Мониторинг состояния атмосферного воздуха

В настоящее время контроль состояния атмосферного воздуха осуществляется в городах РФ с помощью станций Государственной сети мониторинга окружающей среды и Росгидромета. Кроме того, сведения о состоянии атмосферного воздуха получают со станций различных ведомств. Они свидетельствуют о том, что в 205 городах, в которых проживает около половины жителей РФ, средние концентрации за год одного или нескольких загрязняющих веществ превышают ПДК [5]. Проблема загрязнения атмосферы в основном связана с диоксидом серы, оксидами азота, оксидом углерода, бензапиреном, формальдегидом и др.

Более чем в 70 городах РФ максимальная концентрация отдельных загрязняющих веществ превышает 10 ПДК. В настоящее время примерно в 70-90% городов наблюдаются разовые концентрации взвешенных веществ, оксида углерода, диоксида азота, сероводорода, фенола, сажи, формальдегида, фторида водорода и некоторых других веществ, превышающие ПДК.

Выброс вредных веществ в атмосферу - процесс динамичный. Так, по некоторым загрязняющим веществам в РФ в последние годы наблюдается снижение среднегодовой концентрации в атмосферном воздухе (диоксида серы и формальдегида – на 11-13%: бензапирена – на 39%), а по другим (сероводород, оксид углерода, оксид и диоксид азота) – увеличение концентрации (3-8%).

При активном воздействии антропогенных источников на окружающую среду происходят процессы физико-химического превращения, оседания и вымывания загрязняющих веществ. На протекание этих процессов большое влияние оказывает трансграничный массоперенос, в результате которого меняются не только климатические (метеорологические) характеристики (температура, влажность, давление) атмосферного воздуха, но и состав и концентрация загрязняющих веществ в воздушной среде. Этот процесс усугубляется тем, что во многих регионах увеличивается число несанкционированных свалок, что в значительной степени влияет на организацию и проведение мониторинга ОС.

Многолетние метеорологические наблюдения показали, что доминирующими для Европейской части РФ направлениями переноса воздушных масс являются северо-западное и западное. Поэтому, учитывая направление трансграничных массопереносов, можно провести экспертную оценку данных по выбросам с учетом предварительного моделирования (прогнозирования) развития процесса загрязнения атмосферного воздуха. Например, результаты моделирования трансграничного переноса свинца и кадмия, входящих в со­став многих видов отходов, показали, что территория России подвержена загрязнению этими веществами со стороны других стран значительно сильнее, чем территории этих стран от российских источников. Так, «импорт» этих веществ в Россию из Польши, Германии и Швеции более чем в 10 раз превышает их «экспорт» из России. Перенос свинца из Украины, Белоруссии и Латвии в 5-7 раз превышает его перенос из России, а «импорт» кадмия из этих стран и Финляндии в 5-7 раз выше, чем «экспорт» из России (табл.5). Для наглядности «взаимного» загрязнения территорий России и других стран свинцом и кадмием в таблице 5 приведены данные Государственного доклада «О состоянии окружающей среды в Российской Федерации в 1996 г.».

Таблица 5.

При анализе загрязнения вредными веществами определенной территории (город, регион) необходимо учитывать не только трансграничный массоперенос, но и собственный «вклад» в процесс загрязнения среды, в том числе и отходов производства и потребления. Например, при анализе данных мониторинга о загрязнении среды свинцом и кадмием следует учитывать, что от источников, располо­женных на территории РФ, выпадает около 70% этих веществ.

Но не следует забывать, что в западных регионах РФ доля транс­граничного загрязнения значительно превышает 30%. Следовательно, при разработке системы мониторинга атмосферного воздуха любого уровня (глобального, регионального или локального) необходимо предусмотреть функциональные возможности проведения контроля и прогнозирования развития ситуации.

Для обеспечения корректности проведения работ по анализу и прогнозированию экологической обстановки особую роль играет базовый (фоновый) мониторинг. С этой целью на территории России работает семь станций комплексного фонового мониторинга (СКФМ), которые расположены в биосферных заповедниках: Баргузннском, Центрально-Лесном, Воронежском, Приокско-Террасном. Астраханском. Кавказском и Алтайском. С помощью этих станций получают фоновые значения концентраций различных веществ в атмосфере, гидросфере и литосфере. В центральных (промышленных) районах России среднегодовые фоновые концентрации диоксида серы составляют 12 мкг/м³. В городах Западного Кавказа и Забайкалья уровень его концентра­ции на порядок ниже: до 0,1-0,2 мкг/м³. Эти данные позволяют оценить негативное воздействие антропогенных загрязняющих веществ на атмосферу.

Например, наличие в атмосфере в зимний период загрязняющих веществ техногенного происхождения приводит к росту концентрации диоксида серы  до 4-5 мкг/м³ и к значительному уменьшению концентрации диоксида серы в теплый период на азиатской территории России - до 0,1-0,5 мкг/м³. Результаты базового (фонового) мониторинга взвешенных частиц в атмосферном воздухе показывают, что во многих районах серьезную проблему составляют повышенные концентрации взвешенных частиц (пыли), которые на протяжении ряда лет остаются неизмененными (20-40 мкг/м³). Как и следовало ожидать, максимальные уровни пыли имеют место и засушливых районах России. Так, в юго-восточных районах в конце лета среднемесячная концентрация достигает 70-80 мкг/ м³, т.е. в 2 раза больше, чем в центральных районах. Минимальные фоновые концентрации пыли отмечаются в зимнее время года. На азиатской территории России в зимние месяцы этот показатель равен 2 мкг/м³.

Процессы, происходящие в атмосфере под действием загрязняющих веществ, вызывают изменения электрических параметров атмосферы. Количественную оценку этих изменений можно проводить также при наличии данных о составе воздуха, полученных с помощью базового мониторинга.

Таким образом, при создании системы мониторинга атмосферного воздуха необходимо учитывать современный комплексный подход к охране окружающей среды.