Выбросы загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных и передвижных источников

Как показывает анализ статистических данных по выбросам [1], количество выбросов в атмосферу от стационарных и передвижных источников в течение последних 10 лет в России почти не меняется. Из 31270 тысяч тонн выбросов в 2015 году, доля стационарных источников в общем объеме загрязняющих веществ составила 55,3%, что меньше, чем в 2012 году (60,5%) или 2013 (57,5%) и 2014 годах (55,9%). Наблюдаемая тенденция объясняется растущим вкладом выбросов от автомобильного и железнодорожного транспорта.

По данным Росстата [26], объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в России в 2016 году составил 31,6 млн. т: 17,3 млн т выброшено стационарными источниками и 14,3 млн. т. —передвижными источниками (автомобильным и железнодорожным транспортом).Основная масса выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от стационарных источников приходится на регионы России с высоким уровнем промышленного производства: около 70% — на Сибирь, Поволжье и Урал. Наибольший объем выбросов в 2016 году пришелся на развитые регионы, особенно с развитой обрабатывающей промышленностью. Агропромышленные регионы снижают выбросы. Финансово-экономические центры и менее развитые регионы в сумме дали менее 5% всех выбросов в стране.

 Стационарные источники

Согласно данным статистики [27,28], всего в 2015 году зафиксировано 17,3 млн. тонн выбросов от стационарных источников (214 кг на душу населения). Из них 27,5% приходится на добычу полезных ископаемых, 34,5% - на обрабатывающие производства и 21,2% на производство и распределение электроэнергии, газа и воды.

К наиболее распространенным веществам, загрязняющим атмосферу, относят твердые, газообразные (SO₂, CO, окислы азота (NO_X)), а также летучие органические соединения (ЛОС). Доля этих соединений в выбросах по различным видам экономической деятельности приведена на рисунке 1.13.

Рис 1.13. Выбросы загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников, по видам экономической деятельности в 2015 г (в процентах). Содержание оксидов азота приведено в пересчете на NO₂ [1].

 

Таблица 1.7. Выбросы специфических загрязняющих атмосферу веществ 1 и 2 классов опасности, отходящих от стационарных источников (2015 г.) [1].*

 

Вещества 1 класса опасности	Вещество	Количество, тонн
	Ртуть (Ртуть металлическая)	4,4
	Свинец и его неорганические соединения (в пересчете на свинец)	86,5
	Хром шестивалентный	103,2
	Бенз(а)пирен (3,4-Бензпирен)	34,6
Вещества 2 класса опасности	Марганец и его соединения (в пересчете на марганца (IV) оксид)	870
	Медь оксид (Меди оксид) (в пересчете на медь)	1451
	Формальдегид	3385
	Дигидросульфид (Сероводород)	9418
	Гидроксибензол (Фенол)	1281
	Фтористые газообразные соединения – гидрофторид, кремний тетрафторид (Фтористые соединения газообразные (фтористый водород, четырехфтористый кремний)] (в пересчете на фтор)	3770

* Предельно допустимые концентрации (ПДК) загрязняющих веществ в атмосферном воздухе городских и сельских поселений приведены в Приложении 2.

Как показывают диаграммы рисунка 1.13., наибольший вклад в загрязнение воздуха дают оксиды азота, оксид углерода, и выбросы диоксида серы, которые наиболее значительны в обрабатывающих производствах и производстве и распределении электроэнергии, газа и воды. Содержание прочих газообразных и жидких веществ во всех случаях составляет менее 1%.   Загрязнение атмосферы твердыми веществами (22%) и углеводородами (25,4%, включая летучие органические вещества) наиболее значительно при производстве и распределении электроэнергии, газа и воды.Содержание SO₂ -30,2%, а в обрабатывающих производствах – 43,1%.

Помимо перечисленных выше, наиболее распространенных веществ, в выбросах от стационарных источников отмечены и вещества, относящиеся к 1 и 2 классу опасности. (таблица 1.7). Их общее количество составляет около 0,1% от общего количества выбросов (17,3 млн. тонн).

Статистические данные по улавливанию и использованию (утилизации) загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников, приведены в таблице 1.8. для трех видов экономической деятельности, дающихосновной вклад в загрязнение атмосферы [1]. Всего в 2015 году обезврежено 52,0 млн. т. веществ, что составляет 75% от общего количества образовавшихся загрязняющих веществ. Из них 52,4 % было утилизировано.

Из Таблицы 1.8 виден высокий процент утилизации выбросов в области добычи полезных ископаемых, и очень низкий – в производстве и распределении электроэнергии, газа и воды. Сопоставление этих данных с данными рисунка 1.13 показывает, что различную степень утилизации веществ нельзя объяснить их различным составом. Скорее это связано с организационными, финансовыми и техническими проблемами.

 

Таблица 1.8. Улавливание и использование (утилизация) загрязняющих атмосферу веществ, отходящих от стационарных источников по некоторым видам экономической деятельности.

Использовано (утилизировано) загрязняющих веществ в % от общего количества уловленных и обезвреженных загрязняющих веществ	Вид экономической деятельности	Уловлено и обезврежено загрязняющих веществ в % от общего количества загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников
91,8	Добыча полезных ископаемых	40,3
81,6	Обрабатывающие производства	82,0
7,7	Производство и распределение электроэнергии, газа и воды	84,9
52,4	Всего	75,0

 

Среди мероприятий по уменьшению выбросов проводятся следующие: совершенствование технологических процессов, ввод в эксплуатацию новых очистных установок, повышение эффективности действующих очистных установок, ликвидация источников загрязнения. 

 Передвижные источники

Из всех искусственных источников загрязнения атмосферы автомобильный транспорт считается самым опасным. В 2016 году в России выбросы от автомобилей превысили 14 млн. тонн, что связано с выбросами от транспортных средств, которые за 2010–2016 годы выросли на 8,2% (в том числе за счет начала учета железнодорожного транспорта в статистике). Это произошло за счет автомобильного бума: по данным Росстата, в 2010–2016 годах число только легковых автомобилей в России увеличилось на 31,5%, превысив в 2016 году 45,2 млн. шт., а грузовых (включая пикапы) на 16,4%, достигнув 6,3 млн. шт. В результате доля транспорта в общем объеме выбросов загрязняющих веществ в атмосферу в России возрастает.

Лидерами по объему выбросов являются Москва и Московская область (Таблица 1.9.). При этом удельные выбросы в Москве, как и в Санкт-Петербурге, ниже среднероссийского уровня (79 и 85 кг/чел. соответственно против 96 кг/чел. в среднем по стране) [28].

Структура выбросов от передвижных источников по данным на 2015 год приведена на рисунке 1.14, из которого видно, что основным загрязняющим веществом является угарный газ.

 

Таблица 1.9. Удельные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автомобильного транспорта в 2016 г. в некоторых регионах [27].

 

Регион	Объем выбросов, тыс. тонн	Удельные выбросы, (кг/чел.)
Москва	975	79
Московская обл	774	105
Краснодарский край	562	101
Ростовская обл.	458	108
Республика Башкортостан	458	112
Санкт-Петербург	448	85
Свердловская обл.	428	99
Всего	1405	96

 

 

.

Рис.1.14. Состав выбросов в атмосферу от передвижных источников в России [1]. ЛОС – летучие окисляемые соединения.

Кроме приведенных на рисунке соединений, в выбросах присутствуют соединения свинца (0,1%), относящиеся к 1 классу опасности.

Что делать? Для снижения загрязняющего эффекта от автомобильного транспорта предлагают несколько путей [29-31]:

1. Совершенствование моделей двигателей и уменьшение корпусов автомобилей с целью минимизации потребления ими топлива.

2. Использование экологичных видов топлива (природного газа, водорода, этилового спирта и прочих разновидностей "зелёного бензина").

3. Использование разнообразных систем обеззараживания отходящих газовых выбросов продуктов сгорания, основанных на применении известных методов очистки газовых выбросов. Подробнее об этом в [29-31]

На рисунке 1.15.приведено число городов со среднегодовой концентрацией загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, превышающей 1 ПДК. За период с 2011 по 2015 гг. количество городов, где средние за год концентрации какой-либо примеси превышают 1 ПДК, снизилось на 57, что обусловлено повышением в 2014 году по сравнению с прежним среднесуточным значением ПДК (ПДКс.с.) формальдегида более чем в 3 раза. Если учитывать прежние ПДК формальдегида, то количество городов, где средние концентрации какой-либо примеси превышают 1 ПДК, в 2015 году составило бы 194 вместо 147, т.е. уменьшилось лишь на 10 городов за последние пять лет [1]. (Рис.1.15.)

 

Рис. 1.15. Число городов со среднегодовой концентрацией загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, превышающей 1ПДК. 1- Число городов, где проводилось наблюдение за качеством воздуха 2- Число городов, где среднегодовые концентрации одного или нескольких веществ превышали 1 ПДК (с учетом прежней ПДК формальдегида) 3- Число городов, где среднегодовые концентрации одного или нескольких веществ превышали 1 ПДК (с учетом новой нормы ПДК формальдегида, приведенной в Приложении 2)

 

Выбросы парниковых газов

Парниковые газы - это газообразные составляющие атмосферы, как природного, так и антропогенного происхождения, которые поглощают и переизлучают инфракрасное излучение. К ним относятся диоксид углерода (СО₂), метан (СН₄), закись азота (N₂O), гидрофторуглероды (ГФУ), перфторуглероды (ПФУ), гексафторид серы (SF₆) и некоторые другие газы [26-28].

Выбросы означают эмиссию парниковых газов и/или их прекурсоров в атмосферу над конкретным районом и за конкретный период времени. При классификации выбросов парниковых газов по секторам и видам деятельности использовалась пересмотренная классификация, принятая Межправительственной группой экспертов по изменению климата и одобренная для применения Рамочной Конвенцией ООН об изменении климата. Согласно этой классификации, к сектору «Энергетика» отнесены – независимо от того в каких отраслях экономики они происходят, – выбросы от сжигания всех видов ископаемого топлива, а также от процессов, приводящих к утечкам и технологическим выбросам газообразных топливных продуктов в атмосферу [26,27]. Выбросы от ископаемого топлива относятся к другим секторам, если топливо используется как сырье или материал в процессах, не связанных с получением энергии.

Парниковые газы ведут к глобальному потеплению, загрязняющие вещества неблагоприятно влияют на здоровье населения. Согласно международному научному и политическому консенсусу основная причина происходящих на планете климатических изменений — повышения среднегодовой температуры атмосферы, — заключается в усилении парникового эффекта из-за увеличения содержания в атмосфере «парниковых газов». К ним относятся, прежде всего, углекислый газ, метан (таблица 1.10), увеличение концентрации которых в атмосфере, в свою очередь, обусловлено интенсификацией сжигания угля, нефти, газа и других ископаемых видов углеродосодержащего топлива в последние десятилетия. Для совокупной оценки парниковых газов их выбросы пересчитываются в эквивалент диоксида углерода (CO₂–эквивалент).

Таблица 1.10. Структура парниковых газов в России (2015 г.*) [26].

Парниковые газы	млн. т. СО2- экв.	доля, %
Всего	2651,2	100,0
диоксид углерода (СО2)	1670,8	63,02
метан (СН4)	864,1	32,59
закись азота (N2O)	90,4	3,41
гидрофторуглероды (HFC)	21,2	0,80
перфторуглероды (PFC)	3,6	0,14
гексафторид серы (SF6)	1,1	0,04

* Без учета выбросов и поглощения парниковых газов, связанных с землепользованием и лесным хозяйством.

Проблема усугубляется тем, что CO₂ и другие парниковые газы накапливаются, чем принципиально отличаются от водяного пара, который попадает в атмосферу в больших объемах, но не задерживается там. Даже при полном прекращении выбросов парниковых газов температура на планете повышалась бы еще десятилетиями. В отличие от загрязняющих веществ парниковые газы попадают в атмосферу и без влияния деятельности человека, но антропогенное воздействие сильно увеличивает их объем и производимый парниковый эффект.

На рисунке 1.16. приведены данные по выбросам парниковых газов по секторам экономики в Российской Федерации без учета землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства (ЗИЗЛХ) [27]. В этом секторе экономики количество парниковых выбросов - отрицательная величина за счет их  поглощения.

Рис. 1.16. Выбросы парниковых газов по секторам экономики (2015 г. [27])

 

В 2015 году она составила -0,52 млн. тонн, обеспечивая, таким образом, снижение общего количества выбросов. Как видно из рисунка 1.16., в 2015 году почти 83% всех выбросов парниковых газов в России без учета (ЗИЗЛХ) относились к энергетическому сектору. Выбросы, относящиеся к энергетическому сектору, обусловлены добычей, первичной переработкой, транспортировкой и использованием природного топлива (нефть, природный и нефтяной попутный газы, уголь, торф и др.) и продуктов его переработки. На долю сжигания топлива в 2015 году приходилось 65,1% всех выбросов в энергетическом секторе.

На долю промышленности и сельского хозяйства приходится около 8% и 5% от общего количества всех выбросов парниковых газов; на долю отходов –4,3%.

В 2000–2015 годах объем выбросов парниковых газов от промышленности вырос на 6%, от сельского хозяйства – на 13,5%, от энергетического сектора – на 19%. Возрос объем выбросов парниковых газов от отходов на 44%. В целом, динамика выбросов загрязняющих веществ в России в последние годы, сильно зависит от характера роста экономики. В первой половине 2000-х гг., когда мировые цены на нефть и российская экономика росли, объем выбросов загрязняющих веществ в атмосферу увеличивался. После 2007 г. выбросы сократились на 10% на фоне замедлившегося роста промышленности страны и нестабильности мировых цен на нефть.

Такое значительное снижение выбросов связано как с системными мероприятиями, так и с реструктуризацией в металлургии и других отраслях экономики. Российские компании выводили старые "грязные" производства, закрывали предприятия, перемещая загрузку на более эффективные активы с меньшими выбросами. Дальнейшее улучшение экологической обстановки потребует инвестиций и новых технологий [28].

По сравнению с 1990 годом — базовым годом Рамочной конвенции по изменению климата ООН (РКИК ООН) и Киотского протокола — совокупные выбросы в России значительно снизились: на 45,7% с учетом сектора землепользования, изменений в землепользовании и лесного хозяйства, и на 29,6% — без его учета [27,31,32].

В последние годы в России принят ряд Федеральных и региональных программ, направленных на улучшение экологии [26].