Демонстрационный пример расчета загрязнения воздуха в  г. Воскресенске от одного предприятия.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Работа рассматривалась как имеющая в первую очередь методический характер. Поэтому выводы относятся в основном к методике расчета, с тем, чтобы их можно было использовать и в других подобных работах. Все расчеты проводились с помощью программного комплекса EHIPS, разработанного в ИКИ РАН.

Исходные данные и методика

При подготовке данных для расчета отброшен ряд несущественных источников. Имелись случаи разнобоя в данных, и тогда принималось субъективное решние о том, какие данные более надежны. Положения источников идентифицированы не по ПДВ (это оказалось невозможным), а по карте (погрешность - порядка десятков – сотни метров). Не учтены линейные и площадные источники. Отобраны только 5 наиболее существенных загрязнителей. Метеоданные взяты для Москвы, т.е. с достаточно удаленного поста, находящегося в условиях крупного города.

Все эти приближения допустимы для демонстрационного расчета, но означают, что нижеследующие цифры можно использовать только как ориентировочные.

Картосхемы, использованные в работе, взяты с сайтов свободного доступа в Интернете. Использованы также детальные планы и схемы города и территории предприятия.

Приняты следующие данные по предельно допустимым концентрациям (максимально разовым и среднесуточным). Они соответствуют цифрам, использованным в официальных расчетах ПДВ предприятия.

Таблица 1 ПДК, принятые в качестве референтных уровней для сравнения с модельными концентрациями.

Вещество NO2 SO2 NH3 Фториды Апатит
ПДК м.р. 0,085 0,5 0,2 0,02 0,1
ПДК с.с. 0,04 0,05 0,04 0,005 0,05

В части, посвященной расчету риска, использованы другие показатели токсичности веществ. Для пыли апатита это дополнительная смертность на 1000 человек населения в год, рассчитанная по соответствующему показателю для 10-микронной фракции взвешенных частиц, считая ее равной 0,55 от общей концентрации взвешенных частиц пыли апатита. Для остальных веществ это индекс опасности, рассчитанный как отношение к соответствующей референтной концентрации, рекомендуемой EPA.

Эти данные сведены в следующую таблицу.

Таблица 2 Референтные уровни для оценки риска.

Вещество NO2 SO2 NH3 Фториды Апатит
Дополнительная смертность на 1 мг/м3         0,0041
Референтная концентрация RFC 0,04 0,08 0,1 0,03  

Рисунок 1 Город Воскресенск и прилегающая часть района.

Населенные пункты, обведенные фиолетовой рамкой, были включены в территориальное разбиение на первом, оценочном этапе расчета.

Для оценки дополнительной смертности по всему городу принята цифра населения города 80 тыс. чел. (на 2000-2001 г.). Мы не располагали детализацией численности населения по территориям внутри города, которая позволила бы рассчитать популяционные риски. Имелась информация по численности населения крупнейших населенных пунктов района, но мы ее не использовали, т.к. на этапе предварительной оценки (см. ниже) выяснилось, что концентрации в этих населенных пунктах намного ниже, чем на территории города.

Расчет рассеяния проводился по методике, положенной в основу ОНД-86, с дополнениями, описанными в книге [М.Е.Берлянд. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Гидрометеоиздат. Л., 1975]. Эти дополнения позволяют учесть текущую температуру воздуха, скорость и направление ветра (но не текущую устойчивость атмосферы и высоту инверсии). Метеоданные имелись на период сентябрь 2001 – сентябрь 2002 г. с интервалом в 3 часа.

В расчетах средних значений не учитывались нулевые значения, которые получались, когда ветер дул в сторону от расчетной точки. Учет их был бы более корректен с формальной точки зрения, но практика показывает, что он хуже соответствует усреднению данных прямых измерений – возможно, за счет неучета фоновых концентраций. Во всяком случае, учет нулей еще более снизил бы все средние значения и усилил вывод об отсутствии опасности, который делается в данной работе.

EHIPS позволяет проводить расчет риска согласно рекомендациям EPA - с детальным заданием сценариев экспозиции по территориям и группам населениям, учетом дозовой нагрузки и т.д. Однако в данной работе для этого не было исходных данных.

Рисунок 2 Территориальное разбиение города для уточненного расчета (территории заключены в фиолетовую рамку). 1. Санитарно-защитная зона предприятия (круг вверху слева). 2. Северная часть города. 3. Южная часть города. 4. Прилегающая часть Воскресенского района.

Рисунок 3 Высоты основных источников выброса (максимум – красный цвет – 180 м). Рисунок 4 Основные источники выброса двуокиси азота (максимум – красный цвет – 15 г/сек).
Рисунок 5 Основные источники выброса двуокиси серы (максимум – красный цвет – 58 г/сек). Рисунок 6 Основные источники выброса аммиака (максимум – красный цвет – 3,8 г/сек).
Рисунок 7 Основные источники выброса фторидов газообразных (максимум – красный цвет – 0,9 г/сек). Рисунок 8 Основные источники выброса пыли апатита (максимум – красный цвет – 0,4 г/сек).

Оценочный расчет для ограничения рассматриваемой территории

Целью данной, предварительной части расчета было оценить, в каком радиусе прилегающий к Воскресенску район подвергается загрязнению, сравнимому по величине с загрязнением прилегающей к предприятию северной части города. После этого расчетная территория уменьшается, и проводится более детальный расчет с меньшей величиной пространственной клетки (см. в следующем разделе).

Вначале рассмотрим результаты в разрезе по загрязнителям. Сравнивается среднемесячная концентрация, усредненная по всем населенным пунктам в окрестности города, включая сам город (см. картосхемы ниже), и среднегодовая концентрация, усредненная только по северной и южной части собственно городской территории.

Рисунок 9 Помесячные средние по городу и окрестности, мг/м3.

Выводы:

  1. Среднегодовые значения по всем загрязнителям менее 0,1 ПДК с.с., а по диоксиду азота, аммиаку и фторидам газообразным – менее   0,01 ПДК с.с. Соответственно, уровни 0,1 и 0,01 ПДК используются ниже как максимальное значение для цветокодирования концентраций на картах.
  2. Сезонная динамика концентраций малосущественна по всем загрязнителям.

Рисунок 10 Среднегодовые значения по отдельным расчетным клеткам, входящим в северную часть города.

Рисунок 11 Среднегодовые значения по отдельным расчетным клеткам, входящим в южную часть города

Выводы:

  1. Имеется значительная вариация среднегодовых концентраций внутри города от ячейки к ячейке. Это вызывает необходимость более детального пространственного разбиения внутри города.
  2. Соотношения концентраций некоторых загрязнителей существенно зависят от территории. Ср., например, соотношение пыли апатита и диоксида серы на трех приведенных выше графиках.

Таблица 3 Схема цветокодирования, использованная на приводимых ниже картах.

Минимальное значение – фиолетовый цвет, максимальное – красный. Между ними цветокод линеен по значению. Черный цвет – значения ниже установленного минимума. Белый цвет – значения выше установленного максимума, либо «нет данных».

Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра Палитра

Рисунок 12 Среднегодовые концентрации диоксида азота в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,01 ПДК с.с. Населенные пункты, залитые белым, и населенные пункты, не залитые никаким цветом, не были включены в расчет из-за малости.

Рисунок 13 Среднегодовые концентрации диоксида серы в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК с.с.

Рисунок 14 Среднегодовые концентрации аммиака в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,01 ПДК с.с.

Рисунок 15 Среднегодовые концентрации пыли апатита в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК с.с.

Рисунок 16 Среднегодовые концентрации фторидов газообразных в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,01 ПДК с.с.

Выводы.

  1. По всем загрязнителям нет необходимости включать в расчет среднегодовых концентраций периферию, а только территорию г. Воскресенска.
  2. Одни загрязнители имеют более размытый пространственный паттерн (например, диоксид серы), другие – более компактный (например, пыль апатита). Различие обусловлено в первую очередь высотой и другими параметрами основных источников выброса. Для пыли апатита сказывается также коэффициент осаждения, принятый равным 3, согласно ПДВ предприятия.

Представляют интерес не только для среднегодовые концентрации, но и пиковые концентрации, соответствующие конкретным метеоусловиям, неблагоприятным для конкретной расчетной клетки. Чтобы охарактеризовать эти пики, в каждой клетке строились гистограммы расчетных концентраций за год с интервалом в 3 часа (всего около 2000 точек).

Ниже приводятся гистограммы как для населенных пунктов (левый столбец), так и для клеток, входящих в северную часть Воскресенска. В левом столбце северная и южная части г. Воскресенска рассматривались как большие клетки, т.е. бралась гистограмма по времени от средних значений по всем входящим в них клеткам. Из-за такого усреднения величина флуктуаций (ширина гистограммы) для этих двух территорий занижена по сравнению с другими.

Для сравнимости высота всех гистограмм принята равной 1000 отсчетов. Значение максимума абсциссы, естественно, разное для разных загрязнителей и соответствует абсолютному максимуму трехчасовых концентраций по всем территориям гистограммы и за весь год. Это позволяет, с одной стороны, сравнивать вариации разных загрязнителей, абстрагируясь от абсолютной величины концентрации, а с другой стороны, позволяет легко выделить территории, близко подходящие к максимуму (у их гистограмм «длинные хвосты»).

Выводы.

  1. Формы гистограмм для разных загрязнителей на одной территории аналогичны. Это естественно, т.к. вариации концентраций порождаются в первую очередь вариациями скорости и направления ветра, действующими аналогично на все загрязнители.
  2. Основной вклад в максимумы концентраций в левом столбце создают 2-3 территории, наиболее близкие к городу. Это естественно, т.к., как мы уже видели, загрязнения не распространяются далеко от предприятия.
  3. Сравнение вариаций внутри города и на периферии (левый и правый столбец) существенно зависит от загрязнителя. В одном случае размах вариаций справа и слева почти одинаков (аммиак), в другом отличается почти на порядок (пыль апатита), для остальных – примерно вдвое больше в городе, чем за его пределами. Из этого следует, что, в отличие от среднегодовых концентраций, когда мы интересуемся вариациями и пиками концентраций, нельзя отбрасывать периферийные населенные пункты разом для всех загрязнителей.

Далее мы исследуем пиковые концентрации в пространственном разрезе, представляя на картосхемах 95% квантиль гистограмм, приведенных на графиках. (Точнее, на карту выводилось среднее значение фрагмента гистограммы от 95% квантиля до абсолютного максимума по данной территории). В качестве масштаба для цветокодирования использованы уже не ПДК с.с., а ПДК м.р., как более соответствующие характерной продолжительности пиковых концентраций.

Квантиль брался только в пределах г. Воскресенска. Для периферийных территорий цвета на картах по-прежнему соответствуют среднегодовым значениям.

Рисунок 17 Диоксид азота, все территории Рисунок 18 Диоксид азота, Воскресенск – север
Рисунок 19 Диоксид серы, все территории Рисунок 20 Диоксид серы, Воскресенск – север
Рисунок 21 Аммиак, все территории Рисунок 22 Аммиак, Воскресенск – север
Рисунок 23 Фториды, все территории Рисунок 24 Фториды, Воскресенск – север
Рисунок 25 Пыль апатита, все территории Рисунок 26 Пыль апатита, Воскресенск – север

Рисунок 27 Пиковые 95% концентрации диоксида азота в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК м.р.

Рисунок 28 Пиковые 95% концентрации диоксида серы в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК м.р.

Рисунок 29 Пиковые 95% концентрации аммиака в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,01 ПДК м.р.

Рисунок 30 Пиковые 95% концентрации пыли апатита в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК м.р.

Рисунок 31 Пиковые 95% концентрации фторидов газообразных в территориальном разрезе. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК м.р. (Белая заливка южной части города –   «нет данных» - результат случайного стирания данных).

Выводы.

  1. На всех картах цветокоды сдвинулись вверх по сравнению со среднегодовыми значениями. Значит, переход от ПДК с.с. к ПДК м.р. недостаточен для компенсации перехода от среднегодовых концентраций к пиковым по уровню 95%. Для двуокиси азота и фторидов этот эффект еще примерно на порядок больше, чем для других загрязнителей, т.к. от 0,01 ПДК с.с. в качестве масштаба перешли к 0,1 ПДК м.р.
  2. По всем загрязнителям пространственный паттерн пиковых концентраций более размазан, чем для среднегодовых. Это соответствует выводам, сделанным выше по гистограммам.

Детальный расчет концентраций в пределах города

Далее используется более детальное разбиение для окрестности предприятия. В отличие от предыдущего случая, она была покрыта сплошной сеткой клеток, чтобы видеть пространственные паттерны без пропусков. Результаты территориально агрегируются в 4 указанные выше группы: СЗЗ, север без СЗЗ, юг и район без СЗЗ («Прочее»).

Вначале рассмотрим наиболее агрегированное представление результатов.

Таблица 4 Среднегодовые концентрации, мг/м3,  в разрезе по загрязнителям и территориальным группам (район – только в пределах сетки клеток).

  СЗЗ Воскресенск-север Воскресенск-юг Прочее
Азота диоксид 0.0006412 0.0005053 0.0003463 0.0003476
Аммиак 0.0001102 8.602 10-5 8.062 10-5 7.469 10-5
Апатит 0.001393 0.0003227 0.0001753 0.0001563
Серы диоксид 0.002776 0.001859 0.001527 0.001328
Фториды 0.0001274 6.054 10-5 4.008 10-5 3.696 10-5

Рисунок 32 Среднегодовые концентрации в разрезе по загрязнителям и территориальным группам (район – только в пределах сетки клеток).

Выводы.

  1. Как и следовало ожидать, для всех загрязнителей концентрации территориально упорядочены в последовательности (по убыванию) СЗЗ – север – юг – район.
  2. Отличие концентраций внутри СЗЗ от концентраций вне нее существенно зависит от загрязнителя: для пыли апатита оно значительно более выражено, чем для диоксида азота.

Ниже приводятся среднегодовые концентрации по всей сетке клеток.

Выводы.

  1. Среднегодовые пространственные паттерны для разных загрязнителей существенно различаются.
  2. Только для двуокиси серы и пыли апатита среднегодовое значение в «наихудшей» клетке равно или несколько превосходит 0,1 ПДК с.с. Таким образом, долговременные эффекты опасности не представляют нигде. Это, разумеется, еще не означает, что нет опасности от кратковременных пиковых значений.

Рисунок 33 Среднегодовые концентрации двуокиси азота на сетке клеток. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,0013 мг/м3.
Рисунок 34 Среднегодовые концентрации двуокиси серы на сетке клеток. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,0083 мг/м3. Рисунок 35 Среднегодовые концентрации аммиака на сетке клеток. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,00022 мг/м3.
Рисунок 36 Среднегодовые концентрации пыли апатита на сетке клеток. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,0049 мг/м3. Рисунок 37 Среднегодовые концентрации фторидов газообразных на сетке клеток. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,00029 мг/м3.

Далее приводится в более крупном масштабе сетка в окрестности территории предприятия, наложенная прозрачным образом на картографическую основу. (Сочетание цветов основы с цветами сетки приводит к искажению последних – для их правильной идентификации см. сетки, показанные выше).

Эти карты не содержат новой информации по сравнению с предыдущими, но позволяют произвести более точную пространственную привязку результатов.

Рисунок 38 Двуокись азота

Рисунок 39 Двуокись серы

Рисунок 40 Аммиак

Рисунок 41 Пыль апатита

Рисунок 42 Фториды газообразные

Как и в предыдущем разделе, приведем карты 95% квантиля гистограмм за год. Они отличаются от приведенных выше, т.к. уменьшился размер клетки, для которой строится гистограмма. Для ряда клеток процесс взятия квантиля приводит к тому, что в гистограмме остается только одна, максимальная точка, и такие клетки отбрасывались (на картах они пустые).

Рисунок 43 Пиковые 95% концентрации диоксида азота на детальной сетке. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,2 ПДК м.р. Рисунок 44 Пиковые 95% концентрации диоксида серы на детальной сетке. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК м.р.
Рисунок 45 Пиковые 95% концентрации пыли апатита на детальной сетке. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,2 ПДК м.р. Рисунок 46 Пиковые 95% концентрации фторидов газообразных на детальной сетке. Максимальное значение цветокода (красный цвет) – 0,1 ПДК м.р.

Выводы.

  1. Отношение расчетной концентрации к ПДК м.р. увеличилось как по сравнению со случаем более крупных клеток, так и по сравнению со среднегодовыми значениями на детальной сетке. Первое означает, что детализация сетки оправдана. Второе интерпретируется так же, как и для крупных клеток (см. выше).
  2. Даже в этом, наиболее неблагоприятном случае, и даже для загрязнителя с наибольшим отношением к ПДК м.р., последняя далеко не достигается. Можно сказать, что, с точки зрения методики, основанной на ПДК, опасность не выявлена.

Расчеты риска

Среднегодовые значения приводятся для двух типов риска: индех неканцерогенного риска по EPA и риск, отражающий ожидаемую дополнительную смертность. Второй тип риска рассчитан только для пыли апатита, первый – по сумме рисков от остальных загрязнителей.

Следующая таблица дает наиболее интегральное представление рисков.

Таблица 5 Два типа риска в разбивке по веществам, усредненные по всей сетке расчетных клеток и за год.

  Все вещества Азота диоксид Аммиак Апатит Серы диоксид Фториды
Доп. смертность на 1000 чел. в год 0.02679 - - 0.02679 - -
Риск по EPA неканцерогенный 0.03799 0.0115 0.0008789 - 0.02341 0.002208

Таблица 6 Риск по EPA в разбивке по веществам и зонам города.

  Все вещества Азота диоксид Аммиак Апатит Серы диоксид Фториды
Все 0.03799 0.0115 0.0008789 - 0.02341 0.002208
СЗЗ 0.05607 0.01603 0.001102 - 0.0347 0.004248
Воскресенск-север 0.03875 0.01263 0.0008602 - 0.02323 0.002018
Воскресенск-юг 0.02989 0.008656 0.0008062 - 0.01909 0.001336
Прочее 0.02727 0.00869 0.0007469 - 0.0166 0.001232

Таблица 7 Дополнительная смертность на 1000 чел. в год в разбивке по веществам и зонам города.

  Все вещества Азота диоксид Аммиак Апатит Серы диоксид Фториды
Все 0.02679 - - 0.02679 - -
СЗЗ 0.0729 - - 0.0729 - -
Воскресенск-север0.01689 - - 0.01689 - -
Воскресенск-юг 0.009174 - - 0.009174 - -
Прочее 0.008179 - - 0.008179 - -

Вывод. В целом за год ни по городу, ни по его отдельным зонам суммарный по всем загрязнителям индекс опасности по EPA не подходит к критическому значению – единице. Что касается дополнительной смертности, ее суммарное значение по жилым зонам города – 0,027 на 1000 населения в год – соответствует примерно 2 дополнительным случаям смерти в год для всего населения города. Насколько такой уровень опасен – вопрос критериев.

Теперь рассмотрим более детальное разбиение показателей риска по пространству и времени, чтобы определить, нет ли опасности для отдельных моментов или территорий. Для быстрой оценки того, насколько детализация влияет на выводы, приведем аналоги построенных выше таблиц, где приведены не средние, а абсолютные максимумы по клеткам в пределах зоны (с усреднением за год). Максимумы по времени для «почасовых» рисков не приведены, т.к. эта величина не имеет четкого физического смысла.

Таблица 8 Максимум риска по территориям, среднее по времени.   Индех риска по EPA.

  Все вещества Азота диоксид Аммиак Апатит Серы диоксид Фториды
Все 0.1474 0.03161 0.002242 - 0.104 0.009639
СЗЗ 0.1474 0.03161 0.002242 - 0.104 0.009639
Воскресенск-север 0.08915 0.03098 0.002073 - 0.05108 0.00502
Воскресенск-юг 0.05043 0.01519 0.001299 - 0.03131 0.002623
Прочее 0.07761 0.02492 0.001882 - 0.04681 0.004

Таблица 9 Максимум риска по территориям, среднее по времени.  Дополнительная смертность.

  Все вещества Азота диоксид Аммиак Апатит Серы диоксид Фториды
Все 0.2555 - - 0.2555 - -
СЗЗ 0.2555 - - 0.2555 - -
Воскресенск-север 0.06501 - - 0.06501 - -
Воскресенск-юг 0.02686 - - 0.02686 - -
Прочее 0.0564 - - 0.0564 - -

Вывод. В наихудшей клетке каждой зоны среднее за год значение риска в несколько раз больше, чем в среднем по зоне. Однако и этого недостаточно, чтобы риск перешел порог опасности (по крайней мере, для индекса опасности по EPA).

Нижеследующие данные дают максимальный риск по времени, но не для почасовых, а для среднесуточных концентраций. Только среднесуточные концентрации можно сравнивать с теми референтными уровнями, которые дает Таблица 2 .

Далее мы не приводим риски в разбивке по отдельным загрязнителям, так как это, в сущности, та же информация, которая  приведена выше для концентраций. Вместо этого будем использовать разбивку по месяцам и зонам города для интегрального риска по всем загрязнителям. Строго говоря, для дополнительной смертности максимумы даже и среднесуточных рисков не имеют самостоятельного смысла, а только отражают динамику формирования пожизненного риска.

Таблица 10 Таблица помесячных максимумов и годового максимума риска по EPA, рассчитанного по среднесуточным концентрациям. Усреднено по клеткам в пределах каждой зоны.

  Все СЗЗ Воскресенск-север Воскресенск-юг Прочее
Год 0.394 0.5787 0.4863 0.2466 0.2643
09/2001 0.174 0.2325 0.209 0.1268 0.1279
10/2001 0.166 0.2094 0.2205 0.1047 0.1292
11/2001 0.1946 0.272 0.2289 0.1364 0.1411
12/2001 0.237 0.3397 0.3131 0.1331 0.1622
01/2002 0.1951 0.2955 0.1518 0.1607 0.1725
02/2002 0.2145 0.3074 0.2238 0.1601 0.1666
03/2002 0.3199 0.4853 0.3784 0.2174 0.1983
04/2002 0.2314 0.3403 0.2199 0.2062 0.1594
05/2002 0.2695 0.3569 0.3581 0.221 0.1421
06/2002 0.2876 0.4063 0.339 0.2242 0.1808
07/2002 0.2319 0.3678 0.2285 0.1382 0.1932
08/2002 0.1957 0.2599 0.2692 0.106 0.1476
09/2002 0.1912 0.2537 0.2729 0.1149 0.1232
10/2002 0.1649 0.2389 0.2246 0.07794 0.1182

Из-за наличия усреднения по клеткам, годовой максимум не обязан совпадать с каким-либо из месячных максимумов, а несколько больше.

Для оценки внутрисуточной изменчивости приведем также максимумы почасовых «индексов риска». Они, строго говоря, не имеют количественного смысла, поскольку референтные уровни, по которым они рассчитаны, подразумевают достаточно длительную экспозицию.  

Таблица 11 Таблица помесячных максимумов и годового максимума риска по EPA, рассчитанного по почасовым концентрациям. Усреднено по клеткам в пределах каждой зоны.

  Все СЗЗ Воскресенск-север Воскресенск-юг Прочее
Год 0.4966 0.7217 0.6205 0.3166 0.3278
09/2001 0.4016 0.5347 0.4944 0.2976 0.2797
10/2001 0.4159 0.5737 0.5062 0.2931 0.2907
11/2001 0.4325 0.607 0.5354 0.2832 0.3042
12/2001 0.4276 0.6283 0.4974 0.2935 0.2912
01/2002 0.3798 0.5766 0.3394 0.3064 0.2968
02/2002 0.452 0.6627 0.5231 0.3108 0.3116
03/2002 0.4545 0.6905 0.5183 0.3049 0.3044
04/2002 0.4011 0.6036 0.4036 0.3105 0.2867
05/2002 0.4343 0.6107 0.5257 0.308 0.2926
06/2002 0.4202 0.6036 0.4915 0.2958 0.2898
07/2002 0.4156 0.5755 0.4973 0.2954 0.2942
08/2002 0.4277 0.5849 0.5318 0.2967 0.2977
09/2002 0.4235 0.5663 0.5417 0.2929 0.293
10/2002 0.3997 0.56 0.4817 0.2743 0.2829

Вывод. Неравномерность временного хода индекса риска значительно (в разы) больше, чем неравномерность территориального хода. Основная часть этой неравномерности создается изменчивостью внутри месяца, но есть и заметные сезонные различия (от месяца к месяцу). Последние существенны для максимума среднесуточных рисков, максимум же почасовых «рисков» практически постоянен от месяца к месяцу.

Наконец, рассмотрим картину рисков с учетом совместной, как пространственной, так и временной изменчивости. Для этого построим карты максимального за год значения среднесуточного риска. Мы не приводим аналогичные карты для среднегодовых значений, т.к., как мы видели выше, они малы, и их пространственная изменчивость не представляет особого интереса.

Рисунок 47 Карта годового максимума риска, рассчитанного по среднесуточным концентрациям. Риск по EPA. Сумма по всем веществам. Максимальное значение (красный цвет) равно 1.

Рисунок 48 Карта годового максимума риска, рассчитанного по среднесуточным концентрациям. Дополнительная смертность на 1000 чел. Сумма по всем веществам. Максимальное значение (красный цвет) равно 1,5 случаев в год, если бы концентрация всегда была равна максимальной.

Вывод. Существует комбинация «наихудшая клетка – наихудшие сутки», для которой индекс суммарного риска по всем загрязнителям превышает порог опасности – единицу. Однако, во-первых, это превышение незначительно, а во-вторых, оно имеет место только внутри санитарно-защитной зоны предприятия. В жилых районах города такого превышения нет. Аналогичная ситуация и для дополнительной смертности, с той разницей, что для нее нельзя говорить о каком-либо «пороге», поскольку таковой не установлен официально.

В заключение рассмотрим совместную пространственно-временную изменчивость в несколько другом разрезе – как сравнение территорий по годовым гистограммам среднесуточных рисков на данной территории.

Рисунок 49 Гистограммы риска по EPA, рассчитанного по среднесуточным концентрациям. Каждая гистограмма строилась для среднего значения по всем клеткам данной зоны на данную дату.

График

Рисунок 50 Гистограммы риска по EPA, рассчитанного по среднесуточным концентрациям. Для клеток внутри СЗЗ.

Рисунок 51 Гистограммы риска по EPA, рассчитанного по среднесуточным концентрациям. Для клеток внутри северной зоны города.

Рисунок 52 Гистограммы риска по EPA, рассчитанного по среднесуточным концентрациям. Для клеток внутри южной зоны города.

Выводы.

  1. Индекс риска, превышающий порог, формируется всего одной клеткой внутри СЗЗ, и это превышение является не однократным, а систематическим. Остальные клетки СЗЗ, а тем более других зон, имеют значительно менее длинные «хвосты» гистограмм.
  2. В отличие от ситуации в СЗЗ, клетки в других зонах города имеют сравнимую ширину гистограмм, так что временной максимум опасности в этих зонах не сосредоточен территориально.

Общий вывод о наличии опасности

Вывод по концентрациям.

Ни среднегодовые значения, ни пиковые среднесуточные значения, ни пиковые разовые значения концентраций отдельных загрязнителей не представляют опасности по отношению к соответствующим ПДК (соответственно, среднесуточной для первых двух и максимально разовой – для третьего). Этот вывод верен не только в среднем по территориям города, но и для любой расчетной клетки, в т.ч. находящихся внутри санитарно-защитной зоны предприятия.

Вывод по рискам.

С точки зрения индекса опасности EPA, суммарный индекс по всем загрязнителям превышается только в одной клетке, находящейся внутри санитарно-защитной зоны предприятия, и только в течение нескольких дней в году. Добавочная годовая смертность от пыли апатита составляет 2 случая в год на весь город.

Напомним, что в расчетные средние не включались нули, как некоторый способ учета фоновых концентраций. Их учет не повлиял бы на все цифры по максимальным значениям, а все средние уменьшил бы, так что сделанные выше выводы об отсутствии опасности остаются в силе.