Сетевое издание

Современные проблемы науки и образования

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Площадь загрязнения взвешенными веществами и сульфатами составила около 45 км2. По сравнению с 2011 г. площадь загрязнения взвешенными веществами снизилась в 2,1 раза, сульфатами — в 1,7 раз. По сравнению с 2010 г. в талой воде возросло процентное отношение концентрации минеральных веществ, азота нитритного и нитратного, сульфатов, натрия, нефтепродуктов; снизилось содержание взвешенных веществ, аммония, фосфора.

В Слюдянском районе в 2013 г. в атмосферу поступило 7,4 тыс. т загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников (в 2,8 раз меньше, чем в 2011 г.). В районе расположено 15 предприятий. Основной вклад в выбросы от стационарных источников вносят три предприятия строительных материалов (49%) и шесть предприятий транспорта (35%). Также источниками выбросов загрязняющих веществ являются дымовые трубы мелких котельных, работающих на твердом топливе. Степень улавливания загрязняющих веществ на ряде предприятий составляет менее 50%, а на предприятиях пищевой промышленности и транспорте они выбрасываются в атмосферу без очистки.

Слюдянка. Этот город расположен на юго-западном берегу оз. Байкал в его крутой излучине. Производственная основа города – предприятия промышленности строительных материалов, металлообработки. Здесь находится одна из крупных вагонопассажирских станций, много мелких котельных и домов частного сектора с печным отоплением. Автотранспорт является дополнительным источником загрязнения воздуха. Суммарные выбросы в атмосферу в 2013 г. от предприятий и автотранспорта составили 1,22 тыс. т. Основными источниками загрязнения воздушного бассейна в г. Слюдянке являются предприятия строительной индустрии (карьер «Перевал», Слюдянское рудоуправление, асфальтобитумный завод); дополнительными источниками являются отопительные котельные (59 ед.), частный сектор с печным отоплением и автотранспорт (свыше 15 тыс. ед.). Слюдянский карьер «Перевал» осуществляет добычу мрамора для производства цемента. Технологические процессы (взрывные работы, бурение, погрузка и выгрузка горной массы, дробление и т. д.) сопровождаются интенсивным пыле- и газовыделением. Среднегодовой валовой выброс устойчив в последние годы и составляет около 4500 т/г, из них пыли – 3500 т/г. Предприятие расположено за городской чертой на расстоянии 2500 км от жилой застройки. Слюдянское рудоуправление осуществляет добычу бело-розовых мраморов открытым способом. Предприятие имеет 68 источников загрязнения, в том числе 20 организованных, из которых 15 оборудованы пылегазоулавливающими установками с КПД 58,5%. Участки предприятия, технологические процессы которых сопровождаются интенсивным пылевыделением, располагаются на удалении 3000 м от жилых районов. Валовой выброс загрязняющих веществ составляет около 650 т/г, из них пыли 280 т/г. Асфальтобитумный завод производит асфальтобетон для дорожных работ. Он удален от жилой застройки на 1500 м. Валовой выброс загрязняющих веществ составляет 17 т/г, из них пыли 50%. Максимальные концентрации определяемых химических элементов и веществ в снежном покрове превышали установленные нормы только по нефтепродуктам в 1,2 раза. Коэффициент концентрации сульфатов по отношению к фону составил 7,9.

Существенный вклад в загрязнение снежного покрова и поверхностных вод притоков оз. Байкала на участке Слюдянка – Выдрино вносит Восточно-Сибирская железная дорога. Содержание взвешенных веществ, нитритов и меди в снеговой воде превышали значения в контрольных точках в 2,7; 1,6 и 1,7 раз. Концентрации нефтепродуктов отличались от контрольных в 1,2 раза. Загрязняющие вещества с железнодорожного полотна попадают в оз. Байкал в результате таяния снега и смыва атмосферными осадками. Показатель кислотности (рН) талого снега в 2015 г. на территории г. Слюдянка составил 6,8; на территории п. Култук – 6,7; в фоновом районе – 6,4. Зона загрязнения снежного покрова для г. Слюдянка проходит в радиусе от 0 до 5 км. На территории города Слюдянка среднее содержание сульфатов составило 2,6 фона.

Листвянка. Поселок Листвянка расположен на северо-западном берегу южного Байкала вблизи истока Ангары. Население составляет 2,3 тыс. человек. Промышленные предприятия со значительными выбросами отсутствуют. Влияние на загрязнение атмосферного воздуха оказывают судоверфь, мелкие котельные, печное отопление жилого сектора и выбросы автотранспорта. Суммарные выбросы в атмосферу от этих предприятий составляют в пределах 40–50 т/год. Среднегодовые концентрации токсических веществ ПДК не достигали. Максимальные разовые концентрации в отдельные дни достигали: по взвешенным веществам — 2,2 ПДК, диоксиду азота – 8,1 ПДК, диоксиду серы – 8,1 ПДК.

Величина рН снега 2015 г. варьирует от 5,8 до 6,3. Минерализация талой воды достигает 14,9 мг/л. Содержание хлоридов в талой воде колеблется от 2,59 до 5,25 мг/л; натрия – от 0,34 до 1,38; калия – от 0,3 до 1,2; кальция — от 0,6 до 2,8 мг/л; магния — от 0,12 до 0,23 мг/л.

По результатам снегогеохимической съемки установлено достаточно высокое содержание хлоридов, нитратов, калия и натрия в снеге по отношению к фону (Кк = 1,4; 14; 4; 4,7 соответственно), что свидетельствует о поступлении их соединений из атмосферы, аэрозоли которых оседают на поверхность, поскольку в поселке в основном печное отопление. При сопоставлении современного ионного состава этих компонентов с имеющимися литературными данными гидрохимической структуры атмосферных осадков п. Листвянка за 5-летний период [9, 10] установлен значительный рост абсолютных и относительных значений концентрации хлоридов, сульфатов, нитратов, калия и натрия. Этот современный тренд формируется преимущественно под воздействием техногенных потоков от промышленных районов Верхнего Приангарья.

Поселок Култук. Основными предприятиями являются Култукский мясокомбинат, автотранспортное предприятие и нефтебаза. Ежегодное количество выбросов в атмосферу колеблется в пределах 416 т. Атмосферный воздух в наибольшей степени загрязнен пылью. Среднегодовые концентрации токсических веществ ПДК не достигали. Максимальная концентрация взвешенных веществ в отдельные дни достигала 2,8 ПДК.

В районе пос. Култук – г. Слюдянка основными веществами, загрязняющими снежный покров на озере и побережье, как и в предыдущие годы, остаются техногенная пыль (взвешенное вещество) и сульфаты. На территории п. Култук среднее значение загрязнения сульфатами снежного покрова составляло 7,9 фона. Высокий уровень содержания этих веществ сохранялся в снежном покрове вдоль трассы г. Байкальск – г. Кабанск. В районе пос. Култук – г. Слюдянка концентрации нефтепродуктов вблизи п. Култук колебались от 0,01 до 0,06 мг/л, взвешенных веществ — от 17 до 146 мг/л, достигая максимума на прибрежной к берегу точке в районе Култука и Слюдянки. Содержание железа и бария в талых водах снега в черте п. Култук превышало фоновое значение в 18,7 и 1,6 раз соответственно. По сравнению с прошлым годом уменьшилось содержание хлора в снежном покрове.

В целом экосистема южной части озера и побережья Байкала продолжает находиться под сильным влиянием выбросов в атмосферу предприятий Байкальска, Листвянки, Слюдянки и транспортной магистрали, пролегающей вдоль побережья.

Нижнеселенгинский промышленный узел

Формирование на территории Бурятии высокого уровня загрязнения атмосферы обусловлено выбросами предприятий энергетики, целлюлозно-бумажной промышленности, а также наличием в холодный период года длительных периодов с неблагоприятными для рассеивания примесей метеорологическими условиями, которые создаются на территории Забайкалья, чаще в зимний период при действии антициклона, когда мощные инверсии температуры образуют задерживающий слой, распространяющийся на сотни километров и препятствующий переносу примесей в верхние слои атмосферы.

Ареал Нижнеселенгинского промузла занимает западную часть Кабанского района Бурятии, и вытянут вдоль левобережья р. Селенги. Здесь имеются два крупных промышленных центра – поселки Селенгинск и Кабанск.

Основной вклад в выбросы загрязняющих веществ в атмосферу в п. Селенгинск вносит ОАО «Селенгинский целлюлозно-картонный комбинат», который составляет более 90%. Сероуглерод и формальдегид в выбросах ОАО «Селенгинский ЦКК» не содержатся. Источниками загрязнения атмосферы пылегазовыбросами служат цехи самого комбината, локомотивы и автотранспорт. Выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников загрязнения составляют 3,2 тыс. т в год, в том числе твердых взвешенных веществ 1,3 тыс. т; диоксида серы 0,8 тыс. т; окиси углерода 0,8 тыс. т; окислов азота – 0,2 тыс. т; углеводородов – 0,004 тыс. т. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха вносит Селенгинский ЦКК (около 100%). Приоритетными загрязнителями явились сероуглерод (2,5 ПДК), формальдегид (2,9 ПДК), фенол (1,1 ПДК). От предприятий ЖКХ, транспорта, материально-технического снабжения загрязняющие вещества поступают в атмосферу без очистки.

В поселке Каменск в 2013 г. выбросы вредных веществ в атмосферу от стационарных источников составили 3,9 тыс. т (2012 г. – 3,8 тыс. т) в том числе: твердых веществ – 1,8 тыс. т; диоксида серы – 0,5 тыс. т; окиси углерода – 1,2 тыс. т; окислов азота – 0,3 тыс. т. Основной вклад в загрязнение атмосферного воздуха от стационарных источников вносят предприятия производства прочих неметаллических минеральных ресурсов (74,8%) и ОАО ТГК-14 «Генерация Бурятии» Тимлюйская ТЭЦ (17,8%).

Общая степень улавливания вредных веществ составляет 94,3%, в том числе на предприятиях производства, передачи и распределения электроэнергии, газа, пара и горячей воды – 84,7%, на предприятиях производства прочих неметаллических минеральных продуктов – 95,3%. По сравнению с предыдущим годом увеличились выбросы на предприятиях производства, передачи и распределения электроэнергии, газа, пара и горячей воды на 0,12 тыс. т, на предприятиях прочих неметаллических минеральных продуктов уменьшились на 0,003 тыс. т.

Реакция снеговых вод (рН) вблизи Селенгинского промышленного узла варьирует от 6,3 до 7,2; содержание HCO3, Ca, K, Na, Mo, Mn, Pb, Fe, Zn и Sr превышает фоновые значения в 4, 7, 4, 4, 9, 3, 2, 3, 6 и 2 раза соответственно.

Северобайкальский промышленный узел

Ареал промышленного узла охватывает часть территории Северобайкальского района Бурятии и вытянут в широтном направлении вдоль трассы Байкало-Амурской магистрали. В 1974 г. на северном побережье Байкала построен город Северобайкальск, восточнее его – крупные поселки: Новый Уоян, Ангоя, Янгунан. В целом Северобайкальский район стал огромной строительной площадкой БАМа. Были проведены большие объемы работ с разрушением естественного природного ландшафта. На территории района разработаны 176 карьеров, и лишь 30% из них частично рекультивированы. Строительство поселков велось также без предварительного ввода очистных сооружений, шлакозолоотвалов и т.д. Поселки постоянных жителей района (Нижнеангарск, Уоян и др.) в настоящее время испытывают проблемы с точки зрения экологии и благоустройства.

Очевидно, что г. Северобайкальск расположен на БАМе крайне неудачно в экологическом отношении. Промзона, включающая такие объекты, как локомотивное депо, вагонное хозяйство, котельную, площадки разгрузки угля и иное, расположена в непосредственной близости от Байкала (менее чем в 300 м). Экологически не защищена прибрежная полоса вдоль железной дороги по долине рек Тыя, Гоуджекит.

Резервов электроэнергетики практически нет. Использование угля ведет к дополнительному загрязнению воздуха. В воздухе Северного Байкала присутствует масса вредных элементов, характерных для крупных промышленных городов Сибири. В г. Северобайкальске – центре промузла – основными загрязнителями атмосферного воздуха являются стационарные источники «Нижнеангарскстрой», ПМК, «ЛенБАМстрой», асфальтобетонный завод.

Значительный объем загрязнения атмосферы города исходит от 26 котельных в связи с повышенным расходом топлива и низким КПД его сжигания. Очистные агрегаты на стационарных источниках выбросов практически отсутствуют. В среднем за год в атмосферу от стационарных источников предприятий г. Северобайкальска поступает 3,1 тыс. т загрязняющих веществ в том числе: твердых веществ – 1,1 тыс. т; окислов азота – 0,2 тыс. т; углеводородов – 0,0005 тыс. т. В атмосферном воздухе города среднегодовая концентрация диоксида азота составила 1,2 ПДК, взвешенных веществ — 1,1 ПДК, по диоксиду серы и оксиду углерода ПДК не превышались. Основной вклад в выбросы диоксида азота в атмосферу вносят НГИ – 10, локомотивное депо, Северобайкальский ДРСУп (85,8%), Горкоммунэнерго (12,2%). Вклад автотранспорта в валовые выбросы загрязняющих веществ составляет 6,5%.

В п. Нижнеангарск валовой выброс вредных веществ в среднем за год составляет около 3 тыс. т/г. В поселке функционирует 22 котельные, в которых сжигается черемховский уголь. При ежегодном расходе около18 тыс. т угля в атмосферу ежесуточно выбрасывается 5,3 т золы, 2,5 т оксида углерода, 1,3 т диоксида серы.

По данным снегогеохимического опробования снежный покров Северобайкальского промышленного узла имеет преимущественно нейтральную среду: pH изменяется от 6,4 до 7,0, минерализация составляет от 11 до 27 мг/л. Установлены повышенные содержания SO4, NO3, PO4, K, Na, NH4, Mo, Mn, Ba, Al, Pb, Ni, Cu, V, Cr, Fe, Si, Sr и нефтепродуктов, превышающие фоновые значения в 55, 6, 12, 4, 6, 9, 3, 5, 3, 4, 4, 8, 3, 3, 5, 5, 14, 6 и 2 раза соответственно. Высокое содержание нитритов, сульфатов, фосфора, калия и натрия установлено на побережье Байкала от устья р. Турка до Баргузинского залива, превышающее фон в 20, 12, 8 и 3 раза.

По данным опубликованных материалов [2, 17, 33, 41, 44] наибольшее загрязнение снежного покрова Республики Бурятия наблюдается рядом с промышленными предприятиями и котельными городов Улан-Удэ, Гусиноозерск, Петровск-Забайкальск, Кяхта и иных, расположенных в буферной зоне БПТ. Однако существенного влияния непосредственно через атмосферу на озеро Байкал они не имеют вследствие удаленности, особенностей метеорологических условий и орографических препятствий.

Таким образом, на северном побережье оз. Байкал формируется единая зона распространения атмосферных загрязнений, вытянутая вдоль оз. Байкал. Площадь ее для города Северобайкальска ориентировочно составляет 150 км, а для п. Нижнеангарск – 60 км. Несмотря на то что содержание отдельных примесей имеет тенденцию к снижению, уровень загрязнения воздушного бассейна республики Бурятия продолжает оставаться высоким.

Основные результаты

Результаты опробования и химического анализа снежного покрова Южной котловины оз. Байкал и прилегающей территории выявили аномалии, приуроченные к долине р. Ангары и прибрежным населенным пунктам (Листвянка, Слюдянка, Култук, Байкальск) с повышенными коэффициентами контрастности для следующих химических элементов и веществ: F – 7,5; Cl – 2,0; SO4 – 9,2; NO2 – 12,8; NO3 – 19,5; PO4 – 18,3; K – 4,3; Na – 8,2; NH4 – 30; Mo – 4,2; Mn – 6,8; Ba – 12,4; Al – 5,4; Pb – 3; Ni – 3; Cu – 3; Be – 4; V – 6; Fe – 7,3; Si – 19,5; Zn – 6,6; Sr – 3,9; Ti – 3,5; Hg – 2,7; нефтепродукты — 4 (превышение фона). Следует отметить, что фоновые концентрации большинства химических элементов очень низкие, т.е. находятся в дефиците. Содержание NH4, Pb, Be, Hg и нефтепродуктов в снеговой воде превышает ПДК соответственно в 24, 4, 6, 2, 3 раза. Их максимальные концентрации приурочены к береговой зоне акватории озера.

По комплексности и интенсивности аномалии наиболее развитого Южнобайкальского промышленного узла относятся к техногенным и являются следствием выброса в атмосферу самых разнообразных производств химической, топливно-энергетической и металлургической промышленности. В таблице 5 приведены данные поступления фтора через атмосферу в центральную зону Байкальской природной территории.

Таблица 4

Величина рН, минерализация, содержание взвещенных веществ и фтора в снеге акватории оз. Байкал и прилегающей территории

Таблица 5

Поступление химических элементов и веществ в центральную зону Байкальской природной территории через атмосферу за зимний период 2015 г.

Вблизи п. Листвянка наблюдается повышенное содержание ионов фтора в снеговой воде, что свойственно техногенным выбросам алюминиевой промышленности. Однако вблизи самого алюминиевого завода концентрации фтора в жидкой фазе снега выше, чем в п. Листвянка, в десятки и сотни раз (более 90%). Следовательно, в прибрежной зоне поселка преобладает локальное загрязнение, свойственное печному отоплению, а региональное составляет не более 10%.

Результаты проведенных работ в Средней котловине оз. Байкал выявили три района аномальных концентраций химических веществ в снежном покрове. Первый имеет локальное распространение в прибрежной зоне Приольхонья, где наблюдается повышенное содержание химических элементов в снеге, что, по нашему мнению, связано не только с антропогенной нагрузкой вблизи населенных пунктов и турбаз, но и с терригенной пылью пород и почв. Снег легко выдувается на остепненных участках. Оголенные бесснежные остепненные участки Приольхонья, расположенные вдоль берега, имеют относительно большую площадь, с которой сильными ветрами переносятся макро- и микрочастицы почв и пород, характерных для данного региона, на акваторию озера. Данное загрязнение имеет локальный и природный характер. Второй район регионального загрязнения снежного покрова приурочен к долине р. Селенга, по которой переносятся техногенные выбросы Селенгинского промышленного узла. Третий район имеет локальное распространение в районе п. Баргузина и Усть-Баргузина.

Максимальные коэффициенты концентрации химических элементов в снежном покрове Средней котловины оз. Байкал по отношению к фону имеют следующие значения: F – 2,1; SO4 – 4,4; NO3 – 9; PO4 – 20; K – 7; Na – 3,8; NH4 – 35; Mo – 4,6; Mn – 6,8; Ba – 2,3; Al – 3,5; Pb – 10; Ni – 3; V – 2,3; Cr – 13; Fe – 2,3; Si – 10; Zn – 4,8; Sr – 4,6; Ti – 5; Hg – 3,5; нефтепродукты – 3,5. Содержание NH4, Hg и нефтепродуктов в снеге превышает ПДК в 7, 3 и 3 раза. Максимальные значения химических элементов имеют локальный характер и приурочены к береговой зоне.

Анализ проведенных работ в Северной котловине оз. Байкал выявил небольшие превышения содержания ионов фтора в снеговой воде (в 1,95 раз), что может считаться в пределах естественных флуктуаций для региона.

Однако выявлены контрастные аномальные содержания SO4, превышающие фоновые значения в 55 раз; NO3 – 5,9; PO4 – 11,6; K – 3,7; Na – 6,1; NH4 – 8,9; Mo – 2,7; Mn – 4,6; Ba – 3,4; Al – 4,2; Pb – 3,5; Ni – 8; Cu – 3; V – 2,5; Cr – 5; Fe – 5,4; Si – 14; Sr – 6,1; нефтепродуктов — 2,3 раза вблизи гг. Нижнеангарск и Северобайкальск, которые приурочены к береговой зоне. Концентрации NH4, Pb и нефтепродуктов в снеге превышают санитарно-гигиенические нормы в 2, 7 и 2 раза соответственно. Основной вклад в загрязнение атмосферы вносят предприятия строительных материалов, котельные и автотранспорт. Загрязнение имеет локальный характер.

Сравнивая данные за пятилетний период, можно сделать вывод, что наблюдается тенденция увеличения содержания сульфатов, нитратов, фтора и некоторых тяжелых металлов при некотором снижении концентрации кальция, магния и калия в снеговой воде акватории оз. Байкал. Из данных видно, что за последние 5 лет произошло небольшое увеличение регионального загрязнения (в 1,1–2 раза по отдельным компонентам). Хотя данные за последние 15 лет показывают, что в конце 1990-х и начале 2000-х гг. происходило уменьшение загрязнения в 2 раза, что было связано со спадом промышленного производства [5, 7, 37, 44].

Учитывая поступление химических элементов со снегом (мг/м2) за зимний период и площадь акватории оз. Байкал, было рассчитано поступление химических элементов через атмосферу (по загрязнению снежного покрова). В таблице 6 показаны данные о содержании взвешенных веществ в воде оз. Байкала и расчетные поступления фтора и пыли из атмосферы.

Таблица 6

Расчетные поступления фтора и пыли на акваторию оз. Байкал через атмосферу, тонн за зимний период 2015 г. (по загрязнению снежного покрова)