Основные экологические последствия загрязнения атмосферы и проблемы ее охраны

 

          В перечисленных городах проживало в 2008 году 18,5% (26,2 млн. чел.) населения Российской Федерации. Вклад суммарных выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от предприятий и автотранспорта этих городов составил 18,8% (7040,26 тыс. т) по отношению к общим выбросам по стране за 2008 год. Шесть городов (Москва, Санкт-Петербург, Липецк, Череповец, Уфа, Магнитогорск) расположены на европейской территории Российской Федерации, четыре (Норильск, Новокузнецк, Асбест, Омск) на азиатской. В каждом из четырех городов (Москве, Санкт-Петербурге, Омске, Уфе) проживает более 1 млн. чел.

     На  рис. 1 и 2 приведены значения суммарных  выбросов загрязняющих веществ в  Российской Федерации на душу населения  и единицу площади за 2008 год. Анализ этих данных показывает, что выбросы загрязняющих веществ на душу населения находились в пределах от 0,13 тонн (Санкт-Петербург) до 11,0 тонн (г. Норильск) в год, средняя величина выброса на одного жителя по России составила 0,26 тонн. Выбросы загрязняющих веществ на 1 км² площади составили от 387,9 тонн (Уфа) до 2992,8 тонн (Череповец) в год, средний выброс на 1 км² площади по Российской Федерации составил 2,2 тонны.

     

Рис. 1 Суммарный  выброс загрязняющих веществ на одного жителя в городах с наибольшими выбросами (составлено автором по материалам сайта http://www.nii-atmosphere.ru.) 

               

Рис.2 Суммарный  выброс загрязняющих веществ на 1 км²

площади городов с наибольшими выбросами (составлено автором по  мате-

риалам сайта http://www.nii-atmosphere.ru.) 
 

     Большие величины суммарных выбросов ЗВ в  городах обусловлены тем, что  в этих городах размещены крупные  предприятия металлургического производства, электроэнергетики, производства кокса и нефтепродуктов (табл.2), а в некоторых из них и числится большое количество автотранспорта (табл.3).  

     Таблица 2. Вклад загрязняющих веществ, выбрасываемых крупными предприятиями, в суммарные выбросы от стационарных источников и в суммарные выбросы городов в 2008 г. (www.niiatmosphere.ru/files/PUBL/03)

 
 
 
 

     Таблица 3.Список городов с наибольшим вкладом выбросов от автотранспорта в суммарные выбросы загрязняющих веществ в 2008 г. (www.niiatmosphere.ru/files/PUBL/03)

 

     На  приведенных ниже рис. 3-5 видно, что  тенденция изменения выбросов ЗВ в представленных городах на протяжении трех лет не была одинаковой.

     В пяти городах (Новокузнецке, Липецке, Череповце, Уфе, Магнитогорске) выбросы с 2006 по 2008 годы уменьшались от 15% в Уфе до 6% в Магнитогорске (рис.3).

               

     Рис.3 Динамика выбросов загрязняющих веществ  в атмосферный воздух Новокузнецка, Липецка, Череповца, Уфы и Магнитогорска с 2006 по 2008гг. (www.nii-atmosphere.ru/files/PUBL/03) 
 

     Уменьшение  величин выбросов в этих городах  произошло в основном за счет промышленных предприятий металлургического  производства, производства кокса и  нефтепродуктов вследствие выполнения природоохранных мероприятий по уменьшению выбросов ЗВ в атмосферный воздух, а также вследствие снижения объемов производства и сокращения объемов сжигаемого топлива. В 2008 году в Уфе кроме снижения промышленных выбросов уменьшились также выбросы от автотранспорта из-за уменьшения количества автобусов и грузовых автомобилей, что привело к еще большему (на 15 %) уменьшению суммарных выбросов ЗВ.

     В Москве, Санкт-Петербурге и Омске  суммарные выбросы ЗВ от стационарных источников и автотранспорта увеличились  по отношению к выбросам за 2006 г.(рис. 4), в Москве на 30%, в Санкт-Петербурге на 11%, в Омске на 19%.

     

     Рис.4 Динамика выбросов загрязняющих веществ  в атмосферный воздух Москвы, Санкт-Петербурга, Омска и Асбеста с 2006 по 2008 гг. [23, 24,26,27] 
 

     В Москве несмотря на то, что выбросы  от промышленных предприятий уменьшились в 2008 году по отношению к выбросам 2006 года на 30%, суммарные выбросы увеличились за счет значительного роста (на 35%) выбросов от автомобильного транспорта, вклад которого в суммарные выбросы составил 92% в 2006 г., 96% – в 2008 г. [23]. В Санкт-Петербурге, где так же как и в Москве, выбросы от промышленных предприятий уменьшились в 2008 году по отношению к выбросам 2006 года на 15%, суммарные выбросы ЗВ выросли вследствие увеличения выбросов от автотранспорта на 13%, вклад которого в суммарные выбросы составлял 91% в 2006 г., 93% в 2008 г. [24]. В Омске суммарные выбросы ЗВ выросли за счет увеличения выбросов от автотранспорта и от предприятий по производству и распределению электроэнергии, газа и воды, вклад которых в выбросы стационарных источников является основным. Вклад автотранспорта в суммарные выбросы в Омске в 2008 г. составлял 44%, поэтому увеличение выбросов ЗВ от автотранспорта на 14% по отношению к выбросам 2006 г. наряду с увеличением выбросов от промышленных предприятий привело к увеличению суммарных выбросов на 19%.

     В Асбесте суммарные выбросы в 2007 году уменьшились по отношению к  выбросам 2006 года на 9% вследствие сокращения выбросов от предприятий по производству и распределению электроэнергии, газа и воды. Это произошло из-за сокращения расхода топлива и проведения природоохранных мероприятий на предприятиях электроэнергетики. Выбросы от автотранспорта выросли всего на 1%, что на величине суммарных выбросов в 2007 году никак не отразилось. В 2008 г. суммарные выбросы увеличились на 11% из-за увеличения выбросов от промышленных предприятий на 9% и автотранспорта  на 67%, в связи с увеличением расхода топлива и ростом автомобильного парка (рис.4) [26].

     В 2007 году в Норильске суммарные  выбросы ЗВ увеличились незначительно (на 0,4%), в 2008 году выбросы уменьшились на 1% по отношению к выбросам за 2006 год (рис. 5).

     Основной  вклад в суммарные выбросы  загрязняющих веществ от стационарных источников в Норильске вносит предприятие  по производству цветных металлов – ООО "Горно-металлургическая компания "Норильский никель". Наибольший вклад в загрязнение атмосферы вносят выбросы диоксида серы (97% в 2008 г.), образующегося при металлургической обработке серосодержащей руды, а также выбросы пыли, содержащей тяжелые металлы – никель, медь, кобальт, свинец. Проблема выбросов в атмосферу больших объемов диоксида серы обусловлена высоким содержанием серы в сырье – сульфидных богатых (серы более 23%), медистых (более 10%) и вкрапленных рудах, добываемых в Норильске.

   Рис. 5 Динамика выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух Норильска с 2006 по 2008 гг. [30] 

     С 2004 по 2008 годы с целью снижения выбросов ЗВ были    выполнены следующие мероприятия:

• Проведена реконструкция 1-й и 2-й технологической линии взвешенной плавки с реконструкцией системы очистки газов от пыли на Надеждинском металлургическом заводе.
• Завершена реализация проекта «Оптимизация производства серы в сушильном цехе. Замена котла-утилизатора и катализатора на 1-й технологической линии участка производства элементарной серы Медного завода», а также реализация 3 проектов по реконструкции вспомогательных переделов по производству серы (газо и кислородоснабжение, печь дожига и др.).
• Завершена реализация проекта «Реконструкция системы эвакуации технологических и аспирационных газов плавильно цеха  и участка производства элементарной серы Медного завода». Выведены из эксплуатации аварийные дымовые трубы и организована эвакуация серосодержащих газов на дымовую трубу высотой 150 м, что обеспечило эффект рассеивания загрязняющих веществ в более высоких слоях атмосферы и снижения приземной концентрации SO₂.
• Разработан проект реконструкции 2-й технологической линии по производству серы на Медном заводе на максимальную производительность  216 тыс.т серы в год.
• Разработан Комплексный проект по закрытию агломерационного и плавильного цехов Никелевого завода и по переработке всего никелевого сырья на Надеждинском металлургическом заводе [30].

     Таким образом, в соответствии с проведенным  анализом можно сделать следующие выводы:

     Во-первых, с 2006 по 2008 годы суммарные выбросы  загрязняющих веществ от стационарных источников и автотранспорта росли  в городах, на территориях которых  размещены крупные предприятия  электроэнергетики (Асбест, Омск) и  имеющих большое количество автотранспорта (Москва, Санкт-Петербург, Омск, Уфа), и уменьшались в городах (Норильск, Новокузнецк, Липецк, Череповец, Уфа) с предприятиями металлургического производства, производства кокса и нефтепродуктов вследствие снижения объемов производства, сокращения объемов сжигаемого топлива и внедрения природоохранных мероприятий.  

     Во-вторых, вклад автотранспорта в суммарные  выбросы загрязняющих веществ в  большинстве городов (кроме Омска, Череповца и Уфы) в рассматриваемом  периоде увеличивался. 

                  2.3.2. Оценка современного уровня загрязнения атмосферы

     Уровень загрязнения атмосферы в настоящее время России остается высоким. В 141 городе (69% городов, где оценен уровень), степень загрязнения воздуха оценивается как очень высокая и высокая и только в 17% городов — как низкая.

     В целом по России, 38% ее городского населения проживает на территориях, где не проводятся наблюдения за загрязнением атмосферы, а 55% — в городах с высоким и очень высоким уровнем загрязнения атмосферы, в этих городах проживает 58,4 млн. чел (см. рис. 8).

       
         Рис 8. Численность населения (в %) в городах, где ИЗА:

               (1)>14; 

               (2) 7–13;

               (3) 5–6; 

               (4) <5 .

     (Составлено  автором по материалам сайта http://www.nii-atmosphere.ru/) 

     Более 75% городского населения находятся  в зоне действия высокого и очень  высокого загрязнения в Москве и  Санкт-Петербурге, в Камчатской, Новосибирской, Омской, Оренбургской, Пермской, Самарской областях, в республике Тыва и Таймырском АО.

     Москва  и Санкт-Петербург на карте видны  как точки в областях   (рис. 9).  

     

     Рис 9. Субъекты РФ и число жителей в них (% от общей численности городского населения субъекта РФ), испытывающих воздействие высокого и очень высокого загрязнения воздуха (2006 г.). (По материалам сайта http://www.mgo.rssi.ru) 

 

      Глава 3. Основные экологические последствия загрязнения атмосферы и проблемы ее охраны 

                 3.1. Экологические последствия загрязнения атмосферы 

     К важнейшим экологическим последствиям глобального загрязнения атмосферы относятся:

     1) возможное потепление климата  («парниковый эффект»);

     2) нарушение озонового слоя;

     3) выпадение кислотных дождей.

     Большинство ученых в мире рассматривают их как  крупнейшие экологические проблемы современности[7]. 

     3.1.1. Парниковый эффект

     В настоящее время, наблюдаемое изменение  климата, которое выражается в постепенном повышении среднегодовой температуры, начиная со второй половины прошлого века, большинство ученых связывают с накоплениями в атмосфере так называемых «парниковых газов» — диоксида углерода (СО₂), метана (СН₄), хлорфторуглеродов (фреонов), озона (О₃), оксидов азота и др. (см. таблицу 9). 

     Таблица 9. Антропогенные загрязнители атмосферы и связанные 
с ними изменения (В.А. Вронский, 1996)

     

     Примечание. (+) - усиление эффекта; (-) - снижение эффекта

     Парниковые  газы, и в первую очередь СО₂, препятствуют длинноволновому тепловому излучению с поверхности Земли. Атмосфера, насыщенная парниковыми газами, действует как крыша теплицы. Она, с одной стороны, пропускает внутрь большую часть солнечного излучения, с другой — почти не пропускает наружу тепло, переизлучаемое Землей.

     В связи со сжиганием человеком  все большего количества ископаемого топлива: нефти, газа, угля и др. (ежегодно более 9 млрд. т. условного топлива) — концентрация СО₂ в атмосфере постоянно увеличивается. За счет выбросов в атмосферу при промышленном производстве и в быту растет содержание фреонов (хлорфторуглеродов). На 1—1,5% в год увеличивается содержание метана (выбросы из подземных горных выработок, сжигание биомассы, выделения крупным рогатым скотом и др.). В меньшей степени растет содержание в атмосфере и оксида азота (на 0,3% ежегодно).