Чем дышит столица и другие российские города?
Какие опасные примеси появляются в воздухе от движения нескончаемых потоков автомобилей, какие вещества выбрасываются в атмосферу из труб заводов и котельных?
Проблема загрязнения атмосферы, ежегодно уносящая жизни миллионов людей на планете, с годами только усугубляется – качество воздуха, которым мы дышим, становится все хуже. ВОЗ называет загрязненный воздух населенных пунктов «невидимым убийцей».
Какие источники максимально загрязняют атмосферу городов, какой вред причиняют, можно ли с этим бороться? Какие города России и мира возглавляют рейтинг самых загрязненных?
Содержание
Основные источники
По данным Государственного доклада «О состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2018 году», с 2014 года в России наблюдается непрерывный рост общего объема выбросов ЗВ в атмосферу (на 3,5 %)».
48 городов и городских округов РФ включены в ранжированный перечень, как характеризующиеся наибольшими показателями выбросов от стационарных источников.
Основными источниками загрязнения атмосферы больших городов являются:
- транспорт;
- промышленные объекты;
- котельные;
- ТЭЦ.
Значительным источником загрязнения АВ населенных мест является сжигание топлива (каменного угля, нефти, газа) в котельных, ТЭЦ, частных домовладениях. Зонами наиболее высокого уровня загрязнения являются большие города.
Обрабатывающие производства также считаются ведущими источниками загрязнения АВ, составляя около 22 % в общем объеме выбросов от стационарных источников (3756,2 тыс. т). Наиболее серьезную проблему представляют выбросы предприятий черной и цветной металлургии.
В черной металлургии к основным источникам загрязнения атмосферы относятся:
- процессы производства окатышей и агломератов;
- коксохимическое, ферросплавное и литейное производства.
При этом степень последствий для атмосферы зависит от:
- вида сырья;
- состояния оборудования;
- эффективности очистных установок;
- энергоемкости производств и других факторов.
Уровень воздействия цветной металлургии на состояние окружающей среды в целом аналогичен нагрузке от предприятий черной металлургии, но предприятия выделяются выбросами веществ 1 и 2 кл. опасности. Особенность выбросов этой отрасли – значительное содержание тяжелых металлов.
Производство строительных материалов:
- на цементно- и асфальтобетонных;
- известковых;
- деревообрабатывающих производствах;
- заводах по выпуску керамзита, кирпича, бетонной смеси, сборных железобетонных изделий;
- домостроительных комбинатах
сопровождается выделением в атмосферу значительных объемов пыли, сажи, газообразных веществ.
Заметное влияние на качество АВ оказывает химическая промышленность. Уровень воздействия химпрома определяется специализацией и используемым сырьем, которое может быть очень разнообразным и зависит от природных и экономических особенностей региона.
К факторам, влияющим на уровень загрязненности АВ и качество среды обитания, также относятся метеорологические условия.
Они зависят от атмосферных режимов и климатических изменений, определяют характер рассевания и концентрацию примесей в АВ, дальность переноса.
В 2018 году наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в России велись в 246 городах и на 667 станциях. Наибольшая часть городов, где проводятся регулярные наблюдения, находится в Приволжском ФО (17,5%), наименьшая – в Северо-Кавказском ФО (3,3%).
По данным Росгидромета, в 2018 году в 40% исследуемых городов России уровень загрязнения АВ оценивался как повышенный, высокий и очень высокий.
Наиболее распространенные загрязнители атмосферы в городах:
- взвешенные вещества;
- оксид углерода;
- диоксид серы;
- оксиды азота;
- бенз(а)пирен;
- формальдегид;
- фенол;
- фторид водорода;
- хлорид водорода;
- аммиак;
- сероводород;
- этилбензол.
В 2018 году в 143 городах России среднегодовая концентрация одного или нескольких веществ превышала ПДК, в 37 городах максимальные концентрации отдельных примесей превышали 10 ПДК.
Превышение допустимого порога в 1 ПДК наблюдалось в основном по:
- взвешенным веществам;
- диоксиду азота;
- формальдегиду;
- бенз(а)пирену.
Превышение в 10 ПДК зафиксировано по:
- бенз(а)пирену;
- сероводороду;
- этилбензолу;
- диоксиду азота;
- свинцу;
- ксилолу.
Среднегодовые концентрации взвешенных веществ превышали ПДК в 52 городах России. Средние из максимальных концентраций отмечены в интервале 1,2-1,7 ПДК.
Что касается диоксида азота, среднегодовые концентрации его в 50 городах превышали ПДК, а в одном городе максимальные разовые концентрации превышали 10 ПДК.
Средние за год концентрации бенз(а)пирена превысили ПДК в 56 городах, при этом в 32 городах максимальные разовые концентрации превысили 10 ПДК, а в 49 городах – 5 ПДК.
Наибольшие концентрации бенз(а)пирена зарегистрированы в холодный период года в связи с началом отопительного сезона, в результате сгорания топлива.
Сверхнормативному загрязнению воздушной среды формальдегидом было подвержено 46 городов, в которых среднегодовые концентрации превышали ПДК.
При этом почти 56 млн человек проживали в условиях неудовлетворительного состояния АВ, когда средние годовые концентрации ЗВ хотя бы по одному веществу превышали ПДК. 12,6 млн человек проживали в условиях, когда максимальные концентрации ЗВ хотя бы по одному веществу превышали 10 ПДК.
Рассмотрим ситуацию с загрязнением атмосферы в 2018 году по федеральным округам РФ, проанализируем информацию о выявленных городах с высоким и очень высоким уровнем загрязнения:
Федеральный округ | Уровень загрязнения АВ / города | Показатели по округу |
Центральный | Высокий
Воронеж, Курск |
Общий объем выбросов ЗВ – 5 375,1 тыс. т.
Набольший показатель 1 028,4 тыс. т от общего объема отмечен в Московской области, при этом 78,3 % составили выбросы от передвижных источников. Наименьший показатель – в Костромской области (96,1 тыс. т, в т.ч. от передвижных источников – 66,8 %). |
Северо-Западный | Высокий и очень высокий
Не выявлено |
Общий объем выбросов ЗВ – 3 249,2 тыс. т.
Наибольший показатель – в Республике Коми (569 тыс. т, из них 14,2 % – от передвижных источников). Наименьший показатель в Ненецком АО – 77,7 тыс. т, из них 5,9 % – от передвижных источников. |
Южный | Высокий
|
Общий объем выбросов ЗВ – 2 818,1 тыс. т.
В Краснодарском крае выявлен наибольший объем выбросов – 1 392,2 тыс. т, из них 59,3 % – от передвижных источников. Наименьший показатель (38,9 тыс. т) – в Севастополе, из них 91,6 % – от передвижных источников. |
Северо-Кавказский | Высокий
Владикавказ, Махачкала |
Общий объем выбросов ЗВ – 1 073,8 тыс. т.
Наибольший показатель – в Ставропольском крае (395 тыс. т), при этом выбросы от передвижных источников составили 75,9 %. Наименьший показатель – в Республике Ингушетия (34,8 тыс. т, из них 95,7 % – от передвижных источников). |
Приволжский | Высокий и очень высокий
Не выявлено |
Общий объем выбросов ЗВ – 5 606,9 тыс. т.
Наибольший показатель – в Республике Башкортостан (886,2 тыс. т), из них 48,6 % – от передвижных источников. Наименьший показатель (96,1 тыс. т) – в Республике Марий Эл. Из них 60,6 % – выбросы от передвижных источников. |
Уральский | Высокий
Златоуст, Магнитогорск |
Общий объем выбросов ЗВ – 5 221,5 тыс. т.
В Ханты-Мансийском АО – Югра отмечен наибольший объем выбросов (1 648,1 тыс. т), из них 16,5 % – от передвижных источников. Наименьший показатель (137,9 тыс. т) – в Курганской области, где 71,8 % – от передвижных источников. |
Сибирский | Высокий и очень высокий
|
Общий объем выбросов ЗВ – 6 925,1 тыс. т.
Наибольший показатель (2 618,6 тыс. т) – в Красноярском крае, при этом 11,4 % составили выбросы от передвижных источников. Республика Тыва характеризовалась наименьшим показателем – 20,7 тыс. т; из них выбросов от передвижных источников – 81,6 %. |
Дальневосточный | Высокий и очень высокий
|
Общий объем выбросов ЗВ – 2 056,9 тыс. т.
Наибольший показатель – в Приморском крае (434,8 тыс. т, из них 58,4 % – от передвижных источников). Наименьший показатель (28,2 тыс. т) – в Чукотском АО, из них 17,7 % – выбросы от передвижных источников. |
Сравнение показателей уровней загрязнения АВ в городах на территориях федеральных округов свидетельствует о том, что больше половины городов России (57%), с высоким и очень высоким уровнем загрязнения воздуха находятся в Сибирском ФО.
Общий объем выбросов ЗВ в атмосферу в 2018 г. по данным Росприроднадзора составил 32327 тыс. т. Эмиссии от различных стационарных источников загрязнения атмосферного воздуха составили 52,8% (17068 тыс. т).
Один из основных источников загрязнения АВ на территории России – автомобильный транспорт (передвижные источники), на долю которого приходится 46,7% суммарного выброса примесей (15259 тыс. т).
Состояние атмосферного воздуха в Москве и Санкт-Петербурге
Основной источник загрязнения АВ обоих мегаполисов – автомобильный транспорт. Доля валовых выбросов составляет до 94% в Москве и до 85% в северной столице. На выбросы передвижных источников ж/д транспорта приходится менее 1%.
Стационарные источники на территории городов представлены в основном предприятиями по:
- обеспечению электроэнергией, газом и паром;
- забору, очистке и распределению воды;
- сбору отходов;
- ремонту автотранспортных средств;
- транспортировке и хранению топлива.
Определенный вклад в загрязнение городов вносят:
- обрабатывающая промышленность;
- предприятия торговли;
- общепит.
По данным за 2018 год в Москве наблюдались превышения среднегодовых концентраций диоксида азота, озона, стирола. Приближены к границам ПДК показатели содержания микрочастиц PM10, РМ2,5.
Превышения максимально разовых концентраций отмечены по:
- оксиду углерода;
- оксиду и диоксиду азота;
- мелкодисперсным частицам;
- сероводороду.
Наибольшие превышения максимально разовых ПДК зафиксированы по частицам PM10, РМ2,5.
В целом загрязнение атмосферного воздуха в Москве оценивается как повышенное. По мнению экспертов, в столице «есть островки экологического неблагополучия, есть полосы экологического неблагополучия, но в целом в Москве состояние атмосферного воздуха удовлетворительное, гораздо лучше, чем в крупных промышленных городах России».
Улучшение качества столичного воздуха в последние годы связывают с такими непопулярными мерами, как запрет въезда грузового автотранспорта в дневное время в черту города, введение платных парковок, которые разгрузили центр и уменьшили число пробок.
В 2018 году в Санкт-Петербурге также отмечен повышенный уровень загрязнения атмосферы. Превышения среднегодовых концентраций по диоксиду азота, оксиду углерода и озону достигают 1,5-5 ПДК.
В отдельные месяцы средние концентрации бенз(а)пирена превышали допустимые границы, достигало ПДК содержание формальдегида.
В городе наблюдались повышенные концентрации:
- оксида азота;
- озона;
- мелкодисперсных частиц;
- аммиака;
- фенола.
Главный загрязнитель крупного промышленного города
Автотранспорт – лидер в загрязнении атмосферного воздуха на промышленно городских территориях. В структуре выбросов транспортного комплекса России на долю автотранспорта приходится до 90% суммарного объема.
В значительной части российских регионов эмиссии от автомобильного транспорта составляют более 50% от валовых выбросов. В некоторых субъектах РФ выбросы автотранспорта достигают 70-90%.
Автотранспорт является основным источником поступления в воздух:
- формальдегида;
- диоксида серы;
- диоксида азота.
При этом основная масса (до 80%) вредных веществ выбрасывается именно на территориях населенных пунктов.
Кроме автомобильных перевозок, компании занимаются техническим обслуживанием и ремонтом автомобилей. Все эти транспортные объекты – источники негативного воздействия на окружающую среду в целом, и на состояние атмосферы в частности.
Специфика автомобильного транспорта как передвижных источников загрязнения АВ заключается в:
- высоких темпах роста численности транспортных единиц;
- пространственной рассредоточенности а/транспорта (автомобили распределяются по территории и создают общий повышенный фон загрязнения);
- непосредственной близости к жилым, общественным и производственным зданиям;
- более высокой токсичности выбросов автомобилей по сравнению с выбросами стационарных источников;
- сложности технической реализации средств защиты от загрязнения.
Кроме того, низкое расположение источника выделения загрязнителей от земной поверхности приводит к тому, что отработавшие газы автомобилей скапливаются в зоне дыхания людей, гораздо слабее рассеиваются потоками ветра (по сравнению с промышленными выбросами).
Основная масса загрязнителей от автотранспорта поступает в атмосферный воздух с отработавшими газами.
В составе выбросов присутствует более 20 примесей, среди которых:
- оксид углерода;
- оксиды азота;
- сернистые соединения;
- сажа;
- углеводороды.
Основные стационарные источники загрязнения АВ автомобильной инфраструктуры:
- автозаправочные станции;
- станции техобслуживания;
- базы дорожной техники;
- асфальтобетонные заводы;
- автостоянки.
Автодороги – источник поступления в воздушную среду продуктов эксплуатационного износа дорожного полотна, а также частиц шин и тормозных колодок.
ТОП городов России по уровню загрязнения атмосферы в 2022 году
Список российских населенных пунктов, где загрязненный воздух вреден для здоровья и создает огромные проблемы, довольно обширный. Рассмотрим топ городов России по состоянию на 2022 год по загрязнению воздуха.
По индексу TAQI
ВОЗ выделяет 5 основных ЗВ, опасных для здоровья:
- угарный газ;
- формальдегид;
- диоксид азота;
- диоксид серы;
- аэрозоли.
Главная причина присутствия этих примесей в высокой концентрации в атмосфере – деятельность человека.
Чтобы оценить качество воздуха населенных пунктов, проводится регулярный мониторинг. Один из наиболее распространенных инструментов – наземные станции мониторинга.
Современные станции работают в автоматическом режиме, на других пробы воздуха по-прежнему отбираются вручную, а затем передаются в аналитические и прогностические центры.
Сбор информации о составе АВ ведется и с помощью космических спутников:
- Geostationary Operational Environmental Satellite (GOES) (геостационарный эксплуатационный спутник наблюдения за окружающей средой);
- Earth Observation System – Aura (система наблюдения за Землей — «Аура»);
- The Greenhouse Gases Observing Satellite (GOSAT);
- Odin;
- Orbiting Carbon Observatory (OCO) (орбитальная обсерватория для наблюдений за углеродом);
- Scientific Satellite (спутник для научных целей),
а также программой спутников Sentinel.
Используя данные приборов мониторинга тропосферы TROPOMI с борта спутника Sentinel-5 Precursor, эксперты КБ «Стрелка» разработали интегральный индекс загрязнения атмосферы TAQI (Tropomi Air Quality Indeх), учитывающий концентрацию пяти основных загрязнителей.
Показатели TAQI варьируются от 0 до 100 – чем выше показатель, тем ниже качество воздуха. Используя данные мониторинга, можно выбрать инструменты для улучшения состояния воздуха – одни для оперативного внедрения, другие, требующие больше времени и затрат, для системной работы.
Эксперты проанализировали обстановку в 173 крупнейших городах России и установили, что загрязнение воздуха над страной в 2022 году распределилось следующим образом:
- низкий уровень загрязнения – у 51 % городов;
- повышенный уровень загрязнения – у 32 % городов;
- высокий уровень загрязнения – у 11 % городов.
Наиболее высокие показатели загрязнения зафиксированы в мегаполисах и в 5 % промышленных центров.
Лидеры антирейтинга – города с наиболее загрязненным воздухом в 2022 году:
Позиция | Город | Индекс TAQI |
1 | Московская агломерация | 62,3 |
2 | Якутск | 52,4 |
3 | Новосибирск | 42,5 |
4 | Норильск | 40,4 |
5 | Бердск | 36,3 |
6 | Находка | 35,5 |
7 | Нальчик | 35,3 |
8 | Санкт-Петербург | 33,3 |
9 | Грозный | 32 |
10 | Тольятти | 31,4 |
Анализ Росприроднадзора
По данным Росприроднадзора, проанализировавшего сведения российских природопользователей по объему выбросов за 2022 год (отчеты по форме 2-ТП (воздух)), рейтинг городов-загрязнителей в России возглавили:
- Норильск (1,8 млн т или 10,5% выбросов по РФ);
- Череповец (270 тыс. т);
- Новокузнецк (263 тыс. т).
Далее в перечне следуют:
- Липецк (262 тыс. т);
- пос. Рефтинский Свердловской обл. (225 тыс. т);
- Междуреченск Кемеровской обл. (198 тыс. т);
- Магнитогорск (173 тыс. т);
- Воркута (168 тыс. т);
- Иркутск (132 тыс. т);
- Уфа (132 тыс. т).
При этом больше всего выбросов произвел Сибирский округ (5,8 млн т или 34 %).
Далее следуют:
- Урал (3,6 млн т или 21 % от общего объема выбросов ЗВ по РФ);
- Приволжский (2,3 млн т или 13 %);
- Северо-Западный (1,6 млн т или 10 %);
- Центральный (1,5 млн т или 9 %);
- Дальневосточный (1,3 млн т или 7 %);
- Южный (871 тыс. т или 5 %);
- Северо-Кавказский (146 тыс. т или 1 %).
Основная масса выбросов в 2022 году – от добычи полезных ископаемых (42 %).
Далее идут:
- обрабатывающие производства (21 %);
- обеспечение электричеством, газом и паром (18 %);
- водоснабжение, водоотведение, обращение с отходами, ликвидация загрязнений (5 %);
- сельское, лесное хозяйство, рыбоводство (2 %).
Антирейтинг городов мира
Посмотрим рейтинг за 22 и 23 годы.
Онлайн-данные, 2 июля 2023
Индекс качества воздуха (AQI) в реальном времени можно узнать на сайте www.aqi.in/ru:
По состоянию на 2 июля 2023 года рейтинг наиболее загрязненных городов в мире возглавил Кувейт (государство Кувейт). В целом топ десятка «худших» городов выглядела следующим образом:
В 2022 году
Лидером среди крупных городов-загрязнителей атмосферы по итогам 2022 года стал Кашгар (Китай) – индекс 134 (показатель означает, что состояние воздуха может нанести вред представителям уязвимых групп населения).
Затем идут два индийских города – Нью-Дели и Газиабад. Индия в списке 10 наиболее загрязненных городов планеты представлена 7 раз.
Вот так выглядит мировой ТОП-10 прошлого года:
Вред грязного воздуха в городах
Загрязнение атмосферы снижает качество жизни населения. Большинство городских жителей находится в условиях повышенного риска. Загрязнение АВ характеризуется сильным дозовым воздействием и биологически ответными эффектами для здоровья.
Загрязнители атмосферы способны оказывать острое или хроническое воздействие на организм – это зависит от дозы и экспозиции.
К вызванным экологическими проблемами относят большую часть заболеваний, так как техногенные выбросы практически полностью состоят из токсичных примесей. Например, только с выбросами автомобилей в воздушную среду поступает более 20 опасных для человека веществ.
По степени опасности для человека, загрязняющие вещества, поступающие в воздух, делятся на четыре класса — от чрезвычайно до умеренно опасных.
Загрязнение АВ вредными примесями:
- увеличивает количество случаев заболеваний;
- повышает тяжесть их течения;
- ухудшает исход заболеваний, приводя к инвалидизации и летальности.
При этом последствия техногенного воздействия выбросов транспорта и промышленности на здоровье могут проявиться не сразу, а только спустя годы и десятилетия.
Кроме того, атмосферные аэрозоли, содержащие ионы сульфата, нитрата и аммония, вредят экосистемам, приводя к подкислению, эвтрофикации почв и водоемов.
Кроме того, аэрозоли способствуют:
- коррозии металлов;
- повреждению материалов;
- разрушению зданий, памятников культуры и архитектуры.
Пылевидные загрязнители с гигроскопическими свойствами обезвоживают поверхности листьев растений, образуя на них корку, что нарушает естественные обменные процессы.
Изменение климата и человек
Одной из глобальных проблем, вызванной загрязнением атмосферы в городах и промышленных центрах, является изменение климата. При этом установлено, что в России потепление климата в течение XXI века будет существенно превышать средние показатели по планете.
Скорость роста глобальной температуры, в основном вызванного увеличением концентрации парниковых газов в атмосфере, составила за последние четыре десятилетия около 0,17 ºС за 10 лет. Температура в России растет значительно быстрее – 0,45 ºС за 10 лет. Особенно быстро показатель увеличивается в Арктике – 0,8 ºС за 10 лет.
Объем годовых осадков на территории России за последние 40 лет увеличился на 2,1 % за 10 лет. Особенно быстрый рост отмечается у весенних осадков – 5,9 % за 10 лет (в Восточной Сибири – до 15-20 % за 10 лет).
Летом на Европейской территории России, за исключением северных регионов, наблюдается убывание количества осадков, особенно на юге.
Число дней со снежным покровом в среднем для России сокращается на 1,01 дня за 10 лет. Тенденция сокращения продолжительности залегания снежного покрова проявляется на большей части Европейской территории России, на севере и юге Западной Сибири, Таймыре и северо-западе Якутии.
Сохраняется тенденция увеличения числа дней со снежным покровом в Забайкалье, на северном побережье Охотского моря, на Южном и Центральном Урале.
Сочетание этих двух факторов – повышения температуры воздуха и снижения при этом количества осадков в южных российских регионах и на юге Урала в летние периоды — способно увеличить объемы земледельческих площадей, подверженных засухе.
Дефицит воды для питьевых и санитарно-бытовых нужд, недостаток продуктов, засоление почв, опустынивание земель и вынос с них пыли, благоприятные условия для распространения опасных в эпидемиологическом плане насекомых повышают риски для здоровья населения этих территорий.
В северных регионах России ожидается существенное увеличение температуры воздуха и протаивание вечномерзлых грунтов, которое может нанести серьезный ущерб строениям, сооружениям и коммуникациям.
В малонаселенных районах Севера и Сибири изменение климата и состояния атмосферы может увеличить заболеваемость коренного населения непривычными для них болезнями, характерными для регионов с более теплым климатом.
Наблюдаемое изменение климата влияет на уровень погодно-климатической комфортности, увеличивает частоту экстремальных погодных явлений, усугубляющих экологическую ситуацию, что приводит к росту заболеваемости и дополнительной смертности не только для жителей городов, но и для всего населения Земли в большей или меньшей степени.
Например, даже при непродолжительном повышении температуры в сочетании с высокими концентрациями диоксида азота и серы, взвешенных мелкодисперсных веществ, озона наблюдается рост:
- смертности;
- частота обострений астмы;
- обструктивных заболеваний легких;
- пневмоний.
Последствия экстремальных атмосферных условий в России наглядно продемонстрированы летом 2010 года, когда аномально высокие температуры на протяжении длительного периода и резкое ухудшение качества воздуха в результате природных пожаров привели к значительным человеческим и экономическим потерям.
При этом повышенные концентрации токсичных примесей были вызваны не только продуктами горения лесов и торфяников, но и неблагоприятными метеорологическими условиями, которые способствовали накоплению загрязнений в приземном слое атмосферы.
Дополнительная смертность россиян в июле-августе 2010 года составила около 58 тыс. человек. Этот показатель намного превышает ежегодную смертность в результате ДТП. Число дополнительных смертей только в Москве, по сравнению с июлем 2009 года, увеличилось почти в 1,5 раза.
Атмосферные явления в комплексе с загрязнением воздушной среды служат стресс-фактором для здоровых людей, провоцируют обострение имеющихся патологий. От последствий глобального потепления особенно страдают пожилые, младенцы, пациенты с хроническими заболеваниями, а также люди, чья профессиональная деятельность связана с тяжелой физической работой на открытом воздухе.
Микронные и субмикронные атмосферные аэрозоли и твердые частицы (РМ – от англ. Particulate Matter), способные проникать в нижние отделы респираторного тракта, увеличивают число случаев респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний, снижают продолжительность жизни.
На территориях интенсивных пылевых загрязнений возникают специфические заболевания – силикоз и асбестоз, приводящие к изменению тканей легких. Силикоз вызывается кварцевой пылью с частицами около 3 мкм. К асбестозу приводят иглы асбеста длиной более 5 мкм и сечением около 3 мкм.
В отличие от химически инертных частиц кварца и асбеста, действующих на организм чисто механически, мельчайшие частицы металлов приводят к образованию в крови токсических продуктов биохимических реакций.
Особенно распространены отравления свинцом, кадмием, алюминием, бериллием, а также вспышки инфекций у людей, долго контактирующих с пылью вольфрама, ванадия, титана и шлаков металлургических производств. Многие виды минеральной и органической пыли техногенного происхождения являются причинами аллергических заболеваний.
Очень опасно загрязнение АВ стойкими органическими загрязнителями антропогенного происхождения:
- продуктами химической промышленности;
- сгорания топлива;
- сельского хозяйства;
- выбросами транспорта.
Эти загрязнители обладают низкой летучестью, высокой устойчивостью и биоаккумуляцией. Они переносятся на тысячи километров от источника и накапливаются в тканях растений и живых организмов, создавая дополнительный риск здоровью человека.
Дальний перенос атмосферных примесей обычно происходит из крупных городов и промышленных районов, объектов газо/нефтедобычи России, ближайших стран Европы и Азии, районов природных пожаров.
На здоровье человека влияют биогенные примеси, например, пыльца растений – мощный аллерген.
При изменении климата наблюдается:
- увеличение продолжительности сезона пыления аллергенных растений из-за сдвига сроков начала и окончания;
- возрастание концентрации пыльцы в АВ;
- расширение ареала распространения аэроаллергенов;
- появление ранее нехарактерных для определенной местности аллергозаболеваний.
Дополнительной проблемой загрязнения АВ является взаимодействие в воздушной среде пыльцы и техногенных примесей. На поверхности пыльцы накапливаются различные вредные вещества, что усиливает ее агрессивность по отношению к организму человека, проявляясь в увеличении частоты и тяжести аллергических заболеваний.
Исследования свидетельствуют, что в районах с крупными промышленными объектами и интенсивными транспортными потоками наблюдается многократное увеличение содержания в пыльце тяжелых металлов (ртути и свинца) по сравнению с экологически чистыми территориями.
Комплексное воздействие климатических условий и загрязнения атмосферы способно усиливать и/или видоизменять те возможные негативные последствия для здоровья, которые обычно наступают при воздействии этих факторов в отдельности.
По прогнозам ВОЗ, уже в обозримом будущем половина населения планеты будет страдать тяжелыми формами аллергии, появятся новые группы аллергенов.
Роспотребнадзор о заболеваемости
Загрязнение АВ промышленных городов приносит многообразное вредное воздействие. Отравление токсичными веществами приводит к ухудшению здоровья и снижению работоспособности жителей, а условия их жизни перестают соответствовать нормальным.
Так, интенсивное запыление воздуха снижает прозрачность атмосферы, что отражается на естественном освещении, уровне природного УФ-облучения.
По данным Роспотребнадзора, в 2018 году 587 дополнительных случаев заболеваний на 100 тыс. всего населения по России вызваны именно загрязнением атмосферного воздуха.
Посторонние примеси во вдыхаемом воздухе становятся причиной развития заболеваний:
- органов дыхания;
- иммунной, нервной, мочеполовой, костно-мышечной, репродуктивной систем;
- систем кровообращения;
- крови и кроветворных органов;
- слизистой глаз,
а также нарушения процессов развития организма детей.
На лидирующих позициях – болезни органов дыхания (респираторные, обострение бронхиальной астмы, хронического бронхита), вызываемые:
- оксидами азота;
- формальдегидом;
- бенз(а)пиреном;
- гидроксибензолом;
- аммиаком;
- хлором;
- дигидросульфидом
и другими ЗВ в 41 регионе РФ.
Это:
- Смоленская;
- Иркутская;
- Челябинская;
- Астраханская;
- Московская;
- Курганская;
- Псковская области;
- Татарстан;
- Якутия;
- Калмыкия.
Среди заболеваний – респираторные (в частности, обострение бронхиальной астмы, хронического бронхита).
Общее ослабление организма в условиях загрязненной воздушной среды приводит к увеличению в 1,5-2 раза числа случаев:
- хронического бронхита;
- эмфиземы легких;
- ОРЗ;
- хронических ринитов;
- отитов.
Значительно превышают среднегородскую статистику заболеваемости детей по РФ показатели заболеваемости детского населения в городах с высокой интенсивностью движения автотранспорта:
- пневмониями;
- хроническими болезнями миндалин и аденоидов;
- бронхитами;
- фарингитами;
- синуситами;
- ринитами.
На урбанизированных территориях с высокой запыленностью воздуха наблюдается увеличенное число случаев проблем с системой кровообращения:
- гипертонии;
- ишемической болезни сердца;
- цереброваскулярных болезней.
Под продолжительном воздействием окиси углерода изменяется сердечная проводимость, развивается более выраженный и ранний атеросклероз.
Антропогенное загрязнение АВ, в частности, диоксидом азота, серы и оксидом углерода служит этиологическим фактором, предрасполагающим к возникновению анемий у взрослого городского населения.
Щитовидная железа очень чувствительна к отклонениям в качестве окружающей среды, поэтому в загрязненных регионах наблюдается рост случаев тиреотоксикоза и других эндокринных патологий.
Люди, проживающие на экологически неблагополучных территориях, подвержены атопическому и контактному дерматиту.
В регионах с развитой тяжелой, добывающей и обрабатывающей промышленностью наблюдается рост числа пациентов с лейкозом, особенно среди детей, а также пациентов со злокачественными новообразованиями почек.
В условиях загрязнения атмосферы органы пищеварения часто оказываются центральным органом-мишенью и вовлекаются в патологический процесс, особенно в детском возрасте.
У детей, проживающих в неблагоприятных экологических условиях, в 2-4 раза выше (по сравнению с показателями территорий без объектов промышленности) уровень гастроэнтерологической заболеваемости:
- тяжелыми формами гастритов и гастродуоденитов, приводящими к развитию язвенной болезни,;
- эрозиями и перерождением слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки;
Кроме того, у них чаще встречается обширное поражение ЖКТ. Наиболее опасны для органов пищеварения примеси в АВ тяжелых металлов и ароматических углеводородов.
Производственные выбросы, содержащие:
- аммиак;
- пыль;
- бенз(а)пирен;
- диоксид азота;
- сернистый газ
приводят к заболеваниям нервной и мочеполовой систем.
В загрязненных районах чаще встречаются случаи недоношенности и рождения детей с врожденными аномалиями.
В промышленных регионах с неблагоприятной экологической обстановкой складывается сложная эпидемиологическая ситуация по целому ряду инфекций:
- острые инфекции дыхательных путей;
- вирусные гепатиты А, В, С;
- дизентерия, сальмонеллез, коклюш, дифтерии.
Высокие концентрации метилмеркаптана (вещества, содержащегося в выбросах предприятий целлюлозно-бумажной промышленности) способствует формированию высокого уровня заболеваемости инфекциями с аэрозольным механизмом передачи возбудителя (краснуха, ветряная оспа, ОРЗ).
Продукты износа дорожного полотна и отработавшие газы автомобилей в крупных городах с высокой интенсивностью транспортных потоков — это источник повышенного уровня канцерогенного риска.
Среди канцерогенов:
- хром;
- формальдегид;
- соединения тяжелых металлов (свинца, кобальта, никеля и кадмия).
Канцерогенный риск для здоровья населения – фактор развития онкологических заболеваний, также обусловлен загрязнением АВ выбросами металлургических предприятий и топливно-энергетического комплекса.
Малые концентрации токсичных примесей в воздухе способствуют развитию хронических отравлений. При этом симптомы отравления обычно являются маловыраженными, а субъективные жалобы – неопределенными.
Часто хроническое воздействие токсичных веществ снижает защитные силы организма, проявляясь в увеличении случаев общей заболеваемости или в понижении работоспособности.
Атмосферные загрязнения:
- оказывают сенсибилизирующее действие;
- способствуют снижению иммунобиологической резистентности организма, ухудшению показателей физического развития детей.
Меры борьбы
Эксперты считают, что кардинально изменить ситуацию с загрязнением воздуха в российских городах поможет ограничение сферы автотранспорта путем:
- введения платных парковок в центральных районах мегаполисов;
- запрета на въезд большегрузного транспорта;
- перехода на экологичное топливо;
- внедрение на промышленных предприятиях современных технологий;
- совершенствование природоохранного оборудования.
Во многих городах крупные промышленные объекты расположены в городской черте. Например, в миллионном Красноярске работают алюминиевый и цементный заводы, три крупных ТЭЦ и угольные котельные.
В большинстве случаев предприятия в границах населенных пунктов – наследие советской эпохи. Некоторые красноярские заводы были построены в городе во времена Великой Отечественной войны, когда усилия направлялись на достижение победы, требовалось быстро развернуть производство.
Среди других факторов, усугубляющих неблагоприятную обстановку с атмосферным воздухом в Красноярске – сложный природный рельеф города, угольная генерация и высокий уровень автомобилизации.
Схожие проблемы наблюдаются и в Братске Иркутской области. При возведении города были допущены серьезные градостроительные ошибки.
В итоге крупные промышленные предприятия находятся в непосредственной близости к жилой застройке, а по лесным массивам, отделяющим заводы от жилых районов, проложены автотрассы. Дороги образуют открытые пространства, эспланады, по которым потоки выбросов направляются прямо в городскую черту.
Острой проблемой городов считается загрязнение воздуха промышленными выбросами при неблагоприятных метеорологических условиях (НМУ), когда стоит безветренная погода, низкая облачность и формируется смог.
В Челябинске ситуация со смогом и низким качеством воздуха привела к тому, что экологи предложили использовать специальные противотуманные пушки. На 100 % пушки не могут избавить от смога, но жизнь горожан существенно облегчают.
Распыляемая мелкодисперсная вода способна улавливать взвешенные частицы размером в 10 микрон и более, прибивая их к земле, а также подавлять запахи.
Кроме того, в угледобывающих регионах жители страдают от угольной пыли, которая распространяется по воздуху при перегрузке угля открытым способом.
В Кемеровской области (регионе, добывающем более 60 % российского угля) за последние два десятилетия было закрыто 50 экологически опасных производств, что позволило сократить выбросы на 35 % (325 тыс. т в год).
Например, в 2016 году была запущена электростанция на кемеровском заводе «Кокс». Она работает на коксовом газе, который до этого сжигался.
Рассмотрим более детально, что можно предпринять по улучшению состояния атмосферного воздуха в городах в отношении выбросов автотранспорта и промышленности, организации транспортных потоков и инфраструктуры.
В сфере автотранспорта
Картина загрязнения российских населенных пунктов выглядит по-разному: в отдельных городах основной загрязнитель – промышленные предприятия, а в мегаполисах – автомобильный транспорт.
Снизить загрязнение позволит контроль технического состояния общественного транспорта — автобусы, характеристики которых не соответствуют современным экологическим стандартам, выходить на линию не должны. Внесет свой вклад в чистоту воздуха населенных мест соответствие топлива автотранспорта стандартам с пониженными выбросами.
При этом наладить централизованную работу по экологизации автотранспорта, обеспечить реальное снижение автомобильных выбросов нелегко.
Воздействовать нужно на разные целевые категории:
- миллионы автомобилистов, производителей автомобилей и топлива;
- компании, эксплуатирующие автотранспорт.
При этом число машин в ближайшие годы точно не уменьшится, а до кардинального перехода на альтернативные источников энергии еще очень далеко.
Электромобили частично решили бы вопрос качества воздуха в городах. Но учитывая существующие виды способов их подзарядки, массовый переход автолюбителей на электротранспорт приведет к резкому росту выбросов от энергетических компаний, питающих зарядные станции.
Поэтому государство поэтапно использует комплекс малых мер, направленных на снижение объемов загрязнения от автотранспорта.
Это:
- развитие скоростного городского и общественного транспорта;
- реорганизация системы движения транспорта — оптимизация работы светофоров и транспортных потоков, строительство многоуровневых развязок;
- повышение экокласса топлива и двигателей автомобилей;
- развитие микромобильности и шерингового транспорта;
- оснащение АЗС системами рекуперации газов (удерживания выбросов паров топлива и их дальнейшего использования для хозяйственных нужд, по аналогии с системами промышленных предприятий);
- переход на газомоторное топливо.
Сейчас при закупке новых автобусов приоритет отдается транспорту на метане. А в Татарстане при переводе машины с бензина на газ государство возмещает 60% расходов как бизнесу, так и гражданам.
В республике почти 600 АЗС оснащены системами рекуперации паров моторного топлива, что позволило сократить выбросы в атмосферу на 5,5 тыс. т ЗВ в год. Только за счет двух программ по рекуперации и переходу на газомоторное топливо выбросы в атмосферу сокращены на 8,3 тыс. т в год.
Есть в России проблемы и с проверкой технического состояния автомобилей. Газоанализаторы способны выявить нарушение точечно, но не могут охватить весь поток машин.
При этом в западных странах повсеместно внедряется новая технология инфракрасной спектроскопии выхлопных газов от движущихся транспортных средств, когда безопасное для глаз инновационное лазерное оборудование точно просчитывает объем выделяемых из выхлопной трубы газов в режиме реального времени.
Эта методика позволяет выявлять загрязняющие воздух машины.
При планировании и озеленении городов
Промышленные объекты, транспортные магистрали должны отделяться от жилых районов буферной зоной из зеленых насаждений.
Установлено, что озеленение вдоль дорог на 50-60 % снижает уровень загрязнения атмосферного воздуха в домах, которые прилегают к проезжей части. Зеленые насаждения за счет фотосинтеза удаляют из воздуха диоксид углерод, обогащают АВ кислородом.
На листьях деревьев и кустарников оседает более 70% взвешенных частиц и до 60% диоксида серы, поэтому в парках, скверах и садах концентрация пыли в воздухе десятки раз меньше, чем на открытых территориях.
Кроме того, большинство деревьев и кустарников выделяют фитонциды, убивающие бактерии. Зеленые насаждения в целом регулируют микроклимат города, «гасят» городской шум, приносящий вред здоровью людей.
Грамотное планирование города – важный фактор поддержания чистоты воздуха. Развитие городской застройки должно осуществляться по принципу 15-минутной доступности, а обновление – по принципам ESG-реновации.
Следует располагать жилые кварталы с подветренной стороны и на возвышенностях. Важно учитывать розу ветров, рельеф местности и наличие водных объектов. Промышленные зоны должны размещаться вдали от жилых кварталов или за пределами города.
Ощутимо сократить выбросы поможет ликвидация маломощных неэффективных котельных, работающих на угле.
В промышленности
Меры защиты АВ в промышленности направлены на снижение объемов выбросов и концентрации вредных веществ в воздухе.
На промышленных предприятиях реализуются такие мероприятия по охране атмосферного воздуха:
- внедрение безотходных, малоотходных и ресурсосберегающих технологий;
- использование инновационного очистного оборудования для более эффективной фильтрации выбросов;
- переход на экологически чистое сырье;
- вторичное использование материалов;
- использование топлива с минимальным содержанием примесей;
- обогащение сырья для производства экологически безопасной продукции;
- минимизация неорганизованных выбросов и утечек;
- контроль технологической работоспособности производственного оборудования и эффективности очистных сооружений;
- озеленение санитарно-защитных зон.
На старых предприятиях проводятся масштабные реконструкции, с внедрением передовых технологий и современного оборудования.
Поможет исправить ситуацию поддержание мирового тренда на «углеродную нейтральность» путем снижения прямых выбросов углекислого газа от производств. Например, при переходе на источники электроэнергии, не использующие углеводородное топливо.
Следует оценивать углеродный след товара на протяжении всего жизненного цикла:
- закупка сырья;
- доставка;
- продажа;
- использование;
- утилизация.
Таким образом, крупные предприятия могут не только снижать свои выбросы, но и мотивировать к этому своих контрагентов.
Для сокращения газообразных выбросов на предприятиях могут использоваться такие методы:
- Оптимизация работы теплогенерирующих установок путем использования присадок, внедрения современных технологий сжигания топлива, выбора оптимального режима работы.
- Переход на экологически чистое топливо – например, замена мазута на природный газ или на инновационное синтетическое топливо.
- Фильтрация дымовых газов методами десульфатации, абсорбции, адсорбции, каталитического окисления.
- Рассеивание вредных примесей в атмосфере за счет увеличения высоты источника выброса (трубы). В результате рассеивания на большей территории концентрация примесей в приземном слое атмосферы снижается.
При производстве электроэнергии необходимо:
- использовать топливо с низким уровнем выбросов в атмосферу;
- использовать альтернативные источники энергии;
- развивать комбинированную генерацию тепла и электроэнергии;
- внедрять технологии распределенной энергетики (распределенной генерации, систем хранения электроэнергии, управления спросом на электроэнергию, энергоэффективностью, микроэлектросети).
Правильное обращение с отходами, сокращение количества отходов за счет разумного потребления и производства также приведет к снижению загрязненности атмосферы.
Это:
- раздельный сбор мусора;
- переработка отходов;
- возврат извлеченных ценных компонентов отходов в производственный цикл;
- развитие биологической утилизации отходов.
Видео
В видео сюжете ниже рассказывается о том, что является основным источником загрязнения атмосферы в больших городах и как бороться с высоким уровнем смертности в них:
Заключение
Загрязнение атмосферы – одна из самых острых экологических проблем. Она наблюдается не только на территориях городов вблизи источников выбросов загрязняющих веществ, но и распространяет свое влияние на отдаленные, малоосвоенные и экологически значимые территории России.
Воздействие загрязненного воздуха на урбанизированных территориях многогранно. Оно проявляется в отрицательном влиянии на здоровье и условия жизни людей, негативно сказывается на состоянии почвы и водных объектов, причиняет вред животным и растениям, приносит значительный экономический ущерб.
Основными источниками загрязнения воздушной среды городов считают автотранспорт и промышленность. На долю автомобилей и сопутствующей инфраструктуры в больших городах приходится до 90 % техногенных примесей.