Эколого-геохимическая оценка состояния городских ландшафтов Республики Казахстан

Таблица 7

Загрязнение воздушного бассейна городов Казахстана за 2009 год

Из таблицы  №7   видно, что города Павлодар, Усть-Каменогорск,  Темиртау, Тараз, Семей, Петропавловск, Жезказаган и Актобе имеют большое количество примесей, превышающих ПДК. Диоксид азота и диоксид углерода превышают ПДК почти во всех городах Казахстана. Превышение ПДК аммиака наблюдается только в 3 городах – Актау, Темиртау и Шымкент. 

Если рассматривать загрязнение воздушного бассейна по областям, то большая часть выбросов на территории Казахстана поступает от стационарных источников. В структуре загрязняющих веществ чаще всего встречаются сернистый ангидрид (SO2), окись углерода (СОх), окислы азота (NOх), углеводороды, летучие органические соединения, сероводород (H2S) и аммиак (NH3)

 Количество выбросов, попадающих в атмосферу, варьирует по годам, но имеет устойчивую тенденцию к снижению, начиная с 90-х годов (рис. 6). Максимальный объем приходился на 1990 год и составлял 4677,2 тыс. тонн. В 1999 году было зафиксировано минимальное значение загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников,  которое составляло 2308,6 тыс. тонн. Такое сильное и относительно монотонное снижение выбросов в 90-х годах можно объяснить резким спадом промышленного производства в постсоветский период развития страны. Далее, с экономическим расцветом страны, идет увеличение производства,  и как следствие, увеличение выбросов, местами до 3000 тыс. тонн.  Кризис 2008-2009 гг. привел к небольшому снижению количества выбросов, что обусловлено снижением производства. Также на объемы выбросов могли повлиять качественные изменения в структуре производства промышленной продукции. Так, например, добыча сырой нефти, включая газовый конденсат, увеличилась с 26.591 тыс. тонн в 1991 году до 79.518 тыс. тонн в 2010 году. А производство тепловой энергии сократилось с 126.249 тыс. Гкал в 1991 году до 96.046 тыс. Гкал в 2010 году [Агентство статистики РК].

В структуре  выбросов преобладают выбросы жидких и газообразных загрязняющих веществ. Они составляют 2/3 от объемов выбросов и относительно стабильны по значениям. Выбросы твердых загрязняющих веществ поступают в меньшем количестве, и, начиная с 1990 года, плавно идут на снижение.

 По составу газообразных и жидких загрязняющих веществ в Казахстане выделяют сернистый ангидрид (64,4%), окись углерода (18%), окислы азота(8,8%), углеводороды без летучих органических соединений (5,1%), летучие органические соединения (1,8%), сероводород и аммиак (0,1%) и прочие (1,8%) (рис.7). 

Лидирующее место по выбросам в атмосферу загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников, занимает Карагандинская область, на втором месте Павлодарская (рис.8).

Рис 9.  Структура основных видов продукции горнодобывающей промышленности по регионам, 2009 год

Источник: графический материал «Агентства статистики РК» 

Это связано  с особенностями хозяйственной деятельности регионов. Карагандинская и Павлодарская области это фундамент топливно-энергетического комплекса страны, более 90% добываемого в стране угля приходится на месторождения, расположенные в этих областях (рис. 9). Местный уголь характеризуется низким содержанием серы (0,5-0,9 %) и чрезвычайно высоким содержанием золы, в пределах 30-55 %. Около 70% добычи угля приходится на шахты, остальные 30% добывается открытым способом. Весь уголь из Экибастуза идет на выработку электроэнергии. Несовершенство топочного процесса, а именно, существующие горелочные устройства и схемы сжигания приводит к повышенным выбросам в атмосферу СО, NO_X и SO_X [Бухман, 2008]. Карагандинский уголь используется для производства стали и выработки тепла. Здесь развивается горно-химическая, горнодобывающая промышленность, черная и цветная металлургия.

 Если рассмотреть объем  выбросов загрязняющих веществ, отходящих  от стационарных источников, за период с 2004 по 2009 год, по четырем областям, которые занимают лидирующие позиции, то можно отметить некоторые особенности (рис.10). Карагандинская область находится на первом месте по количество выбросов, но, тем не менее, она сократила объем поступления загрязняющих веществ по сравнению с 2004 годом в 2 раза, и по своим показателям почти сравнялась с Павлодарской областью. Карагандинская область является основой минерально-сырьевого комплекса страны. На ее долю приходится 90% - медной руды, 100% - плоского проката, 95% - меди рафинированной в виде заготовок, 80% - аффинированного серебра, 30% - добычи каменного угля, 13% - железной руды, 18% - теплоэнергии, 12% - электроэнергии [Департамент предпринимательства и промышленности Карагандинской области]. Но производство основных видов промышленной продукции (электроэнергия, уголь, чугун, сталь, плоский прокат, медь) по сравнению с 90-ми годами сократилось. К примеру, производство чугуна и стали, по сравнению с 1991 годом,  постепенно понизилось с 4953,2 и 5965,6 тыс. тонн, до 2996,8 и  3302,9 тыс. тонн в 2009 году соответственно [Агентство статистики РК]. А количество источников выбросов вредных веществ возросло от 5120 единиц в 1991 году, до 8046 единиц в 2009 году, из них оборудовано очистными сооружениями всего 1491 единиц.

Павлодарская  область за 5 лет имеет стабильную динамику выбросов в атмосферу загрязняющих веществ, ее показатели различаются на небольшие величины. Но следует отметить, что объем выбросов по сравнению с 2004 годом, на относительно незначительную величину повысился. Это может быть связано с увеличением количества стационарных источников загрязнения с 4029 единиц в 2004 г. до 6844 ед. в 2009 г., которые, используя улучшенные технологии, современные методы очистки, все еще пока не могут снизить выбросы поступающих загрязняющих веществ до минимальных объемов.

Третье место в 2009 году вышла Актюбинская область, показатели которой лишь на десятки тыс. тонн превысили данные Восточно-Казахстанской области. Графики выбросов загрязняющих веществ данных областей монотонны, резких колебаний не наблюдается. Минимальное количество выбросов загрязняющих веществ характерно для южного региона Республики – Жамбылская область, Кызылординская область и Южно-Казахстанская область.

Из выше изложенного  можно сделать вывод, что наиболее загрязненными воздушными бассейнами на территории Республики Казахстан являются города Алматы (большое количество автотранспорта), Шымкент (развивается цветная металлургия, химическая и нефтеперерабатывающая) и Темиртау (черная металлургия и химичсекая промышленность). В Алматы наблюдаются превышения концентраций оксидов углерода, диоксида азота, взвешенных веществ и формальдегида; в городе Шымкент – взвешенные, диоксид азота и формальдегид, а в Темиртау превышение ПДК взевешенных веществ, фенола и аммиака (металлургический комбинат). Если же расссматривать по областям, то на первое место выходит Карагандинская область (рис. 11), что связано с особенностями хозяйственной деятельности, Павлодарская область (хотя сам город Павлодар имеет небольшой показатель загрязнения атмосферы). Это говорит о большом влиянии промышленного производства.

4.2. Загрязнение почв.

Почвы – неотъемлемая часть городских ландшафтов, определяющая наряду с водой и воздухом, не только условия, но и саму возможность  жизни на данной территории [Смагин, 2009]. Наблюдения за состоянием загрязнения почвы в Казахстане проводится в 20 городах 14 областей республики. Пробы почвы отбираются на пяти точках в городах весной и осенью.  Точки необходимо выбирать так, чтобы наиболее полно охватить обстановку города, показать его особенности, с учетом загруженных автомагистралей, промышленных объектов, а также школ и рекреационных зон.

Основными критериями качества являются значения ПДК загрязняющих веществ  в почве (приложение 1). Превышения ПДК по кадмию, свинцу, меди, цинку и хрому в городах выявлены на границах санитарно-защитных зон крупных промышленных предприятий и в районах крупных автомагистралей (таблица 8).

Таблица 8

Среднее содержание ПДК веществ в почвах городов Казахстана

Из таблицы  №8 видно, что средние содержанияе веществ в почвах в разных городах различны. К примеру, города Уральск, Петропавловск, Тараз, Павлодар, Актау, Кустанай, Семей имеют среднее содержание элементов ниже ПДК, лишь в отдельных случаях у крупных атострад, ТЭЦ показатели превышаются на незначительную величину. Города Алматы, Темиртау и Караганда, которые отмечались повышенным загрязнением воздушной среды, тоже в целом не превышают нормы ПДК элементов почв. Это говорит об особенностях источников загрязнения и характере распространения поллютантов. Город Шымкент имеет превышение среднего содержания ПДК Pb и Cd в районе ЗАО «Южполиметалл». По другим элементам, таким как Cu, Zn и Cr, значительного превышения ПДК не наблюдается.

Из  всех населенных пунктов на территории Казахстана по превышению ПДК веществ в почвах сильно выделяются города Балхаш и  Риддер. Здесь отмечаются значительные превышения концентраций в почвах по всем элементам. На территории города Балхаш располагается горно-металлургический комбинат, специализирующийся на переплавке меди. Комбинат является сильнейшим загрязнителем окружающей среды в регионе Балхаша. Город Риддер – это центр добычи и переработки полиметаллических руд. Полиметаллический комбинат (4 полиметаллических рудника, свинцовый и цинковый заводы, обогатительная фабрика) деревообрабатывающий завод сильно повлияли на экологию региона.

4.3. Загрязнение вод и снежного покрова

Сеть наблюдений за водными объектами  включает  192 гидрохимических створов,   распределенных  на 81 водных объектах,  в том числе: на 57 реках,  9 озерах,  12 водохранилищах, 3  каналах. К классу "грязных" относятся реки Тихая (ВКО), Илек (Актюбинская), и оз.Бийликоль (Жамбылская). Состояние качества воды рек Красноярка (ВКО), Кара-Кенгир и Шерубайнура (Карагандинская) – как "чрезвычайно грязные". В перечне основных загрязняющих веществ, превышающих значения ПДК, присутствуют 16 ингредиентов, из которых наиболее распространёнными являются медь, сульфаты, азот нитритный, фенолы, БПК_5, железо общее, фториды, хром⁽⁶⁺⁾ и цинк⁽²⁺⁾.

В пробах снежного покрова определяются анионы - сульфаты, хлориды, нитраты, гидрокорбанаты; катионы - аммоний, натрий, калий, магний, кальций; микроэлементы – свинец, медь, мышьяк, кадмий, кислотность и удельная электропроводность. Концентрации всех определяемых загрязняющих веществ, за исключением кадмия, свинца в снежном покрове в целом по стране в 2009 году находились в пределах нормы.

Рис 12.  Загрязнение  снежного покрова

Источник: национальный атлас РК

Анализ снежного покрова показал, что на территории Республики преобладает содержание гидрокарбонатов (36,3%), сульфатов (22,%), ионов кальция (11,8%), хлоридных ионов (11,1%) и  ионов натрия  (7,2 %). Кислотность проб снежного покрова на территории Республики Казахстан  в основном имеет характер нейтральной и слабощелочной среды (рис.12).