Исследование негативного воздействия на состояние окружающей среды в Российской Федерации

В современном обществе при интенсивном развитии наукоемких технологий возникает проблема о соблюдении экологических норм как для человека, так и для окружающей среды в целом. Нормы выброса вредных веществ в атмосферу (ГН, ПДК,

ПДУ) регламентированы в нормативно-правовом документе САНПиН. Процесс урбанизации не позволяет окружающей среде быть экологически чистой, и причина тому – города с очень высокой плотностью населения, особенно города, где численность населения составляет более миллиона, например, Москва и Санкт-Петербург. Основными источниками воздействия, влияющими на окружающую среду, являются технологические и вентиляционные выбросы. Выбросы вредных веществ в атмосферу могут быть как непрерывного воздействия, так и периодические и залповые. По месту расположения к вредным факторам воздействия на окружающую среду относят высокие (трубы), низкие, наземные. По геометрической форме объекты, с которых происходит выброс вредных веществ, различаются на точечные и линейные. Дальность распространения выброса вредных веществ бывает таковой, что из космоса можно наблюдать многокилометровые желтые шлейфы – результат деятельности предприятий по производству аммиака. В городах концентрация оксида углерода всегда выше, чем в сельских населенных пунктах, этому способствует, как было уже отмечено, высокая плотность населения, а также интенсивная застройка городов, развитие инфраструктуры.

Преобладающее загрязняющее химическое соединение от автомобильного транспорта – это оксид углерода, но, кроме данного вещества, в атмосферный воздух выделяются и другие вредные химические соединения, такие как оксид азота, углеводороды и, конечно же, метан. К наиболее опасным факторам, транспортным загрязнителям, влияющим на здоровье населения, относится бенз-α-пирен, обладающий канцерогенными свойствами, в результате которых происходят нарушения в ДНК человека, вследствие чего существует огромный риск развития онкологических заболеваний. Не менее опасным выбросом в атмосферный воздух является тетраэтилсвинец (мутаген), который ранее был одним из составляющих элементов бензина, он проникает в организм человека через верхние дыхательные пути и при больших концентрациях влечет за собой отравление, оказывая негативное воздействие на нервную систему и психику. С 15 ноября 2002 года в России использование этилированного бензина в автомобильном транспорте запрещено, разрешено его использование только в качестве топлива для авиации [1]. От автомобильного транспорта в атмосферный воздух попадают частицы свинца, оказывающие токсичное воздействие на организм человека. В особенности опасен свинец, попадающий в организм человека из загрязненной почвы. Лабораторные исследования экологов подтверждают, что при интенсивности движения транспорта более 3000 автомобилей в сутки, содержание свинца в почве повышается и может достигать 50–55 мг на 1 кг почвы при норме 10 мг/кг [2].

Также от автомобильного транспорта повышается концентрация пыли в атмосферном воздухе. Если сравнивать с чистым горным воздухом, то в небольших городах концентрация пыли больше в 30–35 раз, а в крупных городах – более чем в 50 раз. Около половины автомобильного парка составляет транспорт, работающий на дизельном топливе, при сгорании данного вида топлива выделяется сернистый газ, который, растворяясь в воде, образует серную кислоту, вызывающую коррозию металлов. Выбросы вредных веществ, в частности, таких как монооксид углерода (окись углерода) СО, оксид азота NO 2 , углеводороды CH, составляют наибольший процент концентрации вредных веществ в почве [3]. Веществами с меньшей концентрацией выброса вредных веществ являются сажа, оксид серы, формальдегид, бенз(а)пирен [4]. Примерное соотношение между вредными веществами в атмосферном воздухе в результате воздействия автомобильного транспорта следующее: окись углерода составляет 64%, оксид азота – 21, 56%, углеводороды – 12,94%, на все остальные приходится 1,5%. Представим это распределение в виде диаграммы на рисунке 1.

Выброс вредных веществ в результате воздействия автомобильного транспорта

окись углерода оксид азота углеводороды

■ прочие: сажа, S O2, ф ормальдегд, бенз(а)пирен

Рисунок 1 – Распределение выброса вредных веществ в результате воздействия автомобильного транспорта

Концентрация выброса вредных веществ в атмосферу зависит от мощности двигателя, грузоподъемности автотранспортного средства и вида топлива. Выделим в автомобильном транспорте отдельные категории автомобилей: 1 категория – легковые,

2 – автофургоны, микроавтобусы до 3,5 т, 3 – грузовые от 3,5 до 12 т, 4 – грузовые свыше 12 т, 5 – автобусы свыше 3,5 т.

Представим зависимость концентрации выбросов вредных веществ у различных категорий автотранспортных средств в виде гистограммы на рисунке 2.

Рисунок 2 – Распределение концентрации выбросов вредных веществ у различных категорий автотранспортных средств

Для улучшения экологической обстановки в Москве Правительство Москвы приняло решение о необходимости перевода 80 % общественного транспорта на электропитание к 2015 году и только оставшиеся 20 % продолжат работать на дизельном топливе1. Вместимость таких автобусов, работающих от электропитания, составит порядка двадцати человек. Таким образом, Департамент природопользования и охраны окружающей среды города Москвы (Мосприрода) проводит соответствующие мониторинги по охране окружающей среды, разрабатывает и внедряет различные программы по улучшению экологического состояния столицы.

Многомиллионные города требуют огромных энергетических затрат. С учётом того, что площадь Москвы составляет 2511 км2 [5], площадь Московской области – 44379 км2 [6], а численность населения на 2015 год Москвы – 12 184 015 человек,

Московской области – 7 236 604 человека, соответственно, плотность населения в Москве – 4 823 чел/км², в Московской области – 163, 06 чел/км². В этих регионах, по данным Мосэнерго [7], сегодня функционируют 15 электрических станций, 2 – ГЭС и 13 – ТЭЦ. Теплоэлектростанции работают в основном на минеральном топливе, а при его сгорании выбрасывается в атмосферу огромное количество сернистого ангидрида. Кроме того, наблюдается высокая концентрация в атмосфере углекислого и сернистого газа [8], а также и других вредных веществ, такие как зола, сажа, пыль, что приводит к уменьшению прозрачности воздуха [9]. Тепловые электростанции, использующие в качестве топлива продукты переработки нефти, выделяют в окружающую среду сернистый газ (SO 2 ), который является одним из наиболее опасных химических соединений для здоровья человека [10]. В районах, где расположены крупные тепловые электростанции, концентрация токсичных веществ в выбросах превышает норму в 4–7 раз [11]. Наиболее значительный урон окружающей среде оказывают золовые и шлаковые отвалы ТЭС [12]. Степень причиненного ущерба окружающей среде определяется составом золы, типом консервации, физико-географическими и климатическими характеристиками местности, поскольку в результате воздействия вредными соединениями и тяжелыми металлами загрязняется прилегающая территория, включая поверхностные и грунтовые воды [13]. При изменении погодных условий, усилении ветра, зола из золоотвалов поднимается в воздух, образуя пыльные бури, ухудшая тем самым санитарную обстановку прилегающих районов. Не менее значительный вред оказывает сброс сточных вод ТЭС в водоемы. К источникам выброса вредных веществ в сточные воды относят нефтепродукты, хлориды, сульфаты, соли тяжелых металлов [14]. В России они составляют около 5–7 % от всех сбросов [15]. Поступление загрязняющих веществ со сточными водами в водоемы представлено в таблице 1.

Таблица 1 – Поступление загрязняющих веществ со сточными водами в водоемы (по данным Росстата за 2014 г.) [16]

Загрязняющие вещества	2005 г.	2010 г.	2013 г.
Объем сброса сточных вод, млрд м3	50,9	49,2	42,9
Сульфаты, млн. т	2,2	1,9	1,8
Хлориды, млн. т	6,7	5,7	5,7
Общего азота, тыс. т	34,5	36,5	35,9
Нитраты (нитрат-анион (NО 3 )), тыс. т	374,7	366,4	437,9
Жиры и масла (природного происхождения), тыс. т	8,1	4,1	2,8
Фенол, т	42,9	28,0	20,2
Свинец, т	14,8	9,0	8,7
Ртуть, т	0,1	0,02	0,01

Сравнивая показатели 2005 и 2013 гг., можно увидеть, что объем сброса сточных вод уменьшился на 8 млрд. м3, сброс сульфатов – на 0,4 млн. т., хлоридов – на 1 млн. т, жиров и масел (природного происхождения) – на 5,3 тыс. т, фенола – на 22,7 т, свинца – на 6,1 т, ртути – на 0,09 т, однако сброс общего азота увеличился на 1,4 тыс. т, а сброс нитратов (нитрата-аниона) – на 63, 2 тыс. т. Таким образом, можно сделать вывод о том, что с применением новых инновационных технологий по очистке, обезвреживанию и утилизации отходов на предприятиях и производствах выброс вредных, загрязняющих веществ в водоемы со сточными водами значительно уменьшился [17]. В то же время возникает необходимость уделить должное внимание поиску новых совершенных методов по очистке сточных вод от нитратов и общего азота.

Рассмотрим объем сброса сточных вод в поверхностные водоемы по основным видам экономической деятельности (табл. 2).

Таблица 2 – Объем сброса сточных вод в поверхностные водоемы по основным видам экономической деятельности (по данным Росстата за 2014 г.) [16]

Сброс сточных вод по видам экономической деятельности, млрд м3	2005 г.	2011 г.	2013 г.
Объем сточных вод (всего)	50, 9	48, 1	42, 9
Сельское хозяйство, охота, лесное хозяйство	4, 7	3, 8	2, 9
Добыча полезных ископаемых	1, 9	1, 3	1, 3
Обрабатывающие производства	4, 8	4, 2	3, 7
Химическое производство	1, 0	0, 8	0, 7
Металлургическое производство	0, 9	0, 9	0, 9
Производство транспортных средств и оборудования	0, 3	0, 3	0, 2
Производство и распределение электроэнергии, газа и воды	34, 9	35, 3	31, 5
Транспорт и связь	0, 3	0, 2	0, 2
Предоставление прочих коммунальных, социальных и персональных услуг	2, 0	2, 0	2, 0

Основную долю объема сброса сточных вод в поверхностные водоемы занимает производство и распределение электроэнергии, газа и воды, что составляет 68,57 %, сельское хозяйство – 9,23 %, обрабатывающие производства – 9,43 %.

Результатом сброса сточных вод в поверхностные водоемы являются ухудшающие показатели оценки состояния зоо- и фитопланктона, зообентоса, перифитона [18]. Таким образом, необходимо совершенствовать технологические методы, такие как гидромеханический, физико-химический, химический, биохимические, термические [19], а также разрабатывать технические средства с целью уменьшения сброса сточных вод в поверхностные воды [20]. Оценка степени очистки сточных вод по процессам распределяется следующим образом: гидромеханические методы – 50–70 %, физикохимические – 90–95% , химические – 80–90%, биохимические – 85–95%. Тепловые электростанции, стационарные источники, заводы, предприятия с вредными факторами воздействия на окружающую среду загрязняют не только водоемы сточными водами, но и атмосферу выбросами вредных веществ. Рассмотрим динамику количества вредных веществ, выброшенных в атмосферу посредством стационарных источников, и их обнаружения и утилизирования (табл. 3).

Таблица 3 – Количество вредных веществ, загрязняющих атмосферу посредством стационарных источников (по данным Росстата) [16]

Количество вредных веществ, выброшенных в атмосферу, млн. т				Обнаружены и утилизированы вредные вещества в атмосфере
1990	2005	2011	2013	млн. т				процентное соотношение обезвреженных вредных веществ от общего количества загрязняющих веществ
				1990	2005	2011	2013	1990	2005	2011	2013
34,1	20,4	19,2	18,4	116,9	58,8	59,2	54,4	77,4	74,2	75,5	74,7

По данным, представленным в таблице, видно, что выбросы в атмосферу загрязняющих веществ с каждым годом уменьшаются, а если сравнивать 2013 г. по отношению к 1990 г., то наблюдаем, что выбросы загрязняющих веществ в атмосферу уменьшились на 15,7 млн. т, что составило 46,04 %.

Количество в атмосфере обнаруженных и утилизированных загрязняющих веществ тоже с каждым годом уменьшается. Процент обезвреженных веществ колеблется в пределах от 74,2 до 77,4 %.

Наиболее распространенными выбросами загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников, являются газообразные, жидкие и твердые вещества. Показатели выбросов представим в виде таблицы 4.

Таблица 4 – Показатели выбросов загрязняющих атмосферу веществ (от стационарных источников в тыс. т.) (по данным Росстата) [16]

Твердые вещества			Газообразные и жидкие вещества
			диоксид серы			оксиды азота
2005 г	2011 г	2013 г	2005 г	2011 г	2013 г	2005 г	2011 г	2013 г
2802,0	2283,1	2008,5	4675,0	4342,7	4173,3	1666,8	1880,0	1874,2

Газообразные и жидкие вещества
оксиды углерода			углеводороды			летучие органические соединения
2005 г	2011 г	2013 г	2005 г	2011 г	2013 г	2005 г	2011 г	2013 г
6521,2	5753,5	5350,9	2868,1	3105,8	3424,8	1650,6	1622,8	1455,8

Анализируя данные, представленным в таблице, можно сделать вывод о том, что на

2013 г. по сравнению с 2005 г., показатели выбросов изменились следующим образом:

• –    твердые вещества уменьшились на 793,5 тыс. т, уменьшение составило 28,32%;

• –    диоксид серы уменьшился на 501,7 тыс. т, те. на 10,7%;

• –    оксид углерода уменьшился на 1170,6 тыс. т, т.е. на 17,95%;

• –    летучие органические соединения уменьшились на 194,8 тыс. т, т.е. на 11,8%;

• –    оксида азота увеличилось на 207,4 тыс. т, т.е. на 11,1%;

• –    углеводороды увеличились на 556,7 тыс. т, т.е. на 19,4%.

Загрязнение атмосферы происходит за счет следующих видов экономической деятельности: добычи полезных ископаемых, особенно топливно-энергетических, и обрабатывающих производств. Наибольшее загрязнение атмосфера получает от металлургического производства и производства готовых металлических изделий, а также от производства и распределения электроэнергии, газа и воды. Значительная часть выброса вредных веществ в атмосферу происходит от транспорта, особенно в крупных городах.

Выделим города в Российской Федерации с наиболее неблагоприятной экологической обстановкой, т.е. города, где наибольший выброс вредных веществ в атмосферу от стационарных источников. К ним относятся Норильск, Новокузнецк, Магнитогорск, Красноярск, Братск.

Государство в свою очередь принимает соответствующие меры, выделяя инвестиции в основной капитал, которые направляются на совершенствование и развитие новых программ в области охраны окружающей среды, а также рациональное использование природных ресурсов. В 2013 г. инвестиции составили 124050,0 млн. руб. [16].

Таким образом, учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод о том, что в Российской Федерации некоторые проблемы в области экологии существуют в связи с интенсивным развитием современной техники, технологий и потребностей общества в целом, однако при этом государство принимает соответствующие меры по их решению.