Экологический мониторинг городов
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ЭКОЛОГИИ И ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК
КАФЕДРА ЭКОЛОГИИ И ГЕОГРАФИИ
Дисциплина: Мониторинг окружающей среды
на тему: «Экологический мониторинг городов».
Введение
Глава 1. Общий экологический мониторинг городской среды(на примере г.Усть-Каменогорск и Алматы)
1.1. Экологическое состояние окружающей среды города Усть-Каменогорска
1.2. Экологическая обстановка города Алматы
Глава 2. Исследование и разработка научно-методической основы экологического мониторинга атмосферного воздуха (на примере г. Темиртау)
2.1. Анализ работы
существующей системы
Заключение
Список литературы
Введение
В настоящее время на Земле практически не осталось экологических систем, не подверженных в той или иной мере влиянию человека. Влияние человека на экосистемы в процессе техногенеза весьма интенсивно, поскольку своей деятельностью он создает направленные помехи в механизмах естественной обратной связи.
Основное загрязнение
атмосферы связано с выбросами
от предприятий цветной
Атмосферный воздух является самой важной жизнеобеспечивающей природной средой и представляет собой смесь газов и аэрозолей приземного слоя атмосферы, сложившуюся в ходе эволюции Земли, деятельности человека и находящуюся за пределами жилых, производственных и иных помещений. Результаты экологических исследований, как в Казахстане, так и за рубежом, однозначно свидетельствуют о том, что загрязнение приземной атмосферы – самый мощный, постоянно действующий фактор воздействия на человека, пищевую цепь и окружающую среду. Результаты специальных исследований, выполненных в Казахстане и за рубежом, показали, что между здоровьем населения и качеством атмосферного воздуха наблюдается тесная положительная связь.
Основные агенты воздействия атмосферу– атмосферные осадки в виде дождя и снега, в меньшей степени смога, тумана. Поверхностные и подземные воды суши имеют главным образом атмосферное питание и вследствие этого их химический состав зависит в основном от состояния атмосферы. Отрицательное влияние загрязненной атмосферы на почвенно-растительный покров связано как с выпадением кислотных атмосферных осадков, вымывающих кальций, гумус и микроэлементы из почв, так и с нарушением процессов фотосинтеза, приводящих к замедлению роста и гибели растений.
Глава 1. Общий экологический мониторинг городской среды(на примере г.Усть-Каменогорска и Алматы)
- Экологическое состояние окружающей среды города Усть-Каменогорска
Восточно-Казахстанская область в силу сложившегося социально-экономического развития является одним из наиболее неблагополучных регионов республики по состоянию окружающей среды, а город Усть-Каменогорск одним из загрязненных городов Казахстана представляющим собой уникальную урбанизированную систему, перенасыщенную предприятиями самой различной технологической ориентации.
В соответствии с нормативно правовым документом по охране окружающей среды (НПДООС), Восточно-Казахстанская область включена в число шести экологически неблагополучных областей Казахстана и отнесена к зоне В по характеру существующих экологических проблем. Это обусловлено концентрацией здесь предприятий горнодобывающей, металлургической и энергетической промышленности.
Деятельность предприятий металлургической промышленности, теплоэнергетики и автотранспорта обусловливает загрязнение атмосферного воздуха. Усть-Каменогорск является городом с наиболее неблагоприятным состоянием атмосферы, доля которого по сравнению с другими промышленными городами области составляет свыше 42%.
По данным Восточно-Казахстанского Гидрометцентра, начиная, с 1997 года в городе Усть-Каменогорске отмечается рост индекса загрязнения атмосферного воздуха. В 1999 году средний индекс загрязнения (ИЗА) составил 17,6 единиц, в 2000 году – 17,8, а в 2001 году средний ИЗА составил 12,8. Для сравнения – второе место занимает Шымкент (индекс загрязнения атмосферного воздуха – 11,3), третье – Лениногорск (индекс загрязнения атмосферного воздуха –10,2). В целом экологическое состояние окружающей среды города Усть-Каменогорска характеризуется следующим образом.
Атмосферный воздух. В условиях слабой вентиляции города (средний процент штиля 48%), с большим количеством транспортных средств и стационарных источников актуальность загрязнения атмосферного воздуха в Усть-Каменогорске не вызывает сомнения.
В городе расположено 169 предприятий, имеющих свыше 3 тыс. стационарных источников наносящих экологический ущерб, как биоценозам, так и населению города. Согласно делению предприятий на категории опасности в зависимости от массы и видового состава, выбрасываемых в атмосферу загрязняющих веществ, к первой категории отнесены 6 предприятий города. Это Усть-Каменогорская МП ОАО “Казцинк”, дающая 74% выбросов, Усть-Каменогорская ТЭЦ, Согринская ТЭЦ, Усть-Каменогорские “Тепловые сети”, АЭС Алтай Пауэр, на долю которых приходится около 23%, ЗАО “Опытный свинцовый завод” и ОАО “УМЗ”. Доля малых предприятий в загрязнении атмосферного воздуха небольшая, но они вместе взятые также вносят свой вклад в загрязнение окружающей среды города.
На состояние приземного слоя воздушного бассейна существенное влияние оказывает и автотранспорт, на долю которого приходится 30% от общего количества выбросов. Основной причиной высокого содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобильного транспорта является низкое качество транспортного топлива и отсутствие фильтров по очистке выхлопных газов, а также ухудшение технического состояния подвижного состава автохозяйств и увеличение парков автомобилей в городе.
Из 170 наименований выбрасываемых загрязняющих компонентов, около 20% относятся к первому и второму классу опасности – это свинец, селен, кадмий, мышьяк, фтористый водород, хлор и др. Особенно неблагоприятным является состояние воздушного бассейна Усть-Каменогорска по содержанию сернистого ангидрида.
Среднегодовое превышение предельно-допустимых концентраций по городу составил: по пыли – 2,0 ПДК, диоксида серы – 2,4 ПДК, диоксида азота – 3,3 ПДК, фенола – 2,7 ПДК, неорганических соединений мышьяка – 1,0 ПДК, оксида углерода и хлора – 0,7 ПДК.
Максимальные из разовых концентраций составили: пыли 5,2 ПДК, фенола – 4,9 ПДК, диоксида азота – 4,7 ПДК, оксида углерода – 2,4 ПДК, диоксида серы – 1,1 ПДК, хлора – 1,0 ПДК, формальдегида – 0,9 ПДК.
Высокие концентрации загрязняющих веществ, превышающие ПДК в пять и более раз, наблюдаются особенно в период неблагоприятных метеорологических условий (НМУ). В течение 1 квартала 2002 года высокое загрязнение атмосферного воздуха наблюдалось:
- в целом
по городу по содержанию
- 28 марта в 13 часов в районе ст.Защита (ПНЗ-7) содержание взвешенных частиц достигло уровня 5,2 максимальноразовых ПДК.
По сравнению с периодом прошлого года увеличилось среднее содержание пыли на 0,7 ПДК, диоксида азота и формальдегида на 0,6 ПДК, мышьяка на 0,3 ПДК; уменьшилось содержание фенола на 0,3 ПДК, диоксида серы на 0,4 ПДК. Содержание оксида углерода и хлора не изменилось.
Наиболее высокий
уровень загрязнения всеми
Такое состояние атмосферного воздуха в городе Усть-Каменогорске отрицательно сказывается на здоровье населения. Увеличивается заболеваемость верхних дыхательных путей, органов пищеварения, эндокринной системы, системы кровообращения и органов дыхания. В последние годы наблюдается тенденция роста числа раковых заболеваний, лейкемии, новообразований и других угрожающих жизни заболеваний. Положение усугубляется тем, что многие из веществ, присутствующих в атмосферном воздухе обладают так называемым эффектом суммации, когда отрицательное воздействие на организм человека усиливается при совместном присутствии в воздухе таких веществ, как диоксид серы и фтористый водород, диоксид серы и диоксид азота и оксид углерода и др.
В настоящее время за состоянием атмосферного воздуха в городе Усть-Каменогорске ведется мониторинг, осуществляющийся на 5 постах наблюдений за содержанием в воздухе пыли, диоксида серы, диоксида азота; на 4 постах фенола и формальдегида; на 3 постах оксида углерода; на 2 постах хлора, тяжелых металлов, мышьяка и свинца. Содержание других остротоксичных компонентов, таких как бериллий, фтористый водород не контролируется вообще. Мониторинг за выбросами от стационарных источников осуществляется в рамках ведения производственного мониторинга предприятиями. В дни с неблагоприятными метеорологическими условиями проводится работа передвижного поста для отбора проб воздуха в экологически неблагополучных районах города, в которых отсутствуют стационарные посты.
Исходя из этого, город Усть-Каменогорск на протяжении многих лет характеризуется наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха среди областных центров Республики Казахстан, несмотря на то, что на всех предприятиях города разрабатываются мероприятия в рамках проектов ПДВ, на выполнение которых расходуется значительное количество средств.
Водные ресурсы. Наиболее загрязненные реки Республики – это реки, протекающие по территории Восточно-Казахстанской области, где самый высокий индекс загрязнения поверхностных вод наблюдается в районах добычи и обогащения полиметаллических руд.
В черте города Усть-Каменогорска расположено 20 выпусков сточных вод. Источниками загрязнения в зоне деятельности предприятий являются промплощадки с производственными цехами, промливневыми стоками, накопителями промотходов. Загрязнение водоносного горизонта свинцом, селеном, кадмием, нитритами распространилось на многие километры в связи, с чем закрыты или подлежат закрытию несколько питьевых водозаборов в Западной части города. С августа 1999 года до конца декабря 2000 года в р.Красноярка с Иртышской промплощадки сбрасывались неочищенные шахтные воды, что привело к постоянному экстремально высокому загрязнению (ЭВЗ) реки цинком. В 2001 году в р.Красноярка было зафиксировано изменение по содержанию цинка от 3,0 ПДК до: в августе 137 ПДК, в ноябре – 159,4 ПДК, в декабре – 125,6 ПДК.
В 2001 году хвостохранилище Березовской обогатительной фабрики эксплуатировалось в аварийном режиме. Объем аварийно сброшенной на рельеф хвостовой пульпы за декабрь 2001 – январь 2002 года составил 3745 кубометров. В результате этого в реке Глубачанка в створе “0,5 километра ниже рудника Белоусовский” в этот период наблюдалось ЭВЗ.
Вследствие длительного влияния множественных очагов техногенного загрязнения на качество подземных и поверхностных вод, долина реки Ульбы подвержена интенсивному загрязнению опасными токсикантами, концентрация которых в подземных водах (в эпицентрах очагов загрязнения) достигает тысяч и десятков тысяч ПДК.
В 2000 году поверхностные воды р.Ульбы были отнесены к 4 классу качества (загрязненным водам) с ИЗВ у левого берега 3,50 и 3,05 у правого берега, а в 2001 году индекс загрязнения воды левого и правого берега составил 2,46 и 2,26, т.е. качество поверхностных вод данного участка реки в 2001 году улучшилось. В 1 квартале 2002 года качество воды отнесено к 4 классу, а ИЗВ=3,80.
Створ “1,45 км выше устья р.Ульба” (левый и правый берег) является наиболее загрязненным. Среднегодовые концентрации загрязняющих веществ в 2001 году составили: по меди 4,86-5,50 ПДК, цинку 4,71-5,37 ПДК, нефтепродуктам 2,03-2,07 ПДК, нитритному азоту 1,40-1,95 ПДК.
В поверхностных водах р.Ульба в 2002 году по сравнению с 2001 годом наблюдается увеличение концентрации меди и взвешенных веществ.
На состав поверхностных вод р.Иртыш оказывает влияние промышленный комплекс Восточно-Казахстанской области. Одним из наиболее загрязненных в 2001 году был створ “0,5 км ниже сброса ТМК”. Средние концентрации у правого и левого берега составили: по меди 3,75-4,75 ПДК, цинку 1,92-3,48 ПДК, нефтепродуктам 2,50-2,17 ПДК, нитритному азоту 1,31-1,37 ПДК. Биохимическая потребность в кислороде (БПК5) превысила норму в трех случаях. Индекс загрязнения для левого и правого берега был равен 1,86 и 2,19 соответственно.
Качество поверхностных вод створа “0,5 км ниже сброса Конденсаторного завода” в 2001 году (ИЗВ=0,84), в сравнении с 2000 годом (ИЗВ=1,39), улучшилось, и, можно сказать, они относятся к чистым водам 2 класса качества. Однако, к сожалению контроль за качеством воды в этом створе проводится только раз в полугодие.
В 1 квартале 2002 года наиболее загрязненным в черте города является створ “0,35 км ниже понтонного моста”.
Состояние поверхностных вод на данном участке реки ухудшилось по сравнению с 2001 годом (ИЗВ для левого и правого берега в 2002 году составил 2,08 и 3,75, а в 2001 1,34 и 2,17). Наблюдается увеличение концентраций меди и цинка; концентрация взвешенных веществ и нитритного азота уменьшилась. БПК5 в створе значительно превысило норму.
Отдельной строкой в ряду проблем загрязнения водного бассейна региона выделяется проблема перегрузки очистных сооружений. Очистка сточных вод в городе осуществляется на Левобережных очистных сооружениях. Сброс стоков после очистки производится в р.Иртыш. Из-за критической ситуации, связанной с недостатком проектной мощности очистных сооружений и затянувшихся сроков строительства третьей очереди очистных сооружений, в Иртыш сбрасываются недостаточно очищенные хозбытовые сточные воды.
Мониторинг за состоянием рек Ульбы и Иртыш в черте города осуществляется лишь раз в квартал, что не способствует своевременному принятию мер по снижению загрязнения водных объектов.
Остается сложной экологическая обстановка на объектах водоснабжения вследствие длительного влияния на качество источников водоснабжения множественных очагов техногенного загрязнения подземных и поверхностных вод. В черте города расположены хвостохранилища ОАО “УМЗ”, золоотвалы Усть-Каменогорской и Согринской ТЭЦ, отвалы металлургического производства МП ОАО “Казцинк”. Токсичные компоненты отходов вымываются в подземные горизонты, загрязняя их токсичными компонентами.
Промышленные и бытовые отходы. На левобережные очистные сооружения г.Усть-Каменогорска поступают не только хозбытовые стоки, но и сбросы промышленных предприятий. В результате, в твердом осадке содержание высокотоксичных металлов в сотни раз превышает их предельно-допустимое содержание в почвах и не позволяет использовать их в качестве органических удобрений. Площадка, где размещен осадок, не имеет водонепроницаемого основания и не обустроена в соответствии с санитарно-экологическими требованиями.
Возрастает количество отходов производства и потребления. Складирование бытовых отходов города осуществляется на свалку в районе Шмелева Лога. Эксплуатация которого ведется с 1957 года без проекта, без водонепроницаемого основания, без планировки. Площадь свалки составляет 20 га и освоена на 85%.
Ежегодно в городе образуется до 65 тыс. тонн ТБО, что составляет 200 кг на человека в год. С каждым годом количество отходов возрастает, а количество пластиковых отходов удваивается. Получение вторичного сырья из отходов сегодня практически не реализуется. Около 30% отходов по весу и 50% по объему составляют различные упаковочные материалы, являющиеся отходами предприятий среднего и малого бизнеса. Из них 13% веса и 30% объема упаковочных материалов составляет пластик. На городскую свалку вывозятся также промышленные отходы предприятий 4 класса опасности. Золошлаковые отходы, представляющие собой отходы от сжигания угля, относятся к 4 классу опасности. Количество золошлаковых отходов в самых крупных золоотвалах ТОО АЕС УК ТЭЦ и ТОО АЕС Согринская ТЭЦ уже превысило их проектные мощности, а строительство новых золоотвалов затягивается, что может обернуться серьезными проблемами не только для самих предприятий, но и для Усть-Каменогорска в целом (вплоть до размораживания теплосетей в осенне-зимний период). Подавляющее большинство более мелких котельных размещают свои отходы на открытых площадках, часто не обустроенных, либо вывозят на мусорные свалки. Вторичное использование ЗШО в качестве строительных материалов крайне незначительно в связи с общим спадом объемов строительства и отсутствием передовых технологий.
Переработка промышленных и бытовых отходов не ведется, за исключением переработки металлургических кеков на ОАО “Казцинк”. Неотъемлемой частью утилизации ТБО должны стать мероприятия по сокращению количества отходов, селективного сбора и сортировки отходов, утилизации из них полезных компонентов.
В результате проведенных исследований установлено критическое состояние почв, водных ресурсов и атмосферного воздуха. Проект нового полигона ТБО был разработан, однако, в связи с изменением СНиП и других регламентирующих документов, проект требует корректировки с последующей перепривязкой объекта на местности.
В связи с ухудшающейся эпидемиологической обстановкой на территории Республики, актуальна проблема захоронения трупов животных. Предполагаемое решение указанной проблемы – строительство скотомогильника.
Радиоэкологическая обстановка. Радиоэкологическими исследованиями проводящимися с 1990 года на большей части площади городской застройки отмечается спокойное гамма-поле интенсивностью в среднем от 11 до 20 мкР/час. Вместе с тем выявлено более 400 радиоактивных аномалий различной степени опасности. Из этого числа 189 аномалий связаны с загрязнением радионуклидами почвогрунтов. 45 очагов радиоактивного загрязнения были ликвидированы ранее, в 2001 году было ликвидировано еще 7 очагов. Наибольшая мощность экспозиционной дозы в оставшихся не дезактивированными очагах достигает 1820 мкР/час. Загрязнения вызваны в основном деятельностью промышленных предприятий и обусловлены торием, ураном и продуктами их распада.
Один из наиболее крупных очагов радиоактивного загрязнения (ОРЗ) расположен на левом берегу реки Комендантки в районе технического университета. Вызван он деятельностью бывшего треста “Калбаолово”, который сбрасывал отходы доводочной фабрики. Загрязнение протягивается на 400 м при ширине 220 м и распространяется на глубину 4-5 м. Мощность экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения на поверхности почв достигает 360 мкР/час, увеличиваясь с глубиной до 1000 мкР/час. При этом следует отметить, что большинство очагов радиоактивного заражения не были детализированы и изучены на глубину.
Радиоактивные аномалии с мощностью дозы до 1000 и более мкР\час обнаружены на промплощадках и в санитарно-защитных зонах УК МК ОАО “Казцинк”, АО “Ульбинский металлургический завод”, поликлиники по ул.Бурова и в районе южного откоса старого хвостохранилища АО “Ульбинский металлургический завод”. Мощность дозы гамма-излучения с внешней стороны ограды хвостохранилища достигает 5460 мкР\час.
По данным Восточно-Казахстанского облуправления госсанэпиднадзора в грунтах радионуклиды растворяются как в кислой, так и в щелочной среде, загрязняя бассейн подземных вод. Опасность этих очагов состоит также в загрязнении атмосферы радоном, тороном, радиоактивной пылью при ветровом переносе, прямом облучении людей и три выращивании скота и овощей на загрязненных участках.
Следует отметить, что
важной проблемой города Усть-Каменогорска
является проблема концентрации радона
в воздухе жилых, общественных и производственных
зданий, а также в источниках водоснабжения.
Для снижения загрязнения природной среды
в области разработана и утверждена комплексная
научно-обоснованная экологическая программа
“Рациональное использование и охрана
природных ресурсов Восточно-Казахстанской
области на 2001-2005 гг.” включающая детальную
проработку природоохранных мероприятий,
направленных на улучшение качества окружающей
среды областного центра. Источником финансирования
таких мероприятий планируются в основном
собственные средства предприятий-
На природоохранные мероприятия в 2002 году Государственным Учреждением “ВКО Учреждение по реализации природоохранных программ” городу Усть-Каменогорску предполагается выделить 276,147 млн. тенге. Основной упор природоохранных мероприятий сделан на обеспечение населения города чистой питьевой водой в рамках программы “Чистая вода”, озеленение города в соответствии с программой озеленения города Усть-Каменогорска на 2010-2013 годы, а также на проведение мониторинга экологической обстановки в городе.
- Экологическая обстановка города Алматы
Крупнейший город Казахстана Алматы входит в список самых грязных городов мира. Журнал Business Week, оценивая показатели уровня загрязненности воздуха, степени пригодности питьевой воды, степени утилизации и переработки отходов, уровня доступности больничных услуг и медицинских принадлежностей и степени присутствия инфекционных болезней, отдал Алматы четвертое место в списке самых неблагоприятных мест для проживания в мире, причислив город к зоне повышенного риска.
Основной проблемой загрязнения атмосферы города является постоянный рост выбросов загрязняющих веществ автомобильным транспортом, что связано с ростом численности легковых и грузовых автомобилей, объективными трудностями в обеспечении эффективного трафика по магистралям города, автомобильным «пробкам». Пробы воздуха, которые берут алматинские экологические службы, показывают, что в выхлопных газах автомобилей содержится около 200 химических соединений, в том числе канцерогенные полициклические углеводороды.
Накопленные к настоящему времени научные доказательства говорят о том, что наблюдаемое загрязнение окружающей среды в городе Алматы наносит значительный ущерб здоровью и приводит к росту показателей смертности, сокращению примерно на год ожидаемой продолжительности жизни, увеличению заболеваемости и негативному воздействию на нормальное развитие населения.
В последние десятилетия наблюдается увеличение распространенности болезней отдельных нозологических форм, которое обусловлено загрязнением окружающей среды. К таким экозависимым заболеваниям относят новообразования, заболевания эндокринной, мочеполовой системы, системы крови и кроветворных тканей, органов пищеварения, дыхания.
Целью исследования является изучение источников загрязнений г. Алматы в зависимости от объекта (воздух, вода, почва) и анализ влияния загрязнений на здоровье населения.
Работа проводилась на базе Алматинского городского управления охраны окружающей среды в 2012—2013 гг. Были исследованы источники загрязнения окружающей среды города Алматы, проанализированы статистические данные о состоянии здоровья населения, исследовано влияние загрязнений на здоровье, изучены виды патологий, связанных с неудовлетворительным состоянием окружающей среды, рассмотрены существующие и планируемые приемы и методы охраны и защиты окружающей среды города Алматы.
Загрязнение атмосферного воздуха г. Алматы. Загрязнение атмосферного воздуха является главной проблемой самого крупного города Казахстана. По данным Центра гидрометеорологического мониторинга г. Алматы, индекс загрязнения атмосферного воздуха города ИЗА5 за 2011 год составил 9,2 — один из самых высоких в республике. Наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит автомобильный транспорт. Алматы является самым густонаселенным городом Казахстана с большим числом автомашин и интенсивным транспортным движением, что неизбежно осложняет экологическую ситуацию. В целом по городу эксплуатируется порядка 700 тыс. единиц автотранспорта, с учетом иногородних и транзитных. По имеющимся данным количество иногороднего транспорта, ежедневно въезжающего на территорию Алматы, в среднем составляет от 90 до 100 тыс. единиц.
Экологическую ситуацию усугубляет техническое состояние имеющегося парка старых легковых автомашин (год выпуска более 10 лет), число которых составляет 80,8 % от зарегистрированных легковых автомобилей. Сейчас в эксплуатации находится более 115 тыс. технически устаревших автомобилей, которые дают до 70 % валового объема выбросов автотранспорта. При этом из всех зарегистрированных легковых автомобилей 99 % используют в виде топлива бензин. Увеличению выбросов вредных веществ в атмосферу от автотранспорта способствует использование низкокачественных горюче-смазочных материалов.
Оценка текущего загрязнения атмосферного воздуха передвижными источниками (автотранспортом) осуществляется на основании требований РНД 211.2.02.11-2004 «Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов». Мониторинг экологического состояния воздушного бассейна г. Алматы проводится двумя организациями: РГП «Казгидромет» — на пяти стационарных и на пяти высотных постах наблюдения, Управлением Госсанэпиднадзора г. Алматы — в различных точках отбора проб в селитебной зоне и вдоль автомагистральных улиц.
Моделирование рассеивания вредных веществ от передвижных источников показывает, что при расчетных метеорологических условиях поле концентрации с ПДК>2 по группе суммации (NO2+SO2) накрывает практически всю селитебную зону города Алматы, а в его центральной части, вблизи наиболее важных автомагистралей, концентрации резко возрастают до 5—10 и даже до 25 значений ПДК.