Одной из важнейших экологических проблем Донецка и Донецкой области является загрязнение атмосферного воздуха. Ситуация с таким интенсивным загрязнением воздушного бассейна складывалась в процессе становления и развития промышленного региона на протяжении десятилетий.
Одним из специфических загрязняющих веществ для Донецкой области за которыми ведется круглосуточное наблюдение на стационарных постах метеослужбы является фенол.
Источниками поступления фенола в атмосферный воздух г. Донецка является металлургические и коксохимические заводы, а также машиностроительное производство и те отрасли промышленности, где фенол и его аналоги включаются в технологический процесс.
Согласно данных статистического управления г.Донецка в конце 2006г. валовой выброс фенола составил 190,48 т/год, из них на долю основных предприятий-загрязнителей, которыми является коксохимические предприятия, приходится 169,9 т/год, а на все другие лишь 20,58 т/год. Данные приведены на рисунке 1.
Анализ динамики содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе за последние 6 лет показывает, что среднемесячные концентрации фенола не превышают ПДК, но анализ среднесуточных концентраций по постам наблюдения показал, что в отдельные дни были зафиксированы превышения ПДК. Эти дни характеризуются неблагоприятными метеорологическими условиями для рассеивания промышленных выбросов. Метеорологический анализ информации за 2000-2006 г. позволяет сделать вывод, местные климатические условия значительно влияют на годовой ход концентрации загрязняющего вещества.
Исследуя графики годового хода концентраций фенола можно сделать вывод о существовании некоторых сезонных факторах, которые обуславливают колебание концентраций. Было установлено, что в значительной мере на разность концентраций фенола влияет температура воздуха, осадки же наоборот вымывают его из атмосферного воздуха, причем твердые осадки наибольшей степени оказывают содействие его вымыванию, чем жидкие, так как имеют большую сорбирующую поверхность. По данным наблюдений было отмечено, что увеличение слабых ветров в годовом ходу сопровождается повышением средних месячных значений концентраций фенола.
Современная система мониторинга подразумевает обязательное прогнозирование концентраций загрязняющих веществ в воздухе на будущий период. Нами были собраны данные за 2006 г. на основе которых был проведён регрессионный анализ зависимости концентрации фенола от метеопараметров.
Фенол в Донецке контролируется только на трех постах из шести. Эти посты наблюдения находятся в местах размещения участков ОАО „Донецккокс”. В настоящее время работает только Донецкий участок данного предприятия. Поэтому нами были взяты данные по концентрации фенола в атмосферном воздухе на стационарном посту №9, который находится в юго-восточном направлении от предприятия.
По данным концентрациям фенола в атмосферном воздухе за 2006 год была разработана математическая модель на основе множественной регрессии, были определены зависимости концентраций фенола от метеорологических параметров (предикторов), таких как: время отбора пробы (srok), которое косвенно характеризует вляние солнчной радиации; температура воздуха (Т); направление ветра (napr); скорости ветра (V); абсолютная влажность (А). Регрессионное уравнение имеет вид:
G = 0,0000528*T + 0.000005*V2
Уравнение (1) можно использовать только при следующих значениях предикторов: T = -30.3 - 34 °C; napr = 0 - 360°; V = 0 - 360 м/с; A = 0 - 21.7 Гпа. Оно действительно для прогнозирования концентраций фенола в диапазоне от 0 до 0,003 мг/м3.
Для разработки уравнения регрессии для прогнозирования более высоких концентраций необходимо увеличить число предикторов, в частности обязательно учесть высоту слоя перемешивания, среднюю скорость ветра в слое перемешивания. Введение этих предикторов позволит увеличить достоверность прогноза.