Лекция 5. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ГОРОДОВ БЕЛАРУСИ
1. Основные источники загрязнения и экология воздушной среды.
2. Использование и экология природных вод урбоэкосистем.
3. Образование и удаление отходов с городских территорий.
1. Основными источниками загрязненияатмосферного воздуха на территории Беларуси являются: автотранспорт; объекты энергетики; промышленные предприятия. В 2003 г. выброшено в атмосферу 1327,5тыс. т. загрязняющих веществ. Большая часть из них произведена передвижными источниками (прежде всего автотранспортом) - 955,3 тыс. т. (72%). На долю стационарных источников пришлось 28% выбросов - 372,2 тыс. т (таблица 1). Выбросы загрязняющих веществ на одного жителя республики составили 134,7 кг.
В составе выбросов в атмосферу преобладают оксид углерода - 55,2%, углеводороды - 18,6% и оксиды азота - 10,6%. Большая часть выброшенных в атмосферу оксида углерода (87,0%) и оксидов азота (60,2%) обусловлена работой автотранспорта. Выбросы свинца автотранспортом практически отсутствуют, поскольку этилированный бензин в Беларуси с 1997 г. не производится и не импортируется.
Таблица 1
Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу на территории Беларуси в 2003 г. (в тыс. т)
| Регион, область | Ис- точ- ник* | Оксид угле рода | Диок- сид серы | Оксиды азота | Углево- дороды (с ЛОС) | Твердые вещества | Всего | ± по срав- нению с 2002 г. |
| Брестская | C П S | 106,0 9,4 96,6 | 11,2 5,4 5,8 | 17,4 4,2 13,2 | 29,1 2,6 26,5 | 11,2 7,0 4,2 | 175,8 29,5 146,3 | -5,8 -3,0 -2,8 |
| Витебская | C П S | 92,4 16,4 76,0 | 29,9 25,0 4,9 | 26,6 15,6 11,0 | 53,5 32,1 21,4 | 9,9 6,3 3,6 | 212,9 96,0 116,9 | -3,3 -3,5 +0,2 |
| Гомельская | C П S | 112,5 19,6 92,9 | 35,0 29,6 5,4 | 23,9 11,5 12,4 | 41,8 16,6 25,2 | 8,5 4,6 3,9 | 225,3 85,5 139,8 | -1,5 +0,4 -1,9 |
| Гродненская | C П S | 91,2 12,0 79,2 | 7,4 3,1 4,3 | 16,4 6,2 10,2 | 23,4 2,4 21,0 | 9,3 6,2 3,1 | 149,9 32,1 117,8 | +5,3 +0,2 +5,1 |
| Минская (включая г.Минск) | C П S | 259,4 28,6 230,8 | 33,5 21,3 12,2 | 42,5 13,2 29,3 | 73,5 12,9 60,6 | 20,8 11,9 8,9 | 433,0 91,2 341,8 | +27,9 +2,0 +25,9 |
| Могилевская | C П S | 71,0 9,5 61,5 | 9,3 5,7 3,6 | 13,4 5,1 8,3 | 26,1 9,4 16,7 | 9,0 6,4 2,6 | 130,6 37,9 92,7 | -4,1 -5,0 +0,9 |
| Республика Беларусь | C П S | 732,5 95,5 637,0 | 126,4 90,2 36,2 | 140,1 55,7 84,4 | 247,5 76,1 171,4 | 68,6 42,3 26,3 | 1327,5 372,2 955,3 | +18,6 -8,8 +27,4 |
*С - стационарные источники, П - передвижные источники, S - общая сумма выбросов.
Пространственная структура выбросов загрязняющих веществ на территории Беларуси неоднородна. Среди областейреспублики наибольшее количество загрязняющих веществ выброшено на территории Минской области и г.Минск - 433,0 тыс. т, наименьшее - Могилевской - 130,6 тыс. т. На каждого жителя Минской области приходится 149,3 кг. загрязняющих веществ, города Минска - 119,8 кг. Среди городов Беларуси по объему выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников выделяются Новополоцк (52,0 тыс. т) и Минск (35,9 тыс. т). В 12 городах вклад формальдегида в суммарное загрязнение воздуха составлял до 70%.
Анализ данных об объемах выбросов за последние десятилетия свидетельствуют о хорошо выраженной тенденции к их снижению (В.Ф.Логинов, 2002). Пик объема выбросов приходится на конец 80-х годов, после чего наблюдается постепенное его снижение. При этом тенденции изменения объемов выбросов от стационарных и передвижных источников несколько различаются. Для стационарных источников характерно постепенное снижение объемов выбросов (за 25-летний период более чем 4-кратное уменьшение). Такая закономерность связана, прежде всего, с переводом энергетики с твердых и жидких видов топлива на природный газ и выполнением природоохранных мероприятий: закрытием или реконструкцией устаревших производств, строительством воздухоочистных сооружений и др. В начале 90-х годов одной из причин уменьшения объемов выбросов явился спад промышленного производства.
Иная динамика характерна для выбросов, обусловленных работой передвижных источников. До конца 80-х годов наблюдалось постепенное повышение объемов выбросов, что обусловлено ростом автопарка в стране, а с начала 90-х годов четко прослеживается тенденция к постепенному снижению объемов выбросов загрязняющих веществ, что связано с увеличением доли в транспортных потоках машин иностранного производства со значительно меньшими удельными расходами топлива на километр пробега по сравнению с российскими и украинскими.
Оценку состояния загрязнения атмосферного воздуха городов Беларуси производят с использованием среднесуточных и максимально разовых ПДК. Для оценки степени суммарного загрязнения атмосферы рядом веществ используется комплексный показатель – индекс загрязнения атмосферы (ИЗА). Расчет ИЗА для одного вещества производят по формуле:
где qcp.i. – среднегодовая концентрация i-го вещества, ПДКc.c.i. – его среднесуточная предельно допустимая концентрация, Кi – безразмерный коэффициент, позволяющий привести степень загрязнения воздуха i-м веществом к степени загрязнения воздуха диоксидом серы.
Значения Кi равны соответственно 0,85; 1,0; 1,3; 1,5 соответственно для 4,3,2 и 1 классов опасности вещества.
Комплексный ИЗА, учитывающий массу веществ, присутствующих в атмосфере, рассчитывается по формуле:
m
I (m) = ∑ (qcp.i./ ПДКc.c.i. ) Кi
i=1
В соответствии с существующими методами оценки среднегодового уровня, загрязнение считается низким, если ИЗА ≤5, повышенным при 5< ИЗА<7, высоким при 7≤ИЗА<14 и очень высоким при ИЗА≥14.
Состояние загрязнения атмосферного воздуха городов на 2003г. Наибольшее количество загрязняющих веществ выброшено в атмосферу стационарными источниками Витебской области (25,8% общего объема выбросов), наименьшее – стационарными источниками Брестской и Гродненской областей (7,9% и 8,6%, соответственно). Индекс загрязнения атмосферы, расчитаный по пяти приоритетным примесям, находится в пределах от 3,4 (г.Пинск) до 9,1 (г.Гомель). В 2003г. высокий ИЗА наблюдался в г.Речице и г.Гомеле (9,0-9,1 соответственно) и был обусловлен значительным содержанием в воздухе формальдегида. В городах Светлогорске, Витебске, Гродно, Новополоцке и Полоцке ИЗА повышен, в остальных городах – низкий.
Первое место в республике по объему выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников занимет г.Новополоцк (52 тыс.т.). Основной вклад в суммарный ИЗА вносит формальдегид (80%). Основными источниками загрязнения воздуха являются предприятия нефтеперерабатывающей (ОАО «Нафтан») и химической (ОАО «Полимир» отраслей промышленности), а также электроэнергетики (Новополоцкая ТЭЦ). В г.Витебске на ОАО «Керамика» отмечено превышение нормативов выброса азота диоксида и углерода оксида в 1,1 и 1,9 ПДВ, соответственно. На ОАО «Витебский мясокомбинат» наблюдалось незначительное превышение ПДВ выбросов аммиака по максимально разовым величинам. ИЗА повышен и составляет 5,7. Отмечается повышенная загрязненность воздуха в районе авто- и железнодорожного вокзала, ИЗА в 1,5-2 раза выше, чем на остальной территории города, а содержание формальдегида, особенно в теплые месяцы, составляет 3,5 ПДК. В г.Полоцке в выбросах загрязняющих веществ ОАО «Полоцк-стекловолокно» отмечено в 1,1 раз превышение нормативов выбросов по среднегодовым значениям бората кальция и фтористых соединений.
Основными источниками загрязнения воздушного бассейна г.Минска являются тепловые электростанции, бытовые котельные, предприятия машиностроения, электротехники, стройиндустрии, легкой промышленности, автомобильный и железнодорожный транспорт. Распределение выбросов на территории г.Минска неравномерно. В сравнении с областными центрами Беларуси, среднегодовые концентрации взвешенных веществ, диоксида серы и фенола в г.Минске существенно ниже. За последние пять лет уровень загрязнения воздуха основными вредными веществами и фенолом стабилизировался и имеет тенденцию к снижению. В г.Солигорске основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются ПО «Беларускалий» и автотранспорт. Устойчивую тенденцию к увеличению имеет динамика выбросов от стационарных источников в атмосферу города.
Основными источниками загрязнения воздуха в г.Гомеле являются предприятия химической, деревообрабатывающей промышленности, а также предприятия электроэнергетики, машиностроения и станкостроения. На ОАО «Гомельский химический завод» зафиксированы превышения среднегодовых значений выбросов фтористых соединений до 1,7, а максимально разовых до 4,6 ПДВ. На ОАО «Гомельдрев» отмечены случаи превышения нормативов выбросов по максимально разовым значениям толуола, этилацетата, этанола (1,2-1,8 ПДВ). К основным загрязнителям воздуха в г.Светлогорске относятся: РУП «Светлогорское ПО «Химволокно»», ОАО «Светлогорский целлюлозно-картонный комбинат», Светлогорская ТЭЦ. В г.Светлогорске отмечены случаи превышения концентраций сероуглерода в атмосферном воздухе. К основным стационарным загрязнителям г.Речицы относятся РУП «Опытно-промышленный гидролизный завод», ОАО «Речицадрев».
В г.Гродно фиксировались случаи увеличения концентрации аммиака в воздухе до 1,4 ПДК. В последние годы наблюдается тенденция роста средних концентраций оксида углерода и оксида азота. Превышения ПДВ были зафиксированы по максимально разовым значениям на трех предприятиях Гродно: ОАО «Гродненский стеклозавод» (по пыли неорганической, азота диоксиду 1,1-1,8 ПДВ); ОАО «Гродно азот» (по азота диоксиду, углерода оксиду, аммония нитрату, натрия карбонату до 1,3 ПДВ); Гродненская ТЭЦ-2 (по азота диоксиду в 1,6 ПДВ).
г.Могилев – основным источником загрязнения воздушного бассейна города является автотранспорт. Более 200 предприятий, расположенных в различных районах города, образуют компактные промышленные зоны. В результате большая часть города оказывается под постоянным воздействием повышенных концентраций специфических вредных веществ. Расположение многих (особенно химической отрасли) предприятий на возвышенных участках с наветренной стороны по отношению к жилым массивам и центру города приводит к увеличению воздействия выбросов на население. Для воздушного бассейна города характерна повышенная загрязненность воздуха не столько основными, сколько специфическими примесями (аммиак, фенол, сероуглерод). На долю специфических загрязняющих веществ приходится 94% общего превышения ПДК. ИЗА составляет 4,7 и примерно средний среди промышленных городов республики. Несмотря на существенное снижение загрязненности воздуха фенолом (за последние пять лет содержание уменьшилось на 58%), во всех районах зафиксированы концентрации 3,5-5,5 ПДК. Источниками загрязнения воздуха аммиаком являются выбросы ОАО «Моготекс», мясокомбината, молочного комбината, автозавода, желатинового завода и других предприятий, имеющих холодильные компрессорные установки. Загрязнение воздушного бассейна города сероуглеродом и сероводородом является завод искусственного волокна, максимально разовые концентрации превышали ПДК в 5-9 раз.
В годовом ходе увеличение средних концентраций большинства основных и специфических загрязняющих веществ наблюдается в теплый период.
2.Природные воды Беларуси используются на: хозяйственно-питьевое водоснабжение; производственные нужды; гидроэнергетику; судоходство; рекреацию; рыбно-прудовое хозяйство; орошение. Забор воды из природных источников в 2003 г. составил 1832 млн. м3, в том числе из поверхностных водных объектов (рек, озер, водохранилищ) - 768, из подземных - 1064 млн. м3. Самым крупным потребителем воды среди городов Беларуси является Минск - 271 млн. м3, меньше всего потребляется воды в Бресте - 39,7 млн. м3.
Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод Беларуси являются аммонийный и нитритный азот, соединения металлов, фенолы и нитритный азот, нефтепродукты. Повышенные концентрации железа общего, меди, марганца обусловлены, в основном, природными факторами.
Для интегральной оценки качества вод и определения динамики изменения их состояния рассчитывается индекса загрязнения вод (ИЗВ):
где, ПДКi – предельно допустимая концентрация по i-му показателю, Сi – концентрация i-го показателя.
Вычисление ИЗВ основывается на расчете среднегодовых концентраций шести ингредиентов, из которых два являются обязательными: растворенный кислород и БПК5, остальные выбираются исходя из приоритетности превышения ПДК. Классификация поверхностных вод по их качеству и ИЗВ приведена в таблице 2.
Наряду с наблюдениями за гидрохимическим составом, проводятся режимные наблюдения на 74 водных объектах за гидрологическими показателями качества поверхностных вод. В результате которых осуществляются регулярные наблюдения за
Таблица 2
Классификация поверхностных вод по их качеству
| Величина ИЗВ | Степень загрязнения | Класс качества воды |
| Менее или равно 0,3 | Очень чистая | I |
| Более 0,3 до 1 | Чистая | II |
| Более 1 до 2,5 | Умеренно загрязненная | III |
| Более 2,5 до 4 | Загрязненная | IV |
| Более 4 до 6 | Грязная | V |
| Более 6 до 10 | Очень грязная | VI |
| Более 10 | Чрезвычайно грязная | VII |
основными сообществами пресноводных экосистем: фитопланктоном, зоопланктоном и макрозообентосом. Отбор гидробиологических проб проводится одновременно с гидрохимическими, а сроки отбора совпадают с характерными гидрологическими фазами и периодами вегетации.
Оценка качества поверхностных вод проводится с помощью методов биоиндикации, основывающихся на изучении структуры гидробиоценозов и их отдельных компонентов. Для биоиндикации с помощью планктонных сообществ и водорослей обрастания используется метод сапробиологического анализа Пантле и Букка в модификации Сладечека; биоиндикация по зообентосу проводится с использованием индекса Гуднайта-Уитле и биотического индекса по Вудивиссу.
По комплексной оценке качества в 2003г 58,4% поверхностных вод Республики Беларусь классифицировались как умеренно-загрязненные, 41% - относительно чистые; 0,6% - очень грязные.
Сточные воды. Установленное ежегодное снижение объемов водоотведения не всегда влечет за собой снижение количества содержащихся в них химических веществ, поступающих в водотоки и водоемы. Например, количество хлоридов в сточных водах по республике (1994 - 2000гг наблюдения) увеличилось на 9-68%, в то время как объем водоотведения сократился на 34-48%. Тенденция к снижению массы загрязняющего вещества в сточных водах в целом для страны характерно для нефтепродуктов, органических и взвешенных веществ.
Наибольшую нагрузку, связанную со сточными водами, испытывают: р.Свислочь ниже Мнска, р.Неман ниже Гродно, р.Березина ниже Бобруйска, р.Днепр ниже Могилева и Речецы, р.Западная Двина ниже Новополоцка, р.Припять ниже Мозыря, р.Ясельда ниже Березы, р.Уза ниже Гомеля.