Экологическое состояние окружающей среды Витебской области

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ГЛАВА 5.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ КОМПОНЕНТОВ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ОБЛАСТИ

 

Оценка экологического состояния природной среды производится с помощью определённой методики. Методика – совокупность, система общих и частных приёмов получения нового знания. Она отвечает требованиям последовательности, разъяснительности и конкретности в изложении материала и  разрабатывается для решения конкретной научной задачи. Методика должна содержать необходимые руководства к действию, описание методов и приёмов исследования.          Получение объективной оценки экологического состояния природной среды  и характер антропогенных воздействий на нее требует постоянного наблюдения и контроля посредством системы мониторинга. Мониторинг окружающей природной среды — это комплексные наблюдения за ее состоянием (загрязнением, природными явлениями), а также оценка и прогноз состояния окружающей среды и ее загрязнения [17].      Наблюдение заключается в сборе информации о фактической ситуации. В качестве его объектов выступают: отдельные компоненты природной среды, источники воздействия на природную среду (предприятия, транспорт и т.д.) и виды загрязнений (химические, физические, биологические). Оценка проводится на основе результатов лабораторных анализов проведенных наблюдений и предполагает определение возможного ущерба от антропогенного и естественного воздействия. Исходя из полученных данных, прогнозируются последствия вредных воздействий на окружающую среду, изменения условий функционирования и развития экосистем. Прогноз позволяет планировать мероприятия (в том числе профилактические) по нейтрализации вредных воздействий.        Наблюдения за компонентами природной среды ведутся на территории республики на протяжении многих десятилетий. Гидрохимические параметры поверхностных вод контролируются с 1947 г., гидробиологические — с 1974 г. Мониторинг атмосферного воздуха проводится с 1965 г.

Оценка качества атмосферного воздуха. Задача оценки выбросов является сложной по причине многообразия источников, а также процессов, протекающих в атмосфере. На национальном уровне осуществляется учет выбросов от крупных стационарных источников, выполняемый на основании формы статистической отчетности. Выбросы от мобильных (передвижных) источников оцениваются расчетным путем, информация о выбросах площадных и природных источниках практически отсутствует. Степень полноты информации о выбросах различается также в зависимости от загрязняющего вещества. Наиболее полным являются данные о выбросах оксидов серы и азота, оксида углерода и твердых веществ; значительно менее полными представляются данные о выбросах тяжелых металлов, аммиака, стойких органических загрязнителей (СОЗ). В 2013 году мониторинг осуществлялся на 6 стационарных станциях, а также функционировала одна автоматическая станция, позволяющая получать информацию о содержании в воздухе приоритетных загрязняющих веществ в режиме реального времени [14,17].           Основными источниками загрязнения атмосферного воздуха являются предприятия теплоэнергетики, стройматериалов, станкостроения и автотранспорт (рисунок 5.1). По данным стационарных наблюдений, в целом по городу состояние воздуха оценивалось как стабильно хорошее: качество воздуха во всех контролируемых районах города улучшилось. Ухудшение отмечено только в летние месяцы, особенно в июле: в этот период отмечены повышенные концентрации формальдегида.

Рисунок 5.1 Выбросы загрязняющий веществ от стационарных источников, тысяч тонн [14,17]

Концентрации основных загрязняющих веществ существенно ниже установленных нормативов: в целом по городу превышений среднесуточных ПДК по основным загрязняющим веществам не отмечено (рисунках 5.2 и 5.3).

Рисунок 5.2 Среднегодовая концентрация загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, г. Витебск, мкг/м3 [14,17]

Рисунок 5.3 Превышение ПДК загрязняющих веществ в атмосферном воздухе г. Витебск [14,17]

Количество дней со среднесуточными концентрациями твердых частиц фракции РМ-10 выше ПДК было значительно ниже целевого показателя, принятого в странах Европейского Союза (таблица 5.1).

 

 

Таблица 5.1 Количество суток с превышением установленной максимально разовой среднесуточной ПДК загрязняющих веществ [17]

 

Загрязняющие вещества	Max среднесуточная ПДК, мкг/м3	Количество суток с превышением max ПДК
		2012	2013
Твердые частицы	300/150	0/1	0/0
Твердые частицы фракций PM10	150/50	0/16	0/11
Диоксид серы	500/200	0/0	0/0
Оксид углерода	5000/3000	1/0	0/0
Диоксид азота	250/100	0/0	0/0
Формальдегид	30/12	28/113	9/79
Фенол	10/7	0/0	0/0

 

Уровень загрязнения воздуха формальдегидом понизился на 20%, однако был по-прежнему выше, чем в. Минске, Гродно и Могилеве. Средняя за год концентрация составляла 0,9 ПДК. Существенный рост содержания в воздухе формальдегида отмечен в летние месяцы. Содержание в воздухе тяжелых металлов, бензапирена, фенола, аммиака и летучих органических соединений сохранялось стабильно низким.         По сравнению с 2012 г. уровень загрязнения воздуха формальдегидом возрос. В целом по городу средняя за год концентрация составляла 0,82 ПДК и была выше, чем в других контролируемых промышленных центрах республики. Как и в предыдущие годы, летний уровень загрязнения воздуха формальдегидом был в 1,5-2 раза выше, чем в холодный период (рисунок 5.4). Пик загрязнения зафиксирован в июле-августе. Основная причина увеличения уровня загрязнения – преобладание аномально высоких температур воздуха, способствовавших быстрому протеканию фотохимических реакций и образованию формальдегида. Кроме того, в указанный период осадки практически отсутствовали.

Рисунок 5.4 Внутригодовое распределение среднемесячных концентраций формальдегида в атмосферном воздухе г. Витебск, 2012 г [16]  

Максимальные из разовых концентраций формальдегида в районах станций №№ 2 и 4 превышали норматив качества в 1,4 раза.   Содержание в воздухе фенола, аммиака и летучих органических соединений (в том числе бензола) сохранялось стабильно низким. В единичных пробах зафиксированы концентрации этилацетата выше установленного норматива. Максимальная из разовых концентраций этилацетата 3,5 ПДК отмечена в районе станции № 4 [16,17].      Мониторинг приземного озона осуществлялся на станции № 3. По данным непрерывных измерений его среднегодовая концентрация составила 51 мкг/м3 и была ниже, чем в г. Могилев. В конце марта начале апреле зафиксировано 30 периодов с восьмичасовыми концентрациями более 120 мкг/м3.             Для поддержания стабильного состояния атмосферного воздуха в области применяются специальные очистные установки, которые улавливают и обезвреживают загрязняющие вещества, поступающие в атмосферу (рисунки 5.5 и 5.6).

Рисунок 5.5 Количество уловленных (обезвреженных) и использованных загрязняющих веществ, тысяч тонн, г. Витебск [14,16,17]

Рисунок 5.6 Количество уловленных (обезвреженных) и использованных загрязняющих веществ, тысяч тонн, Витебская область [14,16,17]

Как видно из диаграмм, в Витебской области абсолютно все уловленные и обезвреженные загрязняющие вещества используется в промышленных целях, а в самом Витебске лишь небольшая часть веществ утилизируется.  Кроме изъятия проб атмосферного воздуха, в г. Витебск, проводились снегомерная съемка, за зимний период 2013-2014 гг. Пробы отобраны в период максимального накопления влагозапаса в снеге. Характеристика химического состава снежного покрова представлена на рисунке 5.7 [16,17].

 

Рисунок 5.7 Химический состав снежного покрова г. Витебск, 2013-2014 гг

 

Оценка качества поверхностных вод. Оценка состояния водных объектов, и уровня их загрязнения проводится по среднегодовым концентрациям приоритетных загрязняющих веществ, используемых в расчетах индекса загрязненности вод (ИЗВ), – растворенного кислорода, органических веществ, нормируемых по БПК5, азота аммонийного, азота нитритного, фосфора фосфатного и нефтепродуктов [16].      Территория Витебской области расположена в бассейне реки Западной Двины. В 2013 году сеть мониторинга поверхностных вод в бассейне Западной Двины насчитывала 79 пунктов наблюдений, из них на Витебский район приходилось 5 пунктов. Состояние поверхностных вод контролировалось на 45 водных объектах (10 водотоках и 35 водоемах). Согласно наименьшим концентрациям растворенного кислорода, зафиксированным в воде в феврале и мае (соответственно 5,40 и 7,00 мгО2/дм3), нарушений режима кислорода в 2014 г. не отмечено. Среднегодовое содержание кислорода (8,84–9,40 мгО2/дм3) также указывало на благополучное состояние речных экосистем.  Содержание органических веществ (по БПК5) в воде реки изменялось в течение года в достаточно широком диапазоне: наименьшие величины БПК5 составили 1,05-1,38 мгО2/дм3и характеризовали воды как «чистые», наибольшие – 3,00-3,80 мгО2/дм3и свидетельствовали о периодическом загрязнении речных вод [16,17].         Повышенные концентрации органических веществ в воде периодически наблюдались ниже Витебска (до 3,70 мгО2/дм3в январе, июле). Среднегодовые значения БПК5 находились на уровне фоновых величин – 1,90–2,40 мгО2/дм3. Следовательно, загрязнение реки органическими соединениями отмечалось только в отдельные месяцы. В целом же можно говорить о благополучном состоянии реки в отношении данного ингредиента.      Тенденция к сокращению среднегодовых значений азота аммонийного в воде Западной Двины хорошо выражена в районе Суража, Витебска. В воде других створов четко фиксируется снижение абсолютных концентраций компонента по сравнению с 2008 г (рисунок 5.8).    Среднегодовые концентрации азота нитритного (0,010–0,018 мгN/дм3) не достигали ПДК, а пределы содержания компонента варьировали в широком диапазоне: наименьшие величины (0,005–0,008 мгN/дм3) были на уровне природных значений, наибольшие (0,022–0,030 мгN/дм3) приближались к нормативной величине, или несколько превышали ее.      По сравнению с 2012-2013 г. содержание азота нитритного в речной воде несколько возросло. Максимальная его концентрация (3,31 мгN/дм3) установлена в воде на участке реки выше г. Витебска в июне. Однако, судя по среднегодовым значениям, повышенные концентрации азота нитритного, зафиксированные в воде в отдельные месяцы года, не сформировали устойчивого загрязнения реки, но, тем не менее, свидетельствовали о нарушении режима азота нитритного (рисунок 5.9).

 

Рисунок 5.8 Среднегодовое содержание азота аммонийного в воде реки Западной Двины в 2008–2014 гг, мгN/дм3 [16,17]   

Рисунок 5.9 Динамика концентрации нитратов в речной воде [16,17]

Режим фосфора фосфатного характеризуется значительными колебаниями содержания в течение года. Наименьшие концентрации биогенного элемента в воде контролируемых створов варьируется в пределах природных величин, наибольшие превысили величину, обеспечивающую нормальное функционирование речной экосистемы, и указывали на нарушение фосфатного режима реки (таблица 5.2).

Таблица 5.2 Среднегодовые концентрации и пределы содержания фосфора фосфатного в воде Западной Двины в 2013 г., мгР/дм3 [16,17]

 

Створ	Среднегодовая концентрация	Наименьшее содержание	Наибольшее содержание
0,5 км выше пгт. Суража	0,025	0,005	0,048
1,3 км выше г. Витебска	0,038	0,010	0,062
2,0 км ниже г. Витебска	0,031	0,008	0,05
ПДК	0,066

 

Содержание нефтепродуктов в воде реки в течение года изменялось от 0,01 до 0,05 мг/дм3.         Оценка качества поверхностных вод производится по таблице утвержденной Министерством природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Беларусь (таблица 5.3).

 

Таблица 5.3 Классификация качества поверхностных вод [16]

 

Степень загрязнения  воды	Индекс загрязнения воды	Класс качества воды
Чистые	≤ 0,3	I
Относительно чистые	> 0,3-1,0	II
Умеренно загрязненные	> 1,0-2,5	III
Загрязненные	> 2.5-4,0	IV
Грязные	> 4,0 -6,0	V
Очень грязные	> 6,0-10,0	VI
Чрезвычайно грязные	> 10,0	VII

Огромное значение для определения оценки качества водных ресурсов является правильное отведение и использование, а также очистка сточных вод. На территории Витебска все воды отводятся в водные объекты (рисунок 5.10).

Рисунок 5.10 Динамика отведения сточных вод, г. Витебск [16,17]

 

Оценка качества почвенного покрова. В 2014 г. в рамках наблюдений за химическим загрязнением земель РЦРКМ проводилось в Витебске. В пробах городских почв определялись концентрации тяжелых металлов (валовое содержание и подвижные формы), сульфатов, нитратов, нефтепродуктов, показатель рН, а также химический анализ почв на содержание бензопирена. В качестве критериев для оценки состояния земель использовались показатели предельно допустимой или ориентировочной допустимой концентрации (ПДК/ОДК) химических веществ в почвах, регламентированные нормативными документами, а также фоновые значения, рассчитанные по данным наблюдений за фоновым состоянием земель в 2014 г. [16].   Как показали химико-аналитические исследования отобранных проб почв, основными загрязняющими веществами городских территорий выступали нефтепродукты и тяжелые металлы, в меньшей степени – сульфаты и нитраты (таблица 5.5).

 

Таблица 5. 5 Концентрация загрязняющих веществ г. Витебск [16,17]

 

Сравнение полученных результатов с фоновыми значениями показало, что для почв Витебска характерны повышенные концентрации свинца, цинка, меди, никеля, кадмия, марганца, сульфатов и нитратов. Это подтверждает факт накопления элементов техногенного происхождения в верхнем слое городских почв, подверженных постоянному техногенному воздействию.    Сельское хозяйство – одна из отраслей экономики, самым тесным образом связанная с использованием в производственном процессе природных ресурсов, в основном почвы и воды. Поэтому рассмотрим антропогенную преобразованность и естественную защищенность.     Оценка преобразованности проводится с помощью анализа структуры различных видов земельных угодий в границах ландшафта и с учетом  классификации земель по степени их антропогенизации, предложенной Б.И. Кочуровым. Детальное изучение характера антропогенного воздействия позволило ранжировать земли на 5 групп по степени антропогенной преобразованности (АП): от очень низкой до высшей (таблица 5.6).

 

Таблица 5.6 Классификация земель по степени антропогенной преобразованности

 

Степень АП	Значения  коэффициентов (ki) / (pi)	Виды и категории земель
очень высокая	5	земли  транспорта, населенных пунктов, инфраструктуры
высокая	4	осушаемые пахотные
средняя	3/ 0,6	пахотные
низкая	2/ 0,8	леса
очень низкая	1 / 1,0	природоохранные земли, болота, заболоченный лес