"Чёрное небо-пугающее будущее или суровая реальность?"

Комитет по образованию администрации г. Улан-Удэ

МАОУ «Средняя общеобразовательная школа №37»

XХVIII научно - практическая конференция школьников

«Шаг в будущее»

Направление: «Охрана окружающей среды»

«Чёрное небо - пугающее будущее или суровая реальность?»

Выполнила: Бурунова Ксения Юрьевна,

учащаяся 11 класса «б»

МАОУ «СОШ №37»

Научный руководитель: Хобракова

Норсон Владимировна,

учитель биологии

МАОУ «СОШ №37»

г. Улан-Удэ

2021

Оглавление

Введение                                                                                  стр.3

I.Загрязнение воздуха в России.                                                                  стр.4

II.Состояние воздуха в Бурятии.                                                               стр.5-6

III. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на организм человека.  стр.6-7

IV. Датчики измерения воздуха.                                                          стр.7-8

V.Практическая часть                                                                   стр.9-11

Заключение                                                                                   стр.12-13

Список литературы и интернет - ресурсов                                           стр.14

Приложения 1-5

Введение

Актуальность темы. Данная тема считается одной из наиболее актуальных на сегодняшний день. Загрязнение воздуха убивает семь миллионов человек в год – это больше, чем СПИД, малярия и туберкулёз вместе взятые. Более 90% смертей из-за загрязнения воздуха приходятся на страны с низким и средним уровнем дохода. По данным на 2016 год 91% людей в мире живут в регионах, в которых качество воздуха ниже рекомендаций Всемирной организации здоровья.

Выбор нашей темы обусловлен тем, что загрязнение воздуха затрудняет жизнедеятельность людей и ухудшает их здоровье, а последняя редакция Статьи 42 Конституции РФ гласит: «Каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию о ее состоянии и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью или имуществу экологическим правонарушением». В конце прошлого года в России был поставлен рекорд по загрязнению воздуха за 16 лет. Количество случаев загрязнения атмосферы в России в 2020 году уже в три раза превысило показатель предыдущего года. Наиболее загрязненные регионы – Самарская, Оренбургская области и Республика Бурятия.

Цель: Определить качество воздуха в разных местах города Улан-Удэ в зимний период.

Задачи:  

1.Ознакомиться с информацией о состоянии воздуха в Республике Бурятия за последнее время.

2.Выявить причины и источники загрязнения воздуха.

3.Выяснить, какие вещества загрязняют воздух, и найти способы уменьшения их вредоносного влияния.

4.Определить месторасположения датчиков и снять с них показания.

5.Проанализировать собранные результаты и сделать выводы по проделанной работе.

Объект исследования: воздух города Улан-Удэ.

Предмет исследования: влияние загрязненного воздуха на здоровье человека.

Методы исследования: Аналитический, практический.

Гипотеза: Безопасен ли воздух, которым мы дышим, для здоровья человека?

I.О ситуации с загрязнением воздуха в России

В прошлом году в России зафиксировано рекордное количество случаев высокого и экстремально высокого загрязнения воздуха. После весеннего локдауна в большинстве регионов рост числа фиксируемых загрязнений ускорился: число ядовитых выбросов в атмосферу за девять месяцев с начала года на треть превысило максимум десятилетней давности, а по сравнению с 2019 годом количество загрязнений подскочило в три раза. Уже в первые зимние месяцы 2020 года количество загрязнений воздуха, зафиксированных специалистами Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), выросло по сравнению с аналогичным периодом прошлого года в полтора раза – с 27 до 44 случаев. В итоге в первом квартале года был установлен пятилетний рекорд по уровню загрязнения атмосферы в России.

В июле, когда в регионах сняли самые жесткие карантинные ограничения, количество загрязнений атмосферы снова начало резко расти от месяца к месяцу. В третьем квартале 2020 года было зафиксировано 125 случаев высокого и экстремально высокого загрязнения воздуха. Для сравнения: почти такое же количество загрязнений – 126 – специалисты зафиксировали за полный 2010 год, до этого рекордный по числу отравляющих выбросов в атмосферу за весь шестнадцатилетний период доступной статистики (с 2005 года).

В результате за три квартала 2020 года был зафиксирован 171 случай загрязнения атмосферы. Это на треть выше предыдущего рекорда, относящегося к 2010 году. По сравнению же с 2019 годом (61 случай) количество загрязнений в неполном 2020 году выросло почти в три раза.

Около четверти зафиксированных случаев загрязнений атмосферы в 2020 году произошло зимой. По информации FinExpertiza, это связано с началом отопительного сезона, когда негативное воздействие на атмосферу традиционно возрастает. «Однако особенностью 2020 года стал резкий рост загрязнений в июле, августе и сентябре. За один только лишь сентябрь было зафиксировано больше загрязнений, чем за весь прошлый год».

Среди самых загрязненных регионов, оказалась и Республика Бурятия. А среди городов, на территории которых было зарегистрировано больше всего загрязнений атмосферного воздуха – Улан-Удэ и Селенгинск.

II.О состоянии воздуха в Бурятии

О том, что каждую зиму жители столицы Бурятии задыхаются от удушливого смога, что неизменно Улан-Удэ попадает в число «грязных» городов, известно теперь уж всем. Даже появилась фраза: «Съездить за город, на Верхнюю Березовку – подышать свежим воздухом». Когда этот свежий воздух будет в пределах столицы, пока не знает никто.

По данным Роспотребнадзора в 2017 году среднемесячная концентрация бензапирена в атмосферном воздухе Улан-Удэ превысила предельно допустимую концентрацию в 7,6 раза, в 2019 году – 60,5 раз, а в 2020 году – 30,2 раза. Отметим, что это вещество относится к первому классу опасности наравне с ртутью, плутонием, полонием, стрихнином и оксидом свинца. При попадании в человеческий организм оно способно вызывать возникновение злокачественных опухолей. Образуется бензапирен при сгорании углеводородного жидкого и твёрдого топлива. Кроме того, превышены нормы по азоту диоксиду до 1,29 раза, формальдегиду – в 6,18 раза, фенолу – до 2,4 раза. При таких данных, не надо быть специалистом высокого уровня, чтобы понимать, что в Улан-Удэ налицо все условия для введения режима «черного неба». При введении такого режима предприятия обязаны, проводить мероприятия по снижению вредных выбросов!

Все знают, кто главные загрязнители. Самыми значимыми предприятиями с точки зрения выбросов загрязняющих веществ от стационарных источников, по данным сводного тома предельно допустимых выбросов являются ТЭЦ-1, на его долю приходится 33% всех выбросов, ТЭЦ-2 – 19%, Улан-Удэнский энергетический комплекс (17,5%), Улан-Удэнский авиационный завод (5%), Улан-Удэстальмост (4,4%), ЛВРЗ (2,1%), автономные источники теплоснабжения – котлы, печи частного сектора. Немалый «вклад» вносят автотранспорт и промышленные предприятия.

По данным Министерства природных ресурсов Бурятии, основными источниками грязного воздуха определены предприятия теплоэнергетики, котельные, печи частного сектора, автотранспорт и лесные пожары. Также в атмосферу города попадают вещества из 3467 промышленных источников загрязнения.

В борьбу за чистый воздух вступили также и депутаты Народного Хурала Бурятии. Парламентарии приняли поправки в Закон «Об охране атмосферного воздуха», основная цель которого это снизить вредные выбросы в атмосферу и минимизировать негативное воздействие на экосистему байкальской природной территории. Сделать это можно, если уменьшить количество частных котельных. Ведь не секрет, что свой «значительный» вклад в загрязнение воздуха вносят автономные источники теплоснабжения, а это котлы и печи частного сектора, которыми снабжено порядка 45000 домов. При этом около 200 предприятий имеет технологическое присоединение к сетям центрального теплоснабжения, но предпочитает использовать автономные котельные. Это достаточно большой вклад в загрязнение атмосферного воздуха в Улан-Удэ, и он не учитывается в официальной статистике. На решение этой проблемы и направлены поправки в республиканский закон. Закон запретит бизнесу, у кого есть подключение к центральному отоплению, с 15 сентября по 15 мая календарного года топить каменным, бурым углем и дровами, но это пока только в будущем.

III. Влияние загрязнения атмосферного воздуха на организм человека.

Загрязнение атмосферного воздуха является одной из основных причин смертности и заболеваемости во всем мире. Его последствия для здоровья варьируются от роста числа госпитализаций и помещения в отделения неотложной помощи до повышенного риска преждевременной смерти. По оценкам, во всем мире с загрязнением атмосферного воздуха связано около 4.2 миллионов случаев преждевременной смерти, главным образом, от болезней сердца, инсульта, хронической болезни легких, рака легких и острых респираторных инфекций у детей.

Во всем мире на долю загрязнения атмосферного воздуха приходится:

29% всех случаев болезни и смерти от рака легких;

17% всех случаев болезни и смерти от острых инфекций нижних дыхательных путей;

24% всех случаев смерти от инсульта;

25% всех случаев болезни и смерти от ишемической болезни сердца;

43% всех случаев болезни и смерти от хронической болезни легких.

К загрязняющим веществам относятся твердые частицы (ТЧ), озон (O3), диоксид азота (NO2) и диоксид серы (SO2).

Особенно обширная литература посвящена риску для здоровья, который представляют твердые частицы диаметром менее 10 и 2,5 мкм (ТЧ10 и ТЧ 2,5). Твердые частицы могут проникать глубоко в дыхательные пути, оттуда попадать в кровоток и оказывать негативное воздействие на сердце, сосуды головного мозга и дыхательную систему. В 2013 г. Международное агентство по изучению рака (МАИР) ВОЗ классифицировала их как одну из причин рака легких. Их концентрация также является наиболее широко используемым показателем для оценки воздействия загрязнения атмосферного воздуха на здоровье человека.

У детей и взрослых как краткосрочное, так и долгосрочное воздействие загрязнения атмосферного воздуха может привести к снижению легочной функции, респираторным инфекциям и осложнениям астмы. Воздействие загрязнения атмосферного воздуха на матерей приводит к неблагоприятным исходам родов, таким как низкая масса тела при рождении, недоношенность и рождение детей, маленьких для гестационного возраста. Появляются новые данные о том, что загрязнение атмосферного воздуха может способствовать развитию диабета и нарушать развитие нервной системы у детей. В имеющейся на сегодня литературе нет точных количественных оценок причинно-следственной связи между загрязнением атмосферного воздуха и показателями смертности и инвалидности от многих из описанных выше состояний и заболеваний. Поэтому по мере появления новых доказательных данных оценка бремени заболеваемости, связанного с загрязнением атмосферного воздуха, как ожидается, будет пересматриваться в сторону существенного увеличения.

IV.Датчики измерения воздуха

В рамках гранта WWF в прошлом году началась реализация проекта по мониторингу атмосферного воздуха в столице Улан-Удэ. Это было сделано для того, чтобы комплексно и эффективно подойти к решению проблемы загрязненности воздуха, чтобы знать, где, в каком районе города, какое качество воздуха.

Мониторингом качества воздуха в Улан-Удэ занимается Росгидромет. У Росгидромета в столице Бурятии три поста в центре Улан-Удэ. Понятно, что на сегодня таких данных недостаточно, чтобы судить о состоянии воздуха в отдаленных микрорайонах. Для того, чтобы все жители города могли видеть в режиме реального времени, что происходит с воздухом в г. Улан-Удэ, была запущена сеть датчиков измерения качества воздуха. Сеть дает наглядные показатели индекса качества воздуха на интерактивной карте проекта на сайте baikal20.ru. Улан-Удэ стал вторым в России городом, после Красноярска, создавшим Общественный мониторинг качества воздуха.

Датчики представляют собой небольшую коробочку со спецоборудованием (приложение 1). Это лазерная технология, которая считывает микрочастицы в воздухе для выявления их концентрации с позиции рекомендаций Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). В отличие от сети Росгидромета, на сайте baikal20.ru можно получить представление не только о том, чем мы дышим, а главное, кто и что является источниками загрязнения.

Прибор измеряет PM10, СО2, PM2.5:

- PM10 – это частицы того или иного вещества диаметром от 10 мкм и менее,

- СО2 – углекислый газ,

- PM2.5 – это частицы вещества диаметром 2.5 мкм и менее.

Массовая концентрация РМ 2.5 является ключевым параметром для оценки качества воздуха и его угрозы для здоровья человека. По нормам ВОЗ среднегодовой уровень РМ 2.5 должен составлять не больше 10 мкг/м3, а среднесуточный уровень не больше 25 мкг/м3.

Точки размещения датчиков:

1. улица Трубачеева (на основной трассе) с пересечением ул. Сахьяновой.

2. станция Дивизионная, в районе ул. Акмолинская.

3. пос. Восточный.

4. пос. Исток, в районе ул. Покровская.

5. Бурвод, в районе ул. Кабанская.

6. пос. Стеклозавод, в районе ул. Керамическая.

7. пос. Солдатский, в районе ул. Михалева.

8. пос. Шишковка, в районе ул. Лысогорская.

9. Левый берег, в районе ул. Иволгинская.

10. пос. Орешкова, в районе ул. Целинная.

11. пос. Загорск, в районе ул. Гарнаева.

12. пос. Энергетик.

13. п. Мясокомбинат.

14. проспект Автомобилистов, в средней его части.

15. пос. Новая Комушка.

16. ул. Революции 1905 г.

17. ул. Шаляпина.

18. пос. Сотниково.

19. ул. Бабушкина.

20. пос. Силикатный.

На сайте, можно увидеть метки, находящиеся в местах расположения датчиков. Черные метки – режим «черного неба», ярко свидетельствующие о том, что в этих локациях ужасающее состояние воздуха. Лучше не покидать жилье и пользоваться очистителем воздуха. Фиолетовый цвет – воздух опасен для всех, красный – опасен для чувствительных групп населения, желтый и зеленый, соответственно, удовлетворительное и хорошее состояние атмосферного воздуха. То есть такая сеть в Бурятии информирует жителей столицы, когда они реально подвергаются опасности, когда загрязненный воздух угрожает здоровью граждан и когда постоянно находятся под вредным воздействием.

IV.Практическая часть

Цель работы: Определение качества атмосферного воздуха в городе Улан-Удэ.

Объект исследования: Воздух города Улан-Удэ.

1.Для определения загрязненности атмосферного воздуха города Улан-Удэ проведен мониторинг со снятием данных датчиков за определенное время (с начала отопительного сезона).

Ход работы:

1. В июне 2020 года в столице Республики Бурятия началась установка датчиков контроля загрязнения воздуха твердыми частицами. Тестовая эксплуатация новой общественной сети контроля качества воздуха завершилась к осени. Круглосуточный сбор и анализ данных начинается с октября 2020 года. По собранным данным (приложение 1) мы четко наблюдаем, что в ноябре по сравнению с октябрем заметно увеличение уровня загрязнения атмосферного воздуха – больше 200 AQI, что соответствует значению «Очень нездоровый» (приложение 3). Это связано, прежде всего, с перепадами температуры и активным отопительным сезоном, а также низкой инверсией в атмосферном воздухе, когда все выбросы загрязняющих веществ «стелются» по земле. Поэтому очень часто город заслоняет серое кольцо смога, когда дым окутывает улицы, дома.

2. В самые холодные месяцы (декабрь и январь) мониторинг индекса качества состояния атмосферного воздуха велся намного чаще. Это связано с тем, что сбор данных показал значительные выбросы загрязняющих веществ (таблица 1). Ученые БИП СО РАН объясняют, что в период азиатского антициклона с середины ноября до конца января, когда устанавливается тихая, безветренная погода над Улан-Удэ формируется воздушное «одеяло» загрязнённого воздуха. Влажный дым из труб печей и котлов остывает быстрее. Соответственно, холодный воздух с загрязняющими веществами концентрируется внизу, а сверху придавливается арктическим воздухом. Создаётся такой запирающий слой, выше которого дым проникнуть не может.

Таблица 1. Определение индекса качества состояния воздуха за период: декабрь 2020 года – январь 2021 года.

Также на интерактивной карте проекта можно увидеть источники загрязнения, их уже порядка 200. Сюда входят ТЭЦ, все муниципальные котельные, а также автономные котельные, которые отапливают магазины, различные склады, микропредприятия, производственные цеха, многочисленные СТО, частный сектор.

Дышать воздухом Улан-Удэ опасно для здоровья практически повсеместно. В исключениях (пока) – только сотые кварталы, находящиеся в относительном удалении от источников выброса и частного сектора, и еще несколько периферий. Там интегрированный показатель AQI, характеризующий концентрацию загрязняющих веществ в заданный период времени (индекс качества воздуха) за весь период наблюдения не достигал и 200 единиц. В остальных точках замера случалось разное. И если взглянуть на карту проекта 20 января 2021 года в 21.00 ч., можно увидеть, что самый грязный воздух по улице Ермаковская – индекс составлял 1263 единицы, тогда как в 110 квартале – 154 единицы (приложение 4). Вот такая разница. При этом, ВОЗ рекомендует не покидать помещение, а в помещениях желательно пользоваться приборами очистки воздуха, если концентрация загрязненных частиц больше 200 единиц. Кроме того, анализ данных (таблица 1) показал, что 15 декабря максимальная загрязненность воздуха составила 94%. В январе наблюдалось 100% загрязнение воздуха. Самый грязный воздух отмечен в границах переулка Иволгинский на Левом берегу, на улице Трубачеева возле автомобильной развязки, а также по улицам Приозерная, Гармаева, Ермаковского, Солнечная. Где-то хуже, где-то лучше. Очень часто можно было увидеть на карте черные метки – режим «черного неба», в этих местах самое ужасающее состояние воздуха. Такой общественный мониторинг и система контроля позволяет понять, насколько жители Улан-Удэ постоянно подвергаются даже не риску, а реальной опасности, что здоровье граждан постоянно находится под вредным воздействием. Если посмотреть статистику Министерства здравоохранения Республики Бурятия по онкологии, то она выросла почти в 2 раза. Кроме того, загрязнение воздуха убивает в девять раз больше людей, чем ВИЧ. Половина этих смертей приходится на ишемическую болезнь сердца и инсульт, остальное связано с раком легких.

2.Выяснить у учащихся, проживающих в частных домах, какое топливо они используют для отопления домов.

Для этого мы провели социологический опрос среди учащихся нашей школы. В нем приняло участие 122 учащихся.

Данные опроса отражены  в диаграмме (приложение 5).

Большинство учащихся (78 -64%) проживают в частных домах, 44 (36%) -в благоустроенных квартирах. Для отопления своих домов 65(83%) опрошенных  в качестве сырья для отопления используют дрова, 5(6%) –уголь, 4(5,5%) -электрическое отопление , 4(5,5%) –дрова и электрическое отопление.

Дровяные отопительные печи и камины широко распространены, они позволяют увеличить температуру в помещении, а также создают уютную обстановку. Однако сжигание древесины, угля  неизбежно связано с выделением вредных веществ в окружающую среду, которые могут вызвать серьезные проблемы со здоровьем.

Заключение

Выводы и прогноз рассматриваемой проблемы

На основе проведенного исследования можно сделать следующие выводы:

1.Столица Бурятии действительно один из самых загрязненных городов. Наглядные показатели индекса качества воздуха иногда поднимались до невероятных показателей, наблюдалась 100% загрязненность атмосферного воздуха.

2.Основными загрязнителями атмосферного воздуха являются ТЭЦ-1, на его долю приходится 33% всех выбросов, ТЭЦ-2 – 19%, Улан-Удэнский энергетический комплекс (17,5%), Улан-Удэнский авиационный завод (5%), Улан- Удэстальмост (4,4%), ЛВРЗ (2,1%), автономные источники теплоснабжения – котлы, печи частного сектора. Немалый «вклад» вносят автотранспорт и промышленные предприятия.

3.Для того, чтобы все жители города могли видеть в режиме реального времени, что происходит с воздухом в г. Улан-Удэ, была запущена сеть датчиков измерения качества воздуха. Сеть дает наглядные показатели индекса качества воздуха на интерактивной карте проекта на сайте baikal20.ru.

4. К примеру, в январе наблюдалось 100% загрязнение воздуха. Самый грязный воздух отмечен в границах переулка Иволгинский на Левом берегу, на улице Трубачеева возле автомобильной развязки, а также по улицам Приозерная, Гармаева, Ермаковского, Солнечная.

Перспективы решения данной проблемы.

Мы полагаем, что решение должно быть комплексным, прежде всего, это модернизация и перевод на газ котельных и автомобилей, газификация частного сектора.

Еще один путь снижения вредных выбросов в атмосферу – замена низкокачественного угля, которым отапливается частный сектор, на менее вредный бездымный уголь. За пять лет в Улан-Удэ количество домов с автономным теплоснабжением увеличилось в 2 с лишним раза, до 45 тысяч. Их хозяева топят печи и котлы дровами и углем низкого качества. Бездымное топливо же дает теплоотдачу почти в три раза выше, чем дрова, горит в 1,5-2 раза дольше обычного угля и выделяет гораздо меньше дыма. Также выбросы бензапирена при сгорании бездымных брикетов в 56 раз ниже, чем при сгорании каменного угля, и в 17 раз ниже, чем при сгорании дров. И когда цена бездымного угля будет сопоставимой с обычным углем, население, возможно, перейдет на экологически безопасное топливо.

Один из реальных способов снижения загрязнения атмосферного воздуха – переход на электрообогреватели. В связи с тем, что стоимость электроэнергии в Бурятии очень высокая, этот способ требует дополнительных решений на правительственном уровне.

Сейчас, на наш взгляд, самое надежное, реалистичное и доступное в финансовом плане средство защиты  и одна из действенных мер по уменьшению загрязнения атмосферного воздуха – максимальное озеленение города.

 Зеленые насаждения, древесно-кустарниковые растения обогащают окружающую среду кислородом, поглощают углекислый газ и другие вредные вещества, содержащиеся в атмосферном воздухе. Напомним, что дерево средней величины за одни сутки восстанавливает столько кислорода, сколько необходимо для дыхания трех человек! Не случайно Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) считает, что на одного горожанина требуется 50 кв. метров городских насаждений. Этого в Улан-Удэ, к большому сожалению, нет.

Зеленые насаждения улучшают микроклимат городской территории, создают «комфортные условия» для отдыха на открытом воздухе. Тень деревьев и кустарников защищает человека от избытка солнечного тепла. Роль зеленых насаждений огромная: это и снижение уровня городского шума, идеальные ветрозащитные свойства, очищение воздуха.

В перспективе хотелось бы, чтобы одним из важных направлений для решения данной

экологической  проблемы стало формирование в обществе экологического сознания, понимания людьми природы как другого живого существа, над которым нельзя властвовать без ущерба для него и себя. Экологическое обучение и воспитание в обществе должны быть поставлены на государственный уровень, проводиться с раннего детства. При любых озарениях, рождаемых разумом, и стремлениях, неизменным вектором поведения человечества должно оставаться его гармония с природой.

.

Список литературы и интернет-ресурсов

1. Конституция РФ.

2. Научно-популярный журнал «Мир Байкала» №2 (66) июнь 2020.

3. baikal20.ru

4. burpogoda.ru

5. rospotrebnadzor.ru

6.egov-buryatia.ru (Министерство природных ресурсов Бурятии,

Министерство  здравоохранения Бурятии)

7. hural-buryatia.ru

8. https://www.who.int/airpollution/ambient/health-impacts/ru/

9. https://tass.ru/obschestvo/6334996

10.https://www.who.int/ru/news-room/fact-sheets/detail/ambient-(outdoor)-air-quality-

and health

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

20 января 7.00 ч.

20 января 21.00 ч.

Приложение 5