Исследования запылённости в жилой зоне, расположенной вблизи промышленных предприятий частицами РМ10 и РМ2,5 Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Стреляева А.Б., Лаврентьева Лм., Лупиногин В.В., Гвоздков И.А.

Загрязнение воздуха в жилых районах вблизи промышленных предприятий это одна из самых значимых проблем современной экологии. Образующаяся пыль это один из важных факторов при оценке неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Исследования показывают, что наибольшей опасностью для человеческого организма является частицы размером до 10 мкм. При проведении анализа дисперсного состава пыли на территории жилой и производственных зон, можно оценить процент частиц PM10 и PM2.5 от общего количества, что необходимо для результативного контроля воздействия пыли на здоровье человека. В статье приведен сравнительный анализ результатов исследований дисперсионного состава и концентрации пыли в воздухе промышленной зоны и городской среды.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Стреляева А.Б., Лаврентьева Лм., Лупиногин В.В., Гвоздков И.А.

Studies of dustiness in a residential area located near industrial enterprises with PM10 and PM2.5 particles

Air pollution in residential areas near industrial plants is one of the most significant problems of modern ecology. The resulting dust is one of the important factors in assessing the adverse impact on the environment. Studies show that the greatest danger to the human body is particles up to 10 microns in size. When analyzing the dispersion of dust in the residential and industrial areas, it is possible to estimate the percentage of particles PM10 and PM2.5 from the total amount that is necessary to effectively control the effects of dust on human health. The article gives a comparative analysis of the results of studies of the dispersion composition and dust concentration in the air of the working zone and the urban environment.

Текст научной работы на тему «Исследования запылённости в жилой зоне, расположенной вблизи промышленных предприятий частицами РМ10 и РМ2,5»

Исследования запылённости в жилой зоне, расположенной вблизи промышленных предприятий частицами РМ10 и РМ2,5

А.Б. Стреляева, ЛМ. Лаврентьева, В.В. Лупиногин, И.А. Гвоздков

Федеральное государственное бюджетноеобразовательное учреждение высшегообразования «Волгоградский государственный технический университет»

Аннотация :Загрязнение воздуха в жилых районах вблизи промышленных предприятий это одна из самых значимых проблем современной экологии. Образующаяся пыль это один из важных факторов при оценке неблагоприятного воздействия на окружающую среду. Исследования показывают, что наибольшей опасностью для человеческого организма является частицы размером до 10 мкм. При проведении анализа дисперсного состава пыли на территории жилой и производственных зон, можно оценить процент частиц РМ10 и РМ2.5 от общего количества, что необходимо для результативного контроля воздействия пыли на здоровье человека. В статье приведен сравнительный анализ результатов исследований дисперсионного состава и концентрации пыли в воздухе промышленной зоны и городской среды.

Ключевые слова: источники загрязнения, атмосферный воздух, дисперсный анализ, РМ10, РМ2,5, пыль, микроскопический метод, лазерный метод, концентрация, санитарно-защитная зона.

Здоровье людей зависит от состояния окружающей среды, и немаловажным критерием для ее оценки, является близость промышленных предприятий [1]. Это связано с тем, что большое количество технологических процессов на предприятиях являются источниками поступлениявредных веществ, в том числе и пыли в атмосферный воздух.

Стоит отметить, что несмотря на изученность влияниямелкодисперсныхпылевых частиц на человеческий организм во время работы во вредных условиях, воздействие пылевого загрязнения на состояние здоровьяжителей, проживающеговблизи промышленных зон изучено довольно мало. И в связи с этим важным является изучение фракционногои дисперсного состава пыли в воздухе жилой зоны расположенной в непосредственной близости от промышленных предприятий.

Согласнорекомендациям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) для ряда стран, включая Россию, введено нормирование содержания в воздухе частиц мелкодисперстной пыли, чьи размеры не превышают 2,5 мкм (или) 10 мкм. Это связано с тем, что частицы РМ10 и РМ2,5 при вдыхании оказывают воздействие на верхние дыхательные пути и легкие, вызывая изменение состояния тканей легких и респираторные заболевания [1, 2].

В основном исследования поддерживают гипотезу о том, что мелкая фракция частиц более важна для оценки токсичности, чем крупная фракция. Однако крупные фракции могут играть существенную роль в развитии болезней сердца. Новые научные разработки показывают, что мелкодисперсные взвешенные частицы РМ2,5 (размер частиц менее 2,5 мкм) могут оказывать еще более серьезное неблагоприятное воздействие на здоровье попадая в легкие и достигая альвеол, что может привести к сердечно-сосудистым и респираторным заболеваниям.

Современные научные исследования подтверждают связь между уровнем загрязнения воздуха мелкодисперсными частицами и многочисленными проблемами здоровья, включая астму, бронхит, острые хронические заболевания дыхательных путей, одышку, болезненное дыхание и преждевременные смертные случаи.

Дисперсный состав пыли является одной важной характеристикой, которая определяет ряд физико-химических свойств. Система контроля и оценкисостава пыли по фракциям и размерам,а самое главное пылевых частиц размером менее 10 мкм в воздухе рабочих и жилых зон на сегодняшний день отсутствует, что не дает структурно сделать вывод и оценить величину влияния пыли на характер промышленной и окружающей сред. Это является одной самых важных проблем охраны труда и экологической безопасности в целом, для которых знание дисперсионного

состава пыли в воздушной среде промышленных территорий и прилегающих жилых зон [3].

Для решения представленныхзадач, предложено использование методики микроскопического анализа дисперсного состава пыли с применением персональных компьютеров [4], которая предназначена для определения размера пылевых частиц,с увеличением под микроскопом в 2002500 раз и сфотографированных через микрофотоприставку, с последующим расчетом дисперсионного состава пыли, выделяющейся в воздух жилой и рабочей зон от технологических процессов в промышленности и сельском хозяйстве [5-8].

В зависимости от полидисперстности выбирается необходимое количество фотографий. В дальнейшем полученные изображения обрабатываются с помощью графических редакторов, напримерAdobePhotoShop, The GIMP, Photoscape^^., для сохранения изображения; в форматеЬтр (WindowsBitmap) в режим - черно-белое (1 bit/pixel).

Далее для расчета дисперсного состава пыли атмосферного воздуха определяют содержание частиц конкретной фракции пыли и рассмотрение дисперсного состава именно мелких фракций пыли и определение содержания определенных фракций пыли в совокупности именно мелких частиц исследуемой пыли.

Граничный диаметр (или диаметр «рассечения») частиц пыли для разделения их центральной совокупности на мелкие и крупные фракции пыли выбирается в зависимости от задач выполнения анализа дисперсного состава пыли [9,10]. Далее при помощи программы «SPOTEXPLORER», позволяющей осуществлять обработку черно-белых изображений в формате WindowsBitmap (*.bmp), по объему пылевой частицы, производится расчёт её эквивалентного диаметра, и высчитывается количество частиц разной

величины. По окончанию сканирования фотографии, высчитывается дисперсный состав центральной совокупности пыли.

Задачей исследований, был экспериментальныйанализ зависимости между долями мелких фракций (РМ10 и РМ2,5) на источнике загрязнения и на жилой зоне вблизи расположения промышленных предприятий. Для проведения работ по исследованию по содержанию концентраций РМ10 и РМ2,5, а также выявлению вредных примесей в виде аэрозолей (пыли) был произведён производственный экологический контроль в производственной зоне на источнике запыления (золоотвал), а также в жилой зоне в непосредственной близости от границ санитарно защитной зоны (СЗЗ)завода "Красный Октябрь". Замеры на территории жилой зоны проводились в контрольных точках по направлению преобладающего ветра, в соответствии с текущими метеорологическими условиями.

Результаты исследования дисперсного состава пыли рациональней представлять в графической форме.Согласно полученных данных, на логарифмической вероятностной координатной сетке были построены интегральные кривые распределения массы частиц пыли по диаметрам для воздушной средына территориях жилой и производственной зон, представленные на рис.1.

Измерения проводили одновременно на двух объектах исследования для обеспечения идентичных условий отбора проб.

Согласно проведенным измерениям запыленность воздуха колеблется в некотором диапазоне, это связано с тем, что технические процессы любого производства не являются стационарными и зависят от режима работы, неоднородности используемых материалов и других технологических особенностей.