j1Je1idztN

Загрязнение атмосферного воздуха выбросами ТЭЦ опасно не только для окружающей среды, но и для здоровья населения, поскольку такое загрязнение губительно для дыхательной и сердечно-сосудистой систем организма. Именно по этой причине проблема загрязнения атмосферного воздуха выбросами Южной котельной города Мурманска является весьма актуальной, а анализкачества атмосферного воздуха в районерасположения предприятия носит актуальный характер.

Целью нашего исследования являлся анализ качества атмосферного воздуха в районе расположения Южной котельной города Мурманска.

Исходя из цели, были поставлены следующие задачи:

1.Определить максимальные значения приземных концентраций загрязняющих веществ при выбросах от труб № 1 и № 2 Южной котельной города Мурманска при неблагоприятных метеорологических условиях.

2.Рассчитать суммарные приземные концентрации диоксида серы, оксидов азота и углерода в атмосферном воздухе на различных расстояниях от источников выбросов Южной котельной города Мурманска при среднемесячных max и min скоростях ветра, в 2015 г.

3.Провести сравнительный анализ полученных значений приземных концентраций загрязняющих веществ с нормативами ПДКмр и ПДКсс.

Объект исследования: атмосферный воздух в районе расположения Южной котельной города Мурманска.

Предмет исследования: качество атмосферного воздуха в районе расположения Южной котельной города Мурманска.

Для проведения исследования применялись следующие методы: аналитический, сравнительный, расчетный математический, картографический.

Научная новизна исследования: получение новых данных о загрязненности атмосферного воздуха в районе расположения Южной теплоэлектроцентрали города Мурманска.

Практическая значимость исследования: результаты исследования позволят выработать рекомендации по снижению загрязнения атмосферного воздуха в исследуемом районе.

Для проведения исследования нами использовалась методика ОНД-86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий» [1].

Так как Южная котельная включает в себя две трубы для отвода газовоздушной смеси, расчеты производились по разделам 5 методики ОНД «Расчет загрязнения атмосферы выбросами группы источников и площадных источников» и 2 «Расчет загрязнения атмосферы выбросами одиночного источника».

Два источника отвода газовоздушной смеси (труба № 1 и труба № 2) были приняты нами за группу одиночных источников, расположенных поблизости друг от друга на промышленной площадке ТЭЦ.

120

Сначала, нами были расcчитаны максимальные приземные концентрации вредных веществ при неблагоприятных метеорологических условиях по формуле:

Часть показателей, присутствующих в формуле, была нами рассчитана, а часть – взята из данных, предоставленных Управлением гидрометеорологии и Управлением Росприроднадзора. Итоговые значения показателей сведены в таблицу 1.

Таблица 1

Максимальные значения приземной концентрации выбросов для двух труб при неблагоприятных метеорологических условиях

Из таблицы видно, что максимальные значения приземных концентраций при выбросах от обоих источников при неблагоприятных метеорологических условиях наблюдаются у диоксида азоты и диоксида серы. Для трубы № 1 (высота 100 м) концентрации диоксида азота и диоксида серы составляют 0,013 мг/м3 и 0,16 мг/м3, а для трубы № 2 (высота 180 м) – 0,0072 мг/м3 и 0,051 мг/м3, соответственно.

Далее нами были рассчитаны суммарныеконцентрации основных загрязняющих веществ при среднемесячных максимальной и минимальной скорости ветра, отмечаемых в 2015 году. При максимальной скорости ветра (3,8 м/с) наблюдалось возрастание концентрации загрязняющих веществ до расстояния 1 524 м, после чего наблюдалась отрицательная динамика, связанная с рассеиванием загрязненияв атмосферном воздухе.

При минимальной скорости ветра (2,5 м/с) наблюдалось возрастание концентрации загрязняющих веществ до расстояния 2 026,9 м, после чего наблюдалась отрицательная динамика, связанная с рассеиванием.

Также нами производилось сравнение полученных концентраций с нормативными показателями – максимальной разовой предельно-допусти- мой концентрацией (ПДКмр) и среднесуточной предельно-допустимой

121

концентрацией (ПДКсс)- на границах санитарно-защитных зон и за их пределами.

Превышения концентраций вредных веществ на границах санитарнозащитных зон не наблюдалось.

Значения концентраций загрязняющих веществ за пределами сани- тарно-санитарно-защитных зон при максимальной среднемесячной скорости ветра представлены в таблице 2.

Таблица 2

Значения концентраций загрязняющих веществ за пределами санитарно-защитных зон при максимальной

(3,8 м/с) среднемесячной скорости ветра

Из таблицы видно, что концентрации оксида углерода, оксида азота и диоксида азота не превышают ПДКсс и ПДКмр. Концентрации диоксида серы превышают норматив ПДКсс на всех представленных расстояниях.

В таблице 3 представлены значения концентраций загрязняющих веществ за пределами санитарно-защитной зоны при минимальной среднемесячной скорости ветра.

Таблица 3

Значения концентраций загрязняющих веществ за пределами санитарно-защитных зон при минимальной

(2,5 м/с) среднемесячной скорости ветра

Из таблицы видно, что концентрации оксида углерода, оксида азота и диоксида азота не превышают ПДКсс и ПДКмр. Концентрации диоксида серы превышают норматив ПДКсс на всех представленных расстояниях.

По итогам проведенного исследования были сформулированы следующие выводы:

1. Расчет максимальных приземных концентраций загрязняющих веществ при неблагоприятных метеорологических условиях показал, что

122

максимальные значения приземных концентраций при выбросах от каждого из двух источников отвода газовоздушной смеси Южной котельной отмечаются по диоксиду азота и диоксиду серы. Для трубы № 1 (высота 100 м) концентрации диоксида азота и диоксида серы составляют 0,013 мг/м3 и 0,16 мг/м3, а для трубы № 2 (высота 180 м) – 0,0072 мг/м3 и 0,051мг/м3, соответственно.

2.Анализ расчетов суммарных приземных концентраций оксида углерода, оксида азота и диоксидов азота и серы при max и min среднемесячных скоростях ветра на различных расстояниях от источников выброса, показал, что, при max среднемесячной скорости ветра, концентрации загрязняющих веществ в атмосферном воздухе увеличиваются до расстояния 1 524 м, после чего наблюдается отрицательная динамика. При min среднемесячной скорости ветра, наблюдается увеличение концентрации до расстояния 2 026,9 м, после чего наблюдается отрицательная динамика. Последующая отрицательная динамика связана с постепенным рассеиванием загрязнений.

3.Результаты сопоставления приземных концентраций загрязнителей с нормативными значениями ПДКсс и ПДКмр показали, что при выбросах загрязняющих веществ при max и min среднемесячных скоростях ветра в 2015 г., на границах санитарно-защитных зон Южной котельной превышения нормативов ПДК не наблюдалось. За пределами санитарнозащитных зон были выявлены превышения ПДКсс по диоксиду серы.

Литература

1.ОНД 86 «Методика расчета концентраций в атмосферном воздухе вредных веществ содержащихся в выбросах предприятий» [Электронный ресурс]. URL: http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/2/2826/, свободный (дата об-

ращения: 01.04.2017).

2.ГН 2.1.6.695-98 Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест [Электронный ресурс]. URL: https://znaytovar.ru/gost/2/ GN_21669598_Predelno_dopustimy.html, свободный (дата обращения: 01.04.2017).

123

УДК [502.3:504.5]:004(470.21-25) ББК 26.23

М.В. Светлова, А.И. Сикалюк

ФГБОУ ВО «Мурманский арктический государственный университет» г. Мурманск, Россия

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОГРАММЫ ARCGIS В ИССЛЕДОВАНИИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ АТМОСФЕРНОГО

ВОЗДУХА ГОРОДА МУРМАНСКА ВЫБРОСАМИ ЮЖНОЙ ТЭЦ

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы функциональных возможностей и практического применения программы ArcGIS для построения границ санитарно-защитных зон Южной ТЭЦ города Мурманска.

Ключевые слова: геоинформационная система, ГИС-технологии, сани- тарно-защитные зоны.

Marina Svetlova, Anna Sikalyuk

Murmansk Arctic State University

Murmansk, Russia

OPPORTUNITIES USING THE PROGRAM ARCGIS FOR THE STUDY OF AIR POLLUTION IN THE CITY OF MURMANSK EMISSIONS SOUTH CHPP

Abstract. Article is result of practical application of the ARCGIS program for creation of borders of sanitary protection zones of the South CHPP of the city of Murmansk.

Key words: geographic information system, GIS-technologies, sanitary protection zones.

В настоящее время теплоэнергетическая отрасль является одной из ведущих областей энергетики, развитие которой оказывает не только положительное влияние на уровень энергообеспечения предприятий и создание комфортных условий жизнедеятельности населения, но и негативно воздействует на состояние окружающей среды.

Наибольший вред окружающей среде городов приносят теплоэлектроцентрали, работающие на угле и мазуте, в составе выбросов которых содержатся оксиды и диоксиды азота и углерода, диоксиды серы и азота, бенз(а)пирен, сажа и другие вредные вещества. К числу предприятий, работающих на мазуте, относится и Южная теплоэлектроцентраль (ТЭЦ) города Мурманска, выбросы которой могут быть крайне опасными для здоровья горожан, в частности для дыхательной и сердечно-сосудистой систем организма.

124

Именно по этой причине проектирование и установление границ са- нитарно-защитных зон носит исключительно важный характер.

Целью нашей работы являлось построение границ-санитарно- защитных зон Южной ТЭЦ с помощью программы ArcGIS.

Санитарно-защитная зона – это специальная территория с особым режимом использования, которая устанавливается вокруг объектов и производств, являющихся источниками воздействия на окружающую среду и здоровье человека. Размер санитарно-защитных зон позволяет уменьшить воздействие загрязнений на атмосферный воздух до значений, установленных гигиеническими нормативами.

По своему функциональному назначению санитарно-защитная зона является защитным барьером, обеспечивающим уровень безопасности населения при эксплуатации объекта в штатном режиме.

В соответствии с Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации Г.Г. Онищенко для Южной теплоэлектроцентрали были установлены следующие границы:

всеверном направлении – 45 м;

всеверо-восточном направлении – 175 м;

ввосточном направлении – 200 м;

вюго-восточном направлении – 370 м;

вюжном, юго-западном, западном направлениях – 500 м.

Для построения границ санитарно-защитных зон Южной ТЭЦ нами использовалась программа ArcGIS.

ArcGIS – это семейство программных продуктов американской компании ESRI, одного из лидеров мирового рынка геоинформационных систем. ArcGIS позволяет визуализировать объёмы статистической информации, имеющей географическую привязку. В среде создаются и редактируются карты всех масштабов: от планов земельных участков до карты мира, создания и использования карт [1].

С помощью ГИС удобно моделировать влияние и распространение загрязнения от точечных и пространственных источников на местности, в атмосфере. Возможно наложить модели расчетов на карты и оценить влияние постоянно действующих точечных и площадных загрязнителей.

Программа ArcGIS используется для: компиляции географических данных; анализа картируемой информации;

выкладывания в общий доступ и нахождения географической информации;

использования карт и географической информации в ряде приложений; управления географической информацией в базе данных и др.

125

Работа по построению границ санитарно-защитных зон проводилась

восновном приложении ArcGIS – ArcMap.

Вкачестве базовой карты нами была использована карта Первомайского района города Мурманска. После выбора базовой карты необходимо дать ей название и осуществить координатную привязку к поверхности Земли. Для осуществления координатной привязки в программе предложен ряд систем геодезических координат земной поверхности. После задания первоначальных условий для базовой карты нами был создан новый шейпфайл, на котором производилось построение границ ручным способом цифрования с помощью выбранного типа объекта – полилинии (в случае нанесения на карту точечных объектов используются точки, для площадных объектов – полигоны).

Для создания линии санитарно-защитных зон было необходимо проставить точки в различных направлениях на расстояниях, установленных нормативным документом. Так как осуществлялся ручной дигитайзинг, то и расстояние между объектом на карте (предприятием «Южная ТЭЦ») и каждой точкой границы формируемой санитарно-защитной зоны по направлениям на стороны света устанавливалось вручную. После дигитайзинга (оцифровки) необходимой границы двойным щелчком завершался скетч, в результате чего на карте была создана замкнутая полилиния, оконтуривающая границы санитарно-защитной зоны (см. рис. 1).

Рис. 1. Оцифрованные границы санитарно-защитной зоны Южной ТЭЦ города Мурманск

Также для карты нами была составлена легенда, установлена рамка и символ с направлениями на стороны света. Работа проводилась во вкладке «вид компоновки». Щелчком мыши по вкладке «вставка» выбирался необ-

126

ходимый для карты элемент (легенда карты, рамка, роза ветров и т.д.) (см. рис. 2).

Рис. 2. Завершенная карта границ санитарно-защитной зоны Южной ТЭЦ с применением легенды карты, рамки и розы ветров

При выборе легенды карты щелчком мыши на экране появляется окошко «мастер легенды», в котором можно выбрать слои, необходимые для включения в легенду. Щелчок мышки на кнопку «далее» в окне «мастер легенды» позволяет перейти в окно, в котором возможно изменить заголовок легенды, выбрать размер и цвет шрифта, осуществить выравнивание текста. В следующем окне предлагается задать рамку, фон и падающую тень легенды.

Для добавления текста на рабочий слой можно воспользоваться несколькими способами, в том числе инструментом «Надпись» либо панелью инструментов «Рисование». В обоих случаях возможно настроить цвет, размер и выравнивание текста, а также повернуть надпись на необходимое количество градусов.

Весь набор инструментов для работы в программе ArcGIS можно найти в приложении ArcToolbox, которое открывается при помощи кнопки «Показать/скрыть» окно ArcToolbox на панели инструментов «Стандартные» или в главном меню через Геообработка/ArcToolbox.

В результате использования функционала программы ArcGIS было осуществлено построение границ санитарно-защитной зоны Южной ТЭЦ города Мурманска.

127

Полученная карта позволит в последующем наглядно представить ситуацию в зоне влияния Южной ТЭЦ. Результаты расчетов концентраций загрязняющих веществ в выбросах Южной ТЭЦ и их сопоставления с ПДК могут быть отражены на карте в пределах и за пределами санитарнозащитной зоны предприятия. В случае превышений концентраций за пределами санитарно-защитной зоны будут составлены рекомендации по охране атмосферного воздуха от загрязнений.

Таким образом, применение программы ArcGIS оказывает существенную помощь в экологических исследованиях.

Литература

1.Официальный сайт ArcGISforDesktop [Электронный ресурс]. URL: https://desktop. arcgis.com/ru/arcmap/10.3/main/map/what-is-arcmap-.htm, свободный (дата обращения: 03.04.2017).

2.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» [Электронный ресурс]. URL: https://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_normativ/11/11774/, свободный (дата обращения: 03.04.2017).

128

УДК [502.3:504.5:621.43.064]:004(470.21) ББК 26.23

М.В. Светлова, Б.С. Ольшанский

ФГБОУ ВО «Мурманский арктический государственный университет» г. Мурманск, Россия

ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММЫ ARCGIS В ИССЛЕДОВАНИИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА ГОРОДА ПОЛЯРНОГО ВЫБРОСАМИ АВТОТРАНСПОРТА

Аннотация. В статье рассматриваются вопросы применения программы ArcGIS в исследовании загрязненности атмосферного воздуха города Полярного Мурманской области выбросами автотранспорта, изложен алгоритм и результаты создания карты и геоанализа исследуемого участка автодорожной сети.

Ключевые слова: геоинформационная система, ГИС-технологии, программа ArcGIS, загрязненность атмосферного воздуха.

Marina Svetlova, Boris Olshansky

Murmansk Arctic State University

Murmansk, Russia

THE USE OF ARCGIS IN THE STUDY OF AIR POLLUTION

OF EMISSION VEHICLES IN POLARNY

Abstract. The article discusses the use of ArcGIS in the study of pollution of atmospheric air of a city Polar Murmansk region motor vehicle emissions, describes the algorithm and the results of creating cards and geoanalysis study area road network.

Key words: geographic information system, GIS-technologies, the program ArcGIS, air pollution.

На сегодняшний день одной из наиболее актуальных проблем является проблема ухудшения состояния атмосферного воздуха. Данная проблема становится все более острой по мере исторического развития общества, стремительно увеличивающегося антропогенного влияния на природу, обусловленного научно-техническим прогрессом. Одной из важнейших причин загрязнения атмосферного воздуха в городах является поступление выхлопных газов от автотранспорта, в составе выбросов которого присутствуют оксиды углерода, азота, серы, углеводороды и другие вещества, оказывающие негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. В городе Полярном, численность населения которого составляет 17 тысяч человек, в среднем на каждую семью приходится по 1,5 машины, при общем количестве около 10 тысяч автомобилей. Ежедневная эксплуатация автомобилей приводит к увеличению объемов выбросов в атмосфер-

129