Исследование влияния метеорологических параметров и

УДК 577.4
А.А. Айдосов, д-р техн. наук, проф.
Ж.А. Дюсенова
КазГАСА
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И
КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА АТМОСФЕРНУЮ ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ
И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ РЕГИОНА
Жұмыста метеорология параметрлері жəне климат шарттары зерттелген,
сонымен бірге атмосфералық ауаның ластану көрсеткіштерімен Павлодар облыс
тұрғындарының денсаулық күй-жағдайларының байланысы көрсетілген.
In work meteorological parameters and climatic conditions, a state of health of
inhabitants of the Pavlodar area in comparison to parameters of pollution of atmospheric air
are investigated.
Климат резко континентальный, с холодной зимой и жарким летом. Средняя
температура января изменяется от –17 до –19, а июля от +19 до +22 градусов. Для
области характерна засушливость климата и неравномерность увлажнения по годам.
На севере области выпадает до 300 мм осадков в год, на юге 200 мм, а в Баянаульских
горах – от 300 до 500 мм.
В центральной части области сформировался Павлодар-Экибастузский
территориально-промышленный комплекс, ядро которого составляет каскад тепловых
электростанций (60 % установленной мощности республики), угольные разрезы,
алюминиевый, ферросплавный, нефтеперерабатывающий заводы, которые являются
основными загрязнителями окружающей среды.
Равнинный характер местности определяет слабое развитие речной сети. Река
Иртыш в пределах области не имеет ни одного притока. В большинстве преобладают
многочисленные пресные и соленые озера.
Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния
промышленных объектов необходима для выяснения причин формирования
возможных высоких уровней концентрации загрязняющих веществ, установления их
неблагоприятного влияния на здоровье населения и окружающую среду и разработки
мероприятий по охране атмосферы. Такая оценка может быть осуществлена по
результатам наблюдений за концентрациями примесей на стационарных и
маршрутных постах, под факелом промышленных предприятий и эпизодических
обследованиях. При этом данные наблюдений за концентрациями примесей на
стационарных и маршрутных постах, а также под факелами предприятий
рассматривают как совокупность случайных величин – единичных разовых
показателей загрязнения атмосферы, и поэтому в обработку должен включаться
временной ряд наблюдений за период не менее трех и не более пяти лет. Здесь
следует отметить, что, кроме наблюдений непосредственно за уровнем загрязнения
атмосферы, большой эффект могут дать также косвенные методы, к числу которых
относятся отбор проб атмосферных осадков, определение содержания вредных
веществ в снеге, почве и растительности.
Выявлено, что для данного района характерно наличие инверсионных слоев в
нижних слоях атмосферы, чем нельзя не считаться при оценке возможного
загрязнения воздушного бассейна промышленных регионов.
Исследования метеорологических факторов и климатических условий, а также
свойств и параметров источников загрязнения показал, что превышение ПДК
загрязняющих веществ происходит при глубоких и мощных приземных инверсиях
даже от низких источников выбросов, включая и неорганизованные, Аксуского
ферросплавного завода в течение 35–37 дней в зимний период.
Установлено, что загрязнение атмосферы, которое обусловливает токсичность
загрязняющих веществ в данном регионе, происходит в зимнее время из-за туманов в
сочетании со сложившимися инверсионными условиями, которые сохраняются
круглые сутки, а также из-за автотранспорта.
Исследование показало, что повторяемость опасной скорости ветра (5–7 м/с)
составляет в дневное время летнего периода 25–26 %.
Анализ показал, что усугубление загрязнения воздуха в летний период
происходит за счет повторяемости пыльных бурь, частота которых 4 дня в месяц.
Таблица 1
Максимально разовые превышения ПДК за 2002–2004 гг. [2]
г. Павлодар
диоксид азота
пыль
оксид углерода
сероводород
хлористый водород
фенолы
г. Экибастуз
диоксид азота
пыль
оксид углерода
2002
1,9
2,6
4,4
0,9
4,4
1,7
2003
2,7
1,8
2,0
0,9
1,9
4,8
2004
0,9
1
1,8
0,8
3,7
0,9
1,8
2,2
1,8
2,4
2,0
2,6
1,4
1
0,8
г. Павлодар
3,5
3
2,9
2,5
2,3
2
2,4
2
2,4
2,19
1,99
1,5
1,5
2,2
2,17
2
1,4
2,9
2,8
2,6
1,7
1,8
1,6
1,77
1,75
1,9
1,5
1
1,33
1,02
1,28
0,94
1,08
1,31
1,45
1,57
1,15
1,22
0,5
0
I
II
III
IV
V
ИЗА 2002
VI
VII
ИЗА 2003
VIII
IX
ИЗА 2004
X
XI
XII
г. Екибастуз
3
2,6
2,5
2,1
2
2,2
2,3
1,73
2,3
2,21
2,05
2
1,88
1,8
1,9
1,5
1,6
1,49
1,53
1,44
1,7
1,43
1,3
1,47
1,28
1
2
1,9
1,74
1,61
1,64
2,1
2,07
1,9
1,91
1,9
1,22
1,29
0,5
0
I
II
III
IV
V
ИЗА 2002
VI
VII
ИЗА 2003
VIII
IX
X
XI
XII
ИЗА 2004
Рис. 1. Изменение уровня загрязнения атмосферного воздуха
по городам Павлодар и Экибастуз за 2002–2004 гг.
Таблица 2
Выбросы от стационарных источников, тыс. т
2002
469,324
121,9
193,743
144,938
8,743
Всего по области
г. Павлодар
г. Экибастуз
г. Аксу
Всего по районам
2003
518,732
147,363
196,074
163,179
12,116
2004
567,615
146,099
247,089
162,077
12,35
Таблица 3
Выбросы в атмосферу по ингредиентам за 2002–2004 гг., тыс. т
2002 г.
Всего по области
г. Павлодар
г. Экибастуз
г. Аксу
2003 г.
Всего по области
г. Павлодар
г. Экибастуз
г. Аксу
2004 г.
Всего по области
г. Павлодар
г. Экибастуз
г. Аксу
Твердые
SO2
CO2
NO
Прочие
Всего
216,89
47,674
93,979
69,821
161,475
45,582
60,455
54,505
26,51
4,431
13,902
6,132
55,978
15,982
25,256
14,444
8,471
8,231
0,151
0,037
469,324
121,900
193,743
144,938
Твердые
224,676
53,868
90,641
72,147
SO2
195,363
60,842
66,373
66,816
CO2
26,746
3,081
12,512
6,783
NO
61,212
17,066
26,391
17,395
Прочие
10,734
10,506
0,157
0,038
Всего
518,732
147,363
196,074
163,179
Твердые
242,122
53,814
112,319
67,913
SO2
214,513
55,439
88,244
69,420
CO2
26,375
4,856
12,493
6,730
NO
69,979
19,612
32,112
17,884
Прочие
14,625
12,378
1,919
0,130
Всего
567,615
146,099
247,089
162,077
Таблица 4
Выбросы загрязняющих веществ от крупных предприятий
N
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Наименование предприятий
АО “Алюминий Казахстана”
ЗАО “ПНХЗ”
АО "Павлодарэнерго"
АО “Евроазиатская энергетическая
корпорация” (с р. Восточным)
АЗФ - филиал АО ТНК “Казхром”
ТОО “AES Экибастуз” (ЭГРЭС–1)
ОАО “Станция Экибастузская ГРЭС – 2”
ТОО “Богатырь Аксес Комир”
2002
72,3
10,7
34,96
121,8
22,1
69,9
95,5
12,9
Количество выбросов, тыс. т
2003
+; 2004
74,2
+1,9
70,96
13,5
+2,6
14,97
54,7
+19,76
55,7
142,8
+21
149,1
19,2
87,1
98,9
12,1
- 2,9
+17,2
+ 3,4
- 0,8
16,13
110,27
108,26
11,41
+; - 3,24
+1,47
+1,0
+ 6,3
- 3,07
+ 23,17
+ 9,36
- 0,69
При этом важно понимать, что механизм влияния атмосферного загрязнения на
человеческую популяцию гораздо сложнее, чем это может быть выражено в терминах
любой из упрощенных однофакторных моделей. Зависимость заболевания населения
от качественного и количественного состава атмосферного загрязнения
промышленными предприятиями можно моделировать, как линейную упругую связь
между степенью заболеваемости и загрязнения атмосферы, считая, что
чувствительность населения очень велика. Нельзя не учитывать того факта, что
концепция пороговой модели воздействия загрязнения окружающей среды на здоровье
(предполагающая существование абсолютно безопасного уровня загрязнения) в свете
современных научных представлений является лишь первым приближением реального
процесса. Второе можно моделировать как линейную зависимость, но до предела,
близкой к ПДК, и болезни населения от загрязнения воздуха не зависят и не связаны.
Третье можно рассматривать как высокую чувствительность к заболеваниям, но
зависящую нелинейной зависимостью от загрязнения атмосферы [2, 3].
При анализе влияния атмосферного загрязнения на состояние здоровья людей
выявлено следующее:
1. Риск возникновения заболевания возрастает с ростом концентрации
загрязнителя в воздухе, усредненной за некоторый период времени.
2. Риск нарушений здоровья может быть усилен за счет присутствия в
атмосферном воздухе не одного, а нескольких загрязнителей.
3. Риск нарушений здоровья может быть усилен за счет существенных всплесков
загрязнения либо за счет постоянного изменения состояния окружающей среды, что
затрудняет приспособление популяции к ее химическим характеристикам.
4. Риск является популяционной вероятностной характеристикой и может быть
эффективно исследован на уровне показателей, характеризующих здоровье популяции
в целом в большей степени, чем при исследовании индивидуальной реакции.
В связи с этим предавалось большое значение сбору и анализу различных
показателей, характеризующих состояние здоровья и медико-демографическую
ситуацию для городских жителей Павлодарской области в сопоставлении с
показателями загрязнения атмосферного воздуха.
Выполнена систематизация разнообразной информации о влиянии атмосферного
воздуха на здоровье населения в городах Павлодарской области, а также проведено
специальное исследование и моделирование возможной зависимости параметров
здоровья от параметров состояния атмосферы. Исследовано порядка 62 500 корреляционных связей, в числе которых отобраны статистически значимые. Проанализирована медико-демографическая ситуация в регионе [2, 3].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дюсенова Ж.А. Модельная оценка экологической обстановки промышленной
обстановки Павлодарской области //Мат. межд. науч.-практ. конф., посвященной 25летию КазГАСА «Региональные проблемы безопасности жизнедеятельности (Охрана и
безопасность труда, экология, защита в чрезвычайных ситуациях)». Алматы, 2005. С.
166.
2. Айдосов А.А., Жакашов Н.Ж., Айдосова А.А., Дюсенова Ж.А. Экологическая
оценка влияния атмосферного загрязнения от стационарных источников на состояние
здоровья населения городов Павлодара, Экибастуза, Аксу //Актуальные проблемы
высшего образования и науки в XXI веке: мат. межд. науч. практ. конф., посвященной
30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова: В 2 ч. Ч.1. – Караганда: КарГУ, 2002. С. 104–107.
3. Айдосов А.А., Жакашов Н.Ж., Айдосова А.А., Дюсенова Ж.А. Анализ
особенности воздушной среды Павлодарской области с целью описания загрязнения
окружающей среды. //Актуальные проблемы высшего образования и науки в XXI веке:
мат. межд. науч.-практ. конф., посвященной 30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова: В 2 ч.
Ч. 2. – Караганда: КарГУ, 2002. С. 107–110.
Статья рекомендована д-ром техн. наук, проф. Отарбаевым Ж.А.
5.07.2005 г.