Владивосток, Приморский край, Россия
Владивосток, Приморский край, Россия
Владивосток, Приморский край, Россия
В работе приведены результаты первого исследования гранулометрического состава атмосферной взвеси, содержавшейся в снеге некоторых населенных пунктов Магаданской области (город Магадан, город Сусуман и поселок городского типа Омсукчан). По результатам исследования показано, что в воздухе Магадана в значительной доле (от 28 до 65,7%) содержатся частицы размером менее 10 мкм (фракция PM10) и, в целом, преобладают частицы менее 50 мкм (фракция PM50) – от 44,4 до 100%. Воздух небольших населенных пунктов Магаданской области – города Сусуман и поселка городского типа Омсукчан содержит экологически значимые частицы PM10 в долях, не превышающих 21,1%. Можно сделать вывод, что воздух города Магадана, ввиду преобладания частиц PM10 и PM50, имеет выраженное микроразмерное загрязнение. Этот уровень загрязнения, в совокупности с суровым климатом региона, может оказывать отрицательное влияние на качество жизни людей и являться постоянным источником развития болезней органов дыхания.
загрязнение воздуха, экология, атмосферные взвеси, микрочастицы, Магадан, Сусуман, Омсукчан.
Магаданская область с общим населением чуть больше 144 тысяч человек является одним из крупнейших в Российской Федерации регионом по добыче золота и серебра. Так, по официальному сообщению ТАСС от 15 января 2018 года, в 2017 году было добыто почти 33 тонны золота, что на 15,4% выше уровня добычи в 2016 году. Также горняки добыли 779,5 тонны серебра. Именно эта отрасль горнорудной промышленности (в частности, золо- и хвостохранилища) является основным источником экологических проблем в регионе [2, 7].
Кроме горнодобывающей промышленности в Магаданской области важнейшими источниками загрязнения воздуха являются предприятия энергетики (котельные и ТЭЦ) и автомобили [1, 5, 6].
Безусловно, выбросы ТЭЦ и котельных в этом регионе из-за длительного отопительного сезона будут больше, чем в южных районах. Средняя годовая температура воздуха на территории Магаданской области повсеместно имеет отрицательные значения.
Автомобилизация населения Магаданской области не высока: по данным аналитического агентства «Автостат» на 2016 год она составила 293 автомобиля на 1000 человек (для сравнения в Приморском крае автомобилизация составляет 427 автомобилей на 1000 человек).
Актуальность данной работы заключается в том, что если экологическому состоянию города Магадана посвящены более десятка статей, то о состоянии атмосферного загрязнения малых населенных пунктов Магаданской области (город Сусуман, поселок городского типа Омсукчан и другие) известно крайне мало.
Материалы и методы исследования
Город Магадан является самым крупным населенным пунктом Магаданской области: почти 92800 человек, по данным на 2018 год. Численность населения п. Омсукчана и г. Сусумана составляет, соответственно, 3758 и 4760 человек.
Атмосферные взвеси изучались в выпавшем снеге [3], который собирался в момент снегопадов в марте 2018 г. Станции отбора проб представлены на рисунках 1-3. Чтобы исключить вторичное загрязнение антропогенными аэрозолями, был собран верхний слой (5-10 см) только что выпавшего снега. Его помещали в стерильные контейнеры объемом 3 л. После доставки проб в лабораторию талый снег упаривали на роторном испарителе при температуре 40ºС для получения более концентрированного раствора, пока его объем не уменьшался до 60 мл. Жидкость анализировали на лазерном анализаторе частиц Analysette 22 NanoTec plus (Fritsch, Германия). Измерения проводились в диапазоне от 0,08 до 2000 мкм.
Результаты исследования и их обсуждение
Данные по гранулометрическому составу частиц, взвешенных в воздухе г. Магадана, приведены в таблице 1.
Таблица 1
Размерность частиц в пробах снега г. Магадана
|
Фракция, мкм |
Доля частиц в разных точках отбора, % |
|||||||||
|
№6 |
№7 |
№8 |
№9 |
№10 |
№11 |
№12 |
№13 |
№14 |
№15 |
|
|
Менее 1 |
3,9 |
4,2 |
17,2 |
5,4 |
8,5 |
8,7 |
3,3 |
6,1 |
4,5 |
2,7 |
|
1-10 |
33,2 |
32,6 |
48,5 |
42,6 |
47 |
37,6 |
27,6 |
39,5 |
36,7 |
25,3 |
|
10-50 |
23,3 |
50,4 |
29,7 |
52 |
41,6 |
24,2 |
39,1 |
35,5 |
26,4 |
16,4 |
|
50-100 |
1 |
7,7 |
4,6 |
0 |
2,9 |
0 |
6 |
10,7 |
0 |
0,1 |
|
100-400 |
1 |
0,1 |
0 |
0 |
0 |
0,2 |
5,2 |
2,9 |
0 |
5,5 |
|
400-700 |
8,3 |
0,1 |
0 |
0 |
0 |
10,8 |
6,9 |
2,7 |
1,5 |
8,1 |
|
Более 700 |
29,3 |
4,9 |
0 |
0 |
0 |
18,5 |
12,1 |
2,6 |
30,8 |
41,9 |
Как мы видим из таблицы 1, во всех точках отбора доля атмосферных частиц с размером менее 10 мкм колеблется от 28 до 65,7%. Это крайне опасное явление с точки зрения оценки риска для здоровья. Мы считаем, что если такая тенденция не изменится, то это позволяет сделать неблагоприятный прогноз по заболеваемости населения г. Магадана бронхолегочной патологией.
В целом, в пробах, отобранных на территории г. Магадана, кроме экологически значимой фракции PM10 наибольшую концентрацию составляют частицы менее 50 мкм. Исключением является лишь проба №15, в которой преимущественно содержатся крупные частицы, размер которых превышает 700 мкм. Данная проба была отобрана на территории сквера им. Болдырева, довольно густо засаженного деревьями. В точках №8, 9 и 10 совсем отсутствуют крупные частицы (диаметром более 100 мкм). Подобное явление можно объяснить единым источником загрязнения (например, промышленными выбросами), особенно если учесть, что участки, рядом с которыми отбирались пробы, являются промышленными зонами и территориями складов. Необходимо проводить верификацию этих фракций с помощью сканирующей электронной микроскопии и раман-спектрометрии.
|
|
Рис. 1. Станции отбора проб в г. Магадане в марте 2018 года. №6 – парк культуры им. М. Горького; №7 – угол Нагаевской и Новой улиц; №8 – Марчеканское шоссе, 44; №9 – ул. Пролетарская, 81; №10 – ул. Пролетарская, остановка «Дачная»; №11 – Колымское шоссе, 4; №12 – Колымское шоссе, пожарная часть; №13 – ул. Речная, 25; №14 – ул. Транспортная, 8; №15 – сквер им. Болдырева. |
|
|
|
|
Рис. 2. Станции отбора проб в п. Омсукчане в марте 2018 года. №1 – перекресток улиц Мира и Подгорной; №2 – ул. Ленина, 36; №3 – ул. Индустриальная, возле котельной; №4 – ул. Ленина, 19. |
Рис. 3. Станции отбора проб в г. Сусумане в марте 2018 года. №16 – ул. Билибина, 15; №17 – перекресток улиц Ленина и Раковского; №18 – ул. Советская 2, недалеко от котельной; №19 – ул. Билибина, 3; №20 – ул. Первомайская, 5А. |
Для удобства восприятия результаты проб из г. Сусумана и п. Омсукчана приведены в единой таблице 2.
Таблица 2
Размерность частиц в пробах снега в населенных пунктах Омсукчан и Сусуман
|
Фракция, мкм |
Доля частиц в разных точках отбора, % |
||||||||
|
Омсукчан |
Сусуман |
||||||||
|
№1 |
№2 |
№3 |
№4 |
№16 |
№17 |
№18 |
№19 |
№20 |
|
|
Менее 1 |
3,5 |
0,4 |
0,4 |
1,5 |
2,4 |
1,7 |
0,9 |
1,2 |
0,9 |
|
1-10 |
16,6 |
2,4 |
1,6 |
7,8 |
18,7 |
13,6 |
7,8 |
8,9 |
7,3 |
|
10-50 |
41,5 |
10,4 |
22,4 |
45,6 |
37,6 |
44,3 |
41,4 |
53,7 |
46,8 |
|
50-100 |
13,1 |
11,7 |
36,7 |
31,7 |
11,7 |
23,6 |
30, |
31,5 |
31,5 |
|
100-400 |
3,3 |
54 |
38,2 |
13,2 |
3,7 |
6,1 |
20,1 |
4,7 |
12 |
|
400-700 |
4,2 |
20,5 |
0,7 |
0,2 |
0,4 |
0,2 |
0 |
0 |
1,5 |
|
Более 700 |
17,8 |
0,6 |
0 |
0 |
25,3 |
10,5 |
0 |
0 |
0 |
Как следует из таблицы 2, в этих небольших населенных пунктах доля частиц менее 10 мкм значительно ниже, чем в г. Магадане. Между собой профили частиц атмосферных взвесей Омсукчана и Сусумана гранулометрически схожи. Можно предположить, что наибольший вклад в загрязнение атмосферного воздуха твердыми частицами вносят котельные, работающие на угле, т.к. после отбора проб в талой воде были видны невооружённым взглядом частицы сажи. Возможно, что помимо всего прочего, в загрязнение воздуха в этих населенных пунктах вносят свой вклад добывающие предприятия: ГОК «Дукат» в Омсукчане и ОАО «Сусуманзолото», промышленные площадки которых располагаются в непосредственной близости от населенных пунктов.
Заключение
Можно сделать предварительный вывод о фракционном составе частиц атмосферной взвеси ряда населенных пунктов Магаданской области. В частности, как мы показали, воздух г. Магадана содержит выраженное микроразмерное загрязнение частицами неясного генеза. Этот уровень загрязнения, в совокупности с суровым климатом региона, может оказывать отрицательное влияние на качество жизни людей и являться постоянным источником развития болезней органов дыхания. Скорее всего, это результат деятельности горнодобывающих и топливно-энергетических предприятий, что фиксировалось в работах других авторов [2, 7]. С точки зрения комплексного воздействия крупных горнодобывающих предприятий и объектов теплоснабжения населения, не удивительно, что результаты проявляются не только в атмосфере, но и гидросфере [1, 4]. Необходимо стратегически рассматривать перевод ТЭЦ на газ и увеличивать мероприятия пылеподавления на горнодобывающих предприятиях.
Небольшие населенные пункты (Сусуман и Омсукчан) показали небольшой уровень загрязнения воздуха микрочастицами фракции PM10. Это объясняется невысоким уровнем промышленного пресса и небольшим количеством автомобилей.
Данная работа выполнена в рамках проекта «Разработка и практическая апробация методов экологической оценки объектов использования атомной энергии Государственной корпорации по атомной энергии ʺРосатомʺ для долгосрочного обеспечения безопасности на стадиях подготовки к их выводу из эксплуатации и вывода из эксплуатации с учетом совокупных антропогенных (радиационных, химических и иных) рисков Дальневосточного федерального округа».
1. Богуславская Н.В. Оценка пахотных почв Магаданской области по степени загрязнения токсичными микроэлементами // Экологическая безопасность в АПК. 2008. №3. С.630.
2. Волобуева Н.Г., Благовестная Н.Ю. Экологические проблемы Магаданской области и г. Магадана // Материалы IV всероссийской научно-практической конференции «Эколого-географические проблемы регионов России». Самара: СГСПУ, 2013. С.128–133.
3. Голохваст К.С., Христофорова Н.К., Кику П.Ф., Гульков А.Н. Гранулометрический и минералогический анализ взвешенных в атмосферном воздухе частиц // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2011. Вып.40. С.94–100.
4. Луговая Е.А., Степанова Е.М. Особенности состава питьевой воды Магадана и здоровья населения // Гигиена и санитария. 2016. Т.95, №3. С.241–246.
5. Цыплакова Е.Г., Шаповалова Т.А., Янкевич Ю.Г. Оценка экологической опасности объектов автотранспортного комплекса и их воздействия на состояние селитерных территорий северных городов России на примере г. Магадана // Региональная экология. 2006. №1-2. С.136–141.
6. Цыплакова Е.Г., Потапов А.И. Оценка экологической опасности стационарных и нестационарных энергетических установок и их воздействия на состояние атмосферного воздуха северных городов россии на примере г. Магадана // Проблемы региональной экологии. 2010. №4. С.11–16.
7. Шаповалова Т.А., Лапина З.А. Прогнозирование воздействия факторов окружающей среды на показатели качества жизни населения Северо-Восточного региона // Вестник Северо-Восточного государственного университета. 2009. №11. С.91–93.
