Влияния предприятий и транспорта на состояние окружающей среды в городе Новолукомле

Основными предприятиями, оказывающими негативное влияние на окружающую среду г. Новолукомля являются Лукомльская ГРЭС и ОАО «Завод керамзитового гравия». На 1 жителя г. Новолукомля в год приходится 613 кг вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.

ГРЭС (государственная районная электрическая станция). Это не что иное, как тепловая паротурбинная электростанция, оборудованная специальными конденсационными турбинами, которые не утилизируют энергию отработанных газов и не превращают её в тепло, например, для обогрева зданий. Такие электростанции еще называют конденсационными электростанциями.

Основной вид деятельности ЛГРЭС – производство электро- и теплоэнергии. Основные производственные цеха, оказывающие отрицательное воздействие на окружающую среду – КТЦ, ТТЦ, ЦЦР, АТЦ, ХЦ, ЦТ и ПК. В процессе производства выделяется и выбрасывается в атмосферу 27 наименований загрязняющих веществ.

На Лукомльской ГРЭС основным топливом является газ, резервным – мазут. В качестве газового топлива могут использоваться: метан или природный газ; пропан-бутан (сжиженный газ); попутный нефтяной газ [7].

Топливный баланс в период 2010-2012 на Лукомльской ГРЭС представлен следующими цифрами:

· 2010 г. Мазут – 5,15%, газ – 94,85%;

· 2011 г. Мазут – 4,12%,газ – 95,88%;

· 2012 г. Мазут – 2,79%,газ – 97,21%.

Основные загрязняющие вещества при сжигании топлива – сернистый ангидрид, диоксид азота, оксид азота, свинец, бенз(а)пирен, формальдегиды, оксид углерода, диоксид серы, дополнительно при сжигании мазута мазутная зола и сажа; от вспомогательного производства – аммиак, метан, углеводороды, сероводород.

Кроме того, еще одним негативным фактором является огромное потребление конденсационной электростанцией кислорода. Кислород ГРЭС необходим для процессов горения, и кислорода нужно большое количество. В результате из атмосферы только одной конденсационной тепловой электростанцией каждый год изымаются миллионы тонн кислорода [9].

Развитие теплоэнергетики оказывает воздействие на различные компоненты природной среды: на атмосферу (потребление кислорода воздуха (О₂), выбросы газов, паров, твёрдых частиц), на гидросферу (потребление воды, переброска стоков, создание новых водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов), на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение водного баланса, изменение ландшафта, выбросы на поверхности и в недра твёрдых, жидких и газообразных токсичных веществ).

Выбросы теплоты являются одним из основных факторов взаимодействия теплоэнергетических объектов с окружающей средой, в частности с атмосферой и гидросферой. Большая часть теплоты, получаемой охлаждающей водой в конденсаторах паровых турбин, передаётся в водоёмы, водотоки, а оттуда в атмосферу (температура воды в месте сброса нагретой воды повышается, что ведёт к повышению средней, температуры поверхности водоёма; атмосферный воздух над теплоэнергетической установкой повышается, вследствие энергии, выделенной этой установкой в атмосферу) [8].

Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми при работе транспортных средств, являются оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества (сажа) и летучие органические соединения. Кроме того, при работе мобильных источников в атмосферный воздух поступают также продукты износа дорожного полотна и транспортных средств.

Оценка выбросов загрязняющих веществ выполняется Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды с использованием удельных показателей выбросов на единицу использованного топлива по обобщенным группам транспортных средств (бензиновые, дизельные, автомобили на сжатом газе, на сжиженном газе) и экологическим классам и данных об объемах топлива, израсходованного на работу транспорта. Выбросы высокотоксичного бензо(а)пирена от мобильных источников составляют около 0,77 т [9].

По причине прекращения использования этилированного бензина выбросы свинца практически отсутствуют. Содержание компонентов в выбросах от передвижных источников представлено в таблице 1.1.

Таблица 1.1 – Количественный состав выбросов от передвижных источников

Твердые вещества	Оксид углерода	Диоксид углерода	Оксида азота	Углеводороды (без ЛОС)	ЛОС	Прочие	Всего
0,19	1,79	1,35	7,67	0,09	0,03	0,04	11,17

Анализ данных таблицы 1.1 свидетельствует о том, что максимально в них содержится оксид азота, далее следуют оксиды углерода.

Опосредованное и непосредственное влияние на здоровье человека. Непосредственное влияние на здоровье человека будут играть продукты сжигания топлива. При использовании газа в качестве топлива, будет отмечаться низкая концентрация вредных веществ в выхлопе, так как продуктами сгорания газа являются углекислый газ и вода. В качестве побочного продукта может выделяться угарный газ. Влияние угарного газа на организм человека нельзя недооценить. Прежде всего, следует помнить, что человеку необходимо избегать места с повышенным количеством угарного газа в атмосферном воздухе. Связано это с тем, что высокая концентрация угарного газа в атмосферном воздухе приводит к тому, что его концентрация повышается и в крови человека, где он прочно связывается с гемоглобином. Образовавшийся в результате данного взаимодействия карбоксигемоглобин оказывается не способным переносить кислород, что приводит к кислородному голоданию организма. В легких случаях могут начать беспокоить боли в сердце стенокардического типа, обострение хронических заболеваний дыхательных путей, присоединение той или иной неврологической симптоматики. Острого отравления от выделений угарного газа тепловыми электростанциями не было замечено, но следует помнить, что предельная смертельная концентрация угарного газа в атмосферном воздухе является довольно легко достижимой цифрой [10].

В зонах промышленных предприятий и автомобильных дорог происходит загрязнение почвы тяжелыми металлами, из которой они переходят в растительность и животные организмы, накапливаясь до токсических параметров. В 2010-2013 гг. проводился контроль загрязнения почв тяжелыми металлами вокруг промышленных и энергетических предприятий, автомобильных и железных дорог и других зон повышенного техногенного воздействия на окружающую среду. Установлено, что практически во всех обследованных районах почвы в разной степени загрязнены тяжелыми металлами [11].

Решение проблем деградации земель Беларуси нашли отражение а «Основных направлениях социально-экономического развития Республики Беларусь до 2010 года», «Национальной стратегии устойчивого развития Республики Беларусь на период до 2020 года», а также в ряде региональных и отраслевых программ. Земельные ресурсы являются национальным богатством, ценным природным, культурным наследием, от использования и охраны которых зависит благосостояние людей и состояние окружающей среды, поэтому успешное решение этой проблемы является священным долгом и обязанностью перед будущими поколениями.

К наиболее важным показателям, обусловливающим возможность оценки экологического состояния водных объектов, относится качество воды – состав и свойства, определяющие ее пригодность для конкретных видов водопользования. Наиболее высокие требования к качеству воды, основанные на разработанных нормативах, предъявляют рыбохозяйственные, хозяйственно-питьевые и культурно-бытовые объекты. Под нормативами понимаются предельно допустимые концентрации (ПДК) показателей физико-химического состава и биологического состояния вод и их свойств, отвечающие требованиям водопотребителей и водопользователей. Естественно, что воды должны быть безопасны в эпидемиологическом отношении и, иметь благоприятные органолептические свойства, которые должны сохраняться при определенных величинах параметров среды: гидрологических, гидрогеологических, климатических и др.

Гидрохимический режим озер определяется совокупностью свойств воды, обусловленных характером и концентрацией содержащихся в ней примесей.

Поступающие в водоемы, с их водосборной площади загрязняющие вещества нарушают сложившийся гидрохимический баланс и приводят к негативным изменениям экосистемы озер. Антропогенное влияние на озера проявляется в повышении, как правило, величины общей минерализации водных масс, нарушении устойчивости типа водоема, соотношения между отдельными ионами. Все это отражается на циклическом годовом ритме колебания содержания растворенных химических элементов [13].

Для озер, развивающихся в условиях низкого уровня антропогенного воздействия, по мере уменьшения концентрации ионы занимают строгую, соответствующую природному фону последовательность: HCO^-₃>Ca²⁺>Mg²⁺>SO^2-₄>Cl^->Na⁺>K⁺ [2].

По опубликованным данным, современный ионный состав озерных вод Беларуси выражается рядом: HCO^-₃>Ca²⁺>SO^2-₄>Cl^->Mg²⁺>Na⁺>K⁺ [3].

Вода озер почти на 100 % относится к гидрокарбонатному классу кальциевой группы, в солевом составе доминируют ионы – гидрокарбонатный и кальция (Са²⁺). В результате усиления антропогенного воздействия последовательность распределения ионов по мере снижения их концентрации приобретает следующую закономерность: НCO^-₃>Ca²⁺>SO^2-₄>Mg²⁺>Na⁺>K⁺, что не характерно для водоемов, развивающихся в естественных природных условиях.

В воде озера Лукомское доля гидрокарбонатного иона составляет от 60,2 до 67,3 %, ионов кальция – от 12,6 до 14,2 %, хлоридов – от 4,6 до 8,3 %, сульфатов – от 3,2 до 6,3 %. По величине общей минерализации выделяются озера с повышенной минерализацией. Показатель рН в водоеме нейтральный.

По содержанию биогенных элементов выделяют озера: с очень высоким содержанием соединений азот аммонийный – 1,1-2,5 ПДК, фосфаты – 1,9 ПДК в месте впадения р. Цитранка. В озере отмечено загрязнение органическими веществами. Установлены значительные величины БПК₅ (11,2 мг/дм³, или 3,73 ПДК). Это связано с негативным воздействие тепловых загрязнений водоема [14].

Водоем-охладитель Лукомльской ГРЭС. Для оценки экологического качества вод применены различные индексы, основанные на использовании данных об их абиотических параметрах, а также о состоянии фито- и зоопланктонных сообществ.

Известно, что повышение температуры воды в озерах отрицательно сказывается на качестве фитопланктона и в целом сестона – основных источников пищи фильтрующего зоопланктона. В определенной степени экспериментальными объектами для исследования этих процессов могут служить водоемы-охладители ГРЭС. Наблюдения, проведенные в водоемах Лукомльской ГРЭС, показали, что в зоне подогрева температура воды превышает естественную приблизительно на 3-5⁰С.

Одним из основных факторов, влияющих на экологическое состояние озерных вод, является эвтрофикация. Для определения трофического статуса озер используются некоторые интегральные параметры, которые характеризуют общее абиотическое и биотическое состояние озерных экосистем, но без детализации их биологической составляющей.

Наиболее широко для этих целей применяется индекс Карлсона – трофический индекс состояния озер. Основой для создания индекса послужил тот факт, что при увеличении содержания биогенных веществ в водоеме возрастает обилие фитопланктона и потребляющего его зоопланктона, в результате чего прозрачность воды снижается. Индекс рассчитывается как натуральный логарифм величин прозрачности по диску Секки и служит мерой биомассы водорослей по шкале от 0 до 110. Каждое увеличение величины индекса на 10 единиц соответствует удвоению биомассы водорослей. Поскольку хлорофилл «a» и общий фосфор обычно тесно скоррелированы с величинами прозрачности, эти параметры также могут использоваться для определения трофического статуса. Индекс удобен для сравнения озер в пределах региона, а также для того, чтобы оценивать изменения в трофическом статусе водоема во времени.

Значения индекса TSI могут быть рассчитаны по трем показателям: прозрачности, содержанию хлорофилла «а» и концентрации общего фосфора.

Полученные величины индекса Карлсона, рассчитанные по величинам прозрачности, позволяют отнести озера Лукомльское к мезотрофным водоемам. В то же время в озере наблюдается повышенное содержание фосфора, соответствующее эвтрофным, а в некоторых биотопах – гипертрофным водам.

Общепринято считать, что фитопланктонное сообщество первым отзывается на эвтрофикацию (концентрацию биогенных веществ в водной толще) и является прямым индикатором качества вод.

Отдельные виды и таксоны могут положительно или отрицательно отзываться на биогенную нагрузку. Положительными индикаторами являются представители хризофитовых (Dinobryon), десмидиевых (Cosmarium) и диатомовых водорослей (Cyclotella comensis). Отрицательными индикаторами являются представители зеленых (например, Scenedesmus), диатомовых (Stephanodiscus) и многих групп сине-зеленых, например, больших колониальных и нитчатых родов Microcystis, Aphanizomenon и Anabaena. Последние характерны для водоемов в условиях относительно устойчивой стратификации и высокой щелочности и могут быть существенным компонентом естественных сообществ фитопланктона в глубоких щелочных озерах, то есть не обязательно отражают воздействие эвтрофикации. Поскольку ответ различных таксономических групп и отдельных видов в составе отдела/класса не всегда может быть однонаправленным, таксономический статус индикаторов для классификации экологического качества вод может различаться. Немецкая система оценки экологического качества озер на основе фитопланктона сводится к расчету величины мультиметрического индекса (индекса загрязнения) и различается для разных типов озер. В соответствии с Водной рамочной директивой (ВРД) данный индекс классифицирует озера по 5 категориям по экологическому качеству вод – высокое, хорошее, посредственное, плохое и низкое. Индекс загрязнения состоит из трех обязательных метрик: «биомасса», «классы водорослей» и «фитопланктон» Оценка состояния воды с использованием такой метрики, как общая биомасса фитопланктона, показала, что экологическое качество вод в пелагической части озер вполне соответствовало классификации, определенной по прозрачности с помощью индекса Карлсона. В мезотрофных озере Лукомльское – высокое. Возможно, именно низкие биомассы фитопланктона оказались причиной достаточно высоких концентраций биогенных веществ. Обращает на себя внимание тот факт, что в летние месяцы в подогреваемой части озера, когда температура воды превышала 30⁰С, качество было выше в зоне озера с естественными температурами. В осенний период уровень общей биомассы фитопланктона в водоеме-охладителе – озере Лукомльском – биомассы фитопланктона соответствовали хорошему качеству воды, несмотря на высокую температуру. В прибрежных биотопах биомассы фитопланктона в озере, были несколько ниже, чем в их открытой части, и соответствовали более высокому экологическому качеству озерных вод. При расчете индекса PTSI учитывается не только обилие отдельных таксонов, но и их трофический статус и индикаторная значимость [16].

Применение этого индекса показало, что на момент обследований озеро Лукомльское относилось к водоемам с хорошим экологическим качеством. В качестве альтернативного подхода состав фитопланктона можно рассматривать с точки зрения функциональных групп. Комбинированное использование результатов экспериментальных исследований, эмпирических данных и экспертных оценок для различных групп видов позволяет идентифицировать 34 функциональные группы с определенными свойствами или признаками. В целом функциональные группы более предсказуемы в ответе на биогенную нагрузку в широком спектре физических условий, чем отдельные виды или роды, поэтому потенциально они предпочтительнее для целей индикации. Однако отнесение таксонов к функциональной группе требует рассмотрения на уровне рода, а для некоторых таксонов на уровне отдельных видов. На основе функциональных групп рядом авторов разработан индекс Q, величины которого варьируют от 0 до 5 и могут быть переведены в пятибалльную систему классификации качества: 0-1– плохое, 1-2 – низкое, 2-3 – посредственное, 3-4 – хорошее, 4-5 – высокое. В летние месяцы, когда температура воды в зоне подогрева составляла около 30⁰С, ее качество было ниже, чем в части озера с естественными температурами. В осенний период, напротив, когда температура в подогреваемой зоне составляла около 20⁰С, качество воды было выше. В озере Лукомльском качество воды только в пелагиали было высоким, в литоральных биотопах оно оказалось ниже [17].

Для оценки трофического статуса озер предложен ряд индексов, основанных на количественных параметрах сообществ зоопланктона. Один из них представляет собой процент видов ракообразных из сообщества II в общей биомассе планктонных ракообразных. Сообщество ракообразных II представлено следующими видами: Mesocyclops leuckarti, M.oithonoides, Diaphanosoma brachyurum, Chydorus sphaericus, Bosmina coregoni thersites, B.longirostris. Тем не менее, трофический статус исследованного озера на момент обследования, определенный с помощью данного индекса, вполне соответствовал его оценке индексами, основанными на фитопланктоне [18].

Основной подход, который используется в ВРД – это сравнение экологического состояния исследуемого водоема с эталонными условиями для данного типа водного объекта. Эталонным водоемам принято считать ненарушенные водные объекты, с близкими к естественному состоянию параметрами. С использованием такого подхода Семенченко В.П. и Разлуцким В.И. был предложен мультиметрический индекс (MI). Он используется для определения трофического статуса и экологического состояния озер и водохранилищ Беларуси с учетом данных пелагических сообществах ветвистоусых ракообразных [19].

Таким образом, использование различных биотических индексов показывает, что экологическое качество воды исследованного озера может быть определено следующим образом. Все индексы показывают соответствие воды озера Лукомльского хорошему экологическому качеству. Это объясняется большой площадью озера, которая выравнивает нагрузку стока теплой воды.

Опосредованного влияния веществ, выделяемых в процессе производства, через воду на организм человека и его здоровье замечено не было. Это связано с тем, что вода, сбрасываемая обратно в воды Лукомльского озера, проходит ряд очистных сооружений.

Выводы.

1. Город Новолукомль возник в 1964 году. Расположен в Чашникском районе Витебской области Республики Беларусь на южном берегу озера Лукомское в 23 км к югу от города Чашники. В городе проживает 14,8 тыс. человек.

2. В Новолукомле расположены следующие предприятия: Лукомльская ГРЭС – самая мощная электростанция Беларуси; ОАО «Завод Этон»; ОАО «Завод керамзитового гравия»; ООО «Электросталь»; Новолукомльский хлебозавод и др..

3. Основными предприятиями, оказывающими негативное влияние на окружающую среду г. Новолукомля являются Лукомльская ГРЭС и ОАО «Завод керамзитового гравия».

4. Развитие промышленного комплекса в городе Новолукомле, и в первую очередь, теплоэнергетики оказывает воздействие на различные компоненты природной среды: на атмосферу (потребление кислорода воздуха (О₂), выбросы газов, паров, твёрдых частиц), на гидросферу (потребление воды, переброска стоков, создание новых водохранилищ, сбросы загрязненных и нагретых вод, жидких отходов), на литосферу (потребление ископаемых топлив, изменение водного баланса, изменение ландшафта, выбросы на поверхности и в недра твёрдых, жидких и газообразных токсичных веществ).

5. Основными веществами загрязняющими атмосферу являются сернистый ангидрид, диоксид азота, оксид азота, свинец, бенз(а)пирен, формальдегиды, оксид углерода, диоксид серы, мазута мазутная зола и сажа, аммиак, метан, углеводороды, сероводород. На 1 жителя г. Новолукомля в год приходится 613 кг вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.

6. Основными загрязняющими веществами, выбрасываемыми при работе транспортных средств, являются оксид углерода, оксиды азота, твердые вещества (сажа) и летучие органические соединения. Кроме того, при работе мобильных источников в атмосферный воздух поступают также продукты износа дорожного полотна и транспортных средств. Превышение норм ПДК по перечисленным веществам для города Новолукомля не зафиксировано.

7. В зонах промышленных предприятий и автомобильных дорог происходит загрязнение почвы тяжелыми металлами, из которой они переходят в растительность и животные организмы, накапливаясь до токсических параметров. В районе города Новолукомля и вблизи него преобладает загрязнение почв подвижными формами меди, марганца, никеля, кадмия, кобальта, цинка.

8. Важной составляющей функционирования Лукомльской ГРЭС является водоем-охладитель. Значения интегральных биологических индексов (индекс Карлсона, мультиметрический индекс, индекс Q) показывают соответствие воды озера Лукомльского хорошему экологическому качеству. Это объясняется большой площадью озера, которая выравнивает нагрузку стока теплой воды.

Дата добавления: 2015-07-13