По данным Министерства охраны окружающей природной среды среди 53 городов, в которых проводятся наблюдения за состоянием атмосферного воздуха на стационарных постах, г. Донецк входит в число самых загрязненных в Украине.
Специфическим загрязнителем воздушного бассейна г. Донецка, за которым ведется круглосуточное наблюдение на стационарных постах метеослужбы, является фенол. Несмотря на то, что его удельный вес в общей структуре валового выброса не превышает 3,5 %, гигиеническое значение этого загрязняющего вещества очень велико. Фенол, сам по себе является очень токсичным соединением, обладает выраженным мутагенным эффектом, а при определенных климато-погодных условиях может образовывать более опасные соединения.
Существуют естественные и антропогенные источники поступления фенола в окружающую среду. К естественным источникам относится поступление фенола с частицами пыли, в особенности торфяной и грунтовой. Воздушные миграционные потоки включают фенолы, которые поступают с испарениями из водных поверхностей. Фенолы выделяются в атмосферу древесными, травянистыми и низшими растениями. Значительное загрязнение атмосферы фенолами происходит также при лесных пожарах.
Мощными антропогенными источниками поступления фенола в атмосферный воздух являются коксохимические заводы, а также машиностроительное производство и те отрасли промышленности, где фенол и его аналоги включаются в технологический процесс. Установлено что конденсаты дымовых газов содержат большое число производных фенолов.
Согласно данных статистического управления г. Донецка в конце 2006 г. 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 по мощности выбросов приведены в таблице.
Таблица – Основные источники поступления фенола в атмосферный воздух г. Донецка
Название предприятия |
Источник образования фенола |
Валовый выброс, т/год |
ОАО „Донецккокс” |
Коксовый цех, цех улавливания химических продуктов коксования, смолоперерабатывающий цех |
10,92 |
ОАО „Макеевский КХЗ” |
3,76 |
|
ОАО „Ясиновский КХЗ” |
9,66 |
|
ОАО „Авдеевский КХЗ” |
145,56 |
|
„Электромагнит” |
Прессовальный цех |
0,13 |
Другие источники |
|
20,45 |
Итого: |
|
198,48 |
На основе собранных и проанализированных данных по валовым выбросам фенола от коксохимических предприятий было выявлено, что наиболее мощным загрязнителем атмосферного воздуха фенолом в Донецкой области является ОАО «Авдеевский КХЗ» и установлено, что зона влияния этого предприятия частично перекрывает г. Донецк. Предприятия-загрязнители атмосферного воздуха фенолом расположенные в г. Донецке имеют меньшие зоны влияния, чем Авдеевский коксохимический завод, поэтому можно сделать вывод, о том, что они создают локальные места загрязнения атмосферного воздуха фенолом.
Анализ динамики содержания загрязняющих веществ в атмосферном воздухе за последние 6 лет показывает, что в г. Донецке наблюдается тенденция роста уровня загрязнения атмосферы. В этот период по уровням загрязнения атмосферы наиболее неблагоприятным годом был 2003 г., в свою очередь наиболее благоприятным годом был 2002 г. Увеличение уровня загрязнения в 2003 г. было связано с ростом промышленного производства в этом году. Годовой ход концентрации фенола в атмосферном воздухе за 2001-2006 года изображен на рисунке.
В целом можно сделать вывод, что среднемесячные концентрации фенола не превышают, но анализ среднесуточных концентраций по постам наблюдения показал, что в отдельные дни были зафиксированы превышения ПДК. Эти дни характеризуются неблагоприятными метеоусловиями для рассеивания промышленных выбросов: наличиями туманов, низкой скоростью ветра, отсутствием осадков.
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.
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 влияние солнечной 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, которое позволит увеличить достоверность прогноза.