Исследования уровня загрязнения

Связывая гемоглобин в карбоксигемоглобин, СО даже в низких концентрациях приводит к кислородному голоданию тканей организма и, в первую очередь, мозга. В газообразном состоянии ни запаха, ни вкуса СО не имеет. Эти два свойства повышают его опасность ( человек не замечает, что он отравляется СО. Так как плотность СО почти равна плотности воздуха (Dв(СО) = 0,967), СО медленно диффундирует в верхние слои атмосферы. Его содержание в воздухе регулируется главным образом условиями переноса и рассеивания. Разовая предельная концентрация (ПДК) по СО в России принята за 5 мг/м3. Месячная ПДК составляет 3 мг/м3. Существует связь между средней концентрацией оксида углерода, числом автомобилей и интенсивностью их движения.

Несмотря на то, что в Липецке имеются все основные виды источников поступления СО в атмосферу (металлургическое производство, транспорт, топливно-энергетический комплекс, частный сектор), по данным липецкой лаборатории мониторинга водной и воздушной среды уровень загрязнения атмосферы Липецка угарным газом в последнее пятилетие непрерывно снижается .

ПДК ( концентрация, при которой, у жителей еще не проявляются хронические заболевания. Она устанавливается министерством здравоохранения в связи с рекомендацией врачей и ученых изучающих действия этого вещества на человека.

Вместе с тем, число точек отбора проб воздуха ограничено пятью. Причём, сотрудники лаборатории отбирают для анализа на содержание СО пробы воздуха лишь во дворах жилых зданий или медицинских учреждений, где воздух заведомо чище, чем на улицах.

По остальной части города, тем более по содержанию угарного газа непосредственно на улицах г. Липецка, статистических данных, кроме работы учащихся лицея № 44 Н. В. Шумова и И. В. Шумова (2001-2002 гг. ), нет.

Наше исследование является продолжением работы Н. В. Шумова и И. В. Шумова, которые исследовали уровень загрязнения угарным газом центральной части Липецка (ул. Зегеля, ул. Советская, Петровский спуск, пл. Плеханова) и показали, что во всех точках отбора в данном районе содержание СО при интенсивности движения автотранспорта порядка 1500 автомобилей в час не превышает нормы и составляет не более 3 мг/м3, что, правда, является границей нормы и в случае сочетания разлиячных неблагоприятных факторов (безветрие, большая интенсивность движения автомобилей, высокая температура, например, летом) может быть превышена. Учитывая постоянно увеличивающийся автомобильный парк г. Липецка, содержание СО 3 мг/м3 ндбзя считать достаточно низким. В любой момент максимально разовая ПДК по СО на этих улицах может быть превышена.

На первом этапе была освоена методика отбора проб и их анализа. Отбор проб и подсчёт числа автомобилей проводились, в основном, в осенне-зимний и весенний период. Часть замеров сделана в августе (2005 г. ). Чаще всего пробы отбирались после занятий в школе (1330-1500), иногда с 1000 до 1100. В большинстве случаев учитывали состояние погоды. За один раз в каждой точке отбиралось не менее двух проб.

Отбор проб производился с помощью груши и футбольной камеры. Наполнение камер производили в течение 5 минут на уровне 1 м от земли. Одновременно с отбором проб по стандартной методике считали интенсивность движения автотранспорта в течение сорока минут. Эти данные затем экстраполировали на один час. Отдельно вели подсчет числа легковых, грузовых автомобилей и автобусов (дизельных и карбюраторных). За один раз отбирали две пробы.

Анализы проб делали с помощью газоанализатора ГМК-3 , работающем на принципе поглощения инфракрасных лучей ближнего диапазона. Как оксид, так и диоксид углерода поглощают инфракрасные лучи с эффективностью, достаточной для регистрации атмосферных концентраций, характерных для обычных городских условий. Этот метод неприменим, однако, для определения фоновых концентраций СО в виду того, что их уровень весьма мал.

Источник испускает широкий спектр инфракрасного излучения, которое проходит сначала через фильтры, удаляющие области с нежелательными длинами волн. Затем излучение проходит через две ячейки, одна из которых содержит сухой чистый азот, а через другую непрерывно, прокачивают атмосферный воздух с целью определить содержание СО и СО2. Прерыватель поочередно с некоторой частотой пропускает пучки лучей через эти ячейки. Если в ячейке, через которую прокачивают воздух, появляется СО, то интенсивность инфракрасных лучей на выходе из этой ячейки уменьшается за счет их поглощения оксидом углерода, что и фиксируется соответствующей электронной аппаратурой. Калибруют прибор по смесям известного состава. Чувствительность прибора = ( 0,05 мг/м3.

Всего за 2,5 года сделано 125 анализов. Их результаты показывают, что для многих улиц города содержание СО в воздухе меньше максимально разовой ПДК.

Так, например, на всем протяжении улиц Московская (интенсивность движения около 1000 машин в час), Гагарина (до 1500 машин в час), Ленина (до 700 машин в час) концентрация СО в воздухе уже в 2003 г. не превышала ПДК. Около технического университета содержание СО практически равно нулю ( сказывается отсутствие застроек, хорошая аэрация при относительно небольшом грузопотоке.

По ул. Гагарина на остановках «Площадь Героев», «Нефтебаза», «Железнодорожный вокзал» содержание СО в 2003 г. было около 1 мг/м3 , после реконструкции дорог, их расширения, в 2004-2005 гг. стало ещё меньше (0-0,5 мг/м3).

В районе кольца Трубного завода максимально концентрация СО во всех взятых нами пробах (5 проб) не превышала ПДК, но все же была довольно высокой (3,1 мг/м3). Нагрузку на атмосферу в этом месте вполне могли бы снять достаточно дешевые подвесные переходы из пластика.

Реконструкция ул. Первомайская и, как результат, разгрузка улицы Советская, привели к тому, что где теперь концентрация СО не превышает 1 мг/м3. Довольно часто СО на остановках, расположенных на этой улице не фиксируется.

Содержание СО регулярно превышало максимально разовые ПДК на переходе у светофора на перекрестке улиц «Терешковой» и «8 марта». Превышение доходило до 11,2 мг/м3 (2,2 раза) при интенсивности движения до 3000 автомобилей в час и более). Мы полагаем, что следует изменить время работы светофора на этом перекрёстке, удлинив временные интервалы для движения транспорта по ул. Терешковой. В последующем целесообразно построить надземный переход через эту улицу в районе перекрёстка.

Также относительно высокое содержание СО иногда фиксировалось нами на площади Победы (на остановке около здания бывшего проектного института), где превышение ПДК могло составлять 10 % и более.

Средняя максимально разовая концентрация СО в воздухе остановок по проспекту Победы, для которого интенсивность движения автотранспорта составляет 2000 и более автомобилей в час, составляла 1,8 мг/м3. Однако в случае безветрия концентрация СО, была гораздо выше. Так, например, как на переходе около кинотеатра «Спутник», так и в районе расположенной рядом остановки, содержание СО в период с 14 до 15 часов могло доходить до 5,1 мг/м3, на остановке «Юных натуралистов» до 5,9 мг/м3. На остановке «Кольцевая» зафиксировано превышение максимально разовой ПДК на 20 % (до 6,2 мг/м3). Мы предполагаем, что довольно высокая концентрация СО на проспекте Победы являются следствием высокой плотности движения автотранспорта при очень плотной и достаточно высотной застройки проспекта жилыми домами, что препятствует естественной вентиляции проспекта. Подтверждением этого является тот факт, что в районе остановки «Автовокзал», где местность хорошо проветривается, содержание СО не превышало 1,9 мг/л.

Ряд замеров был выполнен нами по ул. Папина, где в районе школы № 45 мы зафиксировали превышение ПДК по СО до 12 %. На наш взгляд, причина этого кроется в перегрузке улицы грузовым автотранспортом. Улица узка, а интенсивность движения по ней составляет до 1500 машин в час и более. Кроме того, перекрёстки и, следовательно, светофоры расположены на улице часто, а автомобили подолгу стоят на них. Целесообразно или уменьшить движение грузовых машин по этой улице, сделав обводной маршрут, что и делается городскими властями, а так же строить легкие навесные переходы для пешеходов.

Превышение ПДК по СО в среднем на 20-30 % было выявлено нами и в районе рынка «Октябрьский» ( напротив кафе «Белый Аист» и со стороны улицы Петра Смородина. В этом месте сходятся потоки автомобилей с проспекта Победы и с ул. Папина.

В районе Сокола при несколько большей интенсивности движения автотранспорта, чем по ул. Гагарина (во второй половине дня по ул. Студёновская ( до 1700 и более автомобилей в час), разовое содержание СО на остановках «Проходная завода «Свободный Сокол»» и «Улица Баумана» в 2005 г. не превышало 0,5 мг/м3, что намного ниже ПДК. На наш взгляд, в этом случае сказываются несколько факторов:

( увеличенная скорость машин после реконструкции улиц в связи со снятием трамвайных путей, расширением пути для машин, небольшим числом светофоров и согласованием режима их работы;

( малая этажность домов вдоль улиц (двухэтажные дома с одной стороны и частные одноэтажные ( с другой).

В районе ул. Ушинского в связи с небольшой интенсивностью автотранспорта (до 300-400 автомобилей в час) содержание СО было ниже чувствительности методики определения (0 мг/м3).

Не превышает ПДК концентрация СО в воздухе в районе сокольского автовокзала. Автобусы на площади больше стоят, нежели движутся, плотной и высотной застройки вокруг автовокзала нет.

Вдоль проспекта Мира после обеда разовые концентрации СО не превышают ПДК (0-3 мг/м3). Здесь уровень СО может быть более высоким в часы пик (730-900), когда люди едут на работу, но из-за учебы в школе, в это время мы пробы отбирать не могли. Эта часть работы нуждается в проверке и уточнении.

Важно отметить, что ряд замеров, сделанных на другой остановке (ул. 9 мая, д. 35, ост. «Пл. Металлургов»), показывает гораздо более высокий уровень содержания СО (до 7 мг/м3), что превышает максимально разовую ПДК в 1,4 раза. Так как рядом находится подземный переход, а интенсивность движения машин по ул. 9 мая после 1400 не превышает 1200 машин в час, уместно связать случающиеся превышения ПДК в этой точке отбора не с движением автотранспорта, а с непосредственной близостью Новолипецкого металлургического комбината (НЛМК).

В районе жилого массива поселка «Тракторный завод (ЛТЗ)» замеры выполнялись на остановке «10 школа» и около МОУ вечерней сш. № 10. Содержание СО в этих точках не превышает 0,3 мг/м3, что намного ниже ПДК и коррелирует с данными Липецкой лаборатории мониторинга окружающей среды, которая отбирает пробы во дворе больницы «Медсанчасть Тракторного завода».

Полученные результаты позволяют сделать следующие итоги:

1. В воздухе большинства улиц Липецка содержание СО не превышает нормы. Проведённые в последнее время дорожные работы (ликвидация трамвайного пути, повышение качества дорожного полотна и его расширение, синхронизация светофоров) позволили увеличить скорость движения машин и снизить уровень загрязнения СО по ул. Московская, Гагарина, Студёновская, Советская, Первомайская до величин, много меньших ПДК.

2. Достаточно высоко содержание СО, вплоть до превышения максимально разовых ПДК на ул. Терешковой в месте её пересечения с ул. 8 марта; площади Победы; ул. Папина; проспекте Победы (ост. Кольцевая); около рынка «Октябрьский»; на ул. 9 мая около площади Металлургов. Причиной является перегрузка улиц автотранспортом.

3. Влияние НЛМК сказывается на уровне концентрации СО практически лишь в непосредственной близости от заводской территории, например, в районе ул. 9 мая. Это даёт основания считать основным источником загрязнения уличного воздуха оксидом углерода (II) в Липецке автотранспорт.

4. Причины превышения ПДК по СО следующие: плотная застройка улиц жилыми домами при высокой интенсивности движения автотранспорта, часто расположенные светофоры, отсутствие подвесных переходов для пешеходов, не оптимальное время переключения светофоров, нехватка обводных маршрутов для дополнительной разгрузки улиц от грузового транспорта.

Часть проблем уже решается городскими властями, в частности строится обводная дорога, которая позволит разгрузить проспект Победы и ул. Папина. Однако, в связи с неустранимыми недостатками планировки улиц частного сектрра в районе ул. Папина эффект от обводной улицы может быть временным. Число автомобилей в г. Липецке расчет очень быстро, поэтому, на наш взгляд, уже сейчас следует надо подумать о дополнительной разгрузке улицы Папина, площади «Кольцо Трубного завода» с помощью системы относительно дешевых и быстро монтируемых подвесных переходов.