Статья посвящена анализу концентрации вредных веществ в атмосфере и их воздействие на человека и окружающую среду. Результаты данного исследования могут оказать влияние на градостроительные решения, направленные на улучшение экологической ситуации в городе.
Ключевые слова: городская застройка, высотные здания, качество воздуха, вредные вещества, экология города, градостроительство, атмосферное загрязнение, экологическая устойчивость, транспортные выбросы, исследование атмосферы.
Загрязнение воздуха в городах является серьезной проблемой, влияющей на общественные ресурсы, экосистемы и здоровье человека. Оно также представляет угрозу для общества. Высокие уровни выбросов опасных веществ в атмосферу вызваны быстрым ростом городского населения, индустриализацией и расширением использования автомобильного транспорта, все это оказывает влияние на качество воздуха. Неблагоприятные последствия включают респираторные заболевания, нарушение естественного равновесия и снижение общего уровня жизни и комфорта городских жителей. В результате становится все более важным исследовать, как высотные жилые здания влияют на уровни содержания опасных веществ в воздухе Алматы. Это исследование дает возможность разработать практические решения для снижения загрязнения воздуха и создания более устойчивой и здоровой городской среды.
В современных мегаполисах, таких как Алматы, наблюдается рост строительства высотных сооружений, что меняет структуру городского роста. Увеличение количества высотных сооружений может существенно повлиять на качество воздуха, что, в свою очередь, может повлиять на атмосферное пространство [1].
Сезонность так же оказывает влияние на концентрацию вредных веществ в воздухе. Повышение концентрации опасных соединений в воздухе создает риски для здоровья населения. Загрязнение атмосферы может вызвать многочисленные заболевания, влияющие на сердечно-сосудистую систему, дыхательную систему и другие системы организма. Таким образом, защита здоровья и благосостояния городского населения напрямую зависит от нашей способности понять, как высотные здания влияют на качество воздуха.
Поскольку взвешенные частицы PM-2,5 могут глубоко проникать в дыхательную систему, их диаметр менее 2,5 мкм делает их особенно важными для здоровья человека. Различные группы загрязняющих веществ, такие как диоксид серы, монооксид углерода и оксид азота, могут изменять атмосферу и приводить к целому ряду проблем, от острых отравлений до хронических заболеваний [2].
Целью данного исследования является тщательное изучение качества воздуха в Алматы с использованием таких показателей, как оксид азота (NOx), диоксид серы (SO2), монооксид углерода (CO) и взвешенные частицы (PM-2,5). Эти тщательно подобранные показатели показывают основные загрязнители воздуха, связанные с целым рядом источников, таких как выбросы промышленности, транспорта и жилых домов [3].
Диоксид серы (SO2), монооксид углерода (CO), оксид азота (NOx), взвешенные частицы PM-2,5 (частицы размером менее 2,5 мкм) и другие загрязняющие вещества — все это может оказывать различное воздействие на качество воздуха и, как следствие, на окружающую среду и здоровье населения.
- Взвешенные частицы PM-2.5: Воздействие: поскольку PM-2.5 может попадать в дыхательные пути, проникая глубоко в легкие, это очень вредно. Они связаны с рядом проблем со здоровьем, таких как расстройства дыхательной, сердечно-сосудистой и даже нервной систем.
- Диоксид серы (SO2): Воздействие: SO2 может вызвать раздражение кожи, глаз и дыхательных путей. Кроме того, это может усугубить ранее существовавшие респираторные заболевания. Повышенные уровни SO2 потенциально могут повлиять на атмосферные явления и качество воздуха [4].
- Оксид углерода (CO): CO является ядовитым газом, который может вызвать отравление. В чрезмерных дозах он может привести к летальному исходу, поскольку нарушает снабжение организма кислородом, что приводит к тошноте, головокружению и другим симптомам. CO является еще одним важным признаком неполного сгорания топлива, которое происходит в автомобилях.
- Оксид азота (NOx): Воздействие: NOx может влиять на качество воздуха, вызывать различные респираторные расстройства и способствовать образованию озона и твердых частиц. Из-за своего пагубного воздействия на водные и почвенные экосистемы NOx также играет определенную роль в кислотных дождях [5].
Поскольку большинство из этих загрязняющих веществ могут объединяться в смеси, ограничение их выбросов и контроль за качеством воздуха являются важнейшими задачами для охраны здоровья населения и окружающей среды. Предельные значения для этих загрязняющих веществ, как правило, устанавливаются законами штата и местными законами, и соблюдение этих требований имеет важное значение для улучшения качества воздуха.
Поскольку взвешенные частицы PM-2,5 могут глубоко проникать в дыхательную систему, их диаметр менее 2,5 мкм делает их особенно важными для здоровья человека. Различные группы загрязняющих веществ, такие как диоксид серы, монооксид углерода и оксид азота, могут изменять атмосферу и приводить к целому ряду проблем, от острых отравлений до хронических заболеваний [6].
В дополнение к измерению концентраций загрязняющих веществ, целью данного исследования является изучение переменных, влияющих на их рассеивание в атмосфере. Мы работаем над выявлением первичных источников загрязнения и предлагаем целенаправленные действия по улучшению качества воздуха, принимая во внимание географические, метеорологические и антропогенные факторы региона. Результаты исследования предоставят фундаментальную информацию для создания и применения эффективных планов контроля качества воздуха, направленных на защиту окружающей среды Алматы и здоровья людей.
Наше исследование охватывает май и октябрь, для получения более полной картины качества воздуха в Алматы, принимая во внимание различные сезонные условия и возможные источники загрязнения. Наша цель — определить потенциальные тенденции и влияние сезонных факторов на уровни загрязнения воздуха, изучив средние показатели за эти месяцы. Вообще говоря, май ознаменован более благоприятной погодой и яркими природными явлениями, такими как цветение растений и т. д.
Рис. 1. Информационный бюллетень о состоянии воздуха за май 2023 г.
Динамика повышения концентрации этих частиц в атмосфере Алматы показана на рисунке 1 — при изучении показателей взвешенных частиц PM-2,5 за май месяц 2023 года. Количество взвешенных частиц, ТЧ-2,5, неуклонно растет с ежедневными колебаниями в течение отчетного периода, который начинается 1 мая и заканчивается 31 мая.
Динамический характер уровней взвешенных частиц PM-2,5 подчеркивает важность регулярного мониторинга качества воздуха, поскольку колебания концентрации могут непосредственно влиять на окружающую среду и здоровье населения.
При анализе данных о количестве монооксида углерода (CO) в течение мая были обнаружены многочисленные признаки, отражающие динамику концентрации этого опасного вещества в атмосфере.
В течение месяца наблюдались заметные колебания уровня CO, который достигал максимума в определенные дни на уровне 1 после начала месяца на уровне 0,2. За весь месяц среднее значение составило 0,6.
Многочисленные факторы, такие как промышленные загрязнители, транспортная активность, исследуемый климат и отдельные инциденты, такие как потенциальные аварии или необычная погода, — все это может способствовать такой непредсказуемости.
Хотя среднемесячный показатель в 0,6 указывает на общую тенденцию, он также подчеркивает, насколько важно учитывать дневные и ночные колебания. Когда уровни окиси углерода превышают допустимые пределы, последствия для здоровья человека могут быть серьезными.
Концентрации оксида азота (NOx) в атмосфере значительно варьировались в течение мая, согласно анализу уровней NOx. Результаты подчеркивают динамичность изменений уровней NOx, с максимальным значением 1,1 в некоторые дни и начальной точкой 0,1.
Месячные колебания уровней NOx от 0,1 до 1,1 свидетельствуют как о суточных колебаниях, так и о разнообразии источников выбросов. Эти данные имеют решающее значение для разработки планов управления качеством воздуха и могут быть использованы в качестве основы для действий, направленных на снижение концентрации NOx в атмосфере.
Концентрация диоксида серы (SO2) в атмосфере характерно изменялась в течение мая месяца], согласно анализу уровней SO2. Данные показывают динамичную динамику уровней SO2, начиная с уровня 0,2, повышаясь до максимального значения 1,1 в середине месяца, а затем снижаясь до 0,2.
С другой стороны, в октябре погода может быть более неустойчивой, а меньшее количество зелени означает, что антропогенное загрязнение может иметь больший эффект.
Выбор средних значений дает нам общее представление о степени загрязнения воздуха в течение месяца, что особенно полезно для выявления общих закономерностей и сопоставления различных времен года.
Рис. 2. Информационный бюллетень о состоянии воздуха за октябрь 2023 г.
Анализ содержания взвешенных частиц PM-2,5 в октябре в Алматы выявил заметное повышение концентрации этого вещества в атмосфере. Статистика показывает заметное повышение уровня взвешенных частиц PM-2,5 в течение месяца, с пиковым значением 3,3 в конце октября, начав месяц с уровня 0,4, что видно на рисунке 2.
Повышение уровня взвешенных частиц PM-2,5 может негативно сказаться на здоровье человека, особенно на дыхательной и сердечно-сосудистой системах. Такие колебания концентрации вещества подчеркивают необходимость тщательного исследования и методического наблюдения, чтобы понять переменные, влияющие на качество воздуха в конкретной местности.
Согласно анализу уровней SO2, в октябре в атмосфере было обнаружено небольшое количество диоксида серы (SO2). Уровень диоксида серы в среднем за месяц составил 0,3.
Эти низкие результаты могут быть следствием строгой политики контроля выбросов и незначительного воздействия антропогенных источников загрязнения в этом районе в течение данного периода времени. Тем не менее, крайне важно следить за качеством воздуха и изучать динамику загрязнения в течение длительного периода времени, даже при сравнительно низких показателях.
Изучение количества монооксида углерода (CO) в атмосфере в октябре выявило заметные изменения в содержании этого вещества. Приведенные данные указывают на то, что уровень CO в начале месяца составлял 0,6, увеличился до 2, а затем снизился до 0,3 в конце месяца.
Такие колебания концентраций монооксида углерода подчеркивают необходимость регулярных наблюдений и расследований для более глубокого понимания переменных, влияющих на качество воздуха в конкретной местности. Эти данные могут быть полезны для будущих исследований и разработки планов по улучшению качества воздуха.
Изучение уровней оксида азота (NOx) в течение года показало заметное снижение концентрации этих соединений в атмосфере. Статистика показывает, что уровни оксида азота резко снизились в течение месяца с уровня 2,3 до 0,2.
Многочисленные причины, включая более эффективную политику сокращения выбросов, снижение транспортной активности, сдвиги в промышленной деятельности или благоприятные погодные условия, могли привести к такой существенной корректировке. Для дальнейшего регулирования качества воздуха крайне важно провести более тщательный анализ и определить причины этого снижения, даже несмотря на хорошую динамику.
Результаты изучения данных о качестве воздуха в Алматы, собранных в мае и октябре, дают важную информацию о динамике концентраций различных загрязняющих веществ в атмосфере. Вообще говоря, мониторинг показывает, насколько значительно уровни содержания монооксида углерода (CO), оксидов азота (NOx), диоксида серы (SO2) и взвешенных частиц PM-2,5 варьировались в течение рассматриваемых периодов.
Уровни взвешенных частиц ТЧ-2,5 в мае повысились, и для этого может быть целый ряд причин, включая как природные, так и техногенные источники. Однако в октябре наблюдалось заметное повышение концентрации этих частиц, что потребовало более тщательного изучения и оценки причин.
Важно помнить, что более низкие показатели содержания оксидов азота (NOx) в октябре могут свидетельствовать об улучшении выбросов из антропогенных источников. Тем не менее, постоянный мониторинг качества воздуха необходим для поддержания стабильного состояния окружающей среды даже при достижении относительно низких уровней.
Общий вывод анализа подчеркивает важность постоянного мониторинга качества воздуха и рутинной оценки эффективности стратегий сокращения выбросов.
Литература:
- Даутов Ф. Ф. Изучение здоровья населения в связи с факторами среды. — Казань: Изд-во Казан, гос. ун-та, 2020. — 117 с.
- Безуглая Э. Ю. Чем дышит промышленный город. Л., 2021. — 26 с
- Козлов А. И., Вершубская Г. Г. «Медицинская антропология коренного населения Севера России» М.: МНЭПУ, 2019 г. — 509 с
- Пинигин М. А. Охрана атмосферного воздуха. М., 2019. — 364 с.
- Шандала М. Г., Звиняцковский Я. И. Окружающая среда и здоровье населения. — Киев: Здоровье, 2018. — 152 с.
- Израэль Ю. А. Экология и контроль природной среды. — М.: Гидрометеоиздат, 2021. -528 с.
- Архиреева С. И., Онушкевич А. А. Зашита атмосферы от выбросов мартеновского производства. — М.: Металлургия, 2022. — 95 с.
