УДК 504.3.054

СУТОЧНЫЕ ЦИКЛЫ КОНЦЕНТРАЦИЙ МОНООКСИДА АЗОТА (НА ПРИМЕРЕ АПН «КРАСНОЯРСК – СОЛНЕЧНЫЙ»)

Босых Олеся Сергеевна1, Голубничий Артем Александрович2
1Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, студентка кафедры инженерной экологии и основ производства
2Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, ассистент кафедры инженерной экологии и основ производства

Аннотация
В данной статье на основе исследований суточных циклов концентраций монооксида азота, проводится анализ сезонных составляющих концентраций во временных рядах, отмечаются особенности накопления загрязняющих веществ в течение недели в атмосфере г. Красноярска. Рассматривается характерность концентраций монооксида азота в разные дни недели и разные часы дня.

Ключевые слова: атмосферный воздух, временные ряды концентраций, загрязнение атмосферы, монооксид азота, суточные профили концентраций


DAILY CYCLES OF CONCENTRATION OF NITROGEN MONOXIDE (FOR EXAMPLE AMS “KRASNOYARSK – SOLNECHNYJ”)

Bosykh Olesya Sergeevna1, Golubnichiy Artem Aleksandrovich2
1Katanov Khakass State University, Student of the Department of Engineer Ecology and Bases of Production
2Katanov Khakass State University, Assistant at the Department of Engineer Ecology and Bases of Production

Abstract
In this article, based on research of daily cycles of concentrations of nitrogen monoxide, an analysis of the seasonal concentrations of components in time series, particularly marked accumulation of pollutants in the atmosphere for a week in Krasnoyarsk. The characteristic concentrations of nitrogen monoxide in the different days of the week and different times of the day.

Keywords: air, air pollution, diurnal concentration profiles, nitrogen monoxide, time series of concentrations


Рубрика: 25.00.00 НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Библиографическая ссылка на статью:
Босых О.С., Голубничий А.А. Суточные циклы концентраций монооксида азота (на примере АПН «Красноярск – Солнечный») // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 2 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/02/63159 (дата обращения: 20.11.2016).

Красноярск – крупный промышленный центр и транспортный узел. Совокупность природно-климатических факторов, масштаб и структура техногенного воздействия на городскую среду, внутриквартальное расположение промышленных объектов определяет высокий уровень загрязнения атмосферы города [1]. Согласно государственному докладу «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае за 2010 год», сильнее всего атмосферу города загрязняют: бенз(а)пирен, формальдегид, диоксид азота, фенол и взвешенные вещества [2].

Промышленность Красноярска представлена следующими предприятиями: Красноярский алюминиевый завод («РУСАЛ Красноярск»), Красноярский электровагоноремонтный завод (КрЭВРЗ), Красноярский деревообрабатывающий комбинат (КДОК),  Красноярский завод железобетонных изделий (КЗЖБИ), Сибирский завод металлоконструкций «Звезда», Красноярский завод резинотехнических изделий (КЗРТИ), Сибирский инструментально-ремонтный завод (СИРЗ), Кирпичный завод «Стоун» (Стоун), Красноярский завод комбайнов (КЗК), Красноярский комбикормовый завод (ККЗ), Красноярский котельный завод (ККЗ), Красноярский лакокрасочный завод (ОГО-Лакокраска), Красноярский машиностроительный завод (КрасМаш), Красноярское предприятие технологического машиностроения (КрасПТМ), Красноярская мебельная компания (КМК), Мебельная фабрика «Гранд Мебель» (Гранд Мебель), Красноярский металлургический завод (КраМЗ), Красноярский судоремонтный завод (КСРЗ), Красноярский цементный завод (Красноярский цемент), Красноярский шинный завод (КШЗ), Громадский щебеночный завод (ГЩЗ), Енисейский ювелирный завод (ЕЮЗ), Красноярский завод цветных металлов имени В. Н. Гулидова (Красцветмет) [3].

При сгорании топлив главным образом образуется оксид азота NO, который затем в атмосфере окисляется до NO2. Оксид азота (NO) в высоких концентрациях содержится в атмосферном воздухе только вблизи источников выбросов. По мере удаления от источника выбросов все большее количество NO переходит в NO2. При длительном действии оксидов азота следует опасаться расширения клеток в корешках бронхов. Ухудшения сопротивляемости легких к бактериям, а также расширения альвеол [4]. Природным источником появления NO является электрические разряды молний в грозу. Наибольшая среднегодовая концентрация монооксида азота, из рассматриваемой нами системы мониторинга, зафиксирована на автоматизированном посту наблюдения (АПН) в микрорайоне Солнечный г. Красноярска – 0,042 мг/м3[5].

Цель исследования: анализ суточного профиля концентраций монооксида азота и оценка загрязнения атмосферного воздуха в городе Красноярске, микрорайон Солнечный.

Методика исследования: в роли исходных данных послужила информация о содержании монооксида азота с АПН «Красноярск – Солнечный» [6]. Сбор данных проводился при постоянном, непрерывном фиксирование максимально-разовых концентраций загрязнителя в 20 минутный интервал с получением соответствующего временного ряда. На основе полученных данных были построены суточные профили за период с 1 июня по 30 ноября.

Система мониторинга качества атмосферного воздуха

Самый молодой из красноярских микрорайонов, был образован для работников производственного объединения «КрасТяжМаш». Завод расположен не далеко от АПН «Красноярск – Солнечный» [2]. Автоматизированный пост наблюдения «Красноярск  – Солнечный» располагается в микрорайоне Солнечный, Солнечный бульвар по улице 40 лет Победы». Пост не в полной мере отвечает требованиям расположения, находясь в жилой застройке проветриваемость участка низкая (рисунок 1).

Рисунок 1. Карта – схема города Красноярска с нанесенными точками месторасположения АПН «Красноярск – Солнечный» и «КрасТяжМаш»

Рисунок 1. Карта – схема города Красноярска с нанесенными точками месторасположения АПН «Красноярск – Солнечный» и «КрасТяжМаш»[7].

Суточные циклы концентраций взвешенных веществ

Наибольшие концентрации монооксида азота прослеживаются в субботу и пятницу. В течение недели происходит накопление окиси азота и ближе к выходным дням прослеживается повышение концентраций и пик приходится на субботу (0,038 мг/м3) в утреннее время (9:00) (рисунок 2).

Рисунок 2. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск – Солнечный» по дням недели за период 01.06.2015 – 30.11.2015

Рисунок 2. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск – Солнечный» по дням недели за период 01.06.2015 – 30.11.2015

Анализируя местоположение АПН, наличие выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух стоит увязать с расположением микрорайона в зоне воздействия производственных объектов и большого потока автотранспорта. Окись азота является побочным продуктом, возникающим при сгорании веществ в автомобильных двигателях и топлива на электростанциях – это не маловажный фактор, влияющие на рассмотренные пики концентраций суточного профиля по дням недели АПН «Красноярск – Солнечный». Усредненные концентрации монооксида азота в атмосфере микрорайона Солнечный не превысили гигиенический норматив [8]. Значения, зафиксированные на суточном профиле максимально-разовой концентрации NO, не влияет на здоровье населения.

Суточный профиль по сезонам года представлен значениями концентраций, взятых за период с 1 июня по 31 августа за летний период и с 1 сентября по 30 ноября за осенний период (рисунок 3).

Рисунок 3. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск - Солнечный» в будни и выходные по сезонам года: лето, осень

Рисунок 3. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск – Солнечный» в будни и выходные по сезонам года: лето, осень

На графике демонстрируется два пика концентраций окиси азота: первый в ряду «Будни осень» утром 10:00 при значении равном 0,052 мг/м3 и второй, в ряду «Выходные осень» пик 0,051 мг/м3 приходится на 9:00. Рассматривая летний период, концентраций веществ в выходные и будни ряды относительно равномерно относятся друг к другу, не имеющие скачков, обуславливается это снижением уровня автотранспорта по сравнению с осенним периодом.

Наиболее интенсивное образование NO, происходит при сжигании газообразного топлива (природный газ и сжиженный нефтяной газ). Это чистые газы или специальные смеси, которые могут, использованы в качестве автомобильного топлива, отопления домов и производства нефтехимической продукции. Важным фактором превышения пиков в осенний период является автотранспорт и находящийся в зоне воздействия ОАО «РУСАЛ Красноярск». На представленном графике также не прослеживается превышения ПДК максимально-разовой.

На рисунке 4 рассматривается концентрация монооксида азота в летний период. Наибольшие пики концентраций равные 0,013 мг/м3 прослеживаются в пятницу в 7:00 и в воскресенье в 8:00.

Рисунок 4. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск - Солнечный» в будни и выходные в летнее время годаРисунок 4. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск – Солнечный» в будни и выходные в летнее время года

Все ряды суточного профиля имеют скачкообразный характер и пики концентраций. Пики образуются в результате наличия антропогенных источников загрязнения, которыми являются автотранспорт и стационарные источники. Доля транспортных средств загрязнения атмосферы намного выше, чем стационарных [9]. Исходя, из выше указанного можно заметить, что максимумы концентраций отмечаются в утреннее время, к концу недели, объясняется это пределом интенсивности движения автотранспорта и накопления загрязняющих веществ в течение рабочей недели, так как горожане ездят на работу, а основным источником передвижения в городе Красноярске является автотранспорт. Так же отметим тот фактор, что ранее была проложена железнодорожная ветка до завода «КрасТяжМаш» для доставки сотрудников к месту работы и обратно, в настоящее время ветка разобрана и основным способом передвижения от места отправления до места назначения является автотранспорт.

На представленном суточном профиле концентраций монооксида азота в осенний период (рисунок 5) по дням недели просматривается схожая тенденция с летним периодом времени, особенность которой, однако связано со значительно большими пиками концентраций, так в отдельные утренние и вечерние часы, такие пики достигают значения в 0,070 мг/м3. Данные значения также не превышают максимально-разовых ПДК для NO, однако в 7 раз превышают аналогичные пики летнего периода.

Рисунок 5. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск - Солнечный» в будни и выходные в осеннее время года

Рисунок 5. Суточный профиль концентраций монооксида азота, (мг/м3) АПН «Красноярск – Солнечный» в будни и выходные в осеннее время года

Рассматривая качество атмосферного воздуха в г. Красноярске выявлено, что концентрация NO в течение суток, недели, сезонов года может изменяться, в зависимости от влияния основных источников, оказывающих воздействие на уровень загрязнения – металлургия, теплоэнергетика и автотранспорт. В отличие от промышленных предприятий автомобиль относится к движущимся источникам загрязнения, часто встречающихся в местах отдыха и жилых районах. С увеличением численности автомашин, растет валовой выброс вредных продуктов, представляющих смесь токсичных примесей и сложных компонентов, поступающих в атмосферу, в том числи и оксидов азота.


Библиографический список
  1. Экологические проблемы Красноярска [Электронный ресурс] URL: http://otherreferats.allbest.ru/ecology/00215822_0.html (дата обращения 02.02.2016)
  2. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2010 году» – Красноярск 2011. 280 с.
  3. Заводы Красноярска, промышленные предприятия [Электронный ресурс] URL: http://www.wiki-prom.ru/city/12city.html (дата обращения 02.02.2016)
  4. Загрязняющие вещества [Электронный ресурс] URL:  http://www.chelpogoda.ru/pages/608.php (дата обращения 02.02.2016)
  5. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Красноярском крае в 2014 году» – Красноярск 2015. 306 с.
  6. Подсистема мониторинга загрязнения атмосферного воздуха [Электронный ресурс] URL: http://krasecology.ru/Air (дата обращения: 02.02.2016)
  7. Яндекс карты [Электронный ресурс] URL: https://maps.yandex.ru/1095/abakan/?ll=91.443699%2C53.723883&z=13 (дата обращения 02.02.2016)
  8. ГН 2.1.6.1338-03 Предельно-допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе.
  9. Босых, О.С. Суточные циклы концентраций взвешенных веществ в городе Ачинске / О.С. Босых, А.А. Голубничий // Современные научные исследования и инновации. 2015. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2015/12/60989 (дата обращения: 02.02.2016).


Все статьи автора «Голубничий Артем Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация