Ситуация на территории

Владивосток

Ежедневные наблюдения за состоянием загрязнения атмосферного воздуха в г. Владивостоке осуществляет Центр наблюдений за загрязнением природной среды Государственного учреждения "Приморское Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды". Наблюдения проводятся на 6 станциях государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды (рис. 1).
В разделе сайта http://www.primpogoda.ru/articles/ecology/ содержатся обновляемые ежедекадно оценки уровня загрязнения воздуха в городе и его отдельных районов.
Ежегодные обобщения публикуются в Ежегоднике «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России» помещаются ежегодно на сайте ГУ «ГГО» в задержанном режиме.
Согласно последним опубликованным данным [4] экологическая ситуация в городе по этим показателям в 2008 гг. характеризовалась следующими особенностями.
Основными источниками загрязнения атмосферы являлись предприятия судоремонтной, рыбоперерабатывающей, легкой и пищевой промышленности, ТЭЦ, а также автомобильный, железнодорожный и морской транспорт. Важнейшие промышленные комплексы находятся на берегах заливов и бухт. В бухтах Золотой Рог и Диомид на многие километры протянулись причалы торгового и рыбного портов, судоремонтные заводы, рыбоперерабатывающие предприятия. Вклад автотранспорта в суммарные выбросы составлял 54,3% (таблица 2).

Таблица 2 - Выбросы вредных веществ в атмосферу г. Владивостока в 2007г. (тыс.т) [3]

Сведения о сети мониторинга. Наблюдения проводятся на 6 станциях государственной службы наблюдений за состоянием окружающей среды (рис. 1).

Рисунок 1 – Схема расположения станций наблюдений. В нижней части рисунка показаны розы ветров в январе, июле и за год в целом [3], характеризующие муссонный характер климата

Станции подразделяются на «городские фоновые», в жилых районах (станция 4), «промышленные», вблизи предприятий (станция 1, 11) и «авто», вблизи автомагистралей с интенсивным движением транспорта (станции 2, 3, 6).
Концентрации диоксида серы. Средняя за год и максимальная разовая концентрации в этот период была ниже 1 ПДК.
Концентрации диоксида азота/оксида азота. Средняя за год концентрация диоксида азота составляет почти 2 ПДК, максимальная разовая — 1,4 ПДК. Высокий уровень загрязнения воздуха диоксидом азота определяется географическим расположением города на южных широтах, где условия для фотохимических реакций перехода NOх в NO2 в атмосфере особенно благоприятны. Средняя за год и максимальная разовая концентрации NO достигают 2 ПДК. Среднегодовая концентрация оксида азота в районе станции 6, равная 2,8 ПДК, обусловлена размещением станции вблизи автомагистрали.
Концентрации взвешенных веществ. Средняя за год концентрация была ниже 1 ПДК. Наибольшая запыленность отмечена на станции 6, где среднее за год и максимальное значения составили 1,6 ПДК.
Концентрации оксида углерода. Средняя за год концентрация повсеместно ниже 1 ПДК, максимальная разовая составляет 1,8 ПДК (станция 6).
Концентрации бенз(а)пирена. Средняя за год концентрация равна 2,5 ПДК. Наибольшая из среднемесячных концентрация в центре города в декабре превысила 5 ПДК.
Концентрации специфических примесей. Средняя за год концентрация формальдегида в районе станции 3 составила 1,7 ПДК. Наибольшая из средних за сутки концентрация формальдегида (6,3 ПДКс.с.) наблюдалась 18 марта. Средние за год и максимальные концентрации аммиака не превышали ПДК. Средние за месяц концентрации свинца в мае, июне и июле превышали ПДК в 1,2 раза.
В таблице 3 приведены количественные оценки характеристики загрязнения городского воздуха в 2007 г. (обозначения см. в разделе Методы оценки уровня загрязнения воздуха).

Таблица 3 - Характеристики загрязнения воздуха в г. Владивостоке по данным [3, 4]

Уровень	Вещества, для которых Q > 1 ПДК	Суммарные выбросы вредных веществ в атмосферу (тыс. т)
		Твердые	SO2	NO2	CO
Высокий	NO, NO2, бенз(а)пирен, формальдегид	20,5	24,3	18,3	44,5

В целом, уровень загрязнения воздуха в 2008 г. был высоким, что обусловлено высокими концентрациями бенз(а)пирена, формальдегида, диоксида и оксида азота. Основными источниками выбросов и загрязнения воздуха оставались ТЭЦ и эксплуатация автотранспорта.
По сравнению с предыдущими годами увеличились концентрации формальдегида и бенз(а)пирена.
Особенностью пространственного распределения уровней загрязнения атмосферы остается мозаичный, пятнистый характер общей картины с четким разделением на относительно «благополучные» и хронически загрязненные районы. Во временном ходе уровни загрязнения испытывают значительные флуктуации.
Коэффициент трансформации оксидов азота в диоксид азота, характеризующий химическую активность атмосферы, за десять лет увеличился на 16% [1].
Более подробные количественные характеристики трендов изменения концентрации загрязнений и взвешенных веществ в городе за этот период рассмотрены в разделе Тенденции изменений.

 

Приморский край
Ежедневные наблюдения за состоянием загрязнения атмосферного воздуха в крае осуществляет Центр наблюдений за загрязнением природной среды Государственного учреждения "Приморское Управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды". Сеть мониторинга загрязнения атмосферысостоит из 12-ти станций регулярных наблюдений в 7-ми городах. В пос. Большой Камень работает одна ведомственная станция [4].
В разделе сайта http://www.primpogoda.ru/articles/ecology/ содержатся обновляемые ежедекадно оценки уровня загрязнения воздуха в г. Владивостоке и его отдельных районов.
Ежегодные обобщения публикуются в Ежегоднике «Состояние загрязнения атмосферы в городах на территории России» помещаются ежегодно на сайте ГУ «ГГО» в задержанном режиме.
Ежегодно обновляемая интерактивная карта среднегодовых концентраций загрязнения атмосферы по регионам включает Приморский край, Хабаровский край и Сахалинскую область.
Согласно последним опубликованным данным [4] экологическая ситуация в городах края по этим показателям в 2008 гг. характеризовалась следующими особенностями.
В Уссурийске наблюдался очень высокий уровень загрязнения воздуха, город включен в Приоритетный список городов России с наибольшим уровнем загрязнения воздуха. Во Владивостоке уровень загрязнения воздуха был высокий, в Партизанске – повышенный, в Артеме, Дальнегорске и Спасске-Дальнем — низкий. В остальных городах из-за недостаточного количества наблюдений уровень загрязнения не определен.
СИ (наибольшая концентрация, деленная на ПДК) больше 10 единиц по бенз(а)пирену отмечен в Уссурийске.
НП (наибольшая повторяемость превышения ПДК) была ниже 20%.
Среднегодовые концентрации в 2007-2008 гг. достигали или превышали 1 ПДК (санитарная норма) в 8-ми городах. Воздух городов в основном загрязнен диоксидом азота и бенз(а)пиреном (рис. 2). Концентрация тяжелых металлов оставалась ниже ПДК.
Тенденция за 2004–2008 гг.: возросли концентрации формальдегида во Владивостоке, взвешенных веществ и диоксида азота — в Дальнегорске.
В таблицах 4, 5 приведены количественные оценки качества воздуха и характеристики его загрязнения в городах (обозначения см. в разделе Методы оценки уровня загрязнения воздуха).

Таблица 4 - Качество воздуха в Приморском крае в 2008 г. по данным [3, 4]

Количество городов с высоким и очень высоким уровнем загрязнения			Население (%) в городах
ИЗА >7	Q >ПДК	СИ >10
2	8	1	44

Таблица 5 - Характеристики загрязнения городского воздуха по данным [3, 4]

Рисунок 2 – Среднегодовое содержание загрязняющих веществ в воздухе городов Приморского края в 2007 г. [6]. Обозначения: 1 - Артем; 2 - Большой Камень; 3 - Владивосток; 4 - Дальнегорск; 5 - Находка; 6 - Партизанск; 7 - Спасск-Дальний; 8 - Уссурийск

Показательны сведения о количестве выпадений минеральных веществ, рассчитанные на основании анализа полученных данных о минерализации атмосферных осадков, выпавших в течение года на базе пяти метеостанций Приморского УГМС (таблица 6).

Таблица 6 - Количество загрязняющих веществ, выпавших с атмосферными осадками в 2007 году [6]

Повышенная минерализация атмосферных осадков, выпавших в районе г. Владивостоке (Садгород), обусловлена более высокой степенью загрязнения атмосферы крупного промышленного города по сравнению с другими районами. Здесь количество загрязняющих веществ в осадках имеет тенденцию увеличения.

В таблице 7 приведен перечень предприятий - основных источников выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по данным 2009 года (Приморский край), а таблице 8 – показатели и характеристики выбросов от стационарных источников.

 

Трансграничный перенос на юге Дальнего Востока
Воздушный бассейн юга Дальнего Востока России испытывает антропогенные нагрузки не только от региональных источников, но и вследствие трансграничного переноса загрязнителей из Китая, КНДР и Японии. Поэтому важная роль в формировании уровня загрязнения атмосферного воздуха в прибрежных районах Японского моря принадлежит процессам трансграничного переноса взвешенных частиц и загрязнителей из сопредельных территорий. В настоящее время современная система мониторинга за трансграничным переносом загрязняющих веществ на юге дальнего востока находится в стадии становления. Вместе с тем, в результате исследований последних лет, проводимых специалистами ТИГ ДВО РАН, Приморскгидромета и ДВНИГМИ, уже выполнены предварительные оценки основных характеристик этих процессов, позволившие понять их роль в формировании экологических условий приграничных территорий.
Так, в работе И.И. Кондратьева с соавторами [7] описывается одно из ярких проявлений этого явления - аномальный вынос пыли из аридных зон Азиатского континента на юг Приморского края весной 2002 г. Аномальный перенос взвешенных веществ в атмосфере привел к повышению над Владивостоком концентрации относительно среднегодовых уровней: взвеси в 10 раз, техногенного радионуклида цезия-137 примерно в 60 раз, суммарной бета-активности аэрозоля в 3,4 раза. В этом случае только за одни сутки во Владивостоке выпало 6080 мг/м2 пыли, что в 174 раза превышает средние суточные значения предшествующего зимнего периода.
В данном разделе содержатся обобщенные результаты исследований в данной области, основанные на текстово-графических материалах, предоставленных И.И. Кондратьевым, ТИГ ДВО РАН и публикациях в предметной области [7-9 и др.].
Как известно, воздушные потоки могут переносить пыль, поднятую в аридных зонах континентов на тысячи километров. Кроме терригенной пыли воздушными потоками переносятся газообразные и аэрозольные вещества антропогенного происхождения основным поставщиком, которых являются промышленные предприятия, теплоэлектростанции, транспорт. Если вынос пыли это периодическое явление с явно выраженной сезонностью, то выбросы в атмосферу загрязняющих веществ - непрерывный процесс. В обоих случаях перемещение примеси зависит от скорости и направления ветров в тропосфере. Рано или поздно взвешенное вещество (аэрозоль) выпадает на земную поверхность в виде влажных или сухих выпадений. На суше осевшее взвешенное вещество включается в процесс почвообразования, на акваториях морей и океанов пополняет донные осадки. Влияние на биоту выпавшего взвешенного вещества разнонаправлено. Так азот, фосфор, кальций, железо и микроэлементы благотворно влияют на биопродуктивность растительных сообществ суши и морской среды. Вещества техногенного происхождения, принесенные воздушными потоками на удаленные от мест выбросов территории, могут накапливаться в почве, растительности и, в конечном, счете, негативно сказаться на здоровье людей. Кислотные осадки, причиной которых являются выбросы в атмосферу газообразных поллютантов, также могут выпадать на значительных расстояниях от центров эмиссии. Перенос примеси в атмосфере имеет глобальные масштабы и поэтому, оценить закономерности переноса и выпадения на локальном участке невозможно в отрыве от общих процессов, происходящих в регионе.
Если на карте Восточной Азии описать окружность радиусом в полторы тысячи км с центром во Владивостоке, то внутри ее окажется большая часть юга Дальнего Востока России, Япония, оба государства полуострова Кореи и почти весь Северо-Восточный Китай (рис. 3). Полторы тысячи километров воздушная масса в этом регионе проходит в среднем примерно за двое суток. Несмотря на то, что время жизни в атмосфере загрязняющих веществ, конечно, двух суток достаточно для переноса поллютантов воздушными потоками к границам юга Дальнего Востока России. Проживает на территории внутри окружности порядка 500 миллионов человек, и из них только набольшая часть приходится на жителей России. Наши соседи - промышленно развитые страны. Так Япония – вторая экономика в мире, Китай – третья экономика, или приближается к этому, Южная Корея, также индустриальная держава. Любая хозяйственная деятельность и, уж конечно, промышленное производство приводит к загрязнению окружающей среды и в том числе атмосферы.

Рисунок 3 - Юг Дальневосточного Региона России и ближайшие соседи в восточной Азии

Основными загрязняющими атмосферу веществами, образующимися при сжигании топлива, являются окислы серы, азота, углерода, бенз(а)пирен, сажа, тяжелые металлы. В результате фотохимических реакций газообразные окислы серы и азота в атмосфере преобразуются в сульфаты и нитраты, которые либо выпадают в виде твердых частиц, либо растворяются облачной влагой и тем самым закисляют осадки (Израэль Ю.А. и др., 1983). Сульфаты и нитраты образуются также и в результате естественных процессов. Так, самым мощным поставщиком сульфатов является поверхность морей и океанов, а также аридные зоны континентов. Но морские сульфаты, кроме самых мельчайших аэрозолей, обычно не распространяются далеко от побережья, поэтому их значительное влияние на химический состав атмосферы ощущается только вблизи береговой черты. Чем выше плотность промышленных предприятий, населения, транспортных средств и чем меньше принимается мер по ограничению выбросов в атмосферу, тем больше в нее поступает загрязняющих веществ.
Самые обширные зоны повышенных концентраций сульфатов охватывают большую часть европейского континента, восточную половину Северной Америки и восточную Азию. Самым значительным источником загрязнения атмосферы в восточной Азии является Китай. По плотности потока выбросов ему уступают даже такие промышленно развитые страны как Южная Корея и Япония. В этих развитых странах приняты очень действенные меры по ограничению выбросов в атмосферу и вообще охране окружающей среды.
В соответствии с выполненными расчетами (Kim J., Cho S.Y. , 2003) наиболее значительный прирост концентраций сульфатов в атмосфере следует ожидать в основном на периферии восточноазиатской зоны загрязнения атмосферы. В центральной части этой зоны ожидается понижение концентраций загрязняющих веществ. К территориям наибольшего роста концентраций загрязняющих атмосферу веществ относится юг Дальнего Востока и особенно юг Приморского края, где ожидается рост концентраций сульфатов в 1,1 раза и нитратов в 2 раза.
Если учесть, что в сороковых широтах в тропосфере преобладает западно-восточный перенос воздушных масс и среднегодовая скорость перемещения воздушной массы в нашем регионе, если считать по прямой от точки А до точки В, составляет порядка 700-1000 км в сутки, а время жизни в атмосфере окислов серы и азота по современным оценкам составляет 4-5 суток, то не трудно предположить, что при определенной синоптической ситуации загрязняющие атмосферу вещества из районов эмиссии в Китае могут быть принесены на территорию Дальнего Востока России, Японии, Северной и Южной Кореи.
Учитывая реальность угрозы, по инициативе ряда стран региона была создана международная сеть станций мониторинга химического состава атмосферных выпадений (EANET), которая охватила всю восточную Азию. С 2000 года три станции функционируют в Восточной Сибири и с 2001 одна в Приморском крае (ст. Приморская – 430 42’ с.ш., 1320 07’ в.д.). В России станции EANET включены в структуру Росгидромета, однако свободное распространение этой информации вне рамок программы первоначально не предусматривалось [5]. В последние годы данные наблюдений сети EANET, включая ст. Приморская, распространяются свободно и в обобщенном виде помещаются в ежегодные обзоры Росгидромета [10] (в соответствии с рисунками 4-6). Эта станция предоставляет единственные и уникальные данные измерений загрязнения воздуха и выпадений кислотообразующих веществ на подстилающую поверхность вне населенных пунктов.

Рисунок 4 - Годовой ход концентраций (а) и выпадений (б) основных кислотообразующих ионов с осадками на станции Приморская в 2007 году [10]

 

Рисунок 5 - Химический состав аэрозолей на станциях ЕАНЕТ в зимний (а) и летний (б) периоды по наблюдениям в 2008 году [10]

 

Рисунок 6 - Химический состав аэрозолей на станциях ЕАНЕТ в зимний (слева) и летний (справа) период по наблюдениям 2009 г. [10]

В химическом составе атмосферных аэрозолей на станции Приморская (рис. 4-6) преобладают сульфат ионы. Наибольшие массовые концентрации SO42, аммиака и азотной кислоты среди станций EANET наблюдаются именно в Приморском крае. На станции Приморская в годовом ходе сульфатов и аммония в воздухе прослеживается зимний максимум.
Дополнительным способом получения подобной информации на более обширной территории является мониторинг химического состава снежного покрова на этой территории, что пока по силам проводить путем экспедиционных работ. Снег аккумулирует как влажные выпадения, т.е. то, что выпадает вместе со снежинками, так и сухие выпадения – аэрозоли, осевшие под действием гравитации. Снега много, поэтому можно отобрать пробу любого объема. Можно отобрать несколько проб в одной точке и рассчитать погрешность анализа. Недостатком является то, что результаты анализа отражают только интегральный поток выпадений за период от установления снежного покрова до момента отбора пробы. Но многолетние исследования все же позволяют проследить динамику состава атмосферных выпадений зимнего периода.
Подобные исследования химического состава снежного покрова в дальневосточном регионе проводятся в ТИГ ДВО РАН с 70-х годов прошлого века. Основной их задачей первоначально была оценка границ зоны антропогенного воздействия в Приморском крае по данным о выпадениях из атмосферы пыли и тяжелых металлов. Результаты исследований показали, что эта зона простирается от границы с Китаем до г. Арсеньева и от Лесозаводска - до о. Русский, охватывая последний практически весь [8].
Были получены важные результаты по кислотно-щелочному показателю (рН) снежного покрова. Впервые за весь период этих исследований были зарегистрированы значения рН ниже 4 единиц вне зоны антропогенного воздействия. Как известно, кислотно-щелочной показатель чистых, не загрязненных осадков равен 5,6 единиц рН, а осадки с более низким рН считаются кислыми.
Анализ данных сети мониторинга Росгидромета показал, что на протяжении 15-25 лет, в зависимости от периода наблюдений, практически на всех станциях юга дальневосточного региона наблюдается понижение кислотно-щелочного показателя осадков, причиной чему является рост в них концентрации сульфатов и нитратов, т.е. осадки становятся все более кислыми [8]. Не на всей территории региона этот процесс происходит с одинаковой скоростью. Так, быстрее всего понижение кислотно-щелочноного показателя наблюдается на станции, расположенной в Партизанске. Уже в конце прошлого столетия среднегодовые значения рН в Партизанске опустились ниже 5,6 единиц, т.е. осадки стали кислыми. В последующие годы понижение продолжалось. Если тенденция сохранится, на остальной территории дальневосточного региона осадки станут кислыми уже в конце следующего десятилетия. Таким образом, кислотные дожди периодически выпадают на юге Дальнего Востока, начиная с 90-х годов, и их кислотность с каждым годом повышается. Конечно, в отдельные годы наблюдаются отклонения в сторону повышения или понижения рН, но тенденция сохраняется.
Учитывая отсутствие на территории Дальнего Востока значительных источников эмиссии, сравнимых по объему с соседними странами, ситуацию в экономике, сокращение населения, рост эмиссии в соседних странах, а также особенности циркуляции атмосферы, объяснить повышение кислотности осадков и концентраций кислотообразующих поллютантов в них в последние десятилетия можно только атмосферным трансграничным переносом загрязняющих веществ из сопредельных стран. Трансграничный перенос загрязняющих веществ увеличил поток их выпадений на территории региона. Общей тенденцией является и рост потока выпадений нитратов на всех станциях мониторинга юга дальневосточного региона.
Помимо потока веществ антропогенного происхождения на территорию юга дальневосточного региона, а также и бассейн Японского моря, выпадает терригенное вещество, приносимое воздушными потоками из аридных зон континента. Максимума поток выпадений достигает в весенний период, когда в азиатских пустынях особенно часты пыльные бури. Но пылевые облака, как правило, перемещаются южнее Приморья достаточно редко выходя на юг дальневосточного региона. Результаты исследований химического состава снежного покрова, проведенные в прежние годы в Сихотэ-Алинском биосферном заповеднике (САБЗ) [2,3] дали величины потока выпадений равные 3,4 - 10 г/м2 год. В наступившем тысячелетии поток выпадений заметно вырос, что свидетельствует об изменчивости климатических факторов и о росте антропогенной нагрузки на атмосферу в регионе. Как отмечалось выше эпизодически, в весенний период года, на юге дальневосточного региона наблюдаются аномально высокие уровни выпадений взвешенного вещества. Так, 8-9 апреля 2002 года во Владивостоке выпало порядка 6 г пыли на квадратный метр. Химический и элементный состав выпадений свидетельствует о его терригенном происхождении. Характерно, что пылевые облака, приносимые ветрами из аридных зон континента, повышают концентрацию в атмосфере и плотность выпадений техногенного радионуклида цезия-137 на пути своего следования.
Элементный состав выпадений достаточно стабилен и в целом его можно характеризовать как терригенную пыль. Вынос пыли на окраины континента продолжается многие тысячелетия и аэральное вещество на протяжении всего этого времени включается в процесс почвообразования в регионе. Но в последние десятилетия на состав выпадений все более влияет антропогенный фактор. Загрязняющие вещества и кислотные осадки способны нарушить баланс потоков веществ в природных средах. Кислотные осадки, повышая миграционную способность металлов в почве, приводят к дефициту их в ней, что, в конечном счете, негативно сказывается на растениях. Вынос металлов в водоемы нарушает естественный их баланс, что приводит к гибели наиболее чувствительных представителей водной флоры и фауны.
В первую очередь от кислотных осадков страдает лихенофлора и гидробионты пресноводных водоемов. Лихенологами на юге Дальнего Востока давно отмечается все более широкое распространение лишайников устойчивых к атмосферному загрязнению и угнетенное состояние или исчезновение чувствительных к загрязнению (Скирина И.Ф., Коженкова С.И., 2005). Для гидробионтов пресноводных водоемов особую опасность представляют залповые понижения кислотности вод. Это может происходить в период весеннего таяния снега, когда почва еще не оттаяла и кислые талые воды скатываются в реки и озера. Видимо негативно отразится повышение кислотности поверхностных вод на воспроизводстве лососевых на Дальнем Востоке. Негативно сказываются кислотные осадки на численность и состав бактерий и грибов почвы. Прямо или опосредовано кислотные осадки приводят к усыханию хвойных лесов и понижению урожайности сельскохозяйственных культур. Они также ускоряют коррозию металлических конструкций и разрушение архитектурных памятников.
Таким образом, непрерывно растущему загрязнению атмосферы в городах, где проживает основная часть жителей Дальнего Востока, добавляется загрязнение, приносимое воздушными потоками из-за границы. Если ареалы локального загрязнения относительно невелики, также как и его уровни (кроме больших городов), и сократить объемы выбросов в атмосферу возможно в результате природоохранных мероприятий, то трансграничный перенос оказывает воздействие на всю территорию Дальнего Востока и изменение ситуации возможно только по воли сопредельных стран. Если не произойдет кардинальных изменений в циркуляции атмосферы, что маловероятно, негативное воздействие на окружающую среду региона видимо отчетливо проявится в следующем десятилетии.