Научно-исследовательская работа: "Оценка степени загрязнения атмосферы п. Берёзовка Увельского района Челябинской области".

47

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение дополнительного образования

«Федеральный центр детско-юношеского туризма и краеведения»

Всероссийский конкурс исследовательских краеведческих работ учащихся «Отечество»

Номинация «Экологическое краеведение»»

Тема работы: «ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ

УВЕЛЬСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ».

Выполнили:

Дудкина Анастасия, ученица 11 класса,

Коноплёв Александр, ученик 10 класса.

МОУ Берёзовская СОШ

Руководитель:

Гуляйкина Елена Владимировна, учитель географии

п. Берёзовка

2013 год

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 5

1.1. Источники загрязнений воздушной среды, загрязняющие 5

вещества и последствия загрязнения 5

1.2. Нормативная база охраны атмосферного воздуха 6

1.3. Методы контроля и очистки атмосферного воздуха от загрязнений 7

ГЛАВА 2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 9

2.1. Состояние атмосферного воздуха в Челябинской области 9

2.2. Оценка качества атмосферного воздуха Челябинской области 11

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УВЕЛЬСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ 14

3.1. Особенности географических условий района исследования 14

3.2. Метеоусловия, определяющие рассеивание примесей и загрязнение атмосферы Увельского района 16

3.3. Предприятия Увельского района как источники загрязнения атмосферы 19

3.4. Влияние хозяйственных объектов на загрязнение атмосферного воздуха на территории Увельского района 27

3.5. Мероприятия, проводимые с целью снижения степени загрязнения атмосферы 38

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 43

ВВЕДЕНИЕ

Когда на две чаши весов положены здоровье и богат­ство, каждому нормальному человеку хочется, чтобы они находились в равновесии. Так и наша страна сегодня од­новременно стремится удвоить выпуск вало­вого продукта и укрепить здоровье нации. Решать параллельно эти взаимозависимые, но порой и взаимоисключающие задачи возможно только при условии, что проблемам эко­логии будет уделяться самое серьезное внимание [42].

Охрана атмосферного воздуха относится к числу важ­нейших экологических проблем.

Являясь супериндустриальным регионом, Челябинская область занимает первое место в России по объему образующихся токсичных отходов, третье место – по объемам выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников в атмосферу (6,5% от общероссийского уровня) и восьмое место – по объемам сброса загрязненных сточных вод в водные объекты (3% от общероссийского уровня) [18].

В атмосферу воздуха Челябинской области поступают сотни тысяч в год загрязняющих веществ, которые наносят непоправимый вред здоровью людей, оказывают негативное влияние на живые организмы и растительность, ускоряют разрушение металлических конструкций и зданий. Загрязняющие вещества могут переноситься на некоторые расстояния и ухудшать обстановку соседних территорий.

Увельский район хоть и является преимущественно аграрным, он соседствует с Батуринским разрезом и Южноуральской ГРЭС, к тому же рядом с п. Берёзовка ведется строительство Южноуральской ГРЭС-2, что может служить причиной ухудшения экологической обстановки в будущем. Таким образом, изучение степени загрязнения атмосферного воздуха на территории Увельского района Челябинской области является актуальной проблемой.

Целью работы является оценка степени загрязнения воздушного бассейна Увельского района Челябинской области.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Определить основные источники загрязнения атмосферного воздуха и мероприятия по его охране.

2. Рассмотреть особенности загрязнения атмосферного воздуха на территории Челябинской области.

3. Дать оценку степени загрязнения атмосферного воздуха над территорией Увельского района.

Объектом исследования являются процессы загрязнения атмосферы Увельского района Челябинской области, предметом исследования – степень загрязнения воздушного бассейна рассматриваемой территории.

В работе использовались следующие методы: наблюдения и описания, методы химического анализа.

Практическая значимость результатов работы заключается в возможности их использования для оценки состояния атмосферного воздуха в качестве вспомогательных материалов, при планировании природоохранных мероприятий и оценке их эффективности, а также в школьном курсе географии и краеведения.

Научная новизна работы заключается в получении новых данных о состоянии атмосферного воздуха на территории пос. Березовка Увельского района. Обычно в экологической литературе рассматривается состояние атмосферного воздуха для района в целом, по городам или в зоне деятельности отдельных предприятий. Информация о степени загрязнения атмосферы в сельских поселениях в современной литературе отсутствует.

ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА И МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

1.1. Источники загрязнений воздушной среды, загрязняющие вещества и последствия загрязнения

Источники загрязнения атмосферы делятся на естественные и антропогенные:

I. Естественное загрязнение включает: внеземное (космическая пыль); земное (дым); неорганическое (выветривания, вулканизм); органическое (растения, животные).

II. Антропогенное загрязнение. Источниками антропогенного загрязнения атмосферы являются транспорт, теплоэнергетика, предприятия ядерно-топливного цикла (ЯТЦ), промышленные и сельскохозяйственные предприятия. Несмотря на многообразие веществ, выбрасываемых в атмосферу этими источниками, можно указать наиболее распространённые выбросы: зола, пыль, оксиды серы, азота, сероводород, углеводороды, аммиак, оксиды углерода и т.д.

Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство:

- теплоэлектростанции (вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ);

- металлургические предприятия, особенно цветной металлургии (выбрасывают в воздух оксиды азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка, которые неблагоприятно действую на здоровье человека, провоцируя и обостряя различные заболевания, на флору и фауну местности);

- химические и цементные заводы [1].

1.2. Нормативная база охраны атмосферного воздуха

По Конституции России каждый гражданин имеет право на благоприятную окружающую среду, чис­тый воздух. Обеспечить это право — задача госу­дарства.

Задачей законодательства об охране атмосферного воздуха является регулирование общественных отношений в этой области. Цели регулирования – сохранение в чистоте и улучшение состояния атмосферного воздуха; предотвращение и снижение вредных химических, физических, биологических и иных воздействий на атмосферу[44].

Головным нормативным правовым актом является Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха», принятый в 1999 году, с изменениями принятыми 23 июля 2008 года и вступившими в силу 1 января 2009 года. В соответствии с ним изданы законы, регулирующие компетенции государственных и иных органов в области охраны атмосферного воздуха, государственный учет вредных воздействий на него, наблюдение, контроль, разрешение споров и ответственность в области охраны атмосферного воздуха [43].

Так же в сфере охраны атмосферного воздуха применяются следующие нормативные документы:

1. Федеральный Закон «О радиационной безопасности населения» от 0901.1996 №3-ФЗ

2. Федеральный Закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.1999 №52-ФЗ.

3. Федеральный Закон «Об отходных производства и потребителя» от 24.06.1998 №89-ФЗ

4. СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности (HPБ-99/2009) [8].

1.3. Методы контроля и очистки атмосферного воздуха от загрязнений

Для оценки уровня загрязнения атмосферы в 506 городах России создана сеть постов общегосударственной службы наблюдений и контроля загрязнения атмосферы как части природной среды. Устанавливают три категории постов наблюдений за загрязнением атмосферы: стационарный, маршрутный, передвижной или подфакельный. Стационарные посты предназначены для обеспечения непрерывного контроля за содержанием загрязняющих веществ или регулярного отбора проб воздуха для последующего контроля, для этого в различных районах города устанавливаются стационарные павильоны, оснащенные оборудованием для проведения регулярных наблюдений за уровнем загрязнения атмосферы. Регулярные наблюдения проводятся и на маршрутных постах, с помощью оборудованных для этой цели автомашин [5].

В каждом городе проводят определения концентраций основных загрязняющих веществ, т.е. тех, которые выбрасываются в атмосферу почти всеми источниками: пыль, оксиды серы, оксиды азота, оксид углерода и др. Кроме того, измеряются концентрации веществ, наиболее характерных для выбросов предприятий данного города. Для изучения особенностей загрязнения воздуха выбросами отдельных промышленных предприятий проводятся измерения концентраций с подветренной стороны под дымовым факелом, выходящим из труб предприятия на разном расстоянии от него [11]. Подфакельные наблюдения проводятся на автомашине или на стационарных постах. Чтобы детально ознакомиться с особенностями загрязнения воздуха, создаваемого автомобилями, проводятся специальные обследования вблизи магистралей [14].

Очистка воздушной среды может осуществляться различными методами:

1. Метод абсорбции. Этот метод заключается в разделении газовоздушной смеси на составные части путем поглощения одного или нескольких газовых компонентов этой смеси поглотителем (называ­емых абсорбентом).

2. Метод хемосорбции. Основан на поглощении газов и паров твердыми или жидкими поглотителями с обра­зованием мало летучих или малорастворимых химических соединений.

3. Метод адсорбции основан на физических свойствах некоторых твердых тел. Наиболее широко в качестве адсорбента используется активированный уголь. Он применяется для очистки газов от органических паров, удаления неприятных запахов и газообразных примесей, содержащихся в промышленных выбросах, а также летучих растворителей и целого ряда других газов. В качестве реактивов могут быть использованы растворы, которые за счет химических реакций превращают вредную примесь в безвредную.

4. Каталитический метод. Этим методом превращают токсичные компоненты промышленных выбросов в веще­ства безвредные или менее вредные для окружающей среды путем введения в систему дополнительных веществ, называемых катализаторами.

5. Термический метод. Достаточно большое развитие в отечественной практике нейтрализации вредных при­месей, содержащихся в вентиляционных и других выбросах, имеет высокотемпературное дожигание (термическая нейтрализация). Для осуществле­ния дожигания (реакции окисления) необходимо поддержа­ние высоких температур очищаемого газа и наличие доста­точного количества кислорода. Одним из простейших устройств, используемых для ог­невого обезвреживания технологических и вентиляционных выбросов, является горелка, предназначенная для сжигания природного газа [28].

ГЛАВА 2. ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА ТЕРРИТОРИИ ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

2.1. Состояние атмосферного воздуха в Челябинской области

Челябинская область находится на границе Европы и Азии и занимает площадь 87900 кв. км. Богатые природные условия, особое географическое положение (центр России, перекресток магистральных путей государства) поставили Челябинскую область в ряд регионов, где природа эксплуатируется наиболее интенсивно.

По состоянию окружающей среды Челябинская область одна из самых неблагополучных среди регионов России, занимая по уровню антропогенной нагрузки на атмосферу ведущее место в стране. На сегодняшний день область является крупнейшим промышленным центром страны. Наибольшее значение имеют металлургический и машиностроительных комплексы. Около 20 городов области имеют крупные про­мышленные объекты черной и цветной металлур­гии и энергетики.

В целом в Челябинской области насчитывается более 15 тыс. промышленных предприятий и организаций, загрязняющих окружающую среду, из них более 600 имеют значительные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу более чем от 23 тыс. стационарных и более 850 тыс. передвижных источников [21].

По данным статистической отчетности, от ста­ционарных источников загрязнения максимальные количества загрязняющих веществ (более 50 тыс. т в год) поступают в атмосферу городов Магнито­горск, Челябинск, Троицк, Карабаш. В этих горо­дах преобладают выбросы газообразных веществ: оксида углерода, диоксида серы и твердых ве­ществ: пылевых частиц, сажи.

Менее интенсивные выбросы предприятий (от 20 до 50 тыс. т в год) осуществляются в следующей группе городов: Южноуральск, Верхний Уфалей, Сатка, Златоуст, Копейск, Миасс, Коркино, Аша. В шахтерских городах преобладают выбросы уг­леводородов, взвешенных веществ, оксида углеро­да. В городах с развитой металлургией, помимо общезагрязняющих веществ, также добавляются выбросы тяжелых металлов [9].

В городах с относительно низким количеством выбрасываемых веществ (менее 20 тыс. т в год): Еманжелинск, Кыштым, Катав-Ивановск, Касли, Куса – доминируют выбросы общезагрязняющих ве­ществ: оксиды азота, оксид углерода, взвешенные вещества [17].

Экологическая ситуация ухудшается по следующим причинам:

1. Использование устаревших технологий на промышленных предприятиях (67,7%).

2. Значительный износ основных производственных фондов.

3. Выхлопы автомобилей

4. Вырубка и уничтожение лесов, лесные пожары, нехватка зеленых насаждений

5. Большое количество мусора и свалок, а, кроме того – неправильная утилизация отходов.

6. Сложное взаимодействие природных и антропогенных фак­торов.

Таблица 1

Предприятия – основные источники загрязнения атмосферного воздуха с указанием валовых выбросов

Наименование предприятия	Объем выбросов, тыс. тонн/год
	2009 год	2010 год	2011 год
ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат»	229,0	220,9	220,521
Филиал ОАО «ОГК-2» Троицкая ГРЭС	208,3	174,6	106,290
ОАО «Челябинский металлургический комбинат»	72,3	62,9	64,35
ОАО «Уфалейникель»	30,2	37,9	50,07
ОАО «Челябинский электро-металлургический комбинат»	9,5	9,3	9,22

Основными загрязнителями окружающей среды являются предприятия металлургической промышленности (ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», ОАО «Челябинский металлургический комбинат «Мечел», ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат», комбинат «Магнезит» и другие), предприятия энергетического комплекса (ТЭЦ, ГРЭС), предприятия горнодобывающей промышленности (рудники, шахты), сельского и жилищно-коммунального хозяйства и других отраслей. В таблице 1 показана динамика выбросов крупнейших предприятий области. По данным таблицы можно сделать вывод о том, что в целом загрязнение атмосферного воздуха данными предприятиями находится на высоком уровне и тенденция к уменьшению наблюдается только у филиала ОАО «ОГК-2» Троицкая ГРЭС [17].

2.2. Оценка качества атмосферного воздуха Челябинской области

Качество воздуха в России оценивается в соответствии с принятыми стандартами – предельно допустимыми кон­центрациями (ПДК), которые подразделяются на максималь­ные разовые (осредненные за 20 минут) и среднесуточные. Средние за месяц и за год концентрации сравниваются со среднесуточными предельно допустимыми концентрация­ми (ПДК ср. сут.). Концентрации, измеренные за 20 минут, сравниваются с максимальными разовыми предельно до­пустимыми концентрациями (ПДК макс. раз.) [24].

Показателем качества воздуха является индекс загряз­нения атмосферы (ИЗА). Это комплексный показатель заг­рязнения атмосферы, учитывающий концентрацию в возду­хе пяти веществ, создающих основную долю в уровне заг­рязнения. Величина ИЗА показывает, какому уровню диок­сида серы (в единицах ПДК) соответствуют фактические и максимальные концентрации выбранных веществ. В соответствии с существующей градацией уровень загрязнения считается низким при ИЗА менее 5, повышенным при ИЗА от 5 до 6, высоким при ИЗА от 7 до 13, очень высоким при ИЗА более 14 [26].

ФГУ «Челябинский ЦГМС» регулярно проводятся наблюдения за состоянием атмосферного воздуха в городах. Государственная сеть мониторинга атмосферного воздуха на территории Челябинской области функционирует в трех городах: Челябинск, Магнитогорск, Златоуст [31].

Таблица 2

Уровень загрязнения атмосферного воздуха по ИЗА в городах Челябинской области в 2008-2010 годах [17].

Наименование населенного пункта	2009 год	2010 год	2011 год
город Челябинск	11,9	11,0	11,3
город Магнитогорск	14,4	16,6	21,0
город Златоуст	12,2	11,1	10,7

Рис. 1. Динамика ИЗА в городах Челябинской области

(составлено по табл. 2).

Анализируя таблицу 2 и рис. 1, можно сделать следующий вывод: в Златоусте и в Челябинске уровень загрязнения высокий. В городе Магнитогорск загрязнения атмосферы на протяжении последних 3-х лет сохраняется на одном уровне и являлся очень высоким. При этом в Златоусте наблюдается тенденция уменьшения показателей загрязнения атмосферного воздуха.

По проведенной оценке в 2011 году уровень загрязнения атмосферного воздуха в городе Челябинске, как и в 2010 году, относился к градации « высокий», ИЗА равен 11,3.

Превышение ПДК зарегистрировано в городах Сатка (0,6 % проб), Златоуст (0,8 % проб), Коркино (3,3 % проб), Копейск (0,08 % проб), Магнитогорск (4,2 % проб), Троицк (0,25 % проб). В ряде городов удельный вес проб атмосферного воздуха, превышающих ПДК, снизился по сравнению с 2010 годом: Копейск, Сатка, Южноуральск, Кыштым.

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА СТЕПЕНИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА УВЕЛЬСКОГО РАЙОНА ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1. Особенности географических условий района исследования

Увельский район расположен на юго-востоке Челябинской области в 100 км от областного центра. Внутри территории Увельского района находится город Южноуральск областного подчинения (с 1 февраля 1963 г.) и шахтерский поселок Красногорск административного подчинения городу Еманжелинску.

Площадь Увельского района составляет 2330 км². По состоянию на 01.01.2012 года численность населения в районе составляет 31627 человек, в том числе мужской пол 46,9%, женский пол 53,1%.

Рис. 2. Административная карта Увельского района.

Климат района - континентальный с резкими колебаниями температур. Зима холодная и продолжительная, лето относительно жаркое с периодически повторяющимися засухами. Особенности климата связаны с расположением области в глубинах Евразии, на большом удалении от морей и океанов. Продолжительность безморозного периода в среднем 137 дней. Количество осадков, в среднем, составляет 340 мм в год.

Зимой район находится под влиянием Азиатского антициклона. Континентальный воздух, поступающий из Сибири, приносит морозную и сухую погоду. Меридиональное простирание Уральских гор и открытость Зауралья в сторону Северного Ледовитого океана способствуют частому вторжению арктического воздуха, для которого характерны низкие температуры и малое содержание влаги. В летний сезон в южные районы поступает континентальный тропический воздух, приносящий жаркую, сухую погоду. Таким образом, с перемещением воздушных масс происходят переносы тепла и влаги.

Атмосферные осадки распределяются неравномерно. Суммы осадков уменьшаются с запада на восток от 500 до 300 мм. Наибольшая сумма осадков приходится на летний сезон. Зимой количество осадков резко уменьшается. В теплую половину года выпадает 75-78% годовой суммы осадков. Средняя мощность снежного покрова достигает 34-38 см при продолжительности 156-160 дней. В общей сумме осадков влага от снега составляет около 25%.

Количество ветреных дней в году составляет соответственно 162 и 140 дней. Средняя скорость ветра 3,6 м/с [21].

Таблица 3

Среднегодовое направление ветра Увельского района, %

(по данным отдела экологии)

Направление ветра	С	С-В	В	Ю-В	Ю	Ю-З	З	С-З	штиль
Повторяемость, %	18	2	5	6	23	13	10	15	8

Рис. 3. Роза ветров территории Увельского района.

Ветровые условия в среднем для Увельского района отличаются преобладанием ветра южного, северного, северо-западного и юго-западного направления. Поэтому выбросы промышленных предприятий Челябинского промышленного центра, располагающегося севернее и г. Троицк, располагающиеся южнее, могут оказывать влияние на состояние воздушного бассейна территории.

3.2. Метеоусловия, определяющие рассеивание примесей и загрязнение атмосферы Увельского района

Промышленные выбросы, попадая в атмосферу, могут накапливаться около источника загрязнения, а могут переноситься на большие расстояния, рассеиваясь и обезвреживаясь. Скорость рассеивания примесей определяется метеорологическими условиями, при которых вредные вещества попадают в воздух. Связь между уровнем загрязнения воздуха и метеорологическими условиями очень сложная. Поэтому при исследовании причин формирования повышенного уровня загрязнения атмосферы, более удобно использовать не отдельные метеорологические характеристики, а комплексные параметры, соответствующие определённой метеорологической ситуации и скорость ветра. Обычно они связаны с крупномасштабными атмосферными процессами, наблюдаемыми в циклонах и антициклонах [2].

Циклонические условия. Циклонические условия погоды являются наиболее благоприятными для рассеивания примесей. При прохождении циклонов и фронтов усиливается ветер, выпадают осадки, очищающие воздух от взвесей.

Влияние ветра на перенос веществ в воздухе проявляется по-разному, в зависимости от типа источников выбросов. Если исходящие от источника газы перегреты относительно окружающего воздуха, то они способствуют подъёму факела и уносу примесей вверх. При слабых ветрах этот подъём обусловливает уменьшение концентрации примесей у земли. Концентрация примесей у земли убывает и при очень сильных ветрах, однако, в таком случае это происходит за счёт быстрого переноса примесей. В результате наибольшие концентрации примесей в приземном слое формируются при некоторой скорости, которую называют «опасная» [12].

При низких источниках выбросов повышенный уровень загрязнения воздуха отмечается при слабых ветрах (0–1 м/с) за счёт скопления примесей в приземном слое [6].

На территории области в течение года наблюдаются ветры умеренной силы [39]. Это подтверждается представленными выше данными среднемесячной скорости ветра в Увельском районе – 3,6 м/с.

В циклонах развиваются восходящие движения воздуха. Поднимаясь вверх, приземный тёплый воздух захватывает с собой промышленную пыль, газы, очищая тем самым атмосферу[5].

Прямое влияние на характер загрязнения воздуха в районе оказывает направление ветра. Существенное увеличение концентрации примесей наблюдается тогда, когда преобладают ветры со стороны г. Южноуральска. К тому же преобладающие южные ветры выносят примеси с территории района.

Антициклонические условия. В антициклонах создаются условия, способствующие оседанию и концентрации примесей в приземном слое воздуха. Антициклонические условия характеризуются малооблачной погодой без осадков, с малыми скоростями ветра, то есть «застоем» воздуха. Поэтому самоочищения воздуха не происходит, и выбросы предприятий остаются над землёй. В ночные часы при безоблачном небе и высоком эффективном излучении часты инверсии температуры [12].

Если повышение температуры начинается непосредственно от поверхности земли, инверсию называют приземной, если же с некоторой высоты над поверхностью земли, – приподнятой. Инверсии затрудняют вертикальный воздухообмен. Если слой приподнятой инверсии располагается непосредственно над источником выбросов (трубой), то в приземном слое создаются опасные условия загрязнения, так как инверсионный слой ограничивает подъём выбросов и способствует их накоплению в приземном слое. Если слой приподнятой инверсии располагается на достаточно большой высоте от труб промышленных предприятий, то концентрация примесей будет существенно меньше. Слой инверсии, расположенный ниже уровня выбросов, препятствует переносу их к земной поверхности [22].

В целом в Челябинской области число дней с циклонами составляет в среднем за год 210 (повторяемость 58%), с антициклонами – 55 (42%). Наибольшая повторяемость числа дней с циклонами приходится на теплый период (60%).

Эти данные показывают, что лучшие условия для естественного очищения атмосферы создаются циклонами в летний период. Зимой при преобладании антициклонов господствуют условия накопления примесей в атмосфере.

Метеорологические условия, способствующие накоплению загрязняющих веществ в нижнем слое атмосферы, получили название неблагоприятных метеорологических условий (сокращенно НМУ).

Прогнозирование НМУ осуществляется на основе анализа фактических и прогностических погодных условий. Анализ фактической погоды позволяет оценить вероятность предшествующего накопления примесей в приземном слое атмосферы. Прогноз метеорологических условий показывает возможность накопления или рассеивания примесей в ближайшие сутки, наличие данных мониторинга позволяет составлять прогноз уровня загрязнения воздуха. Прогноз НМУ включает также прогноз высокого и экстремально высокого (ВУЗВ и ЭВУЗВ) загрязнения атмосферного воздуха. [10].

3.3. Предприятия Увельского района как источники загрязнения атмосферы

Производство района характеризуется более чем 100 предприятиями различных хозяйственных направлений и форм собственности.

В центре района, поселке Увельский, расположен один из крупнейших в области комбинат хлебопродуктов «Злак». Ведущие предприятия и отрасли района — это ООО «Ресурс», ЗАО НП «Челябинское рудоуправление», ОАО «Кварц», ЗАО «Увельский Агропромснаб», научно-производственный кооператив «Альтернатива», агрофирма «Калининская», свиноферма «Ариант» и другие предприятия.

На территории Увельского района находится г. Южноуральск, в котором тоже существуют промышленные предприятия, загрязняющие атмосферный воздух. Наблюдения за уровнем загрязнения атмосферного воздуха города Южноуральска ведутся Челябинским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, так как свой центр был закрыт в 2005 году в связи с нерентабельностью.

На основе данных, степень улавливания загрязняющих веществ по городу составляет 92,4%, из них по твердым веществам – 86,6%, по газообразным и жидким – 5,8%.

Для 19 предприятий установлены нормативы ПДВ, на 18 предприятиях ПДВ достигнуто.

Основной причиной неудовлетворительного состояния атмосферного воздуха является использование устаревших технологий с высоким уровнем износа устаревшего технологического оборудования.

Немало вреда атмосфере приносят и автомобили. В городе на 01.01.2011 г. эксплуатировалось 8045 единиц (2010 г. - 7705 единицы) автотранспорта. Суммарный выброс вредных веществ от автотранспорта по приближенным расчетам составил 5,145 тыс. т. [17].

Таблица 4

Район	Всего выброшено в атмосферу, тонн					Уловлено, % к количеству загрязняющих веществ
	SO2	NXOY	H2S	HС1	H2SO4	SO2	NXOY	H2S	HC1	H2SO4
Увельский	238	53	-	-	-	-	-	-	-	-

Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками в 2012 году

Таблица 5

Выбросы загрязняющих веществ кислотного характера в атмосферу стационарными источниками по городам Челябинской области, 2012год

Город	Всего выброшено в атмосферу, т						Уловлено, % к количеству загрязняющих веществ
	SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4	HNO3	SO2	NXOY	H2S	НС1	H2SO4
Южноуральск	39275	7157	0,503	0,002	0,048	0,009	7,2	0,1	-	-	-

Основные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу города вносит Южноуральская ГРЭС - 99%, поэтому более подробно остановлюсь на данном предприятии.

Южноуральская ГРЭС (полное официальное название — филиал филиала ОАО «ОГК-3» «Южноуральская ГРЭС») — тепловая электростанция России, расположена в городе Южноуральске Челябинской области. Была введена в эксплуатацию в 1952 году. В качестве топлива используется природный газ, бурый уголь, мазут. Источником водозабора является Южноуральское водохранилище (река Увелька). Место для строительства электростанции было выбрано на левом берегу реки Увельки. Здания и сооружения ГРЭС расположены на четырёх террасах с разностью отметок верхней и нижней террасы в 25,5 метров. Поручение строительства Южноуральской ГРЭС было оформлено в виде постановления Совета Министров СССР № 248 от 02 июня 1948 года. Строительство было поручено Министерству электростанций. Строительство было завершено к апрелю 1952 года. Пусковые операции на первом котле станции были начаты 23 апреля, а включение генератора в сеть состоялось 28 апреля в 0 часов 23 минуты [27].

На основании Закона о «Сведениях об охране атмосферного воздуха» за 2011 – 2012 год, мы сделали следующие выводы по работе ГРЭС:

Таблица 6

Выработка электроэнергии тыс. кВт.ч

	2011 год	2012 год
1-3 очередь	2673171	1809249
4- очередь	2624569	2110206

Рис. 4. Южноуральская ГРЭС-1. Фото Е.В. Гуляйкиной.

Таблица 7

Расход условного топлива, т.

Топливо	2011 год	2012 год
Уголь	725579	332311
Газ	377998	441481
Мазут	1461	606

Таблица 8

Расход натурального топлива, т.

1-3 очередь:	2011 год	2012 год
Уголь	1485928	756847,4
Газ	236149	387399
Мазут	1071	443
4 очередь:
Газ	783251	618543

В 2012 году произошло снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу по сравнению с 2011 годом на 10892,511 т по следующим причинам:

- снижение расхода топлива на 512440 т,

- увеличение доли природного газа и снижение доли угля на 14,12%.

Выбросы угольной золы и угольной пыли уменьшились за счет уменьшения расхода угля и выполнения реконструкции системы золоулавливания. В 2009 разработан проект ПДВ, который действует с 2009 года. В проект нормативов ПДВ рассчитаны выбросы от 64 источников загрязнения, из них 23 организованных и 41 неорганизованных. К организованным источникам загрязнения относятся 5 дымовых труб, 8 аспирационных установок и 10 источников выбросов загрязняющих веществ от металло- и деревообрабатывающих станков [27].

Рис. 5. Строительство Южноуральской ГРЭС-2. Фото Е.В. Гуляйкиной.

Из общего количества выбросов наибольший % составляет углекислый газ (29,9), наименьший % - оксид азота (0,22). Из-за технического износа оборудования Южноуральской ГРЭС, было запланировано строительство нового. 14 августа 2010 года в основание Южноуральской ГРЭС-2 был заложен символический «первый камень».

Инженерным центром энергетики Урала были оценены сейсмические условия, почвенно-растительный и животный мир. Одним из серьезных экологических факторов является шумовое загрязнение окружающей среды. Проведена оценка шумового загрязнения воздуха на изучаемой территории. По требованию ГОСТ 12.1.003-83. СНиП II-12-77 «Нормы проектирования. Защита от шума» фоновые значения не превышают предельно допустимый уровень (от 32 до 52 дБА). Напряженность электрического поля Е (кВ/м) определялась при промышленной частоте 50Гц на высоте 2,0 м от земли. Измерения были проведены в 41 точке. По результатам наблюдения фоновые значения напряженности электрического поля не превышают предельно допустимый уровень. Также при обследовании территории аномалий радиоактивного излучения не обнаружено.

Разработчики утверждают, что строительство энергетического комплекса Южноуральской ГРЭС-2 будет производиться с использованием новейших существующих технологий газоочистки и с привлечением передовых технологий сжигания топлива, учитывающих экологическую политику предприятия в целом. По данным специалистов, улавливающая способность фильтров на новых блоках достигнет 99,9% [30].

Однако соседство с предприятиями Увельского района не столь опасно, как с соседним Батуринским разрезом, который находится в п. Красногорском. За полвека хозяйственной деятельности угольная отрасль превратила окрестности поселка Красногорский и огромную территорию Увельского района, в зону экологического неблагополучия. На месте отработавших свое шахт теперь высятся терриконы, от разрезов тянутся многокилометровые насыпи вскрышной породы. Над самими разрезами и зимой, и летом все еще стоит сизый чад от выгорающих угольных остатков. Здесь нет ни сотки живой территории: все перекопано, вывернуто наизнанку. Потому что угольщики не вели рекультивацию, не восстанавливали разрушенные ими земли.

Рис. 5. Батуринский разрез. Фото Е.В. Гуляйкиной.

В октябре 2002 года в отработанную горную выработку участка №7 угольного разреза “Батуринский” Челябинский электрометаллургический комбинат начал завозить феррохромовые шлаки. Для этого были собраны все необходимые документы, разрешающие начать эти работы: исследования ученых НИИ, разрешения на работы комитета природных ресурсов по Челябинской области, санитарной и экологической служб города Еманжелинска, согласие администрации поселка Красногорский. Лишь кандидат технических наук, заведующий лабораторией Инженерной гидрогеологии ДП ФГУП “УралНИИ ВОДГЕО” И. Бывальцев высказал сомнение, “что выполненный по данному проекту противофильтрационный экран обеспечит надежную изоляцию подземных вод от токсичных элементов, содержащихся в шлаках”. “Челябинский рабочий” сообщал об этом в ноябре 2002 и феврале 2003 годов. Людей беспокоят и пугают пыль при разгрузке шлака из железнодорожных вагонов. В химическом отношении это смесь оксидов кальция (52 %), кремния (24 %), магния (12 %) и алюминия (5 %). Но есть и другие компоненты, которые делают шлак очень опасным, – фтор, ванадий, марганец, хром шестивалентный. Когда готовили проект рекультивации, анализы показывали, что все эти элементы в шлаке превышают допустимые концентрации. Мы не должны забывать, что при намачивании шлак выделяет еще и токсичные газы. Нарушаются и правила захоронения шлаков. По технологии шлаки должны засыпаться трехметровым слоем земли, чего давно уже не делается [22].

Отходы, привозимые из Челябинска, небезвредны. С этим соглашаются руководители комбината, и эксперты, готовившие проект, и представители контролирующих учреждений. Но они доказывают, что разрез стоит от населенных пунктов на безопасном расстоянии, пыль до них не долетает, а вода, если когда и потечет, то в другую сторону. Из письма Г. Подтесова от 11 марта 2003 года, к примеру, можно понять, что в поселок Красногорский вода из рекультивируемого разреза никогда не придет, потому что поселок стоит ниже Сухарышского месторождения, в 15-17 километрах к северо-востоку. Не слишком ли смелое утверждение? По заключению экспертной комиссии, давшей “добро” на рекультивацию, говорится, что ныне засыпаемый шлаком участок разреза отнесен к водосборной площади реки Увельки. А она течет совсем недалеко от разреза и является источником хозяйственно-питьевого водоснабжения, рыбохозяйственного водопользования. Ниже по течению, на юг от разреза, – поселок Нагорный, село Кичигино, Южноуральск, села Водопойка и Луговое. Южноуральское водохранилище питает и поселок Увельский.

После захоронения в бывший угольный разрез "Батуринский" шлаков ЧЭМК население стало чаще и тяжелее болеть, особенно дети. По данным областного Центра госсанэпиднадзора, с 2003 года у детей поселка Красногорский отмечен рост новообразований в 2,26 раза, болезней крови и кроветворных органов, в том числе анемии, - в 2,1 раза, аллергического ринита - в 2,85 раза, бронхиальной астмы - в 1,5 раза, атипического дерматита - в 2,4 раза. Рост заболеваний связывают с начавшейся рекультивацией разреза, пылью от шлаков. В область поражения попадают животный и растительный мир данной территории: земли, на которых выращивают корма животным, люди, которые питаются этим мясом и молоком [36].

3.4. Влияние хозяйственных объектов на загрязнение атмосферного воздуха на территории Увельского района

Основной задачей при написании работы была оценка степени загрязнения. В качестве объектов наблюдений мы взяли три точки наблюдения: территория вблизи Батуринского разреза, возле ГРЭС-2 и фоновую точку (школьный двор).

Рассмотрим влияние шлаков ЧМЭК на экологическую обстановку. По данным паспорта безопасности вещества, в данном случае речь идёт о самораспадающихся феррохромовых шлаках ЧЭМК в Батуринском разрезе, от 7.12.1999 года. Этот шлак воздействует на организм человека при вдыхании и попадании в органы пищеварения, на кожу, слизистые оболочки глаз. Поражаются следующие органы, ткани и системы: верхние дыхательные пути, легкие, желудочно-кишечный тракт, кожные покровы, печень, слизистые оболочки глаз. По данным отчета экологов мне удалось получить следующую информацию [29].

По данным таблицы 9 видно, что феррохромовый шлак относится по содержанию подвижных соединений фтора и хрома к категории почв «Очень сильно загрязненная и превышают ПДК. При увлажнении шлака происходит выделение цианистого водорода, фосфористого водорода, диоксида серы. Причем ПДК феррохромовых шлаков в атмосфере населенных мест не установлена и рассматривается как пыль, содержащая оксид кремния в пределах 20-70 %, ПДК м.р.=0,3 мг/м³, ПДК с.с.=0,1 мг/ м³[33].

Таблица 9

Категорирование отхода-шлак феррохромовый самораспадающийся

Наименование ингредиента	Концентрация, мг/кг			Класс опасности	Категория загрязнения
	Факт	ПДК	Миграция возд.
Медь	0,58	3	-	2	Слабая
Цинк	1,25	23	-	1	Слабая
Марганец	212	100	-	3	Средняя
Хром	36,3	6	6	2	Очень сильная
Кобальт	0,58	5	-	2	Слабая
Никель	2,1	4	-	2	Слабая
Фтор	135	10	-	1	Очень сильная

Высокие концентрации подвижного фтора и хрома в шлаках могут мигрировать с ливневыми стоками, что может привести к загрязнению почвы.

Превышение в воде ПДК составили по следующим пробам: свинец, кадмий, марганец, ртуть, фтор, хром. Категорию почв отнесли к «очень загрязненной». Но, к нашему сожалению, экологии у нас уделяется мало внимания, поэтому этот карьер открыли, признав безопасным, и он будет благополучно «процветать» ещё долгое время.

Оценим воздействие карьера на наш поселок. Разрез располагается в северном направлении от нас. Если посчитать это в процентном соотношении, то примерно 23% от всех ветров за год.

По данным отчетов Южноуральской ГРЭС нормы ПДК не превышаются (приложение 1) . Данных о строящейся ГРЭС-2 мы пока не имеем. Однако следует определить направление ветра. ГРЭС располагаются юго-восточнее нас, то есть в среднем ветра этого направления дуют 15% в год от общего количества.

В нашей школьной лаборатории я предложила учащимся провести опыты. В качестве объекта наблюдения был взят снег в 3-х постах наблюдения: 1 (контрольная) - территория школы, 2 (опытная 1) - возле строящейся ГРЭС – 2, напротив ГРЭС-1, 3(опытная 2) – возле Батуринского разреза п. Красногорского. При этом была соблюдена методика отбора проб:

1.Выбрали площадку для отбора проб, на которой построили треугольник со сторонами не менее 10 м.

2.В вершинах треугольника разметили квадраты со сторонами 1 м. Получили три таких квадрата.

3.Снег отбирали методом конверта, то есть пробы брали по углам квадрата(4 штуки) и в центре квадрата. Всего по 5 проб с квадрата. Три квадрата дают 15 проб.

4.Снег брали почти на всю глубину снежной толщи. Все 15 проб складывали в чистые емкости. Снег отбирают пластмассовой бутылкой без дна.

5.Банки со снегом поместили в кабинете при температуре 20 С [22].

Все наблюдения и опыты проводились с учениками 10-11 классов МКОУ Березовской СОШ. Для оценки степени загрязнения атмосферного воздуха были проведены:

1. Визуальные наблюдения. Мы рассмотрели внешний вид и структуру снега с территории школы. Снег имел цвет беловато-серый, крупнозернистый, довольно плотный и твёрдый (проникает карандаш). На поверхности покрова встречается мусор, пыль, ветки деревьев, попавшие сюда с деревьев растущих рядом со школой. Характер мусора говорит о его антропогенном происхождении, скорее всего, он попал на снег из школы с «помощью» учащихся. Это, например: нитки, обломки карандаши, бумага, ручки и т.д. Особого влияния на почву такой мусор не оказывает, кроме того, как только сойдёт снег, вся территория возле школы тщательно убирается и весь мусор вывозится за пределы образовательного учреждения. Так как количество этих загрязнителей очень мало, какого-либо серьёзного влияния на состав почвы и воздуха они не оказывают.

Снег с точки 1 и 2 имел серо-черный цвет, крупнозернистый, довольно плотный и твёрдый (проникает карандаш). По внешним наблюдениям, в нем имеется много мелкого мусора.

1. Опыты: [25].

Опыт №1. Прозрачность

Для определения прозрачности воды используем прозрачный мерный цилиндр с плоским дном, в который наливаем воду, подкладываем под цилиндр на расстоянии 4см от его дна текст, высота букв которого 2мм, а толщина линий букв - 0,5 мм.

Просматривая шрифт сверху через столб воды и, сливая или доливая исследуемую воду в цилиндр, находим высоту столба, ещё позволяющую читать шрифт. Проводим исследование в хорошо освещённом помещении на расстоянии около 1м от окна. Прозрачность выражается в сантиметрах высоты столба жидкости (с точностью до 0,5см). Результаты заносим в таблицу.

Опыт №2. Запах

100 мл исследуемой воды (20 С) наливают в колбу V= 150-200 мл с широким горлом, закрываем пробкой, встряхиваем вращательными движениями, открываем пробку и быстро определяем характер и интенсивность запаха. Результаты заносим в таблицу.

Опыт №3. Определение кислотности снега

Промышленные предприятия, автомобильный транспорт выбрасывают в атмосферу оксиды азота, серы, углерода, которые в атмосфере, соединяясь с водой, образуют кислоты. Они губительно действуют на живые организмы, строения, памятники.

Используя индикаторную бумагу (или, если имеется, рН-метр), можно определить наличие кислот в снеге, талой воде. Кислотность определяется показателем рН. Если в пробе рН меньше 5, 6 то это говорит о кислотных выпадениях в изучаемом районе.

Для проведения опыта отлили по 10мл фильтрата из каждой пробы. Опустили в каждую пробирку универсальный индикатор и определили кислотность фильтрата. Сравнили окраску индикатора со шкалой универсального индикатора. Результаты занесли в таблицу.

Опыт № 4. Проверка на наличие хлорид-ионов (Cl) в талой воде

Хлорид-ионы отрицательно действует на организм. Он оказывает раздражающее и прижигающее действие, вызывая некроз тканей, а затем первичное токсико-химическое воспаление, к которому может в дальнейшем присоединиться вторичная инфекция. При небольших концентрациях вызывает общее недомогание.

Рис. 6. Проверка на наличие хлорид - ионов в талой воде.

Фото Е.В. Гуляйкиной.

При больших дозах поступления в организм появляется сильный кашель, боль и стеснение в груди, одышка, кровохаркание. Окрашенный цвет раствора не концентрированный, что говорит о безопасном наличии этих веществ.

После этого в эту пробирки мы добавили хлорид бария(2) в большей концентрации и увидели во все пробирках осадок белого цвета, который подтвердил наличие хлорид-ионов. Количественно, к сожалению, мы эти данные описать не можем, так как в школе нет точных весов. Результаты занесли в таблицу [38].

Опыт №5. Проверка на наличие сульфат-ионов (SO4²) в талой воде

Сульфаты поступают в организм человека с пищей, водой, респираторным путем. При приеме внутрь они оказывают тормозящее действие на желудочную секрецию. Токсическое действие на детей проявляется при длительном употреблении воды с содержанием сульфатов [39].

Чтобы определить наличие сульфат - ионов, мы в пробирки с талой водой добавили 0,5мл соляной кислоты, затем 5мл 10% хлорида бария(2).

Рис. 7. Проверка на наличие сульфат-ионов в талой воде.

Фото Е.В. Гуляйкиной.

О наличие сульфат - ионов в снежной воде в больших количествах говорит наличие осевших белых хлопьев в результате реакции, которых было малое количество.

Следующий этап опыта. В пробирку мы налили 10мл талой воды, добавили 0,5 мл раствора соляной кислоты концентрации 1:5 и добавили 2 мл 5% раствора хлорида бария(2). После этого мы наблюдали слабое помутнение в воде. По данной методике, это значит, что в 1 литре воды содержится от 5-10 мл сульфат-ионов, что составляет допустимое их количество. Результаты занесли в таблицу.

Опыт № 6. Обнаружение катионов свинца (Pb2+)

Внутрь организма человека свинец может попасть через дыхательные органы или органы пищеварения, откуда с кровью попадает далее. Причем попадание свинцовой пыли через легкие гораздо опаснее, чем через пищевод. Очень большое количество этой самой пыли содержится в городе, где воздух заполнен выхлопными газами.

Болезнь, вызванная свинцом, называется плюмбизм. Наряду со многими тяжелыми металлами он блокирует работу ферментов. Выяснили, что при увеличении содержания свинца в крови в 10 раз деятельность ферментов снижается в 100 раз. При этом наступает поражение почек, печени, нервной системы, мозга.

В пробирки с пробой внесли 1мл 50% раствора уксусной кислоты, перемешали. Добавили 0,5 мл 10% раствора дихромата калия. При наличии в исследуемой пробе ионов свинца выпадает желтый осадок свинца. Содержание катионов свинца более 100мг/л. Если наблюдается помутнение раствора то концентрация катионов более 20мг/л, а при опалесценции –0,1мг/л. Результаты занесли в таблицу.

Опыт № 7. Обнаружение катионов железа (Fe3+)

В пробирки добавили 10 мл пробы добавили 1 каплю концентрированной азотной кислоты, затем добавили 2-3 капли пероксида водорода и 0,5 мл раствора троданида аммония. При содержании железа 0,1мг/л появляется розовое окрашивание, а при более высоком - красное.

Fe³ + 3CNS = Fe(CNS)₃

Результаты занесли в таблицу.

Опыт № 8. Обнаружение катионов меди (Cu2+)

Повышенное содержание соединений меди в организме весьма токсично для человека.

Причины избытка меди:

• избыточное поступление в организм (вдыхание паров и пыли соединений меди в условиях производства, бытовые интоксикации растворами соединений меди, использование медной посуды);

• нарушение регуляции обмена меди.

Основные проявления избытка меди:

• функциональные расстройства нервной системы (ухудшение памяти, депрессия, бессонница);

• при вдыхании паров может проявляться "медная лихорадка" (озноб, высокая температура, проливной пот, судороги в икроножных мышцах);

• воздействие пыли и окиси меди может приводить к слезотечению, раздражению конъюнктивы и слизистых оболочек, чиханию, жжению в зеве, головной боли, слабости, болям в мышцах, желудочно-кишечным расстройствам;

• нарушения функций печени и почек;

• поражение печени с развитием цирроза и вторичным поражением головного мозга, связанным с наследственным нарушением обмена меди и белков (болезнь Вильсона-Коновалова);

• увеличение риска развития атеросклероза.

В фарфоровые чашки поместили 3-5мл пробы, осторожно выпарили досуха и нанесли на периферийную часть пятен капли концентрированного раствора аммиака. Появление интенсивно-синей или фиолетовой окраски свидетельствует о присутствие ионов меди Cu²⁺. Результаты занесли в таблицу [47].

Опыт № 9. Обнаружение ионов кобальта (Cо²⁺)

Вредное воздействие кобальта в высоких концентрациях связывают главным образом и в первую очередь с тем, что избыточное поступление кобальта в организм сопровождается состоянием гипоксии или «ощущением» клеткой нехватки кислорода. Ионы кобальта Cо²⁺ с роданид-ионами образуют голубое окрашивание. Результаты занесли в таблицу.

Таблица 10

Результаты опытов анализа снега с контрольной и опытных точек

Параметры	Контрольная	Опытная 1	Опытная 2
Прозрачность	210	220	235
Запах	Неопределённый	Неопределённый	Плесневый
Кислотность	6	5	5
Хлорид - ионы (Cl)	+	+	+
Сульфат - ионы (SO4²)	+	+	+
Катионы свинца (Pb2+).	-	-	-
Катионы железа (Fe3+)	+	+	+
Катионы меди (Cu2+).	-	-	+
Ионы кобальта (Cо2+).	-	-	+

По данным таблицы мы сделали выводы. Сложность возникла в том, что в школьной химической лаборатории нет точных весов. Поэтому все реакции мы могли оценить только количественно.

Оценивая прозрачность, мы увидели, что во всех 3 пробах вода достаточна прозрачная. Плесневый запах оказался только в контрольной №2. Кислотность всех 3 проб относится к слабой. По выпадению белого осадка при определении хлорид-ионов, можно сделать вывод, что данные вещества существуют в снеге. Судя по интенсивности осадков – их незначительное количество.

Во всех 3 пробах существуют сульфат-ионы, но судя по концентрации их нормы не превышены.

Во всех пробах отсутствуют катионы свинца.

Согласно методике определения катиона железа, опыты показали наличие его во всех 3 пробах, только в разной концентрации. В контрольной и опытной 1 точках цвет был светло-розовым. Значит, содержание в них ионов железа составляет – 0,5 мг/л. В опытной 2 осадок был окрашен в розовый цвет. Это значит, что содержание в нём составляет 1 мг/л. Это не превышает допустимых норм.

При определении катионов меди и ионов кобальта в контрольной и опытной 1 не были обнаружены. В опытной 2 при определении катионов меди произошло окрашивание в синий цвет, в при исследовании ионов кобальта произошло окрашивание в голубой цвет. Это говорит о присутствии данных веществ в снеге.

В лаборатории ГРЭС-1 были проведены анализы взятых проб снега из 3 точек: 1 (контрольная) - территория школы, 2 (опытная 1) - возле строящейся ГРЭС – 2, напротив ГРЭС-1, 3(опытная 2) – возле Батуринского разреза п. Красногорского.

Результаты исследований занесены в таблицу 11.

По результатам таблицы мы видим, что превышение ПДК в контрольной и опытной 1 не зафиксировано. Значит в течение ноября - марта 2012-2013 гг. имеет место минимальное воздействие на окружающую среду, в пределах допустимых значений. Считаем, что данные показатели по ГРЭС свидетельствуют о том, что за счет уменьшения расхода угля и выполнения реконструкции системы золоулавливания антропогенная нагрузка на данной территории значительно снизилась.

Таблица 11

Анализ талой воды с полей близ п. Березовка в мг. экв ./дм³

№ п/п	Показатель	Норма ПДК	Вода талая
			Контрольная	Опыт № 1	Опыт № 2
1	PH	7-9	6,6	6,6	6,6
2	Жесткость	7,0	1,2	1,3	1,25
3	Железо общ. (Fe)	0,3	0,1	0,05	2,37
4	Щелочность		2,0	2,5	2,0
5	Нитраты (NO³) (азотистые кисл.)	45	0,0	0,0	17,8
6	Нитриты (NO²) (азотн. кисл.)	3,0	1,25	1,2	1,2
7	Окисляемость KM4O4	5.0	3.5	2.5	2.6
8	Хлориды Cl	350	10,0	15,0	12,5
9	Фтор F	10	0.15	0.1	135
10	Кремний SiO²		0.3	0.2	0.25
11	Сера S	0,0	0,0,	0,0	0,0
12	Аммиак NH4*	0,0	0,0	0,0	0,0

По Батуринскому разрезу мы видим, что происходит превышение ПДК по следующим элементам: железо общее, фториды и нитраты, что хорошо согласуется с опубликованными данными.

3.5. Мероприятия, проводимые с целью снижения степени загрязнения атмосферы

После завершения существования плановой экономики в 1990-х и перехода станции из государственной собственности в частную руководством предприятия (Южноуральская ГРЭС) декларируются новые цели и задачи:

• Бесперебойное обеспечение потребителей электроэнергией и теплом.

• Снижение себестоимости продукции за счёт уменьшения издержек производства.

• Надёжность работы оборудования.

В 2009 году выполнены следующие мероприятия:

1. Реконструкция на котле ступени № 7 системы золоулавливания с установкой кольцевых эмульгаторов.

2. Ремонты пылеулавливающего оборудования.

Дальнейшие мероприятия не проводились. Мероприятия для данного комплекса больше не разрабатывались, так как через нескольких лет он будет выведен из эксплуатации.

Что касается ГРЭС- 2, то для сохранения качества окружающей среды необходимы следующие мероприятия:

1. Создание санитарной зоны в соответствии с требованиями нормативных документов.

2. Применение газотурбинных установок.

3. Использование экологически чистого топлива (природный газ).

4. Осуществление работы по нормированию ПДВ.

5. Контроль за концентрацией загрязняющих веществ на границе СЗЗ и в пределах жилой зоны на соответствие значениям ПДК.

6. Предотвращение и снижение шумов (установка вентиляторов).

7. Обеспечение допустимых значений напряженности электрического поля.

8. Создание оборотной системы водоснабжения.

9. Очистка сбрасываемых вод.

10. Определение мест для складирования отходов.

11. Создание системы постоянного экологического мониторинга в районе.

По Батуринскому разрезу можно рекомендовать следующие мероприятия: строгое соблюдение норм захоронения, регулярный экологический контроль соблюдения норм захоронения отходов ЧЭМК и принятие экстренных мер в случае их невыполнения; создание общественных групп по контролю и освещение результатов проверок в СМИ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Атмосферный воздух является одним из важнейших жизненно важных элементов природы, неотъемлемой частью среды обитания человека, растений и животных. Эти обстоятельства предопределяют необходимость правового регулирования общественных отношений по поводу его охраны от разнообразных вредных химических, физических и биологических воздействий.

На пороге III тысячелетия нет необходимости доказывать остроту и масштабность, а значит, и опасность сложившейся в мире экологической ситуации. Виновником экологического кризиса на Земле стал человек. Он же является как субъектом, так и объектом последнего.

Рассматривая источники загрязнения Челябинской области, мы определили, что в целом в Челябинской области насчитывается более 15 тыс. промышленных предприятий и организаций, загрязняющих окружающую среду. Наибольшее количество загрязняющих веществ поступают в атмосферу городов крупнейших городов, среди которых Челябинск, Магнито­горск, Троицк, Карабаш, Южноуральск, Верхний Уфалей. Ветровой перенос обусловливает перенос загрязнений с преобладающими потоками. При этом загрязнению подвергаются другие территории, в пределах которых промышленного производства как источника выбросов нет.

Наши исследования проводились на территории поселка Березовка, где нет промышленных предприятий. По розе ветров рассматриваемая территория имеет не совсем благоприятное эколого-географическое положение. В районе преобладают южные и северные ветры. При этом как раз на юге располагаются энергоблоки Южноуральской ГРЭС, а на севере – разрез Батуринский. Они являются основными источниками загрязняющих веществ для пос. Березовка. Перенос загрязняющих веществ от Батуринского разреза происходит в среднем в 23% дней в году, от Южноуральской ГРЭС – в 15%.

Оценка степени загрязнения атмосферного воздуха осуществлялась на основе химических анализов проб снега (талой воды), взятых в трех точках в пределах поселка Березовка. Исследования проводились с учащимися МОУ Березовской СОШ в школьной химической лаборатории и лаборатории Южноуральской ГРЭС-1.

Пробы талой воды характеризуются достаточной прозрачностью и отсутствием запаха (за исключением контрольной №2 со слабым плесневым запахом) и слабой кислотностью.

В пробах фоновой и первой опытной точек (район Южноуральской ГРЭС) в незначительном количестве присутствуют хлорид-ионы, сульфат-ионы, катиона железа; их концентрация не превышает допустимых норм. Это значит, что в течение ноября - марта 2012-2013 гг. имеет место минимальное воздействие на окружающую среду, в пределах допустимых значений. Считаем, что данные показатели по ГРЭС свидетельствуют о том, что за счет уменьшения расхода угля и выполнения реконструкции системы золоулавливания антропогенная нагрузка на данной территории значительно снизилась.

Катионы меди, ионы кобальта, катионы свинца во всех пробах (контрольный участок и Южноуральская ГРЭС) отсутствуют. Это объяснимо отсутствием источников поступления металлов в данном районе.

В районе Батуринского разреза мы получили превышение ПДК по ионам железа общего, фторидов и нитратов, соответственно в 1,5; 1,25; 17,8 раза.

Таким образом, экологическое состояние воздушного бассейна на территории пос. Березовка Увельского района в настоящий момент времени нельзя считать удовлетворительным. По ряду загрязняющих веществ есть превышение ПДК. Для повышения качества состояния атмосферного воздуха необходимо проведение воздухоохранных мероприятий. Кроме того, в ближайшем будущем будет введена в строй Южноуральская ГРЭС-2. Строительство ГРЭС-2, несомненно, повысит уровень экономического развития Увельского района, поможет решить проблему энергодефицита в Челябинской области. Благодаря ГРЭС-2 значительно возрастет количество рабочих мест, что напрямую влияет на демографическую ситуацию в районе. Однако, ввод второго энергоблока может значительно ухудшить экологическое состояние территории при отсутствии соблюдения необходимых экологических требований и норм.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Алексеева М.В. Определение атмосферных загрязнений/ Под ред. В.А.Рязанова. [Текст].- М.- 1963.- 237 с.

2. Андреева М.А. География Челябинской области: Учеб. пособие/ М.А. Андреева, А.С. Маркова. [Текст]- Челябинск: ЮУКИ, 2002.- 320 с.

3. Андреева М.А. Природа Челябинской области: Учеб. пособие для вузов [Текст]. - Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 2000.- 269 с.

4. Артемов И.Е. Влияние современной антропогенной деятельности на природную среду и климатические особенности Урала// Экологический вестник России.- [Текст].- 2006.- №12.- С. 12-19.

5. Безуглая Э.Ю. Метеорологический потенциал и климатические особенности загрязнения воздуха городов/ Э.Ю. Безуглая. [Текст]- Л.: Гидрометеоиздат, 1980.- 184 c.

6. Берлянд М.Е. Прогноз и регулирование загрязнений атмосферы/ М.Е. Берлянд [Текст].- Л.: Гидрометеоиздат, 1984.- 272 с.

7. Боголюбова С.А. .Экологическое право [Текст].- Учебник / М.: Велби, 2008.- С. 111.

8. Василенко В.Е., Попова А.А., Пушкарева В.Ю. Ранжирование областей федерального округа по видам выбросов от стационарных источников загрязнения//Экологический вестник России.- [Текст].- 2004.- №9.- С. 22-30.

9. Главное управление лесами по Челябинской области: официальный сайт [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.priroda.chel.ru/statecontrol/news/152.html

10. Голицын А.Н. Основы промышленной экологии [Текст].- М.: Академия, 2002.- 240 с.

11. Данилова-Данильяна В.И Экологические проблемы: что происходит, кто виноват и что делать? [Текст]. М.: Изд-во МНЭПУ, 2005. - 332 с.

12. Дончева А.В. Экологическое проектирование и экспертиза[Текст]/ А.В. Дончева.- М.: Аспект Пресс, 2002.- 286 с.

13. Дубовик О.Л. Экологическое право: учебник [Текст]. - М.: Эксмо, 2005.- 428 с.:

14. Илькуна Г.М. Загрязнение воздушной среды [Текст].- М.: Мир, 1979.- 263 с.

15. Калишев В.Б. У природы нет плохой погоды/ В.Б. Калишев [Текст].- Челябинск, 1998.- 225 с.

16. Комментарий к Федеральному закону «Об охране атмосферного воздуха» [Текст]/ Под ред. С.А. Боголюбова.- М.: Юстицинформ, 2008.- 395 с.

17. Комплексный доклад о состоянии окружающей природной среды в Челябинской области за 2008-2012 гг. [Текст].- Челябинск, 2008-2012гг.

18. Константинов В.М. Охрана природы: Учеб. пособие для студентов высш. пед. учеб. заведений/ В.М. Константинов [Текст].- М.: Академия, 2000.- 240 с.

19. Константинова З.И. Защита воздушного бассейна от промышленных выбросов/ З.И. Константинова [Текст]. – М.: Стройиздат, 1981.- 198с.

20. Коплан-Дикс В.А., Кузьмина Г.Н. О необходимости нормирования вредных физических воздействий на атмосферный воздух, оказывающих отрицательное влияние на объекты окружающей среды [Текст].- СПб.- 2009.

21. Краткий справочник. Челябинская область [Текст].- Челябинск: Абрис, 2002.

22. Левит А.И. Южный Урал: география, экология, природопользование. Учеб. пособие [Текст]. - Челябинск, 2005.- 246 с.

23. Летягин А.Н. [Электронный ресурс]//Челябинский рабочий № 15 от 25.12.2003 Режим доступа: http://www.mediazavod.ru/articles/13463

24. Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий (ОНД-86) [Текст].- Л., Гидрометеоиздат, 1987.

25. Методические указания по прогнозированию загрязнения воздуха в городах с учетом метеорологических условий [Текст].- РД 52. 04. – 78 – 86. Москва, 2006.

26. Методическое пособие по расчёту, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух (дополненное и переработанное) [Текст]. – СПб., 2005.

27. Министерство промышленности и природных ресурсов Челябинской области: официальный сайт [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://www.minprom74.ru/gosservice/contests/

28. Николайкин Л.В. Экология: учеб. для вузов [Текст]/ Н. И. Николайкин, Н.Е. Николайкина, О.П. Мелехова.- М.: Дрофа, 2004.- 365 с.

29. Отчет Министерства по радиационной и экологической безопасности Челябинской области за 2010 год [Текст].- 2010.

30. Отчёт по инженерно-экологическим изысканиям 0514.125.1ИЭ.01 за 2010 год [Текст].- 2010г.

31. Челябинская область: официальный сайт [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://chelindustry.ru/left_prom2.php?rr=8

32. Охрана природы. Атмосфера. Правила установления допустимых выбросов вредных веществ промышленными предприятиями. ГОСТ 17.2.3.02-78. [Текст].- № 2329 от 24.08.1978.

33. Порядок разработки и утверждения технических нормативов выбросов [Текст].– ОАО «НИИ Атмосфера», СПб., 2009.

34. Постановление Правительства РФ от 24.07.2000 №554 (ред. от 15.09.2005) «Об утверждении Положения о Государственной санитарно-эпидемиологической службе Российской Федерации» // Собрание законодательства РФ, 26.09.2005, N 39, ст. 3953.

35. Прохоров. А.М. Российский энциклопедический словарь: Словарь: в 2ч. 1ч/ Гл. ред. А.М. Прохоров [Текст]. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2001.- 2015 с.

36. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды химическими веществами и экологически обусловленные изменения состояния здоровья населения в городах России//Материалы Всероссийской конференции «Экологическая безопасность России» [Текст]. - Москва, 2000. - С 2-7.

37. Румянцева А.Я. Климат Челябинской области: Учеб. Пособие. [Текст]. - Челябинск: Изд-во ЧГПУ, 1988.- 84 с.

38. Седунов Ю.С. Атмосфера: Справочник [Текст].- - Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

39. Справочник по климату СССР. Выпуск 9. Часть III. [Таблицы].- Л.: Гидрометеоиздат, 1966.- 196 с.

40. Справочник по климату СССР.- Выпуск 9. Часть V.- [Таблицы].- Л.: Гидрометеоиздат, 1968.- 262 с.

41. Тищенко Н.Ф. Охрана атмосферного воздуха. Расчёт содержания вредных веществ и их распределение в воздухе: Справочник / Н.Ф. Тищенко [Текст].- М.: Химия, 1991.- 430с.

42. Федеральный закон от 04.05.1999 N 96-ФЗ (ред. от 27.12.2009) «Об охране атмосферного воздуха» // Собрание законодательства РФ, 28.12.2009, N 52 (1 ч.), ст. 6450.

43. Федеральный закон от 10.01.2002 N 7-ФЗ (ред. от 27.12.2009) «Об охране окружающей среды» // Собрание законодательства РФ, 28.12.2009, N 52 (1 ч.), ст. 6450.

44. Федеральный закон от 19.07.1998 N 113-ФЗ (ред. от 23.07.2008) «О гидрометеорологической службе» // Собрание законодательства РФ, 28.07.2008, № 30 (ч. 2), ст. 3616.

45. Федеральный закон от 30.03.1999 N 52-ФЗ (ред. от 30.12.2008) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» // Собрание законодательства РФ, 05.01.2009, № 1, ст. 17.

46. Хотунцев Ю.Л. Человек, технологии, окружающая среда: Пособие для преподавателей и студентов [Текст].- М.: Устойчивый мир, 2001.- 224 с.

47. Шаприцкий В.Н. Разработка нормативов ПДВ для защиты атмосферы: Справочник/ В.Н. Шаприцкий, Ю.И. Королёва, В.М. Гриднева.- [Текст].- М.: Металлургия, 1990. – 545с.