Содержание аммиака в атмосферном воздухе городов и сельских территорий

Качество атмосферного воздуха в городах определяется совокупным действием множества факторов, среди важнейших из них - поступление загрязняющих веществ от локальных источников выбросов, региональный и глобальный перенос загрязняющих веществ, процессы фотохимического преобразования и выведения, условия рассеяния. Поступление загрязняющих веществ в атмосферный воздух и другие природные среды неизбежно, в то же время оно может быть снижено при использовании различных технологий и природоохранных практик. Однако возможности снижения техногенного поступления загрязняющих веществ во многом небезграничны и зависят от природы веществ, в связи с чем тренды поступления различных загрязняющих веществ могут существенно различаться.

Изучение динамики содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе является важным элементом информационного обеспечения оценки эффективности воздухоохранных мероприятий, а также основой для разработки программ и планов по дальнейшему снижению выбросов. Оно позволяет определить приоритеты и наметить достижимые цели по обеспечению качества атмосферного воздуха.

Данный раздел обобщает литературные данные о содержании аммиака в атмосферном воздухе городов и сельской местности, полученные в ходе различных исследований, а также данные НСМОС и результаты, полученные авторами. Сравнение этих данных в ряде случаев вызывает затруднения, так как методы измерения, периодичность и особенность места пробоотбора различны. В то же время обобщение этих данных полезно для оценки ситуации в Беларуси.

Аммиак в атмосферном воздухе городов

Содержание аммиака в атмосферном воздухе городов Беларуси

В настоящее время мониторинг содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе на территории Беларуси в рамках НСМОС проводится в 20 городах на 66 постах (рис. 3.3).

Аммиак относится к числу приоритетных специфических загрязняющих веществ [28, 31, 32] - его содержание измеряется в 7 городах на 28 постах. Периодичность отбора проб - 2-3 отбора в сутки продолжительностью 20 минут.

Схема мониторинга атмосферного воздуха в рамках НСМОС [93]

Рис. 3.3. Схема мониторинга атмосферного воздуха в рамках НСМОС [93]

Согласно результатам мониторинга, средняя концентрация аммиака в атмосферном воздухе городов Беларуси в 2010— 2012 гг. варьировала в диапазоне 12,4-35,9 мкг/м3, общая средняя составляла 16,4-19,4 мкг/м3 (табл. 3.3). Наиболее высокие средние годовые концентрации в 2010 г. зафиксированы в Могилеве (26,2 мкг/м3) и Минске (24,7 мкг/м3), в 2011 г. - в Гомеле (35,4 мкг/м3) и Могилеве (24,2 мкг/м3), в 2012 г. - в Витебске (22,4 мкг/м3) и Могилеве (19,4 мкг/м3). Средняя за 2010-2012 гг. концентрация наиболее высокая в Гомеле (24,6 мкг/м3), Витебске (23,6 мкг/м3) и Могилеве (23,3 мкг/м3).

Во всех городах выражен внутригодовой ход концентраций аммиака в атмосферном воздухе: среднемесячное содержание в мае - августе в 2—2,5 раза превышает концентрации в холодный период (ноябрь - март) (табл. 3.4). Такой годовой ход концентраций аммиака объясним, учитывая его высокую реакционную способность и характер источников выбросов, и подтверждается литературными данными [288, 297].

Таблица 3.3. Среднее содержание аммиака в атмосферном воздухе городов Беларуси по данным НСМОС в 2010-2012 гг., мкг/м3

Город

2010

2011

2012

Витебск

23,3

25,2

22,4

Гомель

23,8

35,4

14,6

Гродно

13,6

17,2

18,9

Минск

24,7

12,4

14,0

Могилев

26,2

24,2

19,4

Полоцк

19,4

17,6

19,5

Речица

18,0

14,9

12,9

Среднее содержание

21,3

21,0

17,4

Таблица 3.4. Средние значения месячных средних содержаний аммиака в атмосферном воздухе городов Беларуси по данным НСМОС в 2010— 2012 гг., мкг/м3

Город

Месяц

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

и

12

Витебск

16,5

20,0

23,7

25,2

26,9

31,8

32,2

28,4

19,6

17,5

20,0

19,1

Гомель

19,0

12,1

15,3

20,9

27,8

32,1

37,1

36,9

25,8

23,6

24,5

19,1

Гродно

10,7

10,6

11,8

13,9

19,3

25,3

29,1

22,9

18,0

11,6

12,2

9,8

Минск

18,6

19,6

19,6

21,8

25,1

15,6

18,9

18,0

16,3

13,2

11,5

9,5

Могилев

11,7

11,2

15,3

20,4

33,3

32,0

50,7

43,4

19,1

12,8

17,5

11,4

Новополоцк

3,4

3,5

8,3

6,7

7,5

10,6

10,7

11,7

9,0

8,4

4,8

5,4

Полоцк

10,8

13,3

17,8

14,9

22,9

26,6

31,1

22,7

16,0

18,8

16,3

14,8

Речица

14,3

15,0

13,5

16,9

17,8

16,4

17,7

16,7

16,3

13,4

13,6

11,7

Среднемесячные максимумы, превышающие 100 мкг/м3, в 2010-2012 гг. зафиксированы в Гродно (июль - август), Минске (март - май, июль), Могилеве (март - сентябрь), Новополоцке (август).

Абсолютные максимумы, превышающие 200 мг/м3, зафиксированы в Гродно (июль), Минске (январь - апрель, июль), Могилеве (март - август) и Новополоцке (август); таким образом, основная их часть также приходится на теплый период года.

Составленный ряд среднегодового содержания аммиака, осредненного по всем городам, где проводятся измерения, показал снижение концентрации аммиака в атмосферном воздухе городов Беларуси. Так, в 1993 г. данный показатель составил 29,5 мкг/м3, в 2012 г. - 16,4 мкг/м3, т. е. уменьшился в 1,8 раз (рис. 3.4). На общем фоне сокращения среднегодовых концентраций в 1998 г. отмечен «всплеск», который можно отчасти объяснить увеличением количества постов наблюдения, когда начали проводить измерения содержания аммиака в Могилеве.

Динамика среднегодового содержания аммиака в атмосферном воздухе в городах Беларуси, мкг/м

Рис. 3.4. Динамика среднегодового содержания аммиака в атмосферном воздухе в городах Беларуси, мкг/м3

Если рассматривать среднегодовое содержание аммиака в атмосферном воздухе относительно городов, то в основном наблюдается та же картина, что и для концентрации, осредненной по всем городам.

Среднегодовое содержание аммиака в Минске до 2009 г. варьировало от 34,6 до 48,9 мкг/м3, в последующие три года наблюдалось постоянное снижение концентрации. В 2011 г. содержание аммиака достигло минимума (12,4 мкг/м3), а в 2012 г. несколько возросло и составило 14,0 мкг/м3 (рис. 3.5).

Динамика среднегодового содержания аммиака в атмосферном воздухе г. Минска, мкг/м

Рис. 3.5. Динамика среднегодового содержания аммиака в атмосферном воздухе г. Минска, мкг/м3

В Могилеве наблюдения за содержанием аммиака в атмосферном воздухе начаты с 1998 г. Среднегодовая концентрация аммиака в атмосферном воздухе данного города характеризуется значительной вариабельностью, изменяясь в пределах 17,7—

68,6 мкг/м3.

Среднегодовое содержание аммиака в атмосферном воздухе Витебска, начиная с 1993 г., не превышало 46,7 мкг/м3. Начиная с 2005 г. данный показатель варьирует в достаточно узких пределах 17,3-25,5 мкг/м3.

Среднегодовое содержание аммиака в атмосферном воздухе Гомеля с 1993 по 1999 г. уменьшилось с 30,2 до 16,1 мкг/м3, затем наблюдалось увеличение до 22,6 мкг/м3 в 2006 г. За последние

6 лет среднегодовая концентрация аммиака в Гомеле не превышала 24 мкг/м3, за исключением 2011 г., в котором наблюдалось максимальное значение за последние 20 лет.

До 1995 г. среднегодовое содержание аммиака в атмосферном воздухе Гродно было выше 50 мкг/м3, начиная с 1996 г. оставалось относительно низким, не достигая 30 мкг/м3. Следует отметить некоторый рост концентрации в последние 5 лет: с 12 до 18,9 мкг/м3.

Наблюдения за содержанием аммиака в атмосферном воздухе Полоцка и Новополоцка проводятся не постоянно. В Ново- полоцке, начиная с 1997 г. содержание аммиака постоянно снижалось и в 2004 г. составило 0,6 мкг/м3 (минимальное значение для всех городов за рассматриваемый период). Поздние измерения содержания аммиака в рамках НСМОС в этом городе не производились. В Полоцке в 1999-2012 гг. концентрация варьировала в пределах 7,1-25,4 мкг/м3.

Среднее содержание аммиака в атмосферном воздухе Речи- цы низкое - 11,0-20,6 мкг/м3. В первые шесть лет наблюдений отмечался рост концентрации аммиака (2002-2007 гг.), а затем - снижение.

Для количественной характеристики трендов концентраций в городах Беларуси ряды наблюдений разбиты на 2 периода: 1993-2002 и 2003-2012 гг., для которых рассчитаны средние концентрации. Средняя концентрация по всем городам, где проводилось наблюдение для первого анализируемого периода, составила 27,7 мкг/м3, для второго - 22,8 мкг/м3.

Осредненное содержание аммиака в атмосферном воздухе по рассматриваемым периодам уменьшилось во всех городах, где выполняются измерения, кроме Гомеля. Максимальное снижение происходило в Гродно (с 36,1 до 16,5 мкг/м3) и Могилеве (с 45,2 до 31,9 мкг/м3) (табл. 3.5).

В 2007-2011 гг. выполнены исследования содержания аммиака в атмосферном воздухе Минска в различных функциональных зонах: городской фон, жилая и административная, промышленная и транспортная зоны. Результаты приведены в табл. 3.6.

Таблица 3.5. Среднее содержание аммиака в атмосферном воздухе городов по двум периодам, мкг/м3

Город

Среднее

1993-2002 гг.

2003-2012 гг.

Витебск

26,7

23,4

Гомель

20,5

22,2

Г родно

36,1

16,5

Минск

41,9

31,2

Могилев

45,2

31,9

Новополоцк

6,7

1,8

Полоцк

18,8

15,7

Таблица 3.6. Содержание аммиака в атмосферном воздухе в различных функциональных зонах г. Минска, мкг/м3

Наименование

зоны

Место отбора

Концентрация,

мкг/м3

Диапазон

Среднее

Городской фон

Двор Института природопользования НАН Беларуси, лесной массив по ул. Подлесная, парк им. Челюскинцев, парк им. 50-летия Октября

0-44,4

7,7

Жилая и административная зона

Двор БГУ; ул. Ленинградская, 16

5,6-52,6

13,9

Промышленная

зона

Ул. Долгобродская, 27; ул. Радиальная, 19; ул. Ваупшасова, 4; ул. Маяковского, 182; Долгобродская, 27; ул. Ваупшасова, 10

  • 2,2-
  • 44,4

15,1

Транспортная

зона

Ул. Ф. Скорины, 10; пр. Независимости, 117; пересечение ул. Филимонова и пр. Независимости; пр. Независимости, 91; МКАД; ул. Бобруйская, 7; Круглая площадь; перекресток ул. Скорины и МКАД; ул. Филимонова, 22

0,7-60,3

13,1

Среднее содержание аммиака в Минске, согласно данным, полученным в результате экспериментальных исследований, составило 9,1 мкг/м3. Фоновые территории, к которым отнесены парки и территории, удаленные от источников выбросов, характеризуются минимальной концентрацией аммиака - 7,7 мкг/м3, промышленная зона - максимальной 14,8 мкг/м3.

За весь период наблюдений среднее содержание аммиака в Минске на фоновых территориях варьировало от 4,2 до

13,6 мкг/м3 с максимумом в 2009 г. (табл. 3.7).

Таблица 3.7. Содержание аммиака в атмосферном воздухе г. Минска (городской фон), мкг/м3

Год

Месяцы наблюдений

Среднее значение

2007

Апрель, май, июнь

4,2

2008

Весь год

9,2

2009

Апрель - ноябрь

13,6

2010

Апрель, май, июнь, июль, октябрь

9,2

2011

Октябрь

7,0

Полученное внутригодовое изменение содержания аммиака на фоновых городских территориях согласуется с литературными данными: увеличение в теплое время года и снижение в холодное (рис. 3.6).

Внутригодовая динамика содержания аммиака в атмосферном воздухе г. Минска (городской фон) (2007-2011 гг.), мкг/м

Рис. 3.6. Внутригодовая динамика содержания аммиака в атмосферном воздухе г. Минска (городской фон) (2007-2011 гг.), мкг/м3

Среднее содержание аммиака в атмосферном воздухе городов Беларуси по данным НСМОС выше, чем полученные в исследованиях, проведенных в других странах (табл. 3.8). Исключение составляют исследования, проведенные в Хорватии, где зафиксированная концентрация аммиака составила 45 мкг/м3. Такое повышенное значение объясняется тем, что измерения проводились в жилой зоне, где много садов, которые постоянно

Таблица 3.8. Содержание аммиака в атмосферном воздухе городов различных стран мира

Страна

Концентрация,

мкг/м3

Примечание

Источник

Португалия

3,1

[248]

Германия

3,9

-

[292]

Голландия

2,2

[152]

Греция

2,3

[141]

Индия

16,3-18,1

Зимнее время

[154]

18,1

Весеннее время

Испания

7,6

Транспортная зона, лето

[288]

4,6

Транспортная зона, зима

10,6

Лето

3,9

Зима

Италия

17,2

Транспортная зона

[197]

3,7

США

0,6

Сентябрь 1999 - июнь 2001

[111]

Китай

24,3

-

[245]

Мексика

17,7

-

[282]

США

1,25

-

[122]

0,4-1,5

-

[111]

3,1-6,1

-

[229]

0,3-6,2

-

[124]

Тайланд

0,6

-

[Ш]

Хорватия

13,4

Промышленная зона

[123]

28,9

Шотландия

4,8

Транспортная зона

[171]

Япония

4,8

[108]

Австрия

5,7-6,3

-

[235]

78

Транспортная зона

удобряются. Согласно литературным данным содержание аммиака в городах варьирует от 0,3 до 45 мкг/м3 и зависит от времени проведения исследований и функциональной зоны.

Во всех исследованиях отмечается внутригодовая динамика аммиака с максимумом в теплое время года [111, 124, 154, 288].

Согласно исследованиям, проведенным в Италии, Австрии и Баварии, в транспортной зоне содержание аммиака выше, чем городской фон, в то же время в Испании отмечена обратная картина. Также имеются данные, подтверждающие различное распределение концентрации по зонам в зависимости от времени года. Так, в исследовании, проведенном в Барселоне, зафиксированное содержание аммиака на фоновой городской территории выше, чем в транспортной зоне, в то время как зимой наоборот.

Содержание аммиака в атмосферном воздухе городов Европы

По данным AIRBASE[1] измерения аммиака в атмосферном воздухе Европы выполняются либо выполнялись в 7 странах. Количество станций, на которых проводятся измерения, варьировали от 8 до 39 в различные годы; наблюдения проводились или проводятся на 19 станциях в Румынии, 3 - в Болгарии, 1 - в Хорватии, 3 - в Германии, 9 - в Нидерландах, 4 - в Испании.

Станции мониторинга расположены в различных типах местности: городе, сельской местности, пригородной местности. Также различают следующие типы станций: фон, промышленная зона и транспортная зона (табл. 3.9 и 3.10). Сложность анализа данных по отдельным странам заключается в отсутствии измерений для всех типов зон для большинства стран. Лишь в двух из них выполняются измерения на станциях всех типов (Румыния и Испания). В Испании среднее многолетнее содержание аммиака минимально на промышленных станциях, в то время как в Румынии - на фоновых (табл. 3.9). Если рассматривать средние значения, то минимальное содержание аммиака характерно для фоновых станций, максимальное для станций, расположенных в транспортной зоне. В разрезе стран ситуация иная.

Таблица 3.9. Средняя концентрация аммиака в атмосферном воздухе стран Европы но типам станций [121], мкг/м’ (1997-2012 гг.)

Страна

Тип станции

Фоновая

Промышленная

Транспортная

Болгария

5,5

-

15,0

Италия

3,7

Нидерланды

8,1

-

-

Румыния

29,4

30,9

29,8

Германия

1,8

-

-

Испания

11,7

3,4

10,1

Хорватия

-

24,8

-

Среднее

13,2

18,6

27,6

Только в Италии аммиак измеряют на всех трех типах местоположения станций: сельских, пригородных и городских (табл. 3.10). Минимальное среднее содержание аммиака зафиксировано на городских станциях (1,9 мкг/м3), максимальное - на сельских - 4,7 мкг/м3. В то же время если рассматривать средние значения по всем странам, то максимальная концентрация аммиака характерна для станций, расположенных в городе, минимальная - в сельской зоне.

Таблица 3.10. Среднее содержание аммиака в атмосферном воздухе Европы по тинам местоположения станций [121], мкг/м5 (1997-2012 гг.)

Страна

Тип местоположения станции

Сельская

Пригородная

Городская

Болгария

-

6,9

7,0

Италия

4,7

4,0

1,88

Нидерланды

8,1

Румыния

-

40,5

29,2

Германия

1,8

-

-

Испания

-

3,4

10,9

Хорватия

-

-

24,8

Среднее

7,7

12,8

25,3

Максимальные средние значения концентраций аммиака в воздухе характерны для Румынии (25,2-39,2 кг/м3) и Хорватии (12,5-39,9 мкг/м3), минимальные - для станций Италии (1,4- 7,4 мкг/м3) и Германии (1,4-2,4 мкг/м3). На городских станциях Румынии средняя концентрация составила 59,2 мкг/м3, Хорватии - 74 мкг/м3.

Выявление временных закономерностей содержания аммиака по этим данным затруднено из-за различий рядов наблюдений по продолжительности на станциях, включенных в сеть. До 2006 г. содержание аммиака в городе (фоновое) превышало 20 мкг/м3, далее наблюдалось резкое снижение до 1,8 (в 2009 г.), и в 2012 г. оно составило 3,85 мкг/м3. В транспортной и промышленной зонах не наблюдалось отчетливых трендов концентрации аммиака (табл. 3.11).

В целом только для Болгарии и Италии выражен нисходящий тренд среднегодовых концентраций аммиака (табл. 3.12).

Можно отметить, что столь четкие нисходящие тренды концентраций аммиака в атмосферном воздухе, как в городах Беларуси, не характерны для других стран Европы.

  • [1] AIRBASE - информационная система, интегрирующая информациюо результатах мониторинга качества атмосферного воздуха стран Евросоюзаи ряда других стран Европы.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >