Новый отчет Всемирного Банка. Какие меры приоритетны для улучшения качества воздуха и снижения выбросов парниковых газов? Анализ c помощью модели GAINS
В июле 2022 года Всемирный Банк опубликовал отчет "Комплексное управление качеством воздуха и сокращение выбросов парниковых газов для Алматы и Нур-Султана".
Исследователи использовали «Модель взаимодействия и синергии парниковых газов и загрязнения воздуха» (GAINS).
Между парниковыми газами (которые приводят к изменению климата) и загрязняющими веществами (влияют на здоровье) существует множество взаимосвязей: например, некоторые меры, такие как энергоэффективность и возобновляемые источники энергии сокращают выбросов как парниковых газов так и загрязняющих веществ. Однако, существуют также некоторые важные различия между мерами по снижению загрязнения воздуха и по снижению парниковых газов. Например, фильтры, установленные на электростанциях, могут сократить более чем на 99 процентов загрязняющих веществ из отдельных источников, но будут способствовать потеплению климата, поскольку они требуют увеличения внутреннего использования энергии станцией для работы фильтров. Точно так же переход с биомассы на природный газ может улучшить качество воздуха, но увеличивает выбросы парниковых газов. В этой связи, в данном исследовании определены меры, которые способствуют сокращению PM2.5 и сокращению парниковых газов.
Модель показала, что использование угля является причиной 75% «экспозиции» (дозы) PM2.5 населения в Алматы и Нур-Султане. Только 15-20% «экспозиции» PM2.5 относится к транспорту.
Вклад угольных ТЭЦ в воздействие PM2.5 на население составил около 22% в Нур-Султане, а в Алматы - около 40%, что делает угольные ТЭЦ крупнейшим источником PM2.5 в Алматы.
Сжигание угля в частных домах внесло наибольший вклад в загрязнение воздуха в Нур-Султане (30%). В Алматы сжигание угля в частных домах является вторым крупным источником (25%) в общую экспозицию PM2.5.
С помощью модели GAINS определены были определены приоритетные меры для сокращения выбросов.
Cамый большой потенциал для снижения экспозиции к PM2,5 возникает в результате более эффективного и более чистого отопления жилых зданий. Это включает в себя замену использования угля в индивидуальных домах (частный сектор), а также в коммерческих и общественных зданиях на более чистое топливо за счет подключения к центральному отоплению или использования природного газа. Там, где такая замена невозможна, существующие печи и котлы должны быть заменены новым оборудованием с более высокой энергоэффективность.
Эти меры должны быть дополнены сокращением выбросов от ТЭЦ, работающих на угле (например, установка современных фильтров или строительство новой газовой электростанции).
При этом самые рентабельные меры по улучшению качества воздуха — это не то же самое, что самые рентабельные меры по снижению выбросов парниковых газов.
• Наибольшее низкозатратное снижение экспозиции к PM2,5 происходит за счет повышения эффективности систем отопления в зданиях, работающих на угле,
• Cамое крупное недорогостоящее сокращение выбросов парниковых газов обеспечивается за счет:
o (а) перехода с угля на отопление природным газом в частных домах
o (б) замены угольных ТЭЦ новыми парогазовыми установками.
В сценарии, где предполагается сокращение выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов одновременно, модель определила следующие приоритетные меры:
• (а) ускоренная замена существующих угольных печей и котлов в частных домах и коммерческих зданиях на газовые отопительные приборы или, если это невозможно по техническим или социальным причинам, на новые, более эффективные и /или более чистые отопительные приборы и системы;
• (b) модернизация распределительных сетей централизованного теплоснабжения для снижения потерь;
• (c) согласование тепловых норм новых зданий с нормами Европейского союза (ЕС).
• (d) Для централизованного производства тепла и электроэнергии - замена угольных ТЭЦ, котельных новыми газовыми электростанциями с комбинированным циклом (с хранением тепла).
В июле 2022 года Всемирный Банк опубликовал отчет "Комплексное управление качеством воздуха и сокращение выбросов парниковых газов для Алматы и Нур-Султана".
Исследователи использовали «Модель взаимодействия и синергии парниковых газов и загрязнения воздуха» (GAINS).
Между парниковыми газами (которые приводят к изменению климата) и загрязняющими веществами (влияют на здоровье) существует множество взаимосвязей: например, некоторые меры, такие как энергоэффективность и возобновляемые источники энергии сокращают выбросов как парниковых газов так и загрязняющих веществ. Однако, существуют также некоторые важные различия между мерами по снижению загрязнения воздуха и по снижению парниковых газов. Например, фильтры, установленные на электростанциях, могут сократить более чем на 99 процентов загрязняющих веществ из отдельных источников, но будут способствовать потеплению климата, поскольку они требуют увеличения внутреннего использования энергии станцией для работы фильтров. Точно так же переход с биомассы на природный газ может улучшить качество воздуха, но увеличивает выбросы парниковых газов. В этой связи, в данном исследовании определены меры, которые способствуют сокращению PM2.5 и сокращению парниковых газов.
Модель показала, что использование угля является причиной 75% «экспозиции» (дозы) PM2.5 населения в Алматы и Нур-Султане. Только 15-20% «экспозиции» PM2.5 относится к транспорту.
Вклад угольных ТЭЦ в воздействие PM2.5 на население составил около 22% в Нур-Султане, а в Алматы - около 40%, что делает угольные ТЭЦ крупнейшим источником PM2.5 в Алматы.
Сжигание угля в частных домах внесло наибольший вклад в загрязнение воздуха в Нур-Султане (30%). В Алматы сжигание угля в частных домах является вторым крупным источником (25%) в общую экспозицию PM2.5.
С помощью модели GAINS определены были определены приоритетные меры для сокращения выбросов.
Cамый большой потенциал для снижения экспозиции к PM2,5 возникает в результате более эффективного и более чистого отопления жилых зданий. Это включает в себя замену использования угля в индивидуальных домах (частный сектор), а также в коммерческих и общественных зданиях на более чистое топливо за счет подключения к центральному отоплению или использования природного газа. Там, где такая замена невозможна, существующие печи и котлы должны быть заменены новым оборудованием с более высокой энергоэффективность.
Эти меры должны быть дополнены сокращением выбросов от ТЭЦ, работающих на угле (например, установка современных фильтров или строительство новой газовой электростанции).
При этом самые рентабельные меры по улучшению качества воздуха — это не то же самое, что самые рентабельные меры по снижению выбросов парниковых газов.
• Наибольшее низкозатратное снижение экспозиции к PM2,5 происходит за счет повышения эффективности систем отопления в зданиях, работающих на угле,
• Cамое крупное недорогостоящее сокращение выбросов парниковых газов обеспечивается за счет:
o (а) перехода с угля на отопление природным газом в частных домах
o (б) замены угольных ТЭЦ новыми парогазовыми установками.
В сценарии, где предполагается сокращение выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов одновременно, модель определила следующие приоритетные меры:
• (а) ускоренная замена существующих угольных печей и котлов в частных домах и коммерческих зданиях на газовые отопительные приборы или, если это невозможно по техническим или социальным причинам, на новые, более эффективные и /или более чистые отопительные приборы и системы;
• (b) модернизация распределительных сетей централизованного теплоснабжения для снижения потерь;
• (c) согласование тепловых норм новых зданий с нормами Европейского союза (ЕС).
• (d) Для централизованного производства тепла и электроэнергии - замена угольных ТЭЦ, котельных новыми газовыми электростанциями с комбинированным циклом (с хранением тепла).
Алматинская ТЭЦ-2 НЕ планирует снижать выбросы до 2026 года
21 ноября в Алматы проведут общественные слушания по проектам «Нормативы допустимых выбросов в атмосферный воздух» для ТЭЦ-2 на 2023-2026.
По ссылке в объявлении представлен проект "Корректировка нормативов эмиссий (НДВ) объектов АО «АЛЭС» ТЭЦ-2 имени А. Жакутова города Алматы". В таблице 2.1 указаны объемы предельно-допустимых выбросов: в 2020 году ПДВ составлял 44220 тонн в год, в 2023-2024 годах 44341 тонн, в 2025-2026 годах 44325 тонн. То есть до 2026 года, Алматинская ТЭЦ-2 НЕ планирует снижать выбросы.
В документе указано: "Расчет рассеивания концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе проводился с использованием программного комплекса «Эра 2.0» при неблагоприятных метеоусловиях (опасные скорость и направление ветра) с учетом фоновых концентраций, выданных филиалом РГП «Казгидромет». Расчет проведен на границе зоны промплощадки, золоотвала, жилой зоны и на территории рабочего прямоугольника. Анализ полученных результатов показывает, что значения максимальных приземных концентраций соответствуют гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха."
Что не так с расчетом рассеивания? Во-первых, использование максимально-разовой ПДК, которые гораздо мягче среднесуточных ПДК. Об этом, мы писали ранее. (Например, максимально-разовая ПДК в Казахстане превышает среднесуточную норму ВОЗ для PM2,5 в 10 раз, для РМ10 в 6,6 раз, а для диоксида серы в 12,5 раз. Уровни “максимально-разовой ПДК” не должны применяться при определении объёмов разрешённых выбросов для предприятий, поскольку данные показатели высокие и небезопасные для здоровья, многократно выше рекомендуемых стандартов ВОЗ.)
Вместе с тем, расчеты рассеивания не учитывают самых опасных для здоровья PM2.5 и PM10. Фоновые концентрации в расчетах рассеивания были взяты из результаты мониторинга Казгидромет для NO2, SO2, CO и NO. Но данные для PM2.5 и PM10 в расчетах не учитываются.
Вместе с тем, следует отметить, что для электростанций в Казахстане созданы более мягкие условия в части плат за выбросы. Для электростанции действуют понижающие коэффициенты на ставки платы за выбросы.
"С 1 января 2022 года коммунальные предприятия и электростанции I категории, не имеющие КЭР и входящие в список пятидесяти крупнейших загрязнителей (по сумме выбросов) I категории, применяют следующие коэффициенты к ставкам платы за выбросы :
o 0,3 с 1 января 2022 года по 1 января 2025 года;
o 0,6 с 1 января 2025 г. по 1 января 2028 г.;
o 1.2 с 1 января 2028 г. по 1 января 2031 г.;
о 2.4 с 1 января 2031 года."
То есть, платы за выбросы для крупных электростанций повышаются только с 2031 года (!).
21 ноября в Алматы проведут общественные слушания по проектам «Нормативы допустимых выбросов в атмосферный воздух» для ТЭЦ-2 на 2023-2026.
По ссылке в объявлении представлен проект "Корректировка нормативов эмиссий (НДВ) объектов АО «АЛЭС» ТЭЦ-2 имени А. Жакутова города Алматы". В таблице 2.1 указаны объемы предельно-допустимых выбросов: в 2020 году ПДВ составлял 44220 тонн в год, в 2023-2024 годах 44341 тонн, в 2025-2026 годах 44325 тонн. То есть до 2026 года, Алматинская ТЭЦ-2 НЕ планирует снижать выбросы.
В документе указано: "Расчет рассеивания концентраций загрязняющих веществ в атмосферном воздухе проводился с использованием программного комплекса «Эра 2.0» при неблагоприятных метеоусловиях (опасные скорость и направление ветра) с учетом фоновых концентраций, выданных филиалом РГП «Казгидромет». Расчет проведен на границе зоны промплощадки, золоотвала, жилой зоны и на территории рабочего прямоугольника. Анализ полученных результатов показывает, что значения максимальных приземных концентраций соответствуют гигиеническим критериям качества атмосферного воздуха."
Что не так с расчетом рассеивания? Во-первых, использование максимально-разовой ПДК, которые гораздо мягче среднесуточных ПДК. Об этом, мы писали ранее. (Например, максимально-разовая ПДК в Казахстане превышает среднесуточную норму ВОЗ для PM2,5 в 10 раз, для РМ10 в 6,6 раз, а для диоксида серы в 12,5 раз. Уровни “максимально-разовой ПДК” не должны применяться при определении объёмов разрешённых выбросов для предприятий, поскольку данные показатели высокие и небезопасные для здоровья, многократно выше рекомендуемых стандартов ВОЗ.)
Вместе с тем, расчеты рассеивания не учитывают самых опасных для здоровья PM2.5 и PM10. Фоновые концентрации в расчетах рассеивания были взяты из результаты мониторинга Казгидромет для NO2, SO2, CO и NO. Но данные для PM2.5 и PM10 в расчетах не учитываются.
Вместе с тем, следует отметить, что для электростанций в Казахстане созданы более мягкие условия в части плат за выбросы. Для электростанции действуют понижающие коэффициенты на ставки платы за выбросы.
"С 1 января 2022 года коммунальные предприятия и электростанции I категории, не имеющие КЭР и входящие в список пятидесяти крупнейших загрязнителей (по сумме выбросов) I категории, применяют следующие коэффициенты к ставкам платы за выбросы :
o 0,3 с 1 января 2022 года по 1 января 2025 года;
o 0,6 с 1 января 2025 г. по 1 января 2028 г.;
o 1.2 с 1 января 2028 г. по 1 января 2031 г.;
о 2.4 с 1 января 2031 года."
То есть, платы за выбросы для крупных электростанций повышаются только с 2031 года (!).
www.gov.kz
Не состоялась, несоответствие между информацией и данными, изложенными в материалах, выносимых на общественные слушания и размещенных…
Проект «предельно-допустимых выбросов» Алматинской ТЭЦ-2 2023-2026 противоречит целям национального проекта «Жасыл Казахстан»
21 ноября в Алматы прошли общественные слушания по проекту «Нормативы допустимых выбросов в атмосферный воздух» для ТЭЦ-2 на 2023-2026. Слушания продлили на 5 дней - до тех пор, пока на все вопросы не предоставят ответы.
Во время обсуждения, представитель департамента экологии Алматы отметил, что значения «предельно-допустимых выбросов» Алматинской ТЭЦ-2 на 2023-2026 противоречат показателям «Жасыл Казахстан».
Национальный проект «Жасыл Казахстан» утвержден Постановлением Правительства Республики Казахстан от 12 октября 2021 года № 731.
В национальном проекте «Жасыл Казахстан»:
• задача №1 «Улучшение качества атмосферного воздуха»
• Показатель 1. Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, отходящих от стационарных источников в крупных городах по промышленным предприятиям
• Мероприятие 1. Принятие предприятиями мер по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
В Национальном проекте указано, что АО АЛЭС должен снизить свои выбросы с 47,6 тыс.т в 2021 году до 7,8 тыс тонн в 2025 году. В то время как в проекте «предельно-допустимых выбросов» Алматинской ТЭЦ-2 в 2025 году предполагается 44325 тыс тонн в год выбросов.
21 ноября в Алматы прошли общественные слушания по проекту «Нормативы допустимых выбросов в атмосферный воздух» для ТЭЦ-2 на 2023-2026. Слушания продлили на 5 дней - до тех пор, пока на все вопросы не предоставят ответы.
Во время обсуждения, представитель департамента экологии Алматы отметил, что значения «предельно-допустимых выбросов» Алматинской ТЭЦ-2 на 2023-2026 противоречат показателям «Жасыл Казахстан».
Национальный проект «Жасыл Казахстан» утвержден Постановлением Правительства Республики Казахстан от 12 октября 2021 года № 731.
В национальном проекте «Жасыл Казахстан»:
• задача №1 «Улучшение качества атмосферного воздуха»
• Показатель 1. Снижение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу, отходящих от стационарных источников в крупных городах по промышленным предприятиям
• Мероприятие 1. Принятие предприятиями мер по снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферу.
В Национальном проекте указано, что АО АЛЭС должен снизить свои выбросы с 47,6 тыс.т в 2021 году до 7,8 тыс тонн в 2025 году. В то время как в проекте «предельно-допустимых выбросов» Алматинской ТЭЦ-2 в 2025 году предполагается 44325 тыс тонн в год выбросов.
Качество воздуха в городе Усть-Каменогорск.
Новое исследование, опубликованное в научном журнале Atmosphere
Что можно сделать, если у вас ограниченный доступ к "последнему слову науки и техники" в плане анализа химического состава атмосферного воздуха, но имеется набор ретроспективных данных, включающий 10 индикаторных показателей, которые измерялись 4 раза в день, каждый день (кроме праздников и выходных), на протяжении 5 лет? Как воспользоваться подобными "отпечатками пальцев", и внести бОльшую ясность в вопрос - кто же всё таки вносит больший вклад в загрязнение воздуха в промышленном городе?
На этот вопрос попытались дать ответ авторы статьи Асанов и др «Spatiotemporal Patterns of Air Pollution in an Industrialised City - a Case Study of Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan», используя ГИС и статистический подходы.
Свои изыскания авторы начали применив Иерархический Кластерный Анализ, который четко позволил разделить изучаемый отрезок времени на два ясных периода - "холодные" (с сентября по март) и "теплые" (с апреля по август) сезоны, указывая на специфические особенности качества воздуха в данные промежутки времени.
Описательный анализ временных изменений выявил "грустную картину" для оксидов азота и серы, среднесуточные концентрации которых превышали установленные лимиты практически в течении всего изучаемого периода на всех наблюдательных постах в 2-3 раза; причём направления "кривых" данных графиков имели схожие тенденции и в последующем показали корреляцию на уровне 90%. Из интересного ещё можно отметить небольшое, но частое превышение показателей присутствия сероводорода и фтороводорода на протяжении обоих сезонов. Из сюрпризов - концентрации оксида углерода (II) оставались (за редким исключением) на безопасном уровне за всю историю наблюдений.
Анализ пространственных изменений "усилил подозрения" о приоритетном источнике загрязнения воздуха. Инверсионно-дистанционный метод интерполяции в Q-GIS идентифицировал эпицентр выбросов в районе северной промышленной зоны для всех исследуемых показателей. Причём для взвешенных частиц, оксидов азота и серы концентрации сохранялись примерно на одном высоком уровне на всей северо-западной части города, вне зависимости от сезонности наблюдений.
Применение Анализа Главных Компонентов (который основывается на корреляционной матрице и служит для группирования показателей, которые как правило, имеют общий источник) стало "третьим столпом" данного исследования. Ярко выраженные зависимости в "холодный" период, не столь яркие, но все же зависимости в "теплый", в совокупности с остальными применениями методами позволяют сделать следующий вывод: интенсивное использование сгораемого топлива всеми (!) пользователями (ТЭЦ, промышленность, частный сектор), в совокупности с метеорологическими условиями, является крупнейшим источником загрязнения воздуха в Усть-Каменогорске. В теплое время года же, добавляется влияние автотранспорта. Но статистически, его вклад меньше, чем влияние промышленности. И намного меньше, чем влияние сжигаемого "ископаемого топлива", так как ТЭЦ работает и летом тоже.
Данное исследование является важным, но лишь первым исследованием, помогающим в выявлении источников загрязнения в промышленных городах Казахстана. На очереди - детальное изучение химического состава атмосферного воздуха с последующим моделированием траектории движения и массопереноса загрязняющих веществ.
(Данный обзор статьи был подготовлен одним из авторов статьи Иваном Раделюк, исследователем из Торайгыров Университета)
Новое исследование, опубликованное в научном журнале Atmosphere
Что можно сделать, если у вас ограниченный доступ к "последнему слову науки и техники" в плане анализа химического состава атмосферного воздуха, но имеется набор ретроспективных данных, включающий 10 индикаторных показателей, которые измерялись 4 раза в день, каждый день (кроме праздников и выходных), на протяжении 5 лет? Как воспользоваться подобными "отпечатками пальцев", и внести бОльшую ясность в вопрос - кто же всё таки вносит больший вклад в загрязнение воздуха в промышленном городе?
На этот вопрос попытались дать ответ авторы статьи Асанов и др «Spatiotemporal Patterns of Air Pollution in an Industrialised City - a Case Study of Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan», используя ГИС и статистический подходы.
Свои изыскания авторы начали применив Иерархический Кластерный Анализ, который четко позволил разделить изучаемый отрезок времени на два ясных периода - "холодные" (с сентября по март) и "теплые" (с апреля по август) сезоны, указывая на специфические особенности качества воздуха в данные промежутки времени.
Описательный анализ временных изменений выявил "грустную картину" для оксидов азота и серы, среднесуточные концентрации которых превышали установленные лимиты практически в течении всего изучаемого периода на всех наблюдательных постах в 2-3 раза; причём направления "кривых" данных графиков имели схожие тенденции и в последующем показали корреляцию на уровне 90%. Из интересного ещё можно отметить небольшое, но частое превышение показателей присутствия сероводорода и фтороводорода на протяжении обоих сезонов. Из сюрпризов - концентрации оксида углерода (II) оставались (за редким исключением) на безопасном уровне за всю историю наблюдений.
Анализ пространственных изменений "усилил подозрения" о приоритетном источнике загрязнения воздуха. Инверсионно-дистанционный метод интерполяции в Q-GIS идентифицировал эпицентр выбросов в районе северной промышленной зоны для всех исследуемых показателей. Причём для взвешенных частиц, оксидов азота и серы концентрации сохранялись примерно на одном высоком уровне на всей северо-западной части города, вне зависимости от сезонности наблюдений.
Применение Анализа Главных Компонентов (который основывается на корреляционной матрице и служит для группирования показателей, которые как правило, имеют общий источник) стало "третьим столпом" данного исследования. Ярко выраженные зависимости в "холодный" период, не столь яркие, но все же зависимости в "теплый", в совокупности с остальными применениями методами позволяют сделать следующий вывод: интенсивное использование сгораемого топлива всеми (!) пользователями (ТЭЦ, промышленность, частный сектор), в совокупности с метеорологическими условиями, является крупнейшим источником загрязнения воздуха в Усть-Каменогорске. В теплое время года же, добавляется влияние автотранспорта. Но статистически, его вклад меньше, чем влияние промышленности. И намного меньше, чем влияние сжигаемого "ископаемого топлива", так как ТЭЦ работает и летом тоже.
Данное исследование является важным, но лишь первым исследованием, помогающим в выявлении источников загрязнения в промышленных городах Казахстана. На очереди - детальное изучение химического состава атмосферного воздуха с последующим моделированием траектории движения и массопереноса загрязняющих веществ.
(Данный обзор статьи был подготовлен одним из авторов статьи Иваном Раделюк, исследователем из Торайгыров Университета)
MDPI
Spatiotemporal Patterns of Air Pollution in an Industrialised City—A Case Study of Ust-Kamenogorsk, Kazakhstan
Air quality issues still affect the quality of life for people in industrialised cities around the world. The investigations should include the identification of the sources of the pollution and its distribution in space and time. This work is the first attempt…
Чем отличаются выбросы при сжигании различных видов топлив? Пример сжигания топлив в домохозяйствах.
Различные виды топлива при сжигании выделяют разное количество загрязняющих веществ в зависимости от вида топлива (твердое, жидкое, газообразное топливо).
Ранее мы приводили пример сравнения выбросов на электростанциях и котельных, сжигающих различные виды топлива.
Сравним выбросы при сжигании разных видов топлив (на единицу топлива) в домохозяйствах. Для этого возьмем коэффициенты выбросов из Методологии, применяемой в ЕС для инвентаризации выбросов «EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook» (уровень 1).
Во сколько раз больше выбросов при сжигании угля (на единицу топлива) по сравнению со сжиганием газа (грамм/Гдж) в домохозяйствах:
• NOx в 2 раза
• СО в 177 раз
• ЛОС в 255 раз
• SOx в 3000 раз
• PM10 в 337 раз
• PM2.5 в 332 раза.
Во сколько раз больше выбросов при сжигании угля (на единицу топлива) по сравнению со сжиганием жидкого топлива (грамм/Гдж) в домохозяйствах:
• NOx в 2 раза
• СО в 81 раз
• ЛОС в 701 раз
• SOx в 13 раз
• PM10 в 213 раз
• PM2.5 в 209 раз.
Различные виды топлива при сжигании выделяют разное количество загрязняющих веществ в зависимости от вида топлива (твердое, жидкое, газообразное топливо).
Ранее мы приводили пример сравнения выбросов на электростанциях и котельных, сжигающих различные виды топлива.
Сравним выбросы при сжигании разных видов топлив (на единицу топлива) в домохозяйствах. Для этого возьмем коэффициенты выбросов из Методологии, применяемой в ЕС для инвентаризации выбросов «EMEP/EEA air pollutant emission inventory guidebook» (уровень 1).
Во сколько раз больше выбросов при сжигании угля (на единицу топлива) по сравнению со сжиганием газа (грамм/Гдж) в домохозяйствах:
• NOx в 2 раза
• СО в 177 раз
• ЛОС в 255 раз
• SOx в 3000 раз
• PM10 в 337 раз
• PM2.5 в 332 раза.
Во сколько раз больше выбросов при сжигании угля (на единицу топлива) по сравнению со сжиганием жидкого топлива (грамм/Гдж) в домохозяйствах:
• NOx в 2 раза
• СО в 81 раз
• ЛОС в 701 раз
• SOx в 13 раз
• PM10 в 213 раз
• PM2.5 в 209 раз.
Качество воздуха в городе Алматы c 1 января 2021 г. по 15 декабря 2022 г. Анализ данных Airkaz.org
1) Различия по районам Алматы.
По данным AirKaz.org (c 1 января 2021 г. по 15 декабря 2022 г.) за неполный 2022 г. среднегодовая концентрация РМ2.5 была самой высокой в Жетысуском районе (68 мкг/м3), далее следует Турксибский район (41 мкг/м3), Бостандыкский и Наурызбайский районы (по 36 мкг/м3) и Алмалинский и Медеуский районы (по 35 мкг/м3). В 2022 году превышение годовой нормы ВОЗ (5 мкг/м3) составляло 7,0-13,6 раз в зависимости от района города. (Данные по Алатаускому и Ауэзовскому району отсутствуют за 2022 г.)
2) Различия по сезонам.
Самые высокие концентрации РМ2.5 наблюдались в зимний период. Средняя концентрация РМ2.5 в зимний период составила 83,2 мкг/м3, в то время как в летний период среднее значение концентрации РМ2.5 составляло 12,7 мкг/м3 в 2022 г. Cреднемесячная концентрация РМ2.5 в январе 2022 года (79,8 мкг/м3) в 7,2 раз превышала среднемесячную концентрацию в июне 2021 года (11,1 мкг/м3).
3) Различия с прошлым годом (2021 г.).
По сравнению с 2021 г., в 2022 г. в январе, октябре и ноябре среднемесячные концентрации РМ2.5 были ниже на 46,7, 49,5 и 80,9%, соответственно. В апреле и мае среднемесячные концентрации РМ2.5 в 2022 году были выше на 22 и 56% по сравнению с теми же месяцами 2021 года. В остальные месяцы (февраль, март, июнь, июль, август, сентябрь, декабрь), различия между 2022 и 2021 годами были незначительными.
4) Превышение среднесуточной нормы ВОЗ.
В Алматы в 75% дней в 2022 году среднесуточная концентрация превышала суточную норму ВОЗ (15 мкг/м3).
Большая часть дней с превышением суточного лимита ВОЗ приходится на период с октября по март. В этот период в среднем по городу не было выявлено “чистых дней” (только четыре «чистых дня» в октябре).
Однако, в Жетысуском районе повторяемость дней (>15 мкг/м3) остается достаточно высокой даже в теплые месяцы. Так, например, в Жетысуском районе в мае, в июне, в июле, в августе превышение суточной нормы ВОЗ составило 97%, 70%, 23%, 55% (от общего количества дней в месяце) соответственно.
Данный анализ составлен Мадиной Турсумбаевой (КазНУ им. Аль Фараби) в рамках научно-исследовательской работы «Комплексная оценка загрязнения воздуха в Алматы: определение источников, пространственно-временной анализ» (AP09260359, Министерство образования и науки РК). Выражаем благодарность основателю Airkaz.org за предоставление данных.
1) Различия по районам Алматы.
По данным AirKaz.org (c 1 января 2021 г. по 15 декабря 2022 г.) за неполный 2022 г. среднегодовая концентрация РМ2.5 была самой высокой в Жетысуском районе (68 мкг/м3), далее следует Турксибский район (41 мкг/м3), Бостандыкский и Наурызбайский районы (по 36 мкг/м3) и Алмалинский и Медеуский районы (по 35 мкг/м3). В 2022 году превышение годовой нормы ВОЗ (5 мкг/м3) составляло 7,0-13,6 раз в зависимости от района города. (Данные по Алатаускому и Ауэзовскому району отсутствуют за 2022 г.)
2) Различия по сезонам.
Самые высокие концентрации РМ2.5 наблюдались в зимний период. Средняя концентрация РМ2.5 в зимний период составила 83,2 мкг/м3, в то время как в летний период среднее значение концентрации РМ2.5 составляло 12,7 мкг/м3 в 2022 г. Cреднемесячная концентрация РМ2.5 в январе 2022 года (79,8 мкг/м3) в 7,2 раз превышала среднемесячную концентрацию в июне 2021 года (11,1 мкг/м3).
3) Различия с прошлым годом (2021 г.).
По сравнению с 2021 г., в 2022 г. в январе, октябре и ноябре среднемесячные концентрации РМ2.5 были ниже на 46,7, 49,5 и 80,9%, соответственно. В апреле и мае среднемесячные концентрации РМ2.5 в 2022 году были выше на 22 и 56% по сравнению с теми же месяцами 2021 года. В остальные месяцы (февраль, март, июнь, июль, август, сентябрь, декабрь), различия между 2022 и 2021 годами были незначительными.
4) Превышение среднесуточной нормы ВОЗ.
В Алматы в 75% дней в 2022 году среднесуточная концентрация превышала суточную норму ВОЗ (15 мкг/м3).
Большая часть дней с превышением суточного лимита ВОЗ приходится на период с октября по март. В этот период в среднем по городу не было выявлено “чистых дней” (только четыре «чистых дня» в октябре).
Однако, в Жетысуском районе повторяемость дней (>15 мкг/м3) остается достаточно высокой даже в теплые месяцы. Так, например, в Жетысуском районе в мае, в июне, в июле, в августе превышение суточной нормы ВОЗ составило 97%, 70%, 23%, 55% (от общего количества дней в месяце) соответственно.
Данный анализ составлен Мадиной Турсумбаевой (КазНУ им. Аль Фараби) в рамках научно-исследовательской работы «Комплексная оценка загрязнения воздуха в Алматы: определение источников, пространственно-временной анализ» (AP09260359, Министерство образования и науки РК). Выражаем благодарность основателю Airkaz.org за предоставление данных.
Анализ данных Airkaz.org c 1 января 2021 г. по 15 декабря 2022 г.
Департамент экологии г. Алматы НЕ обнаружил превышения предельно-допустимой концентраций загрязняющих веществ в Алматы 18 января 2023 года.
Что не так с данными Департамента экологии г. Алматы?
19 января 2023 года Департамент экологии г. Алматы на своей странице Instagram опубликовал информацию о том, что 18-го января 2023 года сотрудниками департамента экологии Алматы был осуществлен выездной мониторинг состояния атмосферного воздуха по территории г. Алматы. В публикации указывается, что по результатам инструментальных замеров превышения предельно-допустимой концентраций загрязняющих веществ НЕ обнаружены.
В публикации Департамента экологии г. Алматы НЕ указывается время мониторинга качества воздуха. Вместе с тем, не указаны значения измеренных концентрации по каждому загрязняющему веществу. В мировой практике PM2.5 является одним главных «критериальных» показателей качества воздуха. Однако, в своей публикации Департамент экологии г. Алматы не указывает значения PM2.5.
Проведение разовых измерений концентрации загрязняющих веществ методологически неверно. В мировой практике, выводы о качестве воздуха делаются на основе непрерывных наблюдений. Анализ качества воздуха делается на основе детального пространственно-временного анализа (по районам, по дням, неделям, часам, по годам).
Вместе с тем, в публикации Департамента экологии г. Алматы сравниваются концентрации с казахстанскими стандартами качества воздуха, которые значительно отличаются от стандартов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).
В публикации не указано, сравнение проводится с максимально-разовым ПДК или средне-суточным ПДК. Максимально-разовые ПДК гораздо мягче среднесуточных и среднегодовых. Например, максимально-разовая ПДК в Казахстане превышает среднесуточную норму ВОЗ для PM2,5 в 10 раз, для РМ10 в 6,6 раз, а для диоксида серы в 12,5 раз.
При этом, независимые наблюдения (https://airkaz.org/, https://www.iqair.com/ru/) показывают высокие уровни концентрации по PM2.5 (100 до 250 мкг/м3) в Алматы. В других странах при таких значениях концентрации PM2.5 государственные органы предупреждают население об опасности воздуха, и предпринимают соответствующие меры.
Публикация информации о том, что воздух в г. Алматы «не превышает» ПДК подрывает доверие населения к государственным органам. Вместе с тем, такие публикации дают ложные сигналы о том, что нет необходимости финансировать и предпринимать меры для улучшения качества воздуха.
Что не так с данными Департамента экологии г. Алматы?
19 января 2023 года Департамент экологии г. Алматы на своей странице Instagram опубликовал информацию о том, что 18-го января 2023 года сотрудниками департамента экологии Алматы был осуществлен выездной мониторинг состояния атмосферного воздуха по территории г. Алматы. В публикации указывается, что по результатам инструментальных замеров превышения предельно-допустимой концентраций загрязняющих веществ НЕ обнаружены.
В публикации Департамента экологии г. Алматы НЕ указывается время мониторинга качества воздуха. Вместе с тем, не указаны значения измеренных концентрации по каждому загрязняющему веществу. В мировой практике PM2.5 является одним главных «критериальных» показателей качества воздуха. Однако, в своей публикации Департамент экологии г. Алматы не указывает значения PM2.5.
Проведение разовых измерений концентрации загрязняющих веществ методологически неверно. В мировой практике, выводы о качестве воздуха делаются на основе непрерывных наблюдений. Анализ качества воздуха делается на основе детального пространственно-временного анализа (по районам, по дням, неделям, часам, по годам).
Вместе с тем, в публикации Департамента экологии г. Алматы сравниваются концентрации с казахстанскими стандартами качества воздуха, которые значительно отличаются от стандартов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).
В публикации не указано, сравнение проводится с максимально-разовым ПДК или средне-суточным ПДК. Максимально-разовые ПДК гораздо мягче среднесуточных и среднегодовых. Например, максимально-разовая ПДК в Казахстане превышает среднесуточную норму ВОЗ для PM2,5 в 10 раз, для РМ10 в 6,6 раз, а для диоксида серы в 12,5 раз.
При этом, независимые наблюдения (https://airkaz.org/, https://www.iqair.com/ru/) показывают высокие уровни концентрации по PM2.5 (100 до 250 мкг/м3) в Алматы. В других странах при таких значениях концентрации PM2.5 государственные органы предупреждают население об опасности воздуха, и предпринимают соответствующие меры.
Публикация информации о том, что воздух в г. Алматы «не превышает» ПДК подрывает доверие населения к государственным органам. Вместе с тем, такие публикации дают ложные сигналы о том, что нет необходимости финансировать и предпринимать меры для улучшения качества воздуха.
Опубликована наша статья «An episode-based assessment for the adverse effects of air mass trajectories on PM2.5 levels in Astana and Almaty, Kazakhstan» («Оценка неблагоприятного воздействия траекторий движения воздушных масс на уровень PM2.5 на основе эпизодов в Астане и Алматы, Казахстан») в рецензируемом журнале «Urban Climate» (Q1 по Web of Science, SJR = 1.301, 96-й процентиль по CiteScore).
В исследовании рассматривается изменение концентрации PM2.5 в течение разных периодов времени и как динамика переноса воздушных масс воздействует на эпизоды сильного загрязнения в Астане и Алматы.
В 2021 году уровень PM2.5 в Астане (22,5 мкг/м3) и Алматы (35,3 мкг/м3) превысил годовой лимит ВОЗ в 4,5 и 7,1 раза, соответственно, а суточная норма ВОЗ в Астане и Алматы была превышена в 151 и 217 раз - это 41% и 59% всех дней. Наивысшие уровни PM2.5 были зарегистрированы зимой и составили 35.3 мкг/м3 в Астане и 76 мкг/м3 в Алматы. Повышение концентраций связывается с началом отопительного сезона, сопровождаемым повышенным уровнем сжигания угля на ТЭЦ и уменьшением рассеиваемости загрязнителей в городах. В статье также рассмотривается влияние различных источников выбросов, включая локальные ТЭЦ, местные и региональные транспортные средства, жилой сектор, а также метеорологических параметров на уровень загрязнения воздуха.
Для оценки влияния траекторий воздушных масс на эпизоды с высоким загрязнением и чистым воздухом была использована модель HYSPLIT. Анализ кластеров и траекторий, взвешенных по концентрации, показал, что эпизоды загрязнения воздуха в обоих городах были тесно связаны со стагнацией воздушных масс из-за эффекта блокирования во время антициклонов. Хотя эпизодические загрязнения в Астане и Алматы усугублялись загрязнением, переносимым из соседних регионов и стран, Астана всё же чаще подвергалась воздействию отдаленных источников. К примеру, в часть дней особого загрязнения в Астане воздушные массы транспортируют загрязнители из Карагандинской области. Часть дней с высоким загрязнением в Алматы также тесно связана с движением воздушных масс из Южного Казахстана и Кыргызстана.
В целом, исследование показывает, что загрязнение воздуха в городах Астаны и Алматы связано не только с местными источниками выбросов, но и с трансграничным загрязнением, а также с метеорологическими условиями.
Дальнейшие исследования в этой области могут помочь разработать эффективные меры для уменьшения загрязнения воздуха и улучшения качества жизни людей.
Исследование также подчеркивает необходимость принятия мер для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу, таких как прекращение использования угля и замена его на более экологически чистые источники энергии, повышение эффективности очистки выбросов ТЭЦ и автомобилей, а также перевод частного сектора на газ.
Статья опубликована при финансировании ҚР ҒЖБМ Ғылым комитеті/Комитет науки МНВО РК /в рамках ПЦФ BR10965258 «Разработка исследовательской программы по улучшению качества воздуха в городах Нур-Султан и Алматы с использованием современных аналитических методов и инструментов моделирования», а также гранта Madina Tursumbayeva для обучения в докторантуре и Казбека Турсуна для обучения на магистратуре.
В исследовании рассматривается изменение концентрации PM2.5 в течение разных периодов времени и как динамика переноса воздушных масс воздействует на эпизоды сильного загрязнения в Астане и Алматы.
В 2021 году уровень PM2.5 в Астане (22,5 мкг/м3) и Алматы (35,3 мкг/м3) превысил годовой лимит ВОЗ в 4,5 и 7,1 раза, соответственно, а суточная норма ВОЗ в Астане и Алматы была превышена в 151 и 217 раз - это 41% и 59% всех дней. Наивысшие уровни PM2.5 были зарегистрированы зимой и составили 35.3 мкг/м3 в Астане и 76 мкг/м3 в Алматы. Повышение концентраций связывается с началом отопительного сезона, сопровождаемым повышенным уровнем сжигания угля на ТЭЦ и уменьшением рассеиваемости загрязнителей в городах. В статье также рассмотривается влияние различных источников выбросов, включая локальные ТЭЦ, местные и региональные транспортные средства, жилой сектор, а также метеорологических параметров на уровень загрязнения воздуха.
Для оценки влияния траекторий воздушных масс на эпизоды с высоким загрязнением и чистым воздухом была использована модель HYSPLIT. Анализ кластеров и траекторий, взвешенных по концентрации, показал, что эпизоды загрязнения воздуха в обоих городах были тесно связаны со стагнацией воздушных масс из-за эффекта блокирования во время антициклонов. Хотя эпизодические загрязнения в Астане и Алматы усугублялись загрязнением, переносимым из соседних регионов и стран, Астана всё же чаще подвергалась воздействию отдаленных источников. К примеру, в часть дней особого загрязнения в Астане воздушные массы транспортируют загрязнители из Карагандинской области. Часть дней с высоким загрязнением в Алматы также тесно связана с движением воздушных масс из Южного Казахстана и Кыргызстана.
В целом, исследование показывает, что загрязнение воздуха в городах Астаны и Алматы связано не только с местными источниками выбросов, но и с трансграничным загрязнением, а также с метеорологическими условиями.
Дальнейшие исследования в этой области могут помочь разработать эффективные меры для уменьшения загрязнения воздуха и улучшения качества жизни людей.
Исследование также подчеркивает необходимость принятия мер для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу, таких как прекращение использования угля и замена его на более экологически чистые источники энергии, повышение эффективности очистки выбросов ТЭЦ и автомобилей, а также перевод частного сектора на газ.
Статья опубликована при финансировании ҚР ҒЖБМ Ғылым комитеті/Комитет науки МНВО РК /в рамках ПЦФ BR10965258 «Разработка исследовательской программы по улучшению качества воздуха в городах Нур-Султан и Алматы с использованием современных аналитических методов и инструментов моделирования», а также гранта Madina Tursumbayeva для обучения в докторантуре и Казбека Турсуна для обучения на магистратуре.