Основные источники загрязнений в районе г.Нижневартовска
Белан Б.Д.
В исходной информации об источниках выбросов перед началом эксперимента указывалось, что основным загрязнителем в городе выступает автотранспорт. Анализ пространственного распределения примесей по территории подтверждает этот факт лишь частично. Если рассматривать распределение оксида углерода по территории города (рис.1), то видно, что максимальные концентрации наблюдаются в центральной части и уменьшаются к периферии. Так как максимумы содержания СО соответствуют местам пересечения основных транспортных потоков, то можно с большой степенью уверенности считать, что главным источником СО является транспорт.
Распределение других газов в воздухе указывает на наличие дополнительных источников. Так, в поле суммарных углеводородов, приведенном на рис.2, можно выделить два возможных источника: зону аэропорта, что вполне понятно, если учитывать интенсивность работы авиаци, и шлейф от месторождения оз.Самотлор. В городе же происходит увеличение концентрации за счет местных выбросов. Рис.2, таким образом, показывает, что влияние месторождений сказывается и в приземном слое воздуха.
Чтобы проанализировать, из каких источников попадают в воздух г.Нижневартовска разные компоненты загрязнений, были проведены отборы проб в шлейфах факелов месторождений и выборосах котельных и автотранспорта. Из табл. 1 видно, что газовый состав выбросов в г. Нижневартовске идентичен тому, который наблюдается в холодный период вне шлейфов. Это касается также автотранспорта. Хотя данные по его выбросам приведены в удельных единицах ( грамм на килограмм топлива), которые легко можно пересчитать в концентрации.
Таблица 1
Газовый состав (мг/м3) выбросов
| Газы | Самотлор | Мегион | Нижневартовск | Автотранспорт | |||
| шлейф нефтяной | шлейф газовый | котельная | котельная № 1 | котельная № 2 | карбюраторный | дизельный | |
| Аммиак | 1,9 | 0,2 | 0,8 | 1,2 | 0,1 | 0,22 | < |
| Ацетилен | < | < | < | < | 3 | 12,44 | 13,55 |
| Ацетон | < | < | < | < | 3,2 | 0,54 | 1,34 |
| Бензин | 31 | 2,2 | 12,4 | 2,4 | < | 3,62 | 18,11 |
| Бензол | 1,8 | 1,2 | 0,5 | 1,2 | 0,5 | 1,13 | 5,49 |
| Ксилол | 9,6 | 10,8 | 5,2 | < | 5,4 | 1,84 | 4,24 |
| NO | 1,2 | 1,3 | 0,1 | 2,2 | 1,6 | 4,34 | 8,53 |
| NO2 | 0,08 | 0,2 | 0,08 | 1 | < | 0,29 | 2,58 |
| CO | 3,2 | 3,9 | 5,6 | 3,1 | 2,4 | 19,82 | 14,82 |
| SO2 | 1,8 | 1,6 | 0,8 | 0,9 | 0,4 | 0,77 | 1,22 |
| Толуол | < | < | < | 0,8 | 0,9 | 2,05 | 12,82 |
| S CH-нефти | 32 | 14,6 | 16,2 | 12 | 12 | 15,76 | 44,17 |
| Хлор | < | < | < | 0,5 | 0,5 | 0,16 | 0,29 |
| Этиловый эфир | < | < | < | < | < | - | - |
В связи с тем, что летом котельные не работали, а попытки войти на самолете-лаборатории в устье факелов месторождений едва не закончились катастрофой, забор же на удалении от устья из плохо видимого шлейфа факела ( в отсутствии конденсации, а соотвественно, и аэрозоля ) был бы некорректен, то аналогичные данные для летнего периода отсутствуют.
Химический состав выбросов приведен в табл. 2, из которой можно отметить высокие концентрации Na и CI Выше,чем у земли, концентрация элементов, входящих в состав частиц почвенного аэрозоля, таких как Fe, Mg, AI, Ti, Ca. Ионы NH4+ , K+ и SO42- обнаружены только в шлейфах котельных, что касается и элементарных Мо, Со.
Вместе с тем данные табл. 2 не подтверждают гипотезу, что вертикальное распределение химических компонентов аэрозоля,приведенное в предыдущем разделе формируется только за счет местных выбросов. По- видимому, происходит наложение принесенного аэрозоля, выбросов и аэрозоля, поднимающегося с поверхности земли.
Проведеный в холодное время эксперимент показал качественное изменение состава воздуха в г.Нижневартовске, что во многом обусловлено "выключением" такого мощного источника загрязнений, как испарение пролитых на рельеф местности нефтепродуктов. Полученные в ходе обоих комплексных экспериментов результаты позволяют в дальнейшем перейти к оценке соотношения факторов, определяющих уровень загрязнения воздушного бассейна города.
Таблица 2
Химический состав (мкг/м3) аэрозоля в шлейфах
| Вещества | Самотлор | Мегион котельная |
Нижневартовск котельная |
|
| шлеф нефтяной | шлейф газовый | |||
| pH | 6,37 | 6,35 | 6,25 | 6,21 |
| Na+ | 18,37 | 5,17 | 5,29 | 1,27 |
| K+ | < | < | < | 0,04 |
| Cl- | 112,1 | < | 48,8 | 13,8 |
| NH4+ | < | < | < | 12,7 |
| SO2-4 | < | < | 2,89 | 3,29 |
| Hg2+ | < | 0,19 | 0,03 | 0,26 |
| Fe | 4,38 | 6,12 | 3,47 | 6,48 |
| Mn | 0,04 | 0,003 | 0,02 | 0,08 |
| Mg | 4,25 | < | 1,85 | 1,74 |
| Pb | 0,14 | 0,07 | 0,02 | 0,11 |
| Cr | 0,1 | < | 0,02 | 1,19 |
| Ni | 0,41 | 0,08 | 0,17 | 0,26 |
| Al | 242,5 | 3,22 | 10,8 | 5,33 |
| Ti | 12 | 5,32 | 4,9 | 2,96 |
| Cu | 0,28 | 2,13 | 0,33 | 1,19 |
| V | 0,03 | < | 0,01 | 0,04 |
| Mo | < | < | < | 0,02 |
| Ca | 13,75 | 3,54 | 10,3 | 10,9 |
| Si | 0,63 | 0,03 | 0,83 | 0,29 |
| Ba | 1,56 | < | 0,83 | 3,13 |
| B | 0,06 | < | 0,01 | 0,09 |
| Co | < | < | 0,005 | 0,002 |
Для сравнения мощности источников загрязнений в районе г.Нижневартовска объединим все вышеприведенные оценки в табл. 3.
Таблица 3
Среднегодовые концентрации загрязнений от разных источников в г.Нижневартовске
| Источник | Теплый период | Холодный период | За год | |||
| г/м3 | % | г/м3 | % | г/м3 | % | |
| Автотранспорт | 0,505 | 37,5 | 0,505 | 45,1 | 0,505 | 32,3 |
| Факелы | 0,396 | 29,4 | 0,396 | 35,4 | 0,396 | 25,3 |
| Котельные | - | - | 0,218 | 19,5 | 0,218 | 13,9 |
| Испарения | 0,445 | 33,1 | - | - | 0,445 | 28,5 |
| Итого | 1,346 | 100 | 1,119 | 100 | 1,564 | 100 |
Из табл. 3 следует, что и в холодный , и в теплый периоды наибольший вклад в общее загрязнение воздуха в г. Нижневартоске действительно вносит автотранспорт: от 37,5 до 45,1 % всех поступлений; с учетом всех факторов в среднем за год - 32,3 %. Анализ данных таблицы показывает, что вклад автотранспорта в загрязнение воздуха не является доминирующим ( как считалось местными органами ранее) и соизмерим с действием остальных источников.
На втором месте по среднегодовому вкладу оказываются испарения пролитых нефтепродуктов - 28,5 %, которые в теплый период составляют 33,1 %. Фон загрязнения воздуха, создаваемый факелами, оценивается в 25,3 % в среднем за год. В теплый период эта величина составляет 29,4 %, в холодный период -35,4 %.
На последнем месте по значимости вклад выбросов котельных: 19,5% осенью-зимой и 13,9% в среднем за год.
От теплого к холодному периоду уменьшается и общая концентрация загрязнений воздуха от 1,346 до 1,119 г/м3. Это происходит за счет исключения в холодный период такого фактора, как испарение пролитых нефтепродуктов, которое по величине не компенсируется выбросами котельных. В пользу этого вывода говорят и данные прямых измерений .
Проведенные эксперительные исследования загрязнения воздушного бассейна г.Нижневартовска и анализ его причин позволяют составить следующую картину формирования полей примесей.
В теплый период общее загрязнение воздуха формируется действием трех источников: рассеиванием шлейфов факелов месторождений, испарением нефтепродуктов и автотранспортом. Первые два создают фон, на котором резко проявляются выбросы автотранспорта.
В холодный период испарение нефтепродуктов прекращается, а выбросы котельных, которые начинают работать в это время вносят меньший вклад в общее загрязнение воздуха.