Спутниковый мониторинг выбросов диоксида серы техногенных объектов северных территорий Красноярского края

Актуальность темы диссертации. На сегодняшний день проблеме
экологии и загрязнению атмосферного воздуха в Красноярском крае уделяется
огромное внимание со стороны органов местного самоуправления и
общественности. Прошедший 2017 год, в соответствии с Указом Президента
Российской Федерации №7 от 05.01.2016 г. объявлен годом экологии. Основная
цель этого документа – привлечь внимание граждан к проблемам,
существующих в экологической сфере. Улучшить экологическую безопасность,
как регионов, так и страны в целом [1].
В исполнение указа президента в Красноярском крае реализуется
программа, разработанная министерством природных ресурсов и экологии
Красноярского края «Снижение негативного воздействия на окружающую среду
предприятиями Красноярского края на 2016–2020 годы» [2]. Одна из задач
программы: «Снижение выбросов вредных (загрязняющих) веществ в
атмосферный воздух от стационарных источников предприятиями Норильской
промышленной зоны (НПЗ)».
В соответствии с Государственным докладом «О состоянии и об охране
окружающей среды Российской Федерации в 2016 году» Красноярский край, по
объемам выброса диоксида серы занимает первое место, прежде всего за счет
предприятий Норильской промышленной зоны [3]. Самые загрязненные осадки на
территории Российской Федерации в 2016 году были выявлены в Норильске при
этом влажные выпадения соединений серы превысили предельное значение
нагрузки в 4 раза, достигнув, среди загрязненных городов России,
максимального значения.
Присутствие в атмосферном воздухе высоких концентраций диоксида серы
(SO2) приводит к деградации и повреждению лесных площадей вокруг
промышленных предприятий НПЗ. Высокое значение концентрации SO2
отрицательно влияет на здоровье людей. Продолжительность жизни населения,
проживающего на исследуемой территории меньше на 10 лет, чем в среднем по
стране [4,5]. Все это обуславливает необходимость мониторинга экологической
обстановки в НПЗ, в частности, мониторинг выбросов SO2 – основного
загрязнителя данного региона.
Существует несколько методов контроля газового состава атмосферы:
наземный, авиационный и спутниковый. В настоящее время контроль выбросов
SO2 северных территорий Красноярского края основан на наземном методе. В
диссертационной работе предлагается использовать метод контроля на основе
спутниковых данных. Преимуществом спутникового метода контроля является
охват обширных территорий земной поверхности, возможность замерять
концентрацию загрязняющих веществ на различных высотах, а также
способность вести наблюдение за дальнейшим направлением распространения
выбросов.
Степень научной проработанности темы. Вопросам разработки и
совершенствования спутниковых методов мониторинга посвящены работы как
российских, так и зарубежных специалистов, таких как Н. Кротков, К. Yang, S.
Carn, А. Krueger, B. Anderson, R. Martin, Li. Carn, Ф. Трифонов и др.
Большинство из них освещают техническую сторону метода контроля и его
точность. В диссертационной работе данные спутниковых наблюдений
используются для оценки экологической обстановки северных территорий
Красноярского края.
Научная идея заключается в разработке метода спутникового контроля
выбросов диоксида серы для северных территорий Красноярского края.
Цель диссертационной работы – повышение качества системы
экологического мониторинга атмосферы северных территорий Красноярского
края методом контроля выбросов диоксида серы на основе спутниковых данных.
Задачи исследования:
1. Разработать метод контроля и критерии использования базы данных
спектрометра Ozone Monitoring Instrument (OMI, спутник AURA) и спектрометра
Ozone Mapping Profiler Suite (OMPS, спутник SUOMI NPP) для анализа выбросов
диоксида серы в атмосфере.
2. Разработать информационное приложение, позволяющее в
автоматическом режиме обрабатывать базы данных OMI, OMPS и метод оценки
выбросов диоксида серы на основе спутниковых данных.
3. Исследовать выбросы диоксида серы для северных территорий
Красноярского края за 2005-2017 гг. на основе разработанного метода контроля
и построить карты схемы состояния окружающей среды.
4. Разработать практические рекомендации по применению метода
контроля выбросов диоксида серы на основе спутниковых данных для северных
территорий.
Область исследования. Работа выполнена в соответствии с пунктами 1, 4,
6 паспорта специальности 05.11.13 «Приборы и методы контроля природной