Химическое загрязнение
Атмосфера как наиболее динамичная среда характеризуется сложной пространственно-временной динамикой уровней содержания примесей. В каждый данный момент времени уровень загрязненности атмосферы над некоторой территорией определяется приходной (поступление от источников в пределах территории, привнос извне, образование в результате вторичных химических процессов) и расходной частями баланса (вынос за пределы территории, осаждение на поверхность, разрушение в атмосфере).
На территории города Ижевска Комплексная Лаборатория Мониторинга Окружающей Среды Удмуртского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды проводит регулярные наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха на 4 стационарных и 2 маршрутных постах. Существующей сети мониторинга недостаточно для комплексной пространственной характеристики загрязнения атмосферного воздуха. В связи с этим, при кафедре Экологии и природопользования ФГБОУ ВО «УдГУ» в период с 2014 по 2016гг. были организованы исследования состояния атмосферного воздуха по программе эпизодического отбора проб. Исследования производились 1 раз в 3-4 месяца, на протяжении 10 дней (последовательно, без перерыва) на 12 точках, расположенных, как внутри жилых кварталов, так и вблизи проезжей части автодорог.
При помощи газоанализатора ГАНК-4 измерялись среднесуточные концентрации таких веществ как: углеводороды предельные, углерода оксид, формальдегид, азота диоксид. Замеры осуществлялись 3 раза в сутки по маршруту в установленной последовательности. Отбор проб на первой точке утреннего маршрута начинался в 6.00, дневного - в 12.00, вечернего – в 18.00. В общей сложности, в рамках программы эпизодического исследования состояния атмосферного воздуха по каждому компоненту было осуществлено чуть более 3500 отборов проб. Одновременно с отбором проб определялись метеорологические показатели, осуществлялся контроль интенсивности транспортного потока (с учетом структуры потока) в точках, расположенных на автодорогах. Для проведения пространственного анализа уровня загрязнения атмосферного воздуха в период с мая 2016 по октябрь 2018гг. на территории г. Ижевска были проведены разовые исследования на 120 точках. Привязка полученных разовых значений концентраций к среднегодовым значениям, по данным эпизодических исследований, производилась через коэффициент, рассчитываемый как отношение среднего значения концентрации примеси в точках эпизодического контроля состояния атмосферного воздуха за период с 2014 по 2016 год к среднему значению в точках эпизодического контроля, полученному в период разовых исследований. Необходимо отметить, что значения данного коэффициента составили 1,2, что свидетельствует о достаточно близких к среднегодовым значениям, полученным в ходе разовых исследований. Таким образом, в общей сложности, в рамках комплексного исследования состояния атмосферного воздуха на территории г. Ижевска около 6000 отборов проб воздуха.
При проведении замеров и обработке результатов было выяснено, что показатели загрязнения атмосферного воздуха в среднем за год на проезжей части были выше, чем внутриквартальные. Это обусловлено интенсивным поступлением в атмосферный воздух продуктов сгорания топлива. Среднее значение КИЗА (комплексного индекса загрязнения атмосферного воздуха) по загрязняющим веществам для города Ижевска по данным результатов замеров составило 4,9. При этом, расчет КИЗА для точек, расположенных вблизи автодорог показал значение равное 6,19, а во внутриквартальной территории равное 3,61, что в 1,7 раза меньше. Анализ среднегодового хода концентраций загрязняющих веществ показал, увеличение концентраций по контролируемым примесям в теплый период почти в 1,5 раза.
Особенно контрастными оказались различия между значениями концентраций ЗВ в теплый и холодный период на точках, расположенных вблизи автодорог, что указало на влияние метеорологических условий, как факторов рассеяния примесей в атмосфере. Опытным путем (расчет коэффициента корреляции, определяющего степень связи между двумя явлениями) было определено, что наиболее сильная связь уровней загрязнения атмосферного воздуха выявлена со значениями температуры атмосферного воздуха и ветровым режимом. Расчет степени связи КИЗА и скорости ветра показал обратную слабую, достоверную связь. Определение степени связи между ветровым режимом и концентрациями отдельных примесей показало тот же результат. Расчет коэффициента корреляции между значения КИЗА и температурой атмосферного воздуха показа слабую достоверную положительную связь (0,4). В тоже время, расчет данного коэффициента между значениями температуры и концентрациями отдельных примесей определил более разнородную картину. Наибольшая степень связи отмечалась для формальдегида и характеризовалась как положительная достоверная средняя степень связи (0,58). Необходимо отметить, что выявленная связь «формальдегид-температура» схожа с результатами полученным, в рамках исследований проведенных на территории других городов, например, в г.Ханты-Мансийск.
Поскольку контроль сопоставимости результатов эпизодических измерений и данных полученных лабораторией Росгидромета на ПНЗ-8 в декабре 2014 года дал положительный результат, основной причиной различий в значениях полученных по данным эпизодического контроля и данных сети государственного мониторинга, являются специфика пространственного размещения пунктов отбора проб.