему в целом является аэротехногенное загрязнение выбросами промышленных предприятий [2].

Город Братск расположен в южной части Среднесибирского плоскогорья, на берегу Братского водохранилища в зоне очень высокого потенциала загрязнения атмосферы (ПЗА). С 1995 г. Братск включается в приоритетный список городов России с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха [3], он относится к крупным промышленным узлам Восточной Сибири, здесь размещено более 40 крупных и мелких промышленных предприятий [4]. Наибольшую нагрузку на окружающую среду г. Братска оказывают три ведущие отрасли промышленности: цветная металлургия (предприятие по производству алюминия ОАО “РУСАЛ Братск”); теплоэнергетика (предприятия ИТЭЦ-6, ИТЭЦ-7); деревообрабатывающая и деревоперерабатывающая промышленность (ОАО «Группа Илим» в Братске). Также дополнительным источником загрязнения является автомобильный транспорт. Вклад в загрязнение воздушного бассейна от основных промышленных предприятий г. Братска представлен на рисунке 1

Рисунок 1 – Суммарный вклад основных источников загрязнения атмосферного воздуха г. Братска.

Наибольший вклад в загрязнение воздушного бассейна города вносят: алюминиевый завод (ОАО «Русал Братск») - 41,3 %, лесопромышленный комплекс - 9,1 % (ОАО «Группа Илим» в Братске, далее БЛПК), предприятия теплоэнергетики (ТЭЦ-6, ТЭЦ-7, Котельная ООО «ВСТК») - 17,1 %, Завод ферросплавов (ООО «Братский завод ферросплавов») – 5,2 %, автотранспорт - 15 %.

Район исследования характеризуется суровыми климатическими условиями. Климат на территории г. Братска резко континентальный с суровой продолжительной, но сухой зимой и сравнительно теплым, с обильными осадками, летом. В среднем за год выпадает 369 мм осадков, из которых 25% приходится на холодный период и 75% - на теплый. Сумма положительных температур составляет 1500-1620°. Снеговой покров в среднем 40-50 см, наибольшей мощности он достигает в конце февраля ‑ первой декаде марта. Незначительная мощность снегового покрова способствует глубокому промерзанию почвы до 1,5-2,0 м под пологом леса и до 3,0 м на открытых площадях. Данные условия оказывают большое влияние на состояние и устойчивость [5] древесной растительности. Такие метеорологические факторы как инверсии, большая повторяемость штилей и слабых ветров, наличие туманов и преобладание незначительного количества осадков усиливают негативное воздействие промышленных выбросов.

Атмосферный воздух является транспортирующей средой, оценка состояния воздушного бассейна проводилась по данным Братского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (БЦГМС) филиала Росгидромета РФ. Анализ статистических данных БЦГМС показал, что в атмосферный воздух г. Братска в 2010 году поступило 103,3 тыс. т. химических веществ, в том числе с промышленными выбросами от стационарных источников 85,1 тыс. тонн и от передвижных источников 18,2 тыс. тонн (таблица 1).

Таблица 1 - Валовые выбросы в атмосферный воздух г. Братска

Годы	Годовой объем загрязнения атмосферного воздуха, тыс. т
	2006	2007	2008	2009	2010
Валовый выброс	133,4	125,7	123,6	106,7	103,3

Из таблицы 1 видно, что динамика валовых выбросов основных предприятий и автотранспорта по данным БЦГМС с 2006 по 2010 годы свидетельствует об уменьшении эмиссий в атмосферу, что связано с реализацией Федеральной целевой программы «Экология г. Братска», а также с сокращением производства и модернизацией основных промышленных предприятий.

По данным БЦГМС в атмосферный воздух поступает 109 загрязняющих веществ. Однако наибольшее влияние на окружающую среду оказывают 14 веществ: сернистый ангидрид, окись углерода, окислы азота, пыль, зола угольная, формальдегид, сероводород, диметилсульфид, смолистые вещества, бенз(а)пирен, фтористый водород, и твердые фториды. Загрязнение атмосферного воздуха фтористыми соединениями (фтористый водород и фториды), смолистыми веществами (бенз(а)пирен) и более 80% окислов углерода обусловлено промышленными выбросами Братского алюминиевого завода (ОАО «Русал Братск», далее БрАЗ). Хлор, сероводород, метилсернистые соединения и другие органические вещества поступают в воздушный бассейн с выбросами Братского лесопромышленного комплекса (БЛПК). Предприятия теплоэнергетики вносят основной вклад в загрязнение атмосферы сернистым ангидридом, окислами азота и золой. В целом уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Братска по данным стационарных постов наблюдения представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 - уровень загрязнения атмосферного воздуха г. Братска по данным стационарных постов наблюдения БЦГМС

Таким образом, анализ данных БЦГМС по среднегодовым концентрациям химических веществ определяемых в атмосферном воздухе на различных постах наблюдения показывает, что уровни наибольшего загрязнения воздушного бассейна г. Братска примыкают к зонам промышленным предприятий.

На основании изложенного следует, что атмосферный воздух является транспортирующей средой, и его состояние является одним из приоритетных направлений в эколого-геохимической оценке других компонентов урбоэкосистемы.

Основной депонирующей средой, аккумулирующей аэротехногенное загрязнение промышленных предприятий, является почвенный покров. Исследование почвенного покрова г. Братска проводилось на 30 пробных площадях на различном удалении от промышленных предприятий (до 200 км), а также на 3 пробных площадях, находящих в условно чистых районах. Оценка состояния почвенного покрова г. Братска (в период 2008-2010 гг.) проводилась с использованием результатов лабораторных исследований проб почв, представленных для анализа в ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Иркутской области» в г.Братске и Братском районе по девяти основным ингредиентам (свинец, кадмий, никель, цинк, медь, формальдегид, нитраты, сульфаты, фтор). В целом состояние почвенного покрова г. Братска по комплексным показателям (суммарному показателю Z_c и Kmax) и тенденция изменения концентраций различных загрязняющих веществ отражены на рисунке 3.

Рисунок 3 – уровень загрязнения почвенного покрова г. Братска

На основании полученных результатов установлено, что в среднем около 50% площади г. Братска относятся к категории сильного (опасного) загрязнения почв (Z_c 32-128). Почвы со средним (умерено опасным) уровнем загрязнения (Z_c 16-32) занимают 24% территории. На 26% территории выявлено допустимое загрязнение почв (Z_c менее 16). Необходимо отметить, что на некоторых пробных площадях наблюдаются значения по Z_c более 128, что соответствует чрезвычайно опасному загрязнению почв. В целом опасное и чрезвычайно опасное загрязнение почвенного покрова г. Братска наблюдается в зонах воздействия промышленных предприятий.

Таким образом, при анализе значений концентрации элементов в атмосферном воздухе и почвенном покрове г. Братска по валовому содержанию различных загрязняющих соединений, по значению суммарных показателей уровня и степени загрязнения, наиболее высокие значения характерны для районов, находящихся в зоне действия выбросов промышленных предприятий, что свидетельствует об устойчивом загрязнении на данных территориях.

Литература:

1. Чернышенко, О.В. Поглотительная способность и газоустойчивость древесных растений в условиях города/О.В. Чернышенко.- М.: МГУЛ, 2002. -120 с.

2. Баскакова, Е.А. Оценка состояния воздушной среды г Дубны Московской области с использованием сосны обыкновенной Pinus sylvestris L. в качестве биоиндикатора. Бакалавр. раб. – Дубна: ГОУ ВПО МО «Международный университет природы, общества и человека», 2009.

3. Государственный доклад. О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2010 году. – Москва: ООО «РППР РусКонсалтингГрупп» по заказу Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации, 2011. – 488 с.

4. Рунова, Е.М. Влияние техногенного загрязнения на леса Приангарья / Е.М. Рунова. – Братск: БрИИ, 1999. – 108 с.

5. Николаевский, В.С. Биологические основы газоустойчивости растений. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1979.-278 с.