Исследование загрязнения городской воздушной среды мелкодисперсной пылью природного происхождения

Исследование загрязнения городской воздушной среды мелкодисперсной пылью природного происхождения

Общеизвестно, что качество атмосферного воздуха является важной эколого-гигиенической проблемой для городов, как в России, так и во всем мире. При этом, помимо загрязнения городской воздушной среды парниковыми газами, особое внимание уделяется содержанию в ней мелкодисперсной пыли с размерами частиц менее 10 мкм (PM₁₀) и менее 2,5 мкм (PM_2,5) [1−7]. Воздействие повышенных уровней твердых частиц (РМ) является причиной сердечно-легочных и респираторных заболеваний и ниже ожидаемой продолжительности жизни [1]. В этой связи Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) и директива Евросоюза по качеству атмосферного воздуха (Directive 2008/50/EC) относят взвешенные вещества PM₁₀ и PM_2,5, содержащиеся в атмосферном воздухе, к наиболее значимым факторам влияния загрязнения воздуха на здоровье населения. В докладе «Качество воздуха в Европе-2014», подготовленном Европейским Агентством окружающей среды, отмечается, что в настоящее время твердые частицы являются наиболее проблематичным загрязнителем в Европе, и европейские граждане часто дышат воздухом, который не соответствует европейским стандартам.

Как правило, «поставщики» мелкодисперсной пыли в городскую воздушную среду делятся на пять категорий — транспорт, промышленность, бытовое сжигание топлива, природные источники (включая пыль почвы и морскую соль) и неустановленные источники антропогенного происхождения [7]. Пыль естественного происхождения включает в себя переносимые ветрами элементы пород земной коры и почвы, а также частицы морской соли, которые обнаруживаются в воздухе в прибрежных морских и океанических районах.

Вклад каждой из названных категорий в загрязнение атмосферы частицами PM₁₀ и PM_2,5 характеризуется данными, приведенными на рис. 1 и на рис. 2 [7]. атмосферный воздух мелкодисперсный пыль.

Представленные данные свидетельствуют о том, что в глобальном масштабе на долю природной пыли в загрязнении атмосферы частицами PM_2,5 в среднем приходится 22%, однако взносы по категориям источников существенно варьируются по регионам. Так, природная пыль является основным донором PM_2,5 на Ближнем Востоке (52%), в Океании (25%), Бразилии и Африке (22%). Во всем мире 22% частиц PM₁₀ в городскую окружающую среду вносится пылью естественного происхождения. Природный источник стал основным донором на Ближнем Востоке (44%), в.

Рис. 2. — Вклад различных источников в загрязнение городской воздушной среды частицами PM₁₀

Юго-Западной (39%) и Северо-Западной (33%) Европе, в южных регионах Китая (27%), Африке (25%) и в Северной и Южной Америке (24%).

Вместе с тем, следует отметить, что содержание мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе характеризуется сезонной изменчивостью, что, с одной стороны обусловлено колебаниями температуры и влажности наружного воздуха, и, с другой стороны, — трансграничным переносом загрязнителей при частых в весенний период пыльных бурях в аридных зонах континента. Так, например, в работе [8] приводятся данные о том, что за период проведения измерений с марта по октябрь 2015 г. отмечалось два пика концентрации частиц PM₁₀ в воздушной среде г. Владивостока. Первый пришелся на 27.03.2015 г., когда содержание этих частиц в атмосферном воздухе составило 0,22 мг/м³, второй — на 06.05.2015 г., когда концентрация частиц PM₁₀ составила 0,4 мг/м³ [8]. Авторами [8] отмечается, что в эти дни на территорию Приморского края переместились пылевые массы, зародившиеся как пыльные бури на территории Монголии и Китая.

Также следует сказать о том, что большинство исследований по оценке загрязнения городской воздушной среды мелкодисперсной пылью были сосредоточены на мегаполисах, где основная доля частиц PM₁₀ и PM_2,5 обусловлена выбросами промышленности и транспорта. Совершенно другая картина складывается в небольших городах [9] и городах-курортах [10], где нет крупных промышленных предприятий.

В качестве примера рассмотрим результаты оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха небольшого города Рева в Центральной Индии, который возник как учебный центр и имеет университет и несколько колледжей. На окраинах города расположены два цементных завода [9]. Точки отбора проб располагались на расстоянии 20 км от этих заводов. Полученные данные показали, что среднегодовая концентрация вдыхаемых твердых частиц в Рева составила 520,54 мкг/м³, что значительно превышает национальные стандарты Индии и стандарты ВОЗ для жилых и коммерческих районов, а также выше среднегодовой концентрации вдыхаемых твердых частиц, чем, например, в Дели (217,33 мкг/м³) и Калькутте (184,67 мкг/м³) [9].

Исследования фракционного состава пыли в воздушной среде г. Ессентуки (город-курорт Кавказских Минеральных Вод) показали, что содержание частиц РМ ₁₀ в городском воздухе в среднем составляет 12−49%. Доля частиц РМ_2,5 изменяется в пределах 0,3−2%. При этом в воздухе в наиболее чистого места отбора проб — курортном парке — содержание мелкодисперсной пыли практически соизмеримо с концентрацией такой пыли в воздухе в непосредственной близости от завода железобетонных изделий [10]. Это обстоятельство можно объяснить тем, что загрязнение воздушной среды парковой зоны мелкими твердыми частицы обусловлено, не только переносом с ветрами мелкодисперсной пыли, содержащейся в выбросах промышленных предприятий, но и вкладом пыли природного происхождения.

• 1. Kyoyken M.P. Source deposits to PM2.5 and PM10 against the background of city and the adjacent street // Atmospheric environment. 2013. V. 71. рр. 26−35.
• 2. Evaluation of the impact of dust suppressant application on ambient PM10 concentrations in London / B. Barratt, D. Carslaw, G. Fuller, D. Green, A. Tremper // King’s College London, Environmental Research Group Prepared for Transport for London under contractto URS Infrastructure & Environment Ltd. November 2012. 56 р.
• 3. Николенко Д. А., Соловьева Т. В., Анализ опыта мониторинга загрязнения мелкодисперсной пылью придорожных территорий в странах ЕС и России // Инженерный вестник Дона. 2015. № 3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3186.
• 4. Азаров В. Н., Тертишников И. В., Калюжина Е. А., Маринин Н. А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (РМ10 и РМ2,5) в воздушной среде // Вестник ВолгГАСУ, сер. Строительство и архитектура. 2011. № 25 (44). С. 402−407.
• 5. Азаров В. Н., Маринин Н. А., Жоголева Д. А. Об оценке концентрации мелкодисперсной пыли (PM_2,5 и PM₁₀) в атмосфере городов // Известия Юго-Зап. гос. ун-та. 2011. № 5(38). Ч.2. С. 144−149.
• 6. Николенко М. А., Неумержицкая Н. В., Сергина Н. М., Белоножко М. В. О результатах оценки воздействия на качество атмосферного воздуха и об определении необходимой степени очистки пылевых выбросов асфальтобетонных заводов // Инженерный вестник Дона, 2015, № 3. URL: ivdon.ru/magazine/archive/n3y2015/3191.
• 7. Contribution (contributions) of the cities of the environment of firm particles (РM): the systematic review of local sources of contributions at the global level / Federico Karagulian, Claudio Balys, Carlos Francisco C. Dora, Annette Prьss-Ustьn, Sofie Bonjour, Heather Ader Rokhani, Markus Amann // Atmospheric environment. 2015. V. 120. рр. 475−483.
• 8. Годовые колебания частиц РМ₁₀ в воздухе Владивостока / В. А. Дрозд, П. Ф. Кику, В. Ю. Ананьев [и др.] // Известия Самарского научного центра РАН. 2015. Т. 17. № 5(2). С. 646−651.
• 9. Tendency of firm particles in surrounding. Air the town in India / Manya Singkh, Atindra Kumar Pandey, P.K. Singkh, Gunjana Singkh // Indian magazine of basic and applied researches. 2016. Vol. 1. № 4. рр. 70−72.
• 10. Азаров В. Н., Сидякин П. А., Лопатина Т. Н. Влияние содержания мелкодисперсной пыли в атмосферном воздухе на социально-экологическое благополучие городов-курортов Кавказских Минеральных Вод // Социология города. 2014. № 1. С. 28−38.