Техногенная нагрузка и градостроительные особенности урбанизированных ландшафтов как фактор формирования аэрального загрязнения

Техногенная нагрузка и градостроительные особенности урбанизированных ландшафтов как фактор формирования аэрального загрязнения

Авторы: Куля Д.Н., Дьяченко В.В. НПИ КубГТУ, г. Новороссийск

Новороссийск — один из самых экологически неблагополучных городов России с точки зрения аэрозольного загрязнения. Здесь находится несколько цементных заводов, производящих тонкодисперсные аэрозольные частицы, которые являются носителями микроэлементов, как изначально, так и сорбируя на своей поверхности элементы, находящиеся в парогазовой форме. От размера частиц аэрозоля зависит как дальность переноса, «время жизни аэрозолей» [1], но и их геохимическая специфика и токсичность [2].
Неудовлетворенность жителей города существующим контролем запыленности воздуха привела к разработке в 2022 году проекта «За чистый Новороссийск» [3]. Проект заключается в формировании сети лазерных датчиков, с помощью которых проводится анализ воздуха и формируется база данных состояния воздуха, доступная общественности. Датчики определяют концентрацию частиц РМ2,5 и РМ10, а также влажность. Их действие основано на регистрации рассеянного частицами пыли лазерного излучения длиной волны 650 нм. Измерения происходят круглосуточно, каждые 150 секунд и передаются по wi-fi в специальное мобильное приложение, где систематизируются. Приведем краткий анализ мониторинга запыленности воздуха с нескольких датчиков, размещенных в разных районах города, отличающихся факторами формирования, уровнем концентрации и динамикой аэрозольного загрязнения [4, 5].

Территория Новороссийска очень контрастна с точки зрения аэрозольного загрязнения. Один из наиболее загрязнённых районов города — район с. Борисовка, где расположен мусорный полигон. Уровень аэрозольного загрязнения здесь превышает ПДК в течение 2-3 месяцев в году. А возгорание мусора на полигоне приводит к резкому ухудшению ситуации. При этом отмечаются превышения ПДК в 20, 30 и даже 40 раз, на протяжении 1-2 недель, пока горит свалка. В прошлом году это повторялось дважды, а в этом один раз. Поэтому мусорный полигон представляет собой опасность как для местных жителей, так и экологической обстановки города в целом. Другой причиной возникновения аэрозолей является работа промышленных предприятий, которые выбрасывают в атмосферный воздух множество твердых частиц (сажа, зола, пыль) и различных газов (оксиды углерода и азота, соединения серы). В г. Новороссийске находятся цементные заводы, производящие 17-25 % эмиссии аэрозолей от стационарных источников всего Краснодарского края. Для изучения их влияния на воздух были рассмотрены показания с датчиков, расположенных рядом с цементным заводом «Пролетарий» и цемзаводом Верхнебаканский. Содержание частиц в атмосферном воздухе в обоих случаях соответствует ПДК, но среднее содержание повышено. Причем, в поселке Верхнебаканский оно ниже. Возможно, это объясняется тем, что поселок расположен на перевале, который хорошо продувается всеми ветрами, а это способствует выносу и разубоживанию пыли в АПС данной местности. С другой стороны, в случае масштабных выбросов пыли цемзаводом это бы не спасло район от загрязнения. Как было в 80-90-х годах, когда весь посёлок и деревья были покрыты пылью.

К техногенным источникам аэрозолей относится и автотранспорт. Транспорт обеспечивает более интенсивное загрязнение воздуха, чем деятельность заводов, но также ниже ПДК. Деятельность цемзаводов обеспечивает загрязнение атмосферы более мелкими частицами — РМ2,5, а деятельность автотранспорта загрязняет атмосферу как крупными частицами — РМ10, так и мелкими — РМ2,5[6].

Исследования показывают, что формирование повышенных концентраций, потенциально токсичных взвешенных частиц в атмосфере возможно даже при отсутствии ярко выраженного техногенного загрязнения, а в результате взаимодействия метеорологических, гидрологических, геоморфологических и градостроительных особенностей, а также низкого уровня озеленения и благоустройства. Все это необходимо учитывать при оценке состояния окружающей среды и проектирования населённых пунктов. Такой факт обнаружен в курортном пригороде — п. Мысхако [4, 5]. Особо следует отметить влияние на запылённость атмосферы влажности воздуха и близость водного объекта. Поэтому одно из самых низких значений среднегодовой концентрации обнаруживается в центре города, на набережной (табл. 1).

Дифференцированная оценка источников загрязнения воздуха пылью свидетельствует о, в целом, благополучной ситуации с контролем негативного влияния на окружающую среду цемзаводов и критической важности контроля транспортного загрязнения (преимущественно от грузовых дизельных машин). Но самое важное это контроль состояния полигона ТКО и предупреждение его возгораний, которые рождают масштабное загрязнение окружающей среды токсичными продуктами горения. В обоих случаях формируется большое количество сажи, загрязняющей воздух. Кроме того, один фактор, например ветер, в зависимости от силы и направления, может, как уменьшать концентрацию взвешенных частиц (п. Верхнебаканский, набережная Новороссийска), так и увеличивать (п. Мысхако) ее в конкретной точке. Рассматривая показания датчиков загрязнения воздуха, можно с уверенностью сказать — на содержание взвешенных частиц в атмосфере во многом влияет влажность воздуха. Это подчеркивает необходимость влажной уборки в городе и ее влияние на подавление распространения аэрального загрязнения в окружающей среде. Другим фактором очищения атмосферы является озеленение.

В связи с этим, для получения объективных данных о процессах формирования воздушного загрязнения, своевременного предупреждения о масштабном переносе ЗВ, а также создания моделей массопереноса в атмосфере и идентификации аэрозолей различного происхождения, необходимо более широкое распространение инициативы жителей города в рамках проекта «За чистый Новороссийск» по размещению лазерных датчиков загрязнения воздуха и исследование атмосферы населённых пунктов методами лазерного зондирования. При этом важным фактором повышения эффективности работы системы мониторинга является расширение перечня контролируемых параметров. Для определения источника различных аэрозолей атмосферного воздуха или техногенных аэродисперсных потоков, целесообразно использование многоволновых лидаров, которые позволяют дистанционно определить микрофизические характеристики аэрозольных частиц [6].

Литература

1. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М. 1998. — 413 с.
2. «За чистый Новороссийск»: [Электронный ресурс]. URL: https://vk.com/zachin23. (Дата обращения: 1.09.2025).
3. Дьяченко В.В., Шеманин В.Г., Вишневецкая В.В. Влияние техногенеза и геохимии аэрозолей на состояние окружающей среды и здоровье населения Юга России // География и природные ресурсы. — 2023. — Т. 44, № 4. — С. 46-58. — DOI 10.15372/GIPR20230405.
4. Дьяченко В.В., Куля Д.Н. Лазерное зондирование аэрозольного загрязнения атмосферного воздуха над мусорным полигоном в г. Новороссийске / Лазеры. Измерения. Информация. — 2024. — Т. 4, № 4(16). — С. 45-51.
5. Дьяченко В.В., Куля Д.Н., Мореходов А.А. Оптический мониторинг аэрозольного загрязнения воздуха в г. Новороссийске / Лазеры. Измерения. Информация. — 2024. — Т. 4, № 3(15). — С. 37-45.
6. Дьяченко В.В., Чартий П.В., Шеманин В.Г. Исследование дисперсного состава приземного атмосферного аэрозоля оптическими методами // ЛАЗЕР-ИНФОРМ, № 18, 2005.