Методические подходы к оценке возможности и достаточности взаимозачета и перераспределения квот выбросов хозяйствующих субъектов при достижении целевых показателей федерального проекта «Чистый воздух»
Автор: И.В. Май, С.Ю. Загороднов, С.Ю. Балашов, К.В. Четверкина, А.А. Клячин, Ю.Е. Чижова
Журнал: Анализ риска здоровью @journal-fcrisk
Рубрика: Оценка риска в гигиене
Статья в выпуске: 1 (52), 2026 года.
Бесплатный доступ
Актуальность исследования определена необходимостью выбора максимально эффективных и экономически целесообразных путей достижения предприятиями квот выбросов, снижения загрязнения атмосферы и реализации целевых показателей федерального проекта «Чистый воздух». Осуществлена отработка на конкретном примере порядка оценки по гигиеническим критериям, включая критерии рисков для здоровья населения, возможности и достаточности перераспределения и взаимозачета квот выбросов источников на территории промышленного города. Объект исследования – крупные теплоэлектростанции (ТЭЦ), расположенные в промышленном городе, пред-полагающие в зачет квот учесть выбросы 28 ликвидируемых малоэффективных угольных котельных. При этом ТЭЦ планируют модернизацию собственных объектов с увеличением энергетических мощностей. Выполнены расчеты рассеивания выбросов более чем от 20 тыс. источников в целом по городу на условия загрязнения атмосферного воздуха в базовом, 2017 г., а также на условия достижения квот с учетом предлагаемых предприятием пере-распределений квот по источникам и ликвидации малоэффективных угольных котельных, мощности которых пере-носятся на объекты крупных теплоэлектроцентралей. Установлено, что загрязнение атмосферного воздуха на базовый 2017 г. в городе имеет следствием формирование неприемлемого канцерогенного и неканцерогенного острого и хронического рисков для здоровья населения. Риск характеризуется в разных контрольных точках города как «настораживающий» и / или «высокий». Вклад крупных объектов энергетики и потенциально ликвидируемых котельных в неприемлемый канцерогенный риск достигает в отдельных зонах 8,4 %. При достижении установленных перераспределенных квот целевой показатель проекта – снижение выбросов приоритетных веществ не менее чем на 20 % – достигнут. Полностью устранено влияние котельных, диффузно расположенных на территории города (7,6 % от достигнутого сокращения). ТЭЦ за счет собственных мероприятий снизили выбросы на 12,6 % от уровня 2017 г. В результате достижения квот выбросов объекты не формируют превышений гигиенических нормативов и неприемлемого риска для здоровья. При этом отмечено пространственное изменение полей концентраций. Выявлен факт роста вклада объекта в точке неприемлемого риска, в основном формируемого иными источниками загрязнения города. Взаимозачет и перераспределение квот выбросов между источниками загрязнения на территории одного по-селения представляется целесообразным и эффективным инструментом достижения гигиенических нормативов качества воздуха и приемлемых рисков для здоровья населения. Порядок взаимозачета и перераспределения квот выбросов между источниками загрязнения требует выработки и закрепления нормативно-правовыми и методическими документами. Решение о взаимозачете и перераспределении квот может и должно приниматься после выполнения гигиенических оценок, включая оценку рисков здоровью. Оптимальным представляется сопряжение расчетных и натурных данных при выполнении верификации перераспределения квот с акцентом на учет данных инструментальных измерений, выполняемых системами экологического и социально-гигиенического мониторинга.
Федеральный проект «Чистый воздух», выбросы, квоты, порядок взаимозачета
Короткий адрес: https://sciup.org/142247479
IDR: 142247479 | УДК: 614 | DOI: 10.21668/health.risk/2026.1.02
Methodical approaches to estimating possibility and sufficiency of offsetting and redistributing emission quotas between economic entities when achieving targets of the Clean Air Federal Project
Relevance of the present study comes from the necessity to choose the most effective and economically feasible ways to achieve emission quotas by enterprises, to reduce ambient air pollution and to fulfill performance indicators set within the Clean Air Federal Project. The aim of this study was to test an estimation procedure per hygienic indicators using a specific example. The indicators included health risk levels, possibility and sufficiency of redistributing and offsetting emission quotas in a large industrial city. The research object was represented by large heat power stations (HPS) located in a large industrial city. They suggested offsetting emission quotas by discounting emissions from 28 low-effective coal-fueled boiler houses, which were to be liquidated. HPS plan to modernize their own facilities to increase energy production capacity. We calculated dispersion of emissions from more than 20 thousand sources overall in the city under levels of ambient air pollution established in the baseline 2017 as well as under levels established after the required quotas were achieved. The latter calculation took into account the suggested quota redistribution per sources and liquidation of low-effective coal-fueled boiler houses with their capacities being moved to facilities belonging to large heat power stations. Ambient air pollution was established to create unacceptable carcinogenic and non-carcinogenic acute and chronic health risks for the city population in the baseline 2017. The risk was assessed as ‘alerting’ and / or ‘high’ at various control points across the city. Contributions to unacceptable carcinogenic risks made by large energy-producing facilities and boiler houses to be liquidated reached 8.4 % in some areas in the city. The Project performance indicator, which is to reduce emissions of priority pollutants by not less than 20 %, is fulfilled after the set redistributed quotas have been achieved. Impacts of boiler houses, which were located diffusively across the city, have been eliminated completely (7.6 % of the achieved reduction). HPS have reduced their emissions by 12.6 % relative to 2017 due to relevant activities implemented at their facilities. When the required emission quotas are met, the analyzed facilities do not violate safe standards and do not create unacceptable health risks. In addition, spatial changes are observed in concentration fields. We have revealed a growth in a contribution made by a facility at the point of unacceptable health risks, mostly created by other pollution sources. Offset and redistribution of emission quotas between pollution sources within one given settlement seems a feasible and effective instrument for achieving conformity with safe standards set for ambient air quality and acceptable health risk levels. The procedure for offsetting and redistributing quotas between pollution sources requires developing and fixing in regulatory, legal and methodical documents. A decision on quota offset and redistribution can be and should be made only after all relevant hygienic assessments have been completed, health risk assessment included. It seems optimal to combine calculations and field data when verifying quota redistribution with the emphasis put on data obtained by instrumental measurements accomplished within environmental and social-hygienic monitoring.
Текст научной статьи Методические подходы к оценке возможности и достаточности взаимозачета и перераспределения квот выбросов хозяйствующих субъектов при достижении целевых показателей федерального проекта «Чистый воздух»
31 декабря 2026 г. завершается участие в федеральном проекте «Чистый воздух» национального проекта «Экология»1 (с 2025 г. федеральный проект «Экологическое благополучие») 12 городов «первой волны». В проект в 2019 г. были включены города Братск, Красноярск, Липецк, Магнитогорск, Медно-горск, Нижний Тагил, Новокузнецк, Норильск, Омск, Челябинск, Череповец, Чита, поскольку характеризовались высоким (индекс загрязнения атмосферы (ИЗА) – от 7 до 13, стандартный индекс (СИ) – от 5 до 10) или очень высоким (ИЗА ≥ 14, СИ > 10) уровнем загрязнения атмосферы2. Проект должен завершиться для указанных городов снижением массы выбросов опасных (приоритетных) загрязняющих веществ не менее чем на 20 % от уровня 2017 г.
Целевые показатели улучшения качества жизни и минимизации негативного влияния загрязнений на состояние здоровья населения в паспорте проекта напрямую не сформулированы. Вместе с тем, несомненно, идея сохранения здоровья людей и снижения медико-демографических потерь заложена в проект, поскольку он создан в рамках стратегических векторов развития страны, заданных высшими органами власти страны. К таким векторам относятся увеличение продолжительности жизни россиян и улучшение их здоровья [1, 2]. Именно поэтому в рамках проекта в перечень критериев выбора приоритетных загрязняющих веществ включены критерии риска для здоровья населения3, а среди контрольных точек реализации проекта – оценка влияния снижения выбросов на здоровье населения4.
Достижение установленных федеральным проектом целей по снижению выбросов обеспечивается директивным установлением «квот» (допустимых выбросов) для объектов, которые по данным расчетов вносят на территории города вклады в превышение гигиенических нормативов качества воздуха и / или формируют неприемлемые риски для здоровья населения.
В ряде городов, прежде всего, городов, расположенных в Сибирском федеральном округе, объекты энергетики подлежат обязательному квотированию. Причина – значительные массы выбросов при использовании угля как основного топлива и исторически сложившаяся структура энергообеспечения населения и промышленности: одна или несколько крупных теплоэлектростанций и значительное число небольших твердотопливных котельных и автономных источников теплоснабжения, диффузно расположенных на всей территории городов. Применение угля как топлива связывается с загрязнением атмосферного воздуха оксидом углерода, оксидами азота, диоксидом серы, бенз(а)пиреном, твердыми частицами, в том числе золой и черным углеродом [3–6]. Выбросы данных веществ в основном характерны для частного сектора с печным отоплением на угле, автотранспорта, объектов промышленности и энергетики. В городах, где уголь (пылеугольное топливо) применяется как основной вид топлива, систематически фиксируются превышения стандартов качества воздуха именно по данным примесям. Так, более 10 ПДКсс по бенз(а)пирену было зафиксировано в 2024 г. в Абакане, Братске, Кемерово, Красноярске, Чите, Шелехове5. Ряд исследований свидетельствует о наличии в составе пылевых частиц выбросов авто- номных источников теплоснабжения, малоэффективных угольных котельных, угольных теплоэлектростанций и т.п. тяжелых металлов, которые оказывают негативное влияние на здоровье человека [7–9]. В целом «угольная энергетика» рассматривается как деятельность, сопряженная с существенным воздействием на среду обитания и риски для здоровья населения [10, 11]. При этом крупные объекты энергетики, применяющие современные технологии и оборудованные высокими дымовыми трубами, ориентированы на минимизацию вклада в приземные концентрации, а также ищут максимально эффективные и экономически целесообразные пути соблюдения квот, снижения загрязнения атмосферы в рамках проекта «Чистый воздух» – достижения целевых показателей проекта [12–15].
Одним из путей является возможность «взаимозачета квот» между юридическими лицами, выбросы которых подлежат нормированию. Механизм взаимозачета квот выбросов в мировой практике применяется давно и довольно успешно, прежде всего, в области ограничений выбросов парниковых газов [16, 17]. Ключевая идея – возможность сохранения или даже увеличения выбросов конкретного хозяйствующего субъекта при компенсирующем снижении выбросов на другом или нескольких других объектах [18]. Хотя ни Федеральный закон 195-ФЗ, ни «Правила квотирования…»6 не содержат алгоритма и порядка взаимозачета квот, данный инструментарий принят в практике федерального проекта «Чистый воздух». При этом представляется, что без учета взаиморасположения объектов, анализа их размещения относительно жилой застройки или иных нормируемых объектов, без рассмотрения орографических особенностей распространения примесей и фонового загрязнения, которое создается иными объектами, перераспределение выбросов, которое осуществляется в тоннах/год (т/год), не гарантирует безопасного качества воздуха и приемлемых рисков для здоровья населения.
Вместе с тем возможности, перспективы и выгоды взаимозачета квот очевидны и требуют правового и методического закрепления. Параллельно требует решения задача по возможности перераспределения квот выбросов между источниками одного хозяйствующего субъекта, в том числе расположенных на разных производственных площадках.
Для объектов энергетики, особенно твердотопливной, указанные проблемы крайне актуальны, тем более, что в городах второй волны, включенных в проект в 2023 г., расположено 30 крупных энергетических объектов, 17 из которых – угольные. Соответственно, задачи корректного, обоснованного с технологической и санитарно-гигиенической точки зрения установления квот выбросов с возможностью их гибкого перераспределения, требуют четкого порядка и методической поддержки.
Ситуация определила цель исследования – отработка на конкретном примере порядка оценки по гигиеническим критериям, включая критерии рисков для здоровья населения, возможности и достаточности перераспределения установленных квот выбросов.
Материалы и методы. Для отработки подходов были выбраны объекты энергетики, расположенные в крупном промышленном центре. В рамках мероприятий федерального проекта «Чистый воздух» предусмотрен перевод мощностей небольших малоэффективных котельных на крупные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) с ликвидацией источников выбросов и возможностью учета предотвращенных выбросов в счет квот для ТЭЦ. При этом технологические особенности увеличения мощностей объектов предполагали и перераспределения квот между источниками самого объединения.
В ходе исследования были рассмотрены три сценария и использованы, соответственно, три сводные базы данных источников выбросов:
-
а) на уровень 2017 г. до реализации мероприятий по взаимозачету и замещению источников;
-
б) на условия достижения квот выбросов, директивно установленных для ТЭЦ уполномоченным органом при ликвидации малоэффективных угольных котельных;
-
в) на условия достижения квот с учетом предлагаемых предприятием перераспределений квот по источникам ТЭЦ при ликвидации малоэффективных угольных котельных, мощности которых переносятся на объекты генерирующей компании (далее объекты ТЭЦ и ликвидируемые котельные обозначаем как «Объекты оценки»).
Все расчеты выполнены на условия, что изменение выбросов квотируемых объектов происходит при неизменном функционировании всех прочих источников загрязнения атмосферы города. Учтены выбросы источников 807 промышленных предприятий города, 263 участков улично-дорожной сети города, более 13 тысяч печей частного сектора, работающих на угле или дровах.
Оценку приземных концентраций примесей в воздухе выполняли с использованием унифицированной программы загрязнения атмосферы (УПРЗА) «Эколог-Город» 4.70 с блоком расчета «Средние», реализующей методику НИИ атмосферы и ГГО им. Воейкова МРР-2017 «Методы расчетов рассеивания выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферном воздухе», утвержденную приказом Минприроды России от 06.06.2017 № 273.
Рассчитывали все показатели в 43 контрольных точках, выбранных уполномоченным органом для задач квотирования и расположенных достаточно рав- номерно по селитебной части городской застройки. Дополнительно для задач пространственного анализа выполняли расчеты по регулярной сетке, охватывающей всю территорию города (30 000 м × 20 000 м). Шаг сетки – 200 м.
Определение и анализ вклада выбросов в общее загрязнение атмосферного воздуха города выполняли по результатам рассеивания загрязняющих веществ. Оценку вклада в максимальный разовый и среднегодовой уровни загрязнения проводили для каждой приоритетной примеси, выбрасываемой объектами оценки7 по формуле (1):
д
ingr P
• 100 ,
где Д P r — долевой вклад объектов оценки по веществу ingr в точке ( x , y ) квотирования, %;
C i P ngr ( x , y ) – суммарная концентрация источников объектов оценки по веществу ingr в точке ( x , y ) в долях ПДКмр или мг/м3;
ingr
C – суммарная концентрация всех ис-
V p e^
точников по веществу ingr в точке в долях ПДКмр или мг/м3;
'.К - множество источников, участвующих в расчете.
Оценку риска здоровью населения, обусловленного химическим загрязнением атмосферного воздуха, выполняли в соответствии с положениями Руководства Р 2.1.10.3968-238. В исследование включены все вещества, содержащиеся в выбросах источников загрязнения атмосферного воздуха города, для которых в Р 2.1.10.3968-23 установлены параметры для оценки канцерогенного и неканцерогенного (острого и хронического) риска здоровью: факторы канцерогенного потенциала, референтные уровни и соответствующие им критические органы и системы при ингаляционном воздействии. Коэффициент тяжести злокачественных новообразований ( g ) принимали равным единице.
Расчет вклада выбросов объектов оценки в формирование риска здоровью в контрольных точках устанавливали по формуле (2):
Д ТГК ( x , У ) =
R ТГК ( x , y )/ I • 100% , (2)
/ R ТГК(x, У) + R фон(x, У) J где ДТгк(x’ У) — вклад выбросов объектов оценки в уровень риска здоровью в расчетной точке с координатами (x, y), %;
R ТГК ( x , y ) – уровень риска здоровью, формируемый выбросами объектов оценки в расчетной точке с координатами ( x , y );
R фон ( x , y ) – уровень риска здоровью, обусловленный только фоновым загрязнением (без учета выбросов объектов оценки) в расчетной точке с координатами ( x , y ).
Критериями приемлемости неканцерогенного риска являлись: при воздействии отдельного химического вещества – коэффициент опасности ( HQ = 1,0); для суммы однонаправленно действующих химических веществ – индекс опасности ( HI = 3,0), для канцерогенного риска R cr = 1E-04.
Критерий допустимого (приемлемого) уровня индекса опасности HI ≤ 3,0 применяли только в случае, если при суммарной оценке воздействия веществ с однонаправленным действием ни одно из веществ не имело коэффициента опасности HQ выше 1,0. При несоблюдении данного условия оценку проводили по веществу с максимальным значением HQ (пп. 2 п. 6.6.1 Р 2.1.10.3968-23).
Риски оценивали при кратковременном воздействии (острый риск оценивали при наибольшем 20-минутном загрязнении в точке) и при хроническом воздействии (под хроническим воздействием понимали среднегодовую расчетную концентрацию в точке).
Результаты и их обсуждение. Основные результаты. Установлено, что объекты оценки выбрасывают в атмосферный воздух 13 приоритетных (т.е. подлежащих квотированию) загрязняющих веществ: марганец и его соединения, натрия гидроксид, никеля оксид, азота диоксид, азота оксид, углерод (пигмент черный), серы диоксид, фториды газообразные, бензол, бенз(а)пирен, взвешенные вещества, пыль неорганическая: 70–20 % SiO 2 , пыль неорганическая: до 20 % SiO 2 9.
На 2017 г. (базовый год) выбросы загрязняющих веществ от источников ТЭЦ составили порядка 38,9 тыс. т/год. Установленная директивно квота для предприятия составила 31,2 тыс. т/год.
На условия базового 2017 г. объекты оценки (ТЭЦ и потенциально ликвидируемые котельные) вносили значимый вклад в кратковременное загрязнение воздуха практически по всем квотируемым веществам за исключением гидроксида натрия. Вклады колебались от незначительных (порядка
0,2 % по взвешенным веществам, фтористым соединениям) до определяющих (около 91 % по углероду (пигмент черный), пыли неорганической с содержанием SiO2 20–70 %) (табл. 1).
Собственно источники объектов оценки формируют нарушения ПДК мр по углероду (пигмент черный) – 1,5 ПДК мр и пыли неорганической: 70–20 % SiO 2 – 5,4 ПДК мр . Максимальные разовые концентрации остальных приоритетных веществ, создаваемые источниками объектов оценки, не превышают ПДК мр , однако вклад источников достигает 40 % по оксидам азота, почти 60 % по диоксиду серы, 70 % по неорганической пыли с содержанием до 20 % SiO 2 .
По расчетным данным среднегодовых уровней выше ПДКсс / ПДКсг источники объектов оценки не формируют, однако их вклад в превышения гигиенических нормативов по азота диоксиду достигает в отдельных точках 13,6 %, по бенз(а)пирену – 26 % (табл. 2).
Разовые уровни загрязнения территории города на базовый 2017 г. формировали по расчетным данным неприемлемый риск нарушения функций органов дыхания (до 1,1 HQ по диоксиду азота, риск характеризуется как настораживающий), крови, репродуктивной системы (до 2,9 НQ по бензолу, риск настораживающий), процессов развития и иммунной системы (до 3,95 HQ по соединениям никеля, риск высокий). Вклад источников объектов оценки в неприемлемые риски – от менее 0,1 до 61 % в отдельных точках селитебной территории.
Таблица 1
Максимальные разовые приземные концентрации приоритетных (квотируемых) загрязняющих веществ на уровень 2017 г.
|
Химическое вещество* |
От всех источников, доли ПДК мр |
Источники объектов оценки, доли ПДК мр |
Источники объектов оценки, вклад в общее загрязнение**, % |
|||||||
|
мин. |
средн. |
макс. |
мин. |
средн. |
макс. |
мин. |
средн. |
макс. |
в точке максимума |
|
|
Марганец и его соединения |
0,01 |
0,03 |
0,16 |
<0,01 |
0,01 |
0,02 |
1,2 |
10,7 |
51,6 |
2,4 |
|
Натрия гидроксид ** |
0,01 |
0,08 |
0,48 |
<0,01 |
<0,01 |
<0,01 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
<0,1 |
|
Азота диоксид |
0,88 |
1,91 |
3,53 |
0,14 |
0,26 |
0,59 |
4,6 |
15,1 |
40,0 |
6,16 |
|
Азота (II) оксид |
0,08 |
0,19 |
0,31 |
0,02 |
0,04 |
0,08 |
10,2 |
24,7 |
39,8 |
14,0 |
|
Углерод |
0,23 |
0,47 |
1,61 |
0,10 |
0,30 |
1,48 |
19,8 |
60,9 |
91,9 |
91,9 |
|
Серы диоксид |
0,24 |
0,46 |
1,04 |
0,09 |
0,18 |
0,32 |
17,7 |
41,3 |
59,5 |
17,6 |
|
Фториды газообразные |
0,10 |
0,35 |
1,39 |
<0,01 |
<0,01 |
0,01 |
<0,01 |
0,5 |
4,2 |
0,04 |
|
Бензол |
0,01 |
0,07 |
0,45 |
нпо |
0,01 |
0,14 |
0,4 |
16,6 |
60,8 |
0,46 |
|
Взвешенные вещества |
0,02 |
0,08 |
0,30 |
<0,01 |
<0,01 |
0,01 |
0,2 |
2,1 |
15,6 |
0,91 |
|
Пыль неорганическая 70–20 % SiO2 |
0,42 |
1,02 |
5,91 |
0,13 |
0,43 |
5,40 |
11,0 |
39,8 |
91,5 |
91,5 |
|
Пыль неорганическая до 20 % SiO2 |
0,03 |
0,23 |
1,30 |
нпо |
0,03 |
0,19 |
2,0 |
13,5 |
70,0 |
14,4 |
Примечание: * – никеля оксид и бенз(а)пирен не нормируются по ПДКмр; ** – в долях ОБУВ; *** – точки максимумов в целом по городу и от источников объектов оценки могут не совпадать; НПО – ниже предела обнаружения.
Таблица 2
Среднегодовые приземные концентрации приоритетных (квотируемых) загрязняющих веществ на уровень 2017 г. доли ПДК сг / ПДК сс
|
Химическое вещество* |
На уровень 2017 г., доли ПДК сг / ПДК сс |
Источники объектов оценки, доли ПДКсг / ПДК сс |
Источники объектов оценки, вклад в общее загрязнение, % |
|||||||
|
мин. |
средн. |
макс. |
мин. |
средн. |
макс. |
мин. |
средн |
макс. |
в точке максимума |
|
|
Марганец и его соединения |
0,04 |
0,22 |
0,93 |
< 0,001 |
0,00 |
0,01 |
0,1 |
0,8 |
4,3 |
0,14 |
|
Никеля и его соединения |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
|
Азота диоксид |
0,23 |
0,92 |
1,92 |
0,01 |
0,03 |
0,14 |
1,4 |
4,1 |
13,6 |
1,36 |
|
Азота (II) оксид |
0,03 |
0,11 |
0,22 |
0,00 |
0,01 |
0,06 |
2,7 |
9,6 |
33,3 |
2,73 |
|
Углерод |
0,05 |
0,08 |
0,20 |
0,01 |
0,02 |
0,04 |
8,1 |
22,8 |
39,1 |
8,11 |
|
Серы диоксид |
0,10 |
0,13 |
0,24 |
0,01 |
0,02 |
0,04 |
7,8 |
16,6 |
24,8 |
7,75 |
|
Фториды газообразные |
< 0,01 |
0,02 |
0,16 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,1 |
0,2 |
2,0 |
< 0,1 |
|
Бензол |
< 0,01 |
0,03 |
0,38 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,1 |
0,4 |
4,9 |
< 0,1 |
|
Бенз(а)пирен |
0,03 |
0,24 |
1,93 |
< 0,01 |
0,01 |
0,03 |
0,2 |
4,9 |
26,0 |
0,19 |
|
Взвешенные вещества |
0,01 |
0,02 |
0,08 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,1 |
< 0,1 |
< 0,1 |
< 0,1 |
|
Пыль неорг. 70–20 % SiO2 |
0,03 |
0,05 |
0,17 |
< 0,01 |
0,01 |
0,01 |
2,4 |
14,3 |
24,1 |
2,35 |
|
Пыль неорганическая до 20 % SiO 2 |
< 0,01 |
0,01 |
0,04 |
< 0,01 |
< 0,01 |
0,02 |
9,2 |
28,5 |
43,7 |
41 |
Примечание: * – натрия гидроксид не нормируется по ПДКсс / ПДКсг.
В условиях долгопериодного (годового) уровня загрязнения в отдельных зонах города зафиксированы уровни неприемлемого хронического неканцерогенного риска, который характеризовался как «настораживающий» в отношении болезней органов дыхания (факторы риска – азота диоксид, бенз(а)пирен, соединения никеля), крови (факторы риска – азота диоксид, бензол), процессов развития (бенз(а)пирен). Вклад источников объектов оценки, включая потенциально ликвидируемые котельные в различных точках города, составлял от 0,3 до 26 %.
В целом ситуация на базовый 2017 год подтверждала необходимость принятия мер по улучшению качества воздуха, в том числе ТЭЦ и хозяйствующими субъектами – владельцами рассмотренных котельных.
Планами по снижению выбросов загрязняющих веществ на ТЭЦ предусмотрены: установка электрофильтров на ряде котлоагрегатов, комплексная замена теплофикационных паровых турбин, изменение параметров источников выбросов с увеличением высоты подъема факела выброса. Параллельно модернизация одной из ТЭЦ предполагает создание новых генерирующих мощностей, замещающих мощности целого ряда малоэффективных угольных котельных с выводом последних из эксплуатации. Ликвидация 28 котельных обеспечит сокращения выбросов почти на 3 тыс. т ежегодно. Увеличение мощности ТЭЦ влечет за собой технологически обоснованное увеличение выбросов с 7,9 тыс. т (2017) до 10,9 тыс. т на год завершения всего комплекса мероприятий. С учетом планируемых мероприятий и действий по повышению мощности предприятием были предложены собственные квоты на выбросы, которые несколько отличались от директивно установленных и максимально соответствовали техническим и технологическим возможностям объектов квотирования.
Совокупностью мероприятий целевой показатель проекта – снижение выбросов приоритетных веществ не менее чем на 20 % – достигнут. Полностью устранено влияние котельных, диффузно расположенных на территории города (7,6 % от достигнутого сокращения). Источники ТЭЦ за счет собственных мероприятий снижают выбросы на 4,9 тыс. т (12,6 % от уровня 2017 г.).
Следует отметить, что баланс масс выбросов не в полной мере обеспечивает понимание ожидаемого изменения качества воздуха в городе. При общем сокращении выбросов изменяется их структура, меняются аэродинамические характеристики источников выбросов и их пространственное расположение относительно нормируемых территорий (прежде всего – жилой застройки). Претерпевают изменения метеорологические условия, при которых формируются максимальные концентрации и / или факелы отдельных источников накладываются друг на друга. Оценка результативности мероприятий по гигиеническим критериям, включая критерии риска здоровью, в таком случае представляется арбитражным и крайне важным элементом принятия решения о достаточности квот.
Результаты расчета приземных концентраций с учетом всех мероприятий по достижению квот показали, что в целом достигается снижение общего загрязнения атмосферы города.
Следует отметить, что при расчете приземных концентраций на условия перераспределенных квот выбросов среди источников ТЭЦ генерирующей компании получены аналогичные результаты, что и на директивно установленные квоты (расхождения были в пределах погрешности расчета). Это позволило в целом в дальнейшем оценивать мероприятия только по одному сценарию – на условия достижения установленных квот выбросов.
В табл. 3 отражена динамика изменения максимальных разовых приземных концентраций в контрольных точках от всех источников города при условии достижения источниками объектов оценки квот выбросов и ликвидации 28 котельных.
Таблица 3
Обобщенные данные о динамике изменения максимальных разовых концентраций в контрольных точках от всех источников города при условии достижения источниками объектов оценки директивных квот выбросов и ликвидации малоэффективных угольных котельных
|
Химическое вещество |
Среднее по 43 точкам |
Точки максимума |
||||
|
на 2017 г., ПДК мр |
на достижение квот, ПДК мр |
% изменения |
на 2017 г., ПДК мр |
на достижение квот, ПДК мр |
% изменения |
|
|
Марганец и его соединения |
0,029 |
0,027 |
-6,9 |
0,162 |
0,159 |
-1,9 |
|
Натрия гидроксид |
0,078 |
0,078 |
< 0,01 |
0,476 |
0,476 |
0,00 |
|
Азота диоксид |
1,905 |
1,826 |
-3,7 |
3,530 |
3,498 |
-0,9 |
|
Азота оксид |
0,186 |
0,162 |
-15,8 |
0,312 |
0,288 |
-6,5 |
|
Углерод |
0,470 |
0,195 |
-57,5 |
1,611 |
0,806 |
-49,7 |
|
Серы диоксид |
0,458 |
0,370 |
-19,6 |
1,044 |
0,955 |
-7,7 |
|
Фториды газообразные |
0,353 |
0,353 |
0,00 |
1,390 |
1,392 |
< 0,01 |
|
Бензол |
0,070 |
0,060 |
-14,3 |
0,450 |
0,449 |
< 0,01 |
|
Взвешенные вещества |
0,075 |
0,078 |
-12,5 |
0,299 |
0,300 |
< 0,01 |
|
Пыль неорг. 70–20 % SiO 2 |
1,019 |
0,640 |
-38,2 |
5,908 |
1,726 |
-70,7 |
|
Пыль неорг. до 20 % SiO2 |
0,231 |
0,248 |
+8,7 |
1,299 |
1,479 |
+13,1 |
Азота диоксид б
а Углерод (пигмент черный) диоксид б
а Пыль неорганическая, до 20 % SiO, б
Рис. Поля максимальных разовых концентраций, формируемые источниками объектов оценки: а ) на 2017 г.: б ) на условия достижения квот. Фон не учитывается
Наибольшее снижение в целом по городу отмечено в отношении углерода – на 57,5 % в среднем по контрольным точкам, по пыли неорганической с содержанием 70–20 % SiO 2 – на 38 %. Превышение ПДК мр по углероду и по пыли неорганической 20–70 % SiO 2 устранено. Снижаются разовые корот-копериодные приземные концентрации по диоксиду серы, оксиду азота и иным химическим веществам. Сохраняется ситуация превышения ПДК мр по пыли неорганической в отдельных точках, хотя максимальная концентрация снизилась очень значительно (более чем в три раза).
На рисунке показана пространственная динамика полей максимальных разовых концентраций диоксида азота, углерода и пыли неорганической, которые формируются источниками объектов оценки, включая угольные котельные, на 2017 г. и на условия достижения квот ТЭЦ после реализации всех запланированных мероприятий.
Представленные результаты свидетельствуют, что пространственная картина загрязнения атмосферного воздуха, формируемая рассматриваемыми источниками, существенно изменяется. По диоксиду азота поле загрязнения, снижаясь, смещается в южную часть города. По пыли неорганической несколько увеличивается пятно загрязнения в зоне влияния одной из ТЭЦ. Концентрации пыли прирастают незначительно – в среднем по городу на 0,02 ПДКмр, или 8,7 %.
Однако обращает на себя внимание, что в точках максимумов, в которых фоновое загрязнение уже формирует превышение гигиенических нормативов (на уровне 1,01–1,30 ПДК мр ), на момент достижения источники объектов оценки формируют наибольший прирост приземных концентраций – до 0,2 ПДК (приземные концентрации пыли от источников возрастают с 0,12–0,37 до 0,16–0,48 ПДК мр ).
Расчет долгопериодных (среднегодовых) приземных концентраций, создаваемых источниками объектов оценки, показал снижение по всем квотируемым веществам в диапазоне от 1 до 97 % (табл. 4).
Особенно ощутимое снижение ожидается по углероду и диоксиду серы (в среднем по контрольным точкам – 21,3 и 12,8 % соответственно).
Увеличение среднегодовых концентраций не прогнозируется ни по одному загрязняющему веществу из числа оцениваемых. Вместе с тем расчеты показывают, что прогнозируется сохранение среднегодовых концентраций диоксида серы и бенз(а)пирена на уровнях выше гигиенических нормативов. Вклад ТЭЦ в среднем по контрольным точкам в концентрации диоксида азота прогнозируется на уровне 1,13 % (максимум 5,4 %), по бенз(а)пирену – 0,13 % (максимум 0,4 %), это свидетельствует, что значимые концентрации данных веществ формируются иными источниками города.
Канцерогенный риск фактически остается на уровне 2017 г., хотя доля источников объектов оценки снижается, прежде всего вследствие сокращения выбросов углерода. Наибольший уровень суммарного индивидуального канцерогенного риска в городе по данным расчетов рассеивания зафиксирован на уровне 1,67E-04, что соответствует категории «настораживающий риск». Вклад источников объектов оценки в точке максимума оценивается на уровне 0,25 %. В целом по городу канцерогенный риск, фор- мируемый источниками на условия достижения квот, характеризуется как минимальный.
Вклад источников объектов оценки в острый неканцерогенный риск после достижения квот также невелик, характеризуется как минимальный. В нескольких контрольных точках, где острый неканцерогенный риск достигает уровней «настораживающий» или «высокий», вклад источников объектов оценки находится в диапазоне от 0,1 до 5 %.
По результатам оценки хронического неканцерогенного риска здоровью населения города установлено, что в 17 (из 43) контрольных точках жилой застройки формируются настораживающие уровни риска (от 1,12 до 2,51 HQ ch ). Веществами, определяющими данные уровни риска, являются: азота диоксид - до 1,90 HQ ch , никеля оксид - до 2,51 HQ ch , бенз(а)пирен – до 1,93 HQ ch , которые оказывают неблагоприятное действие на формирование нарушений со стороны органов дыхания, системы крови и процессов развития. Уровни хронического неканцерогенного риска, формируемого выбросами объектов оценки, не превышают минимальных значений – до 0,01 HQ ch . Вклад источников на условия достижения установленных и перераспределенных квот выбросов в уровень хронического неканцерогенного риска во всех контрольных точках не превышает 0,9 %.
Обсуждение. Оценка возможности зачета и перераспределения квот выбросов на конкретном примере показала целесообразность и результативность такого инструментария.
Вместе с тем, очевидно, что перераспределение квот на уровне масс выбросов (т/год) не является гарантией достижения требуемого качества атмосферного воздуха и приемлемого уровня безопасности населения. Высока зависимость результативности перераспределения квот от пространственного расположения источников, по которым производится взаимозачет, от параметров выбросов, высоты подъема факелов, расстояния источников до жилой застройки и / или иных нормируемых городских территорий.
Таблица 4
Среднегодовые концентрации, формируемые в целом всеми источниками города на условия достижения ТЭЦ квот выбросов и ликвидации 28 угольных котельных в сопоставлении с базовым уровнем
|
Химическое вещество |
На уровень 2017 г., доли ПДК сг / ПДК сс |
На момент достижения ТЭЦ квот выбросов, доли ПДК сг / ПДК сс |
Среднее снижение загрязнения за счет снижения выбросов ТЭЦ, % |
||||
|
мин. |
средн. |
макс. |
мин. |
средн. |
макс. |
средн. по 43 точкам |
|
|
Марганец и его соединения |
0,044 |
0,217 |
0,928 |
0,044 |
0,218 |
0,927 |
0,00 |
|
Никель и его соединения |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
< 0,001 |
|
Азота диоксид |
0,227 |
0,916 |
1,920 |
0,214 |
0,894 |
1,900 |
2,40 |
|
Азота (II) оксид |
0,030 |
0,113 |
0,215 |
0,026 |
0,105 |
0,210 |
7,08 |
|
Углерод |
0,045 |
0,080 |
0,202 |
0,036 |
0,063 |
0,187 |
21,25 |
|
Серы диоксид |
0,096 |
0,133 |
0,235 |
0,080 |
0,116 |
0,218 |
12,78 |
|
Фториды газообразные |
0,002 |
0,019 |
0,160 |
0,002 |
0,019 |
0,160 |
0,00 |
|
Бензол |
0,003 |
0,027 |
0,383 |
0,003 |
0,027 |
0,383 |
0,00 |
|
Бенз(а)пирен |
0,030 |
0,236 |
1,933 |
0,030 |
0,230 |
1,929 |
2,54 |
|
Взвешенные вещества |
0,007 |
0,017 |
0,084 |
0,007 |
0,017 |
0,084 |
0,00 |
|
Пыль неорг. 70–20 % SiO2 |
0,032 |
0,053 |
0,169 |
0,027 |
0,048 |
0,167 |
9,43 |
|
Пыль неорг. до 20 % SiO 2 |
0,003 |
0,009 |
0,036 |
0,003 |
0,008 |
0,032 |
11,11 |
Перераспределение квот как между источниками разных хозяйствующих субъектов, так и между источниками одного юридического лица, особенно, если эти источники расположены в разных частях городской территории, изменяет пространственную картину загрязнения, равно как и картину формирования рисков для здоровья экспонированного населения. В условиях высокого фонового загрязнения (т.е. влияния прочих источников, кроме тех, по которым производится взаимозачет квот) последствия перераспределения квот могут существенно отличаться от ожидаемых.
Рассмотренный в настоящем исследовании вариант зачета квот в конкретном случае представляет собой эффективную систему мер, поскольку относительно мелких котельных объекты централизованного теплоснабжения обладают наименьшими удельными выбросами на единицу вырабатываемой энергии, а также оптимальными параметрами источников для осуществления рассеивания загрязняющих веществ в атмосфере.
Таким образом, корректность и эффективность принимаемых решений по перераспределению квот в обязательном порядке должны быть верифицированы результатами расчетов рассеивания, гигиеническими оценками, включая оценку рисков для здоровья. Представляется целесообразным кроме расчетов ориентироваться и на результаты инструментальных исследований, на данные систем экологического и социальногигиенического мониторинга. Основная причина такой рекомендации – выявляемые несоответствия между данными расчетов и результатами натурных наблюдений, что особенно важно, когда по данным натурных исследований загрязнение фиксируется на значительно более высоком уровне, чем по данным расчетов. На такие несоответствия указывают многие исследователи, подчеркивая риски недооценки опасности загрязнений для здоровья граждан [19, 20].
Требует нормативно-правового закрепления порядок взаимодействия объектов, между которыми происходит взаимный зачет квот [21]. На текущий момент такой порядок отсутствует, что существенно тормозит применение инструментария. Между тем отечественный и зарубежный опыт зачета квот выбросов существует и может быть взят в качестве базового [16, 22, 23].
Методически представляется целесообразным следующий пошаговый алгоритм:
– поиск на территории города источников, по которым может быть осуществлен обмен и / или взаимозачет квот;
– выполнение верифицирующих расчетов, свидетельствующих, что изменение выбросов на объектах квотирования будет иметь следствием улучшение качества воздуха во всех контрольных точках на территории поселения;
– оформление правовых отношений между объектами перераспределения;
– утверждение перераспределенных квот выбросов и последующий контроль их достижения;
– сопряжение расчетных и натурных данных с последующими корректирующими действиями, обеспечивающими достижение реального, а не расчетного уровня безопасности атмосферного воздуха.
Выводы. Взаимозачет и перераспределение квот выбросов между источниками загрязнения на территории одного поселения представляется целесообразным и эффективным инструментом достижения гигиенических нормативов качества воздуха и приемлемых рисков для здоровья населения.
На текущий момент порядок взаимозачета и перераспределения квот выбросов между источниками загрязнения требует выработки и закрепления нормативно-правовыми и методическими документами.
В силу того что перераспределение квот выбросов может существенно изменять пространственную картину загрязнения на территории, решение о взаимозачете и перераспределении квот может и должно приниматься после выполнения гигиенических оценок, включая оценку рисков здоровью.
Оптимальным представляется сопряжение расчетных и натурных данных при выполнении верификации перераспределения квот с акцентом на учет данных инструментальных измерений, выполняемых системами экологического и социально-гигиенического мониторинга.
Финансирование. Авторы заявляют об отсутствии финансирования при проведении исследования.