УДК 577.4 А.А. Айдосов, д-р техн. наук, проф. Ж.А. Дюсенова КазГАСА ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА АТМОСФЕРНУЮ ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ РЕГИОНА Жұмыста метеорология параметрлері жəне климат шарттары зерттелген, сонымен бірге атмосфералық ауаның ластану көрсеткіштерімен Павлодар облыс тұрғындарының денсаулық күй-жағдайларының байланысы көрсетілген. In work meteorological parameters and climatic conditions, a state of health of inhabitants of the Pavlodar area in comparison to parameters of pollution of atmospheric air are investigated. Климат резко континентальный, с холодной зимой и жарким летом. Средняя температура января изменяется от –17 до –19, а июля от +19 до +22 градусов. Для области характерна засушливость климата и неравномерность увлажнения по годам. На севере области выпадает до 300 мм осадков в год, на юге 200 мм, а в Баянаульских горах – от 300 до 500 мм. В центральной части области сформировался Павлодар-Экибастузский территориально-промышленный комплекс, ядро которого составляет каскад тепловых электростанций (60 % установленной мощности республики), угольные разрезы, алюминиевый, ферросплавный, нефтеперерабатывающий заводы, которые являются основными загрязнителями окружающей среды. Равнинный характер местности определяет слабое развитие речной сети. Река Иртыш в пределах области не имеет ни одного притока. В большинстве преобладают многочисленные пресные и соленые озера. Оценка состояния загрязнения атмосферного воздуха в зоне влияния промышленных объектов необходима для выяснения причин формирования возможных высоких уровней концентрации загрязняющих веществ, установления их неблагоприятного влияния на здоровье населения и окружающую среду и разработки мероприятий по охране атмосферы. Такая оценка может быть осуществлена по результатам наблюдений за концентрациями примесей на стационарных и маршрутных постах, под факелом промышленных предприятий и эпизодических обследованиях. При этом данные наблюдений за концентрациями примесей на стационарных и маршрутных постах, а также под факелами предприятий рассматривают как совокупность случайных величин – единичных разовых показателей загрязнения атмосферы, и поэтому в обработку должен включаться временной ряд наблюдений за период не менее трех и не более пяти лет. Здесь следует отметить, что, кроме наблюдений непосредственно за уровнем загрязнения атмосферы, большой эффект могут дать также косвенные методы, к числу которых относятся отбор проб атмосферных осадков, определение содержания вредных веществ в снеге, почве и растительности. Выявлено, что для данного района характерно наличие инверсионных слоев в нижних слоях атмосферы, чем нельзя не считаться при оценке возможного загрязнения воздушного бассейна промышленных регионов. Исследования метеорологических факторов и климатических условий, а также свойств и параметров источников загрязнения показал, что превышение ПДК загрязняющих веществ происходит при глубоких и мощных приземных инверсиях даже от низких источников выбросов, включая и неорганизованные, Аксуского ферросплавного завода в течение 35–37 дней в зимний период. Установлено, что загрязнение атмосферы, которое обусловливает токсичность загрязняющих веществ в данном регионе, происходит в зимнее время из-за туманов в сочетании со сложившимися инверсионными условиями, которые сохраняются круглые сутки, а также из-за автотранспорта. Исследование показало, что повторяемость опасной скорости ветра (5–7 м/с) составляет в дневное время летнего периода 25–26 %. Анализ показал, что усугубление загрязнения воздуха в летний период происходит за счет повторяемости пыльных бурь, частота которых 4 дня в месяц. Таблица 1 Максимально разовые превышения ПДК за 2002–2004 гг. [2] г. Павлодар диоксид азота пыль оксид углерода сероводород хлористый водород фенолы г. Экибастуз диоксид азота пыль оксид углерода 2002 1,9 2,6 4,4 0,9 4,4 1,7 2003 2,7 1,8 2,0 0,9 1,9 4,8 2004 0,9 1 1,8 0,8 3,7 0,9 1,8 2,2 1,8 2,4 2,0 2,6 1,4 1 0,8 г. Павлодар 3,5 3 2,9 2,5 2,3 2 2,4 2 2,4 2,19 1,99 1,5 1,5 2,2 2,17 2 1,4 2,9 2,8 2,6 1,7 1,8 1,6 1,77 1,75 1,9 1,5 1 1,33 1,02 1,28 0,94 1,08 1,31 1,45 1,57 1,15 1,22 0,5 0 I II III IV V ИЗА 2002 VI VII ИЗА 2003 VIII IX ИЗА 2004 X XI XII г. Екибастуз 3 2,6 2,5 2,1 2 2,2 2,3 1,73 2,3 2,21 2,05 2 1,88 1,8 1,9 1,5 1,6 1,49 1,53 1,44 1,7 1,43 1,3 1,47 1,28 1 2 1,9 1,74 1,61 1,64 2,1 2,07 1,9 1,91 1,9 1,22 1,29 0,5 0 I II III IV V ИЗА 2002 VI VII ИЗА 2003 VIII IX X XI XII ИЗА 2004 Рис. 1. Изменение уровня загрязнения атмосферного воздуха по городам Павлодар и Экибастуз за 2002–2004 гг. Таблица 2 Выбросы от стационарных источников, тыс. т 2002 469,324 121,9 193,743 144,938 8,743 Всего по области г. Павлодар г. Экибастуз г. Аксу Всего по районам 2003 518,732 147,363 196,074 163,179 12,116 2004 567,615 146,099 247,089 162,077 12,35 Таблица 3 Выбросы в атмосферу по ингредиентам за 2002–2004 гг., тыс. т 2002 г. Всего по области г. Павлодар г. Экибастуз г. Аксу 2003 г. Всего по области г. Павлодар г. Экибастуз г. Аксу 2004 г. Всего по области г. Павлодар г. Экибастуз г. Аксу Твердые SO2 CO2 NO Прочие Всего 216,89 47,674 93,979 69,821 161,475 45,582 60,455 54,505 26,51 4,431 13,902 6,132 55,978 15,982 25,256 14,444 8,471 8,231 0,151 0,037 469,324 121,900 193,743 144,938 Твердые 224,676 53,868 90,641 72,147 SO2 195,363 60,842 66,373 66,816 CO2 26,746 3,081 12,512 6,783 NO 61,212 17,066 26,391 17,395 Прочие 10,734 10,506 0,157 0,038 Всего 518,732 147,363 196,074 163,179 Твердые 242,122 53,814 112,319 67,913 SO2 214,513 55,439 88,244 69,420 CO2 26,375 4,856 12,493 6,730 NO 69,979 19,612 32,112 17,884 Прочие 14,625 12,378 1,919 0,130 Всего 567,615 146,099 247,089 162,077 Таблица 4 Выбросы загрязняющих веществ от крупных предприятий N 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Наименование предприятий АО “Алюминий Казахстана” ЗАО “ПНХЗ” АО "Павлодарэнерго" АО “Евроазиатская энергетическая корпорация” (с р. Восточным) АЗФ - филиал АО ТНК “Казхром” ТОО “AES Экибастуз” (ЭГРЭС–1) ОАО “Станция Экибастузская ГРЭС – 2” ТОО “Богатырь Аксес Комир” 2002 72,3 10,7 34,96 121,8 22,1 69,9 95,5 12,9 Количество выбросов, тыс. т 2003 +; 2004 74,2 +1,9 70,96 13,5 +2,6 14,97 54,7 +19,76 55,7 142,8 +21 149,1 19,2 87,1 98,9 12,1 - 2,9 +17,2 + 3,4 - 0,8 16,13 110,27 108,26 11,41 +; - 3,24 +1,47 +1,0 + 6,3 - 3,07 + 23,17 + 9,36 - 0,69 При этом важно понимать, что механизм влияния атмосферного загрязнения на человеческую популяцию гораздо сложнее, чем это может быть выражено в терминах любой из упрощенных однофакторных моделей. Зависимость заболевания населения от качественного и количественного состава атмосферного загрязнения промышленными предприятиями можно моделировать, как линейную упругую связь между степенью заболеваемости и загрязнения атмосферы, считая, что чувствительность населения очень велика. Нельзя не учитывать того факта, что концепция пороговой модели воздействия загрязнения окружающей среды на здоровье (предполагающая существование абсолютно безопасного уровня загрязнения) в свете современных научных представлений является лишь первым приближением реального процесса. Второе можно моделировать как линейную зависимость, но до предела, близкой к ПДК, и болезни населения от загрязнения воздуха не зависят и не связаны. Третье можно рассматривать как высокую чувствительность к заболеваниям, но зависящую нелинейной зависимостью от загрязнения атмосферы [2, 3]. При анализе влияния атмосферного загрязнения на состояние здоровья людей выявлено следующее: 1. Риск возникновения заболевания возрастает с ростом концентрации загрязнителя в воздухе, усредненной за некоторый период времени. 2. Риск нарушений здоровья может быть усилен за счет присутствия в атмосферном воздухе не одного, а нескольких загрязнителей. 3. Риск нарушений здоровья может быть усилен за счет существенных всплесков загрязнения либо за счет постоянного изменения состояния окружающей среды, что затрудняет приспособление популяции к ее химическим характеристикам. 4. Риск является популяционной вероятностной характеристикой и может быть эффективно исследован на уровне показателей, характеризующих здоровье популяции в целом в большей степени, чем при исследовании индивидуальной реакции. В связи с этим предавалось большое значение сбору и анализу различных показателей, характеризующих состояние здоровья и медико-демографическую ситуацию для городских жителей Павлодарской области в сопоставлении с показателями загрязнения атмосферного воздуха. Выполнена систематизация разнообразной информации о влиянии атмосферного воздуха на здоровье населения в городах Павлодарской области, а также проведено специальное исследование и моделирование возможной зависимости параметров здоровья от параметров состояния атмосферы. Исследовано порядка 62 500 корреляционных связей, в числе которых отобраны статистически значимые. Проанализирована медико-демографическая ситуация в регионе [2, 3]. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Дюсенова Ж.А. Модельная оценка экологической обстановки промышленной обстановки Павлодарской области //Мат. межд. науч.-практ. конф., посвященной 25летию КазГАСА «Региональные проблемы безопасности жизнедеятельности (Охрана и безопасность труда, экология, защита в чрезвычайных ситуациях)». Алматы, 2005. С. 166. 2. Айдосов А.А., Жакашов Н.Ж., Айдосова А.А., Дюсенова Ж.А. Экологическая оценка влияния атмосферного загрязнения от стационарных источников на состояние здоровья населения городов Павлодара, Экибастуза, Аксу //Актуальные проблемы высшего образования и науки в XXI веке: мат. межд. науч. практ. конф., посвященной 30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова: В 2 ч. Ч.1. – Караганда: КарГУ, 2002. С. 104–107. 3. Айдосов А.А., Жакашов Н.Ж., Айдосова А.А., Дюсенова Ж.А. Анализ особенности воздушной среды Павлодарской области с целью описания загрязнения окружающей среды. //Актуальные проблемы высшего образования и науки в XXI веке: мат. межд. науч.-практ. конф., посвященной 30-летию КарГУ им. Е.А. Букетова: В 2 ч. Ч. 2. – Караганда: КарГУ, 2002. С. 107–110. Статья рекомендована д-ром техн. наук, проф. Отарбаевым Ж.А. 5.07.2005 г.